Datengrundlage des Norddeutschen Klimamonitors

Grundlage des Norddeutschen Klimamonitors sind einerseits ausgewählte norddeutsche Stationsdaten vom Deutschen Wetterdienst sowie flächenhafte Daten verschiedener internationaler Forschungsinstitutionen. Zu den hier verwendeten Flächendatensätzen zählen sowohl Hindcasts als auch interpolierte Beobachtungsdaten. Die jeweiligen Datensätze haben im Hinblick auf die Darstellung des Klimazustandes und bisherige Änderungen unterschiedliche Eigenschaften, die bei der Auswahl und Interpretation zu berücksichtigen sind.

Insbesondere Stationsdaten bedürfen bezüglich Auswertungen bisheriger Klimaänderungen genaue Untersuchung der jeweiligen Messstation und ihrer Historie und eine diesbezügliche Interpretation der Messungen, da sonst bspw. fehlerhafte Klimatrends abgeleitet werden. Da Stationsdaten nur Auskunft über das Klima im direkten Umfeld der jeweiligen Station geben, werden für Aussagen auf regionaler Ebene Flächendaten benötigt. Im Norddeutschen Klimamonitor werden bislang zwei Arten von Flächendaten integriert: Datensätze aus räumlich interpolierten Messdaten sowie Datensätze aus numerischen Atmosphärenmodellen.

Beobachtungsdaten einzelner Stationen

Die im Norddeutschen Klimamonitor eingegangenen Beobachtungs- und Messdaten (vgl. Tabelle 1) entstammen dem Messnetz des Deutschen Wetterdienstes. Die Messreihen reichen stations- bzw. parameterabhängig unterschiedlich lang zurück bzw. können auch Lücken aufweisen. Eine entsprechende Dokumentation sowie weitere Informationen zu den Stationen können im Norddeutschen Klimamonitor abgerufen werden.

Eine Interpretation klimatologischer Beobachtungs­reihen ist nur auf Grundlage homogener Datenreihen sinnvoll möglich. Für eine Vergleichbarkeit der Stationen ist außerdem erforderlich, dass die Messreihen den gleichen Zeitraum überdecken. Inhomogenitäten in den Datenreihen können verursacht werden durch:

  • eine Verlegung der Station,
  • eine Änderung der Messhöhe,
  • allmähliche oder plötzliche Änderungen in der Umgebung (Bewuchs, Bebauung, Versiegelung),
  • einen Austausch der Instrumente, einer Änderung ihrer Aufstellung und Beobachtungsverfahren,
  • eine Änderung der Instrumentenanzeige durch Beschädigung und Verschleiß,
  • einen Beobachterwechsel und dadurch subjektive Abwandlung der Beobachtungsmethodik.

Die Homogeni­tät der Beobachtungen ist deshalb im Allgemeinen nur gewährleistet, wenn sich der Standort der Station nicht oder nicht we­sentlich geändert hat, wenn der Einfluss der näheren Umgebung gleich geblieben ist, wenn über den gesamten Zeitraum die gleichen Instrumententypen verwendet und die Beobachtungen nach den gleichen Anleitungen durchgeführt wurden. Diese Forderungen lassen sich bei sehr langen Zeitreihen, die über viele Jahrzehnte reichen, kaum oder nur sehr schwer erfüllen. Bei manchen Beobachtungsreihen sind daher Sprünge oder langsame Veränderungen in den Messwerten festzustellen.

Dies gilt auch für die im Norddeutschen Klimamonitor hinterlegten Daten. Informationen zu den Stationsverlegungen sind im Norddeutschen Klimamonitor eingepflegt und in Tabelle 1 aufgeführt. Mittelwerte und Trends werden in diesem Zusammenhang nur für sinnvolle Zeitabschnitte abgebildet.

Tabelle 1: Für den Norddeutschen Klimamonitor ausgewählte Stationen aus dem Messnetz des Deutschen Wetterdienstes inklusive Stationsverlegungen.

StationvonbisHöhe m über NNBreiteLänge
Angermünde 11.01.1979   54 53°01'53" N 13°59'26" E
Arkona 01.10.1946   42 54°40'45" N 13°26'03" E
Boltenhagen 01.07.1967   15 54°00'10" N 11°11'27" E
Braunschweig 01.02.1954   81.2 52°17'29" N 10°26'47" E
Bremen 01.06.1978   4 53°02'40" N 08°47'55" E
Brocken 01.01.1951   1142 51°47'55" N 10°37'05" E
Cuxhaven 01.05.1951 06.04.1972 4 53°52'16" N 08°42'26" E
  07.04.1972   5 53°52'17" N 08°42'21" E
Greifswald 01.01.1889   2 54°05'48" N 13°24'20" E
Hamburg-Fuhlsbüttel 12.07.1968 04.09.1995 13 53°38'18" N 09°59'43" E
  05.09.1995   11 53°38'00" N 09°59'17" E
Hamburg-Neuwiedenthal 01.05.1962   3 53°28'39" N 09°53'44" E
Helgoland 29.08.1952 28.02.1964 4 54°10'31" N 07°53'27" E
  29.02.1964   4 54°10'30" N 07°53'31" E
List auf Sylt 25.11.1964 17.11.2009 26 55°00'40" N 08°24'45" E
  18.11.2009   26 55°00'40" N 08°24'45" E
Lüchow 25.11.1971 06.08.2007 17 52°58'21" N 11°08'18" E
  07.08.2007   17 52°58'21" N 11°08'15" E
Marnitz 01.08.1948   81 53°19'22" N 11°55'56" E
Norderney 01.09.1981   11 53°42'44" N 07°09'07" E
Oldenburg 01.01.1969 14.10.2007 11 53°10'31" N 08°10'52" E
  15.10.2007 01.10.2012 11 53°10'35" N 08°10'56" E
Osnabrück 19.12.1953 30.11.2010 95.4 52°15'19" N 08°03'12" E
Potsdam 01.01.1946 31.12.1984 81 52°22'56" N 13°03'44" E
  01.01.1985   81 52°22'53" N 13°03'44" E
Rostock-Warnemünde 01.01.1951 31.05.1951 4 54°10'48" N 12°04'50" E
  01.06.1951   4 54°10'49" N 12°04'50" E
Schleswig 23.08.1954   42.5 54°31'39" N 09°32'55" E
Schwerin 01.07.1953 12.02.2013 59 53°38'33" N 11°23'14" E
  13.02.2013   59 53°38'33" N 11°23'14" E
Waren 01.01.1947   70 53°31'10" N 12°40'4" E

Neben den hier angegebenen Stationsverlegungen spielen Änderungen der Windgeberhöhe und -position eine entscheidende Rolle für die Analyse aller Windparameter.  Auch diese Einschränkungen wurden bei den Auswertungen für den Norddeutschen Klimamonitor berücksichtigt und können in den jeweiligen Stationsinformationen nachgelesen werden.

Flächenhafte Beobachtungsdaten

In den Norddeutschen Klimamonitor sind mehrere interpolierte Beobachtungsdatensätze eingegangen (vgl. Tabelle 2). Alle Datensätze basieren auf Stationsdaten und sind damit ebenso von den oben genannten Schwierigkeiten wie Stationsverlegungen oder Instrumentenwechsel beeinflusst. Die räumliche Ausdehnung der interpolierten Fläche beschränkt sich stets auf Landgebiete.

Tabelle 2: Im Norddeutschen Klimamonitor verwendete flächenhafte Beobachtungsdaten.

DatensatzZeitraumZeitliche AuflösungRäumliche AuflösungRäumliche AusdehnungParameter
CRU TS 3.23 1901-2014 Monatlich 0.5° Global über Land Temp. Tagesmittel
          Niederschlagshöhe
          Bewölkung
DWD NKDZ 1901-2014 Monatlich ~1 km (0.25°)† BRD über Land Temp. Tagesmittel
E-OBS 14.0 1950-2015 Täglich 0.25° Europa über Land Temp. Tagesmittel
          Temp. Tagesmin.
          Temp. Tagesmax.
          Niederschlagshöhe
GPCC v7 1901-2014 Monatlich 0.5° Global über Land Niederschlagshöhe
Matsuura-Willmott V4.01 1900-2014 Monatlich 0.5° Global über Land Temp. Tagesmittel
          Niederschlagshöhe
REGNIE 1951-2015 Täglich ~1 km (0.25°)† BRD über Land Niederschlagshöhe

Räumliche Auflösung wurde im Zuge der Auswertungen des Norddeutschen Klimamonitor verändert.

Die Datensätze können sich in ihrer zeitlichen und räumlichen Auflösung, der Verfügbarkeit einzelner Klimaparameter sowie Stationsauswahl und Interpolationsmethode deutlich voneinander unterscheiden.

Flächenhafte Modelldaten

Um regionale Klimaänderungen aufzuzeigen, wurden neben den flächeninterpolierten Beobachtungen zwei coastDat-Datensätze ausgewertet. Hierbei handelt es sich um Reanalyse-Ergebnisse, d. h. ähnlich einer Wettervorhersage wurde hier mithilfe eines numerischen Modells die Atmosphärenphysik berechnet. Im Gegensatz zu einer Vorhersage, wo Beobachtungen nur für die Initialisierung vorliegen, sind sie bei einer Reanalyse („Nachhersage“) im Allgemeinen für den gesamten Zeitraum verfügbar und können in die Modellierung einfließen.

Tabelle 3: Im Norddeutschen Klimamonitor verwendete Modelldaten (Reanalysen).

DatensatzZeitraumZeitliche AuflösungRäumliche AuflösungRäumliche AusdehnungParameter
coastDat-1 1948-2007 Stündlich 0.5° Europa über Land und Ozean alle
coastDat-2 1948-2014 Stündlich 0.22° (0.25°)† Europa über Land und Ozean alle

Räumliche Auflösung wurde im Zuge der Auswertungen des Norddeutschen Klimamonitor verändert.

Der Klimaatlas wird kontinuierlich aktualisiert, so dass sich einzelne Ergebnisse geringfügig ändern können.

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Institut für Küstenforschung

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21502 Geesthacht

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