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3. Österreichischer MeteorologInnentag
Kurzfassungen der Tagungsbeiträge
Universität Graz
5./6. November 2009
Einleitung
Der 3. MeteorologInnentag der Österreichischen Gesellschaft für Meteorologie (ÖGM) wird dieses Jahr
vom Institut für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie und dem Wegener Zentrum für Klima und
Globalen Wandel (beide Universität Graz) ausgerichtet.
Die Tagung dient dem Austausch und Kontakt zwischen allen an Atmosphärenwissenschaft und ihren
Anwendungsbereichen interessierten Personen und Institutionen, wobei insbesondere die Vernetzung
zwischen den Institutionen gefördert werden soll. Alle österreichischen meteorologischen Institutionen
sind eingeladen, ihre aktuellen Arbeiten vorzustellen. Junge Wissenschafter und Wissenschafterinnen
sind besonders eingeladen, ihre Arbeiten in Form von Postern vorzustellen. Für die drei besten Poster
werden Preise vergeben.
3
Vorträge
A correction of a systematic bias in early instrumental Alpine temperatures reducing
the instrumental-proxy EI-problem
7
Reinhard Böhm
Metop ASCAT Bodenfeuchteinformationen für operationelle Anwendungen
8
Annett Bartsch und Wolfgang Wagner
Charakteristik der UV-Bestrahlungstärke im alpinen Gelände
9
Michael Fitzka, Stana Simic, Jochen Wagner und Philipp Weihs
Von global zu lokal: Monitoring des Klimawandels in der Atmosphäre mittels Satelliten und hoch-auflösendem Bodenmessnetz
10
Gottfried Kirchengast, Ulrich Foelsche, Andrea K. Steiner, Bettina C. Lackner, Barbara
Pirscher, Stefan Körner, Florian Ladstädter, Susanne Schweitzer, Veronika Proschek,
Thomas Kabas, Christoph Bichler, Michael Pock, Johannes Fritzer und Armin Leuprecht
PROMET – Die meteorologische Fortbildungszeitschrift des DWD
11
Jörg Rapp
Homogenität von Radiosonden- und ERA-Interim Daten – ein Vergleich mit neuen
Satellitendaten
12
Leopold Haimberger, Gabriel Chiodo, Christina Tavolato, Michael Blaschek und Sabine
Radanovics
Die Forschungsprojekte BACCHUS, POLLVOR und MortKlim
13
Elisabeth Koch, Gerhard Hohenwarter, Andreas Matzarakis, Stefan Neumcke und Helfried
Scheifinger
Übersicht über die aktuellen Arbeiten und Projekte der Klima- und Umweltgruppe
des Institutes für Meteorologie der BOKU
14
Irene Schicker, Delia Arnold, Herbert Formayer, Thomas Gerersdorfer, Patrick Haas, Judith
M. Käfer, Helga Kromp-Kolb, Bernd C. Krüger, Imran Nadeem, Sabine Radanovics, Ingeborg
Schwarzl, Petra Seibert, Stana Simic und Asma Yaqub
5
VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Aktuelle Ergebnisse aus der Projekttätigkeit der Fachabteilung Umweltmeteorologie
der ZAMG
15
Martin Piringer, Kathrin Baumann-Stanzer, Marcus Hirtl und Erwin Polreich
A Quality Control and Bias Correction Method developed for irregularly spaced
Timeseries of Observational Pressure- and Temperature-Data
16
Stefan Sperka, Reinhold Steinacker und Dieter Mayer
ZAMG Graz – Die Kundenservicestelle Steiermark stellt sich vor
17
Albert Sudy
Mikroklima von Stadträumen und Auswirkungen
18
Erich Mursch-Radlgruber und Ingeborg Schwarzl
Hochauflösende Echtzeit-Analyse meteorologischer Felder im Alpenraum
19
Thomas Haiden
Regionale Klimaszenarien für die Klimafolgenforschung
20
Andreas Gobiet, Heimo Truhetz, Nauman Khurshid Awan, Georg Heinrich, Kathrin Lisa
Kapper, Armin Leuprecht, Andreas Prein, Martin Suklitsch und Matthias Themeßl
Klimamodellierung an der ZAMG – Ergebnisse aus den laufenden Arbeiten
21
Michael Hofstätter, Ivonne Anders und Christoph Matulla
Vorarbeiten für ein „Österreichisches Klimadatenzentrum“
22
Herbert Formayer
Globale Erwärmung und neu auftretende Infektionskrankheiten
23
Franz Rubel und Katharina Brugger
Klimawandelforschung und Klimaforschungsförderung in Österreich: Ein Überblick
24
Helga Kromp-Kolb
Beobachtung und Modellierung des Transports von Luftschadstoffen in einem Alpental
25
Alexander Gohm und Manuela Lehner
Demonstration der Leistungsfähigkeit der mesoskaligen Ensemblevorhersagesystem
der ZAMG
26
Yong Wang, Christoph Wittmann, Martin Steinheimmer und Alexander Kann
Neues aus der Wettervorhersage an der ZAMG
27
Herbert Gmoser, Jarno Schipper und Veronika Zwatz-Meise
Strömungssimulationen mit GRAMM im Wiener Becken
Silvia Jost, Peter Sturm, August Kaiser, Kathrin Baumann-Stanzer und Thomas Zak
6
28
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
A correction of a systematic bias in early instrumental Alpine
temperatures reducing the instrumental-proxy EI-problem
Reinhard Böhm ∗
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
The instrumental period in climatology usually is regarded to have started shortly after the mid 19th
century. Respective benchmarks are the starting point of the global mean temperature timeseries in the
1850s or the founding of many of the national meteorological services in the following 2 to 3 decades. But
there is a considerable and valuable amount of measured climate data decades to a century earlier. The
added value of having another century of directly measured climate information is great, particularly as
these data bridge the pre-anthropogenic to anthropogenic forcing eras. But the demands on these early
instrumental data in terms of their comparability with modern data are increasingly difficult to fulfil
progressively back in time. Decreasing network density makes mathematical homogeneity testing and
adjusting less reliable and the equipment as well as the measuring and data processing philosophy were
in some aspects rather different to the recent one. The proposed contribution shows one of these “early
instrumental” (EI) problems and proposes a solution for a region which may be regarded the richest in
EI-data globally.
Instrumental temperature recording in the Greater Alpine Region (GAR, 4–19◦ E, 43–49◦ N) began
in the year 1760. Prior to the 1850–1870 period, after which screens of different types protected the
instruments, thermometers were insufficiently sheltered from direct sunlight so were normally placed
on north-facing walls or windows. It is likely that temperatures recorded in the summer half of the
year were biased warm and those in the winter half biased cold, with the summer effect dominating.
Because the changeover to screens often occurred at similar times, it has been difficult to determine
the scale of the problem through relative homogeneity testing, as all neighbour sites were likely to be
similarly affected. This study uses simultaneous measurements taken for eight recent years at the old
and modern site at Kremsmünster, Austria to assess the issue. The temperature differences between
the two locations (screened and unscreened) have caused a change in the diurnal cycle, which depends
on the time of year. Using the orientation angle of the buildings (sites across the GAR in the range
from NE to NW) different adjustments to the diurnal cycle have been developed for each location. The
effect on the 32 sites across the GAR varies due to different formulae being used by NMSs to calculate
monthly means from the two or more observations made at each site each day. These formulae also
changed over the years, so considerable amounts of additional metadata have had to be collected to
apply the adjustments across the whole network.
Overall, the results indicate that summer (April to September) average temperatures are cooled
by about 0.4 ◦ C before 1850, with winters (October to March) staying much the same. The effects
on monthly temperature averages are largest in June (a cooling from 0.21 ◦ C to 0.93 ◦ C, depending
on location) to a slight warming (up to 0.3 ◦ C) of some sites in February. In addition to revising
the temperature evolution during the past centuries, the results have important implications for the
calibration of proxy climatic data in the region (such as tree ring indices and documentary data such
as grape harvest dates). A difference series across the 32 sites in the GAR indicates that summers since
1760 have warmed by about 1 ◦ C less than winters.
The new EIB-corrected temperatures are supposed to better reflect real temperature evolution and
should reduce the hitherto existing problems in respect to their application for co-analysis with proxies
like Alpine treerings and glaciers. In respect to glaciers the now cooler EI-summer temperatures should
better fit to the strongly developed Alpine glaciers in the first part of the 19th century.
∗ Kontakt:
[email protected]
7
VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Metop ASCAT Bodenfeuchteinformationen für operationelle
Anwendungen
Annett Bartsch ∗ und Wolfgang Wagner
Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung, Technische Universität Wien, Wien
Die Bodenfeuchtigkeit spielt eine zentrale Rolle im hydrologischen Kreislauf auf den verschiedensten Maßstabsskalen. Fernerkundungsmethoden, wie etwa die Aufnahme mit Mikrowellen, erlauben eine
flächendeckende Beschreibung der Bodenfeuchte an der Landoberfläche. Diese kann als Input für hydrologische Modelle und für Wettervorhersagemodelle, sowie als Information für den Katastrophenschutz
dienen.
In den letzten Jahren wurden entscheidende Fortschritte hin zu operationellen Bodenfeuchtedienstleistungen gemacht. Dieser Fortschritt wurde ermöglicht durch Weiterentwicklungen in der Sensortechnologie und der Entwicklung neuer Algorithmen zur Ableitung von Bodenfeuchteinformationen. Mit
diesen verbesserten Algorithmen war es möglich, Bodenfeuchteinformationen aus Daten existierender
Mikrowellensensoren abzuleiten. Der erste globale Bodenfeuchtedatensatz, der aus Daten der ERS-1/2
Scatterometer gewonnen wurde, ist im Jahr 2002 veröffentlicht worden. Basierend auf Daten des METOP ASCAT, dem Nachfolger der ERS-1/2 Scatterometer, wurde 2008 von der EUMETSAT die erste,
nahezu in Echtzeit verfügbare Bodenfeuchtedienstleistung vorgestellt.
An der Technischen Universität Wien (TU Wien) wurden die Algorithmen zur Ableitung von Bodenfeuchteinformationen aus Daten der C-Band Scatterometer ERS-1/2 und METOP ASCAT entwickelt.
Innerhalb der zu EUMETSAT gehörigen Einrichtung zur operationellen Anwendung von Satellitendaten
zur Unterstützung im Bereich der Hydrologie und des Wassermanagements (Hydrology SAF), koordiniert die Zentralanstalt für Meteorologie und Geologie (ZAMG) alle Aktivitäten in Zusammenhang mit
Bodenfeuchte und ist verantwortlich für die Entwicklung von METOP ASCAT Bodenfeuchteprodukten
mit zusätzlichen Informationsgehalten.
Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die aktuellen Entwicklungen der Anwendung des ASCAT
Bodenfeuchtigkeitsproduktes.
∗ Kontakt:
8
[email protected]
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
Charakteristik der UV-Bestrahlungstärke im alpinen Gelände
Michael Fitzka ∗ , Stana Simic, Jochen Wagner und Philipp Weihs
Institut für Meteorologie, Department Wasser–Atmosphäre–Umwelt, Universität für Bodenkultur Wien,
Wien
In Österreich werden am Hohen Sonnblick seit 1994 kontinuierliche spektrale UV-Messungen entsprechend den Qualitätsanforderungen des "Network for the Detection of Atmospheric Change – NDACCßowie Messungen des Gesamtozons vom Institut für Meteorologie der BOKU (BOKU-Met) durchgeführt.
Sowohl die Daten der letzten Jahre als auch Gerätevergleiche zeigen, dass ein hohes Maß an Qualität im
UV-Monitoring erreicht wurde. Die Ergebnisse der fünfzehnjährigen UV-Messreihe werden vorgestellt.
Im alpinen Gelände können beim Zusammenwirken verschiedener Faktoren extrem hohe UV-Bestrahlungsstärken erreicht werden. Die Ergebnisse über kurzfristige Einflussfaktoren, die für eine erhöhte UV-Belastung verantwortlich sind, werden gezeigt. Die Studie über den Einfluss der variablen
Albedo aufgrund unterschiedlicher Schneelage, Abschattung durch Berge und Mehrfachstreuung an
den Berghängen in der wolkenlosen Atmosphäre wurde mit Hilfe von 1-D und 3-D Modellsimulationen
durchgeführt. Der Einfluss der einzelnen Parameter wurde quantitativ bestimmt.
Die 15 Jahre umfassende UV-Datenreihe wurde auch hinsichtlich langfristiger Änderungen untersucht. Aufgrund der hohen natürlichen Variabilität ist das Erkennen von Trends schwierig, weshalb die
Analyse auf Messungen unter wolkenlosen Bedingungen beschränkt wurde. Dennoch konnten mit nichtparametrischen Trendtests signifikante Trends identifiziert werden, wobei das generelle Bild eher von
Abwärtstrends in der UV-Strahlung gekennzeichnet ist: Diese werden durch die Zunahme der Sonnenscheindauer und damit der Anzahl von Messungen unter wolkenlosen Bedingungen während Perioden
hoher Ozonkonzentrationen verursacht.
∗ Kontakt:
[email protected]
9
VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Von global zu lokal: Monitoring des Klimawandels in der
Atmosphäre mittels Satelliten und hoch-auflösendem
Bodenmessnetz
Gottfried Kirchengast ∗ , Ulrich Foelsche, Andrea K. Steiner, Bettina C.
Lackner, Barbara Pirscher, Stefan Körner, Florian Ladstädter, Susanne
Schweitzer, Veronika Proschek, Thomas Kabas, Christoph Bichler, Michael
Pock, Johannes Fritzer und Armin Leuprecht
Forschungsgruppe Atmosphärenfernerkundung und Klimasystem (ARSCliSys), Wegener Zentrum für
Klima und Globalen Wandel (WegCenter) und Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie (IGAM), Universität Graz, Graz
Die Forschungsgruppe ARSCliSys erforscht moderne satellitengestützte Methoden zur Fernerkundung
der Atmosphäre und des Klimasystems sowie neue bodengebundene Methoden mit sehr hoher Auflösung.
Wie stark ist die globale Erwärmung heute schon und wie entwickelt sie sich in Zukunft? Wie betrifft
sie die Alpenregion und Österreich? Wie sieht es mit der Entwicklung der Treibhausgasmengen aus und
wie viel kommt von welcher Region der Erde?
Besonders geeignet für den weltweiten Blick zur Antwort auf solche Fragen ist eine elegante Methode
zur globalen Beobachtung von Atmosphäre und Klima: die Okkultationstechnik mittels IntersatellitenSignalen von globalen Navigationssatelliten (wie GPS und Galileo) zu Low Earth Orbit (LEO) Satelliten
und, zukünftig noch ertragreicher, zwischen LEO Satelliten. Es wird zuerst die GPS-LEO Atmosphärensondierung vorgestellt und wie wir kürzlich (als erste Gruppe weltweit) die globale Erwärmung in
der freien Atmosphäre unabhängig von klassischen Bodenwetterdaten und eichfehler-anfälligeren Daten von Wetterballonen und Satellitenradiometern mit Hilfe dieser Daten detektiert haben. Poster
von Steiner et al. und Pirscher et al. zeigen weitere Ergebnisse aus diesem Bereich; Daten stehen via
www.wegcenter.at/globclim (www.globclim.org) zur Verfügung.
Die Zukunft dieser Art von Klima-Monitoring hält aber noch mehr bereit: Es wird weiters die (selbst
erdachte) LEO-LEO Atmosphärensondierung vorgestellt, derzeit im Rahmen der ESA weiter entwickelt,
die mit einer Kombination von Mikrowellensignalen und Infrarot-Lasersignalen gleichzeitig mit bisher
ungekannter Genauigkeit und Konsistenz Treibhausgasmengen (Kohlendioxid, Methan, Lachgas, Ozon,
etc.), die thermodynamischen Größen (Druck, Temperatur, Feuchtigkeit) und den Wind in der freien
Atmosphäre messen kann. Die Methode hat das Potenzial, ein fundamentaler Benchmark für die globale
Überwachung von Treibhausgasen und Klimawandel in unserer Lufthülle im 21. Jahrhundert zu werden.
Ein Poster von Proschek et al. zeigt weitere Ergebnisse aus diesem Bereich.
Damit vom globalen zum lokalen Blick – im konkreten Lebensraum Alpenregion ist das WegenerNet
ein Pionierexperiment der Gruppe: Ein neuartiges Klimastationsnetz in der Region Feldbach (Steiermark/Ö) zur Beobachtung von Wetter und Klima mit räumlicher Auflösung auf der 1 km Skala.
Das WegenerNet ist ein langfristig angelegtes Feldexperiment, welches als hochauflösender Monitoringund Validierungsstandort für Wetter- und Klimaforschung sowie Anwendungen dienen kann. Die Anwendungen inkludieren, unter anderen, Modelltest-Fokusregion für integrierte Umweltmodellierung in
Österreich mit Schwerpunkt Steiermark und „Ground-Truth“ Validation von atmosphärischen und hydrologischen Satellitendaten. Ein Poster von Kabas et al. zeigt weitere Ergebnisse dazu; Daten stehen
via www.wegcenter.at/wegenernet (www.wegenernet.org) bereit.
∗ Kontakt:
10
[email protected]
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
PROMET – Die meteorologische Fortbildungszeitschrift des
DWD
Jörg Rapp ∗
Deutscher Wetterdienst (DWD) / Schriftleitung PROMET, Offenbach a. M., Deutschland
Die Zeitschrift PROMET dient der allgemeinen Fortbildung von Meteorologen und Wetterberatern.
Die Beiträge zum Thema des Heftes sollen den neuesten Stand des zu behandelnden Spezialgebietes auf
wissenschaftlicher Basis in einer verständlichen und didaktisch anschaulichen Weise darstellen.
Das Heft erscheint seit 1971 im Eigenverlag des DWD in deutscher Sprache mit englischsprachigen
Titeln und Zusammenfassungen. Die Beiträge werden von einem Fachredakteur betreut und von einem
externen Gutachter durchgesehen. Die Zeitschrift wird in der Regel als Doppelnummer halbjährlich
in einer Auflage von ca. 3000 Exemplaren produziert. Sie wird regelmäßig an alle Meteorologen und
Wetterberater des DWD, an den Geoinformationsdienst der Bundeswehr, an die meteorologischen Institute der Universitäten und an alle Mitglieder der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft (DMG
e.V.) verteilt.
Die Themen der letzten Hefte waren: Atmosphäre und Gebirge, Klima und Wetter in den Tropen,
Phänologie, Biometeorologie des Menschen, Meteorologie und Versicherungswirtschaft, Die Nordatlantische Oszillation (NAO).
Themen der nächsten Hefte: E-Learning in der Meteorologie (2009), Moderne Verfahren der Wettervorhersage im DWD (2009), Fernmessung von Wolken und Wasserdampf (geplant für 2010), Downscaling/Regionale Klimamodellierung (geplant für 2010).
Weitere Informationen sind den Internetseiten zu entnehmen: www.dwd.de/promet.
∗ Kontakt:
[email protected]
11
VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Homogenität von Radiosonden- und ERA-Interim Daten – ein
Vergleich mit neuen Satellitendaten
Leopold Haimberger ∗ , Gabriel Chiodo, Christina Tavolato, Michael
Blaschek und Sabine Radanovics
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien, Wien
Historische Radiosondendaten haben teilweise große, sich zeitlich ändernde systematische Fehler. Eine Korrektur dieser Fehler mit Hilfe geeigneter statistischer Homogenisierungsverfahren ist unerläßlich,
wenn man aus Zeitreihen von Radiosondendaten auf Klimaänderungen schließen will. Auch die wichtigen Reanalyseprojekte, wie die ERA-Interim Reanalyse des Europäischen Zentrums für Mittelfristige
Wettervorhersage (EZMW) achten immer stärker darauf, entweder korrigierte Eingangsdaten einzulesen
oder diese während der Datenassimilation zu korrigieren.
Es wurden zwei automatische Homogenisierungsverfahren für Radiosondentemperaturen und -winde
entwickelt, die Zeitreihen der sogenannten Innovationen (Beobachtung-Backgroundvorhersage) aus ERA40 bzw. operationellen Analysen für den Zeitraum 1958–2008 analysieren. Eines der Verfahren (RAOBCORE) benutzt die Innovationen sowohl zum Finden als auch zur Korrektur der Brüche. Das zweite
Verfahren (RICH) benutzt zur Korrektur Vergleichszeitreihen benachbarter Radiosonden. Beide Verfahren sind sehr effektiv und wurden von der internationalen Forschergemeinschaft gut aufgenommen.
Insbesondere werden mit RAOBCORE Korrekturen in der ERA-Interim Reanalyse (1989–aktuell) benutzt.
Die Auswirkungen der Korrekturen, und die Homogenität der ERA-Interim Daten im allgemeinen
werden diskutiert. Dabei werden nicht nur Zeitreihen von Zustandsgrößen in ERA-Interim betrachtet,
sondern auch Zeitreihen von Flussgrößen, wie die Bodenenergiebilanz oder der Frischwasserfluss. Es
zeigt sich, dass die in Reanalysen berechneten Flussgrößen noch empfindlicher auf Änderungen im
Beobachtungssystem reagieren als die Zustandstgrößen.
Vor kurzem wurden ERA-Interim benutzt, um die Korrekturen von RAOBCORE und RICH weiter zu verbessern. Die so korrigierten Radiosondendaten sind gut mit unabhängigen Satellitendaten
(MSU-Radianzen und GPS-RO Retrievals) und Klimamodellergebnissen vereinbar. Der scheinbare Widerspruch zwischen troposphärischen Trends aus Radiosondendaten und Klimamodellen, speziell in den
Tropen, ist weitgehend eliminiert. Probleme gibt es lediglich bei der Korrektur in den Polargebieten.
In einem neuen Forschungsprojekt des FWF sollen die Korrekturverfahren nochmals verbessert und
auf Wind und Feuchte erweitert werden. Ebenso wird zusammen mit dem EZMW ein variationelles
Biaskorrekturverfahren für Radiosonden entwickelt. Ein solches wurde bisher nur für Satellitenradianzen
verwendet.
∗ Kontakt:
12
[email protected]
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
Die Forschungsprojekte BACCHUS, POLLVOR und MortKlim
Elisabeth Koch 1,∗ , Gerhard Hohenwarter 1 , Andreas Matzarakis 2 , Stefan
Neumcke 2 und Helfried Scheifinger 1
1
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
2
Meteorologisches Institut, Universität Freiburg/Brg., Freiburg, Deutschland
Phänologie, lange Zeit im Dornröschenschlaf rückte als Gegenstand der Klimafolgenforschung wieder
in den Mittelpunkt des Interesses von nicht nur der Wissenschaft und Forschung sondern auch von der
Allgemeinheit.
Die ZAMG, die seit ihrer Gründung ein phänologisches Beobachtungsnetz betreibt, war und ist in der
phänologischen Szene überaus aktiv: die COST Aktion Establishing a European phenological dataplatform for climatological applications (2004 bis 2009) wurde von MitarbeiterInnen der ZAMG geleitet.
Es gelang hier, die auf viele NOPs (network-operator) verstreuten Daten auf einer einzigen DatenPlattform zusammenzuführen, nachdem die phänologischen Entwicklungsstadien (wie z. B. 10 % Blüte,
50 %, oder Ende der Blüte . . . ) mit einem einheitlichen System klassfiziert wurden – dem sogenannten
BBCH code. Die wissenschaftliche Auswertung dieser Daten fand im 4. AR des IPCC Platz in einer
eigenen „COST725 box“. Mehr als 100.000 Beobachtungsreihen aus ganz Europa konnten den engen
Zusammenhang zwischen Temperaturanstieg und dem zeitigeren Eintritt von phänologischen Entwicklungsstufen im Frühjahr in Europa belegen, das räumliche Muster der Verfrühung passt mit dem Muster
der Temperaturänderung zusammen.
Im Projekt BACCHUS werden alten Beobachtungsreihen von Weinblüte und Weinlese im Raum
Klosterneubug und Wien, beginnend ab dem 16. Jahrhundert aus den Originalquellen ausgegraben
und einer klimatologischen Bearbeitung unterzogen. Es zeigt sich, dass der Weinlesetermin zu einem
hohen Anteil schon Ende Juli festgelegt ist, und zwar besteht eine signifikante Korrelation zwischen
der Mitteltemperatur von Mai bis Juli und dem Beginn der Weinlese. Dieser Zusammenhang wurde
genutzt, um aus den Proxies die Temperatur in diesen Monaten zu rekonstruieren. Der ununterbrochene
Temperaturanstieg in den letzten 30 Jahren ist einzigartig in der Periode ab dem 16. Jahrhundert. Die
Auswertungen von Daten aus dem Retzer Stadtarchiv sind im Gang.
Rechtzeitige und verlässliche Warnungen vor Anstieg der Pollenkonzentration in der Atemluft bieten
Allergikern und Ärzten eine wesentliche Hilfestellung. Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik betreibt in Kooperation mit SciCon Pharma Science-Consulting GmbH seit einiger Zeit einen
Pollenwarndienst. Das Projekt POLLVOR hat zum Ziel, die aktuelle Vorhersageprozedur durch zusätzliche Information abzusichern, zu ergänzen und zuletzt die Ausbreitung der Pollen in der Atmosphäre
mit einem Lagrangschen Partikeldiffusionsmodell zu simulieren. Zudem ist die ZAMG in zwei Arbeitsgruppen der COST Aktion ES0603 „Assessment of production, release, distribution and health impact
of allergenic pollen in Europe (EUPOL)“ beteiligt ist.
Extreme meteorologische Bedingungen wie z. B. Hitzewellen können die Gesundheit der Menschen beeinflussen und letztendlich zu einem Anstieg der Sterblichkeitsrate führen. Als Auslöser kann nicht ein
einzelner Faktor angesehen werden kann, sondern zusammenwirkende Effekte verschiedener meteorologischer und/oder umwelthygienischer Faktoren oder auch anderer Faktoren. Infolge des Klimawandels
und der weiteren, von den Klimamodellen berechneten Zunahme der Sommertemperaturen sowie der
bereits eingetretenen Entwicklung ist auch für Österreich ein Forschungsbedarf gegeben. Hochrechnungen mit den gängigen Szenarien ergeben, dass im Zeitraum 2030–2060 verglichen mit dem Zeitraum
1961–1990 in den Niederungen in Österreich die Zahl der Tage mit Wärmestress sich um 10 % bis 25 %
erhöhen wird. Der Rückgang der Tage mit Kältestress ist weniger stark ausgeprägt. Gleichzeitig ist von
einer Sensitivitätssteigerung der Bevölkerung durch den höheren Anteil älterer Menschen auszugehen.
Im Zukunftszeitraum ist zu erwarten, dass es zu einem Rückgang der kältebedingten und zu einem
Anstieg der wärmebedingten Mortalität kommt. Die Studie soll Auskunft darüber geben, mit welcher
Zunahme der Sterblichkeit zu rechnen ist und welche Maßnahmen sanitätsbehördlich eingesetzt werden.
∗ Kontakt:
[email protected]
13
VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Übersicht über die aktuellen Arbeiten und Projekte der Klimaund Umweltgruppe des Institutes für Meteorologie der BOKU
Irene Schicker ∗ , Delia Arnold, Herbert Formayer, Thomas Gerersdorfer,
Patrick Haas, Judith M. Käfer, Helga Kromp-Kolb, Bernd C. Krüger,
Imran Nadeem, Sabine Radanovics, Ingeborg Schwarzl, Petra Seibert,
Stana Simic und Asma Yaqub
Institut für Meteorologie, Department Wasser–Atmosphäre–Umwelt, Universität für Bodenkultur Wien,
Wien
Es wird eine Übersicht über die aktuellen Arbeiten und Projekte der Klima- und Klimafolgengruppe
und der Umweltgruppe des Institutes für Meteorologie der Universität für Bodenkultur gegeben.
∗ Kontakt:
14
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
Aktuelle Ergebnisse aus der Projekttätigkeit der Fachabteilung
Umweltmeteorologie der ZAMG
Martin Piringer ∗ , Kathrin Baumann-Stanzer, Marcus Hirtl und Erwin
Polreich
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
Um dem gesetzlichen Auftrag gemäß FOG nachkommen zu können, ist die Fachabteilung Umweltmeteorologie der ZAMG bemüht, ihr Fachwissen laufend an den aktuellen Stand der Wissenschaft und
Technik anzupassen. In diesem Zusammenhang wurden in den letzten Jahren Entwicklungsprojekte der
ZAMG aus Eigenmitteln des Bundes finanziert. Darüber hinaus werden Forschungsprojekte im Auftrag diverser Förderstellen, wie FWF und FFG, durchgeführt. Der Beitrag beschreibt die laufenden
Forschungsaktivitäten der Fachabteilung Umweltmeteorologie anhand einiger ausgewählter Projekte.
Die an der ZAMG in Kooperation mit dem Meteorologieinstitut der Universität für Bodenkultur
in Wien operationell betriebene Ozonprognose beruht auf den an der ZAMG berechneten meteorologischen Vorhersagen des mesoskaligen Modells ALADIN-Austria und dem chemischen Ausbreitungsmodell
CAMx. Ausgewählte Ergebnisse der Evaluierungen der Modellvorhersagen anhand von Messdaten von
österreichischen Luftgütestationen werden vorgestellt.
Die verstärkte Nutzung des Analyse- und Kurzfristvorhersagesystem der ZAMG INCA (Integrated
Nowcasting through Comprehensive Analysis) für umweltmeteorologische Analysen und für die Ausbreitungsmodellierung ist Gegenstand eines weiteren Projektes. INCA beruht auf den meteorologischen
Vorhersagen des Modells ALADIN-Austria sowie allen in Echtzeit verfügbaren meteorologischen Messungen.
Die ZAMG ist eine von 24 Institutionen weltweit, die bei einem nuklearen Störfall Vorhersagen der
großräumigen Ausbreitung der radioaktiven Wolke berechnen und diese im Rahmen des Projektes ENSEMBLE (ensemble.jrc.ec.europa.eu) in Echt-Zeit auf einer speziellen Internetplattform zur Verfügung
stellen. Regelmäßige Übungen lassen die mögliche Variationsbreite innerhalb dieses Modellensembles
erkennen.
Im Rahmen des Sicherheitsforschungsprogramms KIRAS (www.kiras.at) hat die ZAMG im Projekt
RetoMod Ausbreitungsmodelle zur Abschätzung der Gefahrenzone bei Freisetzung eines toxischen Gases verglichen und deren Nutzbarkeit für die Feuerwehren untersucht. Ein laufendes Projekt im Auftrag
von ASO (Austrian Science and Research Liason Offices, www.aso.zsi.at) dient der Weitergabe dieser
Erfahrungen und der Schulung von Partnern im Kosovo und in Bulgarien, um entsprechende Kompetenzzentren in diesen Ländern aufzubauen. In einem kürzlich gestarteten Projekt SkyObserver wird,
ebenfalls finanziert durch KIRAS, die Technik und Software für einen autonomen Schwarm unbemannter Flugobjekte entwickelt, die mit Kameras und chemischen Sensoren zur Lageerfassung bei chemischen
Unfällen und anderen Einsatzbereichen ausgerüstet sind.
Im Projekt ROSALIA wird der meteorologische Einfluss auf die Pollenfreisetzung und die Pollenausbreitung eines mitteleuropäischen Mischwaldes untersucht. Zwei Messtürme wurden zu diesem Zweck
im Bereich des Rosaliengebirges mit 3D-Ultraschallanemometern oberhalb und innerhalb des Baumbestandes ausgerüstet und Messungen im April und Mai 2009 durchgeführt. Der Messzeitraum ermöglicht
den Vergleich der Turbulenzmessungen für Zeiten ohne und mit Belaubung.
∗ Kontakt:
[email protected]
15
VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
A Quality Control and Bias Correction Method developed for
irregularly spaced Timeseries of Observational Pressure- and
Temperature-Data
Stefan Sperka ∗ , Reinhold Steinacker und Dieter Mayer
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien, Wien
Within the creation of the MESOCLIM-dataset (3 hourly MSLP, potential- and equivalent potential
temperature VERA-analyses for a 3000 km × 3000 km area centered over the alps from 1971–2005)
a method to detect and correct occurring biases in the observational raw data had to be developed.
There are many reasons for a change of a measurement sites performance, for example a change in the
instrumentation, a slight modification of the sites place or position or a different way of data processing
(pressure reduction).
To get an estimate for these artificial influences in the data, deviations for each reporting station at
each point of time were calculated, using a piecewise functional fitting approach which is based on a
variational algorithm. In this algorithm second spatial derivates are minimized, using the tested stations
neighbour stations and their neighbouring stations. It also features a special way to deal with extremely
irregularly spaced observational data like “cluster-stations” in cities.
The resulting timeseries of deviations for each station were then tested with a “Standard Normal Homogeneity Test” to detect changes in the mean deviation. With the knowledge of these “breakpoints” bias
correction estimates for each station were calculated. These correction estimates are constant between
the detected breakpoints, because the method does not detect different slopes in trends. Application of
these correction estimates yields in smoother fields and a more homogenous distribution of trends.
∗ Kontakt:
16
[email protected]
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
ZAMG Graz – Die Kundenservicestelle Steiermark stellt sich vor
Albert Sudy ∗
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Regionalstelle Steiermark, Graz
Die jüngste Regionalstelle der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, in der neuen Struktur Kundenservicestelle genannt, wurde 1993 am Flughafen Graz Thalerhof aus der Taufe gehoben und
ist im Sommer 2007 in den Westen von Graz, in die Klusemannstraße, gesiedelt. Im Vortrag wird auf
die Entwicklung des Standortes, die von stetigem Wachstum geprägt war, und auf die Organisationsstruktur eingegangen. Im weiteren Verlauf werden die recht umfangreichen Aufgabengebiete genannt, die
sich von der Wetterprognose über Gutachtentätigkeit, Stationsbetreuung und Wartung über Projekte
bis hin zum Lawinenwarndienst spannen. Dabei werden auch Mittel eines modernen Wetterdienstes vor
Augen geführt wie etwa die Entwicklungen im Nowcasting-Bereich mit unserem Modell INCA oder Verbesserungen der Vorhersage im Mittelfristbereich mit ENSEMBLE PREDICTIONS. Einzelne aktuelle
Aufgabenbereiche und Projekte werden näher vorgestellt.
Die Besucher der Tagung werden auch eingeladen, die Kundenservicestelle Steiermark der ZAMG in
der Klusemannstraße zu besuchen und sich vor Ort ein Bild über die Aktivitäten zu machen.
∗ Kontakt:
[email protected]
17
VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Mikroklima von Stadträumen und Auswirkungen
Erich Mursch-Radlgruber ∗ und Ingeborg Schwarzl
Institut für Meteorologie, Department Wasser–Atmosphäre–Umwelt, Universität für Bodenkultur Wien,
Wien
Im Projekt „Räumliche Differenzierung der mikroklimatischen Eigenschaften von Stadtstrukturen und
Anpassungsmaßnahmen“ (Mursch-Radlgruber, E. und H. Trimmel) wurde versucht den Ursachen und
Größenordungen der thermischen Unterschied in typischen städtischen Strukturen in Wien näher zu
kommen. Das Stadtklima ist seit vielen Jahren ein gut bekanntes Phänomen. Speziell die städtische
Wärmeinsel ist vielfach gut dokumentiert (Howard, 1833; Landsberg, 1981). Etwa die halbe Weltbevölkerung lebt in Städten und ist damit direkt nicht nur den zu erwartenden globalen klimatischen
Änderungen, sondern den durch die städtischen Strukturen bewirkten zusätzlichen Änderungen der
Stadt ausgesetzt.
Anhand von Untersuchungen in städtischen Strukturen Wiens wird die Frage der Bedeutung der durch
die Stadt hervorgerufenen Temperaturwirkungen dargestellt und im Zusammenhang mit der Bedeutung
für den Menschen und die globale Klimaänderung bewertet. Es wurden dabei Thermalaufnahmen (Befliegung und Aufnahmen vom Boden) der Oberflächentemperaturen, Messfahrten und Messgänge (Auto,
Fahrrad und zu Fuß) sowie Zeitreihen von Punktmessungen (Klimamessstellung und Mikrostationen zur
Verdichtung in einzelnen Stadträumen) zur Dokumentation der Lufttemperatur und -feuchte) durchgeführt. Typische Größenordnungen der Lufttemperaturunterschiede liegen dabei am Tag bei bis zu
3 ◦ C und in der Nacht bei bis zu 6 ◦ C. Die Überwärmung von Wien gegenüber dem Umland (städtische
Wärmeinsel) in einer Sommernacht kann jedoch mehr als 10 ◦ C betragen. Fragen der Möglichkeit von
Anpassungsmaßnahmen und damit zusammenhängender Forschungsbedarf werden formuliert.
Eng in Zusammenhang mit der Frage der des Mikroklimas in Stadträumen steht auch das Projekt dem
„Klassenklima auf der Spur!“ (Schwarzl, I., E. Mursch-Radlgruber und E. Lang). Schüler und Lehrer
müssen sich oft in extrem überhitzten Klassenräumen aufhalten. 2200 Konzentrationsleistungstests von
120 SchülerInnen aus drei Schulen und Innenraumklimadaten aus 14 Räumen sollen im Rahmen des
Projekts Hinweise liefern, ob ein messbarer Einfluss der Hitze auf die Leistungsfähigkeit gefunden werden
kann. Es werden erste Ergebnisse des laufenden Projektes dargestellt und diskutiert.
∗ Kontakt:
18
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
Hochauflösende Echtzeit-Analyse meteorologischer Felder im
Alpenraum
Thomas Haiden ∗
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
Das innerhalb der letzten 5 Jahre an der ZAMG entwickelte Analyse- und Nowcastingsystem INCA
wird für eine zunehmende Anzahl praktischer Anwendungen eingesetzt. Diese reichen von operationeller Hochwasserprognose und -warnung über Energiewirtschaft, Straßenbetrieb und Tourismus bis hin
zur Analyse von Schadensereignissen. INCA wurde speziell für den Einsatz in alpinem Gelände entwickelt und es wird in Kooperation mit der Hydrologie (TU Wien, BOKU) laufend weiter verbessert.
So werden beispielsweise bei der Parametrisierung der Höhenabhängigkeit des Niederschlags Ergebnisse
hydrologischer Bilanzrechnungen mitverwendet. Die in (nahezu) Echtzeit verfügbaren meteorologischen
Analysen beruhen neben Radar- und Satellitendaten auf einer Kombination mehrerer Stationsnetze:
das TAWES-Netz der ZAMG, die Netze der Landeshydrologien, sowie Betreiber aus dem Bereich der
Energiewirtschaft.
Verifikation mittels Kreuzvalidierung zeigt, dass die Qualität der Niederschlagsanalysen jene der reinen Stationsinterpolation und der reinen Radardaten deutlich übersteigt. Probleme gibt es allerdings
bei der quantitativen Bestimmung lokaler Niederschlagsmaxima, die durch sehr hohe Intensität in kurzer Zeit (10 mm / 15 min und mehr) zustandekommen. Die Temperaturanalyse hat, nicht zuletzt durch
die hohe Stationsdichte, ebenfalls hohe Qualität und weist im Mittel über alle Stationen einen mittleren
Absolutfehler von etwas mehr als 1 ◦ C auf. An einigen Stationen in tief eingeschnittenen Alpentälern
ist der Fehler jedoch deutlich höher. Die Gründe dafür liegen vor allem in der unzureichenden Kenntnis
über die genaue Lage der Obergrenze von Kaltluftseen in den Tälern, z. B. bei Inversionslagen oder nur
teilweise durchgreifendem Föhn.
Die Ergebnisse eines ersten Direktvergleichs zwischen INCA und dem Analysesystem VERA werden
präsentiert. Da es sich um zwei gänzlich unterschiedliche Analysemethoden handelt, liefert der Vergleich
wertvolle Erkenntnisse für potentielle Weiterentwicklungen der Systeme.
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19
VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Regionale Klimaszenarien für die Klimafolgenforschung
Andreas Gobiet ∗ , Heimo Truhetz, Nauman Khurshid Awan, Georg
Heinrich, Kathrin Lisa Kapper, Armin Leuprecht, Andreas Prein, Martin
Suklitsch und Matthias Themeßl
Forschungsgruppe Regionale und Lokale Klimamodellierung und -Analyse (ReLoClim), Wegener Zentrum für Klima und Globalen Wandel (WegCenter) und Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie (IGAM), Universität Graz, Graz
Obwohl sich die globale und regionale dynamische Klimamodellierung in den letzten Jahren rasant
weiterentwickelt hat und gerade in Europa Klimaszenarien in bislang unerreichter räumlicher Detailliertheit und Vielfalt zur Verfügung stehen, ist die Kluft zwischen den Bedürfnissen der Anwender
in der Klimafolgenforschung und der räumlichen Auflösung und Qualität der Klimaszenarien immer
noch sehr groß. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit dem Interface zwischen Klimasimulationen und Klimafolgenforschung. Insbesondere werden die Themen Unsicherheiten in Klimaszenarien, Modellfehler
und Regionalisierung behandelt und ein Überblick über den diesbezüglichen Stand der Forschung am
Wegener Zentrum der Universität Graz gegeben.
∗ Kontakt:
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
Klimamodellierung an der ZAMG – Ergebnisse aus den
laufenden Arbeiten
Michael Hofstätter ∗ , Ivonne Anders und Christoph Matulla
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
An der ZAMG wurde 2007 innerhalb der bestehenden Abteilung Klimaforschung die Gruppe „Klimamodellierung” gegründet. Diese hat zur Aufgabe, wissenschaftlich fundierte Antworten zur Vergangenheit und Zukunft des regionalen Klimas in Österreich zu geben. Zu den laufenden Forschungsprojekten
wird ein Überblick gegeben und erste, vorläufige Ergebnisse werden präsentiert.
Im nationalen Projekt „reclip:century” wird in Kooperation mit dem Austrian Institute of Technology
(AIT), dem Institut für Meteorologie der Universität für Bodenkultur (BOKU) und dem Wegener
Zentrum für Klima und Globalen Wandel ein Ensemble aus räumlich hochaufgelösten Klimasimulationen
für den Alpenraum erstellt. Als Beitrag zu diesem Projekt werden an der ZAMG für den Alpenraum
zum einen eine Simulation des vergangenen Klimas der Jahre 1961–2000 erstellt, angetrieben mit einer
Reanalyse aus realen Beobachtungen (ERA40) und zum anderen angetrieben mit einem Szenario des
Globalen Klimas für die Zukunft eine Simulation für die Jahre 2000–2050 (ECHAM5-B1).
Starkniederschlagsereignisse stellen ein meteorologisches Ereignis von besonderer Relevanz für die
Gesellschaft dar. Ziel des Projektes „priskchange” ist es, abzuschätzen, ob und wenn ja mit welchen
Veränderungen in der Intensität und/oder Frequenz von Tagesniederschlägen, zukünftig (2006–2065)
zu rechnen ist. Aus den beobachteten Zeitreihen des Niederschlags an 70 Standorten in Österreich
(Startclim) werden mittels statistischem Downscaling (NCEP Reanalysefelder) und unter Verwendung
von ECHAM5-Klimaszenarien (A1B, B1) Zeitreihen für die Zukunft berechnet. Durch das Vergleichen
der Extremwertverteilungen können mögliche Veränderungen im Niederschlagsverhalten unter Klimaänderungsbedingungen bestimmt werden. Dieses Projekt wird in Kooperation mit dem Kanadischen
Wetterdienst durchgeführt.
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VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Vorarbeiten für ein „Österreichisches Klimadatenzentrum“
Herbert Formayer ∗
Institut für Meteorologie, Department Wasser–Atmosphäre–Umwelt, Universität für Bodenkultur Wien,
Wien
Im Rahmen der letzten ACRP Ausschreibung wird ein Forschungsprojekt finanziert, in dem ein vollständiges Konzept für den Aufbau und den Betrieb eines österreichischen Klimadatenzentrums erarbeitet werden soll. Dieses Projekt wird von BOKU-Met koordiniert. Weiters beteiligt sind die Zentralanstalt
für Meteorologie und Geodynamik, das Umweltbundesamt, das AIT (vormals ARC-Seibersdorf), Joaneum Research und das WegCenter. Das Klimadatenzentrum soll sowohl der reinen Klimaforschung
als auch Nutzern von Klimadaten und -szenarien als wertvolles Instrumentarium zur Verfügung gestellt
werden, aber auch zur Verbreitung der österreichischen Forschungsergebnisse auf diesem Gebiet dienen.
∗ Kontakt:
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
Globale Erwärmung und neu auftretende Infektionskrankheiten
Franz Rubel ∗ und Katharina Brugger
Institut für Öffentliches Veterinärwesen, Veterinärmedizinische Universität Wien, Wien
Die globale Erwärmung begünstigt die Verbreitung bisher in den Tropen und Subtropen beheimateter
Arboviren in den gemäßigten Klimaten. Hier werden 3 Beispiele aus Österreich vorgestellt, die aktuell
im Fokus der Veterinärmedizin stehen. Dies sind das über Stechmücken übertragene Usutu Virus, das
damit verwandte West Nil Virus und das Blauzungenvirus, das beträchtliche wirtschaftliche Verluste bei
Schafen und Milchkühen verursachen kann. Die aktuelle Ausbreitung dieser Viren wird anhand animierter Karten gezeigt. Weiters wird demonstriert, wie die Dynamik dieser viralen Infektionskrankheiten
quantifiziert und mit Hilfe von Wetter- und Klimamodellen eine Prognose erstellt werden kann.
Literatur
Rubel, F., K. Brugger, M. Hantel, S. Chvala, T. Bakonyi, H. Weissenböck, and N. Nowotny, 2008:
Explaining Usutu virus dynamics in Austria: Model development and calibration. Prev. Vet. Med., 85,
166–186.
Brugger, K., and F. Rubel, 2009: Simulation of climate-change scenarios to explain Usutu-virus dynamics
in Austria. Prev. Vet. Med., 88, 24–31.
∗ Kontakt:
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VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Klimawandelforschung und Klimaforschungsförderung in
Österreich: Ein Überblick
Helga Kromp-Kolb ∗
Institut für Meteorologie, Department Wasser–Atmosphäre–Umwelt, Universität für Bodenkultur Wien,
Wien
Der Beitrag ist als Information über aktuelle Initiativen und Entwicklungen in Österreich gedacht.
KLI.EN, ACRP, Virtuelles Klimazentrum.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
Beobachtung und Modellierung des Transports von
Luftschadstoffen in einem Alpental
Alexander Gohm 1,∗ und Manuela Lehner 2
1
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Innsbruck, Innsbruck
2
Department of Atmospheric Sciences, University of Utah, Salt Lake City, USA
Lokale Windsystem spielen eine wichtige Rolle bei der Ausbreitung von Luftschadstoffen im komplexen Gelände. Dynamisch oder thermisch angetriebene Strömungen in Tälern können die Schadstoffausbreitung im Vergleich zum umliegenden Flachland sowohl verstärken als auch unterdrücken. Diese
Windsystem sind bekannt und zum Teil gut erforscht. Ihr Einfluss auf die zeitliche Entwicklung der
Schadstoffkonzentrationen in einem Alpental wurde bis dato nur unzureichend dokumentiert. Ziel dieser Studie ist die detaillierte dreidimensionale Beschreibung von ausgewählten Transportprozessen in der
winterlichen Atmosphäre des Tiroler Inntals. Die Methodik basiert auf der Analyse von Flugzeugmessungen und numerischen Simulationen. Die Beobachtungsdaten stammen von vier Messtagen im Winter
2006 und wurden im Rahmen des ALPNAP Feldexperimentes gesammelt. Die Studie diskutiert drei
unterschiedliche Mechanismen: Den Transport durch eine Dichteströmung, den „vorwärts-rückwärts“
Transport durch Talwinde und den asymmetrische Transport durch Hangwinde. Das Atmosphärenmodell RAMS wird in idealisierter Form verwendet, um einen der beobachteten Transportprozesse
systematisch zu untersuchen.
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25
VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Demonstration der Leistungsfähigkeit der mesoskaligen
Ensemblevorhersagesystem der ZAMG
Yong Wang 1,∗ , Christoph Wittmann 1 , Martin Steinheimmer 2 und
Alexander Kann 1
1
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
2
Europäisches Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW), Reading, UK
Empfohlen und gebilligt durch die WMO, wurde ein fünfjähriges (2005–2009) Forschungsprojekt
B08RDP zu Demonstrationszwecken ins Leben gerufen (Beijing 2008 Olympics Mesoscale Ensemble
Prediction Research and Development Project) mit dem Ziel Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet
der mesoskaligen Ensemblevorhersage weiter voranzutreiben. Neben der Chinesischen Meteorologischen
Admistration (CMA) als Organisator dieses Projekts nehmen außerdem die nationalen Wetterdienste
der USA (NCEP/NCAR), Kanada (MCS), Japan (JMA), Österreich (ZAMG) und Frankreich (MF)
teil. Jeder Projektteilnehmer verpflichtet sich ein eigenes mesoskaliges Ensemblevorhersagesystem für
den geografischen Bereich Peking operationell einzurichten, um einerseits während der Olympischen
Spiele (Aug. 2008) in Echtzeit Entscheidungshilfen für organisatorische Belange liefern zu können, und
um andererseits die verschiedene LAMEPS-Systeme verifizieren und vergleichen zu können.
Das für B08RDP von der ZAMG verwendete mesoskalige Ensemblevorhersagesystem war das von der
ZAMG entwickelte ALADIN-LAEF, das seit Anfang März 2007 im quasi-operationellen Betrieb an der
ZAMG läuft.
ALADIN-LAEF und die Ergebnisse der Evaluierung für die Demonstrationsperiode während der
Olympischen Spiele 2008 in Beijing werden präsentiert. Im Vergleich zu den anderen mesoskaligen
Ensemblevorhersagesystemen zeichnet das System der ZAMG (ALADIN-LAEF) ein sehr positives Bild.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
VORTRÄGE
Neues aus der Wettervorhersage an der ZAMG
Herbert Gmoser ∗ , Jarno Schipper und Veronika Zwatz-Meise
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
Zunächst sollen die wichtigsten Themen für Neuentwicklungen des letzten Jahres im Bereich der
Wettervorhersage kurz angeführt werden. Dazu gehören: die Einführung der Metaprognose, die Weiterentwicklungen im Bereich der Hagel-, Böen- und Downburstwarnungen ebenso wie derzeitige Entwicklungen im Bereich des Winterwetterdienstes: Schneelastberatungen und Industrieschnee.
Ein anderes aber damit verbundenes Thema ist ein starkes Fortschreiten im Bereich des online Training. Nicht nur aber besonders im Bereich der Vorhersage wird das Wissen durch online Kurse (Event
weeks), Mini courses und ZAMG-interne online Sessions mittels Centra Software stark gefördert, ohne
dass die Forecaster zu oft auf längere Zeit verreisen müssen. Training und Weiterbildung wird so ein
fast täglicher, leicht möglicher Teil des Berufslebens.
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VORTRÄGE
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Strömungssimulationen mit GRAMM im Wiener Becken
Silvia Jost 1,∗ , Peter Sturm 1 , August Kaiser 2 , Kathrin Baumann-Stanzer 2
und Thomas Zak 3
1
Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik, Technische Universität Graz, Graz
2
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
3
Wiener Umweltschutzabteilung (MA 22), Magistrat der Stadt Wien, Wien
Im Wiener Becken werden detaillierte Strömungssimulationen mit dem Modell GRAMM durchgeführt, welche als Grundlage für ein Immissionsprognosemodell für den Großraum Wien dienen. GRAMM
(GRAz Mesoskaliges Modell) ist ein prognostisches nichthydrostatisches Strömungsmodell, welches an
der TU Graz, Institut für VKM & THD entwickelt wurde. Als Basisdaten werden das Gelände- bzw. Bebauungsmodell sowie meteorologische Zeitreihen von Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Ausbreitungsklasse (als Stabilitätsparameter), welche von der ZAMG bereitgestellt werden, verwendet. Das
Hauptaugenmerk in der Simulation liegt hier v. a. darauf, den Einfluss des Donautals und des Wientals, welche die Strömungssituationen in Wien maßgeblich beeinflussen, wiederzugeben. Die Verifikation
der Modellrechnungen erfolgt gemeinsam mit der ZAMG. Erste Ergebnisse dieser Simulationen werden
vorgestellt.
Auf diesen Strömungssimulationen aufbauend sollen mit dem Lagrange’schen Partikelmodell GRAL
(GRAz Lagrange Modell) die Schadstoffkonzentrationen aus den Emissionsquellen Verkehr, Hausbrand,
Industrie und Gewerbe berechnet werden. Mit GRAL ist es möglich die genannten Quelltypen mit
ihren unterschiedlichen Charakteristiken gleichzeitig zu simulieren. Vorrangig werden die Schadstoffe
Stickstoffdioxid (NO2 ) und Feinstaub (PM10 ) untersucht, weiters auch Schwefeldioxid (SO2 ) und Kohlenmonoxid (CO), für welche ebenfalls Grenzwerte im Immissionsschutzgesetz-Luft vorgeschrieben sind.
Die Ermittlung und Beurteilung der Vorbelastung im Untersuchungsgebiet erfolgt in enger Zusammenarbeit mit der ZAMG.
Ziel der Simulationen ist die flächendeckende Überprüfung der Einhaltung von Immissionsgrenz- und
zielwerten sowie die Beurteilung der Wirksamkeit emissionsmindernder Maßnahmen (Maßnahmenkataloge gemäß IG-L). Dies ist notwendig, da in Wien, genauso wie in allen anderen Landeshauptstädten, regelmäßig Grenzwertüberschreitungen bei Luftschadstoffen auftreten. Es wird v. a. der Jahresmittelwert von Stickstoffdioxid (NO2 ) sowie die Überschreitungshäufigkeit beim maximalen Tagesmittelwert von Feinstaub (PM10 ) überschritten (z. B.: Taborstraße, Hietzinger Kai). Mit dem Modellsystem
GRAMM/GRAL ist es möglich, diesen Anforderungen an ein derartiges Immissionsprognosemodell gerecht zu werden.
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28
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Poster
Digitalisierung und Modellierung der Cs-137 Deposition in Europa nach dem Tschernobyl Unfall
32
Irene Schicker, Andreas Frank und Petra Seibert
Klimatologische Basisarbeiten im Rahmen des Forschungsprojekt KlimAdapt
33
Patrick Haas und Herbert Formayer
Vorstellung des Kärntner Instituts für Klimaschutz (KIKS)
34
Markus Kottek
Leben mit Wetterextremen – aus Sicht der Klimatologie, geomorphologischen Analysen, Chroniken und Interviews
35
Ingeborg Auer, Reinhard Böhm, Anna Kirchengast und Herwig Proske
EU-Projekt: 2-Be-Safe
36
Reinhold Steinacker und Michael Tiefgraber
Parallel temperature sensitivity of vegetation and snow in the Alps
37
Michael Hantel und Christian Maurer
Interpolierbarkeit von phänologischen Phasen
38
Thomas C. Schöngaßner und Helfried Scheifinger
Erkundung der Grenzschicht mit MAGPIE-Modellflugzeug
39
Richard Werner
Vergleich der in der ÖNORM M9440 angegebenen Varianten zur Ausbreitungsklassenbestimmung anhand des vierzehnjährigen Datensatzes des Sendeturms Dobl/Steiermark
40
Alexander Podesser und Michael Schauer
Vertikalstruktur der Atmosphäre und Ausbreitungsbedingungen im Raum Graz auf
der Basis eines Profiles an einem 150 m hohen Sendemast
41
Reinhold Lazar, Michael Schauer und Alexander Podesser
29
POSTER
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Homogenisierung von Radiosondentemperaturzeitreihen in der Antarktis mit ERAInterim Daten
42
Sabine Radanovics
Eigenschaften von Inhomogenitäten in Temperaturdaten – Eine Anwendung von täglichen Homogenisierungsmethoden auf österreichische Daten
43
Christine Gruber und Ingeborg Auer
Climate Change Detection with the GPS Radio Occultation Record
44
Andrea K. Steiner, Gottfried Kirchengast, Bettina C. Lackner, Gabriele C. Hegerl, Barbara
Pirscher und Ulrich Foelsche
Trendanalyse in hydro-meteorologischen Extremwerten
45
Annemarie Lexer, Isabella Aschauer und Reinhold Steinacker
Bestandsaufnahme ‚Zukunftsprognose Pasterze‘
46
Daniel Binder, Wolfgang Schöner, Bernhard Hynek und Gernot Weyss
Eine hoch auflösende, monatliche Temperaturklimatologie (1961—1990) für den erweiterten Alpenraum
47
Johann Hiebl, Ingeborg Auer, Reinhard Böhm, Wolfgang Schöner, Maurizio Maugeri,
Gianluca Lentini, Jonathan Spinoni, Michele Brunetti, Teresa Nanni, Melita Perčec Tadić,
Zita Bihari, Mojca Dolinar und Gerhard Müller-Westermeier
WegenerNet Klimastationsnetz Region Feldbach
48
Thomas Kabas, Armin Leuprecht, Christoph Bichler, Christoph Stieb und Gottfried Kirchengast
Hoch aufgelöste Niederschlagsbeobachtungen im Vergleich mit Radarmessungen
49
Niko Filipovic und Reinhold Steinacker
Analyse atmosphärischer Gezeiten der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre
anhand von Radio-Okkultationsdaten
50
Barbara Pirscher, Ulrich Foelsche, Michael Borsche, Gottfried Kirchengast und Ying-Hwa Kuo
ACCURATE: Influence of Aerosol and Cloud Layers on Infrared Laser Occultation
Signals for Sensing of Greenhouse Gases
51
Veronika Proschek, Susanne Schweitzer, Claudia Emde, Florian Ladstädter, Johannes Fritzer
und Gottfried Kirchengast
Föhnzusammenbruch bei Kaltfrontdurchgang: Untersuchung mittels dreidimensionaler Simulationen
52
Erika Dautz und Alexander Gohm
Nordföhn an der österreichischen Alpensüdseite während Sturm „Paula“
53
Florian Pfurtscheller und Alexander Gohm
BEAUVORT: Bessere Wind Energie AUsnutzung – VerORTung der Windgefährdung 54
Michael Blaschek, Johanna Nemec, Alexander Beck, Otto Chitta, Georg Erlacher, Gerhard
Hohenwarter, Roman Pachler, Hermann Peham, Hanner Rieder, Hung Viet Tran und
Elisabeth Koch
30
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
Die mesoskalige Struktur von Polartiefs – Simulationen und flugzeuggetragene Messungen
55
Johannes Wagner, Alexander Gohm und Andreas Dörnbrack
Empirisch-statistische Regionalisierung und Fehlerkorrektur von Tagesniederschlagssummen eines regionalen Klimamodells im Alpenraum
56
Matthias Themeßl, Andreas Gobiet und Armin Leuprecht
Unsicherheiten in den Antriebsdaten von regionalen Klimamodellen im alpinen Raum 57
Andreas Prein und Andreas Gobiet
Parameterization induced error-characteristics in Regional Climate Models: An ensemble based analysis
58
Nauman Khurshid Awan, Heimo Truhetz und Andreas Gobiet
NHCM-1: Nicht-hydrostatische Klimamodellierung
59
Martin Suklitsch, Andreas Gobiet, Heimo Truhetz, Nauman Khurshid Awan, Holger Göttel,
Armin Leuprecht, Kathrin Lisa Kapper und Daniela Jacob
WRF Simulationen zu Konvektionsfällen im Rahmen von COPS: Erste Versuche und
Probleme
60
Veronika Schreiner und Alexander Gohm
Hochaufgelöste meteorologische Simulationen im Inntal, Teil I: Auswertung der verschiedenen Modellsetups
61
Irene Schicker, Delia Arnold und Petra Seibert
Hochaufgelöste meteorologische Simulationen im Inntal, Teil II: Anwendung für Ausbreitungsrechnung
62
Delia Arnold, Irene Schicker und Petra Seibert
Adaptierung des Vera-Systems auf Matlab
63
Dieter Mayer und Reinhold Steinacker
Der Nambu-Kalkül in der dynamischen Meteorologie
64
Michael Hantel, Alexander Bihlo und Katharina Brazda
A coupled land-atmosphere modelling approach for the simulation of future snow
conditions in alpine watersheds
65
Thomas Marke und Ulrich Strasser
31
POSTER
01
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Digitalisierung und Modellierung der Cs-137 Deposition in
Europa nach dem Tschernobyl Unfall
Irene Schicker ∗ , Andreas Frank und Petra Seibert
Institut für Meteorologie, Department Wasser–Atmosphäre–Umwelt, Universität für Bodenkultur Wien,
Wien
Kurz nach dem Tschernobyl Unfall im April 1986 wurde in Wien die Atmospheric Transport Model
Evaluation Study (ATMES) initialisiert mit dem Ziel Langzeit Transportmodelle für atmosphärische
Luftschadstoffe zu evaluieren. Die Ergebnisse der Studie wurden 1992 publiziert (ATMES, 1992).
Während des Durchganges der kontaminierten Luft wurde an vielen europäischen Messstellen zeitlich
hochaufgelöste Aufzeichnungen der Cs-137 Konzentration über Europa gemacht. Diese Daten wurden als
Karten im Cäsium Atlas für Europa von Roshydromet (Moskau), Minchernobyl (Kiew), Belhydromet
(Minsk) und der Europäischen Kommission/JRC publiziert (De Cort et al., 1998) und geben einen
Überblick über die Depositionsmuster über Europa.
Neue Simulationen der Cs-137 Deposition und Verteilung über Europa wurden mithilfe des Langrangen Partikelausbreitungsmodells FLEXPART durchgeführt. FLEXPARTv6.2 mit einigen Verbesserungen für die nasse Deposition wurde verwendet mit ERA-40 Reanalysedaten und dem ATMES Niederschlagsdatensatz als Input. ERA-40 Daten wurden auf 3-stündiger und 6-stündiger Basis verwendet um
den Einfluss von zeitlichen Interpolationsfehlern darzustellen.
Um die modellierte Deposition und Verteilung über Europa zu verifizieren wurden Beobachtungsdaten
von einigen Europäischen Staaten gesammelt und in einer ersten Näherung auf ein 0.5◦ × 0.5◦ Gitter
gebracht. Daten welche nicht als Beobachtung zur Verfügung standen wurden aus den pdf-Karten des
Cäsium Atlasses mithilfe von ArcInfo digitalisiert und ebenfalls auf ein 0.5◦ × 0.5◦ Gitter interpoliert.
Resultate der Digitalisierung und Modellierung mit FLEXPART werden miteinander verglichen und
evaluiert.
Diese Studie wird vom FWF unter der Nummer P17924 finanziert.
Literatur
ATMES Report, 1992: Evaluation of long-range atmospheric transport models using environmental
radioactivity data from the Chernobyl accident. Klug, W., G. Graziani, G. Grippa, D. Pierce, and
C. Tassone (Eds.), Elsevier Science Publishers, Linton Rd., Essex, England.
De Cort, M., G. Dubois, S.D. Fridman, M.G. Germenchuk, Yu A. Izrael, A. Janssens, A.R. Jones,
G.N. Kelly, E.V. Kvasnikova, I.I. Matveenko, I.M. Nazarov, Yu M. Pokumeiko, V.A. Sitak, E.D. Stukin,
L. Ya Tabachny, Yu S. Tsaturov, and S.I. Avdyushin, 1998: The Atlas of Caesium Deposition on Europe
after the Chernobyl Accident, Luxembourg, EUR 16733, ISBN 92-828-3140-X.
∗ Kontakt:
32
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
Klimatologische Basisarbeiten im Rahmen des
Forschungsprojekt KlimAdapt
02
Patrick Haas ∗ und Herbert Formayer
Institut für Meteorologie, Department Wasser–Atmosphäre–Umwelt, Universität für Bodenkultur Wien,
Wien
Das zentrale Ziel des Forschungsprojekts KlimAdapt ist es, die möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf den Energie-Sektor in einem dynamischen Kontext bis etwa zum Jahr 2050 zu identifizieren
und prioritäre Maßnahmen zur Adaption des Energiesystems abzuleiten. Für diese Auswertungen werden von BOKU-Met die meteorologischen Basisdaten und regionalisierte Klimaszenarien aufbereitet.
Ausgehend von den REMO-UBA Szenarien werden regionale Felder für Temperatur, Niederschlag, relative Feuchte und Strahlung, einerseits auf ein 1 km Gitter für ganz Österreich andererseits für rund
10000 Waldinventurpunkte erstellt. Zusätzlich wird eine flächige Berechnung von Heiz- und Kühlgradtagen für ganz Österreich für die Vergangenheit als auch für die Szenarien durchgeführt. Das Projekt wird
in guter Kooperation mit dem Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft der TU-Wien,
sowie den Instituten IWHW und Waldbau der BOKU durchgeführt.
∗ Kontakt:
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33
POSTER
03
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Vorstellung des Kärntner Instituts für Klimaschutz (KIKS)
Markus Kottek ∗
Kärntner Institut für Klimaschutz (KIKS), Land Kärnten, Klagenfurt
Der Verein „Kärntner Institut für Klimaschutz (KIKS)“ wurde im Jahr 2008 gegründet und ist bei der
Abteilung 15 Umwelt der Kärntner Landesregierung angesiedelt. Gründungsmitglieder des Vereins sind
der Naturwissenschaftliche Verein für Kärnten, die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
Klagenfurt sowie das Land Kärnten.
Das Aufgabengebiet des Kärntner Instituts für Klimaschutz umfasst die Schwerpunkte Klimaschutz,
wie die Umsetzung der Österreichischen Klimastrategie in Kärnten, Anpassung an den Klimawandel,
wie die Mitarbeit an der nationalen Anpassungsstrategie Österreichs und Klimafolgenforschung, die
Koordination und Unterstützung landesweiter Initiativen zu den Themenbereichen Klimaschutz und
Anpassung an den Klimawandel sowie externe Dienstleistungen, wie die Aufbereitung meteorologischer/klimatologischer Fragestellungen, die Mitarbeit in nationalen und internationalen Projekten und
Öffentlichkeitsarbeit.
Im Rahmen seiner Aufgaben koordiniert das Kärntner Institut für Klimaschutz weiters die Umsetzung des „Klimaatlas Kärnten“ und arbeitet zurzeit aktiv an zahlreichen Projekten im Alpine Space
Programm mit. Forschungsprojekte zu den Themen Feinstaub und Auswirkungen des Klimawandels
auf die alpinen Seen sind in Vorbereitung.
Weitere Informationen zum Kärntner Institut für Klimaschutz können auf den Internetseiten des
Vereins unter www.kiks.ktn.gv.at gefunden werden.
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34
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
Leben mit Wetterextremen – aus Sicht der Klimatologie,
geomorphologischen Analysen, Chroniken und Interviews
04
Ingeborg Auer 1 , Reinhard Böhm 1,∗ , Anna Kirchengast 2 und Herwig
Proske 3
1
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
2
Institut für Technologie- und Regionalpolitik, Joanneum Research, Graz
3
Institut für Digitale Bildverarbeitung, Joanneum Research, Graz
In der öffentlichen Klimaänderungsdebatte richtetet sich das Augenmerk mehr und mehr auf Wetterextreme, deren Zunahme und Intensivierung; obwohl der wissenschaftliche Nachweis eines eindeutigen
Zusammenhanges bislang nicht gelungen ist. Informationen über vergangene Wetterextreme können aus
verschiedenen Quellen herangezogen werden, aus instrumentellen Klimazeitreihen, Spuren in der Landschaft, Chroniken, aber auch aus Erinnerungen der Betroffenen. „A Tale of Two Valleys” im Rahmen von
proVision hat die genannten Quellen zur umfassenden Beschreibung von Wetterextremen im Mölltal
und in der Rauris zusammengeführt. Die Klimazeitreihen reichen 200 Jahre zurück, zur Homogenisierung wurden die Methoden von HOCLIS und Vincent verwendet. Klimazeitreihen müssen allerdings
als „Punktquellen” bewertet werden, ihre räumliche und zeitliche Auflösung ist nicht ausreichend, um
sie als alleinige Quelle heranziehen zu können. Chroniken gehen weiter zurück in die Vergangenheit,
sie beschreiben einen größeren Raum. Im Vergleich zu Klimazeitreihen wirken sich mögliche Subjektivität und Unvollständigkeit allerdings nachteilig aus. Oral History Interviews, in denen Menschen über
erlebte Wetterextreme berichten, runden das Bild ab.
Das präsentierte Poster dokumentiert das Möllhochwasser vom 16.–19. August 1966 in der Gemeinde Flattach. Eine derart gute Übereinstimmung der verschiedenen Quellen ist allerdings nicht immer
gegeben. Kurzzeitige, kleinräumige Extremniederschläge sind oft in den Stationsdaten nicht als Extremereignis kenntlich, Landnutzung und bauliche Maßnahmen entscheiden über das Schadensausmaß.
Menschliche Erinnerungen geben subjektive Erfahrungen wieder, die möglicherweise im Laufe der Zeit
verblassen. Dennoch handelt es sich dabei um ein Wissen, das nirgendwo sonst verfügbar ist.
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POSTER
05
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
EU-Projekt: 2-Be-Safe
Reinhold Steinacker und Michael Tiefgraber ∗
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien, Wien
Motorradfahrer sind vermehrt in schwere Unfälle verwickelt. Das Unfallrisiko ist im Vergleich zu
Autofahrern weitaus erhöht. Das EU-Project 2-BE-SAFE (2-Wheeler Behavior and Safety), bearbeitet
von über 25 Instituten europaweit, setzt sich als Ziel die Sicherheit für motorisierte Zweiradfahrer zu
erhöhen.
Das Projekt ist in 34 Arbeitsgruppen eingeteilt. Das Institut für Meteorologie und Geophysik der
Universität Wien beteiligt sich an der Arbeitsgruppe 1.3. Mittels zeitlich und räumlich hochaufgelöster
Wetterinformationen sollen Zusammenhänge zwischen den Witterungsverhältnissen und den Unfällen
von motorisierten Zweirädern gefunden werden. Es folgt eine statistische und verkehrspsychologische
Analyse dieser Ergebnisse durch das Kuratorium für Verkehrssicherheit.
Als Datengrundlage dient der im Zuge des Projekts MESOCLIM vom Institut für Meteorologie und
Geophysik der Universität Wien erstellte und i. W. auf ERA-40 Rohdaten basierende umfangreiche
synoptische Datensatz. Dieses Datenarchiv beinhaltet ausführliche 3-stündige Wetterinformationen von
europaweiten Messstationen für den Zeitraum 1971 bis 2005. Die Ergebnisse, die im Rahmen von MESOCLIM zu erwarten sind, werden ein wertvoller Beitrag für die grundlegende Erforschung mesoskaliger
Phänomene in Gebirgsregionen sein.
Als wichtigster Punkt im Projekt 2-BE-SAFE soll eine Aussage über den Straßenzustand vor und
während der Unfälle getroffen werden. Zu diesem Zweck werden die 3-stündig vorhandenen Synop FM-12
Meldungen ww (aktuelles Wetter) in eine Niederschlags-Intensitäts-Skala von 0 (kein Niederschlag) bis
5 (sehr starker Niederschlag) eingeteilt. Anschließend werden diese Stationswerte mittels dem am Institut entwickelten Analyseverfahren VERA (Vienna Enhanced Resolution Analysis) auf ein regelmäßiges
16 km × 16 km Gitter interpoliert. Da in den Sommermonaten zeitlich und räumlich stark begrenzte
Schauerzellen eine realistische Interpolation erschweren, wird als Zusatzinformation zur Niederschlagsintensität zu jedem Gitterpunkt die Art des Niederschlags (schauerartig oder stratiform) bestimmt.
Eine über das Projekt 2-BE-SAFE hinausgehende Möglichkeit der Anwendung dieser gerade beschriebenen Niederschlagsanalysemethode ist eine umfangreiche klimatologische Auswertung. Zum Beispiel
wäre eine zeitliche und räumliche Verteilung von Starkniederschlagsereignissen in Europa oder im speziellen im Alpenraum sicherlich von großem Interesse.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
Parallel temperature sensitivity of vegetation and snow in the
Alps
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Michael Hantel und Christian Maurer ∗
Forschungsplattform "Mountain Limits", Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien,
Wien
Many high mountain plants need seasonal snow cover for survival. Snow is of particular relevance for
the dynamics of the alpine-nival ecotone, a narrow transition belt that connects the alpine dwarf shrub
and grassland zone with the open plant assemblages of the nival zone. Its characteristics have long been
documented, but largely in qualitative terms. Here we introduce the nivality index as the relative area
coverage of nival plants, and the snow duration as the relative length of the summer snow season in
the mountains. We fit an equilibrium model to field data of the nivality index (from Mt. Schrankogel
in Tyrol, 3497 m, observations 1994 and 2004) and of snow duration (from routine climate stations
in the Alps, observations 1975–2004) and find that the state curves of both quantities have extreme
temperature sensitivity at about 3000 m. The halfwidth of the slope profile (a Gaussian function of
altitude) is about 160 m for nivality and about 540 m for snow. Our result that nivality index and snow
duration both peak at the ecotone is consistent with the concept that control of the highest mountain
plants is predominantly exerted by the seasonal snow cover.
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POSTER
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Interpolierbarkeit von phänologischen Phasen
Thomas C. Schöngaßner ∗ und Helfried Scheifinger
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
Im Rahmen des Projektes Vegetationsdynamik (VegDyn) sollen Beobachtungen von landwirtschaftlich und forstwirtschaftlich relevanten Grünlandphasen analysiert und auf ein Höhengitter interpoliert
werden. Das Projekt erfolgt in Zusammenarbeit des LFZ Raumberg-Gumpenstein mit dem Joanneum
Research Graz und der ZAMG. Das Projekt hat zum Ziel die Vegetationsperiode und die dazu gehörigen
Entwicklungsstufen mit klimatologischen Komponenten (Temperatur, Niederschlag) und geografischen
Elementen (Länge, Breite, Seehöhe) in Zusammenhang zu bringen. Einerseits ermöglicht das eine Analyse der Entwicklung der Phasen und eine Abschätzung der Erträge anhand der Daten von Klimamodellen
und andererseits bildet es eine Basis für künftige Anpassungsstrategien im Zuge des Klimawandels. Die
ZAMG stellt in diesem Projekt die phänologischen Daten zur Verfügung. Diese stammen von unterschiedlich vielen freiwilligen Beobachtern und sollen auf ein gleichmäßiges räumliches Gitter interpoliert
werden. Zu den phänologischen Grünlandphasen zählen unter anderem der Blatttrieb der Lärche, der
Beginn der Fliederblüte, das Ergrünen der Wiesen, die Blüte des Knäuelgrases, wonach die 1. Mahd
erfolgt, und die Blattverfärbung des Apfelbaums. Theoretisch werden über 280 beobachtete Phasen und
500 Beobachter gezählt. Rein parktisch verfügen gerade mal 129 von denen über zumindest 20-jährige
Zeitreihen. Um klimatologisch repräsentative Modellergebnisse zu erzielen, benötigt man möglichst lange Zeitreihen, zumal hier nur geografische Koordinaten verwendet werden. Im ersten Schritt werden
Auswahlkriterien geschaffen. Da im Median 51 Phasen aufgezeichnet werden, variiert das Beobachternetz der einzelnen Phasen. Die Interpolierbarkeit der Beobachtungen wir mithilfe linearen Regression
und der Kreuzvalidierung überprüft. Dabei wird zyklisch eine Station gestrichen und mithilfe der umliegenden Stationen der Eintrittszeitpunkt berechnet. Abschließend werden die modellierten Werte mit
den beobachteten verglichen. Als Gradmesser werden hier der mittlere quadratische Fehler, das Korrelationsquadrat und ein Probabilitätsparameter (Nullhypothese) verwendet. Im Idealfall soll der Fehler
möglichst klein und die Korrelation möglichst groß sein. Von den geeigneten Phasen werden in weiterer
Folge die interessanten bzw. für die Land- und Forstwirtschaft relevanten Phasen verwendet und modelliert. In diesem Zusammenhang sollen Karten vom langjährigen mittleren Eintrittsdatum und dem
jährlichen Eintrittszeitpunkt zwischen 1990 und 2008 erstellt werden. Zur Zeit liegen die Ergebnisse der
statistischen Analysen und Korrelationstests vor und sollen hier vorgestellt und diskutiert werden.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
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Erkundung der Grenzschicht mit MAGPIE-Modellflugzeug
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Richard Werner ∗
Salzachwind Erneuerbare Energie GmbH, Dornbirn
Für die thermische Schichtung in der unteren Grundschichte sind aus umweltmeteorologischer Sicht
gute Messdaten notwendig. Zur Bestimmung des vertikalen Temperaturgradienten (γ) ist der Luftchemiker oder der Umweltmeteorologe auf abgesicherte Daten angewiesen. Die Messung eines Bodenwertes
mit einem Punkt in der Vertikalen führt zu einem mittleren gamma bei einem fixen Höhenunterschied,
wie dies bei Messtürmen der Fall ist. Mit MAGPIE können bis 150 m über Grund Messdaten in mehreren
Niveaus erfasst werden. Teure Helium-Füllungen entfallen, wenn das Messsystem mit einem speziellen
Modellflugzeug (MFZ) eingesetzt wird.
Die Testmessungen zeigen γ in drei mittleren Höhen mit einer Spitzenhöhe von 125 m über Grund.
Damit können bodennächste Inversionen und Sperrschichten erfasst werden. Die aerologischen Daten
können mit einem System untertags im Stundentakt wiederholt erfasst werden. Die Änderung von γ im
Tagesgang ist damit möglich. Auch die Luftmasseneigenschaften sind erfassbar (über den Wasserdampfgehalt). Die Schwankungen der Auf- und Abwinde beim Ellipsenflug sind in groben Eckdaten ermittelt
worden.
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POSTER
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Vergleich der in der ÖNORM M9440 angegebenen Varianten
zur Ausbreitungsklassenbestimmung anhand des
vierzehnjährigen Datensatzes des Sendeturms Dobl/Steiermark
Alexander Podesser ∗ und Michael Schauer
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Regionalstelle Steiermark, Graz
Die drei Varianten aus der ÖNORM M9440 bieten unter Berücksichtigung der Windgeschwindigkeit in
10 m Höhe sowie des vertikalen Temperaturgradienten, der Strahlungsbilanz und des Strahlungsindex,
der indirekt über Bewölkungsdaten ermittelt wird, die Möglichkeit, je nach Datenverfügbarkeit Ausbreitungsklassen zu bestimmen (REUTER). Die seltene Gelegenheit dies für einen bestimmten Ort über
eine längere Periode durchführen zu können, konnte mit den Daten der Klimastation am Sendeturm in
Dobl/Steiermark gewährleistet werden. Dieser Standort kann als stellvertretend für die typisch windschwachen Verhältnisse des südöstlichen Alpenvorlandes mit häufig stabilen Ausbreitungsbedingungen
angesehen werden.
Der Datensatz umfasst dabei Aufzeichnungen von Windgeschwindigkeit/-richtung und Temperatur
über 14 Jahre, sowie der Strahlungsbilanz über ein Jahr. Ergänzende Daten der Bewölkung stammen
vom Flughafen Graz. Die Besonderheit der Klimastation ist neben ihrem langjährigen Bestehen die
vertikale Erstreckung bis zu einer Höhe von 140 m, die sonst nur über Fesselballonaufstiege erreicht
werden konnte. Das vorrangige Ziel dieser Arbeit war es, diese Unterschiede in der Ausbreitungsklassenbestimmung herauszufiltern, gegenüberzustellen und im günstigsten Fall jenen vertikalen Temperaturgradienten hervorzuheben, dessen Ergebnisse zur Ausbreitungsklassenberechnung die „tatsächlichen
Verhältnisse in der Atmosphäre“ am besten repräsentieren.
Da die Möglichkeit bestand, mehrere vertikale Temperaturgradienten zu ermitteln, wurde jener für
eine weitere Berechnung der Ausbreitungsklassen herangezogen, dessen Korrelation mit den anderen
Varianten aus der ÖNORM am höchsten war. Dabei wurden auch Wetterlagen mit typischen Ausbreitungsverhältnissen untersucht (Schönwettertage, Hochnebeltage, Sturmtage usw.).
Anhand dieses Vergleiches, der über die Dauer eines Jahres geführt wurde, konnte ersichtlich gemacht
werden, dass die Methoden der Strahlungsbilanz sowie die des Temperaturgradienten von 2 m auf 90 m
die Ausbreitungsbedingungen am besten wiedergeben.
Wegen der steigenden Nachfrage von AKTerm Reihen in Österreich, deren Klassifizierungsmethode
dem Schema von KLUG/MANIER entspricht und über den Strahlungsindex bestimmt wird, wurde ein
Vergleich zweier unterschiedlicher Standorte im Alpenvorland betrachtet. Dabei zeigt sich, dass vor dem
Hintergrund der geringen Dichte von Synop- Stationen mit Wolkenregistrierung auf die Repräsentativität des „Wolkenstandortes“ geachtet werden sollte, da es sonst zu stärker abweichenden Ergebnissen
kommt.
Ein interessanter Ansatz, der kurz in dieser Arbeit besprochen wird, ist der einer Kombination der
Strahlungsbilanzmethode für die Nachtstunden und jener des Temperaturgradienten für die Verhältnisse
untertags. Die in der US-EPA, 2000 als „SRDT“ (solar radiation/delta-T) angegebene Variante basiert
auf den Methoden nach TURNER.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
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Vertikalstruktur der Atmosphäre und Ausbreitungsbedingungen
im Raum Graz auf der Basis eines Profiles an einem 150 m
hohen Sendemast
Reinhold Lazar 1,∗ , Michael Schauer 1 und Alexander Podesser 2
1
Institut für Geographie und Raumforschung, Karl-Franzens-Universität Graz, Graz
2
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Regionalstelle Steiermark, Graz
Seit 14 Jahren werden an einem Sendemast bei Graz Vertikalmessungen der Temperatur, des Windes
und der Strahlungsbilanz über eine Gesamthöhe von 140 m gemacht. Es war nun sinnvoll, die Ausbreitungsbedingungen an Hand ausgewählter Ausbreitungsklassen gemäß der zugehörigen ÖNORM M 9440
genauer zu analysieren und tages- und jahreszeitlich gegenüberzustellen.
Der Fokus der Arbeit lag auf einer Methode der Ausbreitungsklassenbestimmung, die möglichst realistisch die Bedingungen naturnahe wiedergibt. So wurde die Methode der Kombination des vertikalen
Temperaturgradienten mit der Strahlungsbilanz gewählt; die Alternative – vertikaler Temperaturgradient mit Windgeschwindigkeit liefert Ergebnisse, die tagsüber zu stark abweichen.
Für den Standort des Sendemastes – etwa 10 km SW von Graz – ergab die statistische Auswertung
eine im Mittel des Gesamtzeitraumes herrschende Dominanz stabiler Verhältnisse in den Nachtstunden
der Sommermonate. In dieser Zeit ist auch der Tag-/Nacht-Unterschied zwischen labilen und stabilen
Ausbreitungsklassen am größten. Generell sind die günstigsten Ausbreitungsbedingungen für Luftschadstoffe in der Atmosphäre in den Vormittagsstunden der Monate April bis Juli, die schlechtesten während
der 2. Nachthälfte der Monate Juli und August anzutreffen. Kritisch sind weiters die Verhältnisse mit
abgehobenen Bodeninversionen in den Wintermonaten, vor allem dann, wenn sie länger erhalten bleiben
und zu einem sukzessiven Ansteigen der Konzentrationen der Luftschadstoffe von Tag zu Tag führen
(„Aufschaukelungseffekt“).
Im Mittel für den Gesamtzeitraum ergibt sich eine Inversion in der zweiten Nachthälfte von immerhin
2 K auf 140 m. Bezüglich der Windgeschwindigkeit ist eine beachtliche Zunahme der Windgeschwindigkeit in den ersten 60 Höhenmetern festzustellen (von 1 m/s auf ca. 2.3 m/s zum morgendlichen
Minimum, bzw. tagsüber von 2 m/s auf 3.5 m/s). Bei den Windrosen kommt sehr schön die Abhängigkeit vom Talwindsystem zur Geltung im Sinne eines nächtlichen Talauswindes aus NW und eines
Taleinwindes aus SE, wobei der Anteil der Kalmen in 100 m ü. Grund nur noch sehr gering ist (4–8 %).
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Homogenisierung von Radiosondentemperaturzeitreihen in der
Antarktis mit ERA-Interim Daten
Sabine Radanovics ∗
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien, Wien
Das am Institut für Meteorologie und Geophysik der Universität Wien entwickelte Verfahren zur Homogenisierung von Radiosondentemperaturzeitreihen RAOBCORE (Radiosonde Observation Correction using Reanalysis) hat bisher Zeitreihen der Differenz zwischen Beobachtungen und Backgroundvorhersagen aus ERA-40 Reanalysen (sogenannte Innovationsstatistiken) zum Auffinden und Korrigieren
von Brüchen verwendet. Am wenigsten zufriedenstellend hat das in der Antarktis funktioniert, da in
ERA-40 in den letzten Jahren die Brewer-Dobson Zirkulation zu stark ausgeprägt war, was zu vertikal
inkonsistenten Temperaturtrends in den Polargebieten und besonders in der Antarktis geführt hat. In
ERA-40 sind die Jahresgänge der Innovationen in der Antarktis groß und es treten größere Inhomogenitäten durch Änderungen bei den Satellitendaten auf als im globalen Mittel. Mittlerweile sind mit
ERA-Interim neue Reanalysen verfügbar, die diesbezüglich deutlich besser und daher zumindest ab 1989
eine bessere Referenz zur Homogenisierung sind. ERA-Interim Innovationen haben in der Antarktis viel
kleinere Jahresgänge als ERA-40 Innovationen und die vertikale Struktur der Temperaturtrends der
ERA-Interim Daten und der damit homogenisierten Radiosondendaten ist plausibler als in ERA-40.
Brüche in antarktischen Radiosondentemperaturzeitreihen werden nur noch korrigiert, wenn mindestens fünf umliegende, ebenfalls antarktische Stationen als Referenz zur Berechnung der Bruchgröße zur
Verfügung stehen. Ohne Nachbarstationen sind die Sprünge vor 1989 praktisch nicht korrigierbar, da
der Background bei ERA-40, der vor 1989 weiterhin verwendet wird, in der Antarktis größere Inhomogenitäten durch Änderungen bei den Satellitendaten hat. Die Auswirkungen von Verbesserungen in
der Korrekturberechnung für antarktische Stationen und von ERA-Interim Innovationen auf die Homogenisierung von antarktischen Radiosondentemperaturzeitreihen wurde untersucht. Mit den neuen
Korrekturen passen die Zeitreihen besser zum Mittel über alle antarktischen Stationen. Die räumliche
Homogenität der Radiosondentemperaturtrends wird verbessert.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
Eigenschaften von Inhomogenitäten in Temperaturdaten – Eine
Anwendung von täglichen Homogenisierungsmethoden auf
österreichische Daten
Christine Gruber ∗ und Ingeborg Auer
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
Die aktuelle Klimadebatte konzentriert sich zunehmend auf die Frage von Extremwerten. Um verlässliche Aussagen bezüglich Änderungen von Extremwerten aus Beobachtungsdaten ableiten zu können,
werden Klimadaten in täglicher (bzw. subtäglicher) Auflösung benötigt. Diese müssen vor weiteren
Analysen auf Inhomogenitäten hin untersucht, beziehungsweise homogenisiert werden.
In den letzten Jahren wurden mehrere Methoden zur Homogenisierung von Tagesdaten (hauptsächlich für Temperaturdaten) entwickelt (z. B. Della-Marta und Wanner, 2006; Mestre et al. (submitted);
Trewin und Trevitt, 1996). Im Unterschied zu Homogenisierungsmethoden für Monats- oder Jahresmittelwerte, sollen nicht nur Änderungen im Mittelwert, sondern auch höhere Momente der Verteilung
angepasst werden. Damit sollen Auswirkungen von Inhomogenitäten auf (Temperatur-)Extreme zuverlässiger abgeschätzt werden können. Diese Methoden sind jedoch noch in Entwicklung und die zu
erwartenden Eigenschaften der Inhomogenitäten in höheren Momenten wurden bisher noch nicht ausreichend untersucht.
In der Abteilung für Klimaforschung der ZAMG wurde nun begonnen, die Auswirkungen von Inhomogenitäten auf Extreme in Minimum- und Maximumtemperaturen von österreichischen Stationsdaten
(Niederösterreich, Wien) zu untersuchen und diese zu „korrigieren“. Die dort gegebene relativ hohe
Stationsdichte ermöglicht, dass tägliche Homogenisierungsmethoden auch angewendet werden können,
denn hohe Korrelationen (> 0.8) zwischen Test- und Referenzstationen sind die Vorraussetzung.
Die ersten Ergebnisse werden hier vorgestellt. Sie bestätigen die Annahme, dass Inhomogenitäten
teilweise durchaus signifikante Temperaturabhängigkeiten zeigen, welche bei Extremwertstudien berücksichtigt werden müssen. Die detektierten und homogenisierten Inhomogenitäten können in den meisten
Fällen mit Metadaten erklärt werden und die berechneten Anpassungsfaktoren erscheinen zumeist auch
meteorologisch plausibel (Vorzeichen und Temperaturabhängigkeit).
Mittelfristig ist es das Ziel einen Datensatz homogenisierter täglicher Klimadaten aufzubauen. Die
hier behandelten Temperaturzeitreihen bilden den Grundstein dazu.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Climate Change Detection with the GPS Radio Occultation
Record
Andrea K. Steiner 1,∗ , Gottfried Kirchengast 1 , Bettina C. Lackner 1 ,
Gabriele C. Hegerl 2 , Barbara Pirscher 1 und Ulrich Foelsche 1
1
Forschungsgruppe Atmosphärenfernerkundung und Klimasystem (ARSCliSys), Wegener Zentrum für
Klima und Globalen Wandel (WegCenter) und Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik,
Astrophysik und Meteorologie (IGAM), Universität Graz, Graz
2
University of Edinburgh, School of GeoSciences, Edinburgh, UK
Radio occultation (RO) provides an independent climate record of high quality and vertical resolution
in the upper troposphere and lower stratosphere (UTLS) with long-term stability and consistency. We
present a climate change detection study based on monthly mean zonal mean RO climatologies within
1995 to 2008. CHAMP data for Sep. 2001 to Sep. 2008 are complemented by intermittent GPS/Met
observations for Oct. 1995 and Feb. 1997. In addition, consistency is checked with available GRACE
and COSMIC data. We investigate the UTLS region within 9 km to 25 km (300 hPa to 30 hPa) by using
different detection methods.
An optimal fingerprinting technique is applied to the whole GPS/Met and CHAMP record of RO
accessible parameters refractivity, geopotential height, and temperature to detect a forced climate signal.
Three representative global climate models of the 4th Assessment Report of the Intergovernmental Panel
on Climate Change (IPCC) are employed to estimate natural climate variability using pre-industrial
control runs. The response pattern to the external forcings is presented by an ensemble mean of the
models’ A2 and B1 scenario runs. Optimal fingerprinting shows that a climate change signal can be
detected in the RO refractivity and in the RO temperature record (90 % significance level).
Furthermore, standard and multiple linear regression is applied to temperature time series for February and for October, taking RO errors into account. In the tropics, we also investigate the influence of
stratospheric quasi-biennial oscillation (QBO) and tropospheric El Niño-Southern Oscillation (ENSO).
We test whether the trend exceeds inter-annual variability in the study period, and whether the trend
exceeds long-term natural variability as estimated from pre-industrial control runs. Our results show
a significant cooling trend relative to inter-annual variability (90 % significance level) and to natural
variability (95 % significance level) in the tropical LS in February for the period 1997 to 2008. In the
tropical UT a strong ENSO signal explains most of the variability in the investigated period obscuring
an emerging warming trend signal. The results are in agreement with trends in radiosonde records,
especially newly homogenized ones. Climate model simulations basically agree as well but they show
less warming/cooling contrast across the tropical tropopause.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
Trendanalyse in hydro-meteorologischen Extremwerten
14
Annemarie Lexer ∗ , Isabella Aschauer und Reinhold Steinacker
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien, Wien
Meteorologische Extremereignisse wie Starkniederschlag, längere Trocken- oder Hitzeereignisse nehmen seit jeher starken Einfluss auf den Menschen. Vor allem in den letzten Jahren ist das Bedürfnis einer
besseren Vorhersage dieser Ereignisse immer stärker geworden. Diverse Simulationsläufe verschiedener
Klimamodelle (ECHAM5, HadCM3) weisen nach wie vor eine zu geringe räumliche Auflösung auf. Dies
macht sich besonders im Alpenraum, der eine klimatische Übergangszone bezüglich des Niederschlags
darstellt, bemerkbar.
Druckfelder sind in den globalen Modellen zufriedenstellend abgebildet, sodass Zusammenhänge zwischen Niederschlagsereignissen und diversen Ableitungen der Luftdruckfelder Erfolg versprechend hergeleitet werden können. Ein Nachteil der verfügbaren globalen Modelle ist die Verfügbarkeit auf Tagesbasis,
Niederschlagsereignisse treten jedoch häufig in kürzeren Perioden auf. Durch langjährige, hoch aufgelöste
Druckanalysen über Mitteleuropa im dreistündigen Intervall, die im Rahmen des MESOCLIM-Projekts
(FWF-Projekt Nr. P 18296) erstellt wurden, kann nunmehr auch der räumlich-zeitliche Verlauf betrachtet werden, um einen Zusammenhang mit einzelnen Niederschlagsereignissen herzustellen. Die
Auswertungen stützen sich auf die Hypothese, dass ein Zusammenhang zwischen räumlichen und/oder
zeitlichen Ableitungen des Druckfeldes (z. B. Hinweis auf ein Frontsignal) und Niederschlagsereignissen (insbesondere Extremereignisse) zu finden ist. Diese Annahme ist nahe liegend, da der Großteil
der Niederschläge in den mittleren Breiten in Zusammenhang mit transienten synoptischen Systemen
bzw. Fronten auftritt.
Die Auswertung zeigt tatsächlich einen signifikanten Zusammenhang zwischen der gemischten räumlich-zeitlichen Ableitung des Druckfeldes mit Niederschlagsereignissen. Eine Untersuchung von Trends
dieser Ableitungen mit Hilfe von Klimamodellen erlaubt eine Abschätzung, inwieweit sich die Häufigkeit von Niederschlagsereignissen im Alpenraum verändert. Die erzielten Ergebnisse werden bei der
Vorstellung des Posters präsentiert.
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Bestandsaufnahme ‚Zukunftsprognose Pasterze‘
Daniel Binder ∗ , Wolfgang Schöner, Bernhard Hynek und Gernot Weyss
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
Die Pasterze ist mit einer Ausdehnung von 17.7 km2 (2003) der größte Gletscher Österreichs. Im Zeitraum von 1980 bis 1997 wurde die Massenbilanz der Pasterze von der Tauernkraft Abteilung Hydrologie
(jetzt VERBUND – Austrian Hydro Power) gemessen. Seit dem hydrologischen Haushaltsjahr 2004/05
bestimmt die Klimaabteilung der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) im Rahmen des Projekts ‚Zukunftsprognose Pasterze‘ erneut die Massenbilanz. Die Massenbilanz wird dabei
mit der glaziologischen Methode bestimmt. Die über diesen Beobachtungszeitraum gemittelte spezifische Massenbilanz entspricht einem Eisverlust von etwa 1.4 m pro Haushaltsjahr. Um Gletschermodelle
anzutreiben sind neben den Massenhaushaltsdaten auch die dynamischen Eigenschaften eines Gletschers
grundlegend. Erst mit Gletschermodellen und realistischen Klima-Zukunftsszenarien sind vernünftige
Aussagen über das zukünftige Verhalten eines Gletschers möglich. Mithilfe eines Differentiellen Global
Positioning System (DGPS) konnten für ausgewählte Punkte der Pasterze oberflächliche Fließgeschwindigkeiten bestimmt werden. Das Wissen über die Topographie des Gletscheruntergrunds und folglich die
Verteilung der Eisdicken stellt einen weiteren Eckpfeiler für das Antreiben eines dynamischen Gletschermodells dar. Im Zeitraum zwischen 1920 und 1998 wurden von verschiedenen Institutionen (ZAMG,
Universität Innsbruck) mithilfe von oberflächlichen, geophysikalischen Erkundungsmethoden (Seismik,
Ground Penetrating Radar) bereits Eisdicken im Akkumulations- sowie im Ablationsbereich der Pasterze bestimmt. Aufgrund des rezenten Gletscherschwunds der letzten Jahrzehnte sind diese alten Resultate
mithilfe von Massenbilanzdaten und gletscherdynamischen Annahmen noch zu korrigieren. Im September 2009 wurde die jüngste Messkampagne zur Erkundung von Eisdicken durchgeführt. Dabei wurde
der Bereich reflexionsseismisch vermessen, in dem mit den größten Eisdicken zu rechnen ist. Im Rahmen des laufenden Projekts werden Basisdaten (Massenbilanz, Fließgeschwindigkeiten, Eisdicken, . . . )
erhoben, die für zukünftige Modellierungen des größten Gletschers der Ostalpen notwendig sind. Die
aktuelle Bestandsaufnahme der bis jetzt gemessenen Daten wird präsentiert.
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POSTER
Eine hoch auflösende, monatliche Temperaturklimatologie
(1961—1990) für den erweiterten Alpenraum
16
Johann Hiebl 1,∗ , Ingeborg Auer 1 , Reinhard Böhm 1 , Wolfgang Schöner 1 ,
Maurizio Maugeri 2 , Gianluca Lentini 2 , Jonathan Spinoni 2 , Michele
Brunetti 3 , Teresa Nanni 3 , Melita Perčec Tadić 4 , Zita Bihari 5 , Mojca
Dolinar 6 und Gerhard Müller-Westermeier 7
1
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
2
Institute of General Applied Physics, University of Milan, Mailand, Italien
3
Institute of Atmospheric Sciences and Climate, Italian National Research Council, Bologna, Italien
4
Meteorological and Hydrological Service of Croatia, Zagreb, Kroatien
5
Hungarian Meteorological Service, Budapest, Ungarn
6
Environmental Agency of the Republic of Slovenia, Laibach, Slowenien
7
Deutscher Wetterdienst (DWD), Offenbach a. M., Deutschland
Als Ergebnis eines internationalen Forschungsprojektes unter Leitung der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) kann eine räumlich hoch auflösende, monatliche Temperaturklimatologie für den erweiterten Alpenraum (GAR), gültig für den Zeitraum 1961–1990, vorgestellt werden. Der
vorliegende Beitrag beschreibt die Lösungswege zur Modellierung der räumlichen Temperaturverteilung
im komplexen, alpinen Gelände.
Hoch auflösende Klimainformationen haben sich in den letzten Jahren als zunehmend wichtig erwiesen, eine Entwicklung, die sich in der nahen Zukunft wohl fortsetzen wird. Sie kommen in einer Vielzahl
von Modellierungs- und Entscheidungsfindungsanwendungen in einem breiten Spektrum von Fachrichtungen wie z. B. Agrarwissenschaften, Ingenieurswesen, Hydrologie und Umweltschutz zum Einsatz.
Als Voraussetzung für ein solches Kartenwerk musste ein international vergleichbarer, qualitätsgeprüfter Datensatz beobachteter Temperaturmittelwerte geschaffen werden. Besonderer Aufwand wurde
dabei in die Beseitigung von durch unterschiedliche Mittelungsmethoden verursachten Inhomogenitäten
investiert. Die verwendete Datensammlung umfasste schließlich 1726 Temperaturreihen von 18 Anbietern aus 11 Staaten.
Zur räumlichen Temperaturmodellierung wurde das Untersuchungsgebiet in sechs horizontale Subregionen sowie drei vertikale Schichten unterteilt. Innerhalb dieser Gebiete wurden multiple lineare
Regressionen der Temperatur gegen geografische Länge und Breite, Seehöhe und Küstenentfernung
berechnet, um so die makroklimatischen Abhängigkeiten abzubilden. Zur Beschreibung dadurch nicht
erfasster, mesoklimatischer Merkmale kamen maßgeschneiderte Verfahren zum Einsatz. Durch die Anbringung der sich daraus ergebenden Anpassungsfaktoren für Geländeeffekte in Kaltluftseen, Küstenund Seeuferstreifen, städtischen Gebieten und Hanglagen konnten deutliche Modellverbesserungen erzielt werden.
Die fertigen 1 km × 1 km-Rasterfelder, die die Temperaturverteilung im orografisch schwierigen alpinen Gelände in allen Monaten mit einer mittleren Genauigkeit von weniger als 1 ◦ C erfassen, stehen
der Forschungsgemeinschaft auf den Internetseiten der ZAMG zur Verfügung.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
WegenerNet Klimastationsnetz Region Feldbach
Thomas Kabas ∗ , Armin Leuprecht, Christoph Bichler, Christoph Stieb und
Gottfried Kirchengast
Forschungsgruppe Atmosphärenfernerkundung und Klimasystem (ARSCliSys), Wegener Zentrum für
Klima und Globalen Wandel (WegCenter) und Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie (IGAM), Universität Graz, Graz
Das WegenerNet Klimastationsnetz ist ein internationales Pionierexperiment des Wegener Zentrums
für Klima und Globalen Wandel der Karl-Franzens-Universität Graz in der Region Feldbach/Südoststeiermark. Mit Unterstützung vom Land Steiermark (auch unter Verwendung von EU Mitteln), der
Universität Graz (auch unter Verwendung von Uni-Infrastrukturmitteln des Wissenschaftsministeriums), der Stadt Graz und Regionalen PartnerInnen – einschließlich aller Gemeinden im Untersuchungsgebiet – wurden 151 Messstationen auf einer Fläche von ∼20 km × 15 km errichtet. An den in einem
dichten Gitter angeordneten Stationen (ca. eine Messstelle pro 2 km2 ; 1.4 km × 1.4 km Gitter um die
Stadt Feldbach 46.93◦ N/15.90◦ E) wird seit 1. Jänner 2007 die klein-regionale Wetter- und Klimaentwicklung mit Messwerten alle fünf Minuten in neuartiger Feinheit und Genauigkeit vermessen. Neben
den Grundparametern Lufttemperatur, Luftfeuchte und Niederschlag werden an ausgesuchten Stationen
zusätzlich Wind- bzw. Bodenmessungen durchgeführt und an der sog. Referenzstation weiters Luftdruck
und Strahlungsbilanz erhoben.
In einem automatisierten Prozessierungssystem werden die Messergebnisse per Internet-Logger an das
Wegener Zentrum übertragen (Normalbetrieb: stündlicher Datentransfer aller Stationen aufgeteilt in 10
Stationspakete), in einer Datenbank gespeichert und anschließend in einem Qualitätskontrollsystem auf
ihre Plausibilität überprüft. Dabei fließen sowohl sensorspezifische Angaben als auch abgeleitete Größen
aus langjährigen Messreihen von Klimastationen der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
im Bereich des Untersuchungsgebietes mit ein. So wurden klimatologische Grenzwerte auf Monatsbasis
bestimmt, die zeitliche Variabilität von Messgrößen in dieser Region abgeleitet und Zusammehänge einzelner Parameter untersucht. Im Zuge von sieben Prüfschichten werden die Messwerte mit zunehmender
Komplexität kontrolliert und mit einer Qualitätskontrollmarke (QC Flag) versehen, welche Rückschlüsse auf jene Prüfschichten ermöglicht, in denen die Messergebnisse außerhalb der definierten Grenzwerte
liegen.
Gemeinsam mit ausführlichen Informationen zum WegenerNet können die qualitätskontrollierten Stationsdaten mit einer grundsätzlichen Datenbereitstellungs-Latenzzeit von weniger als 1 bis 2 Stunden
(Nahezu-Echtzeit) am WegenerNet Datenportal eingesehen werden. Der Zugang kann entweder direkt
über www.wegenernet.org oder dem entsprechenden Link auf der WegenerNet Homepage (siehe unten)
erfolgen. Aktueller Hauptaufgabenbereich stellt die Generierung zeitlich aufbereitete Wetter- und Klimadatenprodukte auf Basis von Stationsdaten mit höchster Qualität (QC Flag=0) dar. Das entwickelte
Datenprodukt-Generierungssystems umfasst die Bearbeitung etwaiger Datenlücken mittels zeitlicher
und räumlicher Interpolationsverfahren und die Ableitung zweidimensionale Gitterdaten (1 km times
1 km und 0.01◦ × 0.01◦ Gitter) für die Grundparameter. Dieser Vorgang wird in das automatisierte
Prozessierungssystem integriert, sodass die generierten Datenprodukte in weiterer Folge ebenfalls am
Datenportal zur Verfügung gestellt werden.
Nähere Informationen sind auf der WegenerNet Homepage via www.wegcenter.at/wegenernet abrufbar (einschließlich online pdf von Kirchengast et al. 2008).
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
Hoch aufgelöste Niederschlagsbeobachtungen im Vergleich mit
Radarmessungen
18
Niko Filipovic ∗ und Reinhold Steinacker
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien, Wien
Die Quantifizierung der gefallenen Niederschlagsmengen gilt aufgrund hoher räumlich-zeitlichen Variabilität des Niederschlags als eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, besonders im topographisch gegliederten Gelände. Das liegt einerseits an der geringen räumlichen Dichte des Messstellennetzes im operationellen Betrieb (zur direkten Messung des Niederschlags) und andererseits an den Ungenauigkeiten
der indirekten Ermittlung der Niederschlagsmengen (mittels Radar). Während des COPS-Experiments
(Juni-August 2007) im Schwarzwald wurde vom Institut für Meteorologie und Geophysik in Wien im
Rahmen einer groß angelegten Messkampagne auf einer Fläche von ∼100 km2 ein räumlich (1 km) und
zeitlich (1 min) dichtes Messnetz von etwa 100 automatischen Wetterstationen (Typ-HOBO) aufgebaut. Für den gleichen Zeitraum liegen auch Niederschlagsmessungen des in Karlsruhe stationierten
C-Band Radars vor, mit einer räumlichen Auflösung abgeleiteter Produkte von 500 m × 500 m. Mit
den am Boden gemessenen HOBO-Niederschlagsdaten wurden für ausgewählte Termine die räumliche
Übereinstimmung des Niederschlagsmusters und die Menge des Radar-Niederschlags validiert. Beim
konvektiven Niederschlag mit scharfen Niederschlagsgradienten wurde der Versatz der konvektiven Zellen im Radarbild relativ zu den am Boden durchgeführten Messungen untersucht. Aufgrund des dichten
Messstellennetzes mit geringen Stationsabständen kann die Georeferenzierung der Radardaten überprüft
werden. Ergebnisse zeigen, dass die Radarbeobachtung durchaus repräsentative Messungen liefert, der
Vergleich mit Radarmessungen aufgrund der kleinräumigen Variabilität und der Advektion des Niederschlags jedoch ein vielschichtiges Problem darstellt.
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49
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Analyse atmosphärischer Gezeiten der oberen Troposphäre und
unteren Stratosphäre anhand von Radio-Okkultationsdaten
Barbara Pirscher 1,∗ , Ulrich Foelsche 1 , Michael Borsche 1,2 , Gottfried
Kirchengast 1 und Ying-Hwa Kuo 3
1
Forschungsgruppe Atmosphärenfernerkundung und Klimasystem (ARSCliSys), Wegener Zentrum für
Klima und Globalen Wandel (WegCenter) und Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik,
Astrophysik und Meteorologie (IGAM), Universität Graz, Graz
2
Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg, Deutschland
3
University Corporation for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, USA und National Center for
Atmospheric Research, Boulder, Colorado, USA
Die Analyse atmosphärischer Gezeiten der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre erfolgt anhand von Radio-Okkultationsdaten (RO) der Satellitenkonstellation FORMOSAT-3/COSMIC (FORMOsa SATellite mission-3/Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate).
Die Satellitenkonstellation besteht aus sechs Einzelsatelliten, welche im April 2006 gestartet wurden.
Seit 2007 sind die Satelliten so verteilt, dass innerhalb eines Monats Messungen zu allen Lokalzeiten
durchgeführt werden und damit Gezeiten der Atmosphäre beobachtet werden können. Atmosphärische Gezeiten werden auch in Wettervorhersagemodellen des europäischen Wettervorhersagezentrums
(ECMWF) modelliert. Gezeiten, gefunden in RO Daten, werden mit jenen, welche in ECMWF Wettervorhersagedaten modelliert werden, verglichen.
Monatlich gemittelte globale Temperaturfelder werden mit Hilfe der Raum-Zeit Spektralanalyse untersucht. Die spektrale Komponente mit der größten Amplitude ist die Gezeit mit der Periode von
24 Stunden und der Wellenzahl 1, welche sich synchron mit der Sonne bewegt. Aus diesem Grund
spricht man auch vom Tagesgang der Temperatur. Diese atmosphärische Gezeit kommt in erster Linie durch Absorption von Sonnenstrahlung durch troposphärischen Wasserdampf zustande, die Energie
wird schließlich durch eine atmosphärische Welle nach oben transportiert.
Bis zu 50◦ geographischer Breite ist das Muster des Tagesgangs, welches in RO Daten gefunden
wird, und jenes des ECMWF Modells sehr ähnlich. Jenseits von 50◦ ist die Anzahl der RO Messungen
zu gering, und das Lokalzeitsampling nicht ausreichend, sodass die Raum-Zeit Spektralanalyse keine
atmosphärischen Wellen mehr extrahieren kann.
In allen geographischen Breiten sieht man einen Anstieg der Amplitude des Tagesgangs mit der
Höhe. Physikalisch lässt sich das durch das Prinzip der Energieerhaltung der wandernden Welle und
die Abnahme der Dichte mit der Höhe erklären. Grundsätzlich hat der Tagesgang der Temperatur die
größte Amplitude in großen Höhen in den Tropen (0.8 K bis 1.0 K in 30 km Höhe), wobei das ECMWF
Modell um etwa 20 % größere Amplituden des Tagesgangs aufweist als die RO Daten. Ferner zeigen die
Amplituden des Tagesgangs in den niederen Breiten einen Jahresgang, welcher eindeutig mit jenem der
Intertropischen Konvergenzzone in Zusammenhang gebracht werden kann. Bis zu einer Höhe von etwa
27 km folgen die maximalen Amplituden der Intertropischen Konvergenszzone, während sie darüber
auf der jeweils anderen Hemisphäre beobachtet werden. Der extratropische Tagesgang der Temperatur
ist durch eine Amplitude von etwa 0.3 K bis 0.5 K in 30 km Höhe gekennzeichnet. Diese Amplituden
findet man jeweils auf der Sommerhemisphäre; auf der Winterhemisphäre sind die Amplituden deutlich
geringer. Auch hier sind die Amplituden des Tagesgangs im ECMWF Modell größer als jene in den RO
Daten.
Die spektrale Phase des Temperaturtagesgangs ist in den niederen Breiten durch eine nach unten
wandernde Phase (hinauf wandernde Welle) mit einer vertikalen Wellenlänge von 20 km, charakterisiert.
Beobachtungs- und Modelldaten stimmen sehr gut überein.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
ACCURATE: Influence of Aerosol and Cloud Layers on Infrared
Laser Occultation Signals for Sensing of Greenhouse Gases
Veronika Proschek 1,∗ , Susanne Schweitzer 1,† , Claudia Emde 2 , Florian
Ladstädter 1 , Johannes Fritzer 1 und Gottfried Kirchengast 1
1
Forschungsgruppe Atmosphärenfernerkundung und Klimasystem (ARSCliSys), Wegener Zentrum für
Klima und Globalen Wandel (WegCenter) und Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik,
Astrophysik und Meteorologie (IGAM), Universität Graz, Graz
2
Institut für Physik der Atmosphäre, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Oberpfaffenhofen-Wessling, Deutschland
ACCURATE (Atmospheric Climate and Chemistry in the UTLS Region And climate Trends Explorer), a new climate satellite concept, enables simultaneous measurement of profiles of greenhouse gases,
isotopes, wind and thermodynamic variables from Low Earth Orbit (LEO) satellites. The measurement
principle applied is a combination of the novel LEO-LEO infrared laser occultation (LIO) technique
and the well-studied but not yet flown LEO-LEO microwave occultation (LMO) technique. As intrinsic
to the space-borne occultation technique, the measurements are evenly distributed around the world,
have high vertical resolution and high accuracy and are stable over long time periods.
The LIO uses near-monochromatic signals in the short-wave infrared range (∼2 to 2.5 µm in the
case of ACCURATE) which are absorbed by various trace species in the Earth’s atmosphere. From
signal transmission measurements, profiles of the concentration of the absorbing species can be derived
given that temperature and pressure are accurately known from LMO. The current ACCURATE mission
design is arranged for the measurement of six greenhouse gases (H2 O, CO2 , CH4 , N2 O, O3 , CO) and four
isotopes (13 CO2 , C18 OO, HDO, H18
2 O) with focus on the upper troposphere/lower stratosphere region
(UTLS, 5 to 35 km). Wind speed in line-of-sight can be derived from a line-symmetric transmission
difference which is caused by wind-induced Doppler shift. By-products are information on cloud layering,
aerosol extinction and scintillation strength.
This contribution presents an overview on the ACCURATE mission design and the expected accuracy
of retrieved atmospheric variables and further focuses on the influence of clouds and aerosols on propagating LIO signals. Special emphasis will be given to sub-visible cirrus clouds which are semi-transparent
to infrared signals. A simple frequency dependent cloud extinction parametrization was included into the occultation propagation software EGOPS and evaluated against results of the advanced cloud
extinction and scattering model libRadTran. Use of this parametrization also allows to separate the
disturbance by clouds from other atmospheric influences on signal transmission. The influence of aerosols was investigated by means of an extinction model developed on the basis of SAGE (Stratospheric
Aerosol and Gas Experiment) measurements. The effects of different cases from background to volcanic
aerosol levels are presented.
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† Kontakt:
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Föhnzusammenbruch bei Kaltfrontdurchgang: Untersuchung
mittels dreidimensionaler Simulationen
Erika Dautz ∗ und Alexander Gohm
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Innsbruck, Innsbruck
Trotz zahlreicher Studien des Südföhns im Innsbrucker Raum ist bis heute wenig bekannt über die
Dynamik des Föhnzusammenbruchs, der häufig durch eine eintreffende Kaltfront bedingt ist. In dieser
Arbeit wird die Interaktion zwischen Südföhn und Kaltfront im Bereich des Tiroler Inn- und Wipptals mit Hilfe eines mesoskaligen Modells untersucht. Weiters werden die Simulationsergebnisse mit
Beobachtungsdaten verifiziert.
Für die Studie wurde ein Fallbeispiel aus der Special Observing Period (SOP) des Mesoscale Alpine Programme (MAP) herangezogen. Durch eine Kaltfront, die am 6. November 1999 die Alpen
von Nordwesten her erreichte, kam es zum Zusammenbruch des Südföhns. Die Simulationen werden
mit dem Weather Research and Forecasting (WRF) Modell, Version 3.1, im dreidimensionalen Modus
durchgeführt. Der Referenzlauf wurde mit ECMWF Analysedaten angetrieben, jedoch werden zusätzlich Sensitivitätstests mit anderen Eingangsdaten, wie z. B. der ECMWF Reanalyse der MAP-SOP,
durchgeführt. Es zeigte sich bereits, dass auch die Wahl der Einstellungen (wie Parametrisierungen und
Größe der Domäne) ein entscheidender Faktor für die Qualität der Modellergebnisse ist. Die Simulationen werden mit den während der MAP-SOP gesammelten Beobachtungsdaten aus Bodenstationen,
Radiosonden und einem Doppler Lidar verglichen.
Erste Untersuchungen weisen darauf hin, dass das Modell imstande ist, den Südföhn und die darauf
folgende Kaltfront zu simulieren. Das Einfließen der kalten Luft vom Alpenvorland in die Alpentäler
scheint realistisch dargestellt zu werden. Jedoch hat sich im Vergleich mit Beobachtungsdaten gezeigt,
dass im Modell die Kaltfront ca. 1 Stunde zu früh eintrifft, und die Temperaturen vor allem während
der Föhnlage um ca. 2 K bis 3 K zu niedrig sind.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
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Nordföhn an der österreichischen Alpensüdseite während Sturm
„Paula“
Florian Pfurtscheller ∗ und Alexander Gohm
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Innsbruck, Innsbruck
Winterstürme in den mittleren Breiten zählen zu den Naturgefahren mit dem größten Schadenspotenzial für Forstwirtschaft und Infrastruktur, und besitzen ein großes Bedrohungspotential für den
Menschen an sich. Der in dieser Studie untersuchte Wintersturm „Paula“ ereignete sich am 27. Januar
2008 und beeinflusste mit seinem Sturmfeld vorallem Skandinavien, Deutschland, Polen und Österreich. Der Sturm verursachte speziell an der österreichischen Alpensüdseite aufgrund des leeseitigen
entstehenden Nordföhns große forstwirtschaftliche Schäden.
Diese Studie untersucht auf regionaler und lokaler Skala die Mechanismen, die zur Entstehung des starken Nordföhnereignisses an der österreichischen Alpensüdseite während des Sturms „Paula“ führten. Die
Analyse basiert auf Beobachtungsdaten des operationellen TAWES Messnetzes und auf hochaufgelösten
numerischen Simulationen mit dem mesoskaligen Modell RAMS. Die Qualität der Modellergebnisse wird
mit Stationsmessdaten überprüft. Vertikalschnitte durch die Modelldomäne illustrieren die orografisch
induzierte Geschwindigkeitszunahme beim Überströmen der Alpen. Weiters wird die Abhängigkeit der
Modellergebnisse von der Turbulenzparametrisierung auf der lokalen Skala im Raum Graz untersucht.
Die Modellergebnisse zeigen eine Beschleunigung der Strömung von 30 m/s auf über 50 m/s an den
leeseitigen Gebirgszügen der Alpensüdseite, sowie die Entstehung von Leewellen und Rotoren. Der Zeitpunkt des Nordföhndurchbruchs in den Tälern der Alpensüdseite wird vom Referenzlauf nicht korrekt
erfasst. Zusätzliche Sensitivitätsläufe mit unterschiedlichen Turbulenzparametrisierungen demonstrieren
eine große zeitliche Variation beim Durchbruch des Nordföhns.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
BEAUVORT: Bessere Wind Energie AUsnutzung – VerORTung
der Windgefährdung
Michael Blaschek 1 , Johanna Nemec 1,∗ , Alexander Beck 1 , Otto Chitta 1 ,
Georg Erlacher 2 , Gerhard Hohenwarter 1 , Roman Pachler 3 , Hermann
Peham 1 , Hannes Rieder 4 , Hung Viet Tran 1 und Elisabeth Koch 1
1
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien
2
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Regionalstelle Tirol, Innsbruck
3
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Regionalstelle Salzburg, Salzburg
4
Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Regionalstelle Steiermark, Graz
Die österreichweite Berechnung des Windpotentials wie auch der Wind- bzw. Sturmgefährdung stehen
im Mittelpunkt des Projektes BEAUVORT. Damit deckt dieses Projekt zwei sehr aktuelle meteorologische Themen ab: einerseits die effiziente Nutzung erneuerbarer Energiequellen und andererseits Starkwindereignisse, wie sie in den vergangenen Jahren häufig aufgetreten sind (z. B. Kyrill am 18./19. 1. 2007,
Paula 27. 1. 2008 oder Emma am 1./2. 3. 2008).
Das Projekt gliedert sich in vier Teilbereiche: Bestimmung der Rauhigkeitslängen, die Modellierung,
die Datenaufbereitung und die Modellierung in INCA (Integrated Nowcasting through Comprehensive
Analysis). Der aktuelle Stand der Bearbeitung ist die Modellierung der Windfelder in Kärnten.
Grundlage für diese Berechnungen sind Rauhigkeitslängen und Windmessungen. Es wurde eine Auswahl innerhalb der Messstationen der ZAMG getroffen, die zum Teil große Unterschiede in der Zeitreihenlänge und dem Aufstellungsort haben. Da die großräumigen Windverhältnisse stark durch Orographie, Oberflächenrauhigkeit und dynamische Effekte beeinflusst werden, sind punktuelle Messungen
nicht für eine räumliche Interpolation der Windgeschwindigkeit ausreichend. Eine räumliche Modellierung des Windfeldes wird benötigt und mit Hilfe der Software WAsP (the Wind Atlas Analysis and
Application Program) realisiert. Das Programm besteht aus verschiedenen Modulen, welche den Einfluss von Topographie (complex terrain flow model), den Einfluss von Oberflächenbeschaffenheit wie
auch von Hindernissen in der Umgebung der Messstation berechnen.
Im ersten Schritt der Modellierung ist eine genaue Kenntnis der Geländebeschaffenheit in der Umgebung der Wetterstation notwendig. Dadurch können die an den Stationen gemessenen Winddaten
von allen entscheidenden windbeeinflussenden Faktoren (hauptsächlich windabschattende Hindernisse
in der Stationsumgebung) befreit werden und ein für ein größeres Umfeld repräsentativer, ein sogenannter ‚bereinigter‘, Wind berechnet werden. Diese ‚bereinigten‘ Winddaten lassen sich nun einfacher auf
größere Regionen extrapolieren. Schlussendlich werden topographische Gegebenheiten und flächendeckende Information über Oberflächenrauhigkeit dazu verwendet die ‚bereinigten‘ Windfelder wieder auf
‚regionale‘ zurückzurechnen.
Vorläufige Ergebnisse der 50-jährlichen Extremwindgeschwindigkeiten und der 50-jährlichen 2 Sekundenböen für die Bundesländer Oberösterreich und Salzburg sollen hier gezeigt werden. Die höchsten
Windgeschwindigkeiten wie auch Böen sind im nördlichen Alpenvorland zu erwarten, mit Werten bis
zu 50 m/s und 60 m/s. Klar ersichtlich sind neben dem Einfluss der Meereshöhe auch der Einfluss von
Geländeformen. In Tallagen spielt die Kanalisation des Windes speziell an schmalen Taleingängen eine
wichtige Rolle. Eine deutliche Verstärkung der Windgeschwindigkeit ist in Salzburg zum Beispiel südlich
von Kuchl in der Umgebung des Pass Lueg erkennbar.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
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Die mesoskalige Struktur von Polartiefs – Simulationen und
flugzeuggetragene Messungen
24
Johannes Wagner 1,∗ , Alexander Gohm 1 und Andreas Dörnbrack 2
1
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Innsbruck, Innsbruck
2
Institut für Physik der Atmosphäre, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Oberpfaffenhofen-Wessling, Deutschland
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Struktur polarer Mesozyklonen. Diese Wettersysteme, mit Ausdehnungen von mehreren 100 bis 1000 Kilometern, entstehen in kalten Luftmassen der hohen Breiten
und zeichnen sich durch hohe Windgeschwindigkeiten, heftige Niederschläge und kurze Lebensdauer
von im Mittel 15 bis 20 Stunden aus.
Um das Verständnis der Strukturen und Bildungsmechanismen polarer Zyklonen zu verbessern, wurden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) anlässlich des Internationalen Polarjahres (IPY) 2007/08 im Rahmen des Projektes IPY THORPEX gezielte Messflüge durch Polartiefs im
Zeitraum Februar/März 2008 durchgeführt. Dabei wurden hochaufgelöste Daten von Dropsonden und
LIDAR-Messungen von Wasserdampf, Windgeschwindigkeit und Rückstreuung gesammelt. Zusätzlich
wurden für den gleichen Zeitraum Simulationen mit Hilfe des mesoskaligen Weather Research and Forecasting (WRF-ARW) Modells, Version 3.1.1, durchgeführt. Zur Anpassung an die Gegebenheiten hoher
Breiten wurden im Modell spezielle polare Modifikationen der Ohio State University verwendet. Die
Initialisierung erfolgte mit Analysedaten des ECMWF und Daten für Meereisbedeckung des National
Snow and Ice Data Center (NSIDC).
Der Vergleich zwischen Simulationsergebnissen und Messdaten zeigt bereits gute Übereinstimmungen
und lässt eine weitere Feineinstellung des Modells zu. Weiters lassen die bisherigen Resultate die Bedeutung von baroklinen Instabilitäten in Bodennähe und konvektiver Prozesse für die Zyklogenese von
Polartiefs erkennen. Eine große Rolle spielen dabei unterschiedliche Meereisverteilungen und massive
Kaltluftausbrüche über relativ warmen Meeresoberflächen, sowie Einmischung trockener Luftmassen
aus oberen Niveaus, welche sowohl von Beobachtungs- als auch Modelldaten gut erfasst werden.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Empirisch-statistische Regionalisierung und Fehlerkorrektur von
Tagesniederschlagssummen eines regionalen Klimamodells im
Alpenraum
Matthias Themeßl ∗ , Andreas Gobiet und Armin Leuprecht
Forschungsgruppe Regionale und Lokale Klimamodellierung und -Analyse (ReLoClim), Wegener Zentrum für Klima und Globalen Wandel (WegCenter) und Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie (IGAM), Universität Graz, Graz
Regionale Klimamodelle (RCMs) wurden und werden ständig weiterentwickelt und ermöglichen es
heute, den mesoskaligen Zustand der Atmosphäre nachzubilden. RCMs sind jedoch nicht gänzlich frei
von systematischen Fehlern. Vor allem kleinskalige Tagesniederschlagsmuster sind stark abhängig von
der Modellauflösung und der Parametrisierung von Prozessen, die nicht dynamisch simuliert werden
können. Daraus resultierende Fehler erschweren die direkte Anwendung von RCMs in Klimaänderungsund Klimaimpaktstudien.
In dieser Arbeit werden systematische Fehler von Tagesniederschlagszeitreihen eines RCMs mittels
statistischer Methoden (Model Output Statistics) minimiert, sowie die Skalendiskrepanz zwischen Modelldaten und punktuellen Beobachtungsdaten überbrückt (Downscaling), um die Qualität der RCM
Ergebnisse zu erhöhen und sie im Hinblick auf ihre Anwendung in Studien zu den Auswirkungen des
Klimawandels zu verbessern. Zu diesem Zweck werden Fehlerkorrekturmethoden und Methoden des
statistischen Downscalings zu einem Ensemble von sieben empirisch-statistischen Korrekturmethoden
kombiniert. Aufbauend auf verschiedene Parameter des Regionalmodells MM5 (Prädiktoren), welches
mit einer räumlichen Auflösung von 10 km den täglichen Zustand der Atmosphäre des Alpenraums beschreibt, werden Local Scaling, Quantile Mapping, Analog Methode, Nearest Neighbour Analog Methode,
Multiple Lineare Regression sowie Multiple Lineare Regression mit Randomisierung auf Tagesniederschlagssummen von mehr als 900 Beobachtungsstationen (Prädiktand) in Österreich separat angewendet. Die Korrekturmethoden beinhalten parametrische und verteilungsfreie, lineare und nicht-lineare
Anwendungen, sowie Methoden, die mittels Klimatologien kalibriert werden und solche, die einen exakten zeitlichen Zusammenhang voraussetzen. Die Methoden verwenden entweder einzelne Gitterzellen
(punktweise Anwendung) oder räumlich Muster (Hauptkomponenten des RCM Felder) als Prädiktoren.
In einem cross-validation Ansatz für den Zeitraum 1981–1990 und das Jahr 1999 werden die Methoden saisonal bezüglich Mittelwert, Variabilität und gemäßigten Extremwerten evaluiert, untereinander
verglichen und deren Güte gegenüber dem unkorrigierten RCM quantifiziert. Zur besseren Illustration
werden die Ergebnisse für acht, mittels Clustering der Beobachtungsstationen gefundene, homogene
Niederschlagsregionen dargestellt.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
Unsicherheiten in den Antriebsdaten von regionalen
Klimamodellen im alpinen Raum
26
Andreas Prein ∗ und Andreas Gobiet
Forschungsgruppe Regionale und Lokale Klimamodellierung und -Analyse (ReLoClim), Wegener Zentrum für Klima und Globalen Wandel (WegCenter) und Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie (IGAM), Universität Graz, Graz
Die Auswahl von hochwertigen Anfangs- und Randbedingungen (Antriebsdaten) ist essenziell für
Simulationen mit Regionalen Klimamodellen (RCMs), da die Qualität der Modellergebnisse stark von
jener der Eingangsdaten abhängt. Für regionale Klimaprognosen werden diese Daten in der Regel von
allgemeinen Zirkulationsmodellen (GCMs) bereitgestellt.
In dieser Studie werden Daten jener 24 GCMs analysiert, die im vierten Sachstandsbericht (AR4)
des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) verwendet wurden. Ziel ist es die Güte und
Unsicherheiten von Antriebsdaten für RCMs im Alpenraum zu analysieren und die einzelnen Komponenten der Unsicherheit näher zu beleuchten. Weiters soll diese Arbeit eine Grundlage für die Auswahl
von geeigneten Randbedingungen für regionale Simulationen im Alpenraum liefern.
Insgesamt werden neun Parameter (drei in Bodennähe und sechs auf verschiedenen Druckniveaus)
untersucht. In der Periode von 1961 bis 2000 werden Modelldaten mit Mess- und Reanalysedaten verglichen. In den Perioden 2021 bis 2051 und 2071 bis 2100 (verglichen mit der Referenzperiode 1971 bis
2000) werden Klimaänderungssignale untersucht. Die Untersuchungsmethoden beinhalten die Berechnung eines Modellgüte Index (MPI), eine Unsicherheitsabschätzung (Varianzanalyse, ANOVA), welche
die Zusammensetzungen der Varianzen der Klimaänderungssignale zeigt, und eine Signifikanzanalyse
der Klimaänderungssignale.
Die Analysen zeigen, dass es große Unterschiede in der Modellgüte gibt und das jedes GCM Mängel in der Simulation des einen oder anderen Parameters aufweist. Die dominierende Unsicherheit in
den Klimaänderungssignalen ist die Formulierung des GCMs mit über 60 %. Bezüglich der Wahl des
Emissionsszenarios werden nennenswerte Unsicherheiten erst Ende des 21ten Jahrhunderts sichtbar.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Parameterization induced error-characteristics in Regional
Climate Models: An ensemble based analysis
Nauman Khurshid Awan ∗ , Heimo Truhetz und Andreas Gobiet
Forschungsgruppe Regionale und Lokale Klimamodellierung und -Analyse (ReLoClim), Wegener Zentrum für Klima und Globalen Wandel (WegCenter) und Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie (IGAM), Universität Graz, Graz
In this study we have made an effort to give a comprehensive assessment about the range of errors
associated with the choice of physical parameterizations and its consequent impact on performance
of two state-of-the-art non-hydrostatic mesoscale-scale Regional Climate Models (WRF, MM5) in the
European Alpine region. The results presented in this poster are based on analysis of high-resolution
(10 km) ensemble of twenty-nine members generated by dynamical downscaling of ERA-40 reanalysis
dataset of European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. The model results for two meter airtemperature and surface precipitation are compared with ECA and ETH surface-based measurements,
respectively.
The model performance on regional and sub-regional scales is evaluated on daily, monthly, seasonal
and annual basis. The results are quantified in terms of deviations from observation, temporal correlation, normalized standard deviation, centered root mean square errors values, and annual mean biases.
The results indicate the performance of both models is sensitive to the choice of physical parameterization. The WRF results are more sensitive to the changes in physical parameterizations than MM5 results.
The changes in boundary layer, radiation, and cumulus parameterization have dominated our results.
The general measure of model performance is estimated from the error range in annual area mean
values of two meter air-temperature and surface precipitation amount which lies between −2.75 ◦ C and
1.08 ◦ C (−1.12 ◦ C and 1.33 ◦ C) and 0.80 mm/d and 0.27 mm/d (1.51 mm/d and 0.13 mm/d) for MM5
(WRF), respectively.
This poster also gives an overview on the model performance in regions of complex topography with
focus lying on the sensitivity of model’s downscaling ability and range of errors associated with the
choice of parameterization on regional and sub-regional scales. The results presented in this poster
indicate that significant improvements can be achieved by choosing a suitable configuration for the
region of interest. The other outcome of these experiments is a suitable setup to carry out further long
term high resolution climate simulations.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
NHCM-1: Nicht-hydrostatische Klimamodellierung
28
Martin Suklitsch 1,∗ , Andreas Gobiet 1 , Heimo Truhetz 1 , Nauman Khurshid
Awan 1 , Holger Göttel 2 , Armin Leuprecht 1 , Kathrin Lisa Kapper 1 und
Daniela Jacob 2
1
Forschungsgruppe Regionale und Lokale Klimamodellierung und -Analyse (ReLoClim), Wegener Zentrum für Klima und Globalen Wandel (WegCenter) und Institut für Physik, Institutsbereich für Geophysik, Astrophysik und Meteorologie (IGAM), Universität Graz, Graz
2
Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg, Deutschland
In bisherigen längerfristigen Klimasimulationen und -projektionen (z. B. PRUDENCE, ENSEMBLES)
rechnen regionale Klimamodelle mit einer horizontalen Gitterweite von 25 km bis 50 km. Diese Gitterweite ist zwar bereits ausreichend für regionalisierte Klimaänderungs-Analysen, sie ist aber nach
wie vor zu grob um etwa Starkniederschläge und ihre räumliche Verteilung oder den Tagesgang des
Niederschlags über komplexem Gelände zufriedenstellend zu simulieren. Außerdem verlangt auch die
Klima-Impakt-Forschung großen Bedarf nach noch höher aufgelösten Klimasimulationen.
Räumlich höher aufgelöste Simulationen mit Gitterweiten kleiner als 10 km haben grundsätzlich das
Potential die erwähnten Probleme zu lösen oder zumindest zu vermindern, jedoch weiß man bisher sehr
wenig über die Leistungsfähigkeit der regionalen Klimamodelle in dieser hohen räumlichen Auflösung.
An dieser Stelle setzt das FWF-Projekt NHCM-1 („Nicht-hydrostatische Klimamodellierung“) an. Im
Zuge dieses Projekts soll herausgefunden werden, welche Stärken und Schwächen heutige regionale
Klimamodelle aufweisen, wenn es um die Simulation in hoher räumlicher Auflösung geht. Zum Beispiel
soll die Frage geklärt werden, ob die in den Modellen enthaltenen Parametrisierungen für diese Skala
geeignet sind. Als regionale Klimamodelle kommen hier COSMO-CLM, MM5, WRF und REMO zum
Einsatz, das Untersuchungsgebiet umfasst den Alpenraum.
Im präsentierten Poster werden die bisher erhaltenen Ergebnisse zusammengefasst. Es wird zum Beispiel gezeigt, wie die typischen Fehler der Modelle bei Anwendung in hoher räumlicher Auflösung aussehen. Dazu wurde ein großes Ensemble an einjährigen Sensitivitäts-Experimenten erstellt und anhand
von Beobachtungsdaten systematisch ausgewertet. Dies wurde nicht nur für das gesamte modellierte
Gebiet gemacht, sondern auch für einzelne Subregionen, die mittels eines Clustering-Prozesses von Tagesniederschlagsdaten gewonnen wurden. Außerdem werden erste Ergebnisse von Simulationen gezeigt,
bei denen die Auflösung mittels Mehrfach-Nesting weiter verfeinert wurde.
∗ Kontakt:
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POSTER
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
WRF Simulationen zu Konvektionsfällen im Rahmen von
COPS: Erste Versuche und Probleme
Veronika Schreiner ∗ und Alexander Gohm
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Innsbruck, Innsbruck
Die quantitative Vorhersage von orographisch induziertem und konvektivem Niederschlag stellt nach
wie vor eine große Herausforderung für mesoskalige numerische Modelle dar. Einerseits bestehen Mängel
im Verständnis von Niederschlagsmechanismen und andererseits in der Erfassung dieser Mechanismen
durch die Vorhersagemodelle. Im Sommer 2007 fand daher die Feldmesskampagne COPS (Convective
and Oroqraphically-induced Precipitation Study) statt, für die die Rheintalregion von den Vogesen bis
hin zum Schwarzwald ausgewählt wurde. In diesem Gebiet treten vor allem im Sommer häufig starke
Gewitter mit hohen Niederschlagsmengen auf.
In dieser Studie soll nun die Entstehung konvektiver Zellen und deren Sensitivität auf Oberflächenbeschaffenheit und Bodeneigenschaften untersucht werden. Dazu werden Simulationen im Bereich des
COPS Gebiets mit Hilfe eines mesoskaligen Modells durchgeführt und Simulationsergebnisse mit Beobachtungsdaten verifiziert. Für die Arbeit wird ein Fallbeispiel aus der „Intensive Observing Period“
8b (15. Juli 2007) herangezogen, allerdings soll zusätzlich ein weiterer Konvektionstag behandelt werden. Die Simulationen werden mit dem Weather Research and Forecasting (WRF) Modell Version 3.1.1
durchgeführt. Einen wesentlichen Bestandteil der Studie stellt das Finden eines geeigneten Modellsetups
dar, das die atmosphärischen Bedingungen auch kleinskalig korrekt erfasst. Es werden erste Resultate
präsentiert, in denen bereits Schwierigkeiten in der Modellrepräsentation des Konvektionsfalles ersichtlich werden.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
POSTER
Hochaufgelöste meteorologische Simulationen im Inntal, Teil I:
Auswertung der verschiedenen Modellsetups
30
Irene Schicker ∗ , Delia Arnold und Petra Seibert
Institut für Meteorologie, Department Wasser–Atmosphäre–Umwelt, Universität für Bodenkultur Wien,
Wien
Orographie und Meteorologie haben aufgrund von Tal- und Hangwindsystemen, Stagnation und Rezirkulation einen großen Einfluß auf den Transport und die Ausbreitung von Schadstoffen in alpinen
Tälern.
Geringe Windgeschwindigkeiten und eine stabile Schichtung am Talboden, insbesondere im Herbst
und Winter, sind oft Grund für ungünstige Ausbreitungsbedingungen die zu einer Überschreitung der
Grenzwerte für die Luftbelastung führen können. Darüber hinaus können synoptische Bedingungen wie
persistente Hochdrucksysteme dazu führen, dass Inversionen über mehrere Tage stabil bleiben. Dies kann
in weiterer Folge durch Akkumulation der Emissionen ebenfalls zu einer Überschreitung der Grenzwerte
führen.
Um die physikalischen Prozesse in einem alpinen Tal oder anderen topographisch komplexen Gebieten so gut wie möglich wiederzugeben, braucht man hochaufgelöste meteorologische Simulationen. In
meteorologischen Modellen wie RAMS, WRF und MM5 wird momentan eine Auflösung von ∼1 km
verwendet, welche immer noch etwas zu grob ist und die Orographie glättet.
In dieser Studie wird ein Vergleich zwischen verschiedenen Simulationssetups für ausgewählte synoptische Perioden mit hoher Schadstoffbelastung in der Talatmosphäre des Inntales durchgeführt. Die
Simulationen werden mit MM5V3.7 durchgeführt und mit einer horizontalen Auflösung von 0.8 km und
0.27 km im innersten Nest und einer vertikalen Auflösung von 35 halb-σ Levels gerechnet. Operationelle
ECMWF Analysen werden als Inputdaten verwendet und Tests mit einer höher aufgelösten Topographie (SRTM 300 ) im Pre-Prozessor werden durchgeführt. Weiters werden unterschiedliche PBL Schemata
getestet. Die Modelldaten werden mit Beobachtungen der ZAMG aus dem Inntal verifiziert.
Die Simulationsergebnisse werden in weiterer Folge als Input für das Ausbreitungsmodell FLEXPART
verwendet (Teil II des Abstracts, Arnold et al.).
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Hochaufgelöste meteorologische Simulationen im Inntal, Teil II:
Anwendung für Ausbreitungsrechnung
Delia Arnold ∗ , Irene Schicker und Petra Seibert
Institut für Meteorologie, Department Wasser–Atmosphäre–Umwelt, Universität für Bodenkultur Wien,
Wien
Orographie und Meteorologie haben aufgrund von Tal- und Hangwindsystemen, Stagnation und Rezirkulation einen großen Einfluß auf den Transport und die Ausbreitung von Schadstoffen in alpinen
Tälern.
Geringe Windgeschwindigkeiten und eine stabile Schichtung am Talboden, insbesondere im Herbst
und Winter, sind oft Grund für ungünstige Ausbreitungsbedingungen die zu einer Überschreitung der
Grenzwerte für die Luftbelastung führen können. Darüber hinaus können synoptische Bedingungen wie
persistente Hochdrucksysteme dazu führen, dass Inversionen über mehrere Tage stabil bleiben. Dies kann
in weiterer Folge durch Akkumulation der Emissionen ebenfalls zu einer Überschreitung der Grenzwerte
führen.
Die Simulationsergebnisse der verschiedenen Läufe des MM5 Modells (Teil I des Abstracts, Schicker
et al.) für ausgewählte synoptische Perioden mit hoher Schadstoffbelastung in der Talatmosphäre werden
als Input für das Lagrange Partikelausbreitungsmodell FLEXPARTv6.2 (MM5v3-7.FLEXPARTv6.2)
verwendet. Ausbreitungsberechnungen für CO und NOx werden in einem receptor-orientierten Ansatz
für zwei Stationen, eine im Tal (Innsbruck) und eine am Berg (Nordkette), gerechnet. Quell-Rezeptor
Matrizen (SRS) werden berechnet um die Herkunft der Luftbelastungen in dieser ausgewählten Episode
zu evaluieren. Für die Stationen wird ein Vergleich mit den Beobachtungen durchgeführt indem die SRS
mit einem Emmissionkataster verbunden werden. Für diese Stationen werden Zeitreihen aus modellierten und beobachteten Daten erstellt. Weiters wird eine quantitative Evaluierung der Ergebnisse mittels
Parametern wie RMSE, BIAS und Korrelation durchgeführt.
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Adaptierung des Vera-Systems auf Matlab
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Dieter Mayer ∗ und Reinhold Steinacker
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien, Wien
Das am Institut für Meteorologie und Geophysik der Uni Wien entwickelte Analysesystem Vera wurde
erweitert und neu implementiert. Dabei wurden alle Komponenten, von der Decodierung der Messwerte
über die Qualitätskontrolle und Vera selbst bis hin zur Graphik einheitlich in der Programmiersprache
Matlab neu aufgesetzt und erweitert. Die Wahl ist deshalb auf diese Sprache gefallen, weil diese die
Lösung von sehr großen Matrixgleichungssystemen ermöglicht, viele vorgefertigte Routinen besitzt, für
Neuanwender relativ leicht zu erlernen ist und eine Fülle von graphischen Darstellungsmöglichkeiten
besitzt.
Diese Neuimplementierung hat die Möglichkeit einer durchgängigen Konzipierung für 4 Dimensionen
sowie die Option, alle relevanten Einstellungen ohne Eingriffe in den Programmcode vorzunehmen, eröffnet. Insbesondere ist damit die Anwendbarkeit von Vera auf jede beliebige Domäne weltweit gegeben,
weshalb Vera beispielsweise im kommenden Winter als Analysetool im kanadischen Whistler Mountain
zu olympischen Ehren kommen wird. Die einheitliche Programmiersprache sowie eine detaillierte Programmdokumentation ermöglichen es neuen Mitarbeitern, sich in kürzerer Zeit mit dem Vera-System
vertraut zu machen und aktiv weiter zu entwickeln.
Sehr eng benachbarte Stationen bergen bei Anwendung der Datenqualitätskontrolle die Gefahr, etwaige Messfehler auf die Nachbarstationen zu übertragen. Dem wird nun mit einer gesonderten Behandlung
von geclusterten Stationen Abhilfe geschaffen. Die Überprüfung des Anbringens der Korrekturvorschläge auf eine Änderung der zugrundeliegenden und zu minimierenden Kostenfunktion bietet eine effektive
Möglichkeit der Erkennung von "Gross Errors". Aus den bei der operationellen Anwendung gesammelten Korrekturvorschlägen der Qualitätskontrolle lassen sich Biase der einzelnen Stationen berechnen
und in Folge auch korrigieren.
Eine Weiterentwicklung von 2 auf 3 Dimensionen haben auch die dynamischen Fingerprints – dabei handelt es sich um idealisierte feinskalige Muster im Temperatur- und Druckfeld, welche sich bei
Anströmung an ein Gebirge einstellen und in der Analyse wiederfinden – erfahren.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
Der Nambu-Kalkül in der dynamischen Meteorologie
Michael Hantel 1 , Alexander Bihlo 2,∗ und Katharina Brazda 2
1
Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien, Wien
2
Fakultät für Mathematik, Universität Wien, Wien
Die Hamilton Mechanik ist ein klassischen Feld der theoretischen Physik, ihre Anwendung auf die
fluiddynamischen Gleichungen der Meteorologie ist jedoch bis heute ein aktuelles Forschungsgebiet. Die
Nützlichkeit einer Hamiltonschen Formulierung liegt darin, dass mit ihr systematisch Aussagen über
z. B. Langzeitverhalten, Stabilität, Erhaltungseigenschaften und statistische Eigenschaften des betrachteten Modells getroffen werden können.
In der Hamilton Mechanik werden die Bewegungsgleichungen wesentlich durch den Energiegradienten
bestimmt. In der Meteorologie spielen aber neben der Gesamtenergie auch die Wirbelerhaltungsgrößen
eine zentrale Rolle. Die Nambu Mechanik bietet eine Möglichkeit Energieerhaltung und Wirbelerhaltung
auf derselben Ebene in die mathematische Beschreibung der Systementwicklung einzubauen.
Ziel der vorgestellten Arbeit ist, den Nambu-Kalkül für die Fluidmechanik theoretisch zu begründen
und seine praktische Anwendung auf die meteorologischen Gleichungen zu untersuchen. Eine wichtige
Anwendung des Nambu-Kalküls ist dabei die Ableitung von spektralen niedrig-dimensionalen Modellen.
Im Gegensatz zu den mit traditionellen Galerkin-Methoden abgeleiteten Modellen, gewährleisten diese
automatisch die Erhaltung der Energie- und Wirbelgrößen. Dies soll anhand der Vorticitygleichung und
der Saltzmanschen Konvektionsgleichungen demonstriert werden.
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3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
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A coupled land-atmosphere modelling approach for the
simulation of future snow conditions in alpine watersheds
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Thomas Marke ∗ und Ulrich Strasser
Department of Geography and Regional Science, University of Graz
The temporal storage of precipitation in the snow pack plays a key role for the water balance in
alpine watersheds. Snow water represents an important source of freshwater for downstream areas and
the release of snow water due to melting processes in the snow pack in spring largely influences the
seasonal course of discharge in mountain watersheds. In many alpine regions, the seasonal presence of
snow further represents an important prerequisite for winter tourism. Temperature changes, as well
as changes in the temporal and spatial distribution of precipitation as a result of climate change can
be expected to severely affect and modify both, the local presence and the temporal dynamics of
mountain snow cover. To analyze the impact of climate change on the regional snow conditions in alpine
watersheds, the current study makes use of a coupled land-atmosphere model approach. The coupled
model system is composed by the regional climate model REMO, the model coupler and downscaling tool
SCALMET and the physically based snow model ESCIMO as part of the hydrological model PROMET.
The presented poster gives an overview of the model setup and shows the results of a coupled model
run for the Upper Danube Watershed, based on the A1B emmission scenario. Compared to the snow
conditions simulated for the reference period (1971–2000) the meteorological conditions in the scenario
run (2011–2060) lead to a severe reduction in the number of days characterized by the presence of snow
for both, the alpine foreland as well as the alps. As the simulated snow cover does not only reflect the
increase in temperature, but also changes in precipitation patterns, the decrease in snow cover caused
by a general increase in temperatures is locally diminished due to increased precipitation amounts in
some higher elevated regions of the alps.
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Autorinnen und Autoren
Anders, Ivonne, 21
Arnold, Delia, 14, 61, 62
Aschauer, Isabella, 45
Auer, Ingeborg, 35, 43, 47
Awan, Nauman Khurshid, 20, 58, 59
Bartsch, Annett, 8
Baumann-Stanzer, Kathrin, 15, 28
Beck, Alexander, 54
Bichler, Christoph, 10, 48
Bihari, Zita, 47
Bihlo, Alexander, 64
Binder, Daniel, 46
Blaschek, Michael, 12, 54
Borsche, Michael, 50
Brazda, Katharina, 64
Brugger, Katharina, 23
Brunetti, Michele, 47
Böhm, Reinhard, 7, 35, 47
Chiodo, Gabriel, 12
Chitta, Otto, 54
Dautz, Erika, 52
Dolinar, Mojca, 47
Dörnbrack, Andreas, 55
Emde, Claudia, 51
Erlacher, Georg, 54
Filipovic, Niko, 49
Fitzka, Michael, 9
Foelsche, Ulrich, 10, 44, 50
Formayer, Herbert, 14, 22, 33
Frank, Andreas, 32
Fritzer, Johannes, 10, 51
Gerersdorfer, Thomas, 14
Gmoser, Herbert, 27
66
Gobiet, Andreas, 20, 56–59
Gohm, Alexander, 25, 52, 53, 55, 60
Gruber, Christine, 43
Göttel, Holger, 59
Haas, Patrick, 14, 33
Haiden, Thomas, 19
Haimberger, Leopold, 12
Hantel, Michael, 37, 64
Hegerl, Gabriele C., 44
Heinrich, Georg, 20
Hiebl, Johann, 47
Hirtl, Marcus, 15
Hofstätter, Michael, 21
Hohenwarter, Gerhard, 13, 54
Hynek, Bernhard, 46
Jacob, Daniela, 59
Jost, Silvia, 28
Kabas, Thomas, 10, 48
Kaiser, August, 28
Kann, Alexander, 26
Kapper, Kathrin Lisa, 20, 59
Kirchengast, Anna, 35
Kirchengast, Gottfried, 10, 44, 48, 50, 51
Koch, Elisabeth, 13, 54
Kottek, Markus, 34
Kromp-Kolb, Helga, 14, 24
Krüger, Bernd C., 14
Kuo, Ying-Hwa, 50
Käfer, Judith M., 14
Körner, Stefan, 10
Lackner, Bettina C., 10, 44
Ladstädter, Florian, 10, 51
Lazar, Reinhold, 41
Lehner, Manuela, 25
3. ÖSTERREICHISCHER METEOROLOGINNENTAG
NAMENVERZEICHNIS
Lentini, Gianluca, 47
Leuprecht, Armin, 10, 20, 48, 56, 59
Lexer, Annemarie, 45
Sturm, Peter, 28
Sudy, Albert, 17
Suklitsch, Martin, 20, 59
Marke, Thomas, 65
Matulla, Christoph, 21
Matzarakis, Andreas, 13
Maugeri, Maurizio, 47
Maurer, Christian, 37
Mayer, Dieter, 16, 63
Mursch-Radlgruber, Erich, 18
Müller-Westermeier, Gerhard, 47
Tavolato, Christina, 12
Themeßl, Matthias, 20, 56
Tiefgraber, Michael, 36
Tran, Hung Viet, 54
Truhetz, Heimo, 20, 58, 59
Nadeem, Imran, 14
Nanni, Teresa, 47
Nemec, Johanna, 54
Neumcke, Stefan, 13
Pachler, Roman, 54
Peham, Hermann, 54
Perčec Tadić, Melita, 47
Pfurtscheller, Florian, 53
Piringer, Martin, 15
Pirscher, Barbara, 10, 44, 50
Pock, Michael, 10
Podesser, Alexander, 40, 41
Polreich, Erwin, 15
Prein, Andreas, 20, 57
Proschek, Veronika, 10, 51
Proske, Herwig, 35
Wagner, Jochen, 9
Wagner, Johannes, 55
Wagner, Wolfgang, 8
Wang, Yong, 26
Weihs, Philipp, 9
Werner, Richard, 39
Weyss, Gernot, 46
Wittmann, Christoph, 26
Yaqub, Asma, 14
Zak, Thomas, 28
Zwatz-Meise, Veronika, 27
Radanovics, Sabine, 12, 14, 42
Rapp, Jörg, 11
Rieder, Hannes, 54
Rubel, Franz, 23
Schauer, Michael, 40, 41
Scheifinger, Helfried, 13, 38
Schicker, Irene, 14, 32, 61, 62
Schipper, Jarno, 27
Schreiner, Veronika, 60
Schwarzl, Ingeborg, 14, 18
Schweitzer, Susanne, 10, 51
Schöner, Wolfgang, 46, 47
Schöngaßner, Thomas C., 38
Seibert, Petra, 14, 32, 61, 62
Simic, Stana, 9, 14
Sperka, Stefan, 16
Spinoni, Jonathan, 47
Steinacker, Reinhold, 16, 36, 45, 49, 63
Steiner, Andrea K., 10, 44
Steinheimmer, Martin, 26
Stieb, Christoph, 48
Strasser, Ulrich, 65
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