Infrastrukturprojekt: Multi-Sensor Kompositierung für Hydrometeorklassifizierung, Extremwetter, Nowcasts und Datenassimilation

• Antragstellerin: Privatdozentin Silke Trömel, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre ; Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320397309

Die zentrale Hypothese von RealPEP ist es, dass quantitative Niederschlagsschätzung (QPE), quantitatives Nowcasting von Niederschlag (QPN) und quantitative Niederschlagsvorhersage (QPF) durch numerische Wettervorhersage (NWP) signifikant verbessert werden können, wenn die vom zentralen Serviceprojekt C1 gesammelten Beobachtungen zu Entwicklungen in der niederschlagsgenerierenden Atmosphäre umfassend ausgenutzt werden. C1 etabliert und pflegt eine Datenerfassungs- und Datenanalyseplattform, welche alle wolken- und niederschlagsrelevanten Beobachtungen in einem 3D deutschlandweiten Komposit mit einer Auflösung von mindestens 1 km in der Horizontalen, 500 m in der Vertikalen und 5 min zeitlicher Auflösung kombiniert. Die gerasterten Beobachtungen des Atmosphärenzustands stellen die Basis für die Projekte P1 (QPE), P2 (QPN) und P3 (QPF) dar, welche wiederum die Datengrundlage für P4 (Abfluss- und Überflutungsvorhersage) in Form von Beobachtungen, Nowcasts und Vorhersagen der Niederschlagsintensitäten und –arten liefern. Für die Generierung von qualitativ hochwertigen Niederschlagsschätzern in P1 und für die Datenassimilationsexperimente mit dem Ensemble Kalman Filter in P3 stellt C1, zusätzlich zum Komposit, auch die prozessierten Datensätze der einzelnen Sensoren in ihrem inerten Koordinatensystem zur Verfügung.Neben polarimetrischen Radarbeobachtungen des DWD- Netzwerkes und NWP-Analysen und –Vorhersagen integriert C1 auch Satellitenbeobachtungen des nahen Infrarot und thermischen Infrarot, GNSS-basierte Felder des säulenintegrierten Wasserdampfes und Blitzdaten. Advektion und Konvergenzen in den Wasserdampffeldern werden in Kooperation mit P2 das beobachtungsbasierte Nowcasting mit Hinweisen zur Neuinitiierung von Konvektion sowie Niederschlagsintensivierung wesentlich bereichern.Die Datenerfassungs- und Datenanalyseplattform baut auf der C++ Prozessierungsplattform POLARA des DWDs auf. POLARA beinhaltet bereits eine Vielzahl von Radarprozessierungs- und Analyseroutinen, welche zu Beginn P1 bis P4 mit Daten versorgen werden, und im Zuge von RealPEP stetig erweitert werden. C1 wird die Erweiterungen von POLARA mit Entwicklungen in RealPEP und anderen Projekten durchführen und leiten und für die Integration in die RealPEP Prozesskette von QPE bis zur Abfluss- und Überflutungsvorhersage Sorge tragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2589: Zeitnahe Niederschlagsschätzung und -vorhersage
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Clemens Simmer