Das Projekt "Fachgespräch zum Thema Biotestdaten (Survey); BioDaTox - Integrierte Datenbank für ökotoxikologische Biotests und Auswertemodule als Informationsbasis für eine valide Umweltbewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LemnaTec GmbH durchgeführt. A) Problemstellung: Eine umfassende und zukunftssichere Dokumentation biologischer Referenzanalyseverfahren (BRA) für Umweltproben und umweltrelevante Stoffe existiert nicht. Der Aufbau einer entsprechenden Datenbank ist kostenintensiv. Der externe Betrieb und der unentgeltliche Zugriff durch BMU/UBA muss sichergestellt werden. Daher ist eine Vorstudie und Fachgespräch zum Thema Biotestdaten erforderlich. B) Handlungsbedarf (BMU; ggf. auch BfS, BfN oder UBA): Zur Sicherung der Effektivität, Zukunftssicherheit und Qualität der Datenbankentwicklung BioDaTox ist es sinnvoll, in einem ersten Schritt einen Anforderungsprofil aus der Perspektive der späteren Datenbanknutzer und Dateneingeber zu erstellen. Dazu sollen qualifizierte Gespräche mit Vertretern aus Normungsarbeitskreisen, öffentlich geförderten Verbundprojekten, Behörden, Ministerien, Industrie und freien Laboratorien und speziellen Fachexperten geführt werden. Die Möglichkeiten und Chancen des BioDaTox Konzeptes sind in einer Vorstudie zu demonstrieren (detaillierte Machbarkeitsstudie). Auf der Basis des ersten Anforderungsprofils und der Vorstudie wird dann im Rahmen eines Fachgesprächs (Audit) eine Synthese aus Anforderungsprofil und informationstechnischen Möglichkeiten erstellt und damit eine umfassende Basis für das Projekt BioDaTox gelegt. Das Fachgespräch wird alle involvierten Gruppen beteiligen und durch die gezielte Auswahl der Vortragenden, Workshops und der spezifischen Themensetzung ein transparentes Konzept auf der Basis der Vorarbeiten vervollständigen: Relevanz von Daten aus der Validierungs- und Ringtestphase für die effektive Normenentwicklung, Relevanz von Vollzugsdaten für die Weiterentwicklung und Schwachstellenanalyse von genormten BRA, Notwendigkeit von Hintergrundwerten für die Verbesserung der Bewertung von Ergebnissen für BRA (z. B. Boden), Bereitstellung von Daten von und über für die Vorbereitung neuer Vollzugsbereiche (z.B. OSPAR) Anforderungen an die Datenqualität für fortgeschrittene Risikobewertungen von Schadstoffen in der Umwelt, Erkennung neuer Felder für den effektiven Einsatz von BRA, Motivationsschaffung für die Eingabe von Daten, Datensicherheit, Nutzerergonomie und Qualitätskontrolle ökotoxikologischer Datensätze, Daten aus BRA zum effizienten Einsatz in der Politikberatung. C) Ziel: Erarbeitung einer soliden, fachlich fundierten Entscheidungsgrundlage für den Aufbau eines kombinierten...
Das Projekt "Homogenisierung des globalen Radiosondendatensatzes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wien, Institut für Meteorologie und Geophysik durchgeführt. Reanalyseprojekte und Klimadatenassimilationssysteme sollten globale, zeitlich homogene, gegitterte dreidimensionale Datensätze von Temperatur, Feuchte und Wind erzeugen, die sich für Untersuchungen von Klimatrends und Klimavariabilität eignen. Solche Datensätze nennt man Reanalysen. Frühere Reanalysen haben diesen Anforderungen nur teilweise entsprochen, weil sich die atmosphärischen Beobachtungssysteme in den letzten 50 Jahren häufig geändert haben. Das globale Radiosondennetz ist praktisch das einzige Beobachtungssystem für höhere Atmosphärenschichten bis 1973 und beeinflusst auch in der Satelliten-Aera die Qualität der Reanalysen. Zeitserien und daraus abgeleitete Trends praktisch aller Radiosondenstationen sind durch Sprünge beeinträchtigt, die durch die Einführung verbesserte Instrumentierung verursacht sind. Die Korrektur dieser Brüche nennt man Homogenisierung.In diesem Projekt wird versucht, sie durch Vergleich mit Zeitserien aus 6-stündigen Vorhersagen, die im Rahmen des ERA-40 Projektes des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) erstellt wurden, zu korrigieren. Diese Zeitserien sind zwar nicht perfekt, können aber als Referenz zur Korrektur der meisten Radiosondenzeitreihen verwendet werden. Während eines einjährigen 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 unabhängig 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-jährigen globalen homogenisierten Radiosondentemperaturdatensatz zu erstellen, der sich als Eingangsdatensatz für künftige Reanalysen eignet. Dieses Ziel wird in Kooperation mit dem ECMWF und dem englischen Wetterdienst verfolgt, und soll innerhalb von drei Jahren erreicht werden.
Das Projekt "Globale Radiosondendaten für die Klimaforschung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wien, Institut für Meteorologie und Geophysik durchgeführt. Lange homogene beobachtete Zeitserien von Klimavariablen werden nicht nur an der Erdoberfläche sondern auch in der freien Atmosphäre benötigt, denn Klimaanomalien und Klimaänderungen haben eine dreidimensionale räumliche Struktur. In-situ Beobachtungen der freien Atmosphäre, vor allem Radiosonden- und Ballondaten, sind in der Nordhemisphäre etwa seit den 1930er Jahren verfügbar, und globale Bedeckung ist seit dem internationalen geophysikalischen Jahr (IGY) 1958 gegeben. Um das volle Potential der Daten auszuschöpfen müssen (i) künstliche systematische Fehler und Sprünge aus den Stationszeitreihen entfernt werden und die Daten müssen (ii) mit einem geeigneten dynamischen Datenassimilations-system im Rahmen sogenannter Reanalysen assimiliert werden. Die Entfernung künstlicher Sprünge aus den Beobachtungsreihen nennt man Homogenisierung. Das Fehlern homogener Klimareihen der freien Atmosphäre zurück bis in die 1970er oder sogar 1930er Jahre wurde vom Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) als großer Unsicherheitsfaktor identifiziert, der unsere Fähigkeit zur Diagnose von Klimaänderungen wesentlich einschränkt. Im Projekt P18120-N10 (Ende im Mai 2009) hat der Antragsteller weltweit führende Homogeni-sierungsmethoden für Radiosondentemperaturen und -winde entwickelt. Die berechneten Korrekturen werden in laufenden Reanalyseprojekten über die Satellitenperiode (1979-) am europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW) und an der National Aeronautics and Space Administration (NASA) benutzt. Ein neues Projekt mit folgenden Zielen wird nun beantragt: (i) Entwicklung eines vereinheitlichten Homogenisierungssystems, das Temperatur, Feuchte und Winddaten gemeinsam homogenisiert. Es soll homogene Datensätze dieser Parameter zurück bis 1958 liefern. (ii) die Schätzung systematischer Fehler in Radiosondenmessungen während des Datenassimilationsprozesses ('online bias estimation'). (iii) Untersuchung und wenn möglich Homogenisierung des Radiosondendatensatzes von 1938-1958. Ziel (i) geht auf die Tatsache ein, dass seit 1958 zwar ein globaler Radiosondenfeuchte- und Winddatensatz zur Verfügung steht, aber keine Korrekturen, die umfassend genug sind, um für eine Klimadatenassimulation hilfreich zu sein. Homogenisierte Temperaturreihen der Universität Wien und von anderen Quellen existieren, aber enthalten immer noch bedeutende Inkonsistenzen, die entfernt werden müssen, wie neuere Forschungsergebnisse gezeigt haben. Die gemeinsame Betrachtung aller Parameter ist ein neuer Ansatz, der zu verbesserter Brucherkennung führen sollte, weil Brüche in verschiedenen Parametern oft synchron auftreten aber nicht in allen Zeitserien erkennbar sind. Die Homogenisierung der Zeitreihenin späteren Perioden sollte auch durch überarbeitete Brucherkennungsverfahren und neu rekalibrierte Satellitenradianzen deutlich verbessert werden können. usw.