Numerische Pollenvorhersage

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1 Numerische Pollenvorhersage Eine Einführung BFW November 2013 Helfried Scheifinger

2 Übersicht 1. Motivation Allergie, AQ Problem 2. Motivation Warnung für Allergiker 3. Qualitative Pollenvorhersage 4. Analyse Phänologie Pollen Wetter 5. Quantitative Pollenvorhersage Scheifinger

3 Übersicht 1. Motivation Allergie, AQ Problem 2. Motivation Warnung für Allergiker 3. Qualitative Pollenvorhersage 4. Analyse Phänologie Pollen Wetter 5. Quantitative Pollenvorhersage Scheifinger

4 COST ES0602, COST ES0603 and WMO Joint Workshop 2009 Chemical and Biological Weather ForecasBng: State of the art and future perspecbves Conclusions Air quality (AQ) is sbll a health issue of a major European and global concern. Despite success in emission reduc@ons, recent repor@ng for Europe reflects only limited progress in AQ. Especially for O 3 and PM 10 no improvements was observed during the last 10 years. Natural allergenic species, in parbcular, pollen, are an air quality issue of major concern. Allergies are increasing globally and the projected health impacts are alarming. S@ll, harmful allergenic species are currently not controlled by regulatory policies and measures.

5 COST ES0602, COST ES0603 and WMO Joint Workshop 2009 Chemical and Biological Weather ForecasBng: State of the art and future perspecbves Conclusions There is a mounbng evidence of intensive interacbons between chemical and biological pollutants. E.g., the allergies to airborne pollen can substanbally increase in the presence of chemical pollutants, such as NO x and parbculate mater. The research on such interacbons is currently scarce.

6 COST ES0602, COST ES0603 and WMO Joint Workshop Chemical and Biological Weather ForecasBng: State of the art and future perspecbves Conclusions Scheifinger Umweltabteilung There is a mounbng evidence of intensive interacbons between chemical and biological pollutants. E.g., the allergies to airborne pollen can substanbally increase in the presence of chemical pollutants, such as NO x and parbculate mater. The research on such interacbons is currently scarce.

7 Übersicht 1. Motivation Allergie, AQ Problem 2. Motivation Warnung für Allergiker 3. Qualitative Pollenvorhersage 4. Analyse Phänologie Pollen Wetter 5. Quantitative Pollenvorhersage Scheifinger

8 COST ES0602, COST ES0603 and WMO Joint Workshop 2009 Chemical and Biological Weather ForecasBng: State of the art and future perspecbves Conclusions The adverse health effects could also be reduced by implemenbng and using forecasbng and informabon systems for harmful allergenic species, e.g. by issuing pre- warnings for suscepbble populabon subgroups. Such adaptabon measures showed a high posibve impact in several countries but their implementabon requires broad- scale operabonal arrangements and a legislabve basis.

9 und Bei der Pollenproblematik geht es um Lufthygiene und Gesundheit Bevölkerung Eigenschaften der Atmosphäre Scheifinger Fällt in den Aufgabenbereich eines nationalen Wetterdienstes als chemische und aerobiologische Wettervorhersage

10 Übersicht 1. Motivation Allergie, AQ Problem 2. Motivation Warnung für Allergiker 3. Qualitative Pollenvorhersage 4. Analyse Phänologie Pollen Wetter 5. Quantitative Pollenvorhersage Scheifinger

11 Istzustand der Pollenvorhersage Qualitative Pollenvorhersage möglichst aktuelle Polleninformation Erfahrung im Abschätzen der phänologischen Entwicklung der relevanten Pflanzenarten während der nächsten Tage Witterung aus Vorhersage Pollenvorhersage Scheifinger

12 und Scheifinger Umweltabteilung

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15 und Scheifinger Umweltabteilung

16 Übersicht 1. Motivation Allergie, AQ Problem 2. Motivation Warnung für Allergiker 3. Qualitative Pollenvorhersage 4. Analyse Phänologie Pollen Wetter 5. Quantitative Pollenvorhersage Scheifinger

17 Quelle EAN Wien Scheifinger Umweltabteilung

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21 . Scheifinger Umweltabteilung

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29 . Scheifinger Umweltabteilung

30 Übersicht 1. Motivation Allergie, AQ Problem 2. Motivation Warnung für Allergiker 3. Qualitative Pollenvorhersage 4. Analyse Phänologie Pollen Wetter 5. Quantitative Pollenvorhersage Scheifinger

31 Plan Scheifinger Umweltabteilung

32 Numerische Pollenvorhersage Scheifinger

33 Plan Scheifinger Umweltabteilung

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37 Weg 1 Schritte zur quantitativen Pollenvorhersage Modellierung des Eintrittszeitpunktes der relevanten phänologischen Phasen in Raum als Funktion der aktuellen und vorhergesagten Temperatur keine Analyse möglich!!! Keine europaweite Echtzeitbeobachtung. ZAMG Internetportal erster Ansatz Nutzung der Satellitendaten noch in Entwicklung Scheifinger

38 Erste Ergebnisse Scheifinger Rosskastanie in Wien Temperature sum (1/10 C days) Yearday Temperature (1/10 C) entry date = function(begin date of summation, temperature sum at entry date, temperature threshold)

39 Results Scheifinger Umweltabteilung

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47 Weg 2 Schritte zur quantitativen Pollenvorhersage Modellierung der Emission der Pollen über die gesamte Blühphase im Raum als Funktion der vorhergesagten Witterung keine Analyse möglich!!! Keine europaweite Echtzeitbeobachtung. Erste automatische Pollenzähler im Einsatz Scheifinger

48 Weg 3 Schritte zur quantitativen Pollenvorhersage Modellierung der Pollenausbreitung mit einem Ausbreitungsmodell Scheifinger

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50 NUMPOLL SILAM II Vorläuferprojekte FMI = System for Integrated modelling of Atmospheric composibon Folie 50

51 NUMPOLL II Vorläuferprojekte Folie 51

52 NUMPOLL II Folie 52

53 NUMPOLL II SILAM ZAMG Skizze ECMWF Krise 0.2 x0.2 Input ALARO5 Folie 53 SILAM ZAMG 1 SILAM ZAMG 2 Output Birke, Gräser, Ragweed für akt Tag, +24 h, +48 h

54 NUMPOLL II SILAM ZAMG Skizze ECMWF Krise 0.2 x0.2 Input ALARO5 Folie 54 SILAM ZAMG 1 SILAM ZAMG 2 Output VUMW, Berechnungsdauer etwa 1.5 h

55 NUMPOLL II Ziele ursprünglich Folie 55 ECMWF 0.2 x0.2 ALARO5 5 km

56 Comparison SILAM ZAMG le^ versus SILAM FMI right Birch :00 GMT

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66 Comparison SILAM ZAMG le^ versus SILAM FMI right Grasses :00 GMT

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70 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

71 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

72 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

73 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

74 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

75 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

76 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

77 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

78 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

79 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

80 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

81 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

82 COSMO ART MeteoSchweiz SILAM- FMI SILAM- ZAMG 0.2 x0.2 SILAM- ZAMG ALARO5 5 km

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94 Zusammenfassung Scheifinger 1. Grundsätzliche Probleme der NPVHS gelöst 2. Aber noch große Unsicherheiten 3. Anwendbarkeit für Probleme des Waldbaus auszuloten 1. NPVHS: Echtzeit, Vorhersage 2. Waldbau: mehrjährige Zeiträume 4. 5.

95 Dank an FMI, KIT und MeteoSchweiz Danke für Ihre Aufmerksamkeit