HISTORISCHE KLIMADATENSÄTZE FÜR DIE GEMEINDEN FLATTACH UND RAURIS

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1 HISTORISCHE KLIMADATENSÄTZE FÜR DIE GEMEINDEN FLATTACH UND RAURIS DATENBASIS, QUALITÄTSPRÜFUNG, REIHENZUSAMMENSETZUNG UND HOMOGENISIERUNG DER NIEDERSCHLAGS UND TEMPERATURREIHEN IN TÄGLICHER AUFLÖSUNG ZIELVEREINBARUNGEN 12 UND 25 FÜR DEN 2. ZWISCHENBERICHT EVA KORUS INGEBORG AUER ANITA JURKOVIĆ ALEXANDER ORLIK Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik WIEN, Juli

2 EINLEITUNG Echte Klimasignale aus langen Reihen meteorologischer Messdaten sind in den allermeisten Fällen durch nichtklimatische Einflüsse verfälscht. Dieser nonclimatic noise beruht im Wesentlichen auf zwei Faktoren: 1. den unvermeidbaren tatsächlichen Datenfehlern (Messfehler, Tippfehler) und 2. den Änderungen der Messbedingungen; wie z.b. Stationsverlegungen, Beobachterwechsel, Instrumententausch, Änderung der Beobachtungszeiten, Änderungen in den Vorschriften für Mittelwertsberechnungen etc.; die Inhomogenitäten in den Reihen verursachen. Um die tatsächlichen Signale zu detektieren, muss das Datenmaterial zunächst sorgfältig qualitätsgeprüft und korrigiert und dann in einem zweiten Schritt homogenisiert werden. Die Klimazeitreihen dürfen solange nicht zu Untersuchungen hinsichtlich Klimaänderungen herangezogen werden, bis die Daten hinsichtlich Qualität und Homogenität einwandfrei sind. Die im Rahmen von A Tale of Two Valleys durchgeführte vergleichende Analyse von Änderungen klimatischer Extreme in beiden Tälern erforderte vorerst eine intensive Auseinandersetzung mit dem klimarelevanten Datenmaterial im Untersuchungsraum. Im Vorfeld mussten Daten gesichtet und auf Verfügbarkeit geprüft werden. Archivmaterial der Hydrographischen Dienste Salzburg und Kärnten wurde digitalisiert und korrigiert, bereits vorhandene Daten vom Hydrographischen Zentralbüro (HZB) und der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) wurden einer weiterführenden Qualitätsprüfung unterzogen und Datenlücken geschlossen (WCDMP-WMO, 1986). Unter Einbeziehung der Stationsgeschichte (Metadaten, vgl. WCDMP-WMO. 2003a) wurden zunächst Niederschlagsreihen beider Teilregionen auf Monatsbasis homogenisiert und für die nördlich des Alpenhauptkamms gelegene Gemeinde Rauris zusätzlich homogenisierte Monatsreihen der Extremtemperaturen erarbeitet. Zum Einsatz kam hierbei die im Rahmen von ALOCLIM entwickelte HOCLIS- Software (Auer et al., 2001, S ). Anschließend wurden die neu erstellten Reihen 24stündiger Niederschläge und täglicher Temperaturextreme homogenisiert. Aus diesen homogenisierten sdatensätzen wurden Climate Change Indizes berechnet, die eine gute regionale Vergleichbarkeit von Klimaänderungen gewährleisten (WCDMP-WMO, 2003b). 2

3 DATENBASIS Bereits zu Projektbeginn wurde eine detaillierte Bestandserfassung digital verfügbarer Daten sowie auch des in adäquatem Zeitrahmen bearbeitbaren Materials vorgenommen (s. Tab.1). Tab. 1: Datenverfügbarkeit unterschiedlicher zeitlicher und räumlicher Auflösung, sowie Bestand an Karten und Fotomaterial zu vergletschertem Gebiet im Untersuchungsraum. T A G E S D A T E N früheste Aufzeichnungen R01 S01 S10 T01 R01 S01 S10 T01 K BUCHEBEN *BADGASTEIN / BÖCKSTEIN RAURIS SONNBLICK *ZELL AM SEE DOELLACH FLATTACH Dauerbetrieb ab HEILIGENBLUT INNERFRAGANT KLEINDORF *MALLNITZ OBERVELLACH STALL ORIGINAL MONATSREIHEN (Lücken ergänzt) R02 R11 T12 T22 T31 T32 BADGASTEIN / BÖCKSTEIN SONNBLICK ZELL AM SEE HOMOGENISIERTE MONATSREIHEN 1 2 P99 T01 R01 N01 SU1 H01 H11 BADGASTEIN / BÖCKSTEIN RAURIS SONNBLICK ZELL AM SEE R01 T01 P99 1 Auflösung, low -grid Auflösung, high grid /6 Auflösung (ALPIMP Efthymiadis) H I S T A L P - D A T E N S Ä T Z E GRID-DATENSÄTZE (aus homogenisierten Monatsreihen) P E G E L D A T E N (HD-Jahrbücher und HD-Homepage) Pegel monatl. Abflussspitzen (online) BUCHEBEN BÖCKSTEIN BAD HOFGASTEIN RAURIS ZELL AM SEE (SEEPEGEL) (Wasserstand) RANIGOSSBRÜCKE FLATTACH MALLNITZ WINKLERN

4 D A T E N G O L D B E R G G R U P P E SCHNEEPEGEL TOTALISATOREN Nr. Name ab Nr. Name ab Goldbergkees PG 1 Unterer Goldbergkeesboden 1928 G1 Kolm-Saigurn 1927 PG 2 Oberer Goldbergkeesboden 1928 G2 Radhaus 1927 PG 3 Steilhang 1928 G3 Rojacherhütte 1927 PG 4 Untere Brettscharte 1971 G4 Sonnblick horizontal 1927 PG 5 Obere Brettscharte 1971 G5 Sonnblick hangparallel 1960 PG 6 Fleißscharte 1928 W1 Stausee 1981 Wurtenkees PW W3 Gletscherzunge 1981 unten PW W4 Steilabbruch 1981 PW PW PW PW PW Wurtenkees PW oben PW PW PW PW PW PW PW 28? PW PW PW SONNBLICKKLIMATOGRAPHIE MIT DIGITALEN KLIMAKARTEN VON 1961 BIS 1990 GLETSCHERFOTOS / -ORTHOFOTOS Fotos ab bis Orthofotokarte berechnet aus Luftbildern 1998 Goldbergkees 1829 dato Länge Breite Wurtenkees 1896 dato Sonnblick Erläuterungen H01 mittlere relative Feuchte T01 Temperaturmittel H11 mittlerer Dampfdruck T12 absolutes Temperaturmaximum K zus. Klimabeobachtungen (Hagel, Gew itter etc.) T22 absolutes Temperaturminimum N01 mittlerer Bedeckungsgrad T31 Zahl der Frosttage (Tmin < 0 C) P99 Luftdruckmittel (red&station) T32 Zahl der Eistage (Tmax < 0 C) R01 Niederschlagssumme * Zusatzstation R02 Niederschlagsmaxima keine Daten verfügbar R11 Zahl der mit Niederschlag >= 1mm 1 Relativw erte S01 Schneehöhe 2 Absolutw erte S10 SU1 Neuschneesumme mittlere Sonnenscheindauer Die Zusammenstellung beinhaltet auch eine Übersicht homogenisierter Zeitreihen des HISTALP-Datensatzes (Auer et al., 2007a) und eine Zusammenschau verwendbarer Griddatensätze (Auer et al., 2007a, Efthymiadis et al., 2006) aus dem Projektgebiet. 4

5 Die Tabelle veranschaulicht, dass die Datenverfügbarkeit für beide Täler unterschiedlich ausfällt: Die Gemeinde Rauris verfügt mit der seit 1875 bestehenden ZAMG-Messstation über eine sehr lange Reihe täglicher Aufzeichnungen, die zwar nicht lückenlos und überdies von fünf belegten Stationsverlegungen betroffen ist, aber zumindest aus dem Gemeindegebiet stammen. Wohingegen im Ort Flattach von 1895 bis Anfang 1922 eine Messstation des Hydrographischen Dienstes Kärnten betrieben wurde und dann ab 1968 die Station Kleindorf in Betrieb genommen wurde. Zusätzlich existieren Niederschlagsmessungen aus Innerfragant seit Seitens der ZAMG wurde nie eine Klimastation betrieben, und auch aus dem weiteren Umkreis waren vor 1948 kaum ZAMG sdatensätze verfügbar. Um nun eine für die Gemeinde Flattach repräsentative Reihe zu erhalten, war es notwendig, Daten nahe gelegener Stationen miteinzubeziehen, was eine ressourcenintensive Aufbereitung einer Vielzahl täglicher Messwerte nach sich zog: tägliche Niederschlags-, Schnee- und Neuschneedaten sowie Temperatur- Terminwerte des Hydrographischen Dienstes Kärnten mussten zum Teil neu erhoben und das bereits an der ZAMG verfügbare HZB-Material komplett überarbeitet werden. Im Messprogramm der HZB-Stationen war die Messung von Extremtemperaturen nicht vorgesehen, so dass keine historischen Extremtemperaturreihen für Flattach erstellt werden konnten. Wie viel Material mit täglicher Auflösung im Vorfeld der Reihenerstellung für beide Gemeinden komplett überarbeitet wurde zeigt Tabelle 2. Tab. 2: Neu bearbeitetes Datenmaterial verschiedener Stationen in beiden Gemeinden (Niederschlag: 24-stündig, Temperatur: Terminwerte von 7, 14, 21 Uhr, * nur 7 Uhr). Übersicht ohne Angabe von Datenlücken. STATION Niederschlag Temperatur von bis von bis Badgastein 08/ / / /1937 Böckstein 11/ / / /1939 * Rauris 07/ / / /1904 Bucheben 01/ / / /1984 Flattach 01/ / / /1922 Innerfragant 01/ / / /1997 Kleindorf 08/ / / /1997 Mallnitz 01/ / Obervellach 01/ / Stall 01/ / Döllach 04/ / Darüber hinaus wurden auch Monatsdaten, wie beispielsweise Niederschlagssumme, höchster sniederschlag, Anzahl der Niederschlagstage, mittlere Lufttemperatur, Monatsmaximum und minimum der 5

6 Temperatur, Frost-, Eis-, Sommertage, dieser und weiterer Stationen (z.b. von Heiligenblut, Malta, Winklern) aus Jahrbüchern der Hydrographischen Dienste und der ZAMG eingegeben, die zur Qualitätskontrolle und Homogenisierung benötigt wurden. QUALITÄTSPRÜFUNG Die historischen Klimadaten von Niederschlag und Temperatur wurden in mehreren Schritten sorgfältigen Qualitätsprüfungen unterzogen. Nötig war dies nicht nur beim Datenmaterial der Hydrographischen Dienste Salzburg und Kärnten: auch an der ZAMG bereits digital vorhandene, vorgeprüfte Werte der Datenbank wurden nochmals eingehend auf Plausibilität geprüft sowie unter Heranziehung neu erfassten Datenmaterials von Nachbarstationen gecheckt und korrigiert. Die in den letzten Jahren im Rahmen verschiedener Projekte, wie z.b. FORALPS ( StartClim1 (Schöner et al. 2003) erfolgte Datenverdichtung unterstützte dieses Vorhaben. Auch der bereits Outlier bereinigte HISTALP-Datensatz (Auer et al. 2007a) diente als wertvolle Quelle, um auffällige oder zweifelhafte Werte aufzuspüren. Besonderes Augenmerk lag in der Korrektur des Niederschlags: HZB und ZAMG folgten unterschiedlichen Konventionen bzgl. der zeitlichen Zuordnung von 24-stündigen Niederschlägen, so dass sich Verschiebungen in den Zeitreihen ergeben, und daher die Monatsummen nicht immer mit Jahrbucheinträgen (Hydrographisches Zentralbüro: Hydrographische Jahrbücher von Österreich) übereinstimmten. Darüber hinaus ist die zeitliche Zuordnung bei älteren HZB-Daten meist schlecht dokumentiert. Da das historische Datenmaterial insbesondere der Hydrographischen Dienste keine Zusatzelemente wie z.b. Relative Luftfeuchte oder Bedeckungsgrad enthält, konnten keine Standard-Korrekturprogramme der ZAMG verwendet werden. Die Schwerpunkte der Qualitätskontrolle lagen daher bei in einer internen Datenprüfung und einer räumlichen Überprüfung (WCDMP-WMO, 1986). METADATEN, REIHENERGÄNZUNG UND REIHENZUSAMMENSETZUNG Im Zusammenhang mit der Auswertung von Klimazeitreihen kennzeichnet der Begriff Metadaten notwendige Zusatzinformationen über eine Station und die zugehörigen meteorologischen Messwerte, damit diese korrekt interpretiert und verwendet werden können (WCDMP-WMO. 2003a). Wie andere Wetter- oder Klimastationen, waren auch Die Messstationen in Rauris und die repräsentativen Stationen für Flattach waren wie auch andere Wetteroder Klimastationen in den letzten 100 Jahren zahlreichen Einflüssen ausgesetzt, die das Datenmaterial hinsichtlich der Aussagefähigkeit eines Klimasignals stark beeinflussen: Stationsverlegungen und unterbrechungen, Beobachterwechsel, 6

7 Instrumentenaustausch oder auch Änderungen der Beobachtungszeiten bewirken unterschiedlich starke Inhomogenitäten in den Messreihen, die ein vorhandenes Klimasignal verdecken, verstärken oder gar umkehren können (Auer et al., 2003). Für Rauris sind insgesamt fünf Verlegungen schriftlich belegt (vgl. Abb. 1), Beobachterwechsel gab es zumindest 12mal, von zahlreichen Instrumentenwechseln ganz zu schweigen. Diese Informationen zur Stationsgeschichte von Rauris (Metadaten) wurden sowohl in die Qualitätskontrolle als auch letztendlich in den Homogenisierungsprozess (siehe nächstes Kapitel) einbezogen Kläranlage 1947 Gartenhotel zur Post 1992 TAWES Hochalmbahn Abb. 1: Drei Standorte der Wetterstation Rauris in den letzten sechzig Jahren. Zwei (1930 und 1949) der insgesamt fünf schriftlich belegten Stationsverlegungen sind heute nicht mehr eindeutig verortbar. Wie auch andere langjährige, historische Messreihen Österreichs, sind die täglichen Aufzeichnungen aus Rauris und dem Gebiet Flattach nicht lückenlos: speziell in den Kriegs- und Nachkriegsjahren wurden die Messungen zum Teil eingestellt oder die Aufzeichnungen gingen verloren. Aber auch Ausfälle und Fehlfunktionen von Messgeräten, Beobachterwechsel oder die Aufgabe der Messung eines Elements verursachen Datenlücken. Waren die Lücken hinreichend kurz, und die Werte gut korrelierender Nachbarstationen für den entsprechenden Zeitraum vorhanden, so können fehlende sniederschläge 7

8 und tägliche Temperaturen vervollständigt werden. In Abbildung 2 sind die zur Ergänzung und Qualitätskontrolle verwendeten Stationen im Untersuchungsraum gekennzeichnet. Abb. 2: Übersichtskarte zu im Untersuchungsraum verwendeten Stationen Die folgenden Fotos geben einen Eindruck von den Umgebungsverhältnissen und der Aufstellung verschiedener Messgeräte eines historischen sowie des aktuellen Standorts. 8

9 Abb. 3: Fotos der Wetterstation Rauris auf 943m Seehöhe in Nordost- und Ostrichtung im Jahr Links ist das Niederschlagsmessgerät zu erkennen. Quelle: Stationsarchiv der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien. Abb. 4: Fotos der aktuellen Wetterstation Rauris auf 950m Seehöhe in Nord-, Süd-, Ostund Westrichtung. Auf den Bildern N, S und E ist der 10 Meter hohe Windmast mit den Windmessgeräten zu erkennen, das Bild W zeigt die strahlungsgeschützte Wetterhütte in 2 Metern Höhe und das Niederschlagsmessgerät. Quelle: Stationsarchiv der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien. 9

10 Zur Datenergänzung wurden mittlere Monatsdifferenzen oder quotienten eines langjährigen Zeitraums (zumindest zehn Jahre) zweier gut korrelierender Stationen einer Region herangezogen: Handelte es sich um ein kumulatives Element wie Niederschlag, so wurden mittlere monatliche Quotienten berechnet (Quotientenmethode). Dahingegen wurden bei dem Element Temperatur die mittleren monatlichen Differenzen gebildet und zu den swerten der Ergänzungsstation addiert (Differenzenmethode). Für die Temperaturergänzungen der Rauriser Reihen wurden gemäß der jahreszeitlichen Korrelationen entsprechend Daten von Badgastein/Böckstein, Dorfgastein und Hofgastein herangezogen. Abbildung 5 zeigt die saisonalen Korrelationen der Messreihen von Rauris mit jenen der Vergleichsstationen Badgastein und Zell am See auf Basis täglicher Temperaturextreme. Da jedoch von Zell am See leider keine sdaten vor 1948 verfügbar sind, konnte diese gut korrelierende Station nicht verwendet werden RAU_tmax-BGA_tmax RAU_tmax-ZEL_tmax 1.00 RAU_tmin-BGA_tmin RAU_tmin-ZEL_tmin r r Frühjahr Sommer Herbst Winter Frühjahr Sommer Herbst Winter Abb. 5: Saisonale Korrelationen täglicher Extremtemperaturen von Rauris und Badgastein im Zeitraum (links: Temperaturmaximum, rechts: Temperaturminimum) Wie das Diagramm zeigt, sind die Korrelationen der Temperaturmaxima im Winter am schwächsten, wohingegen die Minimumstemperaturen im Sommer weniger gut korrelieren. Um den Niederschlag zu komplettieren, wurde zusätzlich die Hydrostation Bucheben aus dem Gemeindegebiet von Rauris herangezogen. Die nachfolgende Tabelle enthält Metadaten von Rauris, Abbildung 6 veranschaulicht, wie die Niederschlagsreihe von Rauris aus den einzelnen Messstandorten des Hydrographischen Dienstes Salzburg und der ZAMG zusammengesetzt wurde, und mit welchen Nachbarstationen einzelne Lücken geschlossen wurden. Die Zeitpunkte von Standort- bzw. Seehöhenänderungen sowie Beobachterwechseln stammen zeitweise nicht mit Änderungen der Messwertzusammensetzung überein, was daran lag, dass zeitweilig Messstationen parallel betrieben wurden oder Stationsprotokolle nicht am 10

11 aktuellsten Stand waren, sprich die Station schon früher als in den Rapporten verzeichnet, verlegt wurde. Tab 3: Metadaten zur Station Rauris gültig für den Zeitraum HD / ZAMG Beobachter Monat / Jahr Beobachterwechsel Stationsart Lage Seehöhe [m asl] JB-HD Schernthaner 1901 HD-Station 916 JB-HD Bendl 1905 HD-Station 916 JB-HD Rasser 1923 HD-Station Marktstr ZAMG Maedel 1930 Rauris Klima Forsthaus am Nordausgang des Ortes 943 ZAMG Jebinger 1933 Rauris Klima 943 ZAMG Schattauer 1935 Rauris Klima 943 ZAMG Gruber 1947 Rauris Synop Garten Hotel zur Post 945 ZAMG Großmann 1948 Rauris Synop 945 ZAMG Narholz 1949 Rauris Synop Markt ZAMG Rohrmoser 1961 Rauris Synop 945 ZAMG Huber 1989 Rauris Nord Rauris Kläranlage 945 ZAMG Gerstgraser 1992 TAWES Hochalmbahn

12 1895 J F M A M J J A S O N D SHÄ BW KODIERUNG SEEHÖHE [m asl] 1900 Fehlwert / Hydro Rauris Rauris 943, Rauris Rauris Rauris ERGÄNZUNGS- STATION SEEHÖHE [m asl] Bucheben 1140 Badgastein 975, 1086 Böckstein 1127, Abb. 6: Niederschlagsreihe Rauris mit Standort- und Beobachterwechseln (BW), Seehöhenänderungen (SHÄ)

13 Für die Gemeinde Flattach musste die Niederschlagsreihe, wie bereits erwähnt, aus mehreren Stationen zusammengesetzt werden. Auch hier erfolgte die Auswahl gemäß jahreszeitlicher Korrelationen und natürlich digitaler Verfügbarkeit. Die nachstehende Abbildung zeigt den engen räumlichen Zusammenhang verschiedener Stationen ausgedrückt als Korrelationskoeffizienten des Niederschlags von Kleindorf mit Nachbarstationen unterschiedlicher Höhe. Die Korrelationsberechnungen wurden für jenen Zeitraum durchgeführt in denen annähernd vollständige Datensätze aller benötigten Stationen zur Verfügung standen KORRELATION VON TAGESNIEDERSCHLÄGEN KLEINDORF_OBERVELLACH KLEINDORF_STALL KLEINDORF_MALLNITZ KLEINDORF_INNERFRAGANT r Frühjahr Sommer Herbst Winter Abb. 7: Saisonale Korrelationen 24-stündiger Niederschlagssummen von Kleindorf 735m mit den Stationen Obervellach 675m, Stall 820m, Mallnitz 1185m, Innerfragant 1195m im Zeitraum Das Diagramm veranschaulicht, dass die saisonalen Unterschiede weitaus deutlicher ausfallen als die Unterschiede zwischen den Stationen. Eine Ausnahme stellt der Winter dar, für den die beiden sehr viel höher als Flattach gelegenen Standorte Mallnitz (Nachbartal) und Innerfragant eindeutig schlechtere Korrelationen zeigen als die in vergleichbarer Höhenlage befindlichen Stationen Obervellach und Stall (beide im Mölltal). Den schwächsten Zusammenhang sieht man bei den Sommerniederschlägen, bedingt durch den Anteil kleinräumiger konvektiver Niederschlagsereignisse. Bedenkt man aber das generell hohe Korrelationsniveau von über 0.8, so wird deutlich, dass die einzelnen Reihen durchaus zu einer einzigen, synthetischen Reihe zusammengesetzt werden dürfen. Aus welchen Subabschnitten diese für Flattach repräsentative, synthetische Niederschlagsreihe kombiniert ist, wann es Seehöhenänderungen oder / und Beobachterwechsel gab und auch welche Lücken nicht geschlossen werden konnten, ist der Abbildung 8 zu entnehmen. 13

14 1895 J F M A M J J A S O N D SHÄ BW KODIERUNG SEEHÖHE [m asl] Fehlwert / 1900 Flattach 700 Kleindorf 735 Stall Obervellach 675 Mallnitz Abb. 8: Kombinierte (synthetische) Niederschlagsreihe für Flattach mit Änderungen der Seehöhe (SHÄ) und Beobachterwechseln (BW)

15 HOMOGENISIERUNG Die vorab geschilderten Inhomogenitäten wurden mittels einer Kombination aus direkten Methoden, nämlich dem Einbinden von Metadaten, und indirekten Methoden, das Heranziehen gut korrelierender Nachbarstationen, bereinigt und die Reihen somit homogenisiert. Die Detektion der abrupten Änderungen kann mit verschiedenen statistischen Tests, wie z.b. die relativen Homogenitätstests nach Alexandersson (Alexandersson, 1986), nach Mestre (Mestre 2005,) nach Szentimrey (Szentimrey 1999) oder nach Craddock (Craddock 1979) erfolgen. An der ZAMG arbeitet man seit vielen Jahren mit dem Softwarepaket HOCLIS, welches auf dem einfachen Craddock Verfahren beruht. In der Zwischenzeit jedoch wurde HOCLIS mehrmals modifiziert und verbessert, sodass mit dessen Hilfe unter anderem auch der HISTALP Datensatz (Auer et al. 2007a) geschaffen werden konnte. Aufgrund der weiteren Verdichtung des bereits vorhandenen Datenmaterials der Niederschlagsreihe von Rauris waren noch weitere Verbesserungen möglich. Die Abbildung 9(a) und (b) zeigt Kurven von HOCLIS für die Niederschlagssummen an beiden Stationen. 15

16 (a) 16

17 (b) Abb. 9: HOCLIS Testergebnisse von den Niederschlagssummen für die Gebiete Rauris (a) und Flattach (b). Rauris wurde mit Badgastein, Bucheben und Zell am See getestet, Flattach wurde mit Kals, Lienz und Millstatt verglichen. 17

18 Auf Grundlage dieser Testergebnisse wurden die in Tabelle 4 zusammengestellten Sprünge festgelegt, wobei nur das jeweilige Jahr angegeben wurde. Für die Homogenisierung selbst mussten die Sprünge noch genauer, also einem bestimmten Monat, zugeordnet werden, wobei die Metadaten zur Stationsgeschichte genauer betrachtet wurden. Tab. 4: Vorher-Nachher-Sprünge (Breaks)in den Messreihen von Niederschlagssummen und Temperatur für Rauris und Flattach. SPRÜNGE RAURIS SPRÜNGE FLATTACH NIEDERSCHLAG 1906, 1925, 1953, 1961, , 1922, 1932, 1995 TEMPERATUR 1946, 1970, 1989 (Tmax, Tmin) 1921, 1947, 1956 (Tmean) Das Anbringen der Adjustments (der geglätteten Monatsfaktoren) auf sdaten ist für Niederschlag und Extremtemperaturen unterschiedlich, wobei es bislang noch keine allgemein approbierten Methoden gibt (COST Action HOME, Mestre 2007). In Anlehnung an Vincent et al., 2002 und Brunetti et al., 2004 wurden im Falle des Niederschlags die Vorher / Nachher-Quotienten direkt an jede ssumme angebracht - Monatssprünge waren aufgrund der hohen Tagzu-Tag-Variabilität beim Element Niederschlag vernachlässigbar. Diese Methode setzt allerdings voraus, dass die Monatsreihe der Anzahl der Niederschlagstage nicht durch Inhomogenitäten gestört ist, was nach den durchgeführten HOCLIS Testergebnissen akzeptabel erschien. Bei der Temperatur war es zusätzlich nötig, die an jeden Tag angebrachten Vorher / Nachher-Differenzen zu glätten, um Sprünge zu den Monats- und Jahreswechseln zu eliminieren. Hierzu wurde ein 30- GAUSS-Filter verwendet, der auch die Ränder zu Reihenbeginn und ende realistisch modelliert. Die einzelnen Homogenisierungsschritte zeigten auch, dass die täglichen Reihen für Klimaänderungsanalysen nicht ab Aufzeichnungsbeginn herangezogen werden können: Sprünge gerade zu Reihenbeginn konnten wegen ungenügender Stationsdichte in der Vergangenheit nicht homogenisiert werden, so dass die Rauriser Extremtemperaturreihen mit täglicher Auflösung erst 1936 beginnen. Die homogenisierte Rauriser Niederschlagsreihe zeigt ab 1901 verlässliche Ergebnisse, die Reihe von Flattach ab Alle homogenisierten sdatensätze enden mit dem Jahr 2006, können aber bei Bedarf jährlich aktualisiert werden solange keine neuen Inhomogenitäten die Reihen stören. REGIONALE AUSWERTUNG HINSICHTLICH KLIMATISCHER EXTREME (27 KLIMAINDIZES) Zur Auswertung des Auftretens extremer Wetterereignisse in den letzten hundert Jahren wurden die von der CLIVAR-Gruppe entwickelten 27 Klimaindizes (siehe Tabelle 5), die eine sehr gute regionale Vergleichbarkeit gewährleisten (Karl et al. 1999, WCDMP-WMO 2003b) herangezogen. Die Berechnung der Indizes 18

19 erfolgte auf Grundlage homogenisierter sniederschläge sowie täglicher Temperaturmaxima und minima, jeweils in Relation zu einer Vergleichsperiode (im Falle des 2-Täler-Projektes ) mit dem R-basierten Package RClimDex 1.0. Tab. 5: Liste der 27 Kern-Indikatoren ID Indikator Name Definition Einheit FD0 Frosttage Jährliche Anzahl an n mit TN (tägliches Minimum) <0ºC SU25 Sommertage Jährliche Anzahl an n mit TX (tägliches Maximum) >25ºC ID0 Eistage Jährliche Anzahl an n mit TX (tägliches Maximum) <0ºC TR20 Tropische Nächte Jährliche Anzahl an n mit TN (tägliches Minimum) >20ºC Wachstumsperiode Jährliche (1. 1 bis auf der Nordhalbkugel,) Anzahl an GSL n zwischen erstem Auftreten von mind. 6 aufeinander folgenden n mit TG (smittel) >5ºC und erstem Auftreten von mind. 6 aufeinander folgenden n nach dem 1. Jul mit TG <5ºC TXx Max Tmax Absolutes Monatsmaximum der smaxima ºC TNx TXn TNn TN10p TX10p TN90p TX90p WSDI CSDI DTR RX1day Rx5day SDII R10 R20 Rnn Max Tmin Min Tmax Min Tmin Kalte Nächte Kalte Warme Nächte Warme Index für Hitzeperioden Index für Kälteperioden Tägliche Temperaturschwankun g Max 1- sniederschlag Max 5- sniederschlag Einfacher sniederschlagsint ensitätsindex Anzahl von n mit Niederschlag Anzahl von n mit Niederschlag Anzahl von n mit mehr als nn mm (nn Absolutes Monatsmaximum der sminima ºC Absolutes Monatsminimum der smaxima ºC Absolutes Monatsminimum der sminima ºC Perzentilüberschreitung: Prozentanteil an n mit TN<10. Perzentil Perzentilüberschreitung: Prozentanteil an n mit TX<10. Perzentil Perzentilüberschreitung: Prozentanteil an n mit TN>90. Perzentil Perzentilüberschreitung: Prozentanteil an n mit TX>90. Perzentil Jährliche Anzahl an n innerhalb zumindest 6-tägiger Perioden mit TX>90. Perzentil Jährliche Anzahl an n innerhalb zumindest 6-tägiger Perioden mit TN<10. Perzentil Mittlere monatliche Temperaturdifferenz von TX und TN ºC Monatliches Niederschlagsmaximum von 1 Tag Monatliches Niederschlagsmaximum von 5 aufeinander folgenden n Jahresniederschlagssumme dividiert durch die jährliche Anzahl an n mit Niederschlag >=1.0mm Jährliche Anzahl an n mit Niederschlag >=10mm Jährliche Anzahl an n mit Niederschlag >=20mm Jährliche Anzahl an n mit Niederschlag >=nn mm, nn ist ein benutzerdefinierter Schwellenwert mm mm mm /Tag 19

20 frei wählbar) CDD CWD R95p R99p PRCPTOT Andauer von trockenen n Andauer von Niederschlagstagen Sehr niederschlagsreiche Extrem niederschlagsreiche Jahresniederschlag an Niederschlagstagen Längste Periode auf einander folgender mit RR (Niederschlag) <1mm Längste Periode auf einander folgender mit RR>=1mm Perzentilüberschreitung: Jahresniederschlagssumme an n mit RR>95. Perzentil Perzentilüberschreitung: Jahresniederschlagssumme an n mit RR>99. Perzentil Jahresniederschlagssumme PRCP an Niederschlagstagen (RR>=1mm) mm mm mm Erste Ergebnisse zu Änderungen der Climate Change Indizes können dem Bericht 18 Extremereignisse.doc (AUER et al, 2007b) entnommen werden. Weiters dienten die erarbeiten Niederschlags- und Temperaturreihen als Arbeitsgrundlage zu folgenden Projektstudien: Auer I, Böhm R, Korus E Klimapotential für den Tourismus in Flattach Auer I, Böhm R, Korus E Klimapotential für den Tourismus in Rauris Böhm R, Korus E, Auer I Klimapotential für erneuerbare Energien in Flattach Böhm R, Korus E, Auer I Klimapotential für erneuerbare Energien in Rauris Böhm R, Auer I, Korus E Das Klima der letzten beiden Jahrhunderte in Flattach Böhm R, Auer I, Korus E Das Klima der letzten beiden Jahrhunderte in Rauris Prettenthaler F, Amrusch P, Habsburg-Lothringen C Der Zusammenhang zwischen Einkommen und Wetterdaten in Flattach und Rauris unter Berücksichtigung der Nächtigungsdauer 20

21 LITERATUR UND WEB-LINKS Alexandersson H A homogeneity test applied to precipitation data. J. Climatol. 6: Auer I, Böhm R, Schöner W Austrian long-term climate multiple instrumental climate time series from Central Europe. Technical Report 25, Central Institute for Meteorology and Geodynamics, Vienna, pp 147 Auer I, Böhm R, Leymüller M, Schöner W, Kaiser A, Scheifinger, Langer M., Schneider S und Häberli C, 2002: Das Klima des Sonnblicks Klimaatlas und Klimatographie der GAW Station Sonnblick einschließlich der umgebenden Gebirgsregion. Österr. Beiträge zu Meteorologie und Geophysik, Heft 28, 305 S, 56 Farbkarten, 1 Orthophotokarte + 1 CD ROM. Auer I, Böhm R, Dobesch H, Hofinger S, Koch E, Mohnl H, Niedermoser B, Ohms A, Potzmann R, Scheifinger H, Staudinger M, Ungersböck M Klimatographie von Salzburg , (mit teilweisen Ergänzungen bis 2000). Verfügbar online: Auer I, Böhm R, Jurkovic A, Lipa W, Orlik A, Potzmann R, Schöner W, Ungersböck M, Matulla C, Briffa K, Jones PD, Efthymiadis D, Brunetti M, Nanni T, Maugeri M, Mercalli L, Mestre O, Moisselin JM, Begert M, Müller-Westermeier G, Kveton V, Bochnicek O, Stastny P, Lapin M, Szalai S, Szentimrey T, Cegnar T, Dolinar M, Gajic-Capka M, Zaninovic K, Majstorovic Z, Nieplova E. 2007a. HISTALP Historical Instrumental Climatological Surface Time Series of the Greater Alpine Region. Int. J. Climatol. 27: Verfügbar online in Wiley InterScience ( DOI: /joc.1377, Auer I Precipitation Measurements in a high Alpine Region- intercomparisons of different measuring systems. TECO 92, WMO/TD No.462, , Vienna Auer I, Böhm R, Mohnl H. Potzmann R, Schöner W, Skomorowski P. 2001: ÖKLIM Digitaler Klimaatlas Österreichs. CD-ROM, ZAMG, Wien. Auer I, Böhm R, Korus E. 2007b. Extremereignisse in den Gemeinden Flattach und Rauris. ZV 18 für den 2. Zwischenbericht. Auer I, Böhm R, Korus E, Schöner W Zeitliche Repräsentativotätsanalyse 50jähriger Klimadatensätze im Hinblick auf die Beschreibung der Variabilität von Extremwerten. Endbericht Projekt 2 im Rahmen von StartClim Startprojekt Klimaschutz: Erste Analysen extremer Wetterereignisse und ihrer Auswirkungen in Österreich Brunetti M, Maugeri M, Monti F, Nanni T Changes in daily precipitation frequency and distribution in Italy over the last 120 years. J. Geophys. Res., Vol. 109, D05102, doi: /2003JD Craddock, J M Methods of Comparing Annual Rainfall Records for Climatic Purposes. Weather 34, Efthymiadis D, Jones PD, Briffa KR, Auer I, Böhm R, Schöner W, Frei C, Schmidli J Construction of a 10-min-gridded precipitation data set for the Greater Alpine Region for Journal Geophysical Research: 111, D01105, doi: /2005jd FORALPS. 2005: Projektshomepage:( Hydrographischer Dienst in Österreich Die Niederschläge, Schneeverhältnisse und Lufttemperaturen in Österreich im Zeitraum Beiträge zur Hydrographie Österreichs, Heft 52. Hydrographisches Zentralbüro Wien. 21

22 Hydrographisches Zentralbüro (jährlich). Hydrographische Jahrbücher von Österreich, Serie mit bis dato 110 erschienenen Bänden. HZB Flächenverzeichnis der österreichischen Flussgebiete Salzachgebiet und Inngebiet unterhalb der Salzach. Beitr. Z. Hydrographie Österreichs, Heft 51 Karl TR, Nicholls N, Ghaszi A CLIVAR/GCOS/WMO Workshop on indices and indicators for climate extremes: Workshop summary. Climatic Change 42:3-7 Lauscher A, Lauscher F Jahre Wetterbeobachtungen in Rauris. Jahresbericht des Sonnblick-Vereines für die Jahre : 74-75: Springer Verlag. Mestre O Step-by-step procedures for choosing a model with change-points. In Proceedings of the second seminar for homogenisation of surface climatological data. Budapest, Hungary, WCDMP-No.41, WMOTD, No.962: Mestre O COST ES0601 HOME. Advances in homogenisation methods of climate series: an integrated Approach. Moberg A, Jones PD, Lister D, Walther A, Brunet M, Jacobeit J, Alexander LV, Della-Marta PM, Luterbacher J, Yiou P, Deliang C, Klein Tank AMG, Saladie O, Sigro J, Aguilar E, Alexandersson H, Almarza C, Auer I, Barriendos M, Begert M, Bergström H, Böhm R, Butler CJ, Caesar J, Drebs A, Founda D, Gerstengarbe FW, Micela G, Maugeri M, Österle H, Pandic K, Petrakis M, Srnec, Tolasz R, Tueomenvirta H, Werner PC, Liderholm H, Philipp A, Wanner H, Xoplaki E Indices for daily temperature and precipitation extremes in Europe analysed for the period J. Geophys. Res.: 111, D22106, doi: /2006jd Schöner, W., Auer, I., Böhm, R., Thaler S Qualitätskontrolle und statistische Eigenschaften ausgewählter Klimaparameter auf swertsbasis im Hinblick auf Extremwertanalysen. Endbericht Projekt 1 im Rahmen von StartClim Startprojekt Klimaschutz: Erste Analysen extremer Wetterereignisse und ihrer Auswirkungen in Österreich Szentimrey T Multiple analysis of series for Homogenisation (MASH). In Proceedings of the second seminar for homogenisation of surface climatological data. Budapest, Hungary, WCDMP-No.41, WMO-TD, No.962: Vincent, L.A., Zhang, X., Bonsal, B.R., Hogg, W.D. 2002: Homogenization of Daily Temperatures over Canada. Journal of Climate Vol.15, No.11: WMO. 1983: Guide to Climatological Practices, 2 nd Edition. WMO No World Meteorological Organization, Geneva. Verfügbar online: WCDMP-WMO. 2003a: Guidance on Metadata and Homogenization. WCDMP-53 / WMO/TD No. 1186, World Meteorological Organization, Geneva. Verfügbar online: 53.pdf WCDMP-WMO. 2003b: Report Of The CCL/CLIVAR Expert Team On Climate Change Detection, Monitoring And Indices (ETCCDMI) (Norwich, UK November 2003). WCDMP-54 / WMO-TD No World Meteorological Organization, Geneva. Verfügbar online: WCDMP-WMO. 1986: Guidelines on the Quality Control of Surface Climatological Data. WCP-85 / WMO/TD No. 111, World Meteorological Organization, Geneva. 22