Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS Workshop: Klimamonitoring Klimaveränderungen erkennen und verstehen 26. Oktober 2010, TLUG Jena Sturzflutwarnsystem Thüringen ringen - Pilotprojekt Trusetal -
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F2) Hochwasser 2010 Bosnien Juni Südfrankreich Juni Sachsen August Sachsen, Sachsen-Anhalt September Polen, Tschechien August, September Quelle: www.welt.de
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F3) Klimaprojektionen: Winter etwa 40 Prozent mehr Regenmenge weniger Schnee- und Eis- Speicherung enorm beschleunigte Abflüsse in kleinen Einzugsgebieten mit kurzem Antwortverhalten Rote Weißeritz in Dippoldiswalde am 13.08.2002 (Quelle:www.weisseritzkreis.net)
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F4) 20.05.09 Thüringer Landtag Vorstellung des Thüringer Klima- und Anpassungsprogramms Staatssekretär Stefan Baldus hebt STUWASYS ausdrücklich als Schlüsselprojekt des Thüringer Klima- und Anpassungsprogramms hervor.
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F5)
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F6) STUWASYS Sturzflutwarnsystem Thüringen Bildung einer Forschungskooperation zwischen : Thüringer Ministerium für Landwirtschaft, Forsten, Umwelt und Naturschutz Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie Fraunhofer-Anwendungszentrum Systemtechnik AST Ilmenau Lehrstuhl für Geoinformatik, Geohydrologie und Modellierung des Instituts für Geographie der Friedrich-Schiller-Universität Jena Kommunaler Partner: Gemeinde Breitungen
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F7) STUWASYS Sturzflutwarnsystem Thüringen Vorhersage und Management von Hochwasserereignissen an kleineren Flüssen und Bächen bei Starkniederschlägen Pilotprojekt: Einzugsgebiet der Truse bis zum Pegel Trusetal Projektstart im Herbst 2008 derzeit in der dritten Projektphase
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F8) Projektphase I Evaluierung eines prototypischen Einzugsgebietes Evaluierung passender hydrologischer Modelle zur N-A-Modellierung Kalibrierung und Validierung der geeigneten Modelle
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F9) EZG Truse A=27,58 km² 60% Nadelwald 29% Grünland 4,5% Siedlungsfl. Gr. Inselsberg 915m NN, 1.288 mm Pegel Trusetal 336 m NN, 928 mm
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F10) Hydrologische Modelle zur N-A-Modellierung J2000/JAMS des Lehrstuhls für Geoinformatik, Geohydrologie und Modellierung, Basis Hydrological Response Units HRU konzeptionelles Lorent-Gevers-Modell des Fraunhofer AST in der Simulationsumgebung Matlab/Simulink mit beiden Modellen konnten zufriedenstellende Ergebnisse erzielt und ihre Eignung für den operativen Betrieb nachgewiesen werden Verweis auf Zwischenbericht
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F11) Projektphase II Evaluierung geeigneter klimatologischer Prognoseprodukte Aufbau einer Testinstallation und Überführung in den operativen Betrieb Schaffung einer geeigneten Web-Plattform mit aktivem Benachrichtigungsdienst als erstes Element eines Katastrophenmanagements Eignungstest der Interaktiven Gefahrenkarte (INGE) für die Alarm- und Einsatzplanung von Kommunen
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F12) Internetportal STUWASYS www.stuwasys.de - Webportal mit eigener Nutzerverwaltung - Benachrichtigungsdienst - operativer Betrieb - Server gehostet bei Projektpartner Fraunhofer AST, weiterer Partner: <i-d> Weimar GmbH
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F13) Numerische Wettervorhersage Der DWD setzt zurzeit drei Modelle für die tägliche Wettervorhersage ein, das Globalmodell GME, das Regionalmodell COSMO-EU für Europa, sowie das hoch auflösende Modell COSMO-DE DE. Ausgangspunkt der Vorhersagerechnung ist jeweils ein Anfangszustand, der im Rahmen der Datenassimilation festgelegt wird. Datenassimilation: Nutzung von meteorologischen Beobachtungen, um den aktuellen Zustand der Atmosphäre und damit den Anfangszustand der Modellvorhersagen zu bestimmen. Quelle: DWD
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F14) Klimatologische Prognosedaten des Deutschen Wetterdienstes Numerische Vorhersagemodelle Globalmodell GME COSMO-EU COSMO-DE Schneemodell Snow
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F15) Problem Parametrisierung und Skalentrennung Zu parametrisierende Prozesse müssen in ihren charakteristischen räumlichen und zeitlichen Skalen wesentlich kleiner als die Skala des Modellgitters sein. Beim GME und COSMO-EU reicht die Auflösung für eine explizite Simulation der Konvektion nicht aus. Nur COSMO-DE erlaubt in groben Zügen eine direkte Simulation von Schauern und Gewittern. Quelle: DWD
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F16) Radarmeteorologie Das Wetterradar vermittelt laufend meteorologische Größen in einem Umkreis 256 km. Ein Sendepuls in Wolken mit Niederschlag verursacht über einen Rayleigh-Streuprozess an Wassertröpfchen ein Echosignal. (Radarwellenlänge ist auf kleine Regentröpfchen abgestimmt (0,2 bis 6 mm Ø), der Radarstrahl (1 ) bewegt sich vor allem in Bodennähe <1500 m, aber auch in Schichten darüber)
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F17) Radarmeteorologie Radarreflektivitätsfaktor Z aller Niederschlagsteilchen in der Raumeinheit 1 /km betont bei Zunahme Tropfengrößen gegenüber der -anzahl (mm 6 ) im Regentropfenspektrum und lässt laufend eine Bestimmung der Regenrate R über Bodenflächen zu. Schneebestimmung ist wegen der stark variablen Flockenformen und Befeuchtungen schwieriger, Hagel ist mit >55 dbz erkennbar ( dbz =10*log Z). Quelle: DWD
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F18) Charakteristik der verwendeten DWD-Vorhersageprodukte DWD-Forecast räumliche Vorhersage- Aktualis.- Auflösung horizont zyklus [km] [h] [h] GME 40,0 148 24 COSMO-EU 7,0 78 12 (6) COSMO-DE 2,8 21 3 RADVOR 1,0 2 2 COSMO: alle benötigten Klimadaten RADVOR: Niederschlag
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F19) CellMOS Abbonierbares Produkt des DWD Analyse CellMOS-Prognosen seit Gewittersaison 2010 Derzeit in Testphase befindlich Kurzfristvorhersage zu konvektionellen Starkniederschlagsereignissen Email mit zeitlicher Aussage, quantitativer Aussage und Aussage über Eintrittswahrscheinlichkeit Direkte Einbindung in STUWASYS ab 2011 vorgesehen Gespräche mit dem DWD vereinbart
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS(F20) Projektphase III Verbesserung der Modellgüte durch Zustandsschätzung, Autokalibrierung Ensemblemodellierungen Optimierung der zeitlichen Verfügbarkeit der Prognosedaten Einbindung Regressionsansatz (als 3. N/A-Modell) Analyse der Teststellung, der Eingangsdaten und der Systemantworten außerdem: Behebung von Verzögerungen im Warnablauf Verbesserung der Nutzerfreundlichkeit der Web-Plattform Anwendung von INGE für die Gemeinde Breitungen
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F21) Problematik der zeitlichen und räumlichen r Variabilität t der Vorhersagedaten - konvektives Starkniederschlagsereignis am 12. Juli dieses Jahres - vierthöchster gemessener Wasserstand seit 1961
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS(F22) RADOLAN- Messdaten vom 12.07.2010 für 17.00-18.00 Uhr MESZ DWD-Station Kleiner Inselsberg: 58 mm/h Gebietsmittel: 48 mm/h
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F23) COSMO-EU von 12.00 Uhr für 17.00-18.00 Uhr MESZ ca. 16.00 Uhr verfügbar
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS(F24) COSMO-DE von 12.00 Uhr für 17.00-18.00 Uhr MESZ ca. 13.30 Uhr verfügbar
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F25) COSMO-DE von 15.00 Uhr für 17.00-18.00 Uhr MESZ ca. 16.30 Uhr verfügbar
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS(F26) RADVOR von 14.00 Uhr für 17.00-18.00 Uhr MESZ ca. 15.30 Uhr verfügbar
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F27) RADVOR von 14.30 Uhr für 16.30-17.30 Uhr MESZ ca. 16.00 Uhr verfügbar
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS(F28) RADVOR von 15.00 Uhr für 17.00-18.00 Uhr MESZ ca. 16.30 Uhr verfügbar
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS(F29) CellMOS- Warnungen per Email ******************************************************************************* WARNUNG VOR EXTREMEM GEWITTER FUER Trusetal AUSGEGEBEN um 15.20 UTC 12.07.2010 ******************************************************************************* GUELTIG von 15.20 bis 15.55 UTC ***ES BESTEHT EINE GEFAEHRLICHE WETTERSITUATION*** Ein markantes Gewitter befindet sich etwa 25 km SW von Trusetal. Es erreicht Trusetal um etwa 15.40 UTC mit einer Wahrscheinlichkeit von 75 % Ein weiteres schweres Gewitter befindet sich etwa 4 km S von Trusetal. Es erreicht Trusetal um etwa 15.25 UTC mit einer Wahrscheinlichkeit von 99 % Ein drittes extremes Gewitter befindet sich etwa 4 km NE von Trusetal. Es erreicht Trusetal um etwa 15.20 UTC mit einer Wahrscheinlichkeit von 99 % Ein viertes schweres Gewitter befindet sich etwa 11 km S von Trusetal. Es erreicht Trusetal um etwa 15.30 UTC mit einer Wahrscheinlichkeit von 99 % Ein fuenftes markantes Gewitter befindet sich etwa 18 km SW von Trusetal. Es erreicht Trusetal um etwa 15.35 UTC mit einer Wahrscheinlichkeit von 89 % Diese Gewitter koennen folgende Erscheinungen produzieren......extremen NIEDERSCHLAG VON BIS ZU 63 L/QM INNERHALB KURZER ZEIT...keine oder nur marginale Boeen...nur gelegentlichen Blitzschlag ************* Beginn der Wahrscheinlichkeitswarnungen fuer TLUG ************************* Wahrscheinlichkeit fuer Niederschlag > 10 mm :100% Wahrscheinlichkeit fuer Niederschlag > 25 mm : 98% Maximale Reflektivitaet : 62dBz
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS(F30) Fazit - Ein Frühwarnsystem für Sturzfluten in Thüringen für ein prototypisches Einzugsgebiet wurde zu Testzwecken entwickelt und befindet sich im operativen Betrieb. - Zum Einsatz kommen die derzeit aktuell verfügbaren Wetterprognose-Produkte des DWD: COSMO-EU, COSMO-DE, RADOLAN, CellMOS - Der guten bis sehr guten Güte der zum Einsatz kommenden N/A-Modelle stehen noch zum Teil erhebliche Probleme mit der Niederschlagsmenge sowie der räumlichen und zeitlichen Variabilität der Prognosedaten gegenüber. - Das Projekt muss einem ständigen Prozess der Weiterentwicklung unter dem Aspekt der Einbindung sich kontinuierlich verbessernder Prognosedaten unterliegen.
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F31) STUWASYS Sturzflutwarnsystem Thüringen Ausblick: Prototyp von STUWASYS soll in Abhängigkeit vom Ergebnis der Teststellung (läuft bis III/2011) mit Ziel der Thüringenweiten Anwendung weiterentwickelt werden
Sturzflutwarnsystem Thüringen STUWASYS (F32)