Daten von Heute für das Wetter von Morgen

Wie generiert der Deutsche Wetterdienst Daten?

Johann Sergl (16. Dezember 2017)

Exakte Wetterdaten sind als Inputvariablen entscheidend für die Genauigkeit von Klimamodellen. Wie kommen die lokalen Wetterdaten über regionale Organisationen zu internationalen Sammelstellen, z.b. dem Global Climate Observing System (GCOS)? In diesem Blogpost will ich näher auf den Aufbau einer solchen nationalen Organisation eingehen, den Deutschen Wetterdienst (DWD). Dazu stellt sich zunächst natürlich die Frage:

Was ist der Deutsche Wetterdienst?

Der DWD wird von der Bundesrepublik Deutschland betrieben und untersteht dem Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur.[1] Er verfügt selbst über ein breites Netz von insgesamt 182 Wetterstationen und überwacht zusätzlich 1784 weitere, nicht amtliche Wetterstationen, die zu großen Teilen ehrenamtlich betrieben werden.[2]

Diese Daten werden natürlich nicht nur gesammelt um in Klimamodelle einfließen zu können. Der DWD ist unter anderem auch verantwortlich für die meteorologische Sicherung von Luft- und Seefahrt in Deutschland, für die Herausgabe von Unwetterwarnungen sowie für die Sicherung wichtiger Infrastruktur und der Verkehrswege.[3]

Wetterstationen - Wetterwarten – Observatorien

Die oben erwähnten 182 hauptamtlichen Wetterstationen können in zwei Klassen unterteilt werden: 146 Wetterstationen, die nicht von Personal betreut werden und 36 sogenannte Wetterwarten.[2] Letztere werden täglich entweder mehrere Stunden oder auch durchgehend von Personal betreut. Sowie Wetterwarte als auch Wetterstation verfügen über eine Vielzahl an Messgeräten, die gesammelt auf einem oder mehreren Messfeldern platziert sind. Sie messen unter anderem Lufttemperatur, Temperatur im und am Boden, Luftdruck, Windrichtung, Niederschlag und vieles mehr. [4][5][14]

Der DWD verfügt zudem über zwei Observatorien, die zum einen mehr, aber auch genauere Messungen durchführen. Eines davon befindet sich in Lindenberg nahe Berlin, das andere in Hohenpreißenberg im Alpenvorland.[6][7] Die Position von Wetterwarten und Observatorien ist in Illustration 2 genauer ersichtlich.

Die Observatorien dienen mit einigen anderen ausgewählten Wetterwarten und -stationen als Referenzstationen. Diese werden benutzt, um die Daten der anderen Wetterstationen zu überprüfen, um Fehler zu vermeiden. Dieser Referenzprozess ist besonders entscheidend bei neuen Messmethoden, wie etwa den automatisierten Wetterwarten.[10]

Kommunikation mit dem Global Climate Observing System (GCOS)

Der DWD überträgt nicht die gesamte Menge der von ihm gesammelten Daten an das GCOS. Nur ausgewählte Stationen leiten ihre Daten weiter. Hier ist aber in den letzten Jahren ein deutlicher Fortschritt zu erkennen: Während im Jahr 2009 nur vier Stationen des DWDs benutzt wurden, werden 2017 insgesamt 237 Stationen berücksichtigt. [8][11]

Der DWD überwacht fast alle Stationen innerhalb Deutschlands die Daten an das GCOS übermitteln, aber eine sehr große Anzahl an Stationen von anderen deutschen Organisationen die außerhalb des deutschen Staatsgebiets Messungen vornehmen übermitteln ebenfalls ihre Daten.[11]

Um diese Zusammenarbeit möglich zu machen müssen sowie die Messgeräte als auch die Position und der Aufbau der Messfelder den Standards der WMO (World Meteorological Organization) entsprechen.

Diese Standards beeinflussen sowie die DWD[14] als auch Produzenten von Messgeräten, so schreibt etwa Thies Clima auf ihrer Website:

„Thies Clima entwickelt, produziert und liefert hochwertige Sensoren und komplette Messsysteme. Wir gehören heute weltweit zu den führenden Anbietern. Unsere Produkte entsprechen den Anforderungen nationaler und internationaler Wetterdienste sowie den WMO-Richtlinien (World Meteorological Organization).“ [12]

Daher entsprechen auch die von der DWD gemessenen Variablen in den meisten Fällen den im Blog meines Kollegen erwähnten Essential Climate Variables (ECVs) des GCOS.

Ausbau des Messnetzes

Der DWD betreibt zur Zeit keinen Ausbau in der Anzahl oder flächenmäßigen Abdeckung seiner Wetterwarten und es ist auch kein solcher Ausbau vorgesehen. Ein großer Teil seines Etats wird benutzt, um globale Organisationen wie das GCOS mitzufinanzieren. Zudem wird viel Geld für das Personal und den Erhalt der Anlagen aufgebracht.

Aber tatsächlich ist der DWD im Augenblick damit beschäftigt, eine große Anzahl der mit Personal betriebenen Wetterwarten umzurüsten und mit mehr automatisierten und autonomen Wetterstation zu ersetzen. So sollen im Rahmen von 'Messnetz 2010 plus' 31 Wetterwarten automatisiert werden.[9] Dies ist auch schon erkennbar wenn die oben erwähnten Zahlen zu den Wetterstationen und Wetterwarten von 2017 mit den gleichen Daten von 2016 verglichen werden: Während 2016 noch 49 Wetterwarten durchgehend oder teilweise mit Personal betrieben wurden, sind es 2017 nur noch 36. [2][15]

Auch Hersteller (wie Thies Clima) bieten inzwischen Systeme und Software zur automatisierten Lagerung und Sammlung der an ihren Messgeräten entstandenen Daten an.[13]

Verbleibende Fragen

Fragen die noch geklärt werden müssen betreffen hauptsächlich den weiteren Weg der Daten und der Ergebnisse der Klimamodelle.

• Wie werden diese Politikern präsentiert?
• Wie nehmen sie Einfluss auf die Entscheidungen die getroffen werden?

Hierzu will ich einen näheren Blick auf den Klimaplan der Stadt München werfen und wenn möglich einen Verantwortlichen befragen.

Weitere Informationen über den Deutschen Wetterdienst

Falls sie weitere Informationen über den deutschen Wetterdienst im Allgemeinen suchen, ist die Website des DWDs sehr hilfreich: https://www.dwd.de/DE/Home/home_node.html

Für eine nähere Beschreibung der Observatorien sind folgende Videos hilfreich:

[6] Video: Observatorium Lindenberg - https://www.youtube.com/watch?v=HjsiX19Lrz4

[7] Video: Observatorium Hohenpreißenberg - https://www.youtube.com/watch?v=9psXzDgd5dk

Einen einfachen Überblick über die Ausgaben des DWDs (oder über andere staatliche Ausgaben) findet sich auf einer Website des Bundesfinanzministerium:

[9] Ausgaben des DWD - https://www.bundeshaushalt-info.de/#/2017/soll/ausgaben/einzelplan/1220.html

Quellen:

[1] Bundeshaushalt-info, Ausgaben des DWDs - https://www.bundeshaushalt-info.de/#/2017/soll/ausgaben/einzelplan/1220.html

[2] Zahlen zum DWD 2017 - https://www.dwd.de/SharedDocs/downloads/DE/allgemein/zahlen_und_fakten.html

[3] Aufgaben DWD - https://www.dwd.de/DE/derdwd/aufgaben/aufgaben_node.html

[4] Wetterwarte, DWD Wetterlexikon - https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv2=102936&lv3=103162

[5] Wetterstation, DWD Wetterlexikon - https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?nn=103346&lv2=102936&lv3=103158

[6] Video: Observatorium Lindenberg - https://www.youtube.com/watch?v=HjsiX19Lrz4

[7] Video: Observatorium Hohenpreißenberg - https://www.youtube.com/watch?v=9psXzDgd5dk

[8] Report des DWD an das UNFCCC (2009) - http://unfccc.int/resource/docs/gcos/deugcos.pdf

[9] Ausgaben des DWD - https://www.bundeshaushalt-info.de/#/2017/soll/ausgaben/einzelplan/1220.html

[10] Klimareferenzstation - https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv2=101334&lv3=101446

[11] OSCAR Stationen - https://oscar.wmo.int/surface//index.html#/

[12] Thies Clima Homepage - https://www.thiesclima.com/de/Home/

[13] Thies Clima Homepage, Automatisierung - https://www.thiesclima.com/de/Produkte/Zubehoer-Software/?art=985

[14] Messfeld, DWD Wetterlexikon - https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?nn=103346&lv2=101640&lv3=101732

[15] Zahlen zum DWD 2016 -https://www.dwd.de/DE/presse/pressekonferenzen/DE/2016/PK_08_03_2016/zundf_zum_dwd.pdf?__blob=publicationFile&v=2

[16] Bild: Messfeld bei Offenbach - https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/begriffe/M/Messfeld_bild.jpg?__blob=normal&v=3

[17] Bild: Standortkarte DWD 2017 - https://www.dwd.de/DE/derdwd/standorte/standorte_node.html