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Auswertung von Nebel und Hochnebel, sowie Prognose mittels logistischer Regression für den Flughafen Wien - Schwechat

Dobek, Astrid (2009) Auswertung von Nebel und Hochnebel, sowie Prognose mittels logistischer Regression für den Flughafen Wien - Schwechat.
Diplomarbeit, University of Vienna. Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
BetreuerIn: Dorninger, Manfred

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DOI: 10.25365/thesis.5131
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29833.39664.260864-9

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Abstract in German

Nebel birgt schon seit jeher ein hohes Gefahrenpotential in sich, speziell für Verkehrsteilnehmer. Sowohl auf der Straße, zu Wasser oder in der Luft ist er oft auch Ursache für Unfälle. Trotz des Einsatzes modernster Technik verursachen geringe Sichtweiten eine Beschränkung der Kapazität von Flughäfen, was sich in weiterer Folge finanziell, aber auch durch Verspätungen im Flugverkehr auswirkt. Allerdings ist die Vorhersage von Nebel- und Hochnebelbildung eine in der Meteorologie noch nicht zufrieden stellend gelöste Materie. Obwohl sich zahlreiche Arbeiten mit dieser Thematik beschäftigen, wurden beispielsweise auf dem Gebiet der numerischen Wettervorhersage noch keine befriedigenden Ergebnisse erzielt. Die besten Resultate wurden und werden bis jetzt mit den empirisch ermittelten Erfahrungswerten aus dem operationellen Dienst und statistischen Verfahren erzielt. Dies spricht auch dafür, dass Nebel ein vor allem lokales Phänomen ist und von vielen verschiedenen Parametern und geringfügigen Unterschieden abhängt. Ziel dieser Arbeit ist es, auf schon vorhandenen Untersuchungen und Problemansätzen aufbauend, eine statistische Vorhersagemethode zu entwickeln, welche die Nebelprognose am Flughafen Wien-Schwechat unterstützen soll. Halbstündliche METAR Meldungen aus den Jahren 1990 bis 2004 von der Messstelle Wien-Schwechat bilden die Datenbasis. Zuerst wurden die Nebelfälle statistisch untersucht und mit den assoziierten Parametern Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Temperatur, Taupunkt, Jahres-, Uhrzeit und der Nebelbeständigkeit analysiert. Weiters wurde, um eine Abhängigkeit von der bestehenden Wetterlage verifizieren und diese dann in letzter Instanz klimatologisch auszuwerten zu können, die Strömungslagenklassifikation nach Steinacker herangezogen. Als statistische Vorhersagemethode wurde die logistische Regression verwendet, die sich besonders für dichotome Ereignisse (beispielsweise das Ein- oder Nicht - Eintreten eines Events) eignet. Die berechnet Regression wurde auf unabhängige Daten, bestehend aus METAR Meldungen von den Jahren 2005 bis 2007, angewandt und anschließende mit Verifikationsmaßen ausgewertet. Mit Hilfe dieser Art der Regressionsrechnung können in weiterer Folge für den internationalen Flughafen Wien-Schwechat Nebelwahrscheinlichkeiten prognostiziert werden.

Schlagwörter in Deutsch

Nebelprognose / Logistische Regression / Brier Score / ROC-Kurve / Reliability Diagramm

Abstract in English

Fog has always been a big threat to all kinds of traffic (land, sea and air) and has caused many accidents. Despite the use of modern technology equipment, low visibility still causes degrade airport capacity. This in turn causes financial loss and delays in air traffic. Accurate prediction of fog development and/or low stratus is still not satisfactory up to now. In spite of numerous theses on this topic, for instance the results concerning numerical forecasts are still not satisfying. Best results are achieved on the basis of operational experience and the use of statistical methods. This indicates that fog is a very regional phenomenon and depends on several parameters and intricacies. The aim of this thesis was to develop a statistical method of prognosis based on existing studies, which should assist the prediction of fog at Vienna International Airport. The database consists of METARs of Wien – Schwechat which have been reported every half hour for the period 1990 through 2004. First, all of the incidences of fog were statistically investigated and analyzed together with the associated parameters of, wind direction, wind speed, temperature, dew point, season, time of day and the actual persistence of the fog. In addition Steinacker’s flow pattern classification was used to verify the dependence of the prevailing weather situation which then allowed the evaluation of the result climatologically. The logistic regression was applied as a statistical prognosis method. This is a proper procedure for dichotomous events (for instance appearance and non appearance). The calculated regression was tested on an independent dataset, which contained METARs for the years 2005 to 2007. This data verified that the probability of fog at Vienna International Airport could be prognosticated by means of this regression.

Schlagwörter in Englisch

forecast / fog and low stratus / logistic regression / Brier score / ROC-curve / reliability diagram

Item Type: Hochschulschrift (Diplomarbeit)
Author: Dobek, Astrid
Title: Auswertung von Nebel und Hochnebel, sowie Prognose mittels logistischer Regression für den Flughafen Wien - Schwechat
Umfangsangabe: 104 S. : graph. Darst.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Publication year: 2009
Language: ger ... Deutsch
Supervisor: Dorninger, Manfred
Assessor: Dorninger, Manfred
Classification: 38 Geowissenschaften > 38.84 Meteorologie: Sonstiges
38 Geowissenschaften > 38.80 Meteorologie: Allgemeines
AC Number: AC08155740
Item ID: 5131
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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