Agrarmeteorologische Stationen: Vergleich der „vor Ort‟ gewonnenen Wetterdaten mit denen umliegender offizieller Wetterstationen

Abstract

Wetterdaten sind für die Landwirtschaft ein wichtiges Hilfsmittel. Basierend auf einer zehnjährigen Messreihe werden die auf dem Versuchsfeld des Julius Kühn-Instituts in Dahnsdorf (Landkreis Potsdam-Mittelmark, Land Brandenburg) mit Hilfe einer agrarmeteorologischen Station gewonnenen Werte mit denen umliegender Sta­tionen und Niederschlagsmessstellen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) verglichen und unter verschiedenen Gesichtspunkten statistisch analysiert.

Folgende Aussagen lassen sich ableiten:

Zwischen den Messreihen der agrarmeteorologischen Station und den umliegenden DWD-Stationen bzw. -Niederschlagsmessstellen bestehen starke Korrelationen. Die Korrelationskoeffizienten variieren in Abhängigkeit von der meteorologischen Größe, der betrachteten Zeit-Skalen sowie zwischen den jeweiligen Stationen. Bei Stundenwerten liegen sie zwischen 0,97 und 1,00 (Lufttemperatur), zwischen 0,83 und 0,86 (relative Luft­feuchte) bzw. zwischen 0,16 und 0,22 (Niederschlags­höhe). Die stärksten Zusammenhänge sind für den Gesamtzeitraum zu erkennen. Einzelne, zeitlich begrenzte Merkmale (z.B. relative Luftfeuchte vor Sonnenaufgang) unterscheiden sich dagegen teilweise erheblich voneinander.

Die Unterschiede resultieren aus der räumlichen Entfernung und der Höhenlage der Stationen sowie den Gegebenheiten ihrer unmittelbaren Umgebung (Exponiertheit, Bebauung, Bewuchs). Deren Einflüsse über­lagern einander. Auch sie variieren in Abhängigkeit von der meteorologischen Größe.

Der Informationsgewinn einer „vor Ort‟ installierten agrarmeteorologischen Station ergibt sich vor allem bei Betrachtung kleinerer Zeit-Skalen (z.B. Stunden). Die mittleren Differenzen der Lufttemperatur zwischen der agrarmeteorologischen Station und den DWD-Stationen umfassen den Wertebereich zwischen –0,48 K (Magdeburg) und +0,50 K (Wiesenburg).

Bei verdichteten Daten (Tages- bzw. Monatswerte) ist die Auswahl und Festlegung einer Repräsentativstation sinnvoll. Dass nicht immer die nahest gelegene die günstigste Station ist, zeigen die Ergebnisse des vorliegenden Vergleichs.

Bezogen auf das Versuchsfeld in Dahnsdorf lassen sich z.B. Lufttemperatur und Luftfeuchte anhand der Messwerte der entfernteren Stationen Wittenberg (28,5 km) bzw. Potsdam (40,0 km) besser abbilden als mit denen der nahe, aber exponiert gelegenen Station Wiesenburg (14,0 km). Diese meteorologischen Größen werden weniger durch die Entfernung der Stationen als durch deren Höhenlage beeinflusst.

Anderes gilt für die räumlich sehr variable Niederschlagshöhe: Bei dieser ist eine deutliche Abhängigkeit der Differenzen von der Entfernung der Stationen erkennbar. Die Tagessummen der Niederschlagshöhe können teilweise erheblich variieren: Bei einer in Dahnsdorf gemessenen Tagessumme von mindestens 2,0 mm differieren 18,6% (Niemegk, 3,3 km entfernt) bis 61,2% (Magdeburg, 71,9 km entfernt) der Werte der DWD-Stationen und -Niederschlagsmessstellen um 2,0 mm und mehr von der des Versuchsfeldes. Die Häufigkeit des Überschreitens definierter Differenzen der Niederschlagshöhe (ΔRR) und die Entfernungen zwischen den Stationen lassen sich an logarithmische Funktionen mit hohem Bestimmtheitsmaß (R² = 0,90 ... 0,94) anpassen.

Mögliche Einflüsse der mesoklimatischen Unterschiede zwischen einer großräumig landwirtschaftlich genutzten (Versuchsfeld Dahnsdorf) und einer durch Bebauung beeinflussten Fläche (DWD-Stationen) auf Ergebnisse mathematisch-numerischer Modelle (Befall, Wachstum, Ertrag bzw. meteorologische Parameter) müssen in einer späteren Untersuchung analysiert werden.