PORTFOLIO

Im Rahmen einer Kooperation zwischen dem World Radiation Center am Physikalisch-Meteorologischen Institut Davos (PMOD/WRC) und dem Institut für 4D-Technologien i4Ds der Hochschule für Technik FHNW werden globale Klimadaten archiviert und ausgewählte Schadstoffe sowohl in near-realtime als auch als zeitliche Animationen über eine Webapplikation visualisiert. Da ökologische Themen und insbesondere die Schadstoffbelastung in der Erdatmosphäre zunehmend ins Bewusstsein der Bevölkerung treten, kann die Applikation nicht nur die wissenschaftliche Grundlagenforschung in diesem Bereich unterstützen, sondern die Daten auch einem breiten Publikum zugänglich machen.

Das PMOD/WRC ist an den Satellitenmissionen PROBA2 der ESA und PICARD der französischen Weltraumorganisation CNES beteiligt, welche ab 2010 Ultraviolettbeobachtungen der Sonne liefern. Diese Beobachtungen können unter anderem zur Berechnung von Klimadaten genutzt werden. Im Rahmen des siebenten Rahmenprogramms der EU und eines vom Schweizerischen Nationalfonds geförderten Projekts wird das PMOD/WRC mit einem Chemie-Ionosphären-Klimamodell den Einfluss der Sonnenstrahlung auf die Erdatmosphäre erforschen. Resultat der Modellrechnungen sind Häufigkeiten von neutralen und ionisierten chemischen Verbindungen in der mittleren Erdatmosphäre. Aus diesen Modellrechnungen lassen sich die Konzentrationen von verschiedenen klimarelevanten Schadstoffen in der mittleren Atmosphäre ableiten sowie eine kurzzeitige Vorhersage treffen.

Unser Projekt hat eine hohe Wirksamkeit, indem es Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung eines gesellschaftlich relevanten Bereichs in allgemein zugängliche Informationen umsetzt. Es weist ein hohes Transferpotential auf, da es sich um eine interdisziplinäre Kooperation (Informatik, Klimaforschung, Informationsvisualisierung) zwischen verschiedenen Institutionen handelt. Das Projekt ist auch eigenständig, weil mit der realisierten Webapplikation ein funktionstüchtiges Produkt entwickelt wurde, welches auch einem kommerziellen Nutzer (z. B. als Plug-in für MeteoSwiss, Google Earth, etc.) angeboten werden kann. Die Förderung durch die Gebert Rüf Stiftung ermöglicht es, Erkenntnisse aus der Klimaforschung einem breiten Publikum zugänglich zu machen. Durch die Entwicklung einer nutzerfreundlichen Internet-Applikation kann das öffentliche Bewusstsein für Umweltfragen durch aktuelle Informationen unterstützt und erweitert werden.

Seit Anfang Mai 2011 stehen verschiedenste Satellitendaten zur Visualisierung globaler Klimadaten near-realtime (z.B. Konzentration von Ozon, Stickstoffdioxid, etc.) via Website «Lyra» zur Verfügung: http://projects.pmodwrc.ch/lyra/ (>Nowcast >Visualization >Download Microsoft Silverlight).

Die Resultate werden mit diesem Projekt einem breiten Publikum zugänglich gemacht, indem globale Klimadaten räumlich und zeitlich im Internet visualisiert werden (siehe Links). Die Applikation visualisiert die Konzentrationen von sieben chemischen Verbindungen und drei physikalische Kenngrössen in 2D und 3D. Weiter kann die Schadstoffkonzentrationen in der mittleren Atmosphäre auch in der vierten Dimension dargestellt werden, indem deren zeitliche Entwicklung mit einer Auflösung von zwei Stunden verfolgt werden kann; dabei werden die Daten im 6-Stunden-Takt laufend ergänzt. Weiter wird eine Vorhersage der Schadstoffkonzentrationen für die kommenden sechs Stunden geliefert.

Das vom WRC entwickelte Chemie-Ionosphären-Klimamodell wird zusammen mit dem vom i4Ds implementierten Viewer in Egorova et al. (2010) präsentiert.

T. Egorova, E. Rozanov, N. Hochmuth, A.V. Shapiro, A.I. Shapiro and W. Schmutz. (2010): Model and visualization software for the nowcasting of the middle atmosphere, SOTERIA 2nd General Meeting, 5-7 October 2010, Debrecen, Hungary.

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