Downscaling

„Downscaling“ bedeutet wörtlich übersetzt „hinunterskalieren“. Dieser Ausdruck orientiert sich an dem in der Meteorologie sehr wichtigen Begriff des Skalenbereichs (engl.: „scale“). Atmosphärische Prozesse spielen sich nämlich in sehr unterschiedlicher räumlicher Ausdehnung ab. Das Spektrum reicht von sehr kleinräumigen Zirkulationen im Zentimeterbereich bis hin zu Luftbewegungen, welche große Teile der ganzen Erde mit ihrer gesamten Atmosphäre umfassen. Dazwischen liegen alle möglichen Abstufungen, z.B. die Bildung von Cumulus-Wolken, die typischerweise im Bereich von einigen Kilometern liegen, oder auch Tief- und Hochdruckgebiete, die bereits eine Größenordnung von einigen hundert oder tausend Kilometern umfassen. Diese unterschiedlichen räumlichen Ausdehnungen sind häufig auch mit charakteristischen Zeitskalen verknüpft. Sehr kleinräumige Prozesse haben in der Regel auch eine kurze Lebensdauer, großräumigere eine entsprechend längere. Auch das zeitliche Spektrum umfasst einen großen Bereich, der sich von Sekundenbruchteilen (z.B. Hitzeflimmern) bis hin zu Klimaschwankungen seit Entstehung der Erde, also in der Größenordnung von Milliarden Jahren erstreckt.

„Downscaling“ bezieht sich in der Klimatologie meist auf die räumliche Skala. Man versteht darunter einen physikalisch konsistenten Informationstransfer von einer groben auf eine höher aufgelöste Skala (vgl. Matulla et al., 2003). Ausgangspunkt ist ein grob aufgelöstes Feld einer Klimagröße, Ziel ist es, mit einem geeigneten Verfahren und anderer zusätzlicher Information zu einem feiner aufgelösten Feld zu gelangen, das der Wahrheit möglichst nahe kommt oder zumindest physikalisch sinnvoll erscheint. Es gibt zwei Hauptmethoden: Im Gegensatz zum dynamischen Downscaling, wo der Zusammenhang zwischen grober und feiner Auflösung durch ein physikalisches Modell realisiert werden soll, werden beim empirischen Downscaling tatsächlich vorhandene Daten miteinander in Beziehung gesetzt. Neben den Ausgangsdaten, nämlich den grob aufgelösten Klimadaten, benötigt man dazu Zusatzinformationen über das fein aufgelöste Feld.

Weitere Informationen zum Thema Downscaling (aus dem Klimastatusbericht 2002):

Die Anwendung der objektiven Wetterlagenklaasifikation des DWD für ein empirisches Downscaling zur Erstellungvon Klimakarten (PDF, 430KB, Datei ist nicht barrierefrei.)

Siehe hierzu:

• Hochdruckgebiet
• Tiefdruckgebiet