Interpolation von Starkniederschlägen im Nationalpark Kalkalpen, OÖ.

Starkniederschläge können u.U. massive Auswirkungen auf einen gegebenen Naturraum zur Folge haben. Im Sinne eines meteorologischen Monitorings bzw. einer Risikoanalyse in Hinblick auf Folgewirkungen (Überschwemmungen, Bodenerosion etc.) ist das Vorliegen differenzierter Information unumgänglich. Ab dem Jahr 1996 wurde im NP Kalkalpen, OÖ., ein Niederschlagsmeßnetz aufgebaut, dessen Dichte und programmatische Intention die Beobachtung des meteorologischen Phänomens in außerordentlich hoher räumlicher wie zeitlicher Auflösung gestattet. Die Dichte des Meßnetzes sowie die Stärke des räumlichen Zusammenhangs zwischen benachbarten Meßwerten erlauben eine flächendeckende räumliche Interpolation der sommerlichen Starkniederschläge.

Im Rahmen des Projekts wurden die Starkniederschlagsereignisse der Jahre 1996, 1997 und 1998 statistisch ausgewertet. Die günstige Verteilung der Stationen ("Nearest Neighbor"-Statistik von 1,3) sowie die hohe räumliche Autokorrelation der Meßwerte bot die Handhabe für eine erfolgreiche räumliche Interpolation der Niederschlagsdaten. Die Auswahl der Interpolationstechnik erfolgte über zahlreichen Tests in Hinblick auf die Plausibilität der Ergebnisse und mittels des Verfahrens der Crossvalidation.

Crossvalidation testet die prädiktiven Fähigkeiten der Interpolationstechnik und ihrer unterschiedlichen Parametereinstellungen: aus der Menge aller Stützpunkte der Interpolation, den Meßdaten, wird ein Stützpunkt entfernt, anschließend mit allen anderen Stützpunkten mit einer bestimmten Methode interpoliert. Der nicht in die Interpolation einfließende Stützpunkt dient als Prüfgröße. Er enthält den wahren Niederschlagswert an einer bestimmten Lokation. Derart wird nun jeweils ein Punkt, und zwar immer ein anderer, aus der Menge der Stützpunkte entfernt und mit der einmal gewählten Methode interpoliert.

Am Ende liegt für jede Station des Meßnetzes neben dem gemessenen Wert auch ein Schätzwert vor. Aus den sich daraus ergebenden Residuen (Differenzen zwischen Meß- und Schätzwerten) werden verschiedene statistische Kennzahlen gewonnen und mit jenen Kennzahlen verglichen, die mit anderen Interpolationsmethoden erzielt wurden. Die Crossvalidation erlaubt eine begründete Auswahl jener Interpolationsmethode, die geeignet erscheint, das Phänomen Starkniederschlag im NP bestmöglich zu beschreiben. Zum Einsatz kam die Interpolation mittels einer mulitquadratischen Radial Basis Function.

Die Oberflächen beschreiben die zahlreichen Starkniederschlagsgeschehen im Nationalpark Kalkalpen, OÖ. Durch Summierung einzelner Ereignisse zu einer Niederschlagssummenkarte wurden jene Gebiete identifiziert, analysiert und quantitativ ausgewertet, die in besonderer Weise von Starkniederschlagsereignissen betroffen sind.

Projektskizze

Umlegung der nur punktuell vorliegenden Meßdaten auf das gesamte Nationalparkgebiet mittels geeigneter Interpo- lationsmethoden auf dem Hin- tergrund eines langjährigen meteorologischen Umwelt- monitorings.

Unsere Aufgabenstellung

Entwicklung einer Methodik zur geostatistisch fundierten räum- lichen Interpolation von Stark- niederschlagsdaten. Inden- tifikation und Analyse von Gebieten, die in besonderer Weise von Starkniederschlags- ereignissen betroffen sind.

 
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