Ein Vergleich zwischen dem neuen hochaufgel&#246;sten HYRAS-Globalstrahlungsdatensatz (1951-2015) und weiteren Referenzdatens&#228;tzen f&#252;r Deutschland und angrenzende Flusseinzugsgebiete
Authors: Brendel Christoph , Rauthe Monika , Deutschländer Thomas 
Published: December 2021

&lt;p&gt;Die durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) entwickelten Hydrometeorologischen Rasterdatens&amp;#228;tze (HYRAS), mit den bisher bereits zur Verf&amp;#252;gung stehenden Variablen Niederschlag, Temperatur und relative Feuchte, wurden zuletzt im Rahmen des Expertennetzwerks des Bundesministeriums f&amp;#252;r Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) um die Variable Globalstrahlung erg&amp;#228;nzt. Zur Erstellung der Rasterdatens&amp;#228;tze werden t&amp;#228;gliche Stationsmessungen der entsprechenden Variablen auf ein 5km x 5km Gitter interpoliert. Aktuell liegen die HYRAS-Daten f&amp;#252;r den Zeitraum von 1951-2015 vor und liefern klar definierte Referenzzust&amp;#228;nde f&amp;#252;r Deutschland und die angrenzenden Flusseinzugsgebiete.&lt;br /&gt;F&amp;#252;r die Arbeiten im Themenfeld 1 des BMVI-Expertennetzwerkes &amp;#8222;Verkehr und Infrastruktur an Klimawandel und extreme Wetterereignisse anpassen&amp;#8220; stellt die Globalstrahlung eine wichtige Gr&amp;#246;&amp;#223;e f&amp;#252;r die Berechnung der Verdunstung im Wasserhaushaltsmodell dar und f&amp;#252;hrt zusammen mit den &amp;#252;brigen Variablen des HYRAS-Datensatzes zu realistischeren Ergebnissen der langzeitlichen Entwicklung des modellierten Abflussgeschehens. Dies verbessert auch die Aussagekraft f&amp;#252;r relevante Gr&amp;#246;&amp;#223;en im Verkehrssektor wie beispielsweise dem Hoch- und Niedrigwasserabfluss. Neben der Anwendung f&amp;#252;r die Analyse des gegenw&amp;#228;rtigen Klimas werden die HYRAS-Daten auch f&amp;#252;r die Bias-Adjustierung von Klimamodelldaten verwendet und tragen hier&amp;#252;ber auch zur Validit&amp;#228;t von Klimaprojektionsergebnissen und hieraus abgeleiteten Anpassungsma&amp;#223;nahmen bei.&lt;br /&gt;Aus den genannten Anwendungen ergeben sich verschiedene Anforderungen an einen Rasterdatensatz der Globalstrahlung, wie die Abdeckung eines m&amp;#246;glichst weit in die Vergangenheit zur&amp;#252;ckreichenden Zeitraums, die Abbildung von Extremwerten, des langfristigen Trends sowie der allgemeinen dekadischen Variabilit&amp;#228;t. Die Anforderungen sollten dabei nicht nur im Fl&amp;#228;chenmittel, sondern m&amp;#246;glichst auch f&amp;#252;r einzelne Regionen wie z.B. kleinere Flusseinzugsgebiete erf&amp;#252;llt sein.&amp;#160;&lt;br /&gt;Neben der verwendeten Regionalisierungsmethodik hat vor allem auch die Verf&amp;#252;gbarkeit von geeigneten Messdaten einen erheblichen Einfluss darauf, in welchem Umfang die genannten Anforderungen erf&amp;#252;llt werden k&amp;#246;nnen. Stationsmessungen der Globalstrahlung liegen im Zeitraum 1951-1980 f&amp;#252;r Deutschland und die angrenzenden Regionen, insbesondere in den Anfangsjahren, nur sehr vereinzelt vor. Zur Erstellung des HYRAS- Globalstrahlungsdatensatzes wurde aus diesem Grund ebenfalls auf Stationsmessungen der Sonnenscheindauer zur&amp;#252;ckgegriffen, die ab 1951 bereits zahlreich und fl&amp;#228;chendeckend vorliegen. Die t&amp;#228;gliche Sonnenscheindauer l&amp;#228;sst sich &amp;#252;ber ein einfaches lineares Regressionsverfahren nach Angstrom (1924) und Prescott (1940) in t&amp;#228;gliche Summen der Globalstrahlung umrechnen. Um die Qualit&amp;#228;t des Verfahrens f&amp;#252;r die Umrechnung von Extremwerten zu verbessern, wurde mit dem Wolkenfl&amp;#252;ssigwassergehalt aus ERA5-Reanalysedaten ein weiterer Pr&amp;#228;diktor implementiert.&amp;#160;&lt;br /&gt;Neben der Vorstellung des Verfahrens soll insbesondere ein Vergleich der Globalstrahlung zwischen dem neuen HYRAS-Datensatz und weiteren Referenzdatens&amp;#228;tzen wie z.B. der ERA5-Reanalyse und dem CM SAF SARAH v2.1 Satellitendatensatz sowie Stationsmessungen f&amp;#252;r den Zeitraum 1951-2015 pr&amp;#228;sentiert werden.&amp;#160;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Angstrom A (1924): Solar and terrestrial radiation. Report to the international commission for solar research on actinometric investigations of solar and atmospheric radiation. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 50(210), 121-126.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Prescott JA (1940): Evaporation from a water surface in relation to solar radiation. Transaction of the Royal Society of South Australia 64(1), 114-118.&amp;#160;&lt;/p&gt;