Untergehende Sonne am 24. Februar 2021 hinter Saharastaub

Vorhersage des DWD zur Mineralstaubverteilung in der Atmosphäre

Ab sofort stellt der Deutsche Wetterdienst (DWD) Vorhersagen bereit, die über die Verteilung von Mineralstaub in der Atmosphäre informieren. Dies betrifft insbesondere Wetterlagen, bei denen Saharastaub aus Nordafrika nach Europa transportiert wird und Photovoltaik-Anlagen dann weniger Solarenergie gewinnen können. „Eine genaue Vorhersage der Staubverteilung und die daraus resultierende Reduktion der Sonneneinstrahlung ermöglicht, die zu erwartenden Leistungseinbußen aus Photovoltaik-Anlagen während dieser besonderen Wetterlagen besser zu prognostizieren. Mit der Bereitstellung dieser Vorhersagen leistet der DWD einen innovativen Beitrag, die Planung von Stromproduktion und -verbrauch und den sicheren Betrieb des Stromnetzes zu optimieren,“ sagt Dr. Renate Hagedorn, Vizepräsidentin des DWD und Leiterin des Geschäftsbereichs Wettervorhersage.

Viel Staub, weniger Ertrag

Die Verteilung des Mineralstaubs in der Atmosphäre verändert die Menge der Sonneneinstrahlung, die am Boden ankommt. Dies geschieht zum einen durch Streuung, zum anderen durch Absorption der kurzwelligen Strahlung an den Mineralstaubteilchen in der Atmosphäre. Damit wird unter anderem der Ertrag beeinflusst, den Photovoltaik-Anlagen liefern. Ist viel Staub in der Atmosphäre, bedeutet dies weniger Ertrag an Solarenergie. Wird Staub nach Mitteleuropa transportiert, sinkt er teilweise aus der Atmosphäre auf den Boden ab, zum Teil wird er durch Niederschlag ausgewaschen und zum Teil zieht er auch einfach weiter. Für den sicheren Betrieb des Stromnetzes ist es daher wichtig, genauere Prognosen für die Energiewirtschaft bereit zu stellen.

ICON-Modell mit ART-Modul zum Mineralstaub

In enger Zusammenarbeit mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie der meteocontrol GmbH wurde über zwei, durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) finanzierte Forschungsprojekte ein Modellsystem entwickelt. Es beschreibt die Verteilung des Staubs und dessen Wechselwirkung mit der Strahlung. Dieses Modellsystem beruht auf dem DWD-Wettervorhersagemodellsystem ICON, welches das Wettergeschehen simuliert und mit dem sogenannten ART-Modul gekoppelt wird. ART steht für Aerosol and Reactive Trace Gases. Mit diesem Modul werden die Staubaspekte ergänzt. Um die Qualität des Modellsysteme zu bewerten, werden die simulierten Daten kontinuierlich mit Messdaten verglichen. Im Falle der Staubinformationen sind dies, zusätzlich zu den Standardgrößen wie Temperatur oder Niederschlag, Messungen der Strahlung und der Staubverteilung.

Das entwickelte Modellsystem wurde jetzt nach einer halbjährlichen Testphase in den operationellen Betrieb beim DWD übernommen. Informationen, die das System bereitstellt, sind unter anderem die Konzentration des Mineralstaubs in den verschiedenen Höhen an verschiedenen Orten, die Ablagerung des Staubs auf der Erdoberfläche oder auch die optische Dicke des Mineralstaubs. Über die physikalische Größe optische Dicke können Information abgeleitet werden, wie stark das Sonnenlicht abgedunkelt wird. Die Daten der Vorhersagen richten sich an professionelle Nutzer:innen und stehen auf opendata.dwd.de zur Verfügung. Zudem fließen die jetzt verfügbaren Daten in die Vorhersagen und Beratungen der DWD-Expert:innen ein.

Quelle: Deutscher Wetterdienst (DWD) – PM vom 27.03.2024

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