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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

[email protected]

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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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


28 Nov 2018

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.


28 Nov 2018

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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WZN Beiträge zur C3S Bereitstellung und QS

C3S: Erfolgsgeschichten (Demonstrator Projects)


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28 Nov 2018

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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DWD/WZN Beiträge zur C3S Bereitstellung: Ein Beispiel


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28 Nov 2018


28 Nov 2018

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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http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2014/EGU2014-14363.pdf



https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=k7UdHgVJqfI

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=k7UdHgVJqfI


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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


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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


28 Nov 2018

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)


28 Nov 2018

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


28 Nov 2018

Dürreindex 1952-2013 kartiert Trend in Dürregefährdung

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28 Nov 2018

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)


28 Nov 2018

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


28 Nov 2018

Nachbetrachtung Extremereignisse

Balkanflut: Anomalie von 6-Tagessumme, 13.-18. Mai 2014;

Verschwemmung von Minen Teilweise 5-mal mehr als im Klimamittel des

Betrachteten Zeitraumes


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


28 Nov 2018

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

http://www.spiegel.de/politik/ausland/syrien-duerre-fuehrt-zu-grossen-ernteausfaellen-a-1218337.html

http://www.spiegel.de/politik/ausland/syrien-duerre-fuehrt-zu-grossen-ernteausfaellen-a-1218337.html

5 Zusammenfassung und Ausblick

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Nutzungspotentiale und konkrete Beispiele für Niederschlag

DWD/WZN Beiträge zur C3S Bereitstellung und QS


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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


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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