dc.contributor.author
Langer, Ines
dc.date.accessioned
2018-06-07T20:27:44Z
dc.date.available
2009-05-22T07:16:29.336Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/6869
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-11068
dc.description.abstract
Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur skalenabhängigen Verifikation
der quantitativen Niederschlagsvorhersage vom Lokal-Modell (LM) des Deutschen
Wetter-dienstes. Dazu wurde ein neuer Beobachtungsdatensatz für Deutschland in
stündlicher Auflösung, der den Niederschlag in einen konvektiven und
stratiformen Anteil trennt für das Jahr 2004, erstellt. Die Idee der Arbeit
ist, die niederschlagsrelevanten Wolkentypen des konventionellen
Beobachtungsmessnetzes und abgeleitete Wolken-typen aus Meteosat-Daten bei der
Interpolation zu verknüpfen. Die Effizienz der abgeleiteten Wolkentypen aus
Meteosat-Daten wurde anhand einer Fehlermatrix für den Zeitraum von 1992 bis
2004 mit synoptischen Beobachtungen der Wolken verglichen. Die Trennung der
konvektiven und stratiformen Niederschlagsereignisse erfolgte unter Verwendung
der stündlichen Wolkenbeobachtungen sowie des Wetterzustandes und der
Niederschlagsmenge der Jahre 1992 bis 2004. Auf der konvektiven Skala wurden
die Wolkentypen Cumulus, Cumulus congestus sowie Cumulonimbus/Nimbostratus und
für stratiforme Niederschlagsereignisse Stratus fractus, Stratocumulus sowie
Altocumulus mit Altostratus/Nimbostratus ermittelt. Damit diese Wolkentypen
für die Interpolation nutzbar gemacht werden können, wurden sie in dieser
Arbeit in eine normierte Niederschlagshäufigkeit umgesetzt. Bei der Berechnung
der Niederschlagsanalyse ‚mit’ und ‚ohne’ Satellitendaten konnte gezeigt
werden, dass sich für Deutschland "mit Satellitendaten" eine um 33 mm
niedrigere Jahressumme ergab. Der Anteil des konvektiven Niederschlages ergab
eine um 10 mm höhere Niederschlagssumme, wohingegen der stratiforme
Niederschlag um 43 mm im Jahr reduziert wurde. Durch diesen neuen
skalenabhängigen Niederschlagsdatensatz wird erstmalig eine flächendeckende
Analyse des Tagesgangs des Niederschlages durchgeführt. Es wird gezeigt, dass
der Tagesgang des Niederschlages für Deutschland stark vom Tagesgang des
konvektiven Niederschlages abhängt. Im Vergleich der Niederschlagsvorhersage
vom LM mit der Niederschlaganalyse "mit Satellitendaten" zeigte sich, dass in
der Simulation des Tagesganges vom konvektiven Niederschlag die Tageszeit des
maximalen Regens drei Stunden zu früh vorhergesagt wird. In der Jahressumme
wird der konvektive Modellniederschlag im Gegensatz zur Niederschlagsanalyse
der Freien Universität Berlin um 144 mm unterschätzt und der stratiforme um
237 mm überschätzt. Auch die Gegenüberstellung der räumlichen Verteilung der
Niederschlagsmenge macht die Unterschiede zwischen den Jahreszeiten deutlich.
Hier zeigte sich, dass gerade der konvektive Niederschlag vom Modell im Winter
und im Herbst in Deutschland stark unterschätzt wird. In dieser Arbeit wurde
durch die Trennung des Niederschlages in einen konvektiven und stratiformen
Anteil der Nachweis erbracht, dass die Komplexivität des Niederschlages auf
der konvektiven Skala liegt.
de
dc.description.abstract
This work will contribute to the scale-dependent verification of precipitation
forecasts of the German Weather Service’s Lokal-Modell (LM). A new
observational dataset separating stratiform and convective precipitation at a
one-hour temporal resolution was produced for Germany for the year 2004. The
underlaying idea of this work is to connect rain producing cloud types taken
from synoptic observations and derived cloud types from Meteosat data by the
interpolation scheme. The accuracy of the cloud types derived from Meteosat
data are compared with observed cloud types by in an error matrix for the
period of 1992 to 2004. The distinction between convective and stratiform
precipitation was made by using hourly observations of clouds, ‘weather watch’
and the amount of precipitation for the period 1992 to 2004. In summary the
clouds of the convective scale are cumulus, cumulus congestus as well as
cumulo-nimbus/nimbostratus and for stratiform precipitation events stratus
fractus, stratocumulus as soon as altocumulus with altostratus/nimbostratus.
In order to be able to use cloud types for the interpolation, these data are
normalized to yield values of frequency of rainfall. A precipitation analysis
is created, first without satellite data and in a second step using satellite
data. The comparison shows that the rainfall record for Germany in 2004
"including satellite data" is approximately 33 mm higher than without
satellite data. The proportion of convective rainfall is 10 mm higher with
satellite data; for stratiform precipitation, it is 43 mm lower with satellite
data than without. For the first time, a country-wide analysis of the diurnal
cycle of scale dependent precipitation could be performed. It was shown that
the diurnal cycle of precipitation in Germany highly depends on the diurnal
cycle of convective precipitation. It is shown that compared with the rainfall
record maximum, precipitation events generated by the model (both total
rainfall and convective rainfall) are forecast three hours too early in the
diurnal cycle. In contrast to the rainfall analysis performed by the Free
University of Berlin, the model precipitation underestimates the sum of annual
convective precipitation by 144 mm, while stratiform precipitation is
overestimated by 237 mm. These results show that spatial distribution of
rainfall clearly indicates the difference between the seasons. It is
demonstrated that convective rainfall in winter and autumn is greatly
underestimated in the model. As a result of the overall assessment of
precipitation forecast using the Lokal-Modell, it should be noted that
structures that show pronounced regional heterogeneity are not adequately
represented at the convective scale.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Quantitative Niederschlagsvorhersage
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie
dc.title
Objektive Darstellung von Niederschlagsfeldern basierend auf einer Synthese
aus Synop- und Satellitendaten
dc.contributor.contact
Ines.Langer@met.fu-berlin.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Peter Builtjes
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Ulrich Cubasch
dc.date.accepted
2009-05-06
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000010166-9
dc.title.translated
Objective description of precipitation fields on the basis of a composition
from synop- and satellite data
en
refubium.affiliation
Geowissenschaften
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000010166
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000005655
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access