VERITAS-AT

Ausgangssituation / Motivation

Extremtemperaturen, insbesondere langanhaltende Hitze- und Kältewellen in städtischen Gebieten, führen zu thermischer Belastung der Bevölkerung und erhöhen die Anzahl wetterbedingter Gesundheitsrisiken und Todesfälle (Hitze-Mortalitätsmonitoring AGES).

Der beobachtete Klimatrend und die damit verbundene Zunahme extremer Wetterereignisse werden sich voraussichtlich auch in Zukunft fortsetzen. Daher wird die Bewertung des städtischen, thermischen Stresses und der damit verbundenen gesundheitlichen Auswirkungen zu einem wichtigen Thema für die Stadtplanung und das Risikomanagement.

Um die potenziellen Gefahren extremer Temperaturen minimieren zu können, sind genaue Wettervorhersagen besonders wichtig. Für österreichische Städte gibt es bereits ein Informationssystem für Temperaturwarnungen, das auf Informationen regionaler Wettervorhersagemodelle basiert. Diese Information steht allerdings mit einer räumlichen Auflösung zur Verfügung, welche die städtische Struktur und den urbanen Wärmeinseleffekt nicht adäquat wiedergeben kann.

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel des vorliegenden Projekts ist es daher, die Grundlage für die Verbesserung von Warnsystemen für extremes Wetter / thermischen Komfort in österreichischen Städten durch Verwendung hochauflösender Satellitenbilder und Wettervorhersagen zu schaffen. Darüber hinaus werden die Ergebnisse mit Satelliten- und In-situ-Beobachtungen (Crowd-Sourcing) überprüft.

Das von Météo France entwickelte Bodenmodell SURFEX in Verbindung mit dem numerischen Wettervorhersage­modell AROME und dem Ensemblesystem C-LAEF wird auf ausgewählte Städte in Österreich (Wien, Innsbruck, Klagenfurt, Linz und Baden) angewendet. Damit soll die beste Modellkonfiguration für die Durchführung von Kurzzeitprognosen (+60 Stunden) bestimmt werden.

Für vergangene extreme Wetterereignisse (seit 2018) werden hochauflösende Stadtklimasimulationen (100 m) durchgeführt, die dann mit satellitengestützten Landoberflächentemperaturdaten (LST) und In-situ-Messungen der Luft- und Bodentemperatur sowie der relativen Feuchtigkeit verifiziert werden.

Methodische Vorgehensweise

In dem Projekt wird die Landnutzungsparametrisierung basierend auf globalen (z. B. LAI) und europaweiten hochauflösenden Landbedeckungsdaten (z. B. ESM 2012) des Copernicus Land Monitoring-Dienstes in ECOCLIMAP (vordefinierte Landnutzungsklassen für SURFEX) aktualisiert und verbessert.

Die satellitengestützten LST-Produkte des ESA-Satelliten Sentinel 3 und des GlobTemperature-Projekts werden verwendet, um die räumliche Verteilung und zeitliche Temperaturschwankung bei extremen Temperaturereignissen zu überprüfen.

Zusätzliche Datenquellen wie die TIR-Datensätze (Thermisches Infrarot) der Orbital Oracle Technologies GmbH mit hoher räumlich-zeitlicher Auflösung (<200 m und <4 Stunden) werden für die qualitative Auswertung und für diverse LST-Interpolationsmethoden (Machine Learning) verwendet. Die Ausgabe des AROME / C-LAEF / SURFEX-Modells wird mit dem urbanen, mikroskaligen Klimamodell MUKLIMO_3 vom Deutschen Wetterdienst (auf 100 m) verglichen.

Erwartete Ergebnisse

Der neuartige Modellierungsansatz zur Simulation von thermischer Belastung in städtischen Gebieten dient als Grundlage für die Verbesserung der operationellen Vorhersage extremer Temperaturen, für die Optimierung des zukünftigen Extremwetterwarnsystems am ZAMG und für die Entscheidungsfindung für die beteiligten Städte und ihre Stakeholder.

Projektleitung

ZAMG - Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik

ZAMG - Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
DI Sandro Oswald
Hohe Warte 38
A-1190 Wien