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Meteorologie: Messsysteme - Datenerhebung
GCOS Reference Upper-Air Network (GRUAN)

Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) hat die aerologische Station der MeteoSchweiz in Payerne eingeladen, Teil eines weltweiten Netzes von Referenzstationen für die Klimaüberwachung der Atmosphäre zu werden. Die Station zählt damit weltweit zu den 15 ersten dieser Art. Mit einer Vielzahl von Instrumenten registrieren diese Referenzstationen kleinste Veränderungen von Temperatur, Wasserdampf und Luftdruck vom Boden bis in rund 30 km Höhe.

Die zweite internationale Konferenz vom 2. bis 4. März 2010 in Payerne hatte zum Ziel, das Konzept des neuen Messnetzes zu diskutieren und die nächsten Umsetzungsschritte festzulegen. Wetter spielt sich in der Höhe ab. Für die Wettervorhersage, aber auch für das Verständnis des Klimasystems ist es deswegen unverzichtbar, den Zustand der Atmosphäre nicht nur am Boden, sondern über alle Luftschichten zu kennen. Die WMO hat daher beschlossen, ausgewählte Messstationen in einem internationalen Referenznetzwerk für die Überwachung der freien Atmosphäre zusammenzuführen.

Die aerologische Station der MeteoSchweiz in Payerne betreibt operationell mehrere modernste Atmosphären-Messinstrumente. Entsprechend wurde die Station von der WMO eingeladen, die Aufgaben einer Referenzstation zu übernehmen. Payerne zählt damit weltweit zu den 15 ersten Stationen des Messnetzes. Referenzstationen müssen höchsten Anforderungen genügen. Ihre Aufgabe ist es, mit den neuesten Messsensoren kleinste Veränderungen in der Atmosphäre vom Boden bis in rund 30 km Höhe präzis zu registrieren. Diese Messungen bilden zukünftig die Basis für die Ableitung von langjährigen, hoch-qualitativen Klimadatensätzen und zur Überprüfung von Satellitenmessungen. Zudem ermöglichen die Messreihen neue Erkenntnisse über Prozesse wie z. B. den Strahlungshaushalt und deren zeitlichen Änderungen in der höheren Atmosphäre.

Das neue GRUAN-Messnetz (GCOS Reference Upper-Air Network) ist Teil des globalen Klimabeobachtungssystems GCOS (Global Climate Observing System). Modernste Messtechnik an der aerologischen Station Payerne Die aerologische Station Payerne hat nicht nur eine lange Tradition bei Messungen in der freien Atmosphäre (Radiosondierung seit 1942), sondern wurde in den vergangen Jahren mit modernsten Instrumenten ausgestattet.

Bodengestützte Fernerkundungsinstrumente ergänzen die Radiosondierung mithilfe von Wetterballonen und erstellen unabhängig voneinander Temperatur- und Feuchteprofile bis in grosse Höhen. Dadurch lassen sich die verschiedenen Methoden miteinander vergleichen, Messunsicherheiten genauer abschätzen und die Messtechniken besser aufeinander abstimmen.

Die Kombination von Messinstrumenten an einem Ort war ein wichtiges Kriterium für die Wahl der aerologischen Station Payerne als GRUAN-Referenzstation. GRUAN von der Entstehung bis heute Im Februar 2008 hat die WMO im Rahmen einer internationalen Zusammenkunft den Grundstein für das GRUAN Messnetz gelegt. Bis heute wurden weltweit 15 Stationen dem Messnetz angegliedert. In einigen Jahren soll das GRUAN-Messnetz mit ungefähr 30 Referenzstationen die unterschiedlichsten Regionen der Erde abdecken. An der diesjährigen GRUAN Konferenz in Payerne wird insbesondere über spezifische Instrumente an den einzelnen Stationen, über die Messstrategie, die Vergleichsmethoden sowie den Datenfluss und die Qualitätskontrolle debattiert und entschieden. Es werden rund 45 Spezialisten für Atmosphären-Messtechnik aus 12 Nationen teilnehmen.

Payerne ist Referenzstation im weltweiten GCOS Reference Upper-Air Network (GRUAN)
Quelle: Text MeteoSchweiz Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie 2009

Wetterwarte Lindenberg in Berlin (Deutschland) ist Klimareferenzstation

"Für die Klimaforschung und politische Entscheidungen über Anpassungen an den Klimawandel sind jahrzehntelange Klimabeobachtungen bisher und auch künftig unverzichtbar. Der Deutsche Wetterdienst richtet deshalb auf Dauer ein deutschlandweites Netz von zwölf Klimareferenzstationen ein. Dazu gehört auch die Wetterwarte am Meteorologischen Observatorium Lindenberg." Das erklärte Wolfgang Kusch, Präsident des Deutschen Wetterdienstes (DWD), bei der Einweihung der Klimareferenzstation Lindenberg. Gerade die Politik sei auf belastbare Fakten zum Klimawandel angewiesen. Denn ohne Fakten würden die notwendigen Entscheidungen in der Gesellschaft keine Akzeptanz finden. Diese Fakten liefere der Deutsche Wetterdienst.

Als nationaler Wetterdienst der Bundesrepublik Deutschland unterhält der DWD deshalb rund 2 100 Wetterwarten, Wetterstationen und Messstellen - eines der weltweit dichtesten und leistungsfähigsten Messnetze zur Wetter- und Klimabeobachtung. Das Herzstück dieses Netzes sind zwölf Klimareferenzstationen, die auch in den kommenden 100 Jahren mit einheitlicher Messtechnik und gut ausgebildeten Wetterbeobachtern die Änderungen des Klimas vor Ort erfassen sollen.

Als Standorte, die besonders repräsentativ für ihr landschaftliches und klimatisches Umfeld sind, hat der DWD neben Lindenberg auch Helgoland, Hamburg, Schleswig, Potsdam, Görlitz, den Brocken, Aachen, den Fichtelberg, Frankfurt am Main, Konstanz, und den Hohenpeissenberg ausgewählt. An allen Klimareferenzstationen wird der DWD rund um die Uhr die für die Klimaüberwachung zentralen meteorologischen Grössen messen und beobachten. Dazu gehören der Luftdruck, verschiedene Luft- und Bodentemperaturen, die Niederschlagshöhe und Sonnenscheindauer, die relative Feuchte und die Schneehöhe.

Die Referenzstationen haben zugleich die Aufgabe, die Qualität aller klimatologischen Beobachtungsreihen des DWD auch beim immer wieder notwendigen Wechsel der Messtechnik sicherzustellen. Das heisst zum Beispiel: Die Einführung eines neuen Thermometers darf nicht zu einem Sprung im Temperaturtrend aufgrund der neuen Messtechnik führen. Nur der DWD kann die notwendige Infrastruktur bereitstellen All diese Aufgaben seien ein notwendiger Beitrag jedes nationalen Wetterdienstes zur weltweiten Klimaüberwachung. Möglich sei das nur, weil die Steuerzahler in aller Welt die Kosten dieser wichtigen Staatsaufgabe tragen und somit jahrzehntelange Beobachtungen des Klimas mit allerhöchster Qualität garantierten, so Präsident Kusch. "In Deutschland kann nur der DWD als nationaler Wetterdienst der Bundesrepublik Deutschland die notwendige meteorologische Infrastruktur stellen. Ohne unsere Mess- und Beobachtungssysteme, ohne unsere Kommunikations- und Datenverarbeitungssysteme und ohne unsere Wettervorhersagemodelle gäbe es keine Wettervorhersagen, keine Unwetterwarnungen und keine Klimaüberwachung."

Wetterbeobachtungen und Vertikalsondierungen seit 1905 Die Wetterwarte in Lindenberg ist Teil des Meteorologischen Observatoriums Lindenberg, das etwa 50 Kilometer südöstlich des Stadtrandes von Berlin in Tauche im Ortsteil Lindenberg liegt. Gegründet wurde es am 16.Oktober 1905 als Königlich-Aeronautisches Observatorium von Richard Assmann, dem Entdecker der Stratosphäre, dessen Namen es auch seit 2005 trägt. Neben den am Boden gemessenen Werten führt man dort seit 1905 auch vertikale Sondierungen von atmosphärischen Parametern, wie Temperatur, Feuchte und Wind, im Routinebetrieb durch. So hält das Meteorologische Observatorium Lindenberg noch immer den am 1.8.1919 mit Drachen aufgestellten Höhen-Weltrekord von 9750 m. Auch heutzutage starten täglich Radiosonden an Wetterballons von Lindenberg aus. Natürlich ausgestattet mit neuesten Messsensoren und komplexen Analysemethoden zur Charakterisierung der Atmosphäre.

Das Observatorium ist beteiligt an zahlreichen internationalen wissenschaftlichen Programmen im Auftrag des DWD und der Weltorganisation für Meteorologie in Genf. Mit ihrer langen Zeitreihe an Bodendaten und Daten der freien Atmosphäre sowie der internationalen Bedeutung der hier angesiedelten Forschungsprojekte erfüllt der Standort ein entscheidendes Kriterium für den Status einer Klimareferenzstation. Klimatologisch ist der Standort repräsentativ für das östliche Brandenburg. Die neue Funktion als Klimareferenzstation ist für die Wetterwarte ein weiterer Meilenstein in ihrer Geschichte. Das sei, so Kusch, für die Mitarbeiter, die hier vor Ort diese wichtigen Aufgaben betreuen, ein Grund zur Freude - aber zugleich auch eine besondere Verpflichtung.

Quelle: Text Deutscher Wetterdienst 2010

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GEOSS - weltweites Beobachtungsnetz

Was ist GEOSS?

GEOSS (Global Earth Observation System of Systems) hat eine umfassende, koordinierte und nachhaltige Erdbeobachtung zum Ziel. Diese soll eine bessere Überwachung des Zustands der Erde, ein besseres Verständnis ihrer dynamischen Prozesse sowie genauere Vorhersagen des Zustands des Systems Erde ermöglichen. GEOSS soll dem Wohl von Mensch und Umwelt dienen. Dazu definiert das Programm die folgenden Ziele:

- Verringerung von Verlusten bei Katastrophen
- Erforschung der Umweltfaktoren, die die Gesundheit des Menschen beeinträchtigen können
- Verbesserung des Umgangs mit der zur Verfügung stehenden Energie
- Erforschung der Klimaentwicklung
- Erforschung des Wasserkreislaufs und Verbesserung des Umgangs mit Wasser
- Verbesserung der Wetterbeobachtung und -vorhersage
- Erforschung und Schutz von Ökosystemen auf dem Land, an Küsten und in Meeren
- Beobachtung und Schutz der biologischen Artenvielfalt

GEOSS will gemeinsame Benutzeranforderungen definieren, Erdbeobachtungsdaten gewinnen und aufarbeiten, Daten austauschen und Qualitätskontrollen einführen. Beispielsweise sollen offene Standards festgelegt und eingehalten werden, wodurch sich die Verarbeitung, Archivierung und der Austausch von Satellitenfotos vereinfacht.

Mit GEOSS wird kein neues System aufgebaut, sondern ein "System der Systeme" geschaffen, das aus vorhandenen und zukünftigen Erdbeobachtungssystemen, in-situ Daten und Daten der Fernerkundung besteht. Die in GEOSS eingebrachten Systeme verbleiben dabei in der nationalen bzw. internationalen Verantwortung. Teilnehmende Staaten und Organisationen bringen Systeme und Komponenten in das Gesamtsystem GEOSS ein und stellen sicher, dass diese Beobachtungen und Produkte zeitgerecht verfügbar und verständlich sind.

Quelle: Text BAFU Bundesamt für Umwelt, Schweiz, 2011

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