StartClim2004 - ZAMG · 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982...
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StartClim2004 Analyse von Hitze- und Dürreperioden in Österreich; Ausweitung des täglichen StartClim Datensatzes auf das Element Dampfdruck Ingeborg Auer, Eva Korus, Reinhard Böhm, Wolfgang Schöner ZAMG StartClim2004.A
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StartClim2004
Analyse von Hitze- und Dürreperioden in Österreich; Ausweitung des täglichen
StartClim Datensatzes auf das Element Dampfdruck
Ingeborg Auer, Eva Korus, Reinhard Böhm, Wolfgang
Schöner
ZAMG
StartClim2004.A
StartClim2004
Projektziele:
Auswertung von Hitze- und Dürreperioden in Hinblick auf ihre Andauer, ihre Eintrittswahrscheinlichkeit und deren Variabilität in den letzten 50 Jahren (aus dem StartClim1 Datensatz)
Ausweitung des StartClim1 Datensatzes um das Element Dampfdruck
StartClim2004
Überblick zur Häufigkeit von Heißen Tagen in Österreich
StartClim2004
Stationsauswahl Hitzeperioden (aus qualitätsgeprüften StartClim1-Daten)
Def. Hitzeperiode nach KYSELY:1. mind. 3 aufeinander folgende Tage mit tmax >= 30°C 2. darauf folgende Tage tmax >= 25°C 3. mittleres tmax während
ges. Periode >= 30°C
StartClim2004
Andauer von Hitzeperioden Vergleich der Hitzeperioden nach Kysely in Abhängigkeit von der Grunddatengenauigkeit
Summe der Zahl der Hitzetage nach Kysely
1948-2003:1964-1973:1994-2003:
Wien-HW(1/10°C)
46370
177
Wien-HWgerundet
58990
2100
5
10
15
20
25
30
0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 >=50
Klassenbreite in Tagen
Häu
figke
it 19
48-2
003
Wien
Wien gerundet
Häufigkeitsverteilung der jährlichen KYSELY-Tage
StartClim2004
Andauer von Hitzeperioden cont.
0
10
20
30
40
50
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
jähr
liche
Zah
l der
Hitz
etag
e
0
10
20
30
40
50
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
jähr
liche
Zah
l der
Hitz
etag
e
0
10
20
30
40
50
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
jähr
liche
Zah
l der
Hitz
etag
e
0
10
20
30
40
50
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
jähr
liche
Zah
l der
Hitz
etag
e
Zeitreihe der jährlichen Hitzetage nach Kyselý in Wien Hohe Warte, Laaan der Thaya, Graz-Universität, Innsbruck Universität 1948 bis 2003
Wien-Hohe Warte
Laa an der Thaya
Graz-Univ.
Innsbruck-Univ.
StartClim2004
Andauer von Hitzeperioden cont.
Höhenabhängigkeit der Hitzetage nach Kyselý im Zeitraum 1948 bis 2003 im Norden, Osten und Süd-osten Österreichs auf der Basis auf ganze Grade gerundeter täglicher Temperaturmaxima.
0100200300400500600700800900
0 200 400 600 800 1000
Seehöhe (m)
Tage
Höhenabhängigkeit der Zunahme der Hitzetage nach Kyselý im Zeit-raum 1948 bis 2003 im Norden, Osten und Südosten Österreichs auf der Basis auf ganze Grade gerunde-ter täglicher Temperaturmaxima.
0
5
10
15
20
25
30
0 200 400 600 800 1000
Seehöhe (m)
Tage
StartClim2004
Überblick zur Häufigkeit von Niederschlagstagen in Österreich
StartClim2004
Stationsauswahl Trockenperioden (aus qualitätsgeprüften StartClim1-Daten)
Def. Trockenperiode:1. Niederschlagssumme / 24h <= 1mm2. Andauer >= 10 Tage
StartClim2004
Andauer von Trockenperioden
Zeitreihen von Trockenperioden einer Dauer von 10 bis 14 Tagen in Wien Hohe Warte und am Sonnblick. Einzelwerte und linearer Trend im Zeit-raum 1948 bis 2003
Wien Hohe Warte
0123456789
10
1948 1953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003
Anza
hl v
on P
erio
den
Sonnblick
0123456789
10
1948 1953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003
Anza
hl v
on P
erio
den
StartClim2004
Andauer von Trockenperioden cont.
Änderung in der Häufigkeit des Auftretens von Trockenperioden derDauer 10 bis 14 Tage: Zahl der Stationen mit Zunahme, Abnahme oder gleichbleibenden Verhältnissen, jährliche Auswertungen 1948 bis 2003
02468
1012
-1 0 1 2 3Änderung der Häufigkeit der Perioden
zwischen 1948 und 2003
Zahl
der
Sta
tione
n
StartClim2004
Andauer von Trockenperioden cont.
Zeitreihen der Trockenperioden von bestimmter Mindestandauer in Öster-reich (Summe von 30 Stationen). Einzelwerte, 5-jährige Glättung und linearer Trend im Zeitraum 1954 bis 2003
y = 0.0599x + 4.9331
0
5
10
15
20
25
30
35
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anz
ahl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
y = 0.0206x + 0.8359
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anz
ahl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n y = 0.01x + 0.3053
0
1
2
3
4
5
6
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anz
ahl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
y = -0.0509x + 32.439
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anz
ahl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n Mindestdauer 20 Tage
Mindestdauer 30 Tage
Mindestdauer 40 Tage
Mindestdauer 50 Tage
StartClim2004
Andauer von Trockenperioden cont.
Zeitreihen der Trockenperioden einer bestimmten Mindestandauer im FRÜHLING in Österreich (Summe von 30 Stationen). Einzelwerte, 5-jährige Glättung und linearer Trend im Zeitraum 1954 bis 2003
y , ,
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
y = 0,0159x + 4,7935
0
5
10
15
20
25
1954
1956
1958
1960
1962
1964
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1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
y = 0,0125x + 0,7804
0
2
4
6
8
10
12
14
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
Mindestdauer 10 Tage
Mindestdauer 20 Tage
Mindestdauer 30 Tage
StartClim2004
Andauer von Trockenperioden cont.
Zeitreihen der Trockenperioden einer bestimmten Mindestandauer im SOMMER in Österreich (Summe von 30 Stationen). Einzelwerte, 5-jährige Glättung und linearer Trend im Zeitraum 1954 bis 2003
y = 0,0176x + 18,451
0
10
20
30
40
50
60
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
y = 0,0127x + 0,8767
0
1
2
3
4
5
6
7
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
y = -0,0066x + 0,3078
0
1
2
3
4
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
Mindestdauer 20 Tage
Mindestdauer 10 Tage
Mindestdauer 30 Tage
StartClim2004
Andauer von Trockenperioden cont.
Zeitreihen der Trockenperioden einer bestimmten Mindestandauer im HERBST in Österreich (Summe von 30 Stationen). Einzelwerte, 5-jährige Glättung und linearer Trend im Zeitraum 1954 bis 2003
y , ,
0102030405060708090
100
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n Mindestdauer 10 Tage
y = -0,1831x + 15,95
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
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1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n Mindestdauer 20 Tagey = -0,0216x + 2,991
0
5
10
15
20
25
30
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n Mindestdauer 30 Tage
StartClim2004
Andauer von Trockenperioden cont.
Zeitreihen der Trockenperioden einer bestimmten Mindestandauer im WINTER in Österreich (Summe von 30 Stationen). Einzelwerte, 5-jährige Glättung und linearer Trend im Zeitraum 1954 bis 2003
y = 0,0633x + 56,925
0
20
40
60
80
100
120
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
0
10
20
30
40
50
60
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
0
5
10
15
20
25
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Anza
hl p
ro J
ahr a
n 30
Sta
tione
n
Mindestdauer 10 Tage
Mindestdauer 20 Tage Mindestdauer 30 Tage
StartClim2004
Korrektur des DampfdrucksLAGE DER 71 STARTCLIM-STATIONEN
StartClim2004
Korrektur des Dampfdrucks, Vorgehensweise
1. Prüfung extrem hoher und niedriger Werte (ausserhalb der ein-hüllenden Extrem-wertkurven aus ÖKLIM 1961-1990), nur für Tagesmittel möglich
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12
1/10 hPa
Dampfdrucktagesmittel 1949 Einhüllende MaximaFilter 90 Einhüllende Minima
Dampfdruck HOHENAU (1961-90) vs 1949
StartClim2004
Korrektur des Dampfdrucks, Vorgehensweise cont.
2. Fehlerhafte Terminwerte können noch im Tagesmittel ver-steckt sein, daher Prüfung von Terminwerten von Dampf-druck, RF und t (extrem hohe und niedrige Werte, Dampf-druck über dem Sättigungsdampfdruck, Streudiagramme)
Streudiagramme von t und vp, Messtermin 07:00, Zeitraum 1948-2003
StartClim2004
Korrektur des Dampfdrucks, Vorgehensweise cont.
3. Berechnung von Differenzen aus gemessener (Hygrometer, THG) und berechneter (Aspiration) relativer Feuchte und Prüfung auffälliger Werte anhand von Nachbarstationen
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
01.0
1.48
01.0
1.51
01.0
1.54
01.0
1.57
01.0
1.60
01.0
1.63
01.0
1.66
01.0
1.69
01.0
1.72
01.0
1.75
01.0
1.78
01.0
1.81
01.0
1.84
01.0
1.87
01.0
1.90
01.0
1.93
01.0
1.96
01.0
1.99
01.0
1.02
diff
RF-
gem
esse
n - R
F-be
rech
net [
%] KREMS: Differenzen
aus gemessener und berechneter RF zum 14:00-Termin, Zeitraum 1948-1978
StartClim2004
Korrektur des Dampfdrucks cont.
KORREKTURMÖGLICHKEITEN:
1. Einsehen der Originalbögen im Archiv (Eingabefehler)
2. Neuberechnung des Dampfdrucks aufgrund von Berechnungsfehlern im Original
3. Auswahl zwischen berechneter und gemessenerLuftfeuchte, Neuberechnung des Dampfdrucks
StartClim2004
Ergebnisse der Dampfdruckkorrektur
ca 1% davon wurden als fehlerhaft erkannt
ca 70% der erkannten Fehler waren korrigierbarca 30% der erkannten Fehler waren nicht korrigierbar
Geprüft wurden ca 1300000 Dampfdrucktagesmittel
StartClim2004
DatenbereitstellungListe mit den Hitzeperioden der auf 1/10 Grad genauen Stationen
Graz-Univ., Innsbruck-Flughafen, Innsbruck-Univ., Laa/Thaya und Wien-HW
für den Zeitraum 1954-2003
Liste mit den Trockenperioden der 30 Niederschlagsstationen für den Zeitraum 1954-2003
qualitätsgeprüfte Tagesmittel des Dampfdrucks für den StartClim Datensatz
StartClim2004
Datenbereitstellung cont.
J_Andauer [d] J_adatum J_edatum So_Andauer [d] So_adatum So_edatum max Andauer von bis12 29.06.57 10.07.57 12 29.06.57 10.07.57 Jahr 29 02.08.03 30.08.035 10.07.59 14.07.59 5 10.07.59 14.07.59 Frühjahr 03 02.07.61 04.07.61 3 02.07.61 04.07.61 Sommer 29 02.08.03 30.08.034 08.08.61 11.08.61 4 08.08.61 11.08.61 Herbst 6 04.09.73 09.09.734 04.08.62 07.08.62 4 04.08.62 07.08.62 Winter 0
10 17.07.63 26.07.63 10 17.07.63 26.07.638 01.08.63 08.08.63 8 01.08.63 08.08.63
7 14.08.01 20.08.01 4 25.08.01 28.08.014 25.08.01 28.08.01 7 18.06.02 24.06.027 18.06.02 24.06.02 7 09.07.02 15.07.027 09.07.02 15.07.02 7 10.06.03 16.06.037 10.06.03 16.06.03 9 20.07.03 28.07.039 20.07.03 28.07.03 29 02.08.03 30.08.03
29 02.08.03 30.08.03
Listenausschnitt der Hitzeperioden an der Station Wien-Hohe Warte
StartClim2004
Datenbereitstellung cont.Listenausschnitt der Trockenperioden an der Station Wien-Hohe Warte
Fr_Andauer [d] Fr_adatum Fr_edatum Wi_Andauer [d] Wi_adatum Wi_edatum max Andauer von bis12 12.03.54 23.03.54 10 23.01.54 01.02.54 Jahr 46 04.11.53 19.12.5310 25.04.55 04.05.55 18 13.02.54 02.03.54 Frühjahr 31 24.03.81 23.04.8113 13.03.56 25.03.56 11 19.01.55 29.01.55 Sommer 21 14.08.67 03.09.6710 18.03.57 27.03.57 28 30.12.55 26.01.56 Herbst 46 04.11.53 19.12.5321 25.04.57 15.05.57 12 09.02.57 20.02.57 Winter 34 18.12.89 20.01.9029 11.05.58 08.06.58 26 11.12.57 05.01.5817 09.03.59 25.03.59 16 21.01.58 05.02.5813 25.04.60 07.05.60 15 09.01.59 23.01.59
15 12.04.62 26.04.62 13 22.02.59 06.03.5914 21.04.01 04.05.01 15 25.11.99 09.12.9910 19.05.01 28.05.01 14 03.01.00 16.01.0016 03.03.02 18.03.02 12 27.11.00 08.12.0016 25.03.02 09.04.02 12 12.01.01 23.01.0111 14.05.02 24.05.02 15 05.02.01 19.02.0111 26.05.02 05.06.02 16 03.01.02 18.01.0217 13.03.03 29.03.03 11 28.01.02 07.02.02
29 01.02.03 01.03.0313 29.11.03 11.12.0314 15.12.03 28.12.03
StartClim2004
weiterer Forschungsbedarf
1. Entwicklung von Methoden zur Inhomogenitätsbereinigung von Tages-datensätzen und deren Anwendung auf möglichst lange Datenreihen.
2. „Data Recovery“ – Erhöhung der Genauigkeit der täglichen Temperatur-extremwerte auf 1/10° Celsius Genauigkeit für alle StartClim Stationen.
3. Räumliche Verdichtung des StartClim Datensatzes (speziell für Elemente mit geringer räumlicher Repräsentanz, wie etwa Niederschlag und Schnee).
4. Ausweitung des Datensatzes täglicher langer Reihen (zumindest 100 Jahre) für die Elemente Niederschlag, Lufttemperatur und Schnee.
5. Ausweitung des Datensatzes auf Elemente, die bisher innerhalb von StartClim keine Berücksichtigung fanden: Terminwerte bestehender StartClim Elemente und Einführung neuer Elemente wie Strahlung / Bewölkung, Luftdruck und Wind.
