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Forschungsstelle
ASTRA SBT
Projektnummer
VSS2006/601
Projekttitel
Strassenwettervorhersagen für Frost und Nebel

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Projektbeschreibung
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Methoden
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Spezielle Geräte und Installationen
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Allgemeiner Stand der Forschung
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Projektziele
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Forschungsplan
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Umsetzung und Anwendungen
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Publikationen / Ergebnisse
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Berichtsnummer
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Literatur
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)
Winterdienst, Nebel, Frost, komplexe Topographie, Kurzfristvorhersage, Nowcasting
Schlüsselwörter
(Englisch)
winter road maintenance, fog, frost, complex topography, short-term forecast, nowcasting
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Im Rahmen dieses Projektes wird das topographische Grenzschichtmodell tBM an ein grossräumiges Wettermodell angekoppelt und fortlaufend mit lokalen Wetterbeobachtungen aus einem Stationsnetz und mit hochaufgelösten Satellitenbildern versorgt. Die mit dem tBM berechnete Kurzfristvorhersage von Temperatur und Feuchte wird auf dem Strassennetz einer Gebietseinheit in komplexer Topographie dargestellt und zeigt Frost und Nebel an. Die Verifikation der Frost- und Nebelvorhersagen erfolgt durch den Vergleich mit Stationsbeobachtungen über einen Winter. Mit dieser Verifikation soll die mögliche Anwendung des Vorhersageverfahrens zur Einsatzplanung im Strassenwinterdienst beurteilt werden. Als Nutzniesser dieser Forschung stehen Strassenbenützer im Vordergrund, der volkswirtschaftliche Nutzen ergibt sich aus der Vermeidung von Glatteisunfällen bei einem gleichzeitig effizienten Winterdienst
Kurzbeschreibung
(Englisch)
In this project the topographical boundary layer model tBM is forced externally by a large scale weather model and assimilates local surface observations and satellite images continually. The tBM short term prediction for temperature and humidity is represented on the road network of a service region with complex topography and displays frost and fog. The predictions of frost and fog are verified by comparisons with data observed at weather stations during one winter season. The potential application of these forecasts for winter road maintenance shall be assessed by this verification. This research aims at serving road users, the economic value results from the prevention of accidents on icy roads with an efficient winter road maintenance.
Projektbeschreibung
(Deutsch)
Für Einsatzentscheide im Winterdienst besteht ein Bedarf an lokalen Kurzfristvorhersagen für Frost und Nebel. Bei den Vorhersageverfahren für den Kurzfristbereich von 0 bis 6 Stunden, in dem sich Frost und Nebel entwickeln, besteht eine Lücke zwischen den Extrapolationsmethoden des Nowcastings für die erste Stunde und den physikalischen Vorhersagen der grossräumigen Wettermodelle ab 6 Stunden. Diese Lücke wird mit einem vereinfachten physikalischen Modell geschlossen, das mit einer minimalen Rechenzeit auskommt. Dadurch wird die kontinuierliche Aktualisierung der Kurzfristvorhersage mit Beobachtungen möglich. Das topographische Grenzschichtmodell tBM wurde für den Vorhersagezeitraum 0 bis 12 Stunden konzipiert. Als vereinfachtes physikalisches Modell konzentriert sich das tBM auf die bodennahen vertikalen Prozesse und berücksichtigt die komplexe Topographie des Vorhersagegebietes über die Flächen-Höhenverteilung. Die bodennahe nächtliche Abkühlung kann damit in hoher vertikaler Auflösung erfasst werden. Der gegenüber einem grossräumigen Modell massiv verringerte Rechenaufwand des tBM erlaubt die unmittelbare Aktualisierung der Vorhersagen, wenn neue Beobachtungen vorliegen. Im Rahmen dieses Projektes wird das tBM an ein grossräumiges Wettermodell angekoppelt und fortlaufend mit lokalen Wetterbeobachtungen aus einem Stationsnetz und mit Satellitenbildern versorgt. Die mit dem tBM berechneten Kurzfristvorhersagen von Frost und Nebel werden auf dem Strassennetz einer Gebietseinheit in komplexer Topographie dargestellt. Der Vorhersagezeitraum soll mit 6 Stunden die Lücke zwischen dem Nowcasting und der grossräumigen Wettermodellierung schliessen. Die Verifikation der Frost- und Nebelvorhersagen erfolgt durch den Vergleich mit Stationsbeobachtungen für einen Winter. Mit dieser Verifikation soll die mögliche Anwendung des Vorhersageverfahrens zur effizienten Einsatzplanung im Strassenwinterdienst beurteilt werden. Als Nutzniesser dieser Forschung stehen Strassenbenützer im Vordergrund, der volkswirtschaftliche Nutzen ergibt sich aus der Vermeidung von Glatteisunfällen bei einem gleichzeitig effizienten Winterdienst.
Methoden
(Deutsch)
Modellierung und Verifikation
Spezielle Geräte und Installationen
(Deutsch)
Keine
Allgemeiner Stand der Forschung
(Deutsch)

FA 1989/20: Wetterdienstleistungen für den Strassenwinterdienst

Entwicklung des Konvektionsmodelles ALPTHERM (1992)

Entwicklung der regionalen Konvektionsmodelle REGTHERM (2001)

FA 1999/244: Lokal verstärkter Schneegriesel bei tiefem Stratus (Industrieschnee)

Entwicklung des topographischen Grenzschichtmodelles tBM (2003)

FA 2004/C04.0091: Nebelvorhersage in unterschiedlichen Topographien (SBF/COST 722)
Projektziele
(Deutsch)
Evaluation von tGM Kurzfristvorhersagen für Strassenfrost und Nebel in einer Gebietseinheit mit komplexer Topographie im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit im Strassenwinterdienst
Projektziele
(Englisch)
Evaluation of tBM short-term forecasts for frost und fog in a road district of complex topography regarding their applicability for winter road maintenance
Forschungsplan
(Deutsch)

Beschaffung und Archivierung der gebietsrelevanten
Modelldaten des übergeordneten grossräumigen Wettermodells

Beschaffung und Archivierung der gebietsrelevanten Stations- und Satellitendaten

Konfiguration des tBM auf die Gebietseinheit und ihr Strassennetz

Betrieb und Archivierung des tBM über die Evaluationsperiode

Evaluation der tBM Kurzfristvorhersagen

Bericht
Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)
Lokale Kurzfristvorhersagen für Frost und Nebel können auf weitere Gebietseinheiten ausgedehnt werden, um einen flächendeckenden Beitrag für einen effizienten Winterdienst auf Strassennetzen zu leisten. Dazu muss ein operationeller Betrieb des tBM aufgenommen werden
Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
.
Berichtsnummer
(Deutsch)
1327
Literatur
(Deutsch)

Bergot T (2005a): Operational numerical system of fog forecasting at Paris-CDG, COST action 722, workshop Larnaka, proceedings. COST office, Brussels.

Bergot T et al (2005b): Single-column high resolution numerical models for fog and low cloud - the Paris CDG intercomparison, COST action 722, workshop Larnaka, proceedings. COST office, Brussels.

Cermak J et al (2005): Satellite-based nowcasting of fog and low stratus, WSN05, Toulouse, (http://www.meteo.fr/cic/wsn05/DVD/, Communications).

Crook N A et al (2005a): Presentation of the World Weather Research Program Symposium on Nowcasting and Very Short Range Forecasting WSN05, Toulouse (http://www.meteo.fr/cic/wsn05/DVD/, Presentation).

Golding B (2005): Nowcasting systems, World Weather Research Program Symposium on Nowcasting and Very Short Range Forecasting WSN05, Toulouse (http://www.meteo.fr/cic/wsn05/DVD/, Panel issues, B.4).

Liechti O (2004a): Lokal verstärkter Schneegriesel bei tiefem Stratus (Industrieschnee), VSS Forschungsbericht 1084.

Liechti O (2004b): Topographical boundary layer model for road weather prediction, SIRWEC 2004, Bingen. Annalen der Meteorologie 40, Selbstverlag des Deutschen Wetterdienstes.

Liechti O (2005): Short term NWP with mass flux boundary layer models, WSN05, (http://www.meteo.fr/cic/wsn05/DVD/, Communications).

Ruppert P et al (1994): Wetterdienstleistungen für den Strassenwinterdienst, VSS Forschungsbericht 315.

Schmid W et al (2005): New approaches for nowcasting winter road weather over complex orography, WSN05, Toulouse, (http://www.meteo.fr/cic/wsn05/DVD/, Communications).