Homogenisierung des globalen Radiosondendatensatzes

Reanalyseprojekte und Klimadatenassimilationssysteme sollten globale, zeitlich homogene, gegitterte dreidimensionale Datensaetze von Temperatur, Feuchte und Wind erzeugen, die sich fuer Untersuchungen von Klimatrends und Klimavariabilitaet eignen. Solche Datensaetze nennt man Reanalysen. Fruehere Reanalysen haben diesen Anforderungen nur teilweise entsprochen, weil sich die atmosphaerischen Beobachtungssysteme in den letzten 50 Jahren haeufig geaendert haben. Das globale Radiosondennetz ist praktisch das einzige Beobachtungssystem fuer hoehere Atmosphaerenschichten bis 1973 und beeinflusst auch in der Satelliten-Aera die Qualitaet der Reanalysen. Zeitserien und daraus abgeleitete Trends praktisch aller Radiosondenstationen sind durch Spruenge beeintraechtigt, die durch die Einfuehrung verbesserte Instrumentierung verursacht sind. Die Korrektur dieser Brueche nennt man Homogenisierung.In diesem Projekt wird versucht, sie durch Vergleich mit Zeitserien aus 6-stuendigen Vorhersagen, die im Rahmen des ERA-40 Projektes des Europaeischen Zentrums fuer mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) erstellt wurden, zu korrigieren. Diese Zeitserien sind zwar nicht perfekt, koennen aber als Referenz zur Korrektur der meisten Radiosondenzeitreihen verwendet werden. Waehrend eines einjaehrigen Aufenthalts des Projektleiters am ECMWF wurde eine automatische Korrekturmethode entwickelt, die auf dem Vergleich dieser Zeitserien der Differenz zwischen ERA-40 Vorhersagen und Radiosondenbeobachungen (bg-obs) basiert.Die Methode liefert zwar vielversprechende Ergebnisse, muss aber verbessert werden, bevor die korrigierten Daten ausreichend abgesichert sind. In diesem Projekt sollen (i) die verwendeten statistischen Werkzeuge erweitert und verbessert werden, (ii) die statistisch bestimmten Korrekturen mit unabhaengig bestimmten Korrekturen an speziellen Stationen verglichen werden. Es sollen nicht nur ERA-40 bg-obs Differenzen verwendet werden, sondern auch bg-obs Differenzen aus anderen Reanalysen. Ziel ist es, auf diese Weise einen 60-jaehrigen globalen homogenisierten Radiosondentemperaturdatensatz zu erstellen, der sich als Eingangsdatensatz fuer kuenftige Reanalysen eignet.Dieses Ziel wird in Kooperation mit dem ECMWF und dem englischen Wetterdienst verfolgt, und soll innerhalb von drei Jahren erreicht werden.

Reanalyseprojekte und Klimadatenassimilationssysteme sollten globale, zeitlich homogene, gegitterte dreidimensionale Datensaetze von Temperatur, Feuchte und Wind erzeugen, die sich fuer Untersuchungen von Klimatrends und Klimavariabilitaet eignen. Solche Datensaetze nennt man Reanalysen. Fruehere Reanalysen haben diesen Anforderungen nur teilweise entsprochen, weil sich die atmosphaerischen Beobachtungssysteme in den letzten 50 Jahren haeufig geaendert haben. Das globale Radiosondennetz ist praktisch das einzige Beobachtungssystem fuer hoehere Atmosphaerenschichten bis 1973 und beeinflusst auch in der Satelliten-Aera die Qualitaet der Reanalysen. Zeitserien und daraus abgeleitete Trends praktisch aller Radiosondenstationen sind durch Spruenge beeintraechtigt, die durch die Einfuehrung verbesserte Instrumentierung verursacht sind. Die Korrektur dieser Brueche nennt man Homogenisierung.In diesem Projekt wird versucht, sie durch Vergleich mit Zeitserien aus 6-stuendigen Vorhersagen, die im Rahmen des ERA-40 Projektes des Europaeischen Zentrums fuer mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) erstellt wurden, zu korrigieren. Diese Zeitserien sind zwar nicht perfekt, koennen aber als Referenz zur Korrektur der meisten Radiosondenzeitreihen verwendet werden. Waehrend eines einjaehrigen Aufenthalts des Projektleiters am ECMWF wurde eine automatische Korrekturmethode entwickelt, die auf dem Vergleich dieser Zeitserien der Differenz zwischen ERA-40 Vorhersagen und Radiosondenbeobachungen (bg-obs) basiert.Die Methode liefert zwar vielversprechende Ergebnisse, muss aber verbessert werden, bevor die korrigierten Daten ausreichend abgesichert sind. In diesem Projekt sollen (i) die verwendeten statistischen Werkzeuge erweitert und verbessert werden, (ii) die statistisch bestimmten Korrekturen mit unabhaengig bestimmten Korrekturen an speziellen Stationen verglichen werden. Es sollen nicht nur ERA-40 bg-obs Differenzen verwendet werden, sondern auch bg-obs Differenzen aus anderen Reanalysen. Ziel ist es, auf diese Weise einen 60-jaehrigen globalen homogenisierten Radiosondentemperaturdatensatz zu erstellen, der sich als Eingangsdatensatz fuer kuenftige Reanalysen eignet.Dieses Ziel wird in Kooperation mit dem ECMWF und dem englischen Wetterdienst verfolgt, und soll innerhalb von drei Jahren erreicht werden.