Vorwarnung für Allergiker Neue Wege der Pollenvorhersage

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Rudolph Böhme
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1 Vorwarnung für Allergiker Neue Wege der Pollenvorhersage B. Vogel, H. Vogel, A. Pauling *, M. Rotach *, U. Kaminski +, J. Förstner + * MeteoSchweiz; + Deutscher Wetterdienst René Ostrowski René Ostrowski René Ostrowski Siegfried Jäger René Ostrowski KIT University of the State of Baden-Wuerttemberg and National Research Center of the Helmholtz Association

2 Warum Pollenvorhersagen? Pollen verursachen Allergien (Heuschnupfen, Asthma) Auskreuzung genveränderter Pflanzen Pollen beeinflussen möglicherweise die Wolkenbildung Interaktionen zwischen Luftverunreinigungen (z.b. NO x und Ruß) Aerosols and Climate Processes 2

3 Wie funktioniert die Pollenvorhersage bisher? + = Geringe räumliche und zeitliche Auflösung Aerosols and Climate Processes 3

4 Pollen newsletter Birch # m -3 no 0 0 weak moderate strong 3 > Schleswig-Holstein und Hamburg Inseln und Marschen / / / / 0 0 Geest, Schleswig-Holstein und Hamburg / / / 0,5 0,5 2 Mecklenburg-Vorpommern / / 0,5 0,5 1,5 2 Teilbereich: Westl. Niedersachsen/Bremen 0,5 0,5 1 1,5 1,5 2,5 Teilbereich: Östl. Niedersachsen / / / 1,5 1,5 3 Rhein.-Westfäl. Tiefland 0,5 0, Ostwestfalen / / ,5 Mittelgebirge NRW / / / 0,5 0,5 1 Brandenburg und Berlin / / / 2,5 2,5 3 Tiefland Sachsen-Anhalt / / / Harz / / / 0,5 0,5 1 Thüringen / / / 2 2,5 3 Mittelgebirge Thüringen / / / 0,5 1 Tiefland Sachsen 0,5 0,5 0,5 2,5 2,5 3 Mittelgebirge Sachsen / / / 0,5 0,5 1 Nordhessen und hess. Mittelgebirge / 0, Rhein-Main 0,5 0,5 1, Saarland 0,5 0,5 1 2,5 3 3 Rhein, Pfalz, Nahe und Mosel 0,5 0,5 1 2,5 3 3 Mittelgebirgsbereich Rheinland-Pfalz / / 0,5 1,5 1,5 2 Oberrhein und unteres Neckartal 0,5 0,5 1, Teilbereich: Hohenlohe/mittlerer Neckar/Obers / / 0,5 1,5 2 2,5 Mittelgebirge Baden-Württemberg / / / 0,5 1 2 Allgäu/Oberbayern/Bay. Wald / / / 0,5 2 2 Donauniederungen 0,5 0,5 1 2,5 2,5 3 Bayern nördl. der Donau, o. Bayr. Wald, o. Main 0,5 0,5 0, Mainfranken 0,5 0,5 0, Aerosols and Climate Processes 4

PolDACH Initiative Kooperation von DWD - ZAMG - MeteoSwiss und KIT: Entwicklung eines operationellen Modellsystems für Pollenausbreitung unter Verwenung von Methoden, wie sie

5 PolDACH Initiative Kooperation von DWD - ZAMG - MeteoSwiss und KIT: Entwicklung eines operationellen Modellsystems für Pollenausbreitung unter Verwenung von Methoden, wie sie in der Luftqualitätsmodellierung mit COSMO-ART bereits üblich sind. = operationelle Wettervorhersagemodell (DWD) Vogel et al., 2009, ACP (ART = Aerosols and Reactive Trace Gases)

6 Wie funktioniert ein numerisches Modell? Aerosols and Climate Processes 6

7 Was benötigen wir? Verteilung der spezifischen Vegetation: Emissionsmodell: F p c p q p LAI h u Ke Helbig et al., 2004 Parameterisierung des Starts der Pollensaison: Statistical Analysis: T 2m d J, for T 2m >9 C at 12 UTC, Feb 1

8 Prä-operationelle Birkenpollen Vorhersage 2010 Modellgebiet: COSMO-EU, x = 7 km Modellierter Zeitraum: Tägliche Vorhersage 2 x 78 h pro Tag

9 Prä-operationelle Birkenpollen Vorhersage 2010 Birch (betula) d t = 26 µm, p = 0,75 g cm -3 Pollenproduktion pro Saison: q p = Pollen m -2 Grenzwerte für Emissionen: T t = 8 C, U t = 60 %, v t = 3 m s -1

Vergleich: Vorhersage & Messung traditionelle Vorhersage, 20.04.2010 Modellvorhersage, 20.

10 Vergleich: Vorhersage & Messung traditionelle Vorhersage, Modellvorhersage, no data no not significant no weak weak weak moderate moderate moderate strong strong

Vergleich: Vorhersage & Messung traditionelle Vorhersage, 12.04.

11 Vergleich: Vorhersage & Messung traditionelle Vorhersage, Modellvorhersage, no data no not significant no weak weak weak moderate moderate moderate strong strong Heidke Skill Score = 0.54

HSS simulation Heidke Skill Score (HSS) für c > 50 # m -3 measurement yes no yes a b HSS a c 2 c ad d bc a b b d no c d 1.0 0.

12 HSS simulation Heidke Skill Score (HSS) für c > 50 # m -3 measurement yes no yes a b HSS a c 2 c ad d bc a b b d no c d simulation traditional HSS = 1: perfect forecast HSS = 0: random forecast April 2010

13 Courtesy to modelling group at MeteoSwiss

14 Ambrosia Pollen Aerosols and Climate Processes 14

15 Zusammenfassung und Ausblick Wir haben ein operationelles numerisches Vorhersagesystem für die Ausbreitung von Pollen entwickelt (Erweiterung von COSMO-ART). Defizite in der physikalischen Beschreibung, die es noch zu verbessern gilt. Hohe Anforderungen an Bestandskarten. Quasi operationelle Vorhersagen 2010 und 2011 beim DWD operationelle Vorhersagen bei MeteoSwiss. Ähnliche Vorhersagegüte wie das bisher verwendete semi-empirische Verfahren. Einbau weiterer Pollenarten (z.b. Ambrosia)

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