ClimXtreme II --Module-C-Coordination

Uwe Ulbrich

Module C coordination and index clustering (COO) ClimXtreme II is an interdisciplinary research network consisting of 17 collaborating institutions and 25 subprojects, funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF). ClimXtreme aims to improve the understanding of extreme weather events in Europe in the context of anthropogenic climate change. COO coordinates ClimXtreme II in close collaboration with the coordination of Modules A, B, and D. The coordination will take care that the overall research questions of ClimXtreme II. Furthermore, COO is responsible to fulfill the general aims of Module C (impacts). There are two overarching activity groups in ClimXtreme II which will be coordinated by COO: the "Post Event Assessment Group" (PostAG) and the "Hazard Specific Stakeholder Interaction Groups" (HaSSI group). The PostAG will act using a certain protocol and assess extreme events occurring during ClimXtreme II. The HaSSI groups ensure the interaction between stakeholders and ClimXtreme research projects. Scientifically, COO will further extend and analyze the integrated database of indices of ClimXtreme. The database includes indices from all hazards of Module C which are wind, precipitation and temperature and drought related. Indices link meteorological parameters to impacts as storm loss, flooding from spatially small scales to large river floods, crop failure and agricultural droughts. Analysis of the database will focus on sequences of hazards which lead to a potential increase of impacts. This will be done for different combinations of hazard types, e.g. succeeding periods with high rainfall amounts, and subsequent flooding. Those sequences can be classified as multivariate and preconditioned compound events. The integrated database enables the possibility to interrelate sector specific impacts and sequences and to analyze compound events which are explicitly defined by the combination of impact-related hazards and thresholds. The database is then used to investigate the climate change of these sequences. Further information https://www.climxtreme.de/

ArcClimEx (ClimXtreme)

Uwe Ulbrich, Henning Rust

Das Projekt zielt auf ein verbessertes Verständnis der Mechanismen ab, die die Verbindungen zwischen den arktischen Klimaänderungen, Veränderungen der großräumigen atmosphärischen Zirkulation (bezüglich der Variabilität und Häufigkeit und Stärke von Wettersystemen) und den ...

IDF-AF (ClimXtreme)

Uwe Ulbrich, Henning Rust

Precipitation Extremes: Linking Consistent Intensity-Duration-Frequency Relation to Large Scale Atmospheric Flow (IDF-AF) Precipitation events can have very different characteristics, from long-lasting light drizzle to short but intense precipitation. For every precipitation event duration, ...

XPreCCC (ClimXtreme)

Uwe Ulbrich, Henning Rust

The frequency and intensity of extreme precipitation are critical factors for the assessment of future impacts due to rainfall extremes. Other event characteristics can also play an important role: for example, the duration, spatial extent and areal precipitation volume of the event. To fully ...

LASLI (ClimXtreme)

Uwe Ulbrich, Bodo Damm

Slope failure processes (e.g. landslides, rockfall) in Central Europe are associated with high damage on road, railway and building infrastructure as well as casualties. While the general susceptibility for such events is determined by geological and geophysical conditions, meteorological factors frequently determine the triggering of the hazard. High moisture preconditions, intensive precipitation and processes related to frost have been identified as important triggers. Based on landslide and rockfall records, the contribution of the meteorological factors on the frequency of slope failure events in the German low mountain regions was determined. Changes in the occurrence probabilities of such events under climate change conditions are investigated using multi-model ensemble of regional climate scenario simulations. Under RCP8.5 scenario conditions rockfall probability in the study region is likely to decrease while landslides are expected to become more frequent. LASLI is a subproject within ClimXtreme. It is conducted in collaboration with the research group  Applied Physical Geography at the University of Vechta. Publications: K.M. Nissen, S. Rupp, T.M. Kreuzer, B. Guse, B. Damm and U. Ulbrich, 2022: Quantification of meteorological conditions for rockfall triggers in Germany, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 22, 2117–2130, https://doi.org/10.5194/nhess-22-2117-2022 . K.M. Nissen, M., Wilde, M., Kreuzer, T. M., Wohlers, A., Damm, B., and Ulbrich, U.: A decrease in rockfall probability under climate change conditions in Germany, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2023-94 , 2023. (under review)

FORTEC (ClimXreme)

Uwe Ulbrich, Nico Becker, Marc Hanewinkel

Im Rahmen des FORTEC-Projekts wird untersucht, wie sich meteorologische Bedingungen auf Wälder im Allgemeinen und auf Bäume entlang von Eisenbahninfrastrukturen auswirken, insbesondere unter Berücksichtigung möglicher künftiger Klimaänderungen. Ziel des Projekts ist es, die mit verschiedenen meteorologischen Prozessen verbundenen Unsicherheiten zu verstehen und wie sich das Schadensrisiko für Wälder und Bäume in zukünftigen Klimaszenarien ändert.

Climate and Water under Change

Uwe Ulbrich

Die Einstein Research Unit Climate and Water under Change (CliWaC) ist eine transdisziplinäre Forschungsinitiative der Berlin University Alliance.Diese untersucht wasserbezogene Risiken des Klimawandels im Raum Berlin-Brandenburg.   Am Institut für Meteorologie untersuchen wir die ...

NFDI4Earth

Uwe Ulbrich, Stephan Pfahl, Dr. Ingo Kirchner

01.10.2022 — 26.04.2026

Die deutsche Earth-System-Science-Community mit derzeit über 50 Partnern aus Universitäten, Forschungseinrichtungen, Infrastrukturanbietern und Behörden hat sich zum Ziel gesetzt, in den nächsten Jahren bestehende und zukünftige Strategien und Services für Forschungsdatenmanagement in den Geowissenschaften zu vereinheitlichen und an den Grundsätzen von Offenheit und den FAIR-Prinzipien zu orientieren. NFDI4Earth arbeitet mit der Earth-System-Science-Community zusammen - sei es mit Studenten, Fachleuten, Dienstleistern oder Wissenschaftler*innen. Damit wird garantiert, dass sich die Entwicklung von NFDI4Earth ganz nach den Bedürfnissen und Anforderungen der Gemeinschaft richtet. NFDI4Earth ist Teil der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI). Diese soll die Datenbestände von Wissenschaft und Forschung systematisch erschließen, nachhaltig sichern und zugänglich machen sowie (inter-)national vernetzen.

SpreeWasser:N

Uwe Ulbrich

SpreeWasser:N zielt auf die Entwicklung innovativer Werkzeuge, Strategien und Handlungsoptionen (Best-Practice-Beispiele) für ein integriertes Wasserressourcenmanagement in der Region Berlin-Brandenburg ab. Die Region weist eines der höchsten Wasserdefizite in Deutschland auf. Ziel des ...

Sturmklima Hessen

Uwe Ulbrich

In a changing climate, with increasing temperatures and moisture, the extratropical circulation will likely change, and so will the dynamics of North Atlantic windstorms. Extratropical storms may take different paths than in the past, and show modified characteristics such as their frequency, intensity, lifetime, or extent. However, these changes of storm characteristics and impacts, especially on the regional scale, still exhibit substantial uncertainties due to low confidence in the underlying changes of the circulation and storm tracks in a changing climate - partly because the interannual variability is larger than climate change related trends but also because previous analyses are based coarse resolution simulations and/or single model studies. This project “Sturmklima Hessen”, funded by HLNUG (Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie), aims to address these issues. It aims to estimate the spread of possible developments regarding the storm risk and its impacts for the federal state of Hessen, Germany in a changing climate. A multitude of global and regional climate simulations is evaluated, including spatially and temporally higher resolved models preferably in large ensembles, to draw robust conclusions on expected changes using different warming scenarios. In cooperation with the GDV (Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft) the storm induced loss on residential buildings will be related to the wind speed of model and observation based data using deterministic and probabilistic statistical models. The impact of the resolution of the model on the representation of the storm climate is explored and particularly ruinous episodes as well as categorized storm events are downscaled to estimate the range of losses. Seasonal and decadal predictions are considered as well as high resolved (regional) climate experiments.

WEXICOM

Uwe Ulbrich

Mit einem inter- und transdisziplinären Ansatz betrachten Meteorologen  und Sozialwissenschaftler Wetterwarnungen und ihre Wahrnehmung und Nutzung durch Akteure des Bevölkerungsschutzes, Behörden und betroffene Bürger. Der Schwerpunkt in der ersten Förderphase liegt auf Sturm- und Gewitterereignissen für die Stadt Berlin. Unser Ziel ist es, den Warnprozess und die Kommunikation von Warnungen  zu verbessern, um wetterbedingte Schäden zu vermindern. Ein Schwerpunkt hierbei ist der Umgang mit der Unsicherheit von Wetterwarnungen. In Zusammenarbeit mit dem DWD und Nutzern der Warnungen erarbeiten wir Empfehlungen für endnutzerorientierte Informationsprodukte. Das Projekt WEXICOM bearbeitet als Teil des " Hans-Ertel-Zentrum für Wetterforschung " des Deutschen Wetterdienstes den Themenbereich 5: "Optimale Anwendung von Wettervorhersagen". Projektwebseite: http://www.geo.fu-berlin.de/met/wexicom/index.html

Natural Hazards and Risks in a Changing World

Uwe Ulbrich, Henning Rust

A graduate research school with the University of Potsdam, Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), Helmholtz Centre Potsdam German Research Centre for Geosciences GFZ. The central goal of NatRiskChange is to pursue the development of methods to improve hazard and risk analysis and ...

C3-Grid

Prof. Uwe Ulbrich

01.05.2009 — 31.12.2013

The C3Grid project ( C ollaborative C limate C ommunity Data and Processing Grid ) aims to develop tools, especially for the climate community, for easy access and searches on climatologic data such as modeling results and observations. The user will be able to uniformly access climate data of the paticipating data archives (to which belong amongst others the world data centres, the German Weather Service DWD and several  institutions of climate sciences). With the deployment of standardized working procedures  („workflows“) available through C3Grid, in which FUB is taking part, the user will effectivly be supported during his data processing. To ensure a sustainable collaboration with the earth system sciences, the department of Meteorology of FUB also supports the efforts to create a community of C3Grid users within climate and earth system scientists to benefit the scientific progress.

ENSEMBLES

Prof. Dr. Uwe Ulbrich

Ziele des Projektes ENSEMBLES sind: Entwicklung eines Ensemble-Vorhersage-Systems für Klimasimulationen auf der Basis aktueller, hochaufgelöster, globaler und regionaler Erdsystemmodelle, die in Europa entwickelt wurden. Das Ensemble, validiert gegen hochaufgelöste Datensätze, produziert zum ersten Mal objektive probabilistische Abschätzungen von Unsicherheiten in den Simulationen des zukünftigen Klimas, auf saisonalen, dekadischen und längeren Zeitskalen Quantifizierung und Verringerung der Unsicherheiten in der Umsetzung von physikalischen, biologischen und anthropogenen Wechselwirkungen im Erdsystem (inkl. der Themen Wasserressourcen, Landnutzung, Luftqualität, sowie Wechselwirkungen im Kohlenstoffkreislauf) Maximierung der Ausnutzung der Resultate durch Verlinkung des Ensemble Outputs mit einer Reihe von Anwendungen, z. B. zu Landwirtschaft, Gesundheit, Nahrungsmittelsicherheit, Energie, Wasserressourcen, Versicherung und Wetter-Risiko-Management Die Beiträge der AG Clidia zu diesem Projekt beinhalten die Validation und Analyse des Multi-Modell-Ensembles hinsichtlich extremer Windereignisse, der damit verbundenen Wetterlagen/Zirkulationsmuster sowie die Betrachtung von Zyklonenzugbahnen in den Modellsimulationen des heutigen und des zukünftigen Klimas. Des Weiteren mittels eines Auswirkungsmodells Sturmschadenpotentiale betrachtet. Schwerpunkt der Analysen ist jeweils die Abschätzung von Unsicherheitsmaßen. Projekt - Homepage: http://www.ensembles-eu.org/

NinJo

Prof. Dr. Uwe Ulbrich, Dr. Gregor Leckebusch

NinJo ist das neue Grafikvisualisierungssystem für alle Arten meteorologischer Daten. Entwickelt vom Deutschen Wetterdienst, dem Geoinformationsdienst der Bundeswehr und den Wetterdinsten der Schweiz, Dänemark und Kanadas ist es ein internationales Projekt, das an der FU Berlin erstmals Einzug in eine Universitäre Einrichtung und damit auch in die wissenschaftliche Forschung und Lehre erhalten hat. Der Schwerpunkt dersynoptischen Ausbildung der Studenten in Berlin wird mit NinJo auf modernem Wege fortgeführt. Die Studierenden erhalten damit eine auf dem neuesten Stand der Technik stehende, aktuelle und praxisnahe Ausbildung zum Meteorologen. Dafür wurde im „Wetterturm“ des Instituts der Computerraum mit NinJo kompatiblen Rechnern ausgestattet. Die erforderlichen Daten werden über 2 Server vom Universitäts-Rechenzentrum ZEDAT geholt, das zentral für alle deutschen meteorologischen Universitätsinstitute den Datenstrom vom DWD empfängt und speichert. In der Forschung und Lehre wird NinJo am Institut zur Wetteranalyse und Vorhersage genutzt, insbesondere auch in der praktischen Arbeit an der WMO-Wetterstation des Instituts. Auch die Berliner Wetterkarte erhält die für die Erstellung des täglichen Materials erforderlichen Daten. Mit dem Grafikeditor werden thematische Karten erzeugt. Es ist damit zum Beispiel problemlos, aktuelle Daten auf einem detaillierten geografischen Hintergrund mit Flüssen und Ländergrenzen übereinander zu legen oder in Fenstern nebeneinander darzustellen, und die Darstellungen in unterschiedlichen Zeiträumen mit verschiedenen Zeitschritten zu animieren. Der Meteorologe kann darüber hinaus computergestützte Vorhersagedaten manuell modifizieren, wenn er aufgrund aktuellerer Daten eine andere Einschätzung hat. So ist insbesondere im Bereich der Kurzfristvorhersage eine Qualitätssteigerung zu erzielen. Ebenso lassen sich zur Verbesserung von Wetterwarnungen mögliche Überschreitungen von Schwellenwerten meteorologischer Parameter in den Messwerten oder in den Modellprognosewerten überwachen. Dies ist aber nur ein kleiner Teil der Fähigkeiten von NinJo, welches speziell darauf ausgelegt ist die stetig anwachsenden Datenmengen in der Meteorologie, angefangen bei Beobachtungen, über Radar- und Satellitendaten hin zu den verschiedenen Modelldaten, zu verarbeiten und dem Meteorologen zur Verfügung zu stellen.

ClimXtreme - Module C Coordination (COO)

Uwe Ulbrich

Module C coordination and index clustering (COO) ClimXtreme Module C focuses on extreme events that have an impact on socio-economic systems. This means that it is not only a local extreme value of a meteorological parameter that is of interest, but the combination of specific environmental attributes that make it impact relevant. Module C includes nine projects and two associated projects covering different impacts and hazard types. The project COO coordinates Module C, supports individual projects to meet overarching module and ClimXtreme research questions and synthesizes results. Furthermore, the project COO aims to build and continuously expand a database on damaging weather conditions on the basis of past and recent observational datasets (reanalysis data) as well as recent and future climate model projections. This starts from well-established extreme indices and integrating novel extreme indices through collaboration with the other projects from Module C focusing on impacts of multiple hazards considered in Module C. The database allows to evaluate compound events of different types. The analysis of multivariate compounds, here the co-occurrence of extreme wind and precipitations shows the increased impact of such events in comparison to single extremes. As a key scientific question, the project COO will address such damaging weather events which are particularly relevant in the (re)insurance context. Further information : https://climxtreme.net/

ABS-Hessen

Prof. Dr. Uwe Ulbrich, PD Dr. Gregor C. Leckebusch

01.01.2009 — 31.12.2011

Im Rahmen dieser Studie sollen zukünftig auftretende Schäden durch Winterstürme im Bundesland Hessen abgeschätzt werden. In Bezug auf Häufigkeit und Intensität sollen Aussagen über mögliche Änderungen, verursacht durch einen anthropogenen Klimawandel, erzielt werden. Im Fokus steht dabei eine regional differenzierte Betrachtungsweise, welche es erlaubt, Schadenpotentiale innerhalb Hessens zu unterscheiden und dementsprechend Anpassungs- oder Vermeidungsstrategien auf regionaler Basis zu entwickeln. Dazu finden in diesem Projekt hoch auflösende Modellsimulationen Verwendung, welche solche verlässliche Aussagen in regionaler Auflösung erst ermöglichen. Projektgeber: Fachzentrum Klimawandel, Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie. Webseite:  http://klimawandel.hlug.de

AXA Research Fund Aktivitäten

Prof.Dr. Uwe Ulbrich

03.05.2019 — 31.05.2020

AXA Research Fund Aktivitäten Flood risks management: insights and perspectives How to comprehend Floods in 2014? AXA and academic experts (incl. Prof. Dr. Uwe Ulbrich) from around the world tackle the question in the Round Table that took place on AXA's Annual Ceremony 2014 Initiativen: MedCLIVAR CLM : Climate Version of the "Lokal Modell" IMILAST

BINGO

Univ.-Prof. Dr. Henning Rust, Univ.-Prof. Dr. Uwe Ulbrich

The project aims at providing practical knowledge and tools to water managers affected by climate change to better cope with climate projections and near-term climate predictions (decadal predictions). The work package led by the Institute of Meteorology of Freie Universität Berlin will particularly address hydrological extreme conditions within climate change scenarios and decadal climate predictions, focusing on six representative areas across Europe. Link to an euronews clip (10.07.2017): How global warming is changing when Europe’s rain arrives (English) Europa und der Klimawandel: Wasser wird knapp - futuris (German)                       

Blocking-Indizes

Prof. Dr. Uwe Ulbrich

01.11.2014 — 31.10.2016

Temperatur- und Niederschlagsvariabilitäten in Europa stehen oft im Zusammenhang mit Schwankungen der großräumigen atmosphärischen Zirkulation, zu denen ebenfalls blockierende Wetterlagen („Blocking-Situation“) gehören. Einige extreme Witterungsereignisse (z. B. Hitze-/Kälteperioden) werden durch stabile und meist stationäre Hochdruckgebiete, welche die zonale Strömung blockieren, hervorgerufen. Im Rahmen dieses Projekts sollen ein oder mehrere Indizes entwickelt werden, die solche Blocking-Situationen auf der europäischen Skala hinsichtlich ihrer räumlichen Ausdehnung, Intensität und Andauer beschreiben. Mithilfe dieser entwickelten Blocking-Indizes, die als Zeitreihen aufgearbeitet werden, lassen sich anhand geeigneter statistischer Verfahren Einflüsse von Blocking-Situationen auf lokale Klimaanomalien (insbesondere Temperatur/Niederschlag) quantifizieren und weiter synoptisch analysieren. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse im Bezug auf die Zusammenhänge zwischen Blocking-Situationen und Klimavariabilitäten bzw. -anomalien können besonders im Rahmen des Klimamonitorings genutzt werden. Auch die Anwendung im Bereich der Modellvalidierung sowie der Wetter- und Klimavorhersage ist darüber hinaus möglich. Dieses Projekt wird in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD) durchgeführt.  

CoreLogic

Prof. Dr. Uwe Ulbrich

15.07.2017 — 14.07.2019

In collaboration with our long-term industry partner CoreLogic we aim for a better understanding of climate variability in terms of the activity of extratropical wind storms with special focus on the North Atlantic-European region. On near-term to sub-decadal timescales we examine the predictability of the activity of European extratropical wind storms and its relation to the North Atlantic Oscillation (NAO) and other steering processes. Aspects such as the representation of extreme events statistics in climate models and the prediction potential in terms of frequency, clustering, severity and location are investigated through Earth System Model simulations covering the last millennium.

DAAD-Projekt Portugal

Prof. Dr. Uwe Ulbrich, Dr. Gregor Leckebusch

01.06.2008 — 31.12.2009

Dürreperioden und Starkregenereignisse haben eine große Bedeutung für Natur, Mensch und Wirtschaft im Bereich Südwest-Europas. Im Rahmen dieses Projekts werden sowohl die physikalischen Hintergründe dieser Niederschlagsextreme als auch die wirtschaftlichen Gegebenheiten dieser Region untersucht. Physikalisch wirkt dabei vor allem die Nordatlantische Oszillation (NAO) auf die großräumige Zirkulation, welche die Zugbahnen der Tiefdruckgebiete steuert, die potentiell Niederschlag beinhalten. Somit ist es unabdingbar, die NAO und andere damit in Verbindung stehenden meteorologischen Größen (z.B. Feuchtetransporte, Zonal/Meridionalwind, potentielle Vorticity, CAPE, etc.) in Bezug auf eine resultierende Niederschlagsanomalie zu untersuchen. Im wirtschaftlichen Teil muss vor allem die Datengrundlage verbessert werden. Dazu sollen z.B. Untersuchungen zur Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Wassermanagement, Stromversorgung, Tourimus, etc. aktuell und mit zukünftiger Entwicklung ins Projekt einfließen. Diese Datengrundlage soll dann unter statistischen Gesichtspunkten untersucht werden und Prediktoren gefunden werden, die sich eignen, die Variabilität der Niederschläge zu quantifizieren. Die Untersuchungen werden im Rahmen einer Kooperation mit der Universität Evora in Portugal durchgeführt.

EuFloLoss

Prof. Dr. Uwe Ulbrich

01.04.2011 — 31.07.2013

EuFloLoss ist ein Projekt, das vom Axa Research Fund ( www.axa-research.org ) gefördert wird. EUFloLoss befasst sich mit den ökonomischen Risiken von Fluten im Elbe-Einzugsbebiet unter gegenwärtigen Klimaverhältnissen und unter zukünftigen anthropogenen Einflüssen. Die hydrologischen und meteorologischen Faktoren, die zu Überflutungen beitragen, werden interdisziplinär untersucht. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Methodik zur Risikoabschätzung, welche die gesamte Flut-Risiko-Kette berücksichtigt: Hydrologische Vorbedingungen, auslösendes meteorologisches Ereignis, Abfluss im Niederschlagsgebiet bis hin zu den resultierenden Flutschäden. Webseite: http://www.gfz-potsdam.de/portal/gfz/Struktur/Departments/Department+5/sec54/M2_Projekte-Frontend/Risikomanagement+hydrologischer+Extreme/aktuelle/EuFloLoss;jsessionid=A4CAF2965DCA95A66DE658A8D6CBA46B

GDV

Prof. Dr. Uwe Ulbrich, PD Dr. Gregor C. Leckebusch

01.12.2008 — 01.12.2011

Projektgeber: Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. Projektpartner: Potsdam Institut für Klimafolgenforschung , Universität zu Köln Projektziele: Ziel des Projektes ist, die künftige Entwicklung der naturgefahren-induzierten Schäden bei weiter ansteigenden Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre einzuschätzen. Die Freie Universität Berlin befasst sich in diesem Rahmen vornehmlich mit Sturmschäden. Konkret werden die Veränderungen der Jährlichkeit der versicherten Schäden (i.d.R. beschrieben durch den Schadensatz als Quotient von Schadenaufwand und Versicherungssumme) auf Basis von Modellsimulationen ermittelt. Die Arbeiten beinhalten  • die Modellierung meteorologischer Größen,  • die Schadenerfahrung der Versicherer und ihre Schadenstatistik,  • die Erarbeitung von Transferfunktion von der Meteorologie zum Schaden    („Schadenfunktion“).

HIMPAC

Prof. Ulrich Cubasch , Dr. Gregor Leckebusch, Prof. Dr. Uwe Ulbrich

15.12.2010 — 01.03.2014

IP8 – Modelling past and future monsoons Dieses Projekt, IP 8 – Modelling Past and Future monsoons-, ist ein Teilprojekt der DFG Forschergruppe HIMPAC – Himalaya: Modern and Past Climates ( www.himpac.org ) Das Ziel des Projekt liegt in der Identifikation der Antriebs- und Rückkopplungsmechanismen der Monsunvariabilität in verschiedenen Klimabedingungen (Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft). Um dieses Ziel zu erreichen, werden Simulationen mit dem globalen Gemeinschafts- klimamodell COSMOS und dem eingebetteten Gemeinschafts-Regionalmodell CLM durchgeführt und analysiert. Die Modelle erzeugen ein physikalisch konsistentes Bild des Monsuns und seiner Variabilität. Die Analysen werden auf einer Zeitskala, die von Jahreszeiten bis hin zu Jahrhunderten reicht, durchgeführt, wobei der Schwerpunkt bei der jährlichen Variabilität liegt. Insbesondere werden Extremereignisse, d. h. die Bedingungen ihres Eintretens und ihr Ablauf, im Fokus stehen. Die Ergebnisse der Simulationen werden helfen, die Vorhersagen des Monsuns zu verbessern. Sie erlauben es, die großskaligen Bedingungen und Telekonnektionen, die zu Extremereignissen führen, zu identifizieren.  

Hans-Ertel-Zentrum

Prof. Dr. Uwe Ulbrich

Das Hans-Ertel-Zentrum für Wetterforschung ist eine vom  Deutschen Wetterdienst geförderte Einrichtung, deren Ziel der Aufbau eines Forschungsnetzes im Bereich der Meteorologie ist. Durch den Aufbau des Zentrums sollen Kapazitäten für Forschung und Lehre in den beteiligten Forschungseinrichtungen und im DWD gemeinsam nachhaltig gestärkt werden. Nach erfolgreicher wissenschaftlicher Evaluation der vier Jahre dauernden ersten Projektphase ist eine grundlegende Finanzierung über weitere zwei Perioden von je vier Jahren, begleitet und gesteuert über eine regelmäßige wissenschaftliche Evaluation der Programme, vorgesehen.   Das Forschungsziel „Optimale Nutzung von Information aus Wettervorhersage und Klimamonitoring“  wird vom Institut der Meteorologie der Freien Universität Berlin koordiniert. Zu den allgemeinen Zielen gehören die Analyse des Potenzials der Wettervorhersage für die Bemessun des Risikos wetterbedingter Schäden sowie für ihre Vermeidung oder Verminderung sowie die Portierbarkeit, Vermittlung und Akzeptanz von Produkten der Wettervorhersage und des Klimamonitoring. Diese Aufgabenstellung wird in einer inter- bzw. transdisziplinären Kooperation behandelt, wobei forschungssseitig sowohl meteorologische wie auch sozialwissenschaftliche und medienpraktische Expertise eingehen. Verschiedene Institutionen und gesellschaftliche Akteure, für die die Nutzung der Vorhersagen eine Rolle spielt, sind in die Arbeiten des Projekts einbezogen. Das Projekt zielt auch darauf ab, die Ergebnisse der Forschungsarbeiten in die Lehre am Institut für Meteorologie einfließen zu lassen.   Projekt WEXIKOM (1.8.2011-31.12.2014)

MAVIS4opDSM

Uwe Ulbrich

Im Rahmen des BMBF geförderten MiKlip-Projekts ('Mittelfristige Klimaprognosen') wurden ein Klimavorhersage- und ein Evaluierungssystem für die dekadische Zeitskala von ein bis zehn Jahren entwickelt, welche zum Projektende im Herbst 2019 zum operationellen Betrieb an den DWD unter dem Namen MAVIS übergeben wurden. Der DWD-Strategie und Nutzerbedarfen folgend wird eine analoge Evaluierung auch für saisonale und Monatsklimavorhersagen angestrebt. Das MAVIS-Evaluierungssystem für die Auswertung von operationellen dekadischen, saisonalen und Monatsklimavorhersagen anwendbar zu machen, ist Gewgenstand dieses gemeinsamen Forschungsprojekts von DWD und FU Berlin. Within the framework of the BMBF funded MiKlip project ('Mittelfristige Klimaprognosen') a climate prediction and evaluation system for the decadal time scale of one to ten years was developed, which was handed over at the end of the project in autumn 2019 to the DWD for operational use under the name MAVIS. Following the DWD strategy and user requirements, an analogous evaluation is also planned for seasonal and monthly climate forecasts. To make the MAVIS evaluation system applicable for the evaluation of operational decadal, seasonal and monthly climate forecasts is the goal of this joint research project of DWD and FU Berlin.

MiKlip I MesoTel

Prof. Dr. Uwe Ulbrich, Dr. Andreas Will (BTU Cottbus)

01.09.2011 — 01.03.2016

Das Projekt MesoTel versucht die Genauigkeit der deterministischen Prognose saisonaler Bedingungen über Europa mittels der atmosphärischen Dynamik auf der nördlichen Hemisphäre, unter Berücksichtigung der relevanten Rückkopplungen der atmosphärischen Meso-Beta-Skalen-Dynamik auf die große und planetare Skala sowie umgekehrt, zu verbessern. Insbesondere soll die Relevanz der atmosphärischen Meso-Beta-Skalen-Dynamik für die Entwicklung von extrem wachsenden Rossby Wellenzügen, welche die Dynamik des Ozeans und die mittlere atmosphärische Strömung stark beeinflussen, untersucht werden. Das Projekt soll einen Beitrag zum Verständnis der Mechanismen, zur Bestimmung interannualer zu dekadischer Vorhersagbarkeit leisten. Webseite:  http://www.fona-miklip.de/de/316.php

MiKlip II STOC

Prof. Dr. Uwe Ulbrich, Prof. Dr. Henning Rust

Während der ersten Phase des Projektes MiKlip wurde für Sturm- und Zyklonenhäufigkeiten eine positive Vorhersagegüte in den probabilisitischen Vorhersagen des MiKlip-Systems gefunden. Diese positive Vorhersagegüte gibt es sowohl gegenüber den klimatologischen Vorhersagen als auch gegenüber uninitialisierten, historischen Simulationen. Das Projekt STOC zielt auf ein besseres Verständnis der Mechanismen, die zu dieser Vorhersagegüte führen. Vieljährige Schwankungen im Ozean sind eine Basis für dekadische Vorhersagen. Es ist bekannt, dass eine Verstärkung der meridionalen Umwälzbewegung im Atlantik eine erhöhte Baroklinität induziert, was die Entwicklung Europäischer Stürme begünstigt (Nissen et al., 2014).  STOC untersucht die Beziehung zwischen dem Zustand des Ozeans, hier insbesondere des Nordatlantiks, und Europäischen Stürmen im dekadischen Vorhersagesystem MiKliP. Für die Sturmentwicklung relevante ozeanische Variable und damit verbundene Zeitskalen werden identifiziert und dienen als Grundlage für die Modellvalidierung bezüglich jener ozeanischen Prozesse, die zur Entwicklung Europäischer Stürme  beitragen. (Kooperation mit dem Projekt VALOCEAN) STOC analysiert inwieweit die Wiedergabe der identifizierten, ozeanischen Prozesse im Vorhersagesystem die Vorhersagegüte Europäischer Stürme und extratropischer Zyklonen beeinflusst. Das führt zu einem besseren Verständnis der Vorhersagegüte des operationellen Vorhersagesystems  bzgl. Winterstürmen und eröffnet die Möglichkeit Ozeanzustände zu identifizieren, die zu einer höheren Vorhersagegüte führen. Ziele Ziel des Projektes STOC ist es, die Wechselwirkungen zwischen dem Ozeanzustand und der Aktivität von Europäischen Winterstürmen auf dekadischer Zeitskala zu analysieren. Damit trägt STOC zu prozessorientierten Studien zur Güte dekadischer Sturmvorhersagen bei. Relevante Ozeanparameter und Zustände des Nordatlantiks, die die Entwicklung von Winterstürmen begünstigen,  sollen sowohl in beobachtungsnahen Datensätzen als auch im MiKlip-Modellsystem identifiziert werden. Für das Zentrale Evaluierungssystem werden Plug-Ins zur Berechnung beteiligter Größen implementiert. Die Ergebnisse fliesen in die stratifizierte Verifikation von Wintersturmvorhersagen ein. So trägt STOC zum besseren Verständnis und zur Verbesserung des operationellen MiKlip-Systems bei. Im Einzelnen werden folgende drei Projektziele verfolgt: 1. Atmosphäre-Ozean-Wechselwirkungen in Reanalyse-Datensätzen Der Reanalyse-Datensatz „20th century reanalysis“ (20CR) wird bezüglich Ozean-Sturm-Wechselwirkungen im Nordatlantischen Raum ausgewertet. Aufgrund der beschränkten ozeanischen Parameter dieser Reanalyse beziehen sich die Wechselwirkung hier ausschließlich auf Meeresoberflächentemperaturen. Ozean-Sturm-Wechselwirkungen gibt es auf verschiedenen Zeitskalen (Nissen et al., 2014), und diese sind potentiell modellabhängig. Zeitskalen der Kovariabilitäten und damit verbundene Muster in den Meeresoberflächentemperaturen werden identifiziert. In Kooperation mit VALOCEAN wird das MiKlip-Modell-System bezüglich ozeanischer Mechanismen, die zu sturmrelevanten Mustern in den Meeresoberflächentemperaturen führen,  evaluiert. 2. Atmosphäre-Ozean-Wechselwirkungen im Erdsystemmodell MPI-ESM Ozean-Sturm-Wechselwirkungen werden in der vorindustriellen Kontrollsimulation des Klimamodells MPI-ESM untersucht. Im Fokus steht dabei die Beziehung zwischen der Verstärkung der meridionalen Umwälzbewegung im Atlantik und der Häufigkeit Europäischer Stürme auf der dekadischen Zeitskala. Kovariabilitäten von ozeanischer Parameter und dem Auftreten von Winterstürmen werden für verschiedene Zeitskalen analysiert und mit der beobachteten Beziehung verglichen. 3. Analyse der Vorhersagegüte für Winterstürmen in den dekadischen Hindcasts Die vorherige Ergebnisse werden miteinander in Verbindung gebracht und geprüft, inwieweit die gefundenen ozeanischen Prozesse zu einer Vorhersagbarkeit Europäischer Stürme auf der dekadischen Skala führen; zusammen mit dem Projekt VALOCEAN werden die initialisierten dekadischen Hindcasts auf das Vorhandensein dieser ozeanischen Prozesse untersucht. Basierend auf dem im Projekt ECO entwickelten Konzept wird eine stratifizierte Verifikation bezüglich Europäischer Winterstürme  entlang relevanter ozeanischer Parameter durchgeführt.

MiKlip Modul E

Prof. Dr. Uwe Ulbrich

01.09.2011 — 31.08.2014

A. Koordination Im MiKlip-Modul E werden zweierlei Ziele verfolgt. Zum einen sollen neue Beobachtungsdatensätze generiert, verbreitet und verwendet werden. Dies geschieht mit großer Unterstützung und eigenem Engagement des Deutschen Wetterdienstes (DWD). Zum anderen sollen neue prozessorientierte Methoden und Werkzeuge zur Validierung des MiKlip-Modellsystems zur dekadischen Vorhersage entwickelt und angewendet werden. Die Koordination dieses Moduls beinhaltet die Sicherstellung der modulinternen Kommunikation durch die Organisation regelmäßiger Zusammenkünfte und Workshops, die Überwachung und Förderung des Fortschritts innerhalb der verschiedenen Projekte von Modul E, die Abstimmung und den Austausch mit Aktivitäten anderer MiKlip-Module sowie die externe Verbreitung der Ergebnisse von Modul E und den Austausch mit internationalen wissenschaftlichen Institutionen und Projekten. Ziele -Förderung der MiKlip-internen Kommunikation, insbes. innerhalb von Modul E -Überwachung und Förderung der modulinternen Projektfortschritte -Kommunikation mit der internationalen Wissenschaftsgemeinschaft und Verbreitung der wissenschaftlichen Fortschritte und Ergebnisse von Modul E   B. Wissenschaftlicher Beitrag Angesichts der enormen sozio-ökonomischen Auswirkungen meteorologischer Extremereignisse ergibt sich eine große Relevanz etwaiger Variabilitäten solcher Ereignisse. Dabei gilt es, sowohl die Variabilität ihrer Frequenz, als auch die ihrer Intensität zu berücksichtigen. Der wissenschaftliche Beitrag des Koordinators von Modul E beschäftigt sich mit synoptisch-skaligen Winterstürmen, welche die ökonomisch bedeutendste Form von Naturkatastrophen im europäischen Raum darstellen. Dabei soll das Verständnis von dekadischen Variabilitäten der Frequenz und Intensität von Winterstürmen, einschließlich ihrer räumlichen Verteilung und Ausdehnung, verbessert werden.  Es gilt, dekadisch-skalige Prozesse, welche die Eigenschaften von Winterstürmen signifikant beeinflussen, zu identifizieren. Ausgehend von meteorologischen und ozeanischen Umgebungsbedingungen, welche auf der saisonalen Zeitskala für die Frequenz und Intensität von Winterstürmen relevant sind, soll nach großskaligen Phänomenen gesucht werden, die für die dekadische Vorhersage des Auftretens dieser Extremereignisse von Bedeutung sein könnten. Die Existenz solcher Prediktoren und ihre Repräsentanz in Beobachtungs- und Modelldaten ist die Grundlage für ein Vorhersagepotential auf der dekadischen Zeitskala hinsichtlich der Frequenz und Intensität von Winterstürmen. Vor diesem Hintergrund ist die Identifikation solcher Prediktoren im MiKlip-Modellsystem zentraler Bestandteil der prozessorientierten Validation in Modul E. Eine adäquate Reproduktion dieser Prozesse im Modellsystem ist Grundvoraussetzung für MiKlips Potential zur dekadischen Vorhersage von derartigen Extremereignissen. Die grundlegende diesbezügliche Validation leistet somit einen wichtigen Beitrag zur Quantifizierung und ggf. Verbesserung dieses Potentials. Ziele -Identifikation von Prozessen, die zu Extremen der Frequenz und/oder Intensität von Winterstürmen auf der dekadischen Zeitskala führen -grundlegende Validation des MiKlip-Modellsystems hinsichtlich der Repräsentanz dieser Prozesse -Identifikation signifikanter Prediktoren bzgl. der Wintersturmfrequenz und -intensität auf der dekadischen Zeitskala, einschließlich eventueller Modellbiases und -trends

MiKlip VESPA

Prof. Dr. Uwe Ulbrich

01.09.2011 — 31.08.2014

VESPA befasst sich mit der dekadischen Vorhersage des Risikos für Extreme innerhalb von MiKlip. Die zugrunde liegende methodische Idee ist, dass die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von extremen Wetter- und Klimaereignissen mit den relevanten großskaligen Bedingungen, die physikalisch mit der Erzeugung dieser Ereignisse verbunden sind, variiert. Der Schwerpunkt liegt hier auf den Wetterereignissen der mittleren Breiten, wie z. B. Starkwindereignisse, Fluten, Gewitter- und Hagelstürme. Webseite: http://www.fona-miklip.de/de/257.php

RAIN

Katrin Nissen, Nico Becker

01.06.2014 — 31.05.2017

Im Rahmen des EU-Projekts RAIN (Risk Analysis of Infrastructure Networks in response to extreme weather) werden die Auswirkungen extremer Wetterereignisse auf kritische Infrastruktur untersucht. Ziel ist es die Schäden, die durch diese Ereignisse verursacht werden, zu minimieren. Der Fokus liegt auf Energie, Verkehr und Telekommunikation, wobei insbesondere Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Infrastruktur-Komponenten eine Rolle spielen. Ein wichtiger Punkt ist die Untersuchung der Auswirkungen von Klimaänderungen und deren Folgen für die Infrastrukur, die sich selbst in einem Alterungsprozess befindet. Am Institut für Meteorologie der Freien Universität Berlin werden im Rahmen von RAIN extreme Sturm- und Niederschlags-Ereignisse untersucht, die sich auf kritische Infrastruktur auswirken können. Es werden zunächst geeignete Methoden zur Identifikation der Ereignisse entwickelt. Im Anschluss werden die Charakteristika und Auftrittsrisiken dieser Extremereignisse unter aktuellen Klimabedingungen sowie unter verschiedenen Klimaänderungsszenarien untersucht.

SACAI

Prof. Dr. Uwe Ulbrich

Projekt erfolgt im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1158 (SPP 1158): "Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten"   Ziel des geplanten Vorhabens ist eine systematische Untersuchung der Einflüsse eines anthropogen geänderten Zyklonenverhaltens auf der Südhemisphäre und ihrer Auswirkungen auf die Antarktis. Dabei soll insbesondere auf die Rolle von extremen Zyklonen eingegangen werden. Die Variabilität der Zyklonenaktivität ist wiederum von Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre und dem Ozean, sowie von den mittleren Strömungsverhältnissen inklusive der Zirkulation der Stratosphäre beeinflusst. Einerseits wird dies durch die Diagnose eines Ensembles vorhandener gekoppelter globaler Klimamodelle mit klassischer Auflösung der Stratosphäre erfolgen. Andererseits wird der Effekt der Berücksichtigungeiner hoch aufgelösten Stratosphären-Dynamik und –Chemie über die Nutzung eines neu entwickelten Atmosphäre-Ozean Klima-Chemiemodell (AOCCM) erfasst. Mit Hilfe des Modell-Ensembles werden Untersuchungen zu dem Auftreten von Zyklonen der südlichen mittleren und hohen Breitenund ihren charakteristischen Eigenschaften durchgeführt. Hier wird vor allem die Rolle extrem starker Zyklonen in Bezug auf Feuchte- und Energieflüsse in die Antarktis abgeschätzt. Dabei dient die Auswertung eines Ensembles zur Bestimmung von Unsicherheitsmaßen, als auch zur Einschätzung der Güte beteiligter Klimamodelle. Zentrale Fragen sind hier z.B.: Welche Bedeutung haben Sturmtiefs verschiedener Intensitätsklassen für die polwärtigen Transporte an Feuchte und Energie jetzt und in einem zukünftigen Klima? Welche Netto-Akkumulationsänderungen ergeben sich daraus? Wie ändert sich das Zusammenspiel zwischen Zirkulationssystemen der mittleren Breiten und polaren Regionen und welche Auswirkungen hat dies für das Klimasystem der Antarktis? Projekthomepage: http://www.spp-antarktisforschung.de/  

SFB 1114

Coupling a multiscale stochastic precipitation model to large scale atmospheric flow is part of the Collaborative Research Center SFB1114 : Scaling Cascades in Complex Systems. A stochastic precipitation model is investigated for means to be linked to atmospheric flow via the use of the Dynamic State Index (DSI). Principal investigators are Prof. Dr. Uwe Ulbrich , Dr. Henning Rust and Dr. PD. Peter Nevir ( Theoretical Meteorology ). Project scientists are Annette Müller and Christoph Ritschel . Website: http://www.sfb1114.de/

Saisonales Sturmrisiko

Prof. Dr. Uwe Ulbrich

01.01.2007 — 31.12.2010

Stürme in den mittleren Breiten führten zwischen 1950-2006 zu Schäden in der Gesamthöhe von ungefähr 66 Mrd. US$ und stellen somit nach den tropischen Wirbelstürmen die Naturkatastrophen mit dem zweithöchsten Schadenspotential dar (Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, 2007; Qian und Saunders, 2003). Eine saisonale Vorhersagbarkeit des Sturmrisikos könnte dazu beitragen, durch angemessene Massnahmen die Schäden zu reduzieren. Im Projekt "Saisonale Vorhersagbarkeit von Sturmrisiko im Bereich Nordatlantik-Europa" soll die saisonale Vorhersagbarkeit des Sturmrisikos im Bereich Nordatlantik/Europa einerseits anhand von Reanalyse- und Beobachtungs-Daten und andererseits anhand von saisonalen Vorhersagen des DEMETER-Projekts untersucht werden. Basis zur Berechnung des Sturmrisikos sind Bodenwinddaten. Untersucht werden Anomalien des Sturmrisikos und der Zusammenhang mit Anomalien von Faktoren, welche bei der Entwicklung von starken Zyklonen eine wichtige Rolle spielen (z.B. Baroklinität, latente Wärme), und deren Zusammenhang mit hemisphärischen Variablen (z.B. NAO, SST oder Schneebedeckung). Aus dem Zusammenhang von anomalem Sturmrisiko mit spezifischen längerfristigen Variationen dieser Variablen soll schliesslich die Möglichkeit von saisonalen Vorhersagen eingeschätzt werden. Interessante Links zum Thema: http://213.23.39.218/download/Forum/9/Renggli_EA.pdf http://213.23.39.218/download/Forum/9/Renggli_Presentation.pdf

ÖPNV-Wetter

Uwe Ulbrich

01.01.2019 — 31.12.2019

Es ist bekannt, dass das Wetter einen Einfluss auf die Nutzung des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) hat. Welche Wetterparameter dabei eine Rolle spielen und wie groß der Einfluss ist, kann regional unterschiedlich sein und wurde hier am Beispiel von Berlin untersucht. Dabei bestand die Schwierigkeit, dass in Berlin wie in den meisten deutschen Städten auf Grund des offenen ÖPNV-Systems keine lückenlose Erfassung der Fahrgastzahlen erfolgt. Die Untersuchung wurde daher überwiegend auf der Basis von Erlöszahlen durchgeführt. Projektziele waren: • Nutzbarmachung von Erlöszahlen • Identifikation relevanter Wetterparameter • Quantifizierung des Wettereinflusses auf die ÖPNV Nachfrage • Entwicklung von Strategien zur Nutzung von Wetterinformationen für die Verbesserung des ÖPNV in Berlin.

Stadtklima im Wandel 3DO+M

Prof. Dr. Uwe Ulbrich, Prof. Dr. Henning Rust

01.10.2019 — 30.09.2022

BMBF-Fördermaßnahme 'Stadtklima im Wandel' Urban Climate Under Change [UC]² Verbundprojekt: Dreidimensionale Observierung atmosphärischer Prozesse in den Städten (3DO+M) Teilprojekt 3 : Evaluierung von PLALM-4U hinsichtlich Temperatur, Feuchte und Starkniederschlag auf Basis von ...