WMO (Weltorganisation für Meteorologie) Glossar

Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) ist die Sonderorganisation der Vereinten Nationen, die für die Koordinierung globaler Aktivitäten in Meteorologie, Klimatologie, Hydrologie und verwandten Bereichen verantwortlich ist. Die 1950 gegründete WMO verbindet 193 Mitgliedstaaten und Territorien über ein Netzwerk nationaler Wetter- und Hydrologiedienste (NMHSs). Ihre Mission ist die Förderung des internationalen Austauschs von Wetter-, Klima- und Wasserdaten und die Sicherstellung, dass Länder Zugang zu standardisierten Beobachtungen und Dienstleistungen für Katastrophenrisikominderung, nachhaltige Entwicklung und Umweltschutz haben.

Die WMO entwickelt und pflegt eine Reihe internationaler Standards – technische Vorschriften, Handbücher und Leitlinien –, die die Zuverlässigkeit, Konsistenz und Interoperabilität meteorologischer, klimatologischer und hydrologischer Daten untermauern. Diese Standards sind wesentlich für die globale Überwachung, operative Vorhersagen, Klimabewertungen und zur Unterstützung von Sektoren wie Luftfahrt, Seeverkehr, Landwirtschaft und öffentliche Gesundheit.

WMO-Standards: Definition und Umfang

WMO-Standards sind maßgebliche internationale Maßstäbe für die Beobachtung, Berichterstattung, Kalibrierung, Verwaltung und den Austausch meteorologischer, klimatologischer und hydrologischer Daten. Sie werden durch wissenschaftlichen Konsens entwickelt und formal von den Leitungsgremien der WMO angenommen und durch Technische Vorschriften (WMO-Nr. 49), Handbücher und Leitfäden (z. B. WMO-Nr. 8) festgehalten.

Ihr Umfang umfasst:

• Gerätespezifikationen, Kalibrierung und Wartung
• Beobachtungspraxis (z. B. Exposition, Standortwahl)
• Datenformate (z. B. BUFR, GRIB, SYNOP)
• Codierungssysteme und Metadatenschemata
• Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle (QA/QC)
• Protokolle für Echtzeit- und historische Datenübermittlung

Die einheitliche Anwendung der WMO-Standards gewährleistet, dass Daten aus unterschiedlichen Quellen und Umgebungen vergleichbar sind und in globale Datensätze integriert werden können. Dies ist die Grundlage für alles – von täglichen Wettervorhersagen bis zu Klimawandelbewertungen und Frühwarnsystemen für Naturgefahren.

Klimatologische Normalwerte

Klimatologische Normalwerte sind 30-jährige Mittelwerte klimatischer Variablen (wie Temperatur, Niederschlag oder Windgeschwindigkeit), die für einen bestimmten Standort oder eine Region berechnet werden. Die WMO empfiehlt die Verwendung von Perioden wie 1961–1990, 1981–2010 und 1991–2020 zur Berechnung dieser Referenzwerte. Klimatologische Normalwerte sind wichtig für:

• Einordnung aktueller Wetter- und Klimabedingungen
• Identifizierung von Abweichungen und langfristigen Trends
• Unterstützung bei Infrastrukturplanung, Versicherungen, Landwirtschaft und öffentlicher Gesundheit

Die Berechnung und Berichterstattung der Normalwerte erfolgt nach strengen WMO-Richtlinien (z. B. WMO-Nr. 1203), um Genauigkeit, Konsistenz und die Aufnahme notwendiger Metadaten (Stationsstandort, abgedeckter Zeitraum, Gerätedetails usw.) sicherzustellen.

Meteorologische Instrumente und Beobachtungsmethoden

Der Leitfaden zu meteorologischen Instrumenten und Beobachtungsmethoden (WMO-Nr. 8) der WMO beschreibt Standards für die Installation, den Betrieb und die Kalibrierung aller in der atmosphärischen und hydrologischen Überwachung eingesetzten Instrumente. Zu den abgedeckten Instrumenten gehören Thermometer, Barometer, Hygrometer, Anemometer, Regenmesser, Pyranometer, Ceilometer und Radiosonden.

Wichtige Grundsätze:

• Standortwahl: Minimierung von Mikroklima- und künstlichen Einflüssen (z. B. Temperatursensoren in belüfteten Stevenson-Hütten in 1,25–2,0 m Höhe)
• Kalibrierung: Regelmäßige Überprüfung anerkannter Standards zur Beseitigung von Verzerrungen
• Qualitätskontrolle: Automatisierte und manuelle Verfahren zur Fehlererkennung und -korrektur

Diese Standards sichern die Zuverlässigkeit der Daten für die Integration in globale Systeme sowie für die operative Nutzung bei Vorhersagen, Gefahrenwarnungen und Umweltmanagement.

Datenaustausch und das WMO-Informationssystem (WIS 2.0)

Das WMO-Informationssystem (WIS 2.0) ist das Rückgrat des globalen Austauschs meteorologischer, klimatologischer und hydrologischer Daten. Es bietet eine dezentrale, standardbasierte Architektur für den sicheren und Echtzeit-Datenaustausch und die Auffindbarkeit von Daten.

Zu den Merkmalen gehören:

• Offene APIs (OGC-Standards) für Datenzugriff und Metadatenermittlung
• Verschiedene Datenformate (GeoJSON, NetCDF, WaterML)
• Ereignisgesteuerte Verbreitung (MQTT), die automatisierte, Echtzeit-Updates ermöglicht
• Globale Broker, Caches und Discovery-Kataloge für effizienten Datenfluss

WIS 2.0 fördert offenen Zugang, Interoperabilität und Skalierbarkeit, sodass Forscher, Vorhersagedienste und Notfallmanager weltweit Daten nahtlos abrufen und integrieren können.

WMO Unified Data Policy

Die WMO Unified Data Policy, die 2021 verabschiedet wurde, schreibt den freien und uneingeschränkten Austausch bestimmter Kern-Wetter-, Klima- und Wasserdaten zwischen den Mitgliedern vor. Diese Richtlinie:

• Beseitigt Datenlücken und Fragmentierung
• Verbessert die Zugänglichkeit und Qualität globaler Datensätze
• Unterstützt Forschung, Innovation und Katastrophenrisikominderung

Die Richtlinie ist mit internationalen Rahmenwerken wie dem Global Framework for Climate Services (GFCS) und dem Global Earth Observation System of Systems (GEOSS) harmonisiert und bildet die Grundlage für den Betrieb von WIS 2.0 und GBON.

Global Basic Observing Network (GBON)

Das Global Basic Observing Network (GBON) legt quantitative Mindestanforderungen für Boden- und Höhenbeobachtungen weltweit fest und adressiert kritische Lücken in der Datenabdeckung. GBON spezifiziert:

• Arten und Häufigkeit der Beobachtungen (z. B. stündliche Bodendaten, 12-stündliche Höhenprofile)
• Einhaltung der WMO-Standards für Instrumentierung, Kalibrierung und Datenmanagement
• Echtzeit-Übermittlung der Daten über WIS 2.0

Die Umsetzung von GBON stellt sicher, dass weltweit Basisdaten von hoher Qualität verfügbar sind, und verbessert Wettervorhersagen, Klimabeobachtung und Frühwarnungen, insbesondere in datenarmen Regionen.

Qualitätsmanagement und Kalibrierung

Qualitätsmanagement umfasst alle Verfahren und Richtlinien, die die Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Konsistenz meteorologischer und hydrologischer Daten gewährleisten:

• Kalibrierung: Regelmäßiger Vergleich von Instrumenten mit anerkannten Standards unter kontrollierten Bedingungen, mit detaillierten Aufzeichnungen zur Rückverfolgbarkeit
• Qualitätssicherung (QA): Vorbeugende Maßnahmen (z. B. Schulungen, SOPs, Wartung)
• Qualitätskontrolle (QC): Erkennung und Korrektur von Fehlern durch automatisierte/manuelle Prüfungen, Vergleiche und Kreuzvalidierung

WMO-Leitlinien (z. B. WMO-Nr. 8) und die Einführung von an ISO 9001 ausgerichteten Qualitätsmanagementsystemen (QMS) werden zunehmend eingesetzt und stärken Vertrauen sowie Interoperabilität globaler Datensätze.

Schlüsselbegriffe und Konzepte

Automatische Wetterstation (AWS)

Eine Automatische Wetterstation (AWS) ist ein modulares, unbemanntes System mit Sensoren (Temperatur, Feuchtigkeit, Wind, Druck, Niederschlag, Sonnenstrahlung) und Telemetrie für die ferngesteuerte, Echtzeit-Datenerfassung und -übertragung. AWS sind entscheidend für dichte Beobachtungsnetze zur Unterstützung von Luftfahrt, Hochwasservorhersage und Klimabeobachtung. WMO-Standards regeln die Leistung von AWS-Sensoren, Standortwahl, Kalibrierung, Stromversorgung, Datenaufzeichnung und Metadatendokumentation.

Kalibrierung

Kalibrierung ist der Prozess der Überprüfung und Anpassung von Geräteanzeigen anhand eines Referenzstandards, um Genauigkeit und Rückverfolgbarkeit sicherzustellen. Zeitpläne richten sich nach Gerätetyp und Nutzung, und für jede Kalibrierung werden detaillierte Aufzeichnungen geführt. WMO- und ISO-Richtlinien definieren Kalibrierungsprotokolle.

Klimatische Elemente

Klimatische Elemente sind die einzelnen aufgezeichneten Klimavariablen (Temperatur, Niederschlag, Druck, Feuchtigkeit, Wind, Sonnenschein, Bewölkung, Bodentemperatur usw.). Ihre Messung und Berichterstattung unterliegen WMO-Standards zur Sicherstellung der Vergleichbarkeit.

Kompositdatendatei

Eine Kompositdatendatei fasst klimatologische Stationsdaten (Normalwerte, Extreme, Zeitreihen) mehrerer Standorte oder Regionen zusammen, ist in standardisierten Formaten (CSV, NetCDF) strukturiert und mit Metadaten für Integration und Analyse versehen.

Datengranulat

Ein Datengranulat ist die kleinste unteilbare Dateneinheit eines Datensatzes (z. B. stündliche Temperatur einer Station) und unterstützt effiziente Speicherung, Abfrage und Analyse.

Exposition

Exposition bezeichnet die Platzierung und Umgebung eines Instruments oder einer Station. Eine korrekte Exposition sichert repräsentative Messungen und minimiert lokale Verzerrungen durch Wärmequellen, Hindernisse oder reflektierende Flächen. Die WMO gibt spezifische Kriterien zur Exposition von Instrumenten vor.

Metadaten

Metadaten sind strukturierte, beschreibende Informationen zu Daten (z. B. Stationsstandort, Höhe, Gerätetyp, Kalibrierungshistorie, Datenqualitätsindikatoren), die die Auffindbarkeit, Interpretation und Wiederverwendung von Datensätzen ermöglichen. WMO-Standards fordern umfassende Metadaten für alle Beobachtungen.

Weiterführende Literatur

• WMO Offizielle Website
• WMO-Nr. 8 Leitfaden zu meteorologischen Instrumenten und Beobachtungsmethoden
• WMO Unified Data Policy

Für detailliertere Informationen zu WMO-Standards, Datenaustausch und Qualitätsmanagement konsultieren Sie bitte die offiziellen technischen Dokumente und Handbücher der WMO.