s/simulationmodell/Simulationsmodell/gi
Definitionen: In den Geowissenschaften beschreibt eine Topographie die Erdoberfläche. In aquatischen Systemen wird der Begriff oft synonym zum Begriff “Bathymetrie” für die Höhenlage der Gewässersohle verwendet. Im Forschungsprojekt TrilaWatt bezeichnen topographische Daten die subtidale, intertidale und supratidale Höhenverteilung im Bereich der 12 Seemeilen-Zone des Wattenmeers. Datenerzeugung: Die Basis der Datenerzeugung bilden topographische Modelle aus einer umfangreichen Datenbasis von See- und Landvermessungen verschiedenster Datentypen. Diese werden mit einem datengetriebenem Simulationsmodell über räumlich-zeitliche Interpolationsverfahren zusammengelegt. Als Kompromisse zwischen der ständige morphodynamische Aktivität im Wattenmeer und der deutlich geringeren Messfrequenz werden in TrilaWatt topographische Modelle als Jahrestopographien erstellt. Produkt: Für den Zeitraum von 2015 bis einschließlich 2021 wird ein gerastertes topographisches Modell in der 12 Seemeilen Zone des Wattenmeers mit einer gerasterten Auflösung von 10 m in Raum und Zeit zum jeweiligen Gültigkeitszeitraum des 01.07. interpoliert. Das Datenprodukt wird im GeoTIFF Format bereitgestellt. Zur Einschätzung der Unschärfe des topographischen Datensatzes werden zu jedem Datenprodukt Datenquellenkarten und Datendichtekarten veröffentlicht. Weiterhin werden prototypische Topographien für die Jahre 1996-2014 (NL) sowie für 2022 (NL und DE) bereitgestellt. Weitere Produkte: Min-Z/Max-Z, Morphologischer Raum und Morphologischer Drive (2015-2021). Zitat für diesen Datensatz (DOI) - Zeitraum 2015-2021: Milbradt, P., Pineda, D. (2024): TrilaWatt: Topographie (2015-2021) [Dataset]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/366eab-3640c8 Zitat für diesen Datensatz (DOI) - Zeitraum 1996-2014, 2022: Milbradt, P., Pineda Leiva, D. F. (2025): TrilaWatt: Topographie (1996-2014, 2022) [Data set]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/4baaf0-aeaf58 English: Topography describes the study of the forms and features of land surfaces. Topographic data in aquatic systems is often also referred to as bathymetry. TrilaWatt topography data merged a large number of observational data to annual topographies using a data-driven interpolation model. Data are distributed in 10m grids as GeoTIFF files within the 12 nautical mile zone of the Wadden Sea's coast line. Additional products: Min-Z/Max-Z, Bed Elevation Range and morphological Drive (2015-2021). Download A download is located under references (in German: "Verweise und Downloads").
Dieses Projekt analysiert den Nutzen und Wert von passiven L-Band Satellitenbeobachtungen für die Ensemble-basierte Datenassimilation mit vollgekoppelten Erdsystemmodellen für mesoskalige Einzugsgebiete. Modellauflösungen sind dabei typischerweise in der Größenordnung von 100 m für die Landkomponenten und 1 km für die Atmosphärenkomponente des gekoppelten Modells; diese ist viel höher als die der Satellitenbeobachtungen, die typischerweise mehrere 10 Kilometer beträgt. Ensemble-basierte Datenassimilation erfordert die Erzeugung von synthetischen Beobachtungen aus dem Erdsystemmodell heraus mit Hilfe eines Beobachtungsoperators, der dann mit Beobachtungen verglichen wird um das Analyseensemble zu generieren. Da der Modellzustand nicht notwendigerweise alle Informationen enthält, die der Beobachtungsoperator benötigt (dieser ist im Wesentlichen ein Strahlungstransportmodell) muss die fehlende Information aus externen Datenquellen extrahiert werden. Die zentralen Projektziele sind die Weiterentwicklung einen geeigneten Beobachtungsoperators, der es erlaubt Satellitenbeobachtungen im L-Band zu erzeugen, sowie dessen Nutzung für die Datenassimilation mit Hilfe der Terrestrial Systems Modeling Platform (TerrSysMP, Shrestha et al. 2014) gekoppelt mit dem Parallelized Data Assimilation Framework (PDAF, Nerger et al. 2013). Während wir in Phase I hauptsächlich einen flexiblen Beobachtungsoperator erstellt und validiert haben, konzentrieren wir uns in Phase II, neben weiteren Verbesserungen des Operators bezüglich Vegetation und seiner Operationalisierung, auf die eigentliche Datenassimilation. Diese umfasst (a) die Bestimmung des Biases zwischen virtuellen Beobachtungen des Datenassimilationsmodells und solchen des virtuellen wie des realen Einzugsgebietes, (b) Datenassimilationsexperimente zur Quantifizierung des Wertes solcher Beobachtungen auch im Vergleich zu anderen Beobachtungen, sowie (c) Vorverarbeitungs- und Filterungsmethoden um die niedrig aufgelösten Messungen optimal für die Systemzustandsschätzung auszunutzen.
Deutscher Wetterdienst DWD 1996: Klimakarten für das Land Berlin, Teil 1: Bioklima Berlin, Gutachten im Auftrag der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Umweltschutz und Technologie, unveröffentlicht. GEO-NET 2013: Klimaökologische Untersuchung „Tempelhofer Freiheit“ in Berlin – Entwurf Rev. 02, im Auftrag der Tempelhof Projekt GmbH, Berlin unveröffentlicht. GEO-NET 2022: Regionale Kaltluftströmungen in Deutschland. Eigene Untersuchung. Unveröffentlicht. Groß, G. 1989: Numerical simulation of the nocturnal flow systems in the Freiburg area for different topographies, in: Beitr. Phys. Atmosph.,H 62, S. 57-72. Groß, G. 2002: The exploration of boundary layer phenomena using a nonhydrostatic mesoscale model, in: Meteor.Z.schr. Vol. 11 Nr.5, S.701-710. Höppe, P. 1984: Die Energiebilanz des Menschen. Münchener Universitätsschriften, Meteorol. Inst., Wiss. Mitt. 49. Höppe, P., Mayer, H. 1987: Planungsrelevante Bewertung der thermischen Komponente des Stadtklimas. 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In der Trockenwüste Namib an der Westküste Afrikas sind Nebelereignisse von großer Bedeutung nicht nur für die Pflanzen- und Tierwelt, sondern insbesondere auch für die Gewinnung von Trinkwasser mit Hilfe von Nebelwasserkollektoren. Um eine ökonomische Nutzung der Trinkwassergewinnung zu ermöglichen, sind genaue Kenntnisse der raumzeitlichen Entwicklung von Nebelereignissen unerlässlich. Aufgrund der komplexen topographischen Strukturen in der Namib Region lassen sich diese Kenntnisse flächendeckend nur mit Hilfe numerischer Simulationen gewinnen. Im vorliegenden Projekt soll, basierend auf dem mesoskaligen Wettervorhersagemodell COSMO des Deutschen Wetterdienstes, das dreidimensionale Nebelmodell COSMO-FOG entwickelt werden, mit dem Nebelereignisse in der Namib Region simuliert werden können. In COSMO-FOG sollen insbesondere die speziellen topographischen Gegebenheiten im Untersuchungsgebiet (Atlantischer Ozean, Küstenwüste, Große Randstufe) berücksichtigt werden, um das Auftreten der dort vorkommenden unterschiedlichen Nebelereignisse (Advektionsnebel, Strahlungsnebel, Hochnebel, etc.) realistisch simulieren zu können. Das beantragte Projekt ist Teil eines Paketantrags bestehend aus drei Einzelprojekten, zu denen neben NaFoLiCa-M auch bodengebundene Messungen (NaFoLiCa-F) sowie auf Fernerkundung basierende Nebelbeobachtungen (NaFoLiCa-S) gehören. Verknüpfungen zwischen den Teilprojekten bestehen in der gemeinsamen Prozessanalyse durch Verbindung der bodengebundenen und satellitengestützten Messungen sowie im Einsatz von COSMO-FOG zur Ermittlung der raumzeitlichen Nebelstrukturen.
Die Anwendung numerischer Simulationsmodelle erfordert eine über das eigentliche Untersuchungsgebiet hinausgehende räumliche Erfassung der Grundlagendaten und meteorologischen Randbedingungen. Dadurch soll gewährleistet werden, dass sich das Modell ‘einschwingen’ kann, um am Rande des eigentlichen Projektgebietes möglichst realitätsnahe Zustände simulieren zu können (zur Methodik des hier verwendeten Klimamodells FITNAH vgl. (Methode). Daher untergliederte sich das Untersuchungsgebiet in das etwa 890 km² große Stadtgebiet von Berlin sowie einen rund 1650 km² großen Bereich des Umlandes. Zusätzlich wurde ein Vertiefungsgebiet definiert, in dem das Klimamodell FITNAH in einer 4-fach höheren Rasterauflösung angewendet wurde (vgl. Abbildung 1). Nur wenige der verwendeten Parameter für das Stadtgebiet Berlin wurden speziell für dieses Projekt erhoben, es handelte sich vielmehr um Datengrundlagen aus jahrelangen Arbeiten zum Umweltatlas und zum ISU Berlin, die für vielfältige Auswertungen und Berechnungen zur Verfügung stehen. Das Informationssystem Stadt und Umwelt der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung enthält ca. 25 000 Einzelflächen in einem räumlichen Bezugssystems, die für die Berechnung der Klimagrößen des ISU zur Verfügung gestellt wurden: Flächennutzung. Die Daten der Flächennutzung beruhen auf der Auswertung von Luftbildern, bezirklichen Flächennutzungskarten und weiteren Unterlagen für den Umweltatlas (vgl. Karte 06.01, SenStadtUm 1995b, 1995e und Karte 06.02, SenStadtUm 1995c, 1995f). Es werden etwa 30 Nutzungsarten unterschieden. Bis auf einzelne Nachträge gaben sie zum Zeitpunkt der Modellanwendung noch den Nutzungsstand von 1990 wieder (Fortschreibung auf den Datenstand Ende 2001 in Bearbeitung) Stadtstrukturtypen (Karte 06.07, SenStadtUm 1995g). Eine weitere Verfeinerung dieser Daten fand über eine Sachdatenbasis statt, die typenspezifische Angaben zur Höhe der Gebäude und Vegetationsstrukturen innerhalb der einzelnen Stadtstrukturtypen enthält Versiegelung (Karte 01.02, SenStadtUm 1995d). Zur Verifizierung der Modellergebnisse wurden aus dem Bestand der existierenden Klimakarten und vorliegender Gutachten insbesondere ausgewählt: Oberflächentemperaturen bei Tag und Nacht (Karte 04.06, SenStadt 2001d). Bioklima bei Tag und Nacht (Karte 04.09, SenStadtUm 1998b). Untersuchung lokalklimatische Situation Gleisdreieck (Vogt 2002a) und (Vogt 2002b). Zusätzlich wurden etwa 700 Projektgebiete, die im Rahmen des städtebaulichen Flächenmonitoring der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung für den Zeitraum 1990 – Ende 2002 erfasst wurden, in die geographische und die Sachdatenbasis eingearbeitet. Zur Bereitstellung der orographischen Eingangsparameter für die Berechnung des Wind- und Temperaturfeldes wurde auf der Grundlage der Höhenpunkte der Bohrpunktdatei der Landesgeologie Berlin (110 000 Punktdaten) ein gesondertes Geländehöhenmodell für Berlin generiert (Karte 01.08, SenStadtUm 1998a). Um der hohen Modellauflösung im Vertiefungsgebiet gerecht zu werden, wurden für diesen Ausschnitt die Geometrie- und Sachdaten der Automatisierten Liegenschaftskarte ALK für die weitere Auswertung herangezogen. Die Liegenschaftskarte bildet als darstellender Tei des so genannten Liegenschaftsbuches neben den Flurstücken vor allem die Gebäude einschließlich ihrer Geschossanzahl flächenscharf ab und ist daher als Basisinformation zur Abbildung der Hochbaustrukturen gut geeignet (vgl. Abbildung 2). In die Basisgeometrie der Teilbaublöcke der Karte 1: 50 000 des ISU konnten so zusätzlich die Gebäudegrundrisse mit den aus dem ALK-Bestand abgeleiteten Gebäudehöhen integriert werden. Zur Einbindung der Flächen außerhalb Berlins wurden folgende Datengrundlagen genutzt: ATKIS (Amtlich-kartographisches Informationssystem). Das Kartenwerk umfasst die erste Realisierungsstufe des Basislandschaftmodells – DLM 25/1. Der Grunddatenbestand enthält verschiedene Objektarten und Attribute. Die Straßen, Wege, Eisenbahnen, Gewässer und Grenzen bilden eine geometrisch exakte Linienstruktur der Landschaft. Sie ist durch die flächenhaften Landschaftsteile, wie Wohnbauflächen usw., ausgefüllt Die Geländehöhen wurden dem Datenbestand des CORINE -Projektes entnommen. Corine ist ein Synonym für “koordinierte Erfassung von Informationen über die Umwelt” und stellt ein von der Kommission der Europäischen Union im Jahr 1985 gegründetes Programm zur Erfassung von Umweltdaten dar.
Um das Stadtklima zu verbessern, ist es wichtig, Klimafaktoren wie Luft, Temperatur und Wind zu beobachten. Lange geschah dies in Berlin durch stationäre und mobile Messungen sowie durch die Interpretation von Daten zur Flächennutzung und Versiegelung. Diese Methoden erlaubten nur eingeschränkt die Untersuchung und Abgrenzung von lokalen oder regionalen Windzirkulations-Systemen – die sind für das Klima einer Stadt jedoch bedeutend. Das Klimamodell Berlin bietet deshalb Informationen zu den klimatischen Bedingungen für das Stadtgebiet sowie das nähere Umland, die nach den wichtigsten Parametern aufgeschlüsselt sind und 2005 mit einer Auflösung von 50 m x 50 m-Rastern durchgeführt wurden. Zentraler Baustein dieses Verfahrens ist das Simulationsmodell FITNAH , das die Wind- und Temperaturverhältnisse detailliert berechnen kann. Dadurch wird neben einer aktuellen Bestandsaufnahme der klimatischen Situation auch eine Genauigkeit erreicht, die fundierte Aussagen für die Maßstabsbereiche 1 : 100.000 bis 1 : 20.000 erlaubt. Die dargestellten Parameter umfassen die wichtigsten Größen wie bodennahe Lufttemperatur, Windfeld und bodennahe Strömungen. Alle werden zu jeweils zwei Zeiten, 22:00 und 06:00 Uhr, bezogen auf eine Höhe von zwei Metern, dargestellt. Die Beurteilung des Luftaustausches und des Luftmassenstroms erlaubt dabei die Abgrenzung der an Kaltluftentstehung bzw. Kaltluftabfluss beteiligten Grünflächen bzw. der grünbestimmten Siedlungsräume während einer warmen austauscharmen Sommernacht. Diese Informationen sind für die Planung von klimatischen Ausgleichsleistungen relevant. Die Inhalte dieses Jahrgangs sind historisch und nicht mehr aktuell. Einleitung Datengrundlage Methode Kartenbeschreibung Literatur Karten Download
Grundwasserneubildung aus Niederschlag (GWN); Dimension: mm/Jahr: Unter den Bilanzgrößen des Wasserhaushalts kommt der flächenhaften Grundwasserneubildung aus Niederschlag (GWN) eine hohe Bedeutung zu. Im Gegensatz zu anderen Wasserhaushaltsgrößen kann die GWN in der Regel nicht direkt gemessen werden. Der Anwendung entsprechender Modelle kommt daher eine besondere Bedeutung zu. Die hier zur Verfügung gestellten Daten der GWN stammen aus der landesweiten Langzeit-Berechnung mit dem Bodenwasserhaushaltsmodell GWN-BW. GWN-BW ist ein modular aufgebautes, deterministisches und flächendifferenziertes Modell zur Berechnung der tatsächlichen Verdunstung, zur Simulation des Bodenwasserhaushaltes und der unterhalb der durchwurzelten Bodenzone gebildeten Sickerwassermenge. Wie die meisten vergleichbaren Wasserhaushaltsmodelle benötigt GWN-BW als meteorologischen Antrieb Daten der Niederschlagshöhe, der Lufttemperatur, der relativen Luftfeuchte, der Globalstrahlung oder Sonnenscheindauer sowie der Windstärke oder geschwindigkeit. https://www.hydrosconsult.com/hydrologie/bodenwasserhaushalt Die Berechnungen erfolgen auf insgesamt 102.677 Grundflächen, deren Geometrie auf der Verschneidung von Bodenkarte 1:50.000 und CORINE 2006 Landnutzung beruht. Bei der GWN handelt sich um eine berechnete Bilanzkomponente, welche dem Gesamtabfluss abzüglich schneller lateraler Abflusskomponenten entspricht. Der Direktabfluss wird mit Hilfe des regionalisierten Baseflow-Index berücksichtigt. Die berechnete GWN entspricht jener des jeweils obersten Grundwasserstockwerks. Dies können auch hängende Grundwasserleiter sein, die beispielsweise wieder über Quellen entwässern. Sie entspricht somit, je nach den hydrogeologischen Bedingungen, nicht zwingend der GWN des obersten Hauptgrundwasserleiters.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 4524 |
| Europa | 10 |
| Global | 1 |
| Kommune | 17 |
| Land | 234 |
| Schutzgebiete | 1 |
| Weitere | 9 |
| Wirtschaft | 45 |
| Wissenschaft | 1888 |
| Zivilgesellschaft | 94 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 4456 |
| Text | 89 |
| unbekannt | 48 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 71 |
| Offen | 4513 |
| Unbekannt | 10 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 4433 |
| Englisch | 630 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 6 |
| Bild | 8 |
| Datei | 11 |
| Dokument | 88 |
| Keine | 2650 |
| Webdienst | 2 |
| Webseite | 1892 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 2812 |
| Lebewesen und Lebensräume | 3205 |
| Luft | 2604 |
| Mensch und Umwelt | 4594 |
| Wasser | 2395 |
| Weitere | 4496 |