Materialsammlung
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Nahezu das gesamte hier präsentierte Material dient der Charakterisierung der bodennahen
atmosphärischen Zirkulation im Nordseeraum auf täglichen (dd), monatlichen (mm), saisona
len (qq) und jährlichen (yy) Zeitskalen. Die Auswirkungen der Zirkulation auf andere atmosphä
rische Zustandsgrößen werden exemplarisch anhand der Entwicklungen von Lufttemperatur
und Globalstrahlung auf Norderney aufgezeigt. Die Früchte der Analysen werden insbeson
dere bei der Interpretation der ozeanographischen Zustände, Ereignisse und Entwicklungen
geerntet (vgl. Kapitel 3).
2.3.2 Datenquellen
Allen Analysen der atmosphärischen Zirkulation liegen die Luftdruckfelder im Meeresniveau
der „NCEP/NCAR Reanalysis I (1948-present)“ (KALNAYet al. 1996) zugrunde. Diese wurden
als Tages- und Monatsmittelfelder von der NOAA/OAR/ESRL Physical Science Division, Boul
der, Colorado, USA bezogen, und zwar von deren Webseite www.esrl.noaa.gov/psd.
Die Rohdaten für die Auswertungen von Lufttemperatur und Globalstrahlung auf Norderney
wurden vom Deutschen Wetterdienst zu Verfügung gestellt.
2.3.3 Methoden
Eine zentrale Rolle bei der Auswertung der Luftdruckfelder nimmt das Wetterlagenklassifi
zierungsverfahren von JENKINSON und COLLISON (1977) ein. Eine gegenüber dem hand
schriftlichen Original leichter zugängliche und ausführliche Beschreibung dieses Verfahrens
findet man bei LOEWE et al. (2005).
Für tägliche geographische Luftdruckverteilungen werden auf Basis eines Kollektivs von Git
terpunkten (Abbildung 2-1) mittels räumlicher Differenzierungen der Druckwerte numerische
Indizes für den geostrophischen Wind (V*) und die Wirbelstärke (Vorticity, £*) in der Nordsee
region abgeleitet. Anhand einfacher Relationen zwischen diesen beiden Indizes werden dem
Druckfeld kategoriale Eigenschaften aus den Mengen von 27 verschiedenen Wetterlagen und
3 Sturmklassen zugeschrieben (z. B. Tabelle 2-2). Erstere setzt sich zusammen aus 10 reinen
Wetterlagen, nämlich den Rotationstypen A (antizyklonal) und C (zyklonal) sowie den Rich
tungstypen eines 8-Punkte-Kompasses (N, NE, E, ...), 2x8 hybriden Typen (AN, ANE
CN, ...) und dem nicht klassifizierbaren Typ UNC; letztere beinhaltet die Klassen Sturm (G),
schwerer Sturm (SG) und sehr schwerer Sturm (VSG). Die Sturmidentifizierung beruht auf
einem POT-Verfahren (Peaks over Threshold), bei dem die Schwellwerte anhand der oberen
Quantile (0.1,0.02 und 1/365) der Verteilung des täglichen Sturmindex (G*(V*, £*) im Zeitraum
1971-2000 für den NCEP/NCAR Datensatz neu festgelegt wurden (LOEWE2013).
Das Wetterlagenklassifizierungsverfahren wurde nicht nur auf tägliche Luftdruckfelder, son
dern - abgesehen von der Unterdrückung des UNC-Typs - in gleicher Weise zur Charakte
risierung monatlicher und saisonaler Luftdruck- und Luftdruckanomaliefelder herangezogen
(Witterungslagen). Die Zuordnung von Sturmklassen macht auf diesen Zeitskalen ohne Ein
führung neuer Begrifflichkeiten (und Schwellwerte) keinen Sinn und unterblieb deshalb.
Für statistische Zwecke wurde eine Reklassifizierung vorgenommen (LOEWE et al. 2006),
welche die Anzahl der möglichen täglichen Wetterlagen auf die überschaubare Menge von
6 Typen, nämlich A, C, NE, SE, SW und NW, reduziert (Tabelle 2-1, reduced W. T.).
Der für die Region repräsentative Nordseewind (vgl. Tabelle 2-1) ist ein Beiprodukt der Wet
terlagenklassifizierung und geht aus dem in physikalische Einheiten (m/s) umgerechneten
Windindex V* hervor. Eine vollständige Beschreibung des Verfahrens zur Bestimmung der
statistischen Windellipsen (Abbildung 2-15) findet man bei LOEWE et al. (2005).