ALOCLIM
Klimawandel Thematik
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Abk. |
ALOCLIM |
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Themenbereich |
Klimawandel |
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Status |
Projekt abgeschlossen |
Er besteht aus den Klimaparametern Luftdruck, Lufttemperaturmittel, mittleres tägliches Maximum und Minimum der Lufttemperatur. Sonnescheindauer, Bewölkung, Niederschlag, relative Feuchte und Dampfdruck in monatlicher Auflösung. Ausgangssituation Klimalangzeitreihen enthalten in ihrem Rohzustand Inhomogenitäten, die zu Verfälschungen bei weiteren Analysen führen können. Dabei kann die Größenordnung einzelner Homogenitätssprünge die Größe etwaiger Trends bei weitem übersteigen. Klimazeitreihen in ihrem Rohzustand sind für die Analyse und Beschreibung des Klimawandels nicht geeignet. Projektziele Schaffung eines multiplen Langzeitklimadatensatzes in monatlicher Auflösung für Österreich mit folgenden Qualitätskriterien: maximale Länge, homogenisiert, an den Grenzregionen abgestimmt mit den Nachbarländern Österreichs. Methodik Data recovery and rescue historischer Klimadaten, Homogeniserung mit Hilfe von Metadaten und statistischen Tests, (relative Homogenitätstests), Zusammenarbeit mit den Nachbarländern um Sprünge in den Grenzregionen zu vermeiden. Abwicklung In zweijähriger Arbeit wurde an der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik das Projekt ALOCLIM (Austrian – Central European Long-term Climate) durchgeführt und erfolgreich abgeschlossen. Hauptziel 1 war die Homogenisierung der Klimamessdaten Österreichs und grenznaher Nachbargebiete in der instrumentellen Periode, die in Österreich bis 1767 zurückreicht. Unter Homogenisierung versteht man die Anpassung historischer Messdaten an den jeweils aktuellen Zustand der jeweiligen Messstation. Originaldaten aus mehr als 2 Jahrhunderten sind nie unter unveränderten Bedingungen entstanden. Wechselnde Standorte, Instrumente, Beobachter, Beobachtungstermine, Beobachtungsrichtlinien und Änderungen der Umgebung des Standortes verursachen Brüche und Variationen in den Zeitreihen, die das wahre Klimasignal überdecken. In ALOCLIM wurde der aufwendige Weg gewählt, zur Homogenisierung sowohl alle Informationen aus den Stationsarchiven zu nutzen („Metadaten“), darauf aufbauend zunächst die quantitativ bekannten Inhomogenitäten zu eliminieren (Parallelregistrierungen, Vergleichsmessungen, etc.) und als letzen Schritt mathematische Tests zu verwenden, um die verbleibenden Sprünge der Reihen zu entfernen. Es wurden dazu zwei „relative Homogenitätstests“ verwendet, die beide im Rahmen des Projekts entwickelt bzw. zu in Prozeduren verpackte Programmpakete weiterentwickelt wurden, die eine schnelle praktische Arbeit erlauben. Beide Testverfahren entsprechen der modernen Auffassung, die auf die Existenz einer a priori homogenen Referenzzeitreihe verzichtet. Jede Zeitreihe wird zunächst als potentiell inhomogen angenommen und alle genügend hoch korrelierten Reihen matrixartig (im Vergleich aller mit allen Reihen) abgearbeitet. Dadurch wird die Gefahr vermieden, dass die Reihen an eine oder wenige Referenzreihen unzulässig stark angepasst werden und reale regionale Unterschiede verloren gehen. Ergebnisse Als Ergebnis des Projekts liegen von bis zu 19 Standorten 361 homogenisierte Klimazeitreihen von bis zu 9 Klimaelementen vor. Jede Zeitreihe besteht aus 12 Monatsreihen, sodass auch jahreszeitliche Variationen beschreibbar sind. Für 6 der ALOCLIM Standorte wurden zusätzlich Zeitreihen auf Tagesbasis geschaffen, die das Forschungspotential des Datensatzes wesentlich erhöhen. Die ALOCLIM Reihen besitzen ein unmittelbares Anwendungspotenzial für praktische Zwecke der Land- und Forstwirtschaft, der Ökologie, des Tourismus, der Medizin u.a.m.
Daneben war das zweite Hauptziel die Anwendung des Datensatzes in der multiplen Zeitreihenanalyse. Der ALOCLIM Datensatz ist vor allem aus folgenden Gründen auch international beachtenswert:
Er ist einer der ganz wenigen homogenisierten Klimadatensätze, die dem Wort „Klima“ wirklich gerecht werden, indem sie nicht nur einzelne Parameter wie Temperatur oder Niederschlag enthalten, sondern das gesamte Spektrum an Klimaelementen abdeckt.
Die Zeitreihen des Datensatzes gehören mit zu den längsten existierenden, für einige Klimaelemente zurück reichend bis ins 18.Jahrhundert. Sie übertreffen damit die existierenden globalen Datensätze um bis zu 100 Jahre, mit interessanten Möglichkeiten der Analyse des „vor-industriellen Zeitalters“ mit natürlichem CO2-Niveau.
Mit vier hochalpinen Langzeit-Datensätzen bis 3100m Höhe ermöglicht er Untersuchungen der vertikalen Komponente der Klimavariabilität, was in dieser Art anderswo nicht möglich ist.
Es wurde die regionale Unterschiedlichkeit (oder Gleichförmigkeit) analysiert, wobei vor allem das Klimaelement Niederschlag sich als das mit den ausgeprägtesten regional unterschiedlichsten Trends herausstellte.
Bei der Sonnenscheindauer konnte aus den unterschiedlichen Entwicklungen im hochalpinen Bereich und im Tiefland eine Zunahme der Trübung der unteren 2 bis 3km der alpinen Atmosphäre abgeleitet werden.
Vertikal unterschiedliche Trends der Luftdruckreihen wurden dazu benutzt, die Erwärmung vom 19. zum 20. Jahrhundert ohne Benützung von Temperaturzeitreihen, und für den gesamten untere Teil der Troposphäre (bis 700hPa) nachzuweisen.
In Verbindung mit Zeitreihen des atlantischen Zirkulationsindex NAO (North Atlantic Circulation) konnte eine Verbindung der nordatlantischen Zirkulation mit dem mitteleuropäischen Klima hergestellt werden – und zwar für das Winter- und das Sommerklima.
Das Forschungspotential von ALOCLIM ist damit noch nicht ausgelotet - der Hauptteil der wissenschaftlichen Verwertung liegt noch in der Zukunft. Mit einigen österreichischen und internationalen Gruppen wurde bereits eine Zusammenarbeit begonnen – eine davon ist diejenige im Rahmen des EU-Projekts ALPCLIM, wo die alpinen instrumentellen Temperaturdaten in Verbindung mit Isotopendaten von hochalpinen Eisbohrkernen zu einem alpinen Proxidatensatz von zumindest 500 Jahre zurückreichenden Temperaturreihen ausgebaut wird.
Quelle: Österr. Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik ZAMG