BEISPIEL ZAMG (MET AUSTRIA) Wolfgang Lipa 1. Einführung 2
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Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose DATENVERWALTUNG UND –AUSTAUSCH: BEISPIEL ZAMG (MET AUSTRIA) Wolfgang Lipa 1. Einführung Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik ist eine Einrichtung des Bundes und untersteht dem Bundesminister für Bildung, Wissenschaft und Kultur. Eine ihrer Hauptaufgaben ist die Führung eines nationalen meteorologischen und geophysikalischen Messnetzes. Des weiteren obliegt der ZAMG die Auswertung, Prüfung und Archivierung der aus diesen Netzen gewonnen Daten, sowie die Bereithaltung der Daten für das staatliche Krisenmanagement und vergleichbare internationale Überwachungseinrichtungen hinsichtlich der Beherrschung von der Natur oder von Menschen ausgelösten Katastrophen. Dieser Beitrag befasst sich mit dem meteorologischen Messnetz der ZAMG und deren Abbildung in der digitalen Klimadatenbank. 2. Datenquellen der Klimadatenbank der ZAMG Die meteorologischen Datensätze der Klimadatenbank der ZAMG beinhalten Punktdaten (numerische Werte) und Flächen- bzw. Raumdaten (Images). Die Punktdaten werden aus dem eigenen Messnetz, Meldungen aus dem globalen Telekommunikations Netz (GTS) der WMO (World Meteorological Organisation) und Fremddaten (HZB, Hydrologische Landesdienste) gewonnen und werden mit dem relationalen Datenbank - Management - System SYBASE auf SUN Enterprise E3500 Servern mit je 2GB RAM und je 464 GB Diskarray (Sun StorEdge A3500) zentral in Wien gehalten. (a) Das eigene Messnetz erfasst • bodennahe Beobachtungen meteorologischer Parameter über teilautomatische Wetterstationen mit online Anbindung (TAWES) teilautomatische Wetterstationen ohne online Anbindung (TAKLIS) konventionelle Messstellen mit Handmessungen Messstellen der ACG (Austro Control Ges.m.b.H.) Meßstellen des Militärischen Wetterdienstes • sowie Messungen der freien Atmosphäre mittels Ballonaufstieg (b) Meldungen aus dem globalen Telekommunikations Netz • europaweite bodennahe Beobachtungen (Synops) • europaweite Messungen der freien Atmosphäre (Raso) (c) Fremddaten • Übermittlung der Daten per Diskette, e-mail, Hardkopie 139 140 Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose 141 Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose Die Flächen/Räumlichen Daten beinhalten klimatologische Auswertung der • • • • Satellitendaten des METEOSAT 5 Radardaten der ACG ALDIS Blitzdaten Produkte des ECMWF (European Centre for Medium Range Weather Forecasts) und werden teils auf Robotersysteme; auf Windows/NT Servern oder direkt im ECMWF Zentrum gehalten. Flächeninformationen, wie • Landnutzungskarte Österreichs (ARCS Austrian Research Centers Seibersdorf)) • Höhenmodell der ZAMG • Austrian - MAP des BEV (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen) ergänzen die Klimadatenbank der ZAMG. Meteorologische Parameter I. Boden, herkömmliche Station, analoge Messung, Registrierung Standard: Lufttemperatur 2 Meter, 5 cm, gemessen Luftfeuchte, gemessen Niederschlag, gemessen Schneedecke, gemessen Wind, geschätzt Sicht, geschätzt Bewölkungsmenge, geschätzt besondere Ereignisse wie Nebel, Gewitter, Tau,.. Erweitert: Luftdruck Feuchttemperatur Sonnenscheindauer Verdunstung II. Boden, teilautomatische Station, digital gemessen (TAWES, TAKLIS) Standard: Lufttemperatur 2 Meter, 5 cm Luftfeuchte Niederschlag, Menge und Dauer Wind, zweidimensional Sonnenscheindauer Erdbodentemperaturen Luftdruck 142 Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose Abb. 3: Beispiel einer herkömmlichen Station (Wetterhütte mit Ombrometer) Abb. 4: Beispiel einer teilautomatischen Station (Wetterhütte, Windmast, Sonnenscheingeber, Ombrometer) 143 Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose Erweitert: Globalstrahlung Diffusstrahlung diverse Profile III. Freie Atmosphäre, Ballonaufstiege Lufttemperatur Wind, zweidimensional Luftdruck Luftfeuchte Zeitliche Auflösung I. Boden: Monatswerte: Summen, Mittelwerte, Zahl der Tage mit Ereignissen Start: 1767 März Lufttemperatur Kremsmünster Tageswerte: Summen, Mittel, Terminwerte (7,14,19/21 Uhr) Start: 1872 Jänner Wien Hohe Warte Stundenwerte: einzelne Parameter Start: 1880 Sonnenscheindauer Wien Hohe Warte 10 Minutenwerte: nur Rohdaten Start: 1992 August Minutenwerte: nur Niederschlag Start: 1983 Mitte Oktober II. Freie Atmosphäre: Zwei mal tägliche Ballonaufstiege ab 1951 III. Flächen/Raumdaten Meteosat: aktuelle Daten halbstündlich, archivierte Daten ab 1996/1 6-stündig 3. Zugriffe auf die Klimadatenbank Punktdaten: Interne Schnittstellen: Die Daten sind in Tabellen der SYBASE Datenbanken gespeichert. Daher ist das SQL Interface die einfachste Schnittstelle und Voraussetzung für alle anderen Anwendungen. PC Anwendungen basierend auf EXCEL, ARC/VIEW, ARC-INFO werden über ODBC (Open Data Base Connection) eingebunden. Die in der UNIX Welt laufenden Applikationen verwenden die an der ZAMG entwickelte Schnittstellenbibliothek zalibdb bzw. Scripts basierend auf Unix Shell Umgebung oder Perl. Für den ZAMG Benutzer ergibt sich eine Vielfalt von Zugriffsmöglichkeiten, die einfachste ist jedoch über den ZAMG Intra - Net Server. 144 Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose Externe Schnittstellen: Aus Sicherheitsgründen ist kein Zugriff von außen auf das, durch eine Firewall geschützte, innere Rechnersystem der ZAMG erlaubt. Einzelne Partner sind aber ins WAN (Wide Area-Net) der ZAMG integriert (ECMWF, ...). Kundenschnittstellen setzen außerhalb der Firewall der ZAMG auf (ftp, e-mail, eigene Übertragungsschnittstellen, CD-ROM) oder mittels Zugriff auf die ZAMG - Home Page: http://www.zamg.ac.at/ mit vielen Gratisprodukten wie Monatsübersicht oder aktuellen Daten. 4. Anwendungen Interne GIS unterstützte Datenprüfung in der ZAMG/Klimaabteilung Versand von geprüften Daten an Kunden • täglicher, wöchentlicher, monatlicher Versand per e-mail, ftp, Fax Ergebnisse, Statistiken für Kunden • Häufigkeiten, Schwellwertüberschreitungen • Energiebezogene Abrechnungen wie Heizgradtage, Kühl-Lüftungsstunden, Enthalphie • Beurteilung von Jährigkeiten des Niederschlags • allgemeine Gutachtertätigkeiten für Gerichte, Polizei, Private • Kurortegutachten, Klimatographien Beispiele für Applikationen der ZAMG/Klimaabteilung für Kunden • Auswertung der Schlechtwettertage inklusive der GIS Anwendung Schlechtwetterstunden auf Postleitzahlbasis • ACCESS Datenbank inklusive eines GIS Arbeitsplatzes mit meteorologischen Daten zur Abschätzung von Schadensfällen verursacht durch starkem Wind, Niederschläge und Temperaturen auf Postleitzahlbasis • Auswertung 10-jähriger extremer Minutenwerte des Niederschlags auf Basis eines GRID -ARC/Info Files mit einer Auflösung eines Österreich weiten Rasters von 500 x 500 Meter. TAWES Rohdaten (10 Minuten Online Daten) direkt vom TAWES Zentralrechner zum Kunden: • • • • COMPUTEL Hydrographische Landesdienste Steiermark, Salzburg OKA ORF 145 Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose Abb. 5: Beispiel: NOAA Satellit und Stundenwerte des Niederschlags. Abb. 6: Beispiel: 24 Stundensummen: Kombiniert RADAR und ZAMG – Meßnetz. 146 Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose Abb. 7: Beispiel: Stundnsumme RADAR – Messnetz. 147 Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose Anschrift des Verfassers: Dr. phil. Wolfgang Lipa Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Hohe Warte 38 1190 Wien Tel.: +43 1 / 360 26 – 2207 E-mail: [email protected] 148
