Titelaufnahme

Titel
Analysis and Homogenization of WegenerNet Temperature and Humidity Data and Quality Evaluation for Climate Trend Studies
Weitere Titel
Analysis and Homogenization of WegenerNet Temperature and Humidity Data and Quality Evaluation for Climate Trend Studies
Verfasser/ VerfasserinEbner, Simon
Begutachter / BegutachterinKirchengast, Gottfried
ErschienenGraz, 2017
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2017
Anmerkung
Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft
Abweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der Verfasserin
DokumenttypMasterarbeit
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-117599 Persistent Identifier (URN)
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Analysis and Homogenization of WegenerNet Temperature and Humidity Data and Quality Evaluation for Climate Trend Studies [7.04 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Das Klimastationsnetz WegenerNet Feldbachregion ist ein langfristiges, hochauflösendes Pionierexperiment für die Klimaforschung in der Südoststeiermark in Österreich. Es erstreckt sich über eine Fläche von ca. 22 x 16 km2 und verfügt über mehr als 150 Messstationen, welche seit Beginn des Jahres 2007 in Betrieb sind und seither meteorologische Daten liefern.Um die hohen Ansprüche des WegenerNet zu erfüllen, ist es notwendig für die zugehörige Klimaforschung homogene Datenzeitreihen zu verwenden. Da im Zeitraum zwischen 2013 und 2016 ein durchgehender Tausch der Temperatur- und Feuchtesensoren stattfand, beschäftigt sich diese Masterarbeit mit der Identifikation möglicher Inhomogenitäten in den Temperatur- und Feuchtedatenzeitreihen, speziell mit jenen, welche auf die Installation neuer Sensoren zurückzuführen sind.Dazu wird eine Methode angewandt, die mit Hilfe von kumulierten Summen, basierend auf Tagesdaten von Temperatur und Feuchte, Wechselpunkte in den Zeitreihen sichtbar macht. Diese wurde bereits 2015 in anderem Kontext an globalen, jährlichen Temperaturdatenzeitreihen angewandt. Letztlich werden Korrekturwerte für die betroffenen neu installierten Sensoren vorgeschlagen, wenn ein gefundener Wechsel-Zeitpunkt mit dem wahren Datum des Sensortausches übereinstimmt und gleichzeitig die Unsicherheits-Bandbreite des Sensors von 0.1C (Temperatur) und 1.8%RH (Feuchte) durch die Diskontinuität beim Wechsel überschritten wird.Bei rund 14% aller Stationen wurde eine kleine aber signifikante Inhomogenität wegen des Temperatursensor-Wechsels gefunden. Gleichermaßen wurde bei rund 7% aller Stationen eine Inhomogenität wegen des Feuchtesensor-Wechsels entdeckt. Diese werden im Rahmen einer neuen Daten-Reprozessierung korrigiert.Zusammenfassend wird anhand von Stabilitätschecks (z.B. 10-Jahres-Trends) bestätigt, dass sowohl eine hohe als auch langfristig stabile Datenqualität sichergestellt ist, speziell für die Temperatur.

Zusammenfassung (Englisch)

The WegenerNet Feldbach Region climate station network is a pioneering long-term high-resolution climate research facility in the southeast of the state of Styria in Austria. It covers an area of about 22 x 16 km2 and contains more than 150 measurement stations, which have been operating and providing meteorological data since the beginning of 2007.In order to meet the WegenerNets objective of building up long-term climate observations at a very high resolution, it is necessary to base them on homogeneous data time series. As a complete change of temperature and humidity sensors took place between 2013 and 2016, this Master thesis identifies possible inhomogeneities in the temperature and humidity data time series, especially due to the sensor changes.By using inter-stational comparisons, the evaluation tries to detect unnatural change points. A cumulative sum approach is applied on daily temperature and humidity data, an approach already applied recently in 2015 to global scale annual temperature data time series. As a result, temperature and humidity correction values for deviating newly installed sensors are recommended if a detected unnatural change point matches the real date of the sensor change and if sensor uncertainty thresholds of 0.1C (temperature) and 1.8%RH (humidity) are exceeded by the discontinuity from the sensor change.At about 14% of all stations, small but significant temperature sensor-change inhomogeneities >|0.1|C were found. Likewise, significant humidity sensor-change inhomogeneities >|1.8|%RH were found at about 7% of all stations. These are corrected for in a new re-processing of the WegenerNet data.Overall the evaluation, including stability checks for linear 10-year trends, confirms high and long-term stable data quality, in particular for temperature.