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Full text: 49: System Nordsee : 2006 & 2007 : Zustand und Entwicklungen

2 Atmosphärenphysik 
92 
System Nordsee 
2.6 Sturm 
Wie bereits weiter oben erläutert (Kap. 2.3.1, 5. 40), beruht die Klassifizierung der 
Wetterlagen im Nordseeraum auf einfachen Relationen zwischen Vorticity- und Wind 
index, wobei letztere sich unter Ausnutzung der geostrophischen Beziehung aus 
räumlichen Ableitungen des Luftdruckfeldes im Meeresniveau ergeben (vgl. Loewe 
et al. 2005). Diese Indexpaare wurden von Jenkinson und Collison (1977) in einer 
Ellipsengleichung kombiniert 
G* = (V* 2 + % Ç* 2 ) 1/2 , 
die den Sturmindex G* definiert. Wind-Vorticity-Zustände werden sodann als Sturm 
(G), schwerer Sturm (SG) oder sehr schwerer Sturm (VSG) diagnostiziert, wenn der 
Sturmindex bestimmte Schwellwerte überschreitet (vgl. Abb. 2-2, S.42). Die hier bis 
lang verwendeten Schwellwerte wurden auf der Grundlage des UKMO MSLP-Da- 
tensatzes bestimmt und mit 30, 40 und 50 hPa angegeben (Jenkinson und Collison 
1977). 
Die Umstellung der Quelldaten auf MSLP-Felder der >NCEP/NCAR Reanalysis I 
(1948-present)< (Kalnay et al. 1996) erfordert aus den in Kap. 2.2, 5. 39 niedergeleg 
ten Gründen eine Anpassung der Schwellwerte, die nachfolgend dokumentiert wird. 
Im Anschluss werden Sturmkataloge für den Zeitraum 1948-2010 präsentiert und 
die Sturmjahre 2005/06 sowie 2006/07 statistisch eingeordnet. 
2.6.1 Schwell werte 
Die grundsätzliche Vorgehensweise besteht darin, die zu den bisherigen Schwellwer 
ten gehörigen Überschreitungswahrscheinlichkeiten der G*-Verteilung des UKMO- 
Datensatzes zu bestimmen und daran anschließend und umgekehrt, die zu diesen 
Wahrscheinlichkeiten gehörigen Schwellwerte der G*-Verteilung des NCEP-Datensat- 
zes zu ermitteln. Den dazu abzuschätzenden Wahrscheinlichkeitsverteilungen liegen 
jeweils 10958 tägliche Sturmindizes des Zeitraums 1971 -2000 zugrunde. 
Auf Basis empirischer kumulativer Verteilungen (eCDF) für beide Datensätze wurden 
zunächst die Prozentsätze des Sturmindex bestimmt, welche die Jenkinson-Collison 
Sturmquantile überschreiten (Tab. 2-15, S. 94). Die relativen Abweichungen der Über 
schreitungswahrscheinlichkeiten NCEP/UKMO - 1, die sich für die Sturmklassen ins 
gesamt auf -27% und individuell auf -25 (G), -29 (SG) und -81 % (VSG) belaufen, 
belegen die erhebliche Unterschätzung aller Sturmkategorien für den NCEP-Daten- 
satz, wenn eine Anpassung der Schwellwerte unterbleibt (Abb. 2-23,5.93). 
Wegen des geringen Unterschieds zwischen berechneten und »runden« Überschrei 
tungswahrscheinlichkeiten wurden solche in Zeile 3 der Tab. 2-15 zur Ableitung neu 
er Sturmschwellwerte festgelegt. Die Geringfügigkeit dieser Modifizierung zeigt sich 
durch Vergleich der zugehörigen empirischen mit den originären Schwellwerten (Zeile 
4 vs. 1, nur UKMO). Abkürzend könnten zur täglichen Sturmidentifizierung mittels der 
elliptischen G*-Beziehung (s.o.) die entsprechenden Schwellwerte der empirischen 
NCEP-Verteilung herangezogen werden, durch die die Sturmklassen G, SG und VSG 
den Überschreitungsintervallen (0,1,0,02], (0,02, 1/365], (1/365, 0] zugeordnet sind. 
Für eine kompakte parametrische Beschreibung beider Datensätze wurden versuchs 
weise Gamma-Verteilungen angepasst, deren Form- (a), Skalierungsparamater (b)
	        
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