Wetterdatenanalyse
20130405_Rundschreiben Historische Wetterdatenanalyse
Sehr geehrte Damen und Herren,
ich richte dieses Schreiben an alle, die sich für Wetteranalysen interessieren oder sich in irgendeiner Form mit den langzeitlichen globalen Schwankungen des Klimas auf der Erde beschäftigen. Der kalte Monat März in diesem Jahr hat mich dazu bewegt, mir die historischen Wetterdaten renomierter deutscher Wetterstationen zu beschaffen. Ich danke hier nochmals dem Deutschen Wetterdienst für die kostenlose und freie Bereitstellung besagter Daten von achtzig Stationen in Deutschland. Besonderes Augenmerk habe ich natürlich auf die gemessene tägliche Sonnenscheindauer und die mittlere Tagestemperatur gelegt und mir ist dabei eine sehr interessante Entwicklung der mittleren täglichen Sonnenscheindauer innerhalb der letzten einhundert Jahre aufgefallen, die ich hier schildern möchte und deren erste grobe Analyse im Anhang zu finden ist - in der Datei "20130405_Wetterdatenanalyse_Periodizitaet_Falk_Windisch.pdf", (ca. 1.6MB).
20130405_Wetterdatenanalyse_Periodizitaet_Falk_Windisch.pdf
Als Diplomphysiker kenne ich natürlich sämtliche Verfahren zur Bewertung der statisischen Genauigkeit von Meßwerten und habe in unzähligen Praktika und auch während meiner langjährigen Tätigkeit in der Glasbeschichtungsbranche riesige Mengen von Daten mit Hilfe von Computern aufbereitet. Mir ist bewußt, das man aus Einzelmessungen keine voreiligen Schlüsse ziehen darf und dass es eine Vielzahl von Faktoren gibt, die den Wert einer Meßgröße beeinflussen. Die zeitlichen Veränderungen der Partikeldichte und -größe in der Erdatmosphäre, die kontinentalthermisch angetriebene Wolkendynamik und der Einfluß des Golfstromes auf Europa sind offensichtliche Vorgänge, die nur in einem globalen, allumfassenden Klimamodell ordentlich berücksichtigt werden können. Ich möchte betonen, dass ich keinesfalls vorhabe irgendwelche Schlüsse bezüglich des sogenannten Klimawandels aus den bodennahen Messungen in Deutschland zu ziehen. Der stetige Zuwachs der Bevölkerungsdichte in Ballungsräumen geht mit einer Erhöhung des allgemeinen Verkehrsaufkommens einher, das wiederum zur lokalen Erhöhung der Temperatur beiträgt - ich denke Sie wissen worauf ich hinaus will: man muß unendlich viele Faktoren berücksichtigen, um den langzeitlichen Verlauf des Wertes einer Meßgröße objektiv bewerten zu können und es erfordert jahrzehntelange Erfahrung, um daraus Schlüsse zu ziehen und diese dann womöglich noch der Weltöffentlichkeit zugänglich zu machen. Die Hauptfehlerquelle bei Messungen - der Mensch - wurde glücklicherweise in den verwendeten Meßdaten auf ein Minimum reduziert, indem man die Messungen an deutschen Wetterstationen von gut ausgebildeten Spezialisten durchführen läßt. Mich persönlich haben besonders die Meßwerte beeindruckt, die in der Zeit der beiden Weltkriege aufgenommen wurden. Die Zeiträume von 1914-1918 und 1941-1945 sind meiner Meinung nach mit äußerster Vorsicht zu betrachten und wurden vermutlich aus diesem Grund von vielen Wetterstationen gar nicht erst vollständig bereitgestellt - über die schrecklichen und chaotischen Vorgänge im Luftraum über Europa in diesen Zeiten möchte ich an dieser Stelle nicht spekulieren, diskutieren oder philosophieren.
Ich möchte nun näher auf das Eingehen, was mir aufgefallen ist: Bei der Betrachtung der mittleren Tagestemperatur der letzten Jahrzehnte - speziell seit den 1980er Jahren - habe ich einen allgemeinen deutlichen Anstieg erkannt. Gemäß der medialen Informationsflut der heutigen Zeit hat mich das auch nicht weiter überrascht, denn es ist wohl mittlerweile unumstritten, daß sich das Klima auf unserer Erde aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Gründen langsam erwärmt. Was aber auch auffällt ist, daß vor 1980 die Länge der täglichen mittleren Sonnenscheindauer rückläufig war. Ein grober "least-square-fit" der Daten offenbarte zu meinem großen Erstaunen eine Periodizität der über jeweils ein Jahr gemittelten täglichen Sonnenscheindauer von 72 Jahren. Ich habe aus diesem Grund die Messungen von den Wetterstationen besonders genau analysiert, die bereits seit Anfang des 19. Jahrhunderts ihre Daten aufzeichnen - speziell Potsdam und Lindenberg liefern unglaubliche Messreihen über einen fast hundertjährigen Zeitraum. Nachdem ich die Periode der Schwankung ermittelt hatte, recherchierte ich im Internet nach möglichen Ursachen und bin doch tatsächlich auf eine astronomisch relevante Periode von 72 Jahren gestoßen, die die genannte Auffälligkeit womöglich zum Teil erklären kann, die aber auf jeden Fall berücksichtigt werden muß: die sogenannte Präzession des Frühlingspunktes. Im Anhang ist ein Auszug der Internetseite www.astrotext-astrosoft.de zu finden, in dem das Phänomen kurz beschrieben ist. Ich bitte den Betreiber der besagten Seite, mir das Zitieren des Textinhaltes nicht übel zu nehmen und weise hiermit nochmals ausdrücklich und voller Dankbarkeit auf die Quelle hin - dieses Schreiben ist in meinen Augen keine Veröffentlichung im eigentlichen Sinne, sondern eher eine private e-mail - ich frage daher astrotext- astrosoft.de nicht vorher explizit um Erlaubnis - es ist hinsichtlich der Lesbarkeit an dieser Stelle deutlich komfortabler, nicht nur den Internet-Link auf die Quelle anzugeben. Gäbe es tatsächlich einen Zusammenhang zwischen der mittleren täglichen Sonnenscheindauer und der Präzession des Frühlingspunktes, müßte dieser meiner Meinung nach auf jeden Fall in sämtlichen globalen Klimamodellen berücksichtigt werden. Die sich daraus ergebenden Schwankungen in der Sonnenscheindauer sind berächtlich, gehen zu meiner Enttäuschung aber leider nicht direkt linear mit den mittleren gemessenen Tagestemperaturen einher. Speziell in den Monaten März und September wird die Periodizität sehr deutlich, weshalb ich die jährlichen Verläufe der Tagesmittelwerte dieser Monate im Anhang ebenfalls genauer analysiert habe. Man kann auch in der jährlichen Entwicklung der Temperatur die oben genannte Zeitperiode von 72 Jahren erkennen - wenn man sie sehen will. Ich schreibe Ihnen, weil ich mich erst seit einer Woche mit der Analyse von Klimadaten beschäftige und an dieser Stelle nun Ihre Unterstützung brauche. Es würde mich freuen, wenn Sie mir den wahren Grund der Periodizität erklären könnten und ich würde liebend gern in dieser Richtung weitere Nachforschungen betreiben. Bitte haben Sie keine Scheu, mich diesbezüglich zu kontaktieren - ich suche momentan ohnehin eine anspruchsvolle Tätigkeit und bin ebenfalls für nahezu alles offen, was Sie mir an beruflichen Perspektiven bieten können.
Einige Hinweise möchte ich noch zum Analyseverfahren geben: Ich habe eine Software entwickelt, die das schnelle und flexible Betrachten von Klimadaten im sogenannten KL_2000-Format ermöglicht. Einige "screenshots" des Programms, das sich mittlerweile zu einer schicken "App" auf meinem Server entwickelt hat, sind ebenfalls im Anhang an diese e-mail zu finden. Berücksichtigt werden bei der Auswertung immer nur Tage, an denen auch tatsächlich ein Meßwert der speziellen Meßgröße geliefert wurde. Ein Monatsmittelwert ergibt sich somit nicht aus der Anzahl der Tage in diesem Monat, sondern aus der Anzahl der Tage im Monat, an denen tatsächlich ein Meßwert geliefert wurde. Ebenfalls kann ich in der Ausswertung nur sogenannte "vollständige Jahre" berücksichtigen, in denen mindestens 360 Tagesmeßwerte vorliegen - diese Definition war in meinen Augen sinnvoll. Es werden lediglich die Rohdaten mit den zugehörigen Umrechnungsfaktoren der Einheiten multipliziert und deren Tageswerte, monatliche Mittelwerte und Jahresmittelwerte grafisch dargestellt und bei Bedarf in Form von Ergebnis-Textdateien exportiert. Besonders hilfreich ist die Möglichkeit der direkten Gegenüberstellung einzelner Datenreihen - hierzu kann man bis zu fünf Quelldateien gleichzeitig öffnen und jeweils den Tageswert und einen Referenztageswert gleichzeitig analysieren. Das Programm kann natürlich auf einem leistungsfähigen Computer auch mehrfach gleichzeitig ausgeführt werden. Der zeitliche Verlauf einer Meßgröße kann sehr komfortabel betrachtet werden: es gibt Tageswerte, Monatsdiagramme, Jahresdiagramme und auch Jahresdiagramme, die den Verlauf eines Monatsmittelwertes darstellen können. Ich bin gerne bereit Ihnen die Art und Weise der Datenanalyse ausführlich zu erörtern und würde mich sehr über eine Resonanz von Ihrer Seite freuen. Da ich ein Anhänger der sogenannten "OpenSource" bin, würde ich Ihnen das Programm nach Anfrage auch gerne auf Ihrem Server bereitstellen. Entwickelt wurde die Software unter Ubuntu mit NetBeans und Java 1.7 und ist damit völlig plattformunabhängig. Neben der pseudowissenschaftlichen Untersuchung augenscheinlicher Anomalien ermöglicht das Programm natürlich auch die handfeste quantitative Beurteilung von Wirtschaftsstandorten innerhalb Deutschlands. Ich bin nun in der Lage auf der Grundlage historischer Meßdaten nahezu jeden Standort in Deutschland hinsichtlich Temperatur, Windgeschwindigkeit, Sonnenscheindauer, Schneemenge oder Regenwahrscheinlichkeit mehr als nur oberflächlich zu beurteilen.
Ich freue mich sehr auf Ihre Antwort und würde es toll finden, wenn Sie mir eine Möglichkeit zur professionellen Untersuchung solcher Wetterdaten ermöglichen könnten.
mit freundlichen Grüßen Dipl. Phys. TU Falk Windisch
PS: Sie können diese e-mail sehr gerne an Personen oder Institutionen weiterleiten, die Sie diesbezüglich als fachlich kompetent oder in irgendeiner Form relevant einschätzen.