Arbeitsgemeinschaft Föhnforschung Rheintal-Bodensee (AGF) http://www.agf.ch/ Automatisiertes Verfahren zur Bestimmung von Föhn Bruno Dürr bruno.duerr@meteoschweiz.ch 1
Überblick Motivation Messdaten Herleitung von Föhnkriterien Vergleich mit manueller Föhnauswertung Beispiele Zusammenfassung und Ausblick 2
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Motivation Manuelle Durchsicht von Messungen ist sehr zeitaufwendig Wechsel des Bearbeiters einer Föhnreihe kann aufgrund der subjektiven Föhnkriterien zu einer Inhomogenität führen Bekannte Schemas zur Föhnprognose (Widmer-Föhncheck, URFEX) an der MeteoSchweiz mit zeitlich und räumlich hochaufgelösten Messdaten prüfen mittelfristiges Ziel: aus Messdaten des ANETZ/ENET verbesserte Föhnwarnung am Bodensee entwickeln 3
Messdaten Verwendung von ANETZ-Rohdaten der MeteoSchweiz ENET-Station Altenrhein Messstation Rohrspitz (Daten geliefert von Dr. Richard Werner, Bregenz) Zeitliche Auflösung der Messdaten: Talstationen 10 Minuten, Gebirgsstationen Stundenmittel 4
Herleitung von Föhnkriterien Idee: Statistische Untersuchung von Südwindfällen bei gleichzeitiger Nordanströmung des Alpenkammes (Zeitraum 1991 2000) 5
Herleitung von Föhnkriterien Idee: Statistische Untersuchung von Südwindfällen bei gleichzeitiger Nordanströmung des Alpenkammes (Zeitraum 1991 2000) ANETZ-Station Vaduz (460 m ü.m.) Kum. Verteilungsfunktion (%) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 90. Perzentil: -2.8 K Total Stunden: 693-15 -10-5 0 θ Gütsch (K) 5
Grenzwerte für automatisierte Föhnbestimmung 00 91 (Südwind Grenzwerte x für Föhn ohne Föhn) dd dd UU θ f f f x f x Station Abk. Stunden Grad Grad % K ms 1 ms 1 Aigle AIG 840 155 90 210 56-3.4 4.2 7.1 Sion SIO 880 70 20 150 56-4.5 2.5 3.9 Visp VIS 580 105 60 180 56-3.4 2.9 4.8 Interlaken INT 2000 70 0 250 50-2.1 4.9 9.2 Altdorf ALT 1500 155 60 240 54-4.0 3.7 6.2 Engelberg ENG 575 95 10 160 61-1.6 2.5 5.7 Glarus GLA 230 125 60 190 56-3.5 4.9 8.1 Chur CHU 170 200 140 260 57-3.3 2.8 5.4 Davos DAV 231 205 90 270 72-2.0 3.4 5.6 Vaduz VAD 700 170 60 260 48-2.8 4.1 7.6 St. Gallen STG 320 155 90 200 61-2.7 3.3 5.5 Güttingen GUT 526 150 90 190 58-3.1 2.8 4.9 6
Anwendung von Grenzwerten für Föhnbestimmung Für das Stundenmittel der Windrichtung dd auf dem Gütsch gilt: 90 dd 240 Föhneinsatz: θ x UND ( f f x ODER f x f x x) UND UU x UND dd innerhalb von Föhnwindsektor Föhnfortdauer: Föhneinsatz ist bereits erfolgt UND θ x UND UU x UND dd innerhalb von Föhnwindsektor Föhnende: mindestens 1 Kriterium unter Föhnfortdauer ist verletzt 7
Vergleich mit manueller Föhnauswertung 800 700 TGU Dürr ANETZ-Station Altdorf (449 m ü.m.) Föhnstunden 600 500 400 300 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 Jahre Mittlere Abweichung Dürr-TGU: 0.8% ±3.6% 8
Vergleich an ANETZ-Station VADUZ: Jahr Gutermann (TGU) Dürr Differenz zu TGU (%) 1991 326.8 270.5 17.2 1992 329.0 316.2 3.9 1993 626.5 494.0 21.1 1994 496.7 407.0 18.1 1995 324.3 284.2 12.1 1996 443.0 392.5 11.4 1997 427.7 294.8 31.1 1998 505.3 361.5 28.5 1999 621.7 429.7 30.9 2000 846.3 627.0 25.9 Mittel 494.7 387.7 20.0 Std.-abw. - - 9.2 9
Beispiele Relativer Tagesgang des Föhns (1991 2000): Föhnstunden (%) 10 8 6 4 Chur Vaduz St.Gallen 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Tageszeit in UT 10
Vergleich Jahressumme Föhnstunden zwischen Altdorf und Vaduz: Summe Föhnstunden (h) 800 600 400 200 0 Synop-Station Altdorf Synop-Station Vaduz Altdorf 83-92: 427 h Vaduz 83-92: 370 h 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 Jahr Altdorf 93-02: 512 h Vaduz 93-02: 408 h 11
Zusammenfassung und Ausblick Automatisierte Föhnbestimmung aus Messdaten Gute Übereinstimmung mit manueller Auswertung in Altdorf Inhomogenität in Föhnreihe Vaduz aufgezeigt Ausblick: Einbindung von Verfahren in DataWareHouse (DWH) an der MeteoSchweiz zur Unterstützung der Prognostiker Vergleich von Zeitperioden vor dem Föhndurchbruch mit Fällen, die nie zu Föhn geführt haben, um prognostische Grössen für das räumliche und zeitliche Auftreten von Föhn zu finden 12
Zusammenfassung und Ausblick Automatisierte Föhnbestimmung aus Messdaten Gute Übereinstimmung mit manueller Auswertung in Altdorf Inhomogenität in Föhnreihe Vaduz aufgezeigt Ausblick: Einbindung von Verfahren in DataWareHouse (DWH) an der MeteoSchweiz zur Unterstützung der Prognostiker Vergleich von Zeitperioden vor dem Föhndurchbruch mit Fällen, die nie zu Föhn geführt haben, um prognostische Grössen für das räumliche und zeitliche Auftreten von Föhn zu finden 12
Zusammenfassung und Ausblick Automatisierte Föhnbestimmung aus Messdaten Gute Übereinstimmung mit manueller Auswertung in Altdorf Inhomogenität in Föhnreihe Vaduz aufgezeigt Ausblick: Einbindung von Verfahren in DataWareHouse (DWH) an der MeteoSchweiz zur Unterstützung der Prognostiker Vergleich von Zeitperioden vor dem Föhndurchbruch mit Fällen, die nie zu Föhn geführt haben, um prognostische Grössen für das räumliche und zeitliche Auftreten von Föhn zu finden 12
Zusammenfassung und Ausblick Automatisierte Föhnbestimmung aus Messdaten Gute Übereinstimmung mit manueller Auswertung in Altdorf Inhomogenität in Föhnreihe Vaduz aufgezeigt Ausblick: Einbindung von Verfahren in DataWareHouse (DWH) an der MeteoSchweiz zur Unterstützung der Prognostiker Vergleich von Zeitperioden vor dem Föhndurchbruch mit Fällen, die nie zu Föhn geführt haben, um prognostische Grössen für das räumliche und zeitliche Auftreten von Föhn zu finden 12
Zusammenfassung und Ausblick Automatisierte Föhnbestimmung aus Messdaten Gute Übereinstimmung mit manueller Auswertung in Altdorf Inhomogenität in Föhnreihe Vaduz aufgezeigt Ausblick: Einbindung von Verfahren in DataWareHouse (DWH) an der MeteoSchweiz zur Unterstützung der Prognostiker Vergleich von Zeitperioden vor dem Föhndurchbruch mit Fällen, die nie zu Föhn geführt haben, um prognostische Grössen für das räumliche und zeitliche Auftreten von Föhn zu finden 12