Grundlagen und neue Aspekte der Klimatologie

With 55 figs., 11 tabs.SIGLEAvailable from Frankfurt Univ. (DE). Inst. fuer Meteorologie und Geophysik / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Statistisch-dynamische Klimavorhersage fuer Europa und Deutschland Abschlussbericht

Principal Correlation Pattern Analysis (PCPA) maps the local circulation, temperature and precipitation anomalies in the northern hemisphere in monthly resolution and permits an interpretation of their causes. Calculations are made for the El Nino phenomenon, NAO, and the quasi-11-year cycle of solar radiation variation. Especially the El Nino calculations show the efficiency of PCPA.Mit Hilfe der Principal Correlation Pattern Analysis (PCPA) koennen die von verschiedenen Klimaantrieben erzeugten lokalen Zirkulations-, Temperatur- und Niederschlagsanomalien auf der Nordhemisphaere in monatlicher Aufloesung dargestellt und ursaechlich interpretiert werden. Diese Rechnungen wurden fuer das El Nino Phaenomen, die NAO und den quasi 11-jaehrigen Zyklus der solaren Strahlungsschwankungen durchgefuehrt. Insbesondere die Untersuchungen zu Wirkungen von El Nino auf Europa zeigen, dass die PCPA die Kopplungen eines Prozesses mit dem Klimasystem sehr genau beschreibt und somit die Voraussetzungen schafft, die Wirkungen dieses Klimaantriebs zu modellieren und ihn zur Vorhersage zu nutzen. Erste einfache Vorhersageexperimente fuer das europaeische Klima bestaetigen diese Aussage. (orig.)Available from TIB Hannover: RA 3092(105) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung und Forschung, Berlin (Germany)DEGerman

Der anthropogene Spurengaseinfluss auf das globale Klima. Statistische Abschaetzungen auf der Grundlage der Beobachtungsdaten

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Globale Statistik langer Temperatur- und Niederschlagsreihen

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Die Spaetholzdichte europaeischer Nadelbaeume als moeglicher Fruehindikator grossraeumiger Waldschaeden Abschlussbericht

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Das Problem menschlicher Eingriffe in das Globalklima ('Treibhauseffekt') in aktueller Uebersicht

With 65 figs., 13 tabs.SIGLEAvailable from TIB Hannover: RO 5075(3) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Statistische Analysen zur Frueherkennung globaler und regionaler Klimaaenderungen aufgrund des anthropogenen Treibhauseffektes

The report answers the question where, why and how different climate variables have changed within the last 100 years. The analyzed variables are observed time series of temperature (mean, maximum, minimum), precipitation, air pressure, and water vapour pressure in a monthly resolution. The time series are given as station data and grid box data as well. Two kinds of time-series analysis are performed. The first is applied to find significant changes concerning mean and variance of the time series. Thereby also changes in the annual cycle and frequency of extreme events arise. The second approach is used to detect significant spatio-temporal patterns in the variations of climate variables, which are most likely driven by known natural and anthropogenic climate forcings. Furtheron, an estimation of climate noise allows to indicate regions where certain climate variables have changed significantly due to the enhanced anthropogenic greenhouse effect. (orig.)Der Bericht gibt Antwort auf die Frage, wo sich welche Klimavariable wie und warum veraendert hat. Ausgangspunkt der Analyse sind huntertjaehrige Zeitreihen der Temperatur (Mittel, Maximum, Minimum), des Niederschlags, Luftdrucks und Wasserdampfpartialdrucks in monatlicher Aufloesung. Es wurden sowohl Stationsdaten als auch Gitterpunktdaten verwendet. Mit Hilfe der strukturorientierten Zeitreihenzerlegung wurden signifikankte Aenderungen im Mittel und in der Varianz der Zeitreihen gefunden. Diese betreffen auch Aenderungen im Jahresgang und in der Haeufigkeit extremer Ereignisse. Die ursachenorientierte Zeitreihenzerlegung selektiert signifikante raumzeitliche Variationen der Klimavariablen, die natuerlichen bzw. anthropogenen Klimaantrieben zugeordnet werden koennen. Eine Abschaetzung des Klimarauschens erlaubt darueber hinaus anzugeben, wo und wie signifikant der anthropogene Treibhauseffekt welche Klimavariablen veraendert hat. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RN 8908(2000,35) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Bonn (Germany)DEGerman

Das 'Treibhaus'-Problem: Emissionen und Klimaeffekte. Eine aktuelle wissenschaftliche Bestandsaufnahme

This institute's report has two intentions: First, to present a general experts' opinion on the current discussion of anthropogenic climate effects ('greenhouse effect'), and secondly, a presentation of specific results of an analysis of El Nino/Southern Oscillation climate interdependences. The main section discusses anthropogenic trace gas emissions in the industrial age, the methodology of different climate models, the results of these models when applied to the 'greenhouse problem', the climate trends observed, and the multiple assessments for identification of 'climate signals' with the emphasis on 'greenhouse signals'. (orig/KW)Der vorliegende Institutsbericht verfolgt zwei Aufgabenstellungen: erstens eine allgemeine gutachterliche Stellungnahme zur aktuellen Diskussion anthropogener Aenderungen des Globalklimas ('Treibhauseffekt') und zweitens eine Darstellung spezieller Ergebnisse zur Analyse von El Nino/Southern Oscillation Klima-Beziehungen. Der Hauptteil beschaeftigt sich, mit den anthropogenen Spurengasemissionen in industrieller Zeit, der Methodik der verschiedenartigen Klimamodellrechnungen, den Ergebnissen dieser Modellrechnungen zum 'Treibhaus'-Problem, den beobachteten Klimatrends sowie den multiplen Abschaetzungen zur Trennung der Klima-'Signale' mit dem Schwerpunkt 'Treibhaus-Signale'. (orig./KW)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 3092(96) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekRuhrgas AG, Essen (Germany)DEGerman

Statistische und deterministische Abschaetzung vulkanischer Einfluesse auf das globale Klima Institutsbericht

In the deterministic part of the project, an idealized volcano model with a latitude-, altitude- and time-dependent dispersion function for stratospheric aerosols of volcanic origin was developed on the basis of measured data. The model was integrated in the radiation part of the atmosopheric circultion model ECHAM4 of Deutsches Klimarechenzentrum (DKRZ). In this form, DKRZ carried out a number of model experiments with and without coupling of the ocean (OPYC model) for different phases of the ENSO cycle. The results show, among others, that the course of El-Nino events is changed by volcanic activity, and that El-Nino events may even be triggered by volcanic activity in the cold phase. In the statistical part, parametrisation of the explosive volcanic activity with stratospheric effects was improved by taking account of horizontal stratospheric transport processes, sedimentation processes and radiation mechanisms and was made available in the form of long time series resolved for 16 latitude bands. A new method was developed for identifying the volcano signal in the observed data, i.e. a process filter that separates these (and other) signals effectively from climate noise. The results are regionally and seasonally differentiated signal patterns including their interdependences with the ENSO cycle. (orig.)Im deterministischen Teil des Projektes wurde aufgrund von Messdaten ein idealisierter Vulkanantrieb entwickelt, der eine breiten-, hoehen- und zeitabhaengige Ausbreitungsfunktion vulkanischen Aerosols fuer die Stratosphaere enthaelt. Dieser Antrieb wurde in das Strahlungsschema des atmosphaerischen Zirkulationsmodells ECHAM4 des Deutschen Klimarechenzentrums (DKRZ) eingesetzt. In dieser Form wurden dann ohne und mit Ankoppelung des Ozeans (Modell OPYC) eine Reihe von Modellexperimenten am DKRZ durchgefuehrt, wobei diese Experimente jeweils zu unterschiedlichen Phasen des ENSO-Zyklus gestartet wurden. Die umfangreichen Modellergebnisse zeigen u.a., dass der Verlauf von El-Nino-Ereignissen durch den Vulkanismus veraendert, waehrend der Kaltphase solche Ereignisse dadurch sogar ausgeloest werden koennen. Im statistischen Teil wurde zunaechst die Parametrisierung der explosiven, die Stratosphaere beeinflussenden Vulkanaktivitaet durch Beruecksichtigung der horizontalen stratosphaerischen Transportprozesse, Sedimentationsvorgaenge und Strahlungsmechanismen wesentlich verbessert und in Form nach 16 Breitenkreisbaendern aufgeloesten langen Zeitreihen bereitgestellt. Fuer die Suche nach dem Vulkansignal in den Beobachtungsdaten wurde eine neue Methodik, der Prozessfilter, entwickelt, der solche (und andere) Signale besonders effektiv vom Klimarauschen trennt. Das Ergebnis sind raeumlich-jahreszeitlich differenzierte Signalmuster, einschliesslich ihrer Wechselbeziehungen mit dem ENSO-Zyklus. (orig.)Available from TIB Hannover: RA 3092(101) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman

Statistische Analyse der Klimavariabilitaet und anthropogenen Klimasignale in globaler und regionaler Betrachtung

Aim of this project performed in 1994--1997 was the description of observed climate variability on a global, European and German scale and within, the recent 30, 100 and 400 yr period. Furthermore, a causal interpretation in a multiple way was intended. The most important result of observational statistics is the publication (Kluwer, Dordrecht 1997; in English) of the 'European Climate Trend Atlas' providing for the 1891--1990 or 1961--1990 periods, respectively, the trends of surface air temperature, precipitation, humidity (1961--1990) and pressure (MSL) for all months and seasons of the year in 316 regionally differentiated trend charts. This is supplemented by a corresponding German Trend Atlas (temperature and precipitation) and a 1961--1990 analysis of temperature and pressure within the troposphere (selected altitudes) and stratosphere. The interpretation, by means of statistical techniques (regression, neural networks), is focussed on the question to which extent trends and interannual variations of temperature may be explained by natural (vulcanism, solar activity, El Nino) or anthropogenic (greenhouse gases, tropospheric sulfate aerosols) forcing. It arises that on a global or hemispheric average the anthropogenic greenhouse effect is already dominating whereas natural forcing - also on a 400 yr mean northern hemisphere scale --plays a minor role. The spatial signal structures due to anthropogenic forcing found in this statistical way are very similar to those simulated by more sophisticated model computations (GCM)Ziel des in den Jahren 1994--1997 durchgefuehrten Projektes war es, in den raeumlichen Skalen 'global, Europa und Deutschland' sowie den zeitlichen Skalen letzte ca. '30, 100 und 400 Jahre' die beobachtete Klimavariabilitaet zu beschreiben und in multipler Weise ursaechlich zu interpretieren. Das zentrale Ergebnis des deskriptiven Projektteils ist die Publikation (Kluwer, Dordrecht 1997; englisch) eines Europaeischen Klimatrendatlasses, der in insgesamt 316 Kartendarstellungen fuer 1891--1990 bzw. 1961--1990 die Trends der bodenahen Lufttemperatur, des Niederschlages, der Luftfeuchte (1961--1990) und des Luftdrucks fuer alle Monate des Jahres sowie die Jahreszeiten regional differenziert angibt. Ergaenzt werden diese Befunde durch einen entsprechenden Trendatlas Deutschland (Temperatur und Niederschlag) sowie eine Analyse 1961--1990 der Temperatur- und Druckgegebenheiten in der Troposphaere (ausgewaehlte Hoehenbereiche) und Stratosphaere. Im interpretierenden Projektteil ist mit Hilfe statistischer Methoden (Regressionen, neuronale Netze) global untersucht worden, inwieweit sich die Temperaturtrends sowie die Jahr-zu-Jahr-Variationen natuerlich (Vulkanismus, Sonnenaktivitaet, EI Nino) bzw. anthropogen (''Treibhauseffekt'', troposphaerische Sulfatpartikel) erklaeren lassen. Danach ist im globalen wie hemisphaerischen Mittel ab ca. 1850/60 der anthropogene ''Treibhauseffekt'' bereits dominierend, waehrend natuerliche Ursachen -- auch 400-jaehrig (nordhemisphaerisch mittelnde Analyse) demgegenueber eine untergeordnete Rolle spielen. Die gefundenen raeumlichen anthropogenen Signalmuster sind denen aufwendigerer Modellrechnungen (GCM) sehr aehnlichSIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 3092(102)+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman