Hintergrund
Repräsentative Ergebnisse für wetterbasierte Prognosemodelle waren bisher nur für die direkte Umgebung der Wetterstationen möglich. Durch den Einsatz von Geographischen Informationssystemen (GIS) können die erforderlichen Wetterdaten mit Hilfe von multiplen Regressionen interpoliert und somit flächendeckend zur Verfügung gestellt werden. Dieses Verfahren wurde im Rahmen des Projektes „Landwirtschaftliche Schaderregerprognose mit Hilfe von Geographischen Informationssystemen“ von 2005 bis 2008 bei der ZEPP entwickelt und ermöglicht die flächendeckende Berechnung der Lufttemperatur, relativen Luftfeuchte und Globalstrahlung auf Basis der geographischen Lage sowie der Höhe über NN. Zusätzlich gehen regionale Faktoren, wie beispielsweise Anbauhäufigkeit, Vorjahresbefall und Fruchtfolge, in die Berechnungen der Prognosemodelle ein. Diese Faktoren wurden im Rahmen des Anschluss-Projektes „Einsatz von Geografischen Informationssystemen im Internet zur Optimierung von Entscheidungshilfesystemen“ ermittelt und ebenfalls mit Hilfe von GIS flächendeckend bereitgestellt.
Vergleich und Validierung der Interpolationsergebnisse mit gemessenen Werten und mit Monitoring-Daten aus Felderhebungen
Für die Wetterparameter Lufttemperatur, relative Luftfeuchte und Globalstrahlung wurden stündliche Interpolationsergebnisse der Jahre 2004 bis 2009 an mehr als 400 Wetterstationsstandorten mit gemessenen Werten verglichen. Für 99% aller Werte lagen bei der Interpolation des Parameters Lufttemperatur die Abweichungen in einem Bereich zwischen -2,5°C und 2,5°C. Bei der Berechnung des Parameters relative Luftfeuchte lagen die Abweichungen zwischen -12 und 10% relativer Luftfeuchte. Die Mittelwerte der Abweichungen lagen bei der Lufttemperatur bei 0,1°C, bei der relativen Luftfeuchte bei -1,8% und bei der Globalstrahlung bei etwa 50W/m². Für den relevanten Zeitraum der Vegetationsperiode von April bis September wurden mit Hilfe von Signifikanztests im Mittel an über 90% aller Wetterstations-Standorte keine signifikanten Unterschiede zwischen gemessenen und interpolierten Wetterdaten festgestellt.
Für die Saison 2010 wurden die Prognosemodelle SIMPHYT1, SIMBLIGHT1 sowie CERCBET1 einmal mit gemessenen und einmal mit interpolierten Wetterdaten gerechnet und die Modellergebnisse mit Monitoring-Daten aus Felderhebungen verglichen und validiert.
Es zeigte sich, dass zwischen Modellergebnissen basierend auf gemessenen Wetterdaten und Modellergebnissen basierend auf interpolierten Wetterdaten bei diesen drei Modellen keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden konnten. Das bedeutet, dass die Prognosegüte durch Verwendung von interpolierten Wetterdaten beibehalten wird.
Ergebnisse
Die Ergebnisse werden in ISIP unter www.isip.de präsentiert. Die bisherige Darstellung von Karten in ISIP erfolgte durch statische Grafiken, die keinen Raumbezug besitzen. Dabei wurden Wolkensymbole in verschiedenen Farbabstufungen am Standort der Wetterstationen für die Darstellung der Prognoseergebnisse verwendet. Durch eine Georeferenzierung des ISIP Datenbestandes und den Einsatz einer WebGIS-Applikation werden die Karten nun dynamisch und mit Raumbezug dargestellt. Das bereits verwendete Farbschema wurde, wenn möglich, auf die neue Darstellung übertragen und anstatt farbiger Wolkensymbole werden Prognoseergebnisse nun flächendeckend dargestellt (siehe Beispiel-Risikokarte in Abbildung 1).
Fazit
Die tagesaktuelle Darstellung der Ergebnisse von Schaderregerprognosen in Form von Risikokarten mit GIS erhöht die Verständlichkeit und Übersichtlichkeit von Prognosemodellen und ihren Ergebnissen. Dabei bleibt die Treffergenauigkeit von Schaderregerprognosen mit interpolierten Wetterdaten mindestens genauso gut wie mit gemessenen Wetterdaten.
Abbildung 1: Deutschlandweite Risikokarte des Modells SIMPHYT1 vom 01.06.2010
| Ansprechpartner: | Benno Kleinhenz |