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Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen (ECVs)
Dr. Andeas Becker
Leiter Referat Niederschlagsüberwachung und Weltzentrum für Niederschlagsklimatologie,
Abteilung Hydrometeorologie, Deutscher Wetterdienst,
Frankfurter Str. 135, 63067 Offenbach am Main
andreas.becker@dwd.de
Nationales Forum für Fernerkundung und Copernicus 2018, 28. November 2018, BMVI Berlin,
Fachsession „Copernicus gestaltet“, A3, C3S Nutzungspotentiale von SIS und DIAS, Raum A EG.31
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Zusammenfassung und Ausblick
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A. Becker, Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen , Session A3, Copernicus-De Nutzerforum 2018BMVI Berlin, Germany, 28 Nov 2018
Nutzungspotentiale und konkrete Beispiele aus dem WZN
WZN Beiträge zur C3S Bereitstellung und QS
ECV, was heißt das eigentlich für C3S?
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Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen (ECVs)
C3S Data Store Angebot und Demonstrations-Projekte
A. Becker, Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen , Session A3, Copernicus-De Nutzerforum 2018BMVI Berlin, Germany,
28 Nov 2018
Was sind essentielle Klimavariablen? (Essential climate variables, ECVs)
Eine Essentielle Klimavariable (ECV) ist eine physikalische, chemische
oder biologische oder eng verwandter Variable, die in kritischer Weise zur
Charakterisierung des Klimas der Erde beiträgt. Sie wird auf Basis
folgender Kriterien ausgewählt/identifiziert:
• Relevanz: Die Variable ist kritisch zur Charakterisierung des
Klimasystems und seiner Änderungen
• Machbarkeit: Die Beobachtung oder Ableitung der Variablen ist auf der
globalen Skala technisch machbar unter Verwendung von bewährten
und wissenschaftlich verstandenen Methoden.
• (Kosten-)Effizienz: Der Aufwand zur Erhebung und Archivierung der
Daten einer Variablen ist vertretbar, und stützt sich auf koordinierten
Beobachtungssystemen bewährter Technologie, und kann wo möglich
auch historische Datensätze mitnutzen.
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28 Nov 2018
ECVs: Mehr als eine Variablenliste
Stützen sich auf existierendem
Wissenschaft, Datensätzen und
Beobachtungs-Infrastrukuren.
Zu ECV-Beobachtung und -
Produkterstellung existieren
Anleitungen
Sie liefern eine Grundlage zur
Bewertung von Fähigkeiten und
Bedarfe je nach Kategorie
Kategorien können das
Beobachtungsnetz, ein
physikalischer/chemischer
Kreislauf oder ein Sozio-
ökonomischer Sektor sein.
Fig.2 in Bojinski et al., 2014: The concept of Essential Climate
Variables in Support of Climate Research, Applications, and
Policy, BAMS, DOI:10.1175/BAMS-D-13-00047.1
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ECVs: Essentielle Klimavariablen sind spezifisch oder Mitglied einer Themen-Gruppe von Variablen:
AOPC
OOPC
TOPC For details see GCOS, 2010: Implementation plan for the global observing system
for climate in support of the UNFCCC (2010 update) GCOS Rep. 138, 186 pp.
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Climate
Data
Store
Klimaüberwachung
6 Berlin 24.-28.09.2018 2nd C3S General Assembly
Im Aufbau: ECV Dienst durch CM-SAF/GPCC@DWD
(Lot C3S_312_b1)
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Nutzungspotentiale und konkrete Beispiele aus dem WZN
WZN Beiträge zur C3S Bereitstellung und QS
C3S: Erfolgsgeschichten (Demonstrator Projects)
ECV, was heißt das eigentlich für C3S?
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Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen (ECVs)
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Das Angebot des C3S Klimadatenshops umfasst:
• Konsistente Bewertung grundlegender Klimavariablen (ECVs);
• Globale und regionale Reanalysen (Erdsystem umfassend: Atmosphäre,
Ozean, Land, Kohlenstoff);
• Produkte basierend auf in-situ Beobachtungen (Rasterdaten, homogenisierte
Stationsserien, reprozessierte Klimadatenreihen);
• Near-real-time Klimamonitoring;
• Multi-model Jahreszeiten- und dekadische Vorhersagen (ab 2020+);
• Klimaprojektionen auf globaler und regionaler Ebene;
• Attributionsservice (ab 2020+).
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Nutzungsbeispiele aus unterschiedlichsten Sektoren (Social Benefit Areas, SBAs)
• Wasserverfügbarkeit und Nahrungsmittelsicherheit (Kunde: Oxfam)
• Transportwesen
• Tourismus
• Energiesektor (Infrastruktur)
• Agrarwirtschaft
• Gesundheit
• Hydrologische Wissenschaften
• Biodiversität
• Brauereiwesen (Wasser)
• usw.
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https://climate.copernicus.eu/node/94
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GEO Umfrage: Niederschlag ist die wichtigste ECV für alle GEO “Sozio-Ökonomischen Sektoren”
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Nutzungspotentiale und konkrete Beispiele aus dem WZN
DWD/WZN Beiträge zur C3S Bereitstellung: Ein Beispiel
ECV, was heißt das eigentlich für C3S?
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Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen (ECVs)
C3S: Erfolgsgeschichten (Demonstrator Projects)
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Globaler Tagesdatenanalyse über mehrere Jahrzehnte
Dietzsch, F., Andersson, A., Schamm, K., Schröder, M., and A. Becker, 2014: Global daily precipitation analysis for the validation of
medium-range climate predictions (DAPACLIP), Geophysical Research Abstracts, Vol.16, EGU2014-14363
„Bewertung extremer
Niederschläge und Dürren
weltweit“
Youtube Film mit Besprechung: https://www.youtube.com/watch?feature=
player_detailpage&v=k7UdHgVJqfI
Beitrag zu Weltklimaforschungs-
programm ,GEO und C3S CDS: • Verbreitung als DOI
referenzierter Datensatz
(HOAPS) auf WZN Web-portal
• Pilot für nachhaltigen
Klimadienst Datensatz mit C3S
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Qualität von Re-Analysen des Niederschlags im Vergleich zur
Referenz vom WZN/GPCC über Europa bereits gut
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Nutzungspotentiale und konkrete Beispiele für Niederschlag
DWD/WZN Beiträge zur C3S Bereitstellung und QS
ECV, was heißt das eigentlich für C3S?
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Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen (ECVs)
C3S: Erfolgsgeschichten (Demonstrator Projects)
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Regelmäßige Überwachung Überwachung und Bewertung von
Niederschlagsanomalien in Form von
Perzentilen für regelmäßige und
ausgewählte Zeiträume (dekadisch,
pentadisch, etc.)
Niederschlag, rel. Feuchte/Bodenfeuchte
Temperatur, Anomalie Oktober 2018
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Nachbetrachtung von Extremereignissen
Analogie der Jahrhundertfluten am Amur (August 2013) und in Deutschland
(Mai/Juni 2013) bezüglich hoher Vorsättigung der Böden
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Bodenfeuchteindex (H-SAF) vor und
nach 6-Tage Starkregen
Niederschlagsmenge (links) und relative
Anomalie für 6 Tage (rechts)
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Sozio-ökonomische Dürre über mehr als 3 Jahre bis März 2016 in Äthopien
24 Monate 12 Monate 09 Monate 06 Monate 03 Monate 01 Monat
Oromia Region/Äthiopien
Persistente Dürre in Oromia Provinz
mit über 10 Millionen Betroffenen.
Ernteausfälle von 50-90%
El Niño verschärfte die Dürre über das
Ausmaß der Dürre 1983-1985 hinaus als
500000 Menschen verhungerten
Afrika
!
Dürre und ihre Auswirkungen
GPCC Dürreüberwachung
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Dürreindex 1952-2013 kartiert Trend in Dürregefährdung
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Tagesdaten-Analyse zur Betrachtung von
extremen Dauerregen (Starkregen)
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Berechnung von Extrem-Indizes für 1988-2013
(Masterarbeit, Kristin Raykova beim WZN/DWD)
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Niederschlagsanomalie September 2015
El Niño Sensitivität im September
Dürregefahr in
Australien, Indonesien, NE Brasilien
Karibik, Südafrika
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Ableitung El Niño sensitiver Regionen
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Nachbetrachtung Extremereignisse
Balkanflut: Anomalie von 6-Tagessumme, 13.-18. Mai 2014;
Verschwemmung von Minen Teilweise 5-mal mehr als im Klimamittel des
Betrachteten Zeitraumes
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28 Nov 2018
Fokus Wasserkonflikt Türkei/Syrien/Irak
Krisenfrüherkennung
Frühjahr Sommer Herbst Winter
• Saisonales Verhalten der Niederschlagsklimatologie
• Extremereignisse (Tagessummen, Dürre) und anlassbezogene Bewertungen
• Verschneidung WZN Datenprodukte mit Informationen des AA
• Zusammenarbeit mit Global Runoff Data Centre (BfG) zu aktuellen Fragestellungen
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Fokus aktuelle Dürre in Syrien
Krisenfrüherkennung
• 90% Ernteausfälle bei unbewässerten Feldern in Provinz Hasaka im NO Syriens (*)
• Provinz Hasaka kurdisch kontrolliert , aber reger Handel mit Assad-Regime
• <50% der Getreideäcker bewässert, ergo abhängig vom vergangenen Niederschlag
(*) SPON-Artikel: Syriens Kornkammer bleibt leer Aktuelle Lage post „IS Ära“ Aktuelle Lage post „IS Ära“
Niederschlagsanomalie Syriens
Links: Im Winter 2017/2018
Rechts: In den letzten 12 Monaten
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A. Becker, Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen , Session A3, Copernicus-De Nutzerforum 2018BMVI Berlin, Germany, 28 Nov 2018
Nutzungspotentiale und konkrete Beispiele für Niederschlag
DWD/WZN Beiträge zur C3S Bereitstellung und QS
ECV, was heißt das eigentlich für C3S?
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Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen (ECVs)
C3S: Erfolgsgeschichten (Demonstrator Projects)
A. Becker, Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen , Session A3, Copernicus-De Nutzerforum 2018BMVI Berlin, Germany,
28 Nov 2018
ECVs sind die WESENTLICHEN Variablen für einen umfassenden
Klimadienst
Ihre Bereitstellung ist nachhaltig, verlässlich und in ihrer Qualität
unanfechtbar, für die darauf basierenden Anwendungen
Der DWD mit CM_SAF und GPCC erstellen in den nächsten Jahren einen
Katalog an ECVs basierend auf Satelliten und in-situ Messungen für C3S
Die Produkte werden regelmäßig aktualisierte (auch in ihrer Qualität)
Es werden voll inter-operable (OGC konformer) Datenformate verwendet
Es gibt Ansprechpartner zu JEDEM Datenprodukt und Anbieter
Es sollen über das SIS alle Nutzungssektoren bedient werden
Durch die Integration der C3S Variablen können auch kombinierte
Nutzungen (T und RR für Dürreindex) unterstützt werden
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Zusammenfassung
C3S Climate Data Store ist nachhaltiges ECV Angebot
A. Becker, Nutzungspotentiale von C3S Klimavariablen , Session A3, Copernicus-De Nutzerforum 2018BMVI Berlin, Germany,
28 Nov 2018
Das Angebot des C3S Klimadatenshops ist nützlich,…:
Es gibt bereits eine Reihe von Demonstrationsprojekten (z.B. Energie)
Dieser Vortrag konzentrierte sich auf den Niederschlagsparameter der
nützlich ist, u.a.,
Weltweiten Niederschlags- und Dürreüberwachung
Strategischen Politikberatung zu Krisenherden (Früherkennung).
Saisonalen Vorhersage Niederschlags (NAO, ENSO)
Analyse von Variabilität, Trends und Klimaextremen
Bestimmung globaler Trinkwasservorräte und Wasserverfügbarkeit
Hintergrundinformation für landwirtschaftliche Ertragsprognosen
Bewertung von krankheitsübertragenden Vektoren
Bestimmung der nassen Depositionen partikelgebundener
Luftbeimengungen
Der C3S Climate Data Store und sein Nutzungspotential wächst und wächst
Zusammenfassung
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