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Aktuelle Position:
| Abk. | HOMSTART | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Themenbereich | Klimawandel | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Status | abgeschlossenes ACRP Projekt | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Zusammenfassung | Im Rahmen des Projektes HOMSTART wurden Methoden zur Homogenisierung täglicher Temperatur- und Niederschlagsdaten weiterentwickelt und auf Zeitreihen von 71 Klimastationen in Österreich angewendet. Die Methoden beruhen auf dem Vergleich hoch korrelierter Zeitreihen benachbarter Klimastationen. Im Gegensatz zur Homogenisierung monatlicher Daten besteht bei täglichen Daten das Problem, dass die Inhomogenitäten von den Wetterverhältnissen am jeweiligen Tag abhängen können. Aus diesem Grund basiert die Anpassung von Inhomogenitäten in Temperaturzeitreihen auf Änderungen in der Häufigkeitsverteilung und berücksichtigt so die unterschiedlichen Perzentile der Verteilung. Aufgrund der hohen räumlichen und zeitlichen Variabilität täglicher Niederschlagsdaten konnten Bruchanpassungen in Niederschlagsreihen nur auf saisonaler Basis durchgeführt werden. Eine Abschätzung der Unsicherheiten der angewendeten Anpassung basiert einerseits auf einer „bootstrapping“ Methode und andererseits auf dem Vergleich unterschiedlicher Referenzstationen. Die resultierenden homogenisierten täglichen Zeitreihen bilden eine zuverlässige Basis zur Berechnung unterschiedlicher „climate change detection indices“. Die Indizes basierend auf den Maximum- und Minimumtemperaturen zeigen generell einen positiven Trend, welcher sich durch die Homogenisierung noch weiter verstärkt hat. Die Trends der Niederschlagsindizes zeigen ein weit variableres Bild. Beispielsweise zeigt sich in der Steiermark, dem südlichen und östlichen Niederösterreich eine signifikante Zunahme von Tagen mit starkem Niederschlag, wobei südlich des Alpenhauptkamms die Länge der Trockenperioden zunimmt. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Ausgangssituation |
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| Projektziele | Das Ziel des Projektes ist ein homogenisierter, täglicher Datensatz der Klimaelemente Niederschlag, Minimum- und Maximumtemperatur. Neben den homogenisierten Zeitreihen sind auch zusätzliche Informationen zur jeder Station (Stationsverlegung, Instrumententausch, Beobachterwechsel, etc.) und zur Homogenisierung (Zeitpunkt der Inhomogenität, Anpassungskurve, Unsicherheiten der Anpassung) verfügbar. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Methodik | Die Detektion der Brüche bzw. Inhomogenitäten in Temperatur- und Niederschlagszeitreihen wurde mit dem Verfahren PRODIGE durchgeführt. Dabei werden die gewählten Zeitreihen mit hoch korrelierten Referenzzeitreihen naheliegender Stationen verglichen. Mit Hilfe einer Maximum-Likelihood-Methode wird in den Differenzzeitreihen der Temperatur bzw. Zeitreihen des Niederschlagsverhältnisses (getestete Zeitreihe und Referenzzeitreihe) eine unbestimmte Anzahl von Bruchstellen detektiert. Um das genaue Datum der Inhomogenitäten zu präzisieren werden gegebenenfalls Metadaten aus dem Stationsarchiv zur Hilfe genommen. Die Korrektur der detektierten Brüche wird im Falle der Temperaturreihen mit der Methode SPLIDHOM berechnet. Für die Bruchanpassung wird eine nichtlineare Regressionsfunktion zwischen Test- und Referenzzeitreihe für die Periode vor und nach der Bruchstelle gebildet, welche mit einem ‚cubic smoothing spline‘ geglättet wird. Für die Niederschlagkorrektur wird die Methode INTERP auf saisonaler Basis angewendet. Die Methode beruht auf dem Vergleich des Medianwertes des Verhältnisses Testreihe zu Referenzreihe vor und nach der Bruchstelle. Die Unsicherheiten der Anpassungen, sowie der Einfluss von Ausreißern, wird mit einer ‚bootstrapping‘ Methode und durch den Vergleich unterschiedlicher Referenzstationen abgeschätzt. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Abwicklung | Die beschriebenen Methoden wurden auf die ausgewählten Zeitreihen angewendet. Die resultierenden Zeitreihen wurden analysiert und Trends der Klimaindizes gemeinsam mit deren Unsicherheiten und den Auswirkungen der Homogenisierung berechnet. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Ergebnisse |
Die aus den homogenisierten Extremtemperaturzeitreihen berechneten Trends der Klimaindizes zeigen generell einen positiven Trend, welcher sich durch die Homogenisierung noch weiter verstärkt hat. Die Trends der Niederschlagsindizes zeigen ein weit variableres Bild. Im Südosten Österreichs zeigt sich eine signifikante Zunahme von Tagen mit starkem Niederschlag, wobei südlich des Alpenhauptkamms die Länge der Trockenperioden zunimmt. | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Projektbeginn | 01.2010 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Projektende | 12.2010 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Projektteam |
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| Projektpartner | COST ES0601: HOME: Advances in Homogenisation Methods of Climate Series: An integrated Approach | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Finanzierung | Das Projekt wurde gefördert durch das „Austrian Climate Research Programme“ (ACRP). | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Projektberichte | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Publikationen | Nemec J, Gruber C, Chimani B, Auer I. submitted to International Journal of Climatology. Trends in extreme temperature indices in Austria based on a new homogenised dataset of daily minimum and maximum temperature series. |
