Impulsreferat Klima und Umwelt

Transkript

1 Impulsreferat Klima und Umwelt Robert Höller, Gebhard Banko und Herbert Haubold Umweltbundesamt GmbH GMES Informationstag Haus der Forschung Wien, 1. Juni Folie 1 Überblick Aufgaben des Umweltbundesamtes Verwendung räumlicher Daten im Umweltbundesamt Beispiele aus bisherigen und aktuellen Projekten Landbedeckung Atmosphäre/Luftqualität Herausforderungen von GMES Erwartungen an GMES aus der Anwendersicht Folie 2

2 Aufgaben des Umweltbundesamtes Das Umweltbundesamt ist die Fachstelle des Bundes für Umweltschutz und Umweltkontrolle in Österreich. Kernaufgabe Umweltkontrolle: Analyse und Bewertung des Zustandes der Umwelt in Österreich Regelmäßige Erstellung des Umweltkontrollberichtes (UKB) für den österreichischen Nationalrat Unterstützung der Umweltpolitik des Bundes Mitarbeit an nationalen und internationalen Projekten (EU-Kommission, EEA, UNEP, OECD, ECE, ESA, etc.) Folie 3 Verwendung räumlicher Daten Mögliche Anwendungsbereiche am Umweltbundesamt: Landbedeckung Raumplanung Luftqualität Klima Naturschutz, Ökosysteme und Biodiversität Energie und Ressourcen Landwirtschaft Wald Unterstützung bei europäischen Projekten (z.b. für die europäische Umweltagentur) Unterstützung bei der Erfüllung von nationalen Berichtspflichten Unterstützung bei der Erstellung von Raumplanungs- Perspektiven Entwicklung von Umweltindikatoren Folie 4

3 Herausforderungen der Fernerkundung Zeitliche Einschränkung (z.b. Tageszeit für opt. Sensoren, Überflugszeit) Bodenbedeckung für bestimmte Anwendungen (z.b. Schneebedeckung für atmos. Monitoring) Wolkenbedeckung (für opt. Satelliten) Zeitliche Auflösung klein im Vergleich zu In-situ Daten Degradierung von Sensoren Viele Parameter können gemessen werden, die notwendigen bzw. geforderten Parameter sind jedoch oft nicht messbar (-> Assimilation) Work-horse Satelliten noch nicht vorhanden, die zuverlässige und günstige Daten liefern Durch EO-Daten werden meist nicht In-situ Messnetze eingespart, sondern komplementäre Information geliefert (-> zusätzliche Kosten) Kontinuität von Umweltsatelliten noch nicht gewährleistet Folie 5 Vorteile von Fernerkundungsdaten Monitoring und Detektion von großräumigen Phänomenen und Umweltveränderungen (z.b. grenzüberschreitende Luftverunreinigung) Erstellung von homogenen und räumlich vergleichbaren Daten Einheitliche Methode und Datenqualität Input für Assimilations-Modelle Erstellung von Zeitreihen für große Gebiete (z.b. ganz Österreich, Europa, global) Insgesamt erhöhen EO-Daten die Qualität der Umweltberichterstattung Folie 6

4 CORINE Landbedeckung Anzahl Polygone: durchschn. Größe: 364 ha Changes : 0,5 % d. Fläche Folie 7 CORINE land cover changes Beispiel: Pasterze Geltscher Change: 70 ha 22. August August Folie 8

5 Anwendung von CORNE Daten: Geoland testsite Folie 9 Szenario 2010: Entwicklung von Wohngebieten Baseline EU-trend High population Low population Quelle: K. Steinnocher (ARC systems research) Folie 10

6 Ausblick Landbedeckung Hochauflösender Landbedeckungsdatensatz nötig, der den Anforderungen von nationalen Anwendern entspricht (Land Information System Austria - LISA) Integration von nationalen Landinformations- Datensätzen in europäische GMES Produkte (bottom-up approach) Kompatibilität zwischen nationalen Daten und GMES Produkten (e.g Fast-Track Service Land) Harmonisierung von Datenmodellen und Nomenklaturen Folie 11 Luftqualität in Österreich Kontinuierliche Reduktion der Emissionen von Luftschadstoffen Pro-Kopf Emissionen von SO 2 und NO x in Österreich sind unter den niedrigsten in den EU Mitgliedsstaaten. Grenzwertüberschreitungen von SO 2 sind selten treten meist im Falle von grenzüberschreitenden Luftverunreinigungen auf. Grenzwerte von PM und NO 2 werden häufig überschritten, insb. in Städten, aber auch in Hintergrundstationen. Aufgrund seiner geographischen Position ist Österreich sowohl von lokaler und regionaler, als auch weiträumiger Luftverunreinigung betroffen. Österreich unterstützt daher Maßnahmen auf regionaler, nationaler und Europäischer Ebene Folie 12

7 PROMOTE Protocol Monitoring for the GSE Service Element ZIEL: Aufbau eines nachhaltigen und zuverlässigen operationellen GMES Service zur Unterstützung der Umweltpolitik im Bereich Atmosphäre und Klima ( Stage-1 ( ): Vier Themen wurden ausgewählt, basierend auf identifizierten Anwender-Bedürfnissen und des Entwicklungsstadiums der Dienste: Stratosphärisches Ozon UV Strahlung Luftqualität Treibhausgase und Aerosole Stage-2: Up-scaling ( ) Folie 13 PROMOTE portfolio (Up-Scaling ) Records NRT GSE PROMOTE Service-Portfolio Stage 2 Records NRT Citizen information Public sector information O3 column records O3 column NRT/forecast 3D-ozone records European local UV Information UV record Satellite particulate matter Regional/local air quality forecasts European pollen forecasts Desert dust detection and awareness Air quality records Urban/regional air quality assessment Greenhouse gas and aerosol records Integrated European air quality analysis and forecast Aviation control support Folie 14

8 Messung von Aerosolen von ENVISAT/MERIS September Folie 15 Validierung mit In-situ Daten des nationalen Luftqualitäts-Messnetzes 100 Illmitz ,6 PM10 (µg m-3) PM ( µg m-3) ,4 1,2 1 0,8 0,6 aerosol optical thickness Illmitz PM2.5 (24h grav) 5 0, ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0,2 AOD Folie 16

9 NO 2 Konzentration (Jänner 2005, Monatsmittelwert) Folie 17 Globale NO 2 Koncentration (Mittelwert 2004) Folie 18

10 Modellierung und Vorhersage der Luftqualität Kooperation mit der Universität Köln: Modell EURAD operationell seit 2001 Vorhersage Produkte: O 3, NO 2, SO 2, CO, PM10, PM2.5, Benzol, Formaldehyd, Luftqualitätsindex Output: max. 8-Stunden MW, 24-Stunden MW, Animationen, 72-Stunden Vorhersage-Zyklus, Start um Mitternacht Validierung: Bodenstationen werden prozessiert (2d- Assimilationsmodellierung) Aufbereitung der Ergebnisse der Datenassimilation Zeitreihen, Scatter-Diagramme, statistische Kenngrößen, etc. Vorhersage skill-scores werden berechnet Folie 19 EURAD Vorhersage und 3D-var Assimilation Integration domain EU27 horizontal resolution: Coarse grid: 45 km Nest level 1: 15 km Nest level 2: 5 km stündliche Werte: SO2, NO2, O3, CO, HCHO, C6H6, PM10, PM2.5 Bilder (D+0, D+1, D+2) Tagesmaximum (max. 1h MW) Tagesmittelwert Zustandsanalyse Assimilation von Satelliten- und Bodendaten Folie 20

11 PROMOTE-II: Die Produkte (aktuell) Folie 21 Beispiel: 1. Juni Folie 22

12 Lokale Luftqualitäts-Vorhersage ADMS Urban Pollution Model London Derzeit in Vorbereitung für Wien im Rahmen eines Public-Private-Partnership Modelles Folie 23 Erwartungen an GMES Laufende feedback-loops zwischen Anwendern und Anbietern während des Entwicklungsprozesses Einbindung von Anwendern bereits in der Definitionsphase von Produkten und Services Ausreichende Vertretung von User-Interessen in den GMES Implementation Groups Einbindung von Bottom-up Ansätzen in den GMES Prozess Folie 24