Projekt:FE Auswerteverfahren 1/Schnee/Bettems 2006

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Bettems 2006

Bettems, J.M.: Snow Analysis using MSG derived Snow Map. COSMO General Meeting, September 2006


Der Artikel befasst sich mit einem vom Wetterdienst MeteoSwiss entwickelten System zur Schneeanalyse, welches unter anderem die Cressmann-Analyse vom DWD und den von M. de Ruyter de Wildt entwickelten Algorithmus zur Schneeerkennung mit Hilfe von Meteosat-8 Seviri Daten verwendet.

Ein vollständiger Testlauf des Softwaresystems startete im Winter 05/06, wobei Schneekarten von Meteosat-8 und SYNOP-Wetterbeobachtungen zur Verfügung standen. Zur Prüfung der Ergebnisse wurden Schneeanalysen vom Europäischen Zentrum für Mittelfristprognosen (ECMWF) und vom deutschen Wetterdienst (DWD) herangezogen. Es zeigte sich, dass die neu erstellte Schneekarte im Vergleich zu den Karten der Wetterdienste eine höhere räumliche Auflösung besitzt und vermehrt kleinere Strukturen und Objekte erkannt werden können. Als größte Schwäche des neuen Produkts ist jedoch die mit 7 Tagen als zu lang eingestufte Aktualisierungsdauer anzuführen, die auf lange Bewölkungsperioden zurückzuführen ist und von verschiedenen Satelliteninformationen abhängt. Die Zeitspanne sollte daher auf einen oder weniger als einen Tag reduziert werden.

Im Ausblick werden noch Verbesserungen und Modifizierungen des Systems beschrieben, welches nach einem weiteren Testlauf ohne Probleme im November 2006 schließlich starten könnte. Des Weiteren soll ein Produkt zur Erfassung von Schneedecken im Sub-Pixelbereich entwickelt werden, das Anfang 2007 zur Verfügung stehen soll.


Der Anhang A beschreibt einen an der ETH Zürich entwickelten Algorithmus, der Schneekartierungen unter Verwendung von Meteosat-8 SEVIRI Daten ermöglicht. Zunächst wird kurz auf Meteosat-8 und dessen Instrument SEVIRI mit seinen Eigenschaften und Möglichkeiten der Messung eingegangen. Es wird erläutert, das die spektralen und zeitlich hoch auflösenden Daten von Meteosat-8-Messungen fast Echtzeit-Anwendungen von Schneekartierungen erlauben.

Als größte Unsicherheit zur Herstellung von Schneekarten erweist sich die Unterscheidung von Wolken und Schnee / Eis. Aufgrund der ähnlichen Reflexionseigenschaften können Wolken und Schnee nur im Sichtbaren (640nm), im NIR (1600nm) oder mit Hilfe unterschiedlicher Helligkeitstemperaturen unterschieden werden. Ein zusätzliches Problem ist dabei auch die Erkennung von Eiswolken, die ähnliche spektrale Eigenschaften aufweisen wie Schneeoberflächen. Als Grundlage zur Unterscheidung von Wolken und Schnee / Eis bedient sich dieses Verfahren deshalb verschiedener Schwellenwert-Analysen sowie nutzt das unterschiedliche zeitliche Verhalten von Wolken und Landoberflächen aus.

Eine Validierung der Schneekarten mit 27000 Bodenmessungen von über 700 Wetterstationen im Winter 05/06 zeigte, das 94% der wolkenfreien Pixel korrekt aus den Satellitendaten klassifiziert wurden.

Der hier vorgestellte Algorithmus liefert jedoch nur binäre Schneekarten (Schnee / kein Schnee) mit der SEVIRI-Auflösung von 3 km. Deswegen wird ein zusätzlicher Kanal (High Resolution Visible – HRV) mit 1 km Auflösung bereitgestellt.

Im Anhang B werden die vereinzelten Modifizierungen der Schnee-Analysesoftware (Version 2.0) im Vergleich zur älteren Version beschrieben. Neben Fehlern und Schwächen der Software, die behoben und korrigiert werden müssen, wird hier auf veränderte Einstellungen und Parameter der Software und der Schneemasken sowie eine Feinabstimmung der Cressman-Analyse für das System eingegangen.


--Emx 15:49, 1. Jul. 2007 (CEST)