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Entwicklung und Evaluierung eines meteorologischen

1. neen 7 3 4 Hierarchy of Topography Datasets uunmnsnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 8 A A ee een 8 Edo GT OP MPU File nee eek 8 4 1 1 Topography Datasets Aus nde den 8 41 2 CONTO Pil st EE EA aoc HE 8 4 2 GRITOP Output Files cha ee 10 4 21 R ntime Prot COl simre ereere ea Eaa EREE Aa aa kiet 10 4 2 2 Model Grid aii 14 ACknOwWledgemenlst acicate calados tea 15 Appendix ASEO FORMA id ee andere 16 A 1 ArcView Format A A En a er nnt 16 Pi KY ZONA AX RER 17 A S Uni AH F ormatlipb nee el 18 References ar ee este 20 20f20 Documentation GRITOP Vers 2 0 1 Introduction Mesoscale atmospheric simulation models require information about terrain height and land use in the simulation area as input data The simulation area is divided into grid boxes To run the simulation a value for the terrain height and the land use has to be set at each grid box The program GRITOP creates a model grid for the mesoscale transport and fluid model METRAS 2 and interpolates the topography raw data which are given on a grid matrix to the grid of the METRAS model An area weighted interpolation is performed In comparison to GRITOP 1 0 1 the current GRITOP Version 2 0 has been noticeably extended e g the topography raw data can now be used in three different data formats where the so called ArcView Format corresponds to a format that can be exported by most GIS Systems GRITOP 2 0
2. ooomoocccnonicccnnonccccnnnncccnnnnno 18 Register EMISSIONS sussiste 28 Register General 20 Register Grid Parameter 17 Register Initial Meteorology 44n 25 Register Input Output ennenenennnnenn 24 Register METRAS Grid Area nne 16 Register Options esennnsennnnnnnnnnnn 15 22 Register Species u00unnnnnnennnnnnnnnnennnnnnn 26 Register TIMES eier as sense 23 Standardverzeichnisse 0unnennnennnnenn 8 Stat sleiste coin 5 SUPPO rn dd 11 SymMbolleisSt8 ooonoccnccnnnnncnnnccnnncccncccnnccnnanccnnanccnnns 5 A EFA TEE ET A VEE LEN 4 EVA E A ST dc 4 GRITO Pacino E TEET a OE AA EET 4 METRAS PG aan ea 4 CAD is ea cda 4 Tool Run Information oooonocccnnnnncccnnnacacnnnnananannnanos 5 Topographiekataster oooonnccccnnnnnicinnnococnnncncncnnnnnns 4 Darmst dter ooomcoccnnnnnncccnnnncnccnnonnccnannnnccnnnnnens 4 OQUISCNOS siisii cione indir tac 4 A e easel nets iseauasteas 3 bersicht 2 8 2 Hirn elien 3 VDI Richtlinie a an 3 5 VDI Testf lle 22urn4unnnnnnnnnenannennnnnnnn nn 35 Verzeichnisstruktur uuusrsnsennnnnnennnnnnnennnnnnn 8 Voraussetzungen uuessnseseennnnnnnennnnnnnennnnnnnnnnn nn 5 Was ist METRAS nucnensseennsnennnnnnnnnnnnnnnnnnn 3 Was muss ich zuerst wissen ueeenne 3 Wie funktioniert METRAS nennnn 5 Wie starte ich METRAS neesneessseennnn 5 Seite 61
3. Test case b2 not selected Coriolis force Statistical analysis Test case c1 not selected fluxes steady as Note Statistical analysis is for user information only and NO part of the evaluation process Differences between model results and reference data are analysed in histogram Check all input data fluxes steady as f classes defined here direct calculation Meteorological quantity No of classes Lower boundary of highest class symmetric friction wind direction 10 1 0000 explicitly resolved Wind speed o 0 50000E 01 m s canopy and buildi Potential temperature 10 0 10000 05 K o DK Cancel Abbildung 6 Eingabedialoge EVA Die Erstellung s mtlicher Eingabedaten erfolgt wie schon aus den anderen Einzelkomponenten bekannt ber Eingabedialoge mit integrierter Fehlerkontrolle Sie gliedern sich in Angaben zu dem Evaluierungsprojekt Modell Version Anwender usw Abfrage der Modelleigenschaften Seite 17 in Form von Pr flisten die vom Benutzer einzeln abgehakt werden m ssen und Bereitstellung der Eingabedaten zu den sieben Testf llen Abbildung 6 Die Richtlinie sieht nur die Berechnung von Trefferquoten f r die zu pr fenden meteorologischen Gr en vor Um dem Anwender im Fall des Nichtbestehens eines Testfalls weitere Informationen an die Hand zu geben bietet EVA dar ber hinaus die M glichkeit eine einfache statistische Auswertung der Differenzen zw
4. 3 7 ee en Learn Kurse AS 53 4931 6079 0226 44 5777 6078 Coordinates of topography data set File no 2 Data set no 10 5640 54 0140 10 5960 54 SF SEE E O a Kuss 2222 127 3712 _ 5987 7435 IR 131 0099 5987 10 5640 53 5960 1 10 5960 53 a ee Werne J een K ern ain eier 127 4561 5984 6534 131 0973 5984 168 data sets loaded Topography data file loading completed Topography data file checked for overlapping data sets 0 10000 topo points used for interpolation all coordinates lon lat E N km E N km dd mmss input syst conv syst all coordinates lon lat E N km E N km 1 file no 1 Data set no 168 file no 1 for this topography data file finished no 45 file no 1 no 46 file no 1 no 47 file no 1 dd mmss input syst conv syst all coordinates lon lat E N km E N km dd mmss input syst conv syst all coordinates lon lat E N km E N km Data set no 1 file no 2 dd mmss input syst conv syst 12 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 T 314 3242 10000 topo points used for interpolation Data set no 45 file no 2 T 314 9249 10000 topo points used for interpolation Data set no 46 file no 2 1 314 9300 10000 topo points used for interpolation Data set no 47 file no 2 1 314 0 800 topo points used for interpolation Data set n
5. Diese Arbeit wurde teilweise durch die Bundesstiftung Umwelt unter der F rdernummer 16839 finanziell unterst tzt Die Autoren sind f r den Inhalt der Ver ffentlichung verantwortlich 13 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 Literatur 1 TH Darmstadt Hrg 1996 Topographiekataster f r die alten und neuen Bundesl nder Forschungsbericht FB 104 02 731 2 Schl nzen K H Bigalke K Panskus H 2001 Documentation of the mesoscale transport and fluid model METRAS PC as part of model system METRAS Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Technical Rep 11 3 Bigalke K Schl nzen K H 2001 GRITOP Version 2 0 Ein Programm zur Erstellung von Gittern und zur Initialisierung von Topographiedaten f r das Modell METRAS Programmdokumentation METRAS Technical Report 9 D 4 Bigalke K Schl nzen K H Haenel H D Panskus H 2001 Documentation of the model system METRAS Meteorologisches Institut Universitat Hamburg METRAS Technical Rep 12 5 Schoedlbauer A 1982 Rechenformeln und Rechenbeispiele zur Landvermessung Karlsruhe 6 Grossmann W 1964 Geod tische Rechnungen f r die Landvermessung Stuttgart 14 von 14 THD Version 1 0 A Program for the Conversion of the Darmstadt Topography Land Register Program Documentation Klaus Bigalkel K Heinke Schluinzer August 2001 METRAS Technical Report 8 E Meteorologisches Institut Universitat Hamburg
6. F Re Kalculate Gauss Krueger Coordinates c lo new reference longitude 12 deg East Co ordinate System Die Gebietsgrenzen f r die Topographiedaten aufbereitet werden sollen k nnen entweder in geographischen Koordinaten oder in Gau Kr ger Koordinaten angegeben werden Area Boundaries Hier geben Sie die geographische L nge in Grad und Minute bzw den Gau Kr ger Rechtswert in km f r die westliche und stliche Begrenzung des Gebiets an F r den S d und Nordrand wird die geographische Breite bzw der Gau Kr ger Hochwert eingegeben Hinweis Das hier gew hlte Gebiet sollte etwas gr er als Ihr METRAS PC Modellgebiet sein Sind die Gebietsgrenzen identisch mit dem Modellgebiet oder kleiner kann GRITOP nicht alle Gitterpunkte mit Topographiedaten belegen Dies ist vor allem bei einer geplanten Drehung des Modellgitters zu bedenken Re Calculate Gau Kr ger Coordinates to new reference longitude Die Darmst dter Topographiedaten liegen f r die alten Bundesl nder in geographischen Koordinaten f r die neuen Bundesl nder in Gau Kr ger Koordinaten unterschiedlicher Bezugsl ngen vor Es k nnen nur Daten einheitlicher Bezugsl nge konvertiert werden da jede Bezugsl nge ein anderes r umliches Raster definiert Wenn Sie diese Option nicht ausw hlen werden die Daten des Katasters verwendet deren Bezugsl nge identisch ist mit der Bezugsl nge der von Ihnen eingegebenen Gebietsgrenzen Haben Sie die
7. The following block contains one line per scalar grid point with grid point indexes index in x and y direction grid size in x and y direction m terrain height m roughness length information only this value is not used in the following model run Percentage of METRAS land use categories 0 to 9 at the grid point sum 1 latitude and longitude of the grid point dd mmsss Acknowledgements The program GRITOP is based on an version 1 0 developed at Meteorologisches Institut Universit t Hamburg in the frame of the BMBF research project MERMAID We thank Guido Schr der from the above Institute for helping with the English version of this documentation This work was partly funded by the Deutsche Bundesstiftung Umwelt under grant number 16839 The authors are responsible for the contents of this publication 15 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 Appendix A Topography Dataset Formats A 1 ArcView Format tpa ASCII files with topography raw data in the ArcView format have the file extension end tpa This file format corresponds to a data format supported by most GIS Systems to export data Terrain height and land use cannot be stored within the same file Each file consists of one or more consecutive blocks that can be subdivided into the data description block and the data block itself Files exported by GIS systems usually contain only one data description block and one data block Therefore several exp
8. min E E West Lon 51 E 7 E E DetsxIDx 300 00 m gt MErRAS Grid Area Grid Parameters Data Files East Lon 1 ex 14 E Constant Grid SEAT TEIN Suetched Grid Write METRAS grid file to Jtestaiter top _ Browse sl sein Dz mas f 1000 0 m Soon on 000 ee Topographic Data Base in Order of Priority Browse multiple files South Lat 54 starting at distance from FieName i ali Tine Lin E Wet 20 n 02 A O ETT E East right 2 5000 km 2 002 Tests THD Results sh_htpa ArcView gt Long Lat Heights Check all input data 7 North Lat I 55 Top Height above sea level 10000 anti clc Check all input data Abbildung 4 Eingabedialoge GRITOP Seite 13 Das h ufigste Datenformat GRITOP Bezeichnung ArcView ist eine ASCII Datei wie sie von GIS Systemen wie z B ArcView exportiert werden k nnen Headerzeilen mit Angaben zu Gebietsgrenzen und Aufl sung zweidimensionaler Datenblock in Spalten und Zeilen Das einfachste Datenformat xyz ist eine zeilenweise Auflistung von Koordinatenpaar und Wert H he oder Landnutzung Schlie lich kann ein Sonderformat Uni HH verarbeitet werden bei dem alle Zusatzinformationen bzgl Projektionssystem und Datentyp in den Rohdatens tzen selbst enthalten sind ber die urspr nglich geplanten Koordinaten bzw Projektionssysteme geographisch und Gau Kr ger hinaus wurde w hrend des Projekts entschieden weitere
9. 2 Au erhalb der quidistanzzone wachsen die Gitterweiten von Gitterpunkt zu Gitterpunkt um einen festen Faktor bis die maximale Gitterweite erreicht ist Der Gitterspreizungsfaktor kann f r alle drei Raumrichtungen unterschiedliche Werte haben Die errechneten Gitter weiten werden auf ganze Meter abgeschnitten 3 Au erhalb der Zone anwachsender Gitterweite ist die Gitterweite mit ihren maximalen Werten konstant Das so erzeugte Gitter legt die vektoriellen Gitterpunkte fest an denen im Modell METRAS die Windkomponenten definiert sind Die Gitterpunkte f r skalare Gr en werden jeweils in die Mitte zweier vektorieller Gitterpunkte gelegt Das auf diese Weise entstandene Modellgitter kann um den Bezugspunkt im positiven mathe matischen Sinne gedreht werden Da die x und y Koordinaten des Modellkoordinatensystems immer parallel zum Gitter verlaufen wird das Modellkoordinatensystem mit dem Gitter um den selben Winkel gedreht und verl uft in diesem Fall nicht mehr in die Richtungen easting bzw northing des UTM Systems Jedem Gitterelement wird nun die entsprechende geographische L nge und Breite zugeordnet 3 3 Interpolation eines Topographiedatensatzes auf das Modell gitter Jede Eingabedatei mit Topographierohdaten stellt einen eigenst ndigen Topographiedatensatz f r GRITOP dar Topographiedatens tze werden nacheinander auf das Modellgitter interpoliert Zu Beginn der Rechnung sind alle Modellgitterpunkte al
10. 5000 0 m METRAS grid z direction grid width 20 0 1000 0 m grid stretching by 20 constant grid between z OS 60 0 m METRAS grid rotation angle 0 0 deg METRAS grid output file D tmp GRITOP Results GA SH top Topography data file s provided ame Format Coor Content D tmp THD Results sh_l tpa ArcExp geo land use D tmp THD Results sh_h tpa ArcExp geo heights Interpolation tolerance limit 5 0 I 312 Input data loaded T 300 Initialization finished 14313 Coordinates of calculated METRAS grid area all coordinates 8 2240 54 4759 10 0959 54 4745 lon lat dd mmss ses fernen Joe X 7H Pa nn E N km input syst 40 0000 6072 0673 75 0000 6072 0673 E N km conv syst 2 Im GRI TOP Eingabedialog der ME TRAS Version k nnen keine Rauhigkeitsl ngen gesetzt werden In der METRAS Version wird das Protokoll unter einem anderen Namen abgelegt und enth lt teilweise andere Eintr ge 11 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 I 301 I 302 I 303 14202 14202 200 304 305 314 314 314 314 314 306 303 202 14202 14200 14304 I 305 I 314 8 2309 54 1538 10 0904 54 gt Sta ee J 232 Kerr rg 40 0000 6012 0673 75 0000 6012 METRAS top boundary 10505 000 m METRAS no of grid points NX3 29 NX2 10 NX1 21 METRAS grid creation finished Initialization of d
11. Bodennutzung neue Linder bzo amp Grad Abbildung 3 Verteilung der Landnutzungsdaten der neuen Bundesl nder auf unterschiedliche Bezugsl ngen unbelegte Werte wurden auf die gelb dargestellte METRAS Klasse 3 Misch nutzung gesetzt Zur Konvertierung der Topographiekataster werden in THD automatisch die folgenden Schritte abgearbeitet 1 Rundung der Gebietsgrenzen auf volle Kilometer Gau Kr ger Koordinaten bzw Vielfache von 10 geographische L nge und 6 Breite 2 Festlegung der f r den Gebietsausschnitt ben tigten Dateien des Darmst dter Katasters anhand der Namenskonventionen siehe Abschnitt Abh ngig von den vom Benutzer gew hlten Vorgaben Abschnitt 4 1 2 7 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 3 Falls der Benutzer die Konvertierung von Daten der alten Bundesl nder gew hlt hat a Einlesen von Daten f r die alten Bundesl nder und Einsortieren in den Gebietsaus schnitt b falls vom Benutzer gew hlt Korrektur negativer H hen auf 0 m c Konvertieren der Landnutzungsklassen in METRAS Klassen 4 Falls der Benutzer die Konvertierung von Daten der neuen Bundesl nder gew hlt hat a Einlesen von Daten f r die neuen Bundesl nder und Einsortieren von Daten der ge w hlten Bezugsl nge in den Gebietsausschnitt falls vom Benutzer gew hlt Korrektur negativer H hen auf 0 m falls vom Benutzer gew hlt Korrektur nicht belegter H hen auf 0 m Konvertieren der Landnutzungsklassen in METRAS Klassen
12. Dokumentation THD Vers 1 0 3 2 2 Landnutzungen Das Darmst dter Kataster enth lt f r die neuen Bundesl nder lediglich sechs Landnutzungs klassen Diese werden wie folgt in f nf METRAS Klassen konvertiert Darmst dter Kataster METRAS Klasse Landnutzung Landnutzung 0 Ausland kein Wert nicht definiert Ausland 1 Gew sser____ 0 Wasser 2 Forst Wald Park Mischwald 4 Bebauung 9 Bebauung 5 Wiese Feuchtgebiet 4 Wiese 6 Nutzfl che Acker Freifl che Mischnutzung Wahlweise kann statt in die Klasse 1 nicht definiert in die METRAS Klasse 3 Mischnutzung konvertiert werden 4 Dateien 4 1 THD Eingabedateien 4 1 1 Darmst dter Kataster Das Darmst dter Kataster setzt sich aus e 2119 Dateien Dateinamen Hrrccb TOP mit Daten zu H hen und Landnutzungen in den alten Bundesl ndern e 522 Dateien Dateinamen BWxxxx DAT mit Daten zu Landnutzungen in den neuen Bundesl ndern e 514 Dateien Dateinamen Hoxxxxx DAT mit Daten zu H hen in den neuen Bundesl ndern zusammen Die Dateinamen und formate sind im Kapitel 2Jerl utert Alle Dateien des Darmst dter Katasters m ssen in einem Verzeichnis abgelegt sein 4 1 2 THD Steuerdatei Die Steuerung von THD erfolgt ber die Datei THD_TAPESA die im Laufverzeichnis von THD vorliegen muss Die Datei wird formatfrei eingelesen Allerdings muss die Folge von Kommen taren und Eingabedaten wie in dem unten gegebenen Beispiel eingehalten werden A
13. Restartdateien werden automatisch in regelm igen Abst nden zum letzten Zeitschritt bei Abbruch der Simulation durch den Benutzer oder kurz vor einem automatischen Abbruch wegen Ablaufs der CPU Zeit ausgegeben Output interval Zeitintervall f r die Ausgabe von formatgebundenen Modellergebnisdateien additional output times Zus tzlich zu dem regelm igen Ausgabeintervall k nnen bis zu zehn feste Ausgabezeiten angegeben werden Seite 24 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 2 4 4 Register Input Output METRAS D Projekte 99B 10 Tests ME TRAS lnput VDI al met id ls il ONTE D PROJEKTE S38104 DBU WORK MET ta 2 Centered point am XK A METRAS grid file Name der von GRITOP erstellten Datei mit dem METRAS PC Modellgitter nur bei Initialisierungslauf METRAS restart file Name der METRAS PC Restartdatei der vorherigen Simulation nur bei Restart Select output variables Beim Anklicken dieses Buttons ffnet sich ein weiterer Dialog in dem Sie die Ausgabegr en w hlen k nnen die in die formatgebundenen Ausgabedateien geschrieben werden sollen METRAS output variables Note Although listed here some record numbers may be not avaiable in your simulation due to the simulation options e g run with without clouds Markieren Sie in der linken Auswahlliste jeweils eine gew nschte Gr e und f gen Sie sie mit Add to list zur Ausgabeliste zu Analog k nnen Eintr ge aus der Ausgabeliste
14. Test case cl not selected Check all input data Cancel Eingabedialog EVA 1 1 8 Lizenzbedingungen METRAS ist frei verf gbare Software Alle Rechte am Gesamtprogramm sowie den einzelnen Komponenten liegen bei den Programmautoren von METRAS Meteorologisches Institut Universitat Hamburg und METCON Umweltmeteorologische Beratung Dr Klaus Bigalke Pinneberg Auch durch Einbindung des Programms in andere Umgebungen werden diese Rechte nicht aufgehoben Eine Weitergabe darf nur mit ausdr cklicher Zustimmung von PD Dr K Heinke Schl nzen Meteorologisches Institut Universit t Hamburg oder von Dr Klaus Bigalke METCON Umweltmeteorologische Beratung Dr Klaus Bigalke erfolgen Die Angaben in allen zum Programm geh renden Dokumentationen dienen allein der Beschreibung von METRAS Sie sind nicht als zugesicherte Eigenschaften des Programms im Rechtssinne aufzufassen Die Entwickler und Vertreiber des Programms METRAS und die Mittelgeber bernehmen keine irgendwie geartete Haftung gleich aus welchem Rechtsgrunde auch keine implizite Haftung dass das Programm f r einen bestimmten Zweck fehlerfrei arbeitet Haftung f r Sch den oder Folgesch den wird ausdr cklich ausgeschlossen Bei Nutzung von METRAS und seiner Ergebnisse sowie bei jeder ffentlichen Darstellung seiner Ergebnisse ist mindestens folgende Referenz zu geben Die Arbeiten wurden mit Hilfe des Programms METRAS Version 1 0 durchgef hrt 1 2 Weiter
15. 278 arbitrary number of further lines woah amp 17 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 The values for x yand data can have an arbitrary format Comments on the values X x co ordinate of the following value data The co ordinate belongs to the centre point of the corresponding grid box y y co ordinate of the following value data The co ordinate belongs to the centre point of the corresponding grid box The following co ordinate systems are allowed e Geographic longitude and latitude to the west of 0 E and to the south of 0 N negative e Gau Kr ger easting and northing m e Lambert Azimutal with respect to 9 E and 48 N projection system of the CORINE land use dataset for Europe easting and northing m e British National Grid easting and northing m e Universal Transverse Mercator UTM easting and northing m e Schweizer Landeskoordinaten CH1903 Switzerland x and y m data Terrain heights m above sea level or METRAS land use category uniform in all lines of one file A 3 Uni HH Format tpu ASCII files with topography raw data in the UNI HH Format have the file extension tpu The file format was developed at the Meteorological Institute University of Hamburg Main features are that the file itself contains necessary information on the co ordinate system the data type terrain height or land use data and the format in which the values are written Thus fa
16. Alle Zeitangaben erfolgen in Tagen Stunden und Minuten dd hh mm Simulation Angezeigt werden die Kurzbezeichnung f r die Simulationsrechnung Run title der Simulationszeitraum von bis Simulation time range und der aktuelle Status von METRAS PC running Recent output In diesem Block wird dar ber informiert zu welcher Simulationszeit das letzte Mal eine Ausgabe in die formatierte Ausgabedatei Result file und in die Restartdatei Restart file geschrieben wurde Hinweis Wenn Sie aus irgendeinem Grund die Simulationsrechnung abbrechen wollen die Ergebnisse aber auswerten oder einen Restart aufsetzen wollen kontrollieren Sie hier die letzte Modellausgabezeit Ein Abbruch der Simulation kurz nachdem METRAS PC Ergebnisse in die Ausgabe und oder Restartdatei geschrieben hat erspart Ihnen m glicherweise lange unn tige Rechenzeiten Simulation progress Dieser Block stellt den Rechenfortschritt gemessen an dem insgesamt vorgegebenen Simulationszeitraum dar METRAS time ist die aktuelle Uhrzeit im Modell Remaining to simulate die restliche noch zu simulierende Zeit METRAS time step no bezeichnet den aktuellen Simulationszeitschritt bezogen auf den gesamten Simulationszeitraum auch wenn dieser sich in mehrere Restarts aufteilt und METRAS time step length die L nge des aktuellen Zeitschritts in Sekunden Der Fortschrittsbalken entspricht dem Verh ltnis von bereits berechnetem zu dem gesamten Simula
17. Benutzerhandbuch 6 Technische Referenzen 6 1 THD Weitere Hinweise zu dem Tool THD dem Darmst dter Topographiekataster Konvertierungsverfahren und Dateiformaten finden Sie in der Programmdokumentation THD Version 1 0 Ein Programm zur Konvertierung des Darmst dter Topographiekatasters METRAS Technical Report 8 D Die Programmdokumentation befindet sich als PDF Dokument im METRAS Unterverzeichnis docs Wenn Sie mit METRAS arbeiten k nnen Sie sich die Dokumentation durch Aufruf des Men befehls Help THD Reference am Bildschirm ansehen Hierzu muss der Adobe Akrobat Reader auf Ihrem Rechner installiert sein kostenlos erh ltlich unter www adobe de products acrobat readermain html 6 2 GRITOP Weitere Hinweise zu dem Tool GRITOP dem Verfahren zur fl chengewichteten Interpolation von Topographiedaten und zu Dateiformaten finden Sie in der Programmdokumentation GRITOP Version 2 0 Ein Programm zur Erstellung von Gittern und zur Initialisierung von Topographiedaten f r das Modell METRAS METRAS Technical Report 9 D Die Programmdokumentation befindet sich als PDF Dokument im METRAS Unterverzeichnis docs Wenn Sie mit METRAS arbeiten k nnen Sie sich die Dokumentation durch Aufruf des Men befehls Help GRITOP Reference am Bildschirm ansehen Hierzu muss der Adobe Akrobat Reader auf Ihrem Rechner installiert sein kostenlos erh ltlich unter www adobe de products acrobat readermain htm 6 3 METRAS PC Die
18. Maximum CPU time assigned to simulation 1 hours of minutes METRAS iix Notes on this simu General Options Times Input Output Initial Meteorology Species Emissions Simulation type Temperature humidity option with diumal cycle without diurnal cycle M Turbulence parameterization METRAS BE ES Luepkes Schluenzen TKE General Options Times Input Output Initial Meteorology Species Emissions Da Month Year Hour Minute Start of first simulation es 1Y 0 ot all following times are Simulation options Check all input data M averaging surface fluxes time of day time steps mean an Da Hour_ Minute Time ste oh End of diastrophy at E 0 E 15 E Y simulation with clouds anc Ed SEIT IV simulation with tracer tran dle ia E s El First output at 0 2 E 0 E ea Output intervall 0 2 E 0 E additional output at fixed times of day max 10 Hou Minute let rinse co TEA A Ale f yes Remove 3 v Check all input data Cancel Abbildung 5 Eingabedialoge METRAS PC S mtliche von METRAS PC ben tigten Eingabedaten werden ber die METRAS Oberfl chendialoge vorgegeben Abbildung 5 und vor dem Programmstart auf Vollst ndigkeit Konsistenz und m gliche Fehler berpr ft so dass sp tere Modellabst rze wegen fehlerhafter Eingangsdaten weitgehend ausgeschlossen sind Punktemissionen k nnen ebenfalls in
19. Modellrechnungen erheblich vereinfacht und allgemein verf gbar ist darf das Programm nicht als Standardsoftware betrachtet werden dessen Ergebnisse weitgehend ungepr ft verwendet werden k nnen Dem Anwender obliegt die Verantwortung die Modellergebnisse kritisch auf Plausibilit t und eventuelle Fehler z B aufgrund numerischer Instabilit ten oder Randeinfl sse oder der Vorgabe unrealistischer meteorologischer Daten zu berpr fen Hierzu sind vertiefte meteorologische Kenntnisse und mehrj hrige Erfahrung in der Modellierung atmosph rischer Prozesse notwendig 1 1 5 Wie starte ich METRAS METRAS bietet Ihnen drei M glichkeiten zum Starten e ber den Programmgruppeneintrag METRAS METRAS im Startmen e durch einen Doppelklick auf das METRAS Symbol auf dem Bildschirm e durch einen Doppelklick auf METRAS Eingabedateien Dateiendungen thd gri met evl z B im Windows Explorer Wenn Sie auf eine Eingabedatei doppelklicken ffnet sich neben dem METRAS Hauptfenster auch gleich der zugeh rige Eingabedialog 1 1 6 Wie funktioniert METRAS METRAS stellt Ihnen unter einer Oberfl che vier Tools bereit THD Vorbereitung von Topographierohdaten GRITOP Erzeugung eines METRAS PC Modellgitters METRAS PC Mesoskaliges Transport und Str mungsmodell EVA Evaluierung Qualit tssicherung eines mesoskaligen Modells gem VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 Unabh ngig davon mit welchem Tool Sie gerade ar
20. Nun f hren Sie mit einem Klick auf Check all input data die manuelle Datenpr fung durch Die Fehlermeldung weist Sie darauf hin dass die Eingabedaten noch unvollst ndig sind Nach einem Klick auf OK steht der Cursor nun im Feld f r die geographische Breite der Nordgrenze f r das noch kein Wert eingegeben wurde Gleichzeitig informiert das Fenster Error Messages ber alle Fehler die in den Eingabedaten gefunden wurden Seite 43 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 30 07 2001 10 28 Found errors in THD input data Note THD RUN function is blocked as long as input data are insufficient or invalid 01 Area coordinates Lon Lat Empty north boundary deg 02 Area coordinates Lon Lat Empty north boundary min Sie tragen die fehlenden Daten in die beiden Felder ein und starten noch einmal die manuelle Datenpr fung Es erscheint wieder das Warnfenster das Sie mit OK wegklicken Das Fehlerprotokoll weist Sie darauf hin dass die s dliche Grenze des Gebietsausschnitts n rdlich der n rdlichen Grenze liegt 30 07 2001 10 28 Found errors in THD input data Note THD RUN function is blocked as long as input data are insufficient or invalid 01 Area coordinates Lon Lat Empty north boundary deg 02 Area coordinates Lon Lat Empty north boundary min 30 07 2001 10 37 Found errors in THD input data Note THD RUN function is blocked as long as input data are insufficient or
21. Select tool for input data sr ror METRAS EVA Cancel THD Input m ffnet direkt den THD Eingabedialog GRITOP Input ffnet direkt den GRITOP Eingabedialog METRAS Input ffnet direkt den METRAS PC Eingabedialog EVA Input rd ffnet direkt den EVA Eingabedialog Gespeicherte Eingabedaten bearbeiten Falls Sie in einer fr heren Anwendung von METRAS bereits Eingabedaten erstellt und gespeichert haben die Sie jetzt ndern m chten k nnen die alten Daten in den entsprechenden Eingabedialog geladen werden File Open Input Da amp W hlen Sie in dem nun erscheinenden Auswahlfenster die gew nschte Datei mit den Eingabedaten aus Suchen a re a a alan a rensell thd a shithd A testi thd A Testa thd VOl Caseathd Dane e Os TT o i Anmerkung Wenn bereits ein Eingabedialog ge ffnet ist ist im Auswahlfenster bereits der standardm ige Pfad und Dateityp f r diesen Dialog voreingestellt Seite 14 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 2 2 Eingabedialog THD Der Eingabedialog zum Tool THD enth lt zwei Registerkarten Register Area Register Options Nach der Eingabe k nnen sie die Daten pr fen und den Dialog verlassen 2 2 1 Register Area THD x Aiea Options Coordinate System Longtude Lattude C Gauss Ksueger Area Boundaries Longtude wee ge ga East sdg EJen ik MAD South 52 Eds 0m North EJ de Erin
22. Vers 1 0 Benutzerhandbuch Test case d2 METRAS result files METRAS resuk files NOTE METRAS resuk files are coriverted to EVA formatted fles named in previous dialog model result fles File c WetData testdd mim Parameters of recut fies Note All METRAS resul fies MUST have identical parameter combinations Turbulence parameterization Luepkes Schluenzen TKE Cloud option WITHOUT clouds WITH clouds No of racer Output times METRAS result files METRAS PC Egebnisdateien Je nach Testfall sind unterschiedlich viele Dateien bereitzustellen Die Reihenfolge der Dateien entspricht der Reihenfolge der Simulationslaufe wie sie in der VDI 3783 BI 7 vorgeschrieben sind Die konvertierten Dateien werden unter den Dateinamen gespeichert die in dem bergeordneten Dialog f r den VDI Testfall unter Model result files eingestellt sind Parameters of result files Die folgenden Parameter m ssen in bereinstimmung mit den Parametern der METRAS PC Simulationsrechnungen eingestellt sein damit die METRAS PC Ergebnisdateien fehlerfrei eingelesen werden k nnen Pr fen Sie im Zweifelsfall das Laufzeitprotokoll der Simulation darauf welche Parameter tats chlich verwendet wurden und welche Ausgabezeiten wirklich vorliegen z B kann durch Rundungsfehler eine Ausgabezeit 19 5960 statt 20 0000 lauten Turbulence parameterization W hlen Sie das Schema der Turbulenzparameterisierung aus mit dem die Simulatio
23. Zusatzlich zu den Programmdokumentationen die sich jeweils nur auf eine der vier Programmkomponenten beziehen sollte ein Anwenderhandbuch f r das gesamte Programmpaket METRAS erstellt werden in dem insbesondere die Arbeit unter der Windows Gesamtoberfl che erl utert wird S mtliche Programmentwicklungen erfolgten in der Programmiersprache FORTRAN 90 95 Als Compiler standen der Fuijitsu Fortrancompiler unter SUN Workstations sowie der Lf95 der Firma Lahey der eigens f r dieses Projekt f r die Programmentwicklung auf PC Systemen angeschafft wurde zur Verf gung Da seitens der Programmkomponenten mindestens des Modells METRAS PC FORTRAN als Programmiersprache zwingend vorgegeben war sich FORTRAN Programme aber nur sehr aufw ndig in Windowsoberfl chen integrieren lassen wurde das speziell f r solche Aufgabenstellungen entwickelte Programmsystem Seite 7 WINTERACTER angeschafft das standardisierte Schnittstellen zwischen FORTRAN Code und den API Routinen von Windows Betriebssystemen bereitstellt Die Windowsoberfl che wurde komplett mit Hilfe von WINTERACTER in FORTRAN programmiert Die Installationsroutinen von METRAS wurden mit dem Programmsystem install us Version 3 7 der Firma Schellhorn Media Productions erstellt Auch dieses Programmsystem wurde speziell f r das Projekt beschafft 3 Ergebnisse und Diskussion Das wesentliche Ziel dieses Projektes bestand wie in den Abschnitten 1 und 2 ausf hrlich
24. bereinstimmen Wenn Sie den Restarttyp ausw hlen werden Sie deshalb aufgefordert die Eingabedatei des Initialisierungslaufs anzugeben Anschlie end k nnen Sie ausw hlen ob Sie auch die optionalen Parameter Kann Parameter des Initialisierungslaufs in den gegenw rtig ge ffneten Dialog bernehmen wollen W hlen Sie Ja falls Sie fast alle Parameter von der Initialisierung bernehmen wollen Bei Nein werden nur die Parameter bernommen die unbedingt identisch sein m ssen Hinweis Die bisher von Ihnen eingegebenen Daten werden bei Auswahl des Simulationstyps Restart teilweise berschrieben Temperature humidity option Without diurnal cycle entspricht der Simulation quasi station rer meteorologischer Felder ohne Berechnung einer Bodenenergiebilanz Bei der Auswahl With diurnal cycle werden Temperatur und Feuchtebilanz am Boden berechnet Turbulence parameterization Auswahl zwischen zwei Turbulenzschlie ungsans tzen Counter gradient nach L pkes Schl nzen oder basierend auf der turbulenten kinetischen Energie der Str mung Simulation options avg surface fluxes Die bodennahen Fl sse werden f r jede Landnutzungsklasse separat berechnet und dann anteilsgewichtet in jeder Gitterzelle gemittelt Blendh henverfahren Diese Option empfiehlt sich wenn die Gitterzellen subskalige Landnutzungsanteile aufweisen Im anderen Fall erfolgt die Berechnung der bodennahen Fl sse ber eine Parametermittelung drought
25. canopy and buildings parameterized as roughness length Bewuchs und Bebauung werden ber die Rauhigkeitsl nge ber cksichtigt 3d non uniform grid Es kann ein dreidimensional nicht quidistantes Gitter verwendet werden Mit OK k nnen Sie Ihre Angaben speichern mit Cancel werden die Eingaben verworfen 2 5 4 Modell Ergebniskontrolle In diesem Dialog geben Sie an ob das zu evaluierende Modell die Anforderungen der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 Kapitel 3 2 hinsichtlich der Kontrolle jeder Modellrechnung erf llt Model result control VDI guideline 3783 7 chapter 3 2 Please mark those properties achieved by model under evaluation IV Gad structure guideline chapter 3 2 1 IV Online controt 2 DT waves guideline chapter 3 2 2 IV Onine control standard deviation guideline chapter 3 2 2 IV Online controt area averages guideline chapter 3 2 2 Y Online controt mass balance guideline chapter 3 2 2 I Online controt vald ranges guideline chapter 3 2 2 Y Otttine controt 2 DX 2 DY waves guideline chapter 3 2 3 IV Otfine control results independent from ond guideline chapter 3 2 3 Lik caa Markieren Sie die Eigenschaften die das Modell erf llt in Klammern das zugeh rige Kapitel der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 Grid structure Das Gitter erf llt die Anforderungen hinsichtlich Aufl sung und Gebietsgr e 3 2 1 Online control 2 DT waves Die Modellergebnisse werden online auf 2 DT Wellen kontrolliert
26. falls vom Benutzer gew hlt Korrektur nicht belegter Landnutzungsklassen auf die METRAS Klasse 3 Mischnutzung 5 Ausgabe der konvertierten Daten in Bl cken von maximal 100x100 Rasterpunkten im ArcView Format joy ao YS Ee wa Die Umrechnung zusehen eographischen L ngen und Breiten und Gau Kr ger Koordinaten erfolgt nach den in 5 Juna angegebenen Formeln In den beiden folgenden Abschnitten wird die Konvertierung und Korrektur von Landnutzungs klassen und H hendaten f r die alten und neuen Bundesl nder beschrieben 3 1 Alte Bundesl nder Die im Darmst dter Kataster definierten zehn Landnutzungsklassen decken sich nicht mit den in METRAS definierten zehn Klassen Sie werden deshalb in die folgenden sieben METRAS Klassen zusammengefasst Darmst dter Kataster METRAS Landnutzung Landnutzung o gro es Wohngebiet Gro stadt Industrie ES Bab inin kleines Wohngebiet Kleinstadt Dorf Siedlung 9 Nadelwald 8 Nadelwald Mischwald EM l Laubwald Mischwald Heide Busch Latschenwald 6 B sche 6 trockener Ackerboden Sand Kies Ger ll nasser Ackerboden Wiesen Moore Bruch Wiese ae og 9 Meer OOOO a Eventuell in den H hendaten auftretende negative H hen k nnen wahlweise in H hen von 0 m korrigiert werden 3 2 Neue Bundesl nder 3 2 1 Gel ndeh hen Wahlweise k nnen e negative H hen e nicht belegte H hen Ausland oder kein Wert in H hen von 0 m korrigiert werden 8 von 14
27. hour interval Die Emission erfolgt innerhalb der ausgew hlten Stunde konstant au erhalb dieses Zeitintervalls ist die Emission Null Beispiel Eine Quelle emittiert von 8 11 Uhr 100 kg SO2 h und von 15 16 Uhr 200 kg SO2 h Dann m ssen insgesamt vier Punktquellen f r den Stoff SO2 mit jeweils gleichem Emissionsort definiert werden F r jede der vier Quellen wird ein anderes Zeitintervall Seite 29 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch gew hlt Quelle 1 8 9 Uhr mit 100 kg h Quelle 2 9 10 Uhr mit 100kg h Quelle 3 10 11 Uhr mit 100 kg h Quelle 4 15 16 Uhr mit 200 kg h Add point source to list Durch Dr cken dieses Buttons wird die Emission in die Liste der Punktquellen f r diese Simulation aufgenommen Dabei erfolgt automatisch die Umrechnung von Koordinaten in Gitterpunkte Edit list Die Liste der Punktquellen kann in einem neuen Dialog eingesehen und modifiziert werden List of point source emissions i Sie k nnen alle Punktquellen auch ohne Umweg ber das Register Emissions direkt in diese Liste eintragen In diesem Fall entf llt aber die M glichkeit der Umrechnung von Koordinaten auf Gitterindizes Emissionen k nnen aus der Liste durch Markieren und Dr cken des Buttons Delete selected emission from list gel scht werden Best tigen Sie Ihre Eingaben mit OK Fl chenemissionen Read area emissions from Fl chenemissionen m ssen in einer separaten Datei bereitgestellt werden deren Name hier e
28. rung tpa Dieses Dateiformat entspricht einem Datenformat in das die meisten GIS Systeme Rasterdaten exportieren k nnen Gel ndeh hen und Landnutzungsdaten k nnen nicht gemein sam in einer Datei enthalten sein Jede Datei setzt sich aus einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Bl cken zusammen die sich wiederum in einen Datenbeschreibungsblock und einen Datenblock unterteilen Export dateien von GIS Systemen enthalten in der Regel nur einen Datenbeschreibungsblock und einen Datenblock Mehrere Exportdateien k nnen deshalb durch Aneinanderh ngen zu einer Datei im ArcView Format zusammengefasst werden Innerhalb einer Datei d rfen sich Rasterdaten nicht berlappen z B indem der erste und der zweite Block teilweise Daten f r ein identisches Gebiet enthalten Beispiel f r eine Datei im ArcView Format geographische Koordinaten Landnutzungsklassen ncols 100 nrows 72 xllcorner 9 000694444427 yllcorner 51 000694444427 cellsize 0 001388888889 0 001388888889 NODATA_value 9 7 7 7 7 7 7 ncols Spalten 7 7 7 7 7 7 7 Re ncols Spalten 4 7 4 4 4 4 7 ae ncols Spalten ea ees nrows Zeilen ncols Spalten ncols 100 nrows 2 xllcorner 9 139583328208 yllcorner 51 000694444427 cellsize 0 001388888889 0 001388888889 NODATA_value 9 4 4 4 4 4 4 3 ncols Spalten 4 4 4 4 4 4 3 Fak ncols Spalten 4 4 4 4 4 4 3 asi ncol
29. ssern werden f r die H hen oberhalb und unterhalb des Initialisierungspunktes entsprechend der Standardatmosph re vertikal extrapoliert Dadurch ist eine Unabh ngigkeit der Werte im Boden und in Gew ssern von den meteorologischen Anfangswerden gegeben und das Modell kann mit beliebiger Initialisierungszeit gestartet werden Die neue Version von METRAS PC ist anhand der vorgesehenen VDI Evaluierungstestf lle sowie weiterer Modelltests gepr ft worden Dabei stellten sich in zwei Testf llen die beide stark orographisch gegliedertes Gel nde ber cksichtigen Unterschiede zur urspr nglichen Fortran 77 Version und zur f r wissenschaftliche Anwendungen genutzten Modellversion heraus Die Ursachen f r diese Unterschiede konnten inzwischen lokalisiert und beseitigt werden Damit METRAS mit einem qualit tsgesicherten Programm METRAS PC ausgeliefert werden kann wird der Kooperationspartner Meteorologisches Institut Universitat Hamburg die Evaluierungsrechnungen mit der korrigierten Programmversion wiederholen und die qualitatsgesicherte und evaluierte Version von METRAS PC umgehend an den Projektnehmer liefern Diese verbesserte Version von METRAS PC wird Basis der Betaversion 1 0 von METRAS sein w hrend die an den Auftraggeber ausgelieferte Vorversion von METRAS PC nur teilweise positiv evaluiert ist Seite 15 METRAS iix General Options Times Input Output Initial Meteorology Species Emissions Run title
30. terrain height three digit full m ftyp 24 terrain height four digit full m ftyp 30 METRAS land use category 1 The term originates from the image that the data of a block correspond to a topography chart Therefore the co ordinates of the edges of the chart are not identical with the co ordinates of a corner of the block The co ordinates of the latter are shifted by exactly dx 2 and dy 2 against the co ordinates of the edges of the chart This is the difference between the UNI HH format and the other file formats Furthermore the upper left corner of a data block is not necessarily in the very north west The grid could be rotated against west east south north alignment The units of the geographic dd degree mm minute ssss second with decimal places and GauB Krtiger co ordinates also differ from the other formats 12 In contrast to the other file formats the terrain height is given in full metres only 19 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 References 1 Wosik J Schl nzen K H Bigalke K 1994 GRITOP Preprozessor zur Initialisierung von Topographiedaten f r das Modell METRAS Kurzbeschreibung Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Techn Report 3 24 2 Schl nzen K H Bigalke K L pkes C Panskus H 2001 Documentation of the mesoscale transport and fluid model METRAS PC as part of model system METRAS Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Tec
31. 0013 0013 0013 0013 0013 0003 0003 0003 24 Spalten 0013 0013 0013 0013 0013 0013 0003 0013 0013 0013 24 Spalten 0013 0013 0013 0016 0016 0016 0013 0013 0013 0013 24 Spalten E e Seals 24 Zeilen nt ed ee hese 24 Spalten 1 8 50 54 54 9 00 54 48 0 0025 0 0015 13 0007 0003 0005 0005 0004 0003 0003 0003 0003 0003 24 Spalten 0007 0003 0005 0005 0003 0003 0003 0014 0003 0003 24 Spalten 0003 0004 0004 0004 0003 0004 0003 0024 0003 0023 24 Spalten 24 Zeilen 24 Spalten Erl uterung der Bl cke Jeder Datenbeschreibungsblock besteht aus einer Zeile mit den nacheinanderfolgenden Werten f r ctyp x1 y1 x2 y2 dx dy und ftyp 19 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Der Datenblock enth lt Gel ndeh hen und oder METRAS Landnutzungsklassen in spalten und zeilenweiser Anordnung Die Spalten verlaufen in x Richtung der Rasterdaten in der Regel also von West nach Ost die Zeilen in negativer y Richtung in der Regel also von Nord nach S d Die Werte im Datenbeschreibungsblock k nnen in beliebigem Format vorliegen Das Format des Datenblocks wird durch den Wert von ftyp festgelegt Erl uterung der Werte ctyp 1 alle Koordinatenangaben in geographischen Koordinaten 2 alle Koordinatenangaben in Gau Kr gerkoordinaten ctyp muss in allen Bl cken einer Datei den gleichen Wert haben x1 x Koordinate des nordwestlichen Kartenrandes y1 y Koordinate des nordwestlichen Kartenrandes
32. 00290 no no 8 05585 8 06534 8 05592 8 06541 54 01013 NE 54 01017 SW 54 00290 SE 54 00294 no no 8 06534 8 07484 8 06541 8 07490 F 301 Missing topography data for one or more METRAS grid points xxxxx GRITOP terminated at 2001 08 03 14 33 49 Erlauterungen Meldungsnummer 1 401 Erl uterung Gitterelement konnte nicht zu 100 mit Topographiedaten belegt werden und blieben deshalb vollst ndig unbelegt Alle unbelegten Gitterelemente werden aufgelistet und der Prozentsatz der interpolierten Fl che angege ben Diese Werte werden vor Abarbeitung jeder Topographiedatei zur ckgesetzt so dass sie nur wiedergegeben welcher Anteil am Gitter element aus der letzten Datei belegt werden konnte Es ist also z B m g 14 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 lich dass eine Zeile die Angaben height set yes percentage 0 land util set no percentage 0 ausweist In diesem Fall wurde die Gel n deh he vollst ndig aus Daten einer fr her abgearbeiteten Datei berechnet und der Prozentsatz auf O zur ckgesetzt die Landnutzung konnte aber aus keiner der Eingabedateien f r den Gitterpunkt berechnet werden Im Anschluss an die Meldung 1 401 wird f r das gesamte Modellgebiet skizziert welche Gitterpunkte belegt X und welche unbelegt sind Durch die Skizze l sst sich schneller als anhand der Koordinatenangaben grob lokalisieren in welchen Gebieten die Eingabedaten unzureichend sind 1402 F r a
33. 32 NO b2 mountain ridge effect of wind speed ST NO cl idealized coast effect of surface temperature 3 Tus NO c2 idealized coast effect of clouds 3 1 NO di field campaign Sophienhoehe 3 1 NO d2 field campaign Berlin 34 NO 4 Control of Model Results guideline PASSED grid structure 322 NO on line control 2 DT wave 3 2 2 YES on line control standard deviations 3 2 2 YES on line control area averages 3 2 2 YES on line control constant mass 3 2 2 YES on line control valid ranges 3 2 2 YES Off line control 2 DX 2 DY waves 3 2 3 YES Off line control results independent from grid 3 23 YES off line control comparison plausible results 3243 NO kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk EVALUATION RESULT kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk The mesoscale model ZISCH Version 2 3 is EEE NOT EVALUATED BERLE in accordance with VDI guideline 3783 7 I certify that all informations set out in this certificate are accurate and correct Statements regarding model properties are in accordance with those given by the model developer person responsible of model release see point 0 above No efforts have been done to fit the model results to the reference data of test cases a to d Place and Date Friedo M ller kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk
34. 54 170091 2 0 5000 5000 0 01 0 666E 04 0 99 0 00 0 00 0 00 0 01 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 8 343940 54 170197 Die ersten drei Zeilen enthalten die Anzahl der inneren Gitterpunkte die geographischen Koordinaten des Bezugspunkts dd mmss und den Drehwinkel des Gitters dezimal Es folgen die n H hen der vektoriellen Gitterpunkte vgl 3 in m und die Koordinaten des West und S drandes in modellinternen Koordinaten m Der anschlie ende Block enth lt pro skalaren Gitterpunkt eine Zeile mit Gitterpunktindizes Index in x und y Richtung Gitterweiten in x und y Richtung m Gel ndeh he ber NN m Rauhigkeitslange informativ wird im sp teren Modellauf nicht ausgewertet Anteil der METRAS Landnutzungsklassen 0 bis 9 am Gitterpunkt Summe 1 geographische L nge und Breite des Gitterpunktes dd mmsss Danksagung Das Programm GRITOP basiert auf Version 1 0 die am Meteorologisches Institut Universit t Hamburg im Rahmen des BMBF Projektes MERMAID entwickelt wurde 15 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Diese Arbeit wurde teilweise durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt unter der F rder nummer 16839 finanziell unterst tzt Die Autoren sind f r den Inhalt der Ver ffentlichung ver antwortlich 16 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Anhang A Topographiedatensatzformate A 1 ArcView Format tpa ASCII Dateien mit Topographierohdaten im ArcView Format enden auf der Dateinamenerweite
35. AH AK TI FH AH TH KH IK FH KH A KH IK AH AH KH KH I KH KH A I Erl uterungen Im ersten Block METRAS grid area wird die Lage und Gr e des Modellgebiets festgelegt Wird das Modellgebiet ber geographische Koordinaten definiert erster Parameter true so werden der Bezugspunkt und die R nder des Modellgebiets in geographischen L ngen und Breiten im Format dd mmsss dd Grad mm Minuten sss Sekunden dezimal angegeben L ngen westlich von 0 E und Breiten s dlich von 0 N sind negativ einzugeben Bei der Aus wahl von Gau Kr ger Koordinaten erster Parameter false wird nur der Bezugspunkt als Rechts und Hochwert in km festgelegt Die R nder des Modellgebiets werden in Modellkoordi naten Einheit m bez glich des Referenzpunktes definiert Schlie lich ist noch die H he des Modellgebiets in m ber Normalnull zu setzen Der zweite Block Grid parameters enth lt alle zur Konstruktion der Gitterstruktur notwendigen Parameter vgl Abschnitt 3 2 Um unn tig lange Rechenzeiten bei der Erstellung des Gitters und der Topographiedaten zu vermeiden wird die maximal erw nschte Anzahl Gitterpunkte vorgegeben F r jede Richtung getrennt wird die minimale Gitterweite m im Aquidistanz bereich um den Bezugspunkt der Gitterspreizungsfaktor au erhalb des Aquidistanzbe reichs die maximale Gitterweite m und die Ausdehnung m des Aquidistanzbereichs um den Bezugspunkt gesetzt In z Richtung kann nur die Obergrenz
36. Abbruch erneut versuchen Die Toolrechnung kann berhaupt nicht abgebrochen werden Wenn der Versuch eine Toolrechnung abzubrechen mehrere Male mit der Fehlermeldung Tool run XXX could not be terminated Please try again later scheitert gehen Sie unbedingt in der hier angegebenen Reihenfolge von Schritten vor 1 Falls neben der Toolrechnung die nicht abgebrochen werden kann parallel Rechnungen anderer Tools laufen warten Sie ab bis diese Rechnungen beendet worden sind 2 Schlie en Sie METRAS ber den Men punt File Exit oder das X des Hauptfensters Wenn Sie gefragt werden ob Sie die laufende Toolrechnung abbrechen wollen best tigen Sie mit Ja und best tigen auch die folgende Fehlermeldung dass die Rechnung nicht abgebrochen werden kann mit OK 3 Nachdem METRAS geschlossen worden ist schauen Sie sich die Liste der unter Windows laufenden Prozesse Windows98 Strg Alt Entf Windows NT und 2000 Strg Alt Entf dann Task Manager und darin das Register Prozesse an Falls vorhanden beenden Sie den Prozess mit dem Namen thd Dazu markieren Sie den Prozess und klicken unter Windows 98 auf Task beenden unter Windows NT 2000 auf Prozess beenden 4 Wiederholen Sie Schritt 3 f r m glicherweise noch laufende Prozesse mit den Namen gritop und eva 5 Starten Sie METRAS erneut und schlie en Sie das Programm sofort wieder mi r m3 Vergessen Sie auf keinen Fall den Schritt 5 da sonst bei dem n chsten Pr
37. Bundesstrasse 55 20146 Hamburg Germany METCON Umweltmeteorologische Beratung Dr Klaus Bigalke Meteorologisches Institut Universitat Hamburg Documentation THD Version 1 0 Contents 1 2 of 14 Dokumentation THD Vers 1 0 1 Introduction Mesoscale atmospheric simulation models require terrain height and type of land use in the simulation area as input data The spatial resolution has tg match at least the resolution of the model grid In general it is possible to obtain topography data for Germany with high spatial resolution from land surveying offices Landesvermessungs mter e g from the digital height model 50 digitales H henmodell 50 which has a grid resolution of 50 m However purchasing topography data from land surveying offices is considerably expensive depending on the size of area In the nineties a cost effective topography dataset for the whole Federal Republic of Germany with a spatial resolution of about 80 m to 1km was assembled by the Institute for Meteorology at the Technical University of Darmstadt Darmst dter Kataster Darmstadt land register 1 These low resolving data are sufficient for most applications but in parts the data are based on topography charts from the sixties Thus especially the land use may have changed over the past years Therefore the data have to be checked before they are used in applications Raw topography data cannot be used directly as input into mesoscale
38. C Constant Grid Stretched Grid Stretched Grid Stretched Grid Dx mac 20000 m Dy_max 2000 0 m Dz_max 500 00 m thetching by 20 000 stretching by 20 000 x stretching by 20 000 starting al distance foe starting ot distance from A reference pork telerence pont starting at height Westelt 10 000 km South dwn 10 000 kml top 80 000 m East nght 10 000 km Norh up 10 000 km r Grid Rotation Angie anticlockwise kom east ight 0 0000 deg Max Number Grid Points Maximal zul ssige Anzahl von Gitterpunkten in x y z Richtung Wird aufgrund der Modellgebietsgr e und gew hlten Gitterweiten diese Anzahl an Gitterpunkten berschritten bricht GRITOP die Berechnung mit einer entsprechenden Fehlermeldung ab Dx Dy Dz Minimale Gitterweite in x y z Richtung in Metern Seite 18 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Uniform Grid Im gesamten Modellgebiet wird die minimale Gitterweite gesetzt quidistantes Gitter Stretched Grid _ Au erhalb eines Aquidistanzbereichs w chst die Gitterweite bis zur maximalen Gitterweite an Dx_max Dy_max Dz_max Maximale Gitterweite in x y z Richtung bei nicht quidistantem Gitter Stretching by E Prozentsatz um den die Gitterweite von Gitterpunkt zu Gitterpunkt au erhalb des Aquidistanzbereichs anw chst Starting at distance from reference point In einem Bereich innerhalb der hier einzugebenden Koordinaten in km relativ z
39. ES ETRAS class 3 Y ES and 6 latitude km with following xxxx File names 1015 1115 1217 1317 1418 1518 1419 1519 1520 1620 1621 1721 1722 1822 1823 1923 1924 1225 1426 1526 1927 1528 1630 1730 1215 1417 1618 1619 1720 1821 1922 1124 1325 1626 1628 1830 1 T 200 Initialisation finished Start of 1315 1517 1718 1 719 1820 1921 1123 1224 1425 1726 1728 1930 6 information D tmp THD OrigData HxxxxB 1016 1617 1818 1819 1920 1122 1223 1324 1525 1826 1828 1631 co ordinates dd mmss 55 0000 data files old states TOP 11 1 6 12416 STO 107 ALT 1717 1018 1118 1218 1318 1918 1019 1119 1219 1319 1919 1120 1220 1320 1420 1121 1221 1321 1421 1521 1222 1322 1422 1522 1622 1323 1423 1523 1623 1723 1424 1524 1624 1724 1824 1625 1725 1825 1925 1326 1926 1527 1627 1727 1827 1928 1629 1729 1829 1929 1731 1831 1931 processing topo files In the METRAS version the protocol file gets a different name and partly contains different 11 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 I 207 No of processed points old states Area points total 15585200 100 used points to set land use data 1019520 65 used points to set height data 1019520 65 14208 neg heights reset gt Om 0 0 14204 Processing data old states heights and land use finished I 105 List of created topography files all ArcView Export F
40. Eingabedaten das Starten und die Laufzeitkontrolle von Berechnungen aller vier Komponenten sowie die Kommunikation der Programmkomponenten untereinander erfolgt vollst ndig unter dieser Windowsoberfl che 6 Beschaffung und Aufbereitung von Messdatens tzen Die VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 VDI 2001 sieht u a den Vergleich der Ergebnisse mesoskaliger Modelle mit Messdaten aus zwei Feldmesskampagnen vor Die betreffenden Rohdatens tze Sophienh he KFA J lich und Gro raum Berlin Deutscher Wetterdienst waren zu beschaffen aufzubereiten und in die Programmkomponente EVA zu integrieren 7 Test und Evaluierungsrechnungen In diesem Arbeitsschritt waren zum einen die korrekte Implementierung jeder einzelnen Programmkomponente entsprechend ihrer Funktionalit t und die fehlerfreie programminterne Kommunikation der Komponenten untereinander bzw unter der Windowsoberfl che zu testen Zum anderen waren die von der VDI Richtlinie vorgeschriebenen Testrechnungen mit dem Modell METRAS PC durchzuf hren und eine Evaluierung mit Hilfe der Programmkomponente EVA vorzunehmen 8 Programmdokumentationen F r jede der vier Programmkomponenten war eine Dokumentation zu erstellen Hinsichtlich einer zuk nftigen europaweiten Vereinheitlichung von Normen und Richtlinien auch bez glich der Qualit tssicherung mesoskaliger Modellrechnungen sollten diese Dokumentationen auch in englischer Sprache erstellt werden 9 Programmhandbuch METRAS
41. F r den S d und Nordrand wird die geographische Breite bzw der Gau Kr ger Hochwert eingegeben Die vertikale Erstreckung des Modellgebiets wird in Metern ber NN Normal Null angegeben Interpolation Tolerance Limit Bei der Interpolation der Topographiedaten auf das METRAS PC Modellgitter treten im Rahmen der Rechengenauigkeit numerische Fehler auf die unter Umst nden z B unterschiedliche Rasterweiten Orientierung von Topographiedaten und Modellgitter bis zu einigen anwachsen k nnen ber den hier eingegebenen Wert in legen Sie fest bis zu welchem Fehler GRITOP eine automatische Korrektur der Interpolationsfehler vornehmen soll Wird dieser Wert bei der Interpolation berschritten beendet das Tool die Rechnung mit einer entsprechenden Fehlermeldung Hinweis Bei einer vergleichbaren Rasterweite von Topographiedaten und Modellgitter und einem einheitlichen Topographiedatensatz wird eine Toleranz von gt 1 empfohlen Bei sehr unterschiedlichen Topographiedatens tzen Rasterung Uberlappung kann ein Wert um 5 n tig sein Der angegebene Wert beeinflusst nicht die Genauigkeit der Rechnung sondern legt nur fest welcher Fehler nicht mehr toleriert werden soll 2 3 2 Register Grid Parameter GRITOP METRAS Grid Area Grid Parameters Data Fies Direction Direction gt y 2 Direction E Wellen EE Dekax Dx 500 00 m DekayiDy f 50000 m Detaz D2J 20 000 m F Constant Grid F Constant Grid
42. Gebietsgrenzen in geographischen Koordinaten angegeben so werden diese zun chst in Gau Kr ger Koordinaten des zugeh rigen Sektors Bezugsl nge umgerechnet Seite 15 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Wenn Sie dagegen hier eine Bezugsl nge festlegen werden Ihre Gebietskoordinaten in Gau Kr ger Koordinaten der festgelegten Bezugsl nge umgerechnet und die Daten desjenigen Katasters konvertiert das die gleiche Bezugsl nge aufweist Hinweis F r Gebiete die vollst ndig in den alten Bundesl ndern liegen sollten Sie diese Option nicht w hlen F r Gebiete in den neuen Bundesl ndern sollten Sie nacheinander alle drei Bezugsl ngen ausw hlen und alle Ergebnisdateien GRITOP als Eingabedaten bereitstellen 2 2 2 Register Options THD A ES Area Options Dela Path ol topograbic data TH Darmstadt lt TopoData THD Browse Output path c TopoDate Conv Browse Name of output files without extension ires Use topographic data files IV Old States Westem Germany heights and land use data only Y New States Eastern Germany height data only IF New States Eastern Germany land use data only Correction of insufficient data V set negative heights to O m IV set undefined heights to O m Y set undefined land use data to METRAS land use class 3 Med land Path of topography data TH Darmstadt Verzeichnis in dem die Originaldaten des Darmstadter Topographiekatasters abgelegt sind Hinweis THD setzt vor
43. Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Zeuner G Heinemann K eds 1990 Third field experiment on atmospheric dispersion around the isolated hill Sophienh he in August September 1988 Methods Experiments Data Bank Forschungszentrum J lich J l 2388 ISSN 0366 0885 Zeuner G Heinemann K eds 1993 Forth field experiment on atmospheric dispersion around the isolated hill Sophienh he in September 1989 Methods Experiments Data Bank Forschungszentrum J lich J l 2776 ISSN 0944 2952 Seite 26 Verzeichnis der Anh nge Band 1 1 Handbuch zum Programmsystem METRAS deutsche Version 2 Dokumentation der METRAS Programmkomponente THD deutsche Version 3 Dokumentation der METRAS Programmkomponente THD englische Version 4 Dokumentation der METRAS Programmkomponente GRITOP deutsche Version 5 Dokumentation der METRAS Programmkomponente GRITOP englische Version Band 2 6 Dokumentation der METRAS Programmkomponente METRAS PC englisch 7 Dokumentation der METRAS Programmkomponente EVA deutsche Version 8 Dokumentation der METRAS Programmkomponente EVA englische Version 9 Tagungsbeitrag zur Deutsch sterreichisch Schweizerischen Meteorologen Tagung DACH 2001 18 bis 21 September 2001 Wien 10 CD Programmsystem METRAS mit Installationsroutinen Onlinehilfen und Programmdokumentationen vorl ufige unver ffentlichte Programmversion Seite 27 METR
44. Landnutzungen Es ist also egal ob Sie zuerst die H hendaten oder zuerst die Landnutzungsdaten angeben GRITOP Fee METRAS Grid Area Grid Parameters Data Files White METRAS gid file to fe TopoGnd aveat top Dione Topographic Data Bate im Order of Priority Browse multiple fles 17002 Pre 556104 08U werk farcview lloro ta Y d Progekte 998 104 DBU Wwork ArcView Long Lal fi and Use Write METRAS grid file to Seite 19 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Dateiname f r das METRAS PC Modellgitter Der hier eingegebene Name wird standardm ig auch zur Speicherung der Eingabedaten in einer Datei verwendet Auswahlliste 1 File Name 2 Format xyz Uni HH ArcView xyz Uni HH 3 Coordinates Gauss Krue Lam zigE 4i Def in File Long Lat Gauss Krueger LamAzi9E48N BNG UTM CH1903 4 Contents Def in File Heights Land Use Options Browse File Add Line Delete Line Move Up Move Down Clear Namen der z B von THD erstellten Topographiedateien mit Gel ndeh hen und Landnutzungen Mit Browse multiple files k nnen Sie mehrere Dateien gleichzeitig ausw hlen Format der Topographiedateien Typisches Exportformat von GIS Systemen Header plus Daten als 2d Matrix Anordnung von x und y Koordinaten sowie Gel ndeh hen bzw Landnutzung in drei Spalten Spezialformat des Meteorologischen Instituts der Universit t Hamburg Die Dateiformate sin
45. METRAS PC Kontrollausgaben Druckl ser 1 2 3 Dateinamen In den meisten F llen muss sich der Benutzer von METRAS keine Gedanken um das richtige Verzeichnis oder die Dateinamen zum Speichern der Ein und Ausgabedaten der vier Tools THD GRITOP METRAS PC und EVA machen e Alle Dateiauswahldialoge in METRAS haben das jeweils zutreffende Standardverzeichnis voreingestellt e Zur Speicherung von Eingabedialogen schl gt METRAS einen Namen vor der vom Benutzer ge ndert werden kann e Laufzeitprotokolle Zwischen und Endergebnisse der vier Tools werden nach festen Namenskonventionen gespeichert die in einigen F llen vom Benutzer ge ndert werden k nnen Es gelten die nachfolgend aufgef hrten Namenskonventionen Soweit Zwischen Ergebnisse der Tools hier nicht aufgef hrt sind muss der Benutzer im Eingabedialog Dateinamen vorgeben THD Eingabedialog Eingabedialoge werden unter name thd gespeichert wobei name identisch ist mit dem vom Benutzer vorgegebenen Namen der Ausgabedatei en THD Laufzeitprotokoll Laufzeitprotokolle werden unter name trp gespeichert wobei name identisch ist mit dem vom Benutzer vorgegebenen Namen der Ausgabedatei en THD konvertierte Topographierohdaten Konvertierte Gel ndeh hen werden unter name_hnn tpa konvertierte Landnutzungen unter name_Inn tpa gespeichert wobei name identisch ist mit dem vom Benutzer vorgegebenen Namen der Ausgabedatei en nn entspricht der Bezugsl nge 9 12 oder 15
46. States The topography land register of the old Federal States is based on the plane table sheets Messtischbl tter TK 1 25 000 and has a spatial resolution of 5 x5 In north south direction this approximates to a resolution of 155 m in east west direction 90 to 105 m Thus each plane table sheet 10 x6 is equivalent to a grid pattern of 120x72 points The height data are given in full metres above sea level For land use it is distinguished between the following ten categories Here the term topography covers both terrain height and land use Orography means terrain height only Names of companies and products are trademarks of the respective company 3 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 large housing area city industry small housing area town village settlement coniferous forest mixed forest deciduous forest heath bush pine forest dry farmland sand gravel scree wet farmland meadows moor bog swamp fresh water sea For each plane table sheet the data are available in a separate file called HrrccB top rrcc indicates the number of the sheet that can be used to derive the area boundaries of each file CONOoaBRWN O co Western boundary A 340 10 cc Eastern boundary A 340 10 cc 1 Southern boundary 3360 6 rr 1 Northern boundary 3360 6 rr where and are geographical longitude and latitude in minutes respectively Inversely for given geographic
47. THD Version 1 0 Ein Programm zur Konvertierung des Darmst dter Topographiekatasters Programmdokumentation Klaus Bigalkell K Heinke Schl nzenk August 2001 METRAS Technical Report 8 D Meteorologisches Institut Universit t Hamburg Bundesstrasse 55 20146 Hamburg METCON Umweltmeteorologische Beratung Dr Klaus Bigalke Meteorologisches Institut Universit t Hamburg Dokumentation THD Version 1 0 Inhaltsverzeichnis Einf hrung 2 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 1 Einf hrung Mesoskalige atmosph rische Simulationsrechnungen erfordern als Eingabedaten die Gel nde h hen und Landnutzungstypen im Simulationsgebiet in einer r umlichen Aufl sung die min destens der Aufl sung des verwendeten Modellgitters entspricht F r Deutschland k nnen Topographiedaten hoher r umlicher Aufl sung im allgemeinen von den Landesvermessungs mtern z B aus dem digitalen H henmodell 50 Rasterweite 50 m bezogen werden Die Be schaffung von Topographiedaten ber Vermessungs mter ist allerdings mit erheblichen Kosten verbunden die meist fl chenbezogen erhoben werden Ein kosteng nstig erh ltlicher Topo graphiedatensatz der gesamten Bundesrepublik mit einer r umlichen Aufl sung zwischen ca 80 m und 1 km ist in den 90iger Jahren am Institut f r Meteorologie der Technischen Hoch schule Darmstadt zusammengestellt worden Darmst dter Kataster 1 For viele Anwendun gen reichen diese geringer
48. and each essential calculation step of the program is documented Example for a runtime protocol xx THD started at 2001 07 30 13 50 26 I 100 I 201 I 202 T 203 T 102 Meaning of following messages I nnn info message no nnn W nnn warning error message no nnn F nnn fatal error message no nnn Content of input data file Path of topography input data files D tmp THD OrigData Path of topography output data files D tmp THD Results Names of topography ou D tmp THD Results sh Area to convert topography data west east south north Reference longitud auto detected F F F 8 000 54 000 0 to 11 0000 0 to 55 0000 dd mmss dd mmss of area GK co ordinates Use topo files old states Use topo files new sta Use topo files new states Correction of negative Correction of undefined heights Correction of undefined land use to M heights tes heights land use E t Area co ordinates have been rounded GK system lon lat west east west east south north Rounded area co ordinates in geogr south north Necessary topography input to ful 1 km to multiples of 10 longitude 3434 00 to 3631 00 5985 00 to 6098 00 8 00000 to 11 0000 54 000 0 to Y NO NO o Om o Om Rounded area co ordinates in GK co ordinates ES tput data files start with ES 3
49. anderen Datenformaten 20 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Werte im Datenblock Inhalte und Format des Datenblocks sind abh ngig von ftyp ftyp 13 Gel ndeh hen dreistellig volle m und METRAS Land nutzungsklasse ftyp 14 Gel ndeh hen vierstellig volle m und METRAS Land nutzungsklasse ftyp 23 Gel ndeh hen dreistellig volle m ftyp 24 Gel ndeh hen vierstellig volle m ftyp 30 METRAS Landnutzungsklasse 2 Im Gegensatz zu den anderen Dateiformaten k nnen Gel ndeh hen nur in vollen Metern angegeben werden 21 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Literatur 1 Wosik J Schl nzen K H Bigalke K 1994 GRITOP Preprozessor zur Initialisierung von Topographiedaten f r das Modell METRAS Kurzbeschreibung Meteorologisches Institut Universitat Hamburg METRAS Techn Report 3 24 2 Schl nzen K H Bigalke K L pkes C Panskus H 2001 Documentation of the mesoscale transport and fluid model METRAS PC as part of model system METRAS Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Technical Rep 11 3 Bigalke K Schl nzen K H Haenel H D Panskus H 2001 Documentation of the model system METRAS Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Technical Rep 12 4 Schoedlbauer A 1982 Rechenformeln und Rechenbeispiele zur Landvermessung Karlsruhe 5 Grossmann W 1964 Geod tische Rechnungen f r die Landvermessung Stuttga
50. below the line connecting two points that are adjacent in anti cyclical direction Figure 3 1 itl SL Mt Ya 3 I In eg 3 n denotes the number of polygon points is the index of the first point of the anti cyclical order and 7 is set to the first index The areas below the polygon cancel out due to the different signs in the summation 5 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 A y 1 0 4 1 Y A MOT WR 2 0 SU NED gt Xx Figure 3 Calculation of the polygon area 3 Conversion of Topography Raw Data in GRITOP 3 1 Uniform Co ordinate System GRITOP can create model grids out of topography raw data of different projection systems Therefore it is necessary that the model grid co ordinates as well as the topography raw data are transferred into a uniform temporary co ordinate system In GRITOP this is provided by the Universal Transverse Mercator UTM projection All calculations depend on the UTM section which is determined by the reference point of the model area Section 3 2 To describe the formulae and methods used in GRITOP for transforming the projection systems would be beyond the scope of this documentation They can be found in references on geographic co ordinates 6 Gau Kr ger co ordinates 4 and 5 Lambert Azimutal relative to 9 E 48 N 6 British National Grid 6 and Schweizer Landeskoordinaten CH1903 Switzerland 7 3 2 Creating a Model Grid The geog
51. cke geschlossen wird Vertrieb und ffentlichkeitsarbeit z B Bereitstellung aktueller Informationen im Internet wird zuk nftig vom Kooperationspartner Meteorologisches Institut der Universit t Hamburg geleistet werden Um die breite Anwendung qualifizierter Untersuchungsmethoden im Seite 23 Umweltconsulting zu f rdern ist geplant METRAS nicht kommerziell zu vertreiben und das Programmsystem interessierten Anwendern gegen einen geringen Kostenbeitrag von 350 EURO zur Verf gung zu stellen 5 Fazit Das neu erstellte Programmpaket METRAS wird mit Sicherheit in Beratungsunternehmen und Beh rden vielf ltige Einsatzm glichkeiten finden zumal es zu geringen Kosten 350 EURO zur Verf gung steht Die Vorstellung des Programmsystems bei der Meteorologentagung in Wien hat vielseitiges Interesse ausgel st Dieses galt nicht nur f r das gesamte Programmsystem sondern auch f r Teilkomponenten Insbesondere galt das Interesse neben METRAS PC den Programmen GRITOP mit dessen Hilfe verschieden formatierte Landnutzungsdaten zu einem Eingabedatensatz f r die Landnutzung und Orographie zusammengefasst werden k nnen und dem Programm EVA Auch Entwickler anderer mesoskaliger Modelle waren hieran interessiert um ihr Programm einer METRAS PC vergleichbaren Qualit tssicherung zu unterziehen Ein wichtiges Ziel dieses Projektes die vorhandenen Modelle f r Umweltuntersuchungen zu einem h heren Standard zu f hren scheint dam
52. das Modell erf llt in Klammern die zugeh rigen Kapitelnummern der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 Model comprehensible Das Modell ist nachvollziehbar 1 1 Short version of documentation Eine Kurzbeschreibung ist verf gbar 1 2 1 Long version of documentation Eine ausf hrliche Modellbeschreibung ist verf gbar 1 2 2 User manual Ein Handbuch ist verf gbar 1 2 3 Seite 32 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Technical reference Eine technische Modellreferenz ist verf gbar 1 2 4 Mit OK k nnen Sie Ihre Angaben speichern mit Cancel werden die Eingaben verworfen 2 5 3 Modell Notwendige Eigenschaften In diesem Dialog geben Sie an ob das zu evaluierende Modell die Anforderungen der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 Kapitel 2 erster Abschnitt hinsichtlich der notwendigen physikalischen Modellgrundlagen erf llt Model necessary properties VDI guideline 3783 7 chapter 2 Please mark those properties achieved by model under evaluation Su v w wind components prognostic Y temperature prognostic Y specific humidity prognostic I continuity equation or anelastic approximation I bouyancy forces eg Boussinesq appeoximation IV turbulence pacemeterzation function of stabaity IV Coriolis foce W fuses steady as function of location IV fluxes steady as function of stabaty JV dect calculation of surface fumes os Monin Obukhov theory IV symmetric friction tensor I espioi resolved elevation h
53. den Button Set Control und es erscheint der Dialog Species output control Select from available output variables 7 Background concertration Rec no 800 IV Mesoscale concentration Rec no 8000 I Deposition velocity Rec no 8100 Y Hourly integrated deposition Rec no 8200 Y Diumal integrated deposition Rec no 8300 Select output range Restrict to heights between Omand 20000 m Auswahl von Stoffen zur Ausgabe In der angezeigten Liste von Stoffen markieren Sie in der Spalte Output die Stoffe die ausgegeben werden sollen Select output variables Markieren Sie hier die Gr en mesoskalige und Hintergrundkonzentrationen Depositionsgeschwindigkeit trockene Deposition als Integral ber Stunden Tage die f r die ausgew hlten Stoffe ausgegeben werden sollen Select output range Seite 28 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Die Ausgabe der ausgew hlten Stoffe erfolgt nur f r den H henbereich zwischen Om und der hier eingegebenen H he ber Grund Best tigen Sie Ihre Eingaben mit OK 2 4 7 Register Emissions Das Register Emissions reduziert den Aufwand zur Vorgabe von Punktquellen ganz erheblich Als Modellanwender m ssen Sie lediglich die Koordinaten und ggf zeitabh ngigen Emissionsraten kennen Die Lage der Punktquelle im Modellgitter wird von METRAS automatisch berechnet Wichtiger Warnhinweis METRAS berechnet die Lage der Punktquellen in dem METRAS PC Gitter das Sie im Re
54. der Abbildung ergibt sich somit die antizyklische Punktfolge 2 bis 5 f r die Poly gone b und c die Punktfolgen 1 bis 3 Im letzten Schritt wird die Fl che des Polygons berechnet Sie ergibt sich als Summe der Trapezfl chen unterhalb der Verbindungslinie zwischen jeweils zwei in antizyklischer Rich tung benachbarten Punkten Abbildung 3 i 1 S55 Solem tye 8 wobei n die Anzahl der Polygonpunkte der Index des ersten Punktes in der antizyklischen Reihenfolge ist und 1 gleich dem ersten Index gesetzt wird In der Summe heben sich die Anteile der unterhalb des Polygons liegenden Trapezfl chen wegen ihres unterschiedlichen Vorzeichens genau auf 5 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 O YY DN MR 2 DOSIIV AS 4 Abbildung 3 Berechnung der Polygonfl che 3 Konvertierung von Topographiedaten in GRITOP 3 1 Einheitliches Koordinatensystem GRITOP kann ein Modellgitter aus Topographierohdaten unterschiedlicher Projektionssysteme erzeugen Deshalb ist es notwendig sowohl die Modellgitterkoordinaten als auch alle Topo graphiedaten vorab in ein einheitliches System zu transformieren Als dieses einheitliche System wird in GRITOP die Universal Transverse Mercator UTM Projektion verwendet Der allen Berechnungen zugrunde liegende UTM Sektor bestimmt sich aus der Lage des Bezugs punktes des Modellgebiets Abschnitt 3 2 Die Formeln und Vorgehensweisen zur Transfor mation der in GRITOP verwe
55. determined If eq 1 is fulfilled the land use category of the overlapping area is reflected in the land use category at the model grid point with its corresponding percentage All model grid points that are not completely overlapped by the matrix elements of one topography dataset remain non assigned The other grid points are marked as assigned and are not considered in the next interpolation In practice eq 1 can usually not be fulfilled exactly e g due to computational accuracy or truncation errors during the transformation from one projection systems to another Therefore the user can define an error tolerance value e In this case instead of eq 1 the following eq 4 has to be fulfilled for complete overlapping J ES a 100 lt e 4 7 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 3 4 Hierarchy of Topography Datasets The interpolation method that is used in GRITOP assumes that there is no overlapping within one topography dataset Different topography datasets i e different files with topography raw data may overlap each other All topography datasets that are used as input data are processed in the order they are listed in the control file Section 4 1 2 If the area of a model grid box is completely covered by the current topography dataset according to eq 4 a value of terrain height or the percentage of land use category is assigned The model grid box remains unconsidered during further interpolation
56. die von Ihnen in den Eingabedialogen der Tools erstellten Daten drucken Die Tooleingabedaten werden im Ausdruck in bersichtlicher Form inhaltlich zusammengefasst Bei mehreren ge ffneten Fenstern und oder Dialogen erscheint wieder ein Auswahlfenster File Print in dem sie die Dateien und oder Dialoge markieren die Sie ausdrucken m chten Im folgenden Dialog f r die Druckereinstellungen Text File Hardcopy Options sollten Sie generell Wrap at end of line markieren um am Ende von Zeilen einen Umbruch zu erzwingen Die anderen Einstellungen k nnen Sie Ihren Bed rfnissen entsprechend anpassen Seite 56 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 5 5 Laufzeitprotokolle ansehen Mit dem Start jeder Toolrechnung wird automatisch das aktuelle Laufzeitprotokoll in den Arbeitsbereich des Hauptfensters geladen und laufend aktualisiert Wenn Sie ein Laufzeitprotokoll einer fr heren Toolrechnung ansehen und ggf ausdrucken wollen k nnen sie das entsprechende Protokoll ber die Men eintr ge THD Report GRITOP Report METRAS Report oder EVA Report laden Diese Men eintr ge entsprechen in ihrer Funktion dem Men eintrag File Open Output bzw dem Button ES Im Unterschied hierzu sind jedoch in dem folgenden Dialog zur Auswahl einer Datei bereits das Verzeichnis und die Dateiendung der toolspezifischen Eingabedateien voreingestellt 5 6 Evaluierungszertifikat drucken Das Ergebnis einer Modellevaluierung wird in dem
57. einem Eingabedialog ohne genaue Kenntnis der METRAS PC Gitterstruktur vorgegeben werden und werden automatisch auf das gew hlte Modellgitter umgesetzt Die Laufzeitkontrolle ber das Kontrollfenster Abbildung 2 und das Laufzeitprotokoll im Hauptfenster erm glicht dem Benutzer den Fortschritt die Stabilit t der Modellrechnungen und die voraussichtlich verbleibende Rechenzeit zu kontrollieren Er hat die M glichkeit die Rechenzeit f r eine Simulation CPU Zeit gezielt zu beschr nken oder Modellrechnungen direkt nach der Erzeugung von Restartdateien abzubrechen und neu aufzusetzen Angesichts von Rechenzeiten zwischen einigen Minuten und einigen Tagen je nach Gr e und Aufl sung des Modellgebiets gew hlten Modelloptionen und meteorologischer Situation kann auf diese Weise unn tigen Zeitverlusten z B durch Instabilit ten des Betriebssystems oder Stromausfall vorgebeugt werden Seite 16 3 5 METRAS Programmkomponente EVA Diese vierte Einzelkomponente des Programmsystems METRAS lehnt sich an die geplante VDI Richtlinie 3783 Blatt7 an Sie ist insofern unabh ngig von den anderen drei Einzelkomponenten als mit EVA nicht nur das Modell METRAS PC sondern jedes beliebige mesoskalige Modell gem der Richtlinie evaluiert werden kann F r den METRAS PC Anwender bietet das Programm den Vorteil dass die Ausgabedateien des Modells direkt verarbeitet werden k nnen w hrend Ergebnisse anderer Modelle zun chst vom Anwe
58. erl utert in der Entwicklung des Programmsystems METRAS unter dem vier Programmkomponenten zur Vorbereitung Durchf hrung und Qualit tssicherung von Umweltuntersuchungen mit Hilfe des mesoskaligen Modells METRAS PC zusammengefasst sind Die wissenschaftlichen Grundlagen technischen Verfahren und deren programmtechnische Implementierung werden ebenso wie die Anwendung der Programme ausf hrlich in den entsprechenden Programmdokumentationen Anh nge 1 bis 8 Bigalke und Schl nzen 2001a bis 2001f Bigalke et al 2001a b Schl nzen et al 2001 erl utert Ein Handbuch zum Programmsystem METRAS Anhang 1 erl utert zudem umfassend die Anwendung des gesamten Programmpakets Daher soll an dieser Stelle das Programmsystem METRAS nur in groben Z gen vorgestellt und diskutiert werden inwieweit die einzelnen Arbeitsschritte umgesetzt und die Projektziele erreicht werden konnten bzw welche Schwierigkeiten sich im Verlauf des Projekts eingestellt haben und ob die Projektergebnisse hiervon betroffen sind Dabei folgt die Darstellung im Wesentlichen den im Abschnitt 2 genannten Arbeitsschritten Alle Details zu METRAS sind den Anh ngen zu entnehmen 3 1 METRAS Programmoberfl che Die Anwendung jeder einzelnen der vier Programmkomponenten THD GRITOP METRAS PC und EVA gliedert sich in die grundlegenden Schritte Eingabedaten erstellen und pr fen Programmkomponente starten Laufzeitkontrolle 1 2 3 4 ggf Abbruch der P
59. f r den mitteleurop ischen Raum wichtige Projektionssysteme in das Programm zu integrieren um eine m glichst breite Anwendbarkeit zu gew hrleisten Nach dem heutigem Stand werden von GRITOP verarbeitet e geographische L ngen und Breiten Lon Lat e Gau Kr ger Koordinaten Gauss Krueger e azimutale Lambert Projektion bzgl 9 E 43 N LamAzi9E43N e British National Grid BNG e Universal Transverse Mercator UTM e Schweizer Landeskoordinaten CH1903 Die Lambert Projektion entspricht dem Projektionssystem des CORINE Datensatzes der europaweit Landnutzungsdaten in hoher Aufl sung enth lt 3 4 METRAS Programmkomponente METRAS PC 2 0 Der Kern des Programmsystems METRAS ist eine neue Version des erstmals 1998 herausgegebenen mesoskaligen Modells METRAS PC Die wesentlichen Neuerungen gegen ber der Version 1 0 sind e vollst ndige Integration in eine Windows Oberfl che e verbessertes Initialisierungsverfahren e Wahl zwischen zwei Turbulenzparametrisierungsansatzen e Option Wolken und Niederschlag e Option Mittelung subskaliger bodennaher Fl sse Blendh henverfahren e Option Transport und trockene Deposition passiver Stoffe e evaluiert gem der geplanten VDI 3783 Blatt 7 METRAS PC Schl nzen und Bigalke 1998 wurde 1998 auf Basis des mesoskaligen Transport und Str mungsmodells METRAS Schl nzen 1990 Schl nzen et al 1996 entwickelt Das Model
60. fatal error that some grid points could not be assigned A model grid file has not been created Model Grid If the interpolation of the topography raw data on the grid calculated by GRITOP was successful a file is created containing all information on the model grid in the format demanded by METRAS METRAS reads the file formatted Example for a METRAS grid file 3 NX3 29 NX2 10 NX1 21 s BREITE 54 4000 LAENGE 9 0000 s LATITU 54 4000 LONGIT 9 0000 0 0000 14 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 VECTOR ETA POINTS ort 20 0 20 40 60 80 104 133 168 210 260 320 392 478 581 705 854 1033 1248 1506 1816 2188 2634 3169 3811 4581 5505 6505 7505 8505 9505 10505 YXMIN 35000 YYMIN 40000 DS YDX YDY ZSURF YZ0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 LON LAT 0 0 5000 5000 0 01 0 666E 04 0 99 0 00 0 00 0 00 0 01 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 8 252648 54 165968 Y 0 5000 5000 0 01 0 666E 04 0 99 0 00 0 00 0 00 0 01 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 8 300293 54 170091 2 0 5000 5000 0 01 0 666E 04 0 99 0 00 0 00 0 00 0 01 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 8 343940 54 170197 The first three lines contain the number of inner grid points the geographic co ordinates of the reference point dd mmss and the rotation angle decimal This is followed by the n heights of the vector grid points see 3 in metres and the co ordinates of the western and southern boundary in the model internal co ordinates m
61. for more Wahlen Sie diese Option falls es vor dem Simulationszeitraum mehr als 2 Wochen nicht geregnet hat trockener Boden clouds and precip Simulation von Wolken und Niederschlag tracer transport Simulation des Transports und der trockenen Deposition passiver Luftbeimengungen Seite 23 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 2 4 3 Register Times METRAS D Projekte 99B10_ Tests METRAS input VDI al met iat xi General Options pill ER Stat of it sendin pars a a EE all folowing times are 7 3 u C tene steps End of diastrophy at EE a End of simulation at aa ME First output at Output interval FF don ouput at fied tines of day fain 1077 88 Bae I Check allinput data Cancel Start of first simulation Datum und Uhrzeit des Simulationsbeginns f r den Initialisierungslauf Achtung Diese Angaben d rfen f r einen Restart nicht ge ndert werden all following times are Die nachfolgend angegebenen Zeiten k nnen nur einheitlich entweder in Tagen und Uhrzeiten oder in Zeitschritten angegeben werden Dabei bezieht sich der Tag 0 auf den Tag an dem die Simulation startet Der Folgetag ist dann der Tag 1 usw End of diastrophy Zeitpunkt bis zu dem die Diastrophiephase Aufblasen des Gel ndes andauern soll End of simulation Zeitpunkt zu dem die Simulation endet First output Zeitpunkt der ersten Ausgabe von formatgebundenen Modellergebnisdateien Hinweis
62. here I ea aaa ea aaea ael ln feige 15 2 2 1 Register Area EA A E S bene 15 2 2 2 Register ODUONS anne at a e td aiad As iii Weeds 16 2 2 3 Daten pr fen und Dialog verlassen 2240444nnnnnnennnnnnnennnnnnnennnnnnnennnnnnnennnnnnennnnnnnnnnnnnn 17 2 3 EINGABEDIALOG GRITOP 2a cri 17 2 3 1 Register METRAS Grid Area e 17 2 3 2 Register Grid Parameter nuunsnnnnennnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnenennnnannnannnnsnnennnnnnsnnannnnnnan 18 2 3 3 Register Dala Fil amp s un une en en ann een eb nn 19 2 3 4 Daten pr fen und Dialog verlassen 22400442rnnnnnennnnnnnennnnnnnennnnnnnennnnnnnennnnnnennnnnnennnnnn 21 2 4 EINGABEDIALOG METRAS PG 2 en sn nennen 21 2 4 1 RegisterGenerali na tds 21 2 4 2 Register ODtuliONS 0 8b Ba Hrn 23 243 Register TIMO iii ii A ea 24 2 4 4 Register InpuV Oulput s o de 25 2 4 5 Register Initial Meteorology z urm22as0or nn AEE EEEE EEEE R AEE ER AE 26 2 4 6 Registr Species aneen yra e a a od 27 LAR Register EMISSIONS 2 tia A A E E EOT EOI 29 2 4 8 Daten pr fen und Dialog VerlaSS M ooonooocccininicicnnoccccnoconnccnnnannncnnnnrnnccnnrrnn rca rra rra 30 2 5 EINGABEDIALOGIEV td Ai aaa taani na adanan tibia 31 2 5 1 Allgemeine Daten viii a Laln 31 2 5 2 Modell Dokumentation nesai a i a iaa A EA A N aA 32 2 5 3 Modell Notwendige Eigenschaften ssss1esssnnnssnnnnsnnnne
63. im toolspezifischen Men Seite 46 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 3 Die Statusleiste zeigt f r das Tool den Eintrag running THD mn 4 Das Fenster Tool Run Information ffnet sich automatisch und zeigt im Bereich Tool Status ebenfalls den Eintrag running 5 Im Arbeitsbereich des Hauptfensters wird das Laufzeitprotokoll des Tools ge ffnet und laufend aktualisiert A THD Report d Progekte 99B 104 DBU work ME TRAS Tests THD Reports sh trp nun THD started at 2001 07 30 11 57 31 Meaning of following messages l a Itnnn info message no nnn s unnn warning error message no nnn on Finnn fatal error message no nnn gt 19100 sseeeeeececcececessesces Content of input data file Path of topographic input data files D PROJEKTE 99B184 DBU WORK METRAS TESTSANTI Path of topographic output data file 4 2 Laufzeitkontrolle W hrend der laufenden Toolrechnung haben Sie zwei M glichkeiten den Fortschritt der Rechnung zu kontrollieren Laufzeitprotokoll Im Arbeitsbereich des Hauptfensters wird mit dem Start der Toolrechnung das zugeh rige Laufzeitprotokoll des Tools ge ffnet und laufend aktualisiert Seite 47 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Meaning of following messages Itinnn info message no nnn Winnn warning error message no nnn Fiinnn fatal error message no nnn 19100 Content of input data file Path of top
64. invalid 01 Area coordinates Lon Lat south boundary gt north boundary Der Cursor steht im Feld deg f r die s dliche Begrenzung Sie korrigieren den Eingabefehler indem Sie die Werte f r s dliche und n rdliche Begrenzung austauschen und starten zum dritten Mal die manuelle Datenpr fung Jetzt erscheint die Meldung dass alle Eingabedaten fehlerfrei sind Information No esroes found in THD input dat und auch das Fehlerprotokoll ist um eine entsprechende Zeile erg nzt Seite 44 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch METRAS 30 07 2001 10 28 Found errors in THD input data Note THD RUN Function is blocked as long as input data are insufficient or invalid 01 Area coordinates Lon Lat Enpty north boundary deg 02 Area coordinates Lon Lat Empty north boundary min 30 07 2001 10 37 Found errors in THD input data Note THD RUN Function is blocked as long as input data are insufficient or invalid 01 Area coordinates Lon Lat south boundary gt north boundary 30 07 2001 10 46 No errors Found in THD input data Ihre Eingabedaten sind jetzt vollst ndig und soweit vorab pr fbar fehlerfrei so dass Sie die Toolrechnung THD starten k nnen Seite 45 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 4 Toolrechnungen 4 1 Rechnung starten Nachdem Sie Eingabedaten f r ein Tool erstellt haben k nnen Sie die Toolrechnung starten Eine Toolrechnung kann f r jedes d
65. m y 6 0000 East longit DD MMSSS or x gt 0 from ref point m x 8 0000 A South latit DD MMSSS or y lt 0 from ref point m 51 0000 North latit DD MMSSS or y gt 0 from ref point m i 52 0000 N Top boundary above sea level M 3 ooo ooooooo o 10000 0 E Grid parameters MAXIMUM number of grid points NX1 NX2 NX3 100 100 40 x direction Basie 9214 width Ma anal Rdg ere an 250 grid stretching by no stretching 0 20 E Max MUMSOELI WLdER ml nn ae 1000 N NO stretching from distance x lt 0 from ref point m 6000 to distance x gt 0 from ref point m 6000 y direction i Y Basie Grrde wath IN ee A rue A eda eee 250 grid stretching by no stretching DE a 20 maximum GET Ww lm ea erkenne 1000 i NO stretching from distance y lt 0 from ref point m 6000 1 to distance y gt 0 from ref point m 6000 i z direction f Bas ietgrra width m er ei 20 grid stretching by no stretching 0 20 E r maximum grid wrath Ml tens ne ea 1000 NO stretching from surface Lo Mic ems a 100 A Grid rotation with coordinate system GK only 7 angle in anti clockwise direction deg 0 0 r r Write METRAS grid gt file to patitttle name siii nn y c tmp GA 25
66. m gliche Fehlfunktionen und w nschenswerte Weiterentwicklungen dankbar Ihre Hinweise werden f r das n chste Bugfix Release von METRAS ber cksichtigt METRAS kann vom Meteorologischen Institut der Universit t Hamburg bezogen werden PD Dr K H Schl nzen Meteorologisches Institut Universit t Hamburg Bundesstr 55 20146 Hamburg Web http www mi uni hamburg de technische_meteorologie Meso mesoscale html Email schluenzen dkrz de Seite 12 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Kostenpflichtiger Support Falls Sie umfangreichere Supportleistungen w nschen setzen Sie sich bitte mit der METCON Umweltmeteorologische Beratung Dr Klaus Bigalke Jappopweg 9h D 25421 Pinneberg Telefon 49 0 4101 693856 Fax 49 0 4101 693857 Web www metcon umb de Email info metcon umb de in Verbindung Bundesdeutscher Topographiedatensatz Zu Informationen ber die aktuelle Bezugsadresse f r das Darmst dter Topographiekataster wenden Sie sich bitte ebenfalls an die METCON Umweltmeteorologische Beratung Seite 13 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 2 Eingabedaten erstellen 2 1 Eingabedialog ffnen Neue Eingabedaten erstellen Wenn Sie f r ein Tool Eingabedaten v llig neu erstellen wollen rufen Sie einen leeren Eingabedialog f r das entsprechende Tool auf Hierf r stehen Ihnen alternativ mehrere M glichkeiten zur Verf gung File New Es ffnet sich ein Dialog in dem Sie das gew nschte Tool anklicken
67. models but have to be converted into a model grid that can be read by the model For the mesoscale model METRAS 2 this task is provided by the program GRITOP 3 Besides two furthg data formats GRITOP can process raw topography data in the so called ArcView Formar This format can be exported by all current GIS Systems While the land surveying offices usually provide topo graphy data in the ArcView Format the Darmstadt land register has got its own data format that is not supported by GRITOP The program THD converts raw topography data which is available from the Darmstadt land register for parts of the area These can be selected freely by the user The data are converted into the GRITOP ArcView Format Beyond pure format conversion THD converts the existing land use categories into the category of the model METRAS Furthermore grid points that are not defined in the Darmstadt land register abroad sea can be assigned to reasonable values for the sections terrain height and land use category THD 1 0 is available both as independent version and as version integrated into the program system METRAS Version1 0 This documentation refers to both versions of THD sections irrelevant for METRAS are marked 2 Darmstadt Topography Land Register Darmst dter Topographiekataster For historic reasons the data of the Darmstadt land register have different formats and reso lutions for the old and new Federal States 2 1 Old Federal
68. rtig h ufig sowohl auf Beh rden als auch auf Gutachterseite auf problemangepasste und dem wissenschaftlichen Stand entsprechende Untersuchungsmethoden aus Kostengr nden oder aus Unkenntnis verzichtet wird st nde dann ein qualit tsgesichertes und kosteng nstig anwendbares Programmpaket f r die Absch tzung der Umweltwirkungen von Ma nahmen zur Verf gung Dar ber hinaus w rde auch der Verbreitung vergleichbarer Simulationsmodelle dadurch Vorschub geleistet dass mit dem Evaluierungsmodul von METRAS ein Qualit tssicherungsnachweis f r diese Modelle erbracht werden kann Seite 4 2 Arbeitsschritte und angewandte Methoden Wesentliche Vorarbeiten zur Erreichung des Projektziels waren bereits im Vorfeld von dem Bewilligungsempf nger METCON Umweltmeteorologische Beratung und seinem Kooperationspartner Universit t Hamburg Meteorologisches Institut mit der Entwicklung und 1998 erfolgten Einf hrung einer ersten Version 1 0 des Modells METRAS PC in einen breiten Anwenderkreis geleistet worden Diese Modellversion ist unter IBM kompatiblen Rechnerumgebungen und den Betriebssystemen DOS und Windows95 98 NT lauff hig ist selbst aber eine DOS Anwendung ohne die heute allgemein erwartete Windowsoberfl che Die Anwendung des Modells ist beschr nkt auf die Simulation dynamischer und thermodynamischer Effekte bei denen wolkenphysikalische Prozesse keine Rolle spielen Stofftransporte k nnen mit METRAS PC 1 0 nicht simuliert werden
69. sung 5 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 zusammengefasst werden die sich zudem nicht berlappen d rfen Das Darmst dter Kataster liegt aber in geographischen Koordinaten f r die alten Bundesl nder und in Gau Kr ger Koordinaten f r die neuen Bundesl nder vor Dort wiederum liegen die Rasterdaten bezogen auf 9 12 und 15 6 L vor Zus tzlich sind H hen und Landnutzungsdaten unterschiedlich auf die Bezugsl ngen verteilt Die Abbildung 2 zeigt die Verteilung der H hendaten auf die Bezugsl ngen 9 12 und 15 L die Abbildung 3 die Verteilung der Landnutzungsdaten auf 9 und 15 6 L F r THD bedeutet dies dass die konvertierten Daten aller vier Bezugssysteme in getrennten Dateien gespeichert werden m ssen Innerhalb einer Rechnung muss der Benutzer zudem ent scheiden bez glich welcher Bezugsl nge Daten zu konvertieren sind In der Regel empfiehlt sich deshalb die Konvertierung von Daten f r Gebiete in den neuen Bundesl ndern durch drei malige Anwendung von THD wobei jeweils die Bezugsl nge gewechselt wird siehe Abschnitt ELA GRITOP ist in der Lage die Ergebnisdateien unterschiedlichen Koordinatenbezugs nacheinander abzuarbeiten Hahaa rasp bitih bag Te Hiran raa Liris brg Gene Abbildung 2 Verteilung der H hendaten f r die neuen Bundesl nder auf unterschiedliche Bezugsl ngen 6 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 Bodenniizung neue L nder bzgl 19 Grad
70. supports six of the co ordinate resp projection systems that are most common in Europe Therefore the user normally does not need additional software to convert his database into another system GRITOP 2 0 is available as stand alone version as well as a version that is integrated into the program system METRAS Version 1 0 3 This documentation refers to both versions Those sections that are not relevant for METRAS are marked 2 Conversion of Area Related Data 2 1 Problem Figure 1 explains the problem to be solved by GRITOP Basis is a model grid thick lines and a data grid matrix thin lines for which topography data are defined Each matrix element j a matrix element is defined by points t1 t2 t5 and t4 contains an average value A of terrain height and or a land use category The average terrain height or the proportion of each land use category B e g for the element defined by m1 to m4 is needed As the properties of the transferred data are related to the area of the matrix element these areas have to be taken into account during the conversion An area weighted interpolation needs to be applied 2 2 Area Weighted Interpolation The area weighted interpolation is based on the following principle e Within each model grid box only those original data A belonging to the matrix element with the area T are taken into consideration that overlap area M of the model grid box e The original data A are transferre
71. syst all co ordinates lon lat dd mmss E N km input syst E N km conv syst all co ordinates lon lat dd mmss E N km input syst E N km conv syst 11 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 200 304 305 314 314 314 314 314 306 303 202 14202 200 304 305 314 314 314 314 314 306 307 308 309 310 311 999 10 5640 53 5960 Seren 127 4561 5984 6534 168 data sets loaded Topography data file Topography data file 0 10000 topo points loading checked used for 3242 10000 9249 10000 9300 10000 used used used topo points topo points topo points 0 800 topo points used for i Interpolation procedure for t Starting interpolation from t File D tmp THD Results sh_h Co ordinates of topography da 10 5960 131 0973 completed for overlapping data sets interpolation Data set Data set Data set for interpolation for interpolation for interpolation nterpolation opography data file no 2 Data set no 53 5960 5984 7548 1 file no 1 no 45 file no 1 no 46 file no 1 no 47 file no 1 Data set no 168 file no 1 his topography data file finished 8 0960 54 5960 pea ne Eme oe 53 3091 6094 4779 8 0960 54 5140 ee ees 53 4931 6079 0226
72. terrain heights to O m Depending on the options chosen by the user Section 4 1 2 7 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 c conversion of land use categories into METRAS land use categories 4 If the user has chosen the conversion of data for the new Federal States a The data for the new Federal States are read and sorted into the selected area b If chosen by the user correction of negative heights to O m c If chosen by the user correction of non assigned heights to 0 m d Conversion of land use categories into METRAS land categories If chosen by the user correction of non assigned land use categories into METRAS land use category 3 mixed land use 5 Output of converted data in blocks of not more than 100x100 grid points using the ArcView Format e The conversion between longitudes and latitudes and Gauss Kr ger co ordinates takes place according to formulae 5 and 6 The following two sections describe in detail the conversion and correction of land use catego ries and height data for the old and the new Federal States 3 1 Old Federal States The ten land use categories of the Darmstadt land register do not match the ten categories defined in METRAS For this reason they are converted into the following seven METRAS cate gories Darmstadt Land Register METRAS po large housing area city industry a buildings 1 small housing area town village settlement i coniferous forest in coniferous fores
73. to check if the initial data cover the model area completely 168 data blocks have been read in The topography dataset has been read completely All data blocks of the topography dataset have been tested for possible overlapping For each data block of the topography dataset it is reported how many of all grid elements were used for the interpolation on the model grid The interpolation of topography raw data of this topography dataset is finished Interpolation of the topography raw data of the 2 topography dataset starts see 1 file All input files have been processed The boundary values of the model grid 2 additional points to all boundaries have been set All grid points of the model grid have been completely assigned with data see also 2 example for a runtime protocol The model grid was written into the selected file Nor warnings or fatal errors detected Example for a runtime protocol with error messages excerpt XXX GRITOP started at 2001 08 03 14 32 56 Meaning of following messages I nnn w nnn F nnn info message no nnn warning error message no nnn fatal error message no nnn I 100 I 314 0 1920 topo points used for interpolation Data set no 20 file no 2 I 401 Interpolation error area lt 100 Check data sets and or tolerance limit METRAS grid points within interpolated area lt 100 Percentages are from interpolation of last file only
74. yes gt 0 c New Federal States land use O no l yes gt 0 Data Corrections a neg heights to 0 m O no 1l yes gt 0 b non assigned heights to 0 m O no 1l yes gt 0 c non assigned categories to category 3 0 no l yes gt 0 T 1 1 T T Explanations In the first block Files the user has to specify the directory where the Darmstadt land register files are saved and the directory for the converted topography files All converted files start with the specified initial character string given in the following line The program completes this file name by a character string and an ending as described in the following table String Content of File Files with heights for the old Federal States Files with land use for the old Federal States _h09 tpa Files with heights for the new Federal States Gau Kr ger co ordinates relative to _l09 tpa Files with land use for the new Federal States Gau Kr ger co ordinates relative to 9 E _h12 tpa Files with heights for the new Federal States Gau Kr ger co ordinates relative to 12 _l12 tpa Files with land use for the new Federal States Gau Kr ger co ordinates relative to 12 E _h15 tpa Files with heights for the new Federal States Gau Kr ger co ordinates relative to 15 E _115 tpa Files with land use for the new Federal States Gau Kr ger co ordinates relative to 15 E The fi
75. 00 lt 4 3 4 Hierarchie der Topographiedatens tze Das in GRITOP implementierte Interpolationsverfahren setzt voraus dass sich innerhalb eines Topographiedatensatzes keine zwei Rasterelemente berlappen Verschiedene Topographie datens tze also verschiedene Dateien mit Topographierohdaten d rfen sich dagegen ber lappen Alle als Eingabedaten bereitgestellten Topographiedatens tze werden von GRITOP in der Reihenfolge abgearbeitet in der sie in der Steuerdatei Abschnitt 4 1 2 vorgegeben werden Ein Gitterelement dessen Fl che von dem bearbeiteten Topographiedatensatz vollst ndig ent sprechend Gleichung 4 abgedeckt ist wird mit einem Wert f r die Gel ndeh he und oder den prozentualen Anteilen der Landnutzungsklassen belegt und bei der Interpolation weiterer Topo graphiedatens tze auf das Gitter nicht mehr ber cksichtigt Wird dagegen das Gitterelement nicht oder nur unvollst ndig von dem Datensatz abgedeckt so geht es in die Interpolation des n chsten Datensatzes als vollst ndig unbelegt ein Dies bedeutet dass Informationen aus dem nur teilweise abdeckenden Datensatz f r das Gitterelement verloren gehen Die Reihenfolge in der die Topographiedatens tze abgearbeitet werden bestimmt die topo graphischen Inhalte des Modellgitters Als allgemeine Regel ist zu beachten dass die Topographiedaten tze zuerst angegeben werden sollten die Topographiedaten mit dem h chsten Informationsgehalt beinhalten Dies sind i
76. 0f top Topography data base in order of priority Number of data base files nn een A i Name Format type Coord system Content 1 max 256 char 1 ArcViewExp O def by file form O def by file form i 2 X Y Z 1 Gauss Krueg 1 heights z y 3 UniHH 2 geogr coord 2 1 use 3 LambAzi 9 48 4 British Nat Grid E 5 UTM A a 6 CH1903 topo COR_l tpa J 3 2 topo LVM_h tpa 1 1 1 topo OWN_1l tpx 2 2 2 topo OWN_h tpu 3 0 0 1 r Interpolation tolerance limit gt 0 0 lt 10 0 5 r 1 Roughness length per land use class all in m r r V O S water J Ba a el BITTE a Ba lm COS 4 g H beemd Eea ES A A een 1 0520 3 N DEI SAN ee re er er bern real pen een RN Me 20 30 3 r 3 SR IMERCO Lan US nn nn nee ee ara 20 60 1 il E A MS AICO NS ASA AS A SS ee E ozro 1 i ED wat Nyse cash oor re ee ts E o ler 01 50 1 ES USAS nn a Shale fay tee ee aber eae di a Re ee ee O O 0 roy mT XO OT Si een ais OG 0 1 u Ve N CONLESEOUS gt EOL SSC ni ale al ns ee ee ee gt FOTZ 1 i te Da WIT AN sa VE Ais A ee DORSO 0 1 9 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 VT AKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKS Comments The first block METRAS grid area defines the location and size of the model area If the model area is defined by geographic co ordinates first parameter true the latitude and lon
77. 3 2 2 Online control standard deviation Die schichtweise berechneten Standardabweichungen werden online kontrolliert 3 2 2 Online control area averages Die Gebietsmittelwerte werden online auf 2 DT Wellen und monotone Zu Abnahme kontrolliert 3 2 2 Online control mass balance Die Massenerhaltung wird online kontrolliert 3 2 2 Online control valid ranges Die Modellergebnisse werden online zu jedem Zeitschritt und an jedem Gitterpunkt auf zul ssigen Seite 34 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Wertebereich kontrolliert 3 2 2 Offline control 2 DX 2 DY waves Die Schichten maximaler Standardabweichungen werden auf 2 DX 2 DY Wellen berpr ft 3 2 3 Offline control result independent from grid Es werden Testl ufe zur Unabh ngigkeit der Modellergebnisse vom Gitter durchgef hrt 3 2 3 Offline control comparison plausible results Alle Modellergebnisse werden auf Plausibilit t und soweit m glich bereinstimmung mit anderen Modellergebnissen oder Messungen berpr ft und bewertet Mit OK k nnen Sie Ihre Angaben speichern mit Cancel werden die Eingaben verworfen 2 5 5 Modell Optionale Eigenschaften In diesem Dialog geben Sie an ob das zu evaluierende Modell die Anforderungen der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 Kapitel 2 zweiter Abschnitt hinsichtlich der optionalen physikalischen Modellgrundlagen erf llt Optionale Modelleigenschaften sind nur f r bestimmte Modellanwendungen n tig Model op
78. 322 1422 1522 1622 7 In der METRAS Version wird das Protokoll unter einem anderen Namen abgelegt und enth lt teilweise andere Eintr ge 11 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 I 200 I 207 14208 14204 T 105 I 216 1 999 1722 1823 1924 1426 1927 1630 1822 1923 1225 1526 1528 1730 1922 1123 1223 1124 1224 1324 1325 1425 1525 1626 1726 1826 1628 1728 1828 1830 1930 1631 Initialization finished No of processed points Area points total 1323 1424 1625 1926 1928 1731 1423 1524 1725 1527 1629 1831 used points to set land use data used points to set height data neg heights reset gt Om Processing data old List of created states 0 0 heights and land use topography files all ArcView 1931 1555200 1019520 1019520 1523 1623 1624 1724 1825 1925 1627 1727 1729 1829 1723 1824 1326 1827 1929 0 oe 10 65 65 oe Start of processing topo files old states finished Export Format Coord Content No Name 1 D tmp 1 2 D tmp 1 System THD Results sh_h tpa THD Results sh_l tpa 0 warning errors detected Execution terminated No fatal error detected X THD terminated at 2001 07 30 13 50 40 Erl uterungen des Beispiels Meldungsnummer 14100 1201 1203 1 102 14200 1207 1208 1204 1105 14216 Das Datenformat aller Ergebnisdat
79. 500 m ermittelt Die Landnutzung entspricht in der Regel der haupt s chlichen Nutzung innerhalb einer Rasterfl che Die Daten verteilen sich auf 522 Dateien deren Namen BWxxxx DAT wiederum den Gau Kr ger Hochwert xxxx in km aller Rasterpunkte der Datei enth lt Jede Datei besteht aus einer Kopfzeile im FORTRAN Format 14 die die Anzahl N der Datenpaare innerhalb der Datei an gibt Die folgenden N Zeilen enthalten je ein Datenpaar von Gau Kr ger Rechtswert in km und Landnutzungsklassen im Format 14 1X 14 Die Gau Kr ger Rechtswerte beziehen sich je nach Lage der Rasterpunkte auf unterschiedliche Bezugsl ngen 9 6 L 12 6 L oder 15 L Die Ziffern 1 bis 4 des Landnutzungswertes stehen f r die Landnutzung innerhalb von vier Rasterfl chen 500x500 m deren Lage in Bezug auf den Rechts und Hochwert der folgenden Abbildung entnommen werden kann GK Hochwert volle km GK Rechtswert volle km Abbildung 1 Anordnung von Rasterfl chen um die Schnittpunkte von Gau Kr ger Koordinaten M gliche Klassen der Landnutzung sind Landnutzung O leer Ausland kein Wert 1 Gew sser 2 Forst Wald Park 4 Bebauung 5 Wiese Feuchtgebiet 6 Nutzfl che Acker Freifl che 3 Konvertierungsverfahren in THD Innerhalb einer Topographiedatei im ArcView Format von GRITOP Abschnitt 4 2 k nnen nur Daten einheitlichen Typs Gel ndeh hen oder Landnutzung und einheitlicher Rasteraufl
80. 6 L Umrechnung Gau Kr ger Koordinaten und entf llt bei konvertierten Daten f r die alten Bundesl nder GRITOP Eingabedialog Eingabedialoge werden unter name gri gespeichert wobei name identisch ist mit dem vom Benutzer vorgegebenen Namen der Ausgabedatei METRAS PC Gitter GRITOP Laufzeitprotokoll Laufzeitprotokolle werden unter name grp gespeichert wobei name identisch ist mit dem vom Benutzer vorgegebenen Namen der Ausgabedatei METRAS PC Gitter METRAS PC Allgemeine Regeln F r eine Simulation wird vom Benutzer eine Kurzbezeichnung vergeben Diese Simulation kann sich aber aus einer Initialisierungsrechnung und mehreren Restart s zusammensetzen Alle Dateien enthalten deshalb die Kurzbezeichnung der Gesamtsimulation werden aber um eine fortlaufende Nummerierung Eingabedialoge bzw um eine Kennzeichnung des Simulationszeitraums Laufzeitprotokoll und Ergebnisse erweitert um eine eindeutige Zuordnung zu der jeweiligen Rechnung zu erm glichen Der Simulationszeitraum ist nat rlich erst nach Abschluss der Rechnung bekannt so dass die w hrend der Rechnung geschriebenen Ergebnisse im Anschluss umbenannt werden Falls diese Umbenennung der Ergebnisdateien aus irgendwelchen Gr nden systembedingt Abbruch durch Benutzer oder andere Ursachen scheitert werden Sie durch eine Warnmeldung darauf hingewiesen In diesem Fall sollten Sie im Laufverzeichnis und Ergebnisverzeichnis von METRS PC siehe Verzeichnisstruktur berpr fe
81. AS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Dokumentation des Modellsystems METRAS Version 1 0 Benutzerhandbuch Klaus Bigalke K Heinke Schl nzen August 2001 METRAS Technical Report 12 D Meteorologisches Institut Universitat Hamburg Bundesstrasse 55 20146 Hamburg 1 METCON Umweltmeteorologische Beratung Dr Klaus Bigalke Pinneberg Meteorologisches Institut Universit t Hamburg Seite 1 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 1 BERBLICK 2 ut a une e o e dr ted 4 1 1 WAS MUSS ICH ZUERST WISSEN PA eva tae A eee 4 BAT Wes ISEMETRASES nn iaa ia lee ER data 4 1 1 2 Die Tools InMETRA St a eh 5 121 3 Installation A E urenbntrieie 5 1 1 4 Anwendungsvoraussetzung un444 rica 6 1 1 5 Wie starte ich METRAS u nueesasnssnensnannnsnsnnennnnnnnnnnnnnnnnonnnnnannnnnnnnsnnnnnnnnnannnnannnnsnnnnnnnnann 6 1 1 6 Wie funktioniert METRAS 2 20 en Lie ei IH 6 1 1 7 Fenster und Dialoge in METRAS 4 s cccccccccseceeseeceneeeceneseneeceeneeceaeeesaaesaceececsssssaseseneeseenseseaneess 6 11 8 LIZENZDEGINQUNOEN fcc oi eon Sian leben A oie 9 1 2 WEMERE INFORMATIONEN n 2er ke ee lernen anerkannter 9 1 2 1 VWerzeichnisstruktur aii ib 9 bazy DACIONA AUNADO A A A E OE AGR 10 1 2 3 Dateinamen ses 11 1 24 SUPDOF paint a ita 12 2 EINGABEDATEN ERSTELLEN 2 2 222 ces ea ideada 14 2 1 EINGABEDIALOG OFENEN 22 2 4 2 Rai Riese 14 2 21 lt EINGABEDIALOGTHD utilitario tato
82. Abschlussbericht Entwicklung und Evaluierung eines meteorologischen Modellsystems zur Folgenabsch tzung von Umwelteingriffen auf Klima und Luftqualit t Band 1 Hauptteil und Anh nge 1 bis 5 Aktenzeichen der Deutschen Bundesstiftung Umwelt 16839 Klaus Bigalke METCON Umweltmeteorologische Beratung K Heinke Schl nzen Meteorologisches Institut Universit t Hamburg Projektbeginn 1 Mai 2000 Projektlaufzeit 14 Monate Pinneberg September 2001 der STIFTUNG Deutschen Bundesstiftung Umwelt eT az 16839 Referat 34 2 Entwicklung und Evaluierung eines meteorologischen Modellsystems zur Folgenabschatzung von Umwelteingriffen auf Klima und Luftqualitat Projektkennblatt UMWELT gt Stichworte Klima Modell Planung EDV Laufzeit Projektbeginn Projektende Projektphase n 1 Jahr und 2 Monate 1 05 2000 30 06 2001 Zwischenberichte nein Bewilligungsempfanger METCON Umweltmeteorologische Beratung Tel 0 41 01 69 38 56 Dr Klaus Bigalke Fax 0 41 01 69 38 57 Jappopweg 9 h Projektleitung Dr Bigalke 25421 Pinneberg Bearbeiter Dr Bigalke Dr Haenel Kooperationspartner Universit t Hamburg Zentrum f r Meeres und Klimaforschung 20146 Hamburg Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Entwicklung eines meteorologischen Programmsystems METRAS zur Beurteilung der Wirkung von Umwelteingriffen auf klimatische und lufthygienische Parameter Ziel ist die Bereitstellung eines kosten g nstigen Planungsinstrumentes
83. Co ordinates of topography da 10 5640 54 0140 SENT pan 127 3712 5987 7435 10 5640 53 5960 SFr SSH 127 4561 5984 6534 168 data sets loaded Topography data file Topography data file 0 10000 topo points loading checked used for 3242 10000 9249 10000 9300 10000 used used used topo points topo points topo points 0 800 topo points used for i Interpolation procedure tpa ta set File no 2 Data set no 1 all co ordinates 8 1820 54 5960 lon lat dd mmss SERE X E N km input syst ho 44 4244 6094 3808 E N km conv syst E 8 1820 54 5140 222222 Renee rn fe en ee 44 5777 6078 9254 ta set File no 2 Data set no 168 all co ordinates 10 5960 54 0140 lon lat dd mmss HITA x 29223 EAN kml input syst 131 0099 5987 8449 E N km conv syst x 10 5960 53 5960 2 3 2 Xx SE A e 131 0973 5984 7548 completed for overlapping data sets interpolation Data set no 1 file no 2 for interpolation Data set no 45 file no 2 for interpolation Data set no 46 file no 2 for interpolation Data set nterpolation no 47 file no 2 Data set no 168 file no 2 for this topography data file finished Interpolation procedure Boundary values for METRAS grid calculated Control procedure All METRAS METRAS grid file written File name 0 warning errors detected grid point
84. Evaluierungszertifikat zusammengefasst Dieses Zertifikat unterschrieben von der f r die Evaluierung verantwortlichen Person dient gegen ber Beh rden und Auftraggebern als Nachweis dass das verwendete Modell eine Qualit tssicherung gem der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 erfolgreich durchlaufen hat METRAS versieht das Evaluierungszertifikat mit einem Schl ssel der es im Zweifelsfall erm glicht die Authentizit t des Zertifikats zu berpr fen Sobald eine EVA Toolrechnung erfolgreich d h ohne fatalen Fehler beendet wurde steht der Men eintrag EVA Print evaluation document zur Verf gung Dar ber l sst sich das zur letzten Evaluierungsrechnung geh rende Protokoll ausdrucken Falls Sie bereits in einer fr heren METRAS Sitzung ein Evaluierungszertifikat erstellt haben k nnen Sie dieses Zertifikat nicht ber EVA Print evaluation document drucken ffnen Sie in diesem Fall die zugeh rige Datei der Dateiname steht im EVA Laufzeitprotokoll in ein Fenster des Arbeitsbereiches Dateien ansehen und drucken Sie dann das Zertifikat aus Dateien drucken 5 7 Navigieren zwischen Dialogen und Fenstern In METRAS k nnen gleichzeitig bis zu 25 Fenster und Dialoge 20 5 ge ffnet sein Das Navigieren zwischen diesen Fenstern und Dialogen sollen Ihnen die Eintr ge Dialogs und Windows in der Men leiste erleichtern Dialogs THD holt den Eingabedialog f r THD in den Vordergrund Dialogs GRITOP holt den Eingabedialog f
85. GAITOP METRAS EVA EVA status munning Status of test cases Tesoaea inprocess Testcese c2 waiting lor processing Test cate bl waking for processing Test case dl waking for processing Testcaseb2 waiting for processing Testcated2 not selected Test case cl waiting for processing m Cument test cate Test case in process a Action in process calculation of ha rates DD Overall progress PTT TTT ETT 0 Das Register EVA informiert ber den Status der Evaluierungsrechnung f r jeden der VDI Testf lle Im Beispiel befindet sich der Testfall a momentan in Bearbeitung die Testfalle b bis d1 warten auf die Bearbeitung und Testfall d2 ist nicht zur Evaluierung ausgew hlt F r den Testfall a werden momentan die Trefferquoten f r die Windrichtung berechnet Action in process Der Fortschrittsbalken zeigt an wieweit die ausgew hlten Aktionen zur Evaluierung vorangeschritten sind 4 3 Rechnung abbrechen Jede Rechnung eines der vier Tools l sst sich entweder ber das Men oder den zugeh rigen Stopbutton aus der toolspezifischen Gruppe der Symbolleiste von links nach rechts THD GRITOP METRAS PC Seite 51 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch EVA mm gt om m gt 108 abbrechen THD Stop bricht eine Toolrechnung THD ab GRITOP Stop bricht eine Toolrechnung GRITOP ab METRAS Stop Li bricht eine Toolrechnung METRAS PC ab EVA Stop Sicherheitshalber werde
86. METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Wind profile west east component rm Hier k nnen Sie entweder direkt in der Liste oder ber die Eingabefelder links Profilh hen und zugeh rigen Wert eingeben F r alle Gr en gilt dass mindestens ein Bodenwert vorgegeben werden muss Mit Add to profile wird ein Profilwert der Liste zugef gt mit Delete from profile wird der in der Liste markierte Profilwert gel scht Best tigen Sie Ihre Eingaben mit OK Surface pressure at initialization point Auf Meeresniveau reduzierter Luftdruck am Initialisierungspunkt Soil temperature Die anf ngliche Temperatur an der Erdoberfl che kann am Initialisierungspunkt auf zwei Weisen vorgegeben werden Entweder wird der Wert der Realtemperatur in 1000m ber Grund verwendet oder die Bodentemperatur wird vorgegeben Bei topographisch gegliedertem Gel nde wird die Bodentemperatur dann in beiden F llen im gesamten Modellgebiet unter Annahme einer Standardatmosph re h henabh ngig berechnet Water temperature Die anf ngliche Temperatur wird analog zur Bodentemperatur vorgegeben und berechnet 2 4 6 Register Species Dieses Register steht nur zur Verf gung wenn die Option Stofftransport gesetzt ist gt D Progekte 99B 110 Tests ME TRAS npul T tracert met Seite 27 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch In der linken Liste sind alle Stoffe aufgef hrt deren Transport und trockene Deposition mit METRAS PC berechnet werden kann Die rech
87. No JJ JI height set percentage land util set percentage 1 2 2 no 0 000 no 0 000 2 2 3 no 0 000 no 0 000 3 2 4 no 0 000 no 0 000 4 2 5 no 0 000 no 0 000 5 2 6 no 0 000 no 0 000 Heights set X set not set XXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXX 13 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 I 307 I 308 14402 use set X set not set RRRXFS SEES XS SS 2575222 Gare MXN XK HSS eS XK SS E E PS 29 99 o e ae Interpolation procedure for this topography data file finished Interpolation procedure for all topography data files finished Boundary values for METRAS grid calculated Interpolation error Missing topo data for following METRAS grid points JJ JI NW CORNER NE CORNER SW CORNER SE CORNER ZDEF UDEF 2 2 NW 54 00596 NE 54 01001 SW 54 00273 SE 54 00277 no no 8 03137 8 04086 8 03144 8 04094 2 3 NW 54 01001 NE 54 01005 SW 54 00277 SE 54 00281 no no 8 04086 8 05036 8 04094 8 05043 2 4 NW 54 01005 NE 54 01009 SW 54 00281 SE 54 00285 no no 8 05036 8 05585 8 05043 8 05592 2 5 NW 54 01009 NE 54 01013 SW 54 00285 SE 54 00290 no no 8 05585 8 06534 8 05592 8 06541 2 6 NW 54 01013 NE 54 01017 SW 54 00290 SE 54 00294 no no 8 06534 8 07484 8 06541 8 07490 F 301 Missing topography data for one or more METRAS grid points xxxxx GRITOP terminated at 2001 08 03 14 33 49 Comments Message n
88. OP Ausgabedateien unse 11 4 2 1 La lzeilprol k liues tree ee 11 4 2 2 M dellgitter u ee elek 15 DankSagungtatene accented es ated ls dd een ee 15 Anhang Dateiformate in ee release 17 A A ae ee ge 17 PL 2 KY ZONAL AX EU eee Rd uds ace a ates asd eds 18 AS Uni RH Format tou see 19 A E rE 22 2 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 1 Einf hrung Mesoskalige atmosph rische Simulationsrechnungen erfordern als Eingabedaten u a ein ber das Simulationsgebiet gelegtes Modellgitter mit Informationen zu Gel ndeh hen und Land nutzungstypen innerhalb jedes Gitterelements des Modellgitters Das Programm GRITOP erstellt f r das mesoskalige Transport und Str mungsmodell METRAS 2 ein Modellgitter und interpoliert fl chengewichtet rasterbezogene Topographie rohdaten auf das Raster des Modellgitters Die vorliegende Version 2 0 von GRITOP ist gegen ber GRITOP 1 0 1 deutlich erweitert da u a Topographierohdaten in drei verschiedenen Dateiformaten in GRITOP 2 0 genutzt werden k nnen wobei das sogenannte ArcView Format einem Format entspricht wie es von den meisten GIS Systemen exportiert werden kann GRITOP 2 0 unterst tzt sechs der in Europa gebr uchlichsten Koordinaten bzw Projektionssysteme so dass der Anwender in den meisten F llen keine Zusatzprogramme zur Transformation seiner Datenbest nde in ein anderes System ben tigt GRITOP 2 0 liegt als Einzelversion und als eine in das Programmsystem METRAS Ve
89. Rasterelements Als Koordinaten sind die folgenden Systeme zul ssig e geographisch L nge und Breite 9 westlich von 0 E und s dlich von 0 N negativ e Gau B Kr ger Rechts und Hochwert m e Lambert Azimutal bzgl 9 E und 48 N Projektionssystem des CORINE Landnutzungsdatensatzes f r Europa easting und northing m e British National Grid easting und northing m e Universal Transverse Mercator UTM easting und northing m e Schweizer Landeskoordinaten CH1903 x und y m cellsize Rasteraufl sung in x und y Richtung in den gleichen Koordinaten und Einheiten wie xllcorner und yllcorner Ist die Rasteraufl sung in x und y Richtung identisch kann der zweite Wert weggelassen werden NODATA_ value Wert f r nicht definierte Rasterpunkte im Datenblock Werte im Datenblock Gel ndeh hen ber NN m oder METRAS Landnutzungsklasse ein heitlich in allen Datenbl cken einer Datei A 2 xyz Format tpx ASCII Dateien mit Topographierohdaten im xyz Format enden auf der Dateinamenerweiterung tpx Dieses Dateiformat wird gelegentlich von deutschen Vermessungs mtern geliefert Gel ndeh hen und Landnutzungsdaten k nnen nicht gemeinsam in einer Datei enthalten sein Obwohl es sich um ein sehr einfaches Dateiformat handelt wird die Verwendung in GRITOP bei gro en Datens tzen nicht empfohlen weil die Rechenzeiten von GRITOP um ein Vielfaches h her liegen als bei Verwendung des ArcView Formats Alle Dat
90. Recent output not started Run title VDI al Result file 00 03 00 dd hh mm Simulation time range 00 00 00 to 00 06 00 dd hh mm Restart file 00 03 00 dd hh mm Simulation status running not started Simulation progress METRAS time 00 03 06 dd hh mm METRAS time step no 231 Remaining to simulate 00 02 54 dd hh mm METRAS time step length 60 00 sec METRAS running Progress in time EVA not started m CPU time control All CPU times are rough estimations CPU consumption is monitored by METRAS in some time intervals only Assigned by user 00 01 00 dd hh mm Already used 00 00 05 dd hh mm Still available 00 00 55 dd hh mm Remaining estimated 00 00 04 dd hh mm Used CPU time DEE 0 Abbildung 2 Laufzeitkontrolle der Einzelkomponenten hier METRAS PC Grunds tzlich k nnen alle Einzelkomponenten parallel betrieben werden So kann der Anwender beispielsweise neue Modellrechnungen vorbereiten w hrend eine METRAS PC Simulation noch aktiv ist Die Programmierung der Oberfl che erfolge in FORTRAN mit Hilfe des Programmentwicklungssystems WINTERACTER der Fa Interactive Software Services Ltd England Im ersten Projekthalbjahr wurden in der damals verwendeten Version WINTERACTER 2 20 einige gravierende Fehler festgestellt die die Funktionalit t von METRAS grundlegend einschr nkten Diese Fehler wurden d
91. Schlie t den Eingabedialog ohne Speicherung der Daten 2 6 Eingabedaten speichern Die von Ihnen bearbeiteten Eingabedaten werden in Dateien mit toolspezifischen Endungen gespeichert F r jedes Tool ist ein eigenes Verzeichnis standardm ig voreingestellt Dateinamen File Save a Speichert die Eingabedaten in einer Datei Beim ersten Speichern wird ein Dateiname vorgeschlagen der toolspezifisch festgelegt ist Bei THD und GRITOP entspricht der vorgeschlagene Dateiname den Namen der von Ihnen gew hlten Ausgabedateinamen f r Topographiedaten bzw METRAS PC Gitter erg nzt um die Endungen thd bzw gri bei METRAS PC und EVA ergibt sich der Name aus Laufkennung bzw Projekttitel Wenn Sie die Daten schon einmal gespeichert haben erfolgt keine erneute Abfrage des Dateinamens File Save as ber diesen Men punkt k nnen Sie die Eingabedaten unter einem anderen Dateinamen speichern Achtung Wenn Sie einen Eingabedialog ber den Button OK verlassen und seit der letzen Speicherung nderungen an den Eingabedaten vorgenommen haben wird vor dem Schlie en des Dialogs nachgefragt ob Sie die ge nderten Daten speichern m chten Beim Verlassen eines Eingabedialogs ber den Button Cancel gehen alle seit der letzten Speicherung erfolgten Anderungen an den Eingabedaten verloren Speicherung bei mehreren ge ffneten Eingabedialogen In METRAS k nnen Sie mit allen Tools gleichzeitig arbeiten also auch Eingabedialoge mehrerer Too
92. TRAS wird mit Sicherheit in Beratungsunternehmen und Beh rden vielf ltige Einsatzm glichkeiten finden zumal es zu geringen Kosten zur Verf gung steht Die Vorstellung des Programmsystems bei der Meteorologentagung in Wien hat vielseitiges Interesse ausgel st Dieses galt nicht nur f r das gesamte Programmsystem sondern auch f r Teilkomponenten Insbesondere galt das Interesse neben METRAS PC den Programmen GRITOP und EVA Auch Entwickler anderer me soskaliger Modelle waren hieran interessiert um ihr Programm einer METRAS PC vergleichbaren Qua lit tssicherung zu unterziehen Ein wichtiges Ziel dieses Projektes die vorhandenen Modelle f r Umwelt untersuchungen zu einem h heren Standard zu f hren scheint damit erreicht Deutsche Bundesstiftung Umwelt An der Bornau 2 49090 Osnabr ck Tel 0541 9633 0 Fax 0541 9633 190 http www dbu de Inhaltsverzeichnis 1 Anlass und Zielsetzung des Projekts uuunnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 2 2 Arbeitsschritte und angewandte Meth den m teed eed sees dana 5 3 Ergebnisse und Diskussion 24h 8 3 1 METRAS Proorammobe aciertos 8 3 2 METRAS Programmkomponente THD ccccccscccecssscseesseeseceseccaeecseessesaeeseeeseeenes 11 3 3 METRAS Programmkomponente GRITOP c cccsccssssssssssssecssesssessesssesseeseesseesees 12 3 4 METRAS Programmkomponente METRAS PC 2 0 ooccccccccocccccooncon
93. TRAS PC Zeitserien formattiert Die Zeitserie am Kontrollpunkt wird unter ATSP_name_time mts die gemittelte Zeitserie unter ATsM_name_time mts gespeichert F r name und time gelten die oben genannten Regeln METRAS PC Restartdatei bin r Die Restartdatei wird unter BRest_name_time mbn gespeichert F r name und time gelten die oben genannten Regeln METRAS PC Kontrollausgabe Druckl ser Die zwei Kontrollausgaben des Druckl sers werden unter APres1_name_time txt und APres2_name_time txt gespeichert F r name und time gelten die oben genannten Regeln EVA Eingabedialog Eingabedialoge werden unter name evl gespeichert wobei name identisch ist mit dem vom Benutzer gew hlten Namen des Evaluierungsprojekts project title EVA Laufzeitprotokoll Laufzeitprotokolle werden unter name erp gespeichert wobei name identisch ist mit dem vom Benutzer gew hlten Namen des Evaluierungsprojekts project title EVA Evaluierungszertifikat Das Evaluierungszertifikat wird unter name ece gespeichert wobei name identisch ist mit dem vom Benutzer gew hlten Namen des Evaluierungsprojekts project title 1 2 4 Support Kostenloser Support METRAS wird gegen eine Aufwandsentsch digung weitergegeben die alle Aufwendungen f r Versand Registrierung und kostenlose Lieferung von Bugfixes an registrierte Benutzer abdeckt Ein dar ber hinaus gehender Support kann nicht geleistet werden Die Programmautoren sind Ihnen aber f r jeden Hinweis auf
94. Unter Edit METRAS data information k nnen Sie die METRAS PC Eingabedaten weiter spezifizieren Seite 36 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Hinweis Die Evaluierung erfolgt immer d h auch f r METRAS PC Ergebnisse auf Basis von Dateien im EVA Format Damit ist sichergestellt dass METRAS PC gegen ber anderen Modellen in der Bewertung nicht bevorzugt wird z B weil Modellergebnisse bei direkter Verwendung der METRAS PC Dateien in einigen Testf llen direkt an den Gitterpunkten ausgewertet werden k nnten statt sie auf vorgeschriebene Positionen zu interpolieren Au erdem ist die Evaluierung transparent da die konvertierten Dateien einsehbar sind Model result files Modellergebnisdateien im EVA Format siehe Technische Referenz zu EVA Je nach Testfall sind unterschiedlich viele Dateien bereitzustellen Die Reihenfolge der Dateien entspricht der Reihenfolge der Simulationsl ufe wie sie in der VDI 3783 Blatt 7 vorgeschrieben sind Falls conversion of METRAS results and evaluation von Ihnen ausgew hlt wurde werden die konvertierten METRAS PC Dateien unter den hier angegebenen Dateinamen gespeichert Statistical analysis Die Evaluierung entsprechend der VDI Richtlinie erfolgt immer auf Basis von Trefferquoten Eine statistische Analyse der Abweichungen zwischen Modellergebnissen und Referenzwerten analytische L sung Modellergebnisse oder Messungen ist daf r nicht erforderlich EVA bietet jedoch die M glichkeit die Abweichu
95. Vers 1 0 Benutzerhandbuch erneutes Anklicken von ffnet das Fenster wieder Register THD Tool Run Information RUN STATUS not started not started LETT Ed not started oe CACA AAA Dieses Register zeigt an wieviele der insgesamt zu bearbeitenden Dateien mit Topographierohdaten bereits abgearbeitet sind Getrennt dargestellt werden Dateien f r die alten Bundesl nder Dateien mit Gel ndeh hen sowie mit Landnutzungen der neuen Bundesl nder Au erdem wird der Fortschritt bezogen auf alle zu bearbeitenden Dateien angezeigt Dieser letzte Fortschrittsbalken ist ein Indikator f r die verbleibende Rechenzeit Register GRITOP Tool Run Information RUN STATUS mol started 0 68 0 1 ty NOAA AAA PETTY lt lt Detals zn Der erste Fortschrittsbalken zeigt die Anzahl der bereits verarbeiteten Dateien mit Topographiedaten an Oberhalb des Balkens wird angegeben welche Datei momentan abgearbeitet wird Anhand des zweiten Fortschrittbalkens k nnen Sie ablesen f r wie viele Gitterpunkte des METRAS PC Seite 49 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Gitters bereits eine Uberlappung mit den Daten der aktuell bearbeiteten Topographiedatei berechnet wurde im Beispiel f r 109 von insgesamt 152 Punkten des METRAS PC Gitters Die hier angegebene Anzahl von Punkten sagt nichts dar ber aus ob diese Punkte auch tats chlich mit Daten belegt werden konnten Der letzte Block des Regi
96. al co ordinates the according sheet number res file name can be determined as well pa 0 and en 6 10 Each file consists of a header FORTRAN Format 5X 14 and 72 data rows format 120 15 The l4 value in the header marks the chart number rrcc The first four digits of the l5 values contain the height above sea level the fifth digit the land use category In cross border charts at each grid point laying in a neighbouring country the height is set to zero above sea level The arrangement of data within each file corresponds to a horizontal reflection of the grid on the plane table sheets In a data row the grid points are listed from the west to the east and within a column from the south to the north 2 2 New Federal States Terrain height and land use categories for the new Federal States differ from each other in spatial resolution and file format Thus they are saved in separate files 2 2 1 Terrain height The terrain height is based on the plane table sheets TH 1 25 000 and are available in a spatial resolution of 1x1km The height values are given with an accuracy of 5 m only at the intercept points of Gauss Kr ger co ordinates Therefore they differ to a greater or lesser extent from the average height of the surrounding grid box of 1 km The data are spread over 514 files where each file contains every height value belonging to a fixed Gauss Kr ger northing The northing xxxx in km belonging to the data of a file
97. alt beliebiger Dateien ansehen aber nicht editieren Durch Anklicken von File Tool Run Information ffnet sich das Fenster Tool Run Information METRAS gid ports processed by cument inpe fe Grd portno 01153 In diesem Fenster wird der Rechenfortschritt der Toolrechnungen angezeigt Uber den Button Details kann zwischen der verkleinerten links und der Detailansicht rechts gewechselt werden Alle Eingabedaten zu den Tools werden Uber Dialoge erstellt die in Anzahl und Art der Darstellung je nach Tool variieren Seite 7 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Tests GRITOP nput GA st S lnput se Eingabedialog METRAS PC Seite 8 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch EVA S x General infcemation on evaluation project Project tite lewd ei Person responsible Kisus Bigake Information on mesoscale model to be evaluated Nene METRASPC Pasonsesponstielotlsate Heike Sctinen Version 2o Petsoruesponeible for support Heike Schinzen Relesse date p Input data on model according to VDI guideline 3783 7 Documentation 545 Edi Resut contol 009 Ed Necessary properties 0 0114 Edi Optional properties MOL Eck Input data on test cases according to VDI guidelne 3783 7 Tostcare a notselected Ed Test case c2 not selected E Test cose DI not selected Edi Testcase dl not selected Edt Test care D2 not selected Edi Test case d2 not selected
98. andnutzungsklassen 0 9 vorliegen 2 Die Topographierohdaten verschiedener Topographiedatens tze d rfen sich gegenseitig ber lappen 4 1 2 Steuerdatei Die Steuerung von GRITOP erfolgt ber die Steuerdatei gritop_TAPE5 die im Laufverzeichnis von GRITOP vorliegen muss Die Steuerdatei wird formatfrei eingelesen Allerdings muss die Reihenfolge von Kommentaren und Eingabedaten wie in dem unten gegebenen Beispiel ein gehalten werden Alle Zeichen Kommentare oder Daten sind in Hochkomma zu setzen Kommentare auch in Datenzeilen k nnen maximal 80 Zeichen lang sein Beispiel f r ein GRITOP_TAPE5 VAKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKTK KK KK KK KK KH KK KK KK KK TH KH KH KH TH KH TH KH TH TH TH KH TH TH TH KH TH KH TH AK TH KH TH AK TH KH TH KH KK KK KK KH KH U KR DA gritop_TAPES at PKK KKK KKK KKK KK KKK KKK KKK KKK KK KKK KKK KKK KK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KK KKK KH KK KH KK AH KK KH KH U METRAS grid area 4 r Coordinate system lon lat true or GK false true Coordinates of reference point Longitude DD MMSSS or GK Rechtswert km 7 00000 A Latitude DR MMSSS or GR Hochwert Rm oree eiaa a era 51 30000 il Boundaries of model area y West longit DD MMSSS or x lt 0 from ref point m r 6 0000 East longit DD MMSSS or x gt 0 from ref point m 8 0000 South latit DD MMSSS or y lt 0 fr
99. armst dter Katasters gespeichert sind und ein Verzeichnis f r die konvertierten Topographiedateien anzugeben Alle konvertierten Dateien beginnen mit den in der folgenden Zeile angegebenen Anfangszeichen string Dieser Name wird vom Programm erg nzt um eine Zeichenfolge und Dateiendung ge m der folgenden Tabelle string Dateiinhalte _h tpa Dateien mit H hen f r die alten Bundesl nder _Ltpa Dateien mit Landnutzungen f r die alten Bundesl nder _h09 tpa Dateien mit H hen f r die neuen Bundesl nder Gau Kr ger Koordinaten bezogen _l09 tpa Dateien mit Landnutzungen f r die neuen Bundesl nder Gau Kr ger Koordinaten bezogen auf 9 L _h12 tpa Dateien mit H hen f r die neuen Bundesl nder Gau Kr ger Koordinaten bezogen _l12 tpa Dateien mit Landnutzungen f r die neuen Bundesl nder Gau Kr ger Koordinaten bezogen auf 12 6 L _h15 tpa Dateien mit H hen f r die neuen Bundesl nder Gau Kr ger Koordinaten bezogen Dateien mit Landnutzungen f r die neuen Bundesl nder Gau Kr ger Koordinaten bezogen auf 15 6 L Im zweiten Block Konvertierungsgebiet legt der erste Parameter fest ob die nachfolgenden Angaben in geographischen Koordinaten 0 oder Gau Kr ger Koordinaten 1 erfolgen Es folgen die Koordinaten von West Ost S d und Nordrand Diese Koordinaten k nnen frei ge w hlt werden und werden programmintern auf das Raster der vorliegenden Daten angepasst Der letzte Pa
100. aufl senden Daten v llig aus Allerdings beruhen die Daten z T auf topographischen Karten aus den 60iger Jahren und k nnen deshalb insbesondere in der Land nutzung stellenweise von den heutigen Gegebenheiten abweichen Sie sind deshalb f r jede Anwendung auf Plausibilit t zu pr fen Topographierohdaten k nnen nicht direkt als Eingangsdaten in mesoskalige Modelle genutzt werden sondern m ssen zun chst in ein Modellgitter konvertiert werden das vom Modell ein gelesen werden kann Diese Aufgabe wird f r das mesoskalige Modell METRAS 2 von dem Programm GRITOP geleistet GRITOR kann neben zwei weiteren Datenformaten Topo graphierohdaten im sogenannten ArcView Format Abschnitt 4 2 verarbeiten einem Daten format das von den g ngigen GIS Systemen exportiert werden kann W hrend die von Ver messungs mtern erh ltlichen Topographiedaten meist in dem genannten ArcView Format er h ltlich sind liegt das Darmst dter Kataster in einem eigenen Datenformat vor das von GRITOP nicht verarbeitet werden kann Das Programm THD konvertiert die Topographierohdaten des Darmst dter Katasters f r Ge bietsausschnitte die vom Benutzer frei gew hlt werden k nnen in das ArcView Format von GRITOP ber die reine Formatkonvertierung hinaus werden Landnutzungsklassen in die ent sprechenden Klassen des Modells METRAS konvertiert Au erdem k nnen wahlweise Raster punkte die im Darmst dter Kataster nicht definiert sind Ausland Meer mit sinnvol
101. aus dass die urspr nglichen Dateinamen der Originaldaten nicht ge ndert wurden Lediglich das Verzeichnis der Daten kann von Ihnen frei gew hlt werden Output path Verzeichnis in dem die konvertierten Topographiedaten f r den Gebietsausschnitt abgelegt werden sollen Name of output files Name der konvertierten Topographiedaten Dieser Name wird automatisch erg nzt um _hnn tpa f r die Datei mit den Gel ndeh hen und _Inn tpa f r die Datei mit den Landnutzungen siehe Dateinamen Das Ausgabeformat entspricht dem GRITOP Eingabedatenformat ArcView Der hier eingegebene Name wird standardm ig auch zur Speicherung der Eingabedaten in einer Datei verwendet Use topography data files Die Darmst dter Topographiedaten liegen f r die alten Bundesl nder als Dateien mit kombinierten H hen und Landnutzungen f r die neuen Bundesl nder als getrennte Dateien f r H hen und Landnutzungen vor W hlen Sie hier aus welche der Dateien verwendet werden sollen Correction of insufficient data Teilweise enthalten die Darmst dter Topographiedaten undefinierte oder negative H henwerte z B f r Meeresfl chen oder Ausland Diese Werte k nnen optional in H hen von Om konvertiert werden Analog k nnen undefinierte Landnutzungsklassen auf die METRAS PC Klasse 3 Mischnutzung korrigiert werden Seite 16 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 2 2 3 Daten pr fen und Dialog verlassen Wie bei allen Eingabedialogen stehen drei Buttons
102. beiten wollen gliedert sich Ihre Arbeit typischerweise in die folgenden Arbeitsschritte 1 Eingabedaten f r das Tool erstellen 2 Eingabedaten auf Vollst ndigkeit und m gliche Fehler kontrollieren 3 Toolrechnung starten 4 Toolrechnung w hrend der Laufzeit kontrollieren 5 ggf Toolrechnung abbrechen 6 Ergebniskontrolle 7 nur EVA Evaluierungszertifikat drucken Jeder dieser Arbeitsschritte wird in Abschnitten dieses Handbuchs Online Hilfe erl utert Zus tzlich stehen Ihnen in METRAS einige Weitere Funktionen zur Verf gung 1 1 7 Fenster und Dialoge in METRAS Nach dem Start von METRAS ffnet sich zun chst das Hauptfenster Seite 6 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch METRAS ol all ml Tal gt m mi 00 wi gt NN o gt Fenster Fehlermeldungen ber die Men leiste kann auf alle Funktionen von METRAS zugegriffen werden In der Symbolleiste stehen die wichtigsten Men befehle als Buttons zur Verf gung Die Statusleiste informiert ber den aktuellen Zustand der vier Tools Im Arbeitsbereich des Hauptfensters ist grunds tzlich das Fenster METRAS Error Messages ge ffnet Darin werden alle Fehler aufgelistet die METRAS in den Eingabedaten f r die Tools feststellt Eingabedaten pr fen Mit dem Start einer Toolrechnung wird im Arbeitsbereich automatisch das Laufzeitprotokoll des Tools ge ffnet und laufend aktualisiert Rechnung kontrollieren Au erdem k nnen Sie im Arbeitsbereich den Inh
103. ben haben und diese auch soweit dies vorab berpr fbar ist in sich konsistent sind 3 1 Automatische Datenpr fung Sobald Sie in einem Feld eines Eingabedialogs einen Wert eingegeben haben und zu einem anderen Feld wechseln berpr ft METRAS den gerade eingegebenen Feldwert Liegt er ausserhalb des zul ssigen Wertebereichs so werden Sie durch eine Warnmeldung darauf aufmerksam gemacht und k nnen Ihre Eingaben erst fortsetzen nachdem Sie den fehlerhaften Wert korrigiert haben Der Cursor wird automatisch in das Feld mit dem fehlerhaften Wert positioniert Dabei wird der fehlerhafte Wert durch den gr ten oder kleinsten zul ssigen Wert ersetzt der Ihrem eingegebenen Wert am n chsten kommt Beispiel Im Eingabedialog f r METRAS PC haben Sie im Register Initial Meteorology versehentlich f r den reduzierten Bodendruck 2013 hPa eingetippt Surface pressure at initialization point 2013 0 hPa y Wenn Sie jetzt versuchen in ein anderes Feld des Dialogs zu wechseln sehen Sie folgende Warnmeldung Invalid field value IN Field value outside valid range Value 2013 00 0 Allowed range 900 000 1050 000 Enter new value or accept suggested value Der eingegebene Wert liegt au erhalb des zul ssigen Wertebereiches von 900 bis 1050 hPa Nach dem Anklicken von OK befindet sich der Cursor wieder im Feld Surface pressure at initialization point und als neuer Wert ist der h chste Wert des zul ssigen Wertebereiches vore
104. can be found in the file name HOxxxx DAT Each file has a header in the FORTRAN Format 14 The header value gives the number N of data pairs within the file This is followed by N lines format 14 1X 14 where the first I4 value contains the Gauss Kr ger easting in km the second 14 value the height at the intercept point of the Gauss Kr ger co ordinates The following height values are possible 4 of 14 Dokumentation THD Vers 1 0 Value Mann sea abroad no value not defined hhhh height above sea level in 5m steps Depending on the location the Gauss Kr ger easting is related to different reference longitudes 9 E 12 E or 15 E 2 2 2 Land Use The land use categories were determined in a spatial resolution of 500x500 m on the basis of the plane table sheets TK 1 50 000 Usually the land use reflects the main land use within the grid box The data are spread over 522 files whose name BWxxxx DAT again contains the Gauss Kr ger northing xxxx in km of all grid points in the file Each file has a header in FORTRAN format 14 that gives the number N of data pairs within the file The following N lines contain in format 14 1X 14 Gauss Kr ger easting in km and land use category Depending on the loca tion of the grid points the Gauss Kr ger easting is related to different reference longitudes 9 E 12 E or 15 E The first four digits of the land use values contain the land use within fou
105. ch eine Restartdatei erstellt und Sie damit auch bei einem Stromausfall oder Systemabsturz die Simulation nicht neu starten m ssen sollten Sie nicht mehr als einige Tage CPU Zeit vorgeben oder die Simulation von vornherein in einzelne Zeitabschnitte unterteilen siehe Register Times Damit werden auch die Ausgabedateien je nach Ausgabeintervall in einer handhabbaren Gr e gehalten Notes Hier k nnen Sie sich ausf hrliche Notizen zu der Simulation machen Seite 22 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 2 4 2 Register Options METRAS D Projekte 998B 10 Tests ME TRAS lnput VDI al met Fer General Options Times Input Output Initial Meteorology 5 Erion Simulation type Tempersture humdity option Initiakzahon Fest run with dual cycle restart all following uns without dumal cycle Turbulence parameterization Luepkes Schluenzen C TKE Sim z T averaging surface Mus recommended if grid file contains fractions of land use T drought for more than 2 weeks reduced evaporation I simulation with clouds and precipitation IT simulation with tracer transport and depositor Rune Lampani vegetation Simulation type W hlen Sie aus ob es sich um einen Initialisierungslauf 1 Simulation oder einen Restart alle folgenden Simulationen handelt Bei einem Restart m ssen viele Eingabedaten mit denen der Initialisierung bereinstimmen Einige Parameter k nnen
106. cnnnnnnons 52 Error Messages ococcccconoccccnonccncncnnnonn cnn nora nnn rancia 5 Evaluierung u nennnennsnnnnnnnannnnnnnannnnnnnannnnnnannnn 3 Evaluierung Qualit tssicherung 5 Evaluierungszertifikat drucken 56 A ist leciushoshs cs biccceannscet sik Uetmauheene ity 5 Fehlermeldungen eccceceeeeceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeneaees 5 Fenster und Dialoge in METRAS eee 5 Haupffenster A 5 Eile eat reer 57 Install tion 42 6 Herne 4 Kenntnisse etica 5 Konvertierung METRAS PC Ergebnisdateien in EVA Formal sn na 36 Laufzeitkontrolle 2204444e ernennen 46 Laufzeitprotokolle ansehen 56 Lizenzbedingungen uu44224444nnnnnnn nennen nenn 8 Manuelle Datenpr fung 4 41 Men leiste 2z0uns444400nnnnnnnennnnnnn nennen nenn 5 METRASE 2 2 een 5 St tten iia Rebel 5 Modell Dokumentation nen 31 Modell Ergebniskontrolle 33 Modell Notwendige Eigenschaften 32 Modell Optionale Eigenschaften 34 Navigieren zwischen Dialogen und Fenstern 56 Recherfortschritt 220444444 nennen 5 Rechnung abbrechen 4422444 nenn 50 Rechnung starten 240s444444nn en nnnnnnn nn ennn nn 45 Register Area nnunsnnnnenennnnnnnennnnn ernennen 14 Register Data Files
107. d determines the position of vector grid points at which the wind components are defined in the METRAS model The grid points for scalar quantities are in the middle of two vector grid points The resulting model grid can be rotated around its reference point positive direction Since x and y co ordinates of the model co ordinate system always run parallel to the grid the model co ordinate system and the grid are rotated by the same angle Note that the model co ordinate system does not run in the directions easting resp northing anymore Each grid element is now associated with its corresponding geographic latitude and longitude 3 3 Interpolation from a Topography Dataset to the Model Grid Each input file with topography raw data represents an independent topography dataset for GRITOP The topography datasets are interpolated to the model grid one after another At the start of the calculation all model grid points are marked as not assigned concerning terrain height and land use The interpolation is performed in three steps 1 The data matrix elements that overlap the current model grid box are determined and the size of the overlapping area is calculated 2 If the sum of all overlapping areas equals the area of the model grid box eq 1 the terrain height at the grid point is calculated according to eq 2 3 For overlapping grid boxes the percentage of the overlapping area among the whole model grid box area is
108. d ggf aufgetretene Probleme in den Arbeitsgruppen diskutiert wurden Neben diesen regelm igen Treffen wurden in der Regel mehrmals pro Woche Daten und Informationen ber Internet und Fax Telefon ausgetauscht Seite 5 Arbeitsschritte Entwicklung des Preprozessors THD Die TU Darmstadt bietet ein kosteng nstiges Topographiekataster f r Gesamtdeutschland an Dieses Kataster liegt f r alte und neue Bundesl nder in unterschiedlichen Datenformaten vor die nicht standardm ig weiterverarbeitet werden k nnen Das neu entwickelte Programm THD selektiert f r einen vorzugebenden Modell Gebietsausschnitt die notwendigen Datens tze nimmt optional Fehlerkorrekturen vor konvertiert Landnutzungsklassen in die in METRAS PC definierten Klassen und speichert die konvertierten Rohdaten in einem Datenformat ab aus dem mit dem Programm GRITOP Punkt 2 Modellgitter f r METRAS PC Punkt 3 erstellt werden k nnen Entwicklung des Preprozessors GRITOP Aufbauend auf einer Vorg ngerversion war das Programm GRITOP zu entwickeln das aus Topographierohdaten Modellgitter f r Rechnungen mit dem Modell METRAS PC erstellt Neuheiten dieses Programms sind die Verarbeitung unterschiedlicher Datenformate u a ein Exportformat von GIS Systemen und ein Datenformat in dem h ufig Topographiedaten von deutschen Landesvermessungs mtern geliefert werden und der h ufigsten Projektionssystem von Topographierohdaten geographisch Gau Kr ger UTM Brit
109. d in der Technischen Referenz zu GRITOP erl utert Koordinatensystem Projektion der Topographiedateien ist im Dateiheader definiert Uni HH Format geographische L ngen und Breiten Gau Kr ger Koordinaten Lambert Azimutal Projektion bzgl 9 Grad Ost 48 Grad Nord z B System des CORINE Datensatzes f r Europa British National Grid Universal Transversal Mercator Schweizer Landeskoordinaten CH1903 Genauere Informationen finden Sie in der Technischen Referenz zu GRITOP Dateninhalt der Topographiedateien ist im Dateiheader definiert Uni HH Format Datei enth lt Gel ndeh hen Datei enth lt METRAS PC Landnutzungsklassen 0 9 l dt eine Datei in die Auswahlliste f gt eine neue Zeile zur Auswahlliste hinzu l scht eine markierte Zeile aus der Auswahlliste verschiebt die markierte Zeile um eine Zeile nach oben verschiebt die markierte Zeile um eine Zeile nach unten l scht den Inhalt aller Zeilen Seite 20 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 2 3 4 Daten pr fen und Dialog verlassen Wie bei allen Eingabedialogen stehen drei Buttons zur Verf gung Check all input data OK Cancel Check all input data Alle eingegebenen Daten werden auf Vollst ndigkeit und Zul ssigkeit berpr ft siehe Eingabedaten pr fen OK Schlie t den Eingabedialog und speichert die Daten Cancel Schlie t den Eingabedialog ohne Speicherung der Daten 2 4 Eingabedialog METRAS PC Der Eingabedialog zum Tool METRAS PC
110. d to the model grid box according to their weighting where each quota is proportional to the area S which is the overlapping area of model grid box i and matrix element j 9 In German the term topography covers both terrain height and land use Orography means terrain height only Names of companies and products are trademarks of the respective company 3 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 Figure 1 Sketch demonstrating the transfer of area related data from one grid to the other In Figure 1 m7 to m4 define the area M of the grid box i Four data matrix elements overlap with this model grid box The data matrix elements T j 1 4 are determined by the points t1 t2 t5 t4 j 1 t2 13 t6 t5 j 2 etc The four overlapping areas S in the figure they can be distinguished by different hatching are defined by the intercept points of the sides of the model grid box with the sides of the data matrix element The example J 4 shows an ideal case where the sum of the overlapping areas equals the area of the model grid box J M YS 1 j l Thus the value B for the model grid box is derived by area weighted interpolation according to equation 2 1 J B LS A 2 i j l where A j 1 J are the original values in the data matrix elements As precondition eq 1 has to be fulfilled 4 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 2 3 Intersections of Polygons To solve eq 2 the ov
111. data i e usually from west to east the rows run along the negative y direction usually from north to south All values in the data description block and data block can have an arbitrary format But the values in the data description block should start at column 15 at the earliest and the data block has to consist of exactly nco s columns and nrows rows 16 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 Comments on the values ncols Number of columns in the following data block nrows Number of rows in the following data block xlIcorner x co ordinate of the value 1 nrows Usually this is the point in the very south west of the grid data The co ordinate belongs to the central point of the corresponding grid box yllcorner y co ordinate of the value 1 nrows Usually this is the point in the very south west of the grid data The co ordinate belongs to the central point of the corresponding grid box The following co ordinate systems are allowed e geographic longitude and latitude to the west of 0 E and to the south of 0 N negative e Gau B Kr ger easting and northing m e Lambert Azimutal with respect to 9 E and 48 N projection system of the CORINE land use dataset for Europe easting and northing m e British National Grid easting and northing m e Universal Transverse Mercator UTM easting and northing m e Schweizer Landeskoordinaten CH1903 Switzerland x and y m cellsize Grid resolution i
112. de Gebiete getestet Die konvertierten Daten k nnen von der Programmkomponente GRITOP fehlerfrei eingelesen und weiterverarbeitet werden Die Komponente GRITOP wurde anhand von Modellgebieten f r verschiedene Regionen Europas auf Basis von Rohdatens tzen unterschiedlicher Herkunft Formate r umlicher Aufl sung und Projektionssystemen getestet Dabei hat sich gezeigt dass Rohdaten aller vorgesehenen Datenformate und Projektionssysteme auch in Kombination miteinander fehlerfrei in METRAS PC Modellgitter umgerechnet werden k nnen Die Abbildung 8 zeigt beispielhaft einen Ausschnitt einer topographischen Karte f r die Umgebung von Loch Lomond in Schottland links und das Raster des mit GRITOP erstellten METRAS PC Modellgitters Seite 21 rechts wobei die dargestellten Farben der innerhalb einer Rasterzelle vorwiegend auftretenden METRAS PC Landnutzungsklasse entspricht Die Rohdaten f r die dargestellte Situation lagen in den Projektionssystemen BNG British National Grid und Lambert Azimutal vor BNG North km 180 200 220 240 260 280 BNG East km Abbildung 8 Modellgebiet um Loch Lomond Schottland links und Modellgitterdarstellung rechts Haupt Landnutzungsklassen Die in METRAS integrierte Version des Modells METRASPC baut auf der 1998 ver ffentlichten Version 1 0 auf und wurde um einige Optionen siehe Abschnitt 2 und den Datenaustausch mit der Windowsoberfl che erweitert Die unter b g
113. ded in the METRAS land use categories 1 9 2 Topography raw data of different topography datasets may overlap each other 4 1 2 Control File GRITOP is controlled by the control file gritop_TAPE5 which must be available in the GRITOP run directory The control file is read unformatted but the order of comments and input data has to be the same as in the example given below All characters comments or data must be quoted by single quotation marks Comments also data lines must not be longer than 80 characters Example for GRITOP_TAPE5 TKK K KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KK KKK KKK KEK KKK KKK KKK A KH A KH KK A FH KKK KKK KK A KH I pe gritop_TAPE5 en SA topography dataset is a file containing one or more topography data In METRAS an input dialogue handles the input of control data 7 In METRAS an input dialogue handles the input of control data 8 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 PKK KKK KKK KKK KKK KK KKK KKK KK KKK KKK KKK KKK KK KKK KKK TH KH KK KK KH KH KH KK KH KK KH KK KK KH KK KH KK AH KH KH A A KR METRAS grid area t 1 1 Coordinate system lon lat true or GK false true Coordinates of reference point y Longitude DD MMSSS or GK Rechtswert km 7 00000 Latitude DD MMSSS or GK H chwert km sus na E 51 30000 Boundaries of model area k West longit DD MMSSS or x lt 0 from ref point
114. described in Section 2 All Darmstadt land register files must be in one directory 4 1 2 THD Control File The control of THD is managed by the file THD_ TAPE that has to be in the run directory of THD The file is read format free but the series of comments and input data have to be like in the example given below All characters comments or data must be quoted by single quotation marks Comments also data lines must not be longer than 256 characters Example for a THD_TAPE5 1 1 f THD_TAPE5 i i 1 Files A R r Path for raw data TH Darmstadt gt d tmp thd orig Path for output file s gt d tmp thd out Initial string output file s gt TEST r Conversion area i 1 1 Co ordinate information in geo 0 GK 1 gt 20 Western boundary dd mmss length km easting gt 8 0000 Eastern boundary dd mmss length km easting gt 10 0000 Southern boundary dd mmss length km northing gt 49 0000 Northern boundary dd mmss length km northing gt 54 0000 re calculate area GK co ordinates to new t reference longitude 0 NO 9 12 15 gt 0 i gt The file is not needed for ME TRAS Version of THD In ME TRAS all control data are read from an input dialog 9 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 File types ee e e a Old Federal States O no 1l yes gt 1 b New Federal States terrain heights 0 no l
115. e K Schl nzen K H Haenel H D Panskus H 2001b Dokumentation des Modellsystems METRAS Meteorologisches Institut Universitat Hamburg METRAS Technical Rep 12 D L pkes C Schl nzen K H 1996 Modelling the arctic convective boundary layer with different turbulence parameterizations Boundary Layer Meteorol 79 107 130 Schl nzen K H 1990 Numerical study on the inland penetration of sea breeze fronts at a coastline with tidally flooded mudflats Beitr Phys Atmosph 63 3 4 243 256 Schl nzen K H Bigalke K Lenz C J Lupkes C Niemeier U and von Salzen K 1996 Concept and Realization of the Mesoscale Transport and Fluid Model METRAS Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Technical Report 5 156 Seite 25 Schl nzen K H Bigalke K L pkes C Panskus H 2001 Documentation of the mesoscale transport and fluid model METRAS PC as part of model system METRAS Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Technical Rep 11 Schl nzen K H Katzfey J J 2001 Relevance of sub grid scale land use effects for mesoscale models in preparation Schl nzen K H Bigalke K 1998 METRAS PC V1 0 Benutzerhandbuch V1 0 Meteorolo gisches Institut Universit t Hamburg VDI 2001 VDI 3783 Blatt 7 Prognostische mesoskalige nichthydrostatische Windfeldmodelle Evaluierung f r dynamisch und thermisch bedingte Str mungsfelder Entwurf
116. e Informationen 1 2 1 Verzeichnisstruktur Nach der Installation liegt im Installationsverzeichnis von METRAS z B C Programme METRAS die folgende Verzeichnisstruktur vor EVA Verzeichnis des Evaluierungsprogramms EVA EVAllnput EVA Eingabedateien Seite 9 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch EVA Reports EVA Results EVA Run Examples GRITOP GRITOP Input GRITOP Reports GRITOP Results GRITOP Run METRAS METRAS Input METRAS Reports METRAS Results METRAS Run THD THD Data THD Input THD Reports THD Results THD Run TMP EVA Laufzeitprotokolle EVA Ergebnisdateien EVA Laufzeitverzeichnis tempor re Dateien Ein und Ausgabedateien der Beispielrechnungen Die Dateien sind in den toolspezifischen Unterverzeichnissen gruppiert Verzeichnis des Programms GRITOP GRITOP Eingabedateien GRITOP Laufzeitprotokolle GRITOP Ergebnisdateien GRITOP Laufzeitverzeichnis tempor re Dateien Verzeichnis des Modells METRAS PC METRAS PC Eingabedateien METRAS PC Laufzeitprotokolle METRAS PC Ergebnisdateien METRAS PC Laufzeitverzeichnis tempor re Dateien Verzeichnis des Programms THD Verzeichnis des gesamtdeutschen Topographie Rohdatensatzes In METRAS ist nur ein kleiner Ausschnitt des gesamten Datensatzes als Beispiel enthalten Der komplette Datensatz kann von anderer Stelle bezogen werden THD Eingabedateien THD Laufzeitprotokolle THD Ergebnisdateien THD Laufzeitverzeichnis tempor re Dateien Ve
117. e de products acrobat readermain html Seite 60 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch as 9 A O aaa Te 9 Mi ra 9 A UA 9 A E O O 9 Mo E 9 O Drac ina 9 Mirar o 9 MIMO ne erde 9 MIN engere 9 MP iia ab 9 MAS Ap 9 Andi en A EE 9 e e AN 9 Allgemeine Daten 2 u04 nennen 30 Anwendungen nnnesseenennnnnnnnnnnnnnnnnnnonnnnnnn nenn 3 typische ae ae 3 Anwendungsvoraussetzung cccococccccononcccnnnancncnnn 5 ArbeitsbereiCh omoococinniccnnnnsccccnosccccnnoncnnnnnzecnnnnnna 5 Arbeitsschritte een 5 A estate 5 Automatische Datenpr fung u 40 Dateien er ork ehesten 8 Standardverzeichnis nenn 8 PEACE ccccceesssceceeseeeeeeseeeeeesenees 54 Dateien und Eingabedialoge drucken 55 Dateien und Eingabedialoge schlie en 54 Dateien und Eingabedialoge speichern 54 Dateiendungen errasse an iE A Ea R R ERE 9 D teinamen ed e a aa 10 Daten pr fen und Dialog verlassen 16 20 29 37 Bela al cosita 5 Die Tools in METRAS n e 4 Einf hrung u ee ale 3 Eingabedaten pr fen uursnsesnennennnnnnennnn 40 Eingabedaten speichern 38 Eingabedialog EVA 30 Eingabedialog GRITOP ueeeennnne 16 Eingabedialog METRAS PC 20 Eingabedialog ffnen 13 Eingabedialog THD uersnnesnennsennennnnnnnn 14 EStdt 3 Erfahrung ree OR REAS ERARAS 5 Ergebniskontrolle ooooonnoccnnnnonicinnnocococnnncc
118. e des Aquidistanzbereichs ange geben werden weil dieser immer am Boden beginnt Als letzter Parameter des zweiten Blocks wird der Drehwinkel des Gitters Drehrichtung im mathematischen Sinn angegeben Falls der Drehwinkel ungleich 0 ist wird zun chst ein Gitter erstellt dessen Lage und Ausdehnung durch die Angaben im ersten Block definiert ist In einem zweiten Schritt wird das Gitter um den Bezugspunkt mit dem angegebenen Winkel gedreht so dass nun die R nder des Modellgebiets nicht mehr mit den vorgegebenen Werten bereinstimmen Der dritte Block enth lt Pfad und Dateinamen der Ausgabedatei f r das METRAS Modellgitter Im vierten Block Topography data base werden die Topographiedatens tze in der Reihenfolge ihrer Priorit t zusammengestellt vgl Abschnitt 3 4 Anzugeben ist nach der Anzahl der Topographiedatens tze in jeweils einer Zeile pro Topographiedatensatz der Pfad und Datei name das GRITOP Format 1 ArcView 2 xyz 3 Uni HH das im Topographiedatensatz ver wendete Koordinatensystem O durch Uni HH Format in der Datei festgelegt 1 Gau Kr ger 2 geographisch 3 Lambert Azimutal bzgl 9 E 48 N 4 British National Grid 5 UTM 6 Schweizer Landeskoordinaten und die Art der Topographierohdaten O durch Uni HH Format in der Datei festgelegt 1 Gel ndeh hen 2 Landnutzungsklassen 10 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Die nachfolgende Datenzeile enth lt den Wert f r die Fehlertoleranz Abschnit
119. efault arrays finished Starting interpolation from topography data file no 1 File D tmp THD Results sh_l tpa Coordinates of topography data set File no 1 Data set no 8 0960 54 5960 8 1820 54 einer ge ERRE Qo a Vie 53 3091 6094 4779 DX 44 4244 6094 8 0960 54 5140 8 1820 54 AO nen A air sie a gt ee ee Fa Ke E ana 53 4931 6079 0226 44 5777 6078 Coordinates of topography data set File no 1 Data set no 10 5640 54 0140 10 5960 54 ui ale in ane poe in ee Xe eS DE rt RR RRE 127 37112 5987 7435 131 0099 5987 10 5640 53 5960 10 5960 53 SESS ce tes PREPARARSE Jo a TRER X AS Perser 127 4561 5984 6534 131 0973 5984 168 data sets loaded Topography data file loading completed Topography data file checked for overlapping data sets 0 10000 topo points used for interpolation Data set no 3242 10000 topo points used for interpolation Data set 9249 10000 topo points used for interpolation Data set 9300 10000 topo points used for interpolation Data set 0 800 topo points used for interpolation Interpolation procedure Starting interpolation from topography data file no 2 File D tmp THD Results sh_h tpa Coordinates of topography data set File no 2 Data set no 8 0960 54 5960 8 1820 54 ar een u la a O e ei a 53 3091 6094 4779 I 44 4244 6094 8 0960 54 5140 ht 8 1820 54
120. ehend homogene und station re gro skalige Antriebsbedingungen auch nicht n herungsweise erf llt w ren Die Simulation solch einer Situation w rde auch bei weniger geringem reduziertem Bodendruck einen anderen Modelltyp u a die M glichkeit des Nestings von METRAS PC in ein h herskaliges Modell erfordern Die Eingabedatenpr fung in METRAS kann daher die Fachkenntnis und Erfahrung des Modellanwenders nicht ersetzen Anwendungsvoraussetzungen 3 2 Manuelle Datenpr fung W hrend Sie Eingabedaten f r eine Toolrechnung zusammenstellen k nnen Sie jederzeit berpr fen ob die Eingabedaten vollst ndig und zueinander konsistent sind Klicken Sie hierzu einfach auf den Button Check all input data Check allinput deta Cancel Im Fenster Error Messages werden alle Fehler protokolliert die METRAS in den Eingabedaten feststellt Zus tzlich wird der Cursor in das erste Feld des Eingabedialogs gesetzt dessen Wert entweder noch nicht eingegeben worden oder fehlerhaft ist Solange METRAS Fehler in den Eingabedaten feststellt k nnen Sie mit diesem Satz von Daten keine Toolrechnung starten die manuelle Datenpr fung wird von METRAS zus tzlich automatisch vor jedem Start einer Toolrechnung durchgef hrt Beispiel Eingabedialog THD Sie haben im Register Area des Eingabedialogs f r THD den gew nschten Gebietsausschnitt angegeben aber die n rdliche Begrenzung vergessen Seite 42 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch
121. eien ist aber einheitlich 1 999 4 2 2 Erl uterung GK Gauss Krueger HH surface heights LU land use Auflistung der Eingabedaten Die eingelesenen Gebietsgrenzen wurden passend auf die Rasterauf l sung des Darmst dter Katasters gerundet f r das gew hlte Gebiet m ssen die aufgelisteten Dateien alte Bundes l nder eingelesen werden die Dateien wurden eingelesen Meldung ber die Anzahl Punkte des Gebiets die Anzahl der mit Daten belegten Punkte und die Anzahl der korrigierten H henpunkte Konvertierung der Daten f r die alten Bundesl nder ist abgeschlossen Meldung ber die erstellten Ausgabedateien im ArcView Format von GRITOP deren Anzahl an Datenbl cken das Koordinatensystem und den Inhalt es wurden keine Warnmeldungen oder fatalen Fehler festgestellt Ergebnisdateien Alle Ergebnisdateien von THD Namen und Inhalte siehe Tabelle in Abschnitt enthalten die konvertierten Topographiedaten im ArcView Format von GRITOP Anzahl und Namen der Ergebnisdateien sind abh ngig von dem gew hlten Gebietsausschnitt und der Bezugsl nge LL Longitude latitude DataSets Coo syst Cont 168 LL HH 168 LL LU Ist die Anzahl der Rasterpunkt des Gebietsausschnitts gr er als 100 Punkte in West Ost oder S d Nord Richtung so werden die Rasterpunkte in Bl cke von maximal 100x100 Punkten auf geteilt Jede Datei enth lt einen oder mehrere Bl cke die sich jeweils aus mehreren Kopfzeilen und Datenzeilen zu
122. eights I canopy and buildings parameterized as roughness lengths AET x _ ca Markieren Sie die Eigenschaften die das Modell erf llt u v w wind components prognostic Alle drei Windkomponenten werden prognostisch berechnet temperature prognostic Die Temperatur wird prognostisch berechnet specific humidity prognostic Die spezifische Feuchte wird prognostisch berechnet continuity equation or anelastic approximation Die Kontinuit tsgleichung wird vollst ndig gel st oder die anelastische Approximation verwendet bouyancy forces eg Boussinesq approximation Auftriebskr fte werden ber cksichtigt z B unter Nutzung der Boussinesq Approximation turbulence parameterization function of stability Die Turbulenzparameterisierung ist stabilit tsabh ngig Coriolis force Die Corioliskraft wird ber cksichtigt fluxes steady as function of location Die Fl sse sind als Funktion des Ortes stetig fluxes steady as function of stability Die Fl sse sind als Funktion der Schichtung stetig Seite 33 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch direct calculation of surface fluxes or Monin Obukhov theory Die oberfl chennahen Fl sse werden durch Aufl sung der Grenzschicht direkt oder nach der Monin Obukhov Ahnlichkeitstheorie berechnet symmetric friction tensor Die Symmetrie des Schubspannungstensors wird vorausgesetzt explicitly resolved elevation heights Die Orographie Gel ndeh hen wird explizit aufgel st
123. eitserien werden in Dateien gesichert Insbesondere steht die Restartdatei mit der letzten Ausgabezeit f r eine Weiterberechnung zur Verf gung EVA Das bis zum Abbruchzeitpunkt erstellte Laufzeitprotokoll wird in eine Datei gesichert Falls METRAS PC Ergebnisdateien in das EVA Format zu konvertieren waren werden auch die bisher konvertierten Daten auf der Festplatte gesichert Das Evaluierungsprotokoll steht dagegen in der Regel nicht zur Verf gung weil es erst am Ende aller Berechnungen erstellt werden kann Falls sich zuf llig die normale Beendigung der Toolrechnung mit Ihrem Abbruchbefehl berschneidet werden Sie durch eine Meldung informiert dass die Toolrechnung bereits ordnungsgem Tool run XXX Seite 52 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch already terminated Cancel request ignored oder wegen eines Fehlers Tool run XXX already terminated due to error Cancel request ignored Check program run report beendet wurde Die Toolrechnung wird nicht beim ersten Versuch abgebrochen In seltenen F llen kann es passieren dass eine Toolrechnung nicht innerhalb von zwei Minuten abgebrochen werden kann z B weil der Rechner mit einer Vielzahl laufender Prozesse berlastet ist und der Abbruchbefehl nicht innerhalb dieser Zeitspanne bearbeitet werden kann Die Fehlermeldung Tool run XXX could not be terminated Please try again later weist Sie darauf hin dass das Tool weiterhin rechnet In einem solchen Fall sollten Sie den
124. em Shared Buffer Prinzip auf bei dem Daten zwischen den verschiedenen Appli kationen ber reservierte Arbeitsspeicherbereiche des Betriebssystems ausgetauscht werden Alle Pro gramme wurden umfangreichen Testrechnungen unterzogen Zur Evaluierung gem VDI Richtlinie wurden zwei Messdatens tze beschafft gepr ft und aufbereitet Zus tzlich zu einem Programmhandbuch f r das Gesamtsystem wurde f r jede Programmkomponente eine Dokumentation englisch deutsch erstellt Deutsche Bundesstiftung Umwelt An der Bornau 2 49090 Osnabr ck Tel 0541 9633 0 Fax 0541 9633 190 http www dbu de Ergebnisse und Diskussion Die Entwicklung des Programmsystems METRAS und die Testrechnungen konnten soweit abgeschlos sen werden dass in K rze eine Betaversion freigegeben werden kann Die Windowsoberfl che ist programmiert und einer Vielzahl von Testrechnungen unterzogen worden METRAS ist unter den Betriebssystemen Windows 98 NT 2000 Professional voll funktionsf hig Ins besondere kommunizieren alle Programmkomponenten untereinander stabil und fehlerfrei Alle vier Programmkomponenten wurden vollst ndig programmiert und umfangreichen Testrechnungen unterzogen Die Komponente THD konvertiert fehlerfrei Daten des gesamtdeutschen Topographiekatasters was an hand mehrerer Gebietsausschnitte sowohl f r die alten und neuen Bundesl nder als auch gebiets ber greifend berpr ft wurde Die Komponente GRITOP wurde anhand
125. em Hersteller gemeldet und erforderten sechs Monate vor Projektende ein Update auf die Version 3 0 das auch mit zus tzlichen Arbeiten an der Programmoberfl che verbunden war Trotz der dadurch bedingten erheblichen Verz gerungen in der Entwicklung konnte bis zum Projektende eine voll funktionsf hige Version von METRAS erstellt werden Der ber die urspr ngliche Planung hinausgehende Mehraufwand bel uft sich auf mehrere hundert Arbeitsstunden die nicht aus den Projektressourcen gedeckt werden konnten Jede der vier Programmkomponenten wird aus METRAS als separate Applikation gestartet stellt also in Windows Terminologie einen eigenst ndigen Task dar Die bergabe von Eingabedaten seitens der Oberfl che METRAS an die Programmkomponenten sowie die Seite 10 Laufzeitkontrolle Darstellung des aktuellen Bearbeitungsstandes in der Oberfl che und M glichkeit zum Abbruch einer Programmkomponente erfordern eine Form der interaktiven Kommunikation zwischen Windowsoberfl che und Programmkomponenten Hierf r stellt WINTERACTER keine geeigneten Werkzeuge zur Verf gung so dass zus tzlich im Programmcode von METRAS direkte Schnittstellen zu den API Funktionen der Windows Betriebssysteme geschaffen werden mussten Dabei erfolgt der Datenaustausch zwischen den einzelnen Komponenten nach einem sogenannten Shared Buffer Konzept bei dem jede Komponente Daten in einen speziellen gesch tzten Arbeitsspeicherbereich de
126. en innerhalb einer Datei m ssen auf einem Raster jeweils einheitlicher Aufl sung in x und y Richtung vorliegen Jede Datei setzt sich aus einer beliebigen Anzahl von Zeilen zusammen Innerhalb jeder Zeile stehen die Werte f r x yund data Innerhalb einer Datei d rfen sich Rasterdaten nicht berlappen Dies bedeutet nicht nur dass keine identischen Koordinatenpaare x y enthalten sein d rfen sondern dass sich auch die Rasterelemente die jeder Datenpunkt repr sentiert nicht berschneiden d rfen Beispiel f r eine Datei im xyz Format Gau Kr ger Koordinaten Gel ndeh hen 3522000 5734000 291 6 3522000 5734050 290 6 3522000 5734100 288 1 3522000 5734150 283 6 3 wW 3522000 5734200 278 beliebige Anzahl iterer Zeilen 18 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Die Werte f r x y und data k nnen in beliebigem Format vorliegen Erl uterung der Werte X x Koordinate des nachfolgenden Wertes data Die Koordinate bezieht sich auf den Mittelpunkt des korrespondierenden Rasterelements y y Koordinate des nachfolgenden Wertes data Die Koordinate bezieht sich auf den Mittelpunkt des korrespondierenden Rasterelements Als Koordinaten sind die folgenden Systeme zul ssig e geographisch L nge und Breite 9 westlich von 0 E und s dlich von 0 N negativ e Gau Kr ger Rechts und Hochwert m e Lambert Azimutal bzgl 9 E und 48 N Projektionssystem des CORINE Landnutzungsdatensat
127. enannte Testreihe zu METRAS PC dienten daher lediglich der Sicherstellung dass die neuen Optionen lauff hig sind und das Modell unter der METRAS Oberfl che betrieben werden kann Alle Tests dieser Serie wurden erfolgreich abgeschlossen Auch f r die vierte Programmkomponente das Evaluierungsprogramm EVA wurden eine Reihe von Testrechnungen erfolgreich durchgef hrt Diese stellen sicher dass e alle in der VDI Richtlinie genannten Kriterien bez glich Modelleigenschaften dokumentation und kontrolle vom Anwender abgefragt und korrekt in die Gesamtbewertung zur Evaluierung einflie en e METRAS PC Ergebnisdateien richtig eingelesen und in das EVA Datenformat Bigalke und Schl nzen 2001e 2001f konvertiert werden Seite 22 e Trefferquoten und eine statistische Analyse anhand der Modellergebnisse berechnet werden e das Evaluierungszertifikat den eingelesenen und vom Programm bestimmten Qualit tskriterien gem erstellt wird 3 8 Gesamtstatus des Programmsystems METRAS Die Entwicklung des Programmsystems METRAS kann als weitgehend abgeschlossen bewertet werden Die Windowsoberfl che ist programmiert getestet und unter den Betriebssystemen Windows 98 Windows NT und Windows 2000 voll funktionsf hig Alle vier Programmkomponenten THD GRITOP METRAS PC und EVA sind vollst ndig entwickelt in die Windowsoberfl che integriert und getestet Hinsichtlich der vollen Evaluierung des Modells METRAS PC gibt es noch Unz
128. enth lt sieben Registerkarten Register General Register Options Register Times Register Input Output Register Initial Meteorology Register Species Register Emissions Nach der Eingabe k nnen sie die Daten pr fen und den Dialog verlassen 2 4 1 Register General In diesem Register werden allgemeine Angaben zum Simulationslauf erstellt Seite 21 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch METRAS D Projekte 99B10_ Tests METRAS input VDI al met iat xi General Options Times Input Output intial Meteorology 50 Enisa Run title l a1 Masimu CPU tine assigned to simulation EE hous OE mres Notes on this simulation Testiall at des VOI RL Honogen t tstest Anstrom chtung 0 Grad Run Title Geben Sie hier eine pr gnante Kurzbezeichnung f r die Simulation ein maximal 8 Zeichen Standardm ig werden die Eingabedaten in einer Datei des gleichen Namens gespeichert siehe Dateinamen Auch die METRAS PC Ergebnisdateien enthalten diese Kurzbezeichnung Maximum CPU time Maximale CPU Rechenzeit in Stunden und Minuten die Sie dieser Simulationsrechnung zur Verf gung stellen Falls die zugewiesene Simulationszeit nicht ausreichen sollte k nnen Sie die Simulation sp ter mit einem Restart Register Options fortsetzen Hinweis Je nach Rechnerausstattung und zu simulierender Situation k nnen CPU Zeiten von mehreren Tagen und mehr n tig sein Obwohl METRAS PC in regelm igen Abst nden automatis
129. entualen Anteil entsprechend getrennt aufsummiert Die Rohdaten m ssen mindestens das gesamte Modellgebiet abdecken d rfen sich aber gegenseitig berlappen Im Fall einer berlappung kann der Benutzer angeben in welcher Priorit t die Rohdaten abzuarbeiten sind So werden blicherweise zun chst Rohdaten hoher Aufl sung auf das METRAS PC Gitter interpoliert und Rohdaten geringerer Aufl sung nur dann noch verwendet wenn einzelne Gitterzellen nicht bereits von den hochaufl senden Daten abgedeckt werden Das Modellgebiet kann in geographischen oder Gau Kr ger Koordinaten vorgew hlt werden Ebenso lassen sich Gitterparameter wie z B quidistanzbereich und Drehwinkel vom Anwender frei w hlen Abbildung 4 Oft stehen f r ein Untersuchungsgebiet Rohdaten aus unterschiedlichen Quellen zur Verf gung Diese k nnen sich in ihren Datenformaten ebenso wie in Koordinaten bzw Projektionssystemen unterscheiden In den meisten F llen wird der Anwender von METRAS seine Rohdaten direkt von GRITOP verarbeiten lassen k nnen da das Programm eine Vielzahl von Kombinationsm glichkeiten f r Datenformate und Projektionssysteme vorsieht GRITOP BBE METRAS Grid Area Grid Parameters Data Files C Gauss Krueger GRITOP BEI Coordinate system r Reference Point deg min sec La 0 g E METRAS Grid Area Grid Parameters Data Files Latitude 5 04 0 no F d 7 i Max Number to li L En in see Bid Pow E
130. er vier Tools entweder ber das Men oder den zugeh rigen Startbutton w aus der toolspezifischen Gruppe der Symbolleiste von links nach rechts THD GRITOP METRAS PC EVA gestartet werden THD Run gt startet eine Toolrechnung THD GRITOP Run gt startet eine Toolrechnung GRITOP METRAS Run gt startet eine Toolrechnung METRAS PC EVA Run gt startet eine Toolrechnung EVA Falls bereits ein Eingabedialog f r das Tool ge ffnet ist wird die Toolrechnung mit den Eingabedaten dieses Dialogs gestartet Im anderen Fall werden Sie aufgefordert eine Datei anzugeben die die Eingabedaten f r die Toolrechnung enth lt in diesem Beispiel eine Eingabedatei Endung met f r das Tool METRAS PC Suchen aro al al leal a Optionda met ha Testb met ha Trace Optiondb met lan Tracert met a VDI a 18 OptionS met ha Tracer2 met lu VDI a a OptionSRestart met ha Tracer5 met jw VDI a a ses met ha Tracerb met ka VDl gt wm test met la Traces7 met ha VDI a i owm Dateityp METRAS mer y Abbrechen ie Nachdem die Eingabedaten automatisch auf m gliche Fehler berpr ft worden sind startet die Toolrechnung Eine laufende Toolrechnung erkennen Sie an mehreren Merkmalen hier am Beispiel einer laufenden Rechnung von THD 1 In der Symbolleiste steht statt des grauen Befehls Run nun ein rotes Stop zur Verf gung ml m gt mul 2 Das Gleiche gilt f r die verf gbaren Befehle
131. ereits in der Planungsphase von Vorhaben abzusch tzen In der Vergangenheit lagen f r derartige Absch tzungen keine allgemein anerkannten qualit tsgesicherten und dem wissenschaftlichen Stand entsprechenden Untersuchungsmethoden und werkzeuge vor Mit dem in diesem Projekt entwickelten Programmsystem METRAS liegt jetzt ein Werkzeug f r Umweltuntersuchungen vor das dem wissenschaftlichen Stand entspricht anerkannten Qualit tsnormen gen gt sowie einfach und kosteng nstig anwendbar ist METRAS besteht aus vier Programmkomponenten zur Vorbereitung Durchf hrung und Evaluierung mesoskaliger atmosph rischer Simulationsrechnungen Die Komponente THD dient der Aufbereitung eines kosteng nstig verf gbaren Topographiekatasters f r Deutschland die Komponente GRITOP der Erstellung von Modellgittern f r das mesoskalige Modell METRAS PC das Kernst ck des Programmsystems ist METRAS PC berechnet Str mungs Temperatur und Feuchtefelder einschlie lich wolkenphysikalischer Prozesse sowie den Transport und die Deposition passiver Schad Stoffe Die Programmkomponente EVA evaluiert die Ergebnisse mesoskaliger Modellrechnungen nicht nur des Modells METRAS PC gem der in Vorbereitung befindlichen VDI Richtlinie 3783 Blatt7 Das von EVA erstellte Evaluierungszertifikat kann z B gegen ber Beh rden von dem Anwender als Nachweis vorgelegt werden dass die Modelluntersuchungen den Qualit tssicherungsanforderungen anerkannter Normen ents
132. erlapping areas of the model grid box and the data matrix elements have to be determined Because both the model grid box and the data matrix element have four corners the overlapping area is a polygon with 3 to 8 corners Both extreme cases are shown in Figure 2 The two data matrix elements thin lines and the two model grid boxes bold lines form the overlapping areas a eight corners b and c three corners respectively Figure 2 Overlapping area of polygons and sorting of polygon points The calculation of overlapping areas consists of five steps 1 2 Each model grid box corner lying in a data matrix element is determined and vice versa Each intercept point between the sides of model grid box and data matrix element are determined The points that have been found during step 1 and 2 are sorted according to their x co ordinate Starting with the point with the smallest x co ordinate point 1 all points are sorted anti cyclically Figure 2 right hand side Points that have a y co ordinate lying above the line thick line connecting the points with smallest and largest x co ordinate are sorted clockwise The points lying below this line are sorted anti clockwise Thus for the polygon a in Figure 2 an anti cyclical order was determined for the points 2 to 5 while for polygons b and c the order is 1 to 3 Finally the polygon area is calculated It is given by the sum of those trapezoidal areas that lie
133. f r Beh rden und Beratungsunternehmen das geplante nationale Qua lit tsnormen VDI Richtlinie erf llt Vergleichbare Modelle existieren bislang nur im wissenschaftlichen Bereich sind kaum qualit tsgesichert und werden u a aus wirtschaftlichen Erw gungen nur in Ausnah mef llen eingesetzt Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden Das Programmsystem METRAS setzt sich aus den vier Programmkomponenten THD GRITOP METRAS PC und EVA zusammen die der Vorbereitung Durchf hrung und Qualit tssicherung me soskaliger Modellrechnungen dienen Alle Programmkomponenten laufen unter einer gemeinsamen an wenderfreundlichen Windowsoberfl che Die Komponenten THD Aufbereitung eines gesamtdeutschen Topographiekatasters und EVA Quali t tssicherung mesoskaliger Modellrechnungen nach der geplanten VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 wurden neu entwickelt die Komponenten GRITOP Erzeugung von METRAS PC Modellgittern aus Topographie rohdaten und METRAS PC mesoskaliges Transport und Str mungsmodell aufbauend auf Vorl ufer versionen weiterentwickelt und in ihrer Funktionalit t erheblich erweitert Die Programmierung aller Pro grammkomponenten erfolgte in FORTRAN 90 95 Die Windowsoberfl che von METRAS verwendet als Schnittstellen zu den API Routinen der Windows Betriebssysteme die WINTERACTER Bibliotheken In teracter Software Services Ltd Die Kommunikation zwischen METRAS und den vier Programmkom ponenten setzt auf ein
134. files empty name string 18 66 2661 17 35 Found errors in METRAS input data Note METRAS RUN function is blocked as long as input data are insufficien RU Tool Run Infc THD not started Empty west boundary min Empty east boundary deg Empty east boundary min Empty south boundary deg Empty south boundary min Empty north boundary deg Empty north boundary min empty data path GRITOP not started METRAS not started EVA not started 01 Run title 02 Maximum CPU time assigned to run 63 Start of first simulation 64 Start of first simulation Empty title Incomplete time Incomplete date Incomplete hour minute End of diastrophy End of simulation First output Output interval METRAS grid file Incomplete time Incomplete time Incomplete time Incomplete time Empty file name 10 Output path 11 Initial surface pressure 12 Initial wind profile west east 13 Initial wind profile south north 14 Initial temperature gradient profile Initial humidity profile Empty folder name Empty value Empty profile Empty profile unallowed combination t Empty profile THD inactive GRITOP inactive IMETRAS inactive EVA inactive L Abbildung 1 METRAS Programmoberfl che Seite 9 Tool Run Information FE RUN STATUS THD GRITOP METRAS eva THD Simulation
135. g Select tool input dialogs to close HATS E fm Fr Pamewars voraz fejsmmor Fam SA rise OR CO ap You can select more than one window dialog If additional information is necessary you wal be asked ter pen in dem Sie die zu schlie enden Dateien und Dialoge markieren Mit OK werden die entsprechenden Fenster im Arbeitsbereich geschlossen Falls der Inhalt von Dialogen noch nicht gesichert wurde werden Sie gefragt ob Sie die eingegebenen Daten speichern m chten 5 3 Dateien und Eingabedialoge speichern Die Daten die Sie in den Eingabedialogen der Tools vorgegeben haben speichern Sie am einfachsten ber den OK Button der Eingabedialoge Eingabedaten speichern Sie k nnen hierzu aber auch den Men eintrag File Save bzw den Button el verwenden Falls Sie einen Eingabedialog oder eine im Arbeitsbereich des Hauptfensters ge ffnete Datei z B Seite 55 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Laufzeitprotokoll unter einem anderen Namen speichern wollen verwenden Sie hierzu den Men eintrag File Save as Bei mehreren ge ffneten Fenstern und oder Dialogen erscheint wieder ein Auswahlfenster File Save as in dem ein oder mehrere Fenster Dialoge zum Speichern markiert werden k nnen 5 4 Dateien und Eingabedialoge drucken Fa ber den Men eintrag File Print oder den Button in der Symbolleiste lassen sich sowohl die im Arbeitsbereich ge ffneten Dateien z B Laufzeitprotokolle als auch
136. gister Input Output angegeben haben Da der Simulationsrechnung nur noch Gitterindizes bergeben werden kann die Lage der Quelle fehlerhaft sein wenn Sie nachtr glich das METRAS PC Gitter ndern oder eine andere Gitterdatei ausw hlen Andern Sie deshalb auf keinen Fall die METRAS PC Gitterdatei NACHDEM Sie Punktquellen f r die Simulation eingegeben haben METRAS cl General Options Times Input Output Initial Meteorology Species Emissions Define a new pont emision Species s20 Emisi n 1 0000 kgh Add point Location Grid pain end WOBEI ay hs Point source gt nn Emission 0 neva permanent hou interval 0001 Edi hat SEVERE WARNING Gad index calculabon is based on currently selected METRAS yu file Don t change fe later on I F Read ares emission Hom Se Check all input data Cancel Define a new point emission Species Stoff f r den eine Punktemission definiert wird Emission Emissionsrate in Kilogramm pro Stunde Falls die Emissionsrate zeitlich variabel ist m ssen Sie mehrere Emissionen des gleichen Stoffs am gleichen Ort f r unterschiedliche Zeitintervalle siehe unten jeweils konstanter Emissionsrate definieren Location Die Lage der Emission kann als Gitterindex oder in geographischen Koordinaten angegeben werden Falls Sie Koordinaten w hlen beachten Sie bitte den Warnhinweis Emission interval permanent Die Emission erfolgt konstant ber den gesamten Simulationszeitraum
137. gitude of the reference point and the edges of the model area are to be given in the format dd mmsss dd degrees mm minutes sss seconds decimal Longitudes to the west of 0 E and latitudes to the south of 0 have to be negative If Gau Kr ger co ordinates are selected first parameter false only the reference point is given with easting and northing in km The boundaries of the model area are defined in model co ordinates unit m with respect to the reference point Finally the height of the model area has to be set to metres above sea level The second block Grid parameters contains all parameters necessary to construct the grid see Section 3 2 To avoid an unnecessarily long computing time for the construction of the grid and the topography data the desired maximum number of grid point can be defined This is done for each direction separately The minimum grid size m in the uniformly spaced area around the reference point the grid stretching factor outside the uniformly spaced area the maximum grid width m and the extension m of the uniformly spaced area around the reference point can be defined In z direction only the upper boundary of the equally spaced area can be defined because the ground is always the lower boundary The last parameter of the second block is the grid rotation angle mathematical direction of rotation If the rotation angle is not equal 0 at first a grid is created with locatio
138. hnical Rep 11 3 Bigalke K Schl nzen K H Haenel H D Panskus H 2001 Documentation of the model system METRAS Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Technical Rep 12 4 Schoedlbauer A 1982 Rechenformeln und Rechenbeispiele zur Landvermessung Karlsruhe 5 Grossmann W 1964 Geod tische Rechnungen f r die Landvermessung Stuttgart 6 GCTP 1994 GCTP General Cartographic Tranformation Package U S Department ofthe Interior U S Geological Survey National Mapping Division 7 CH 2001 Formeln und Konstanten f r die Berechnung der Schweizerischen schiefachsigen Zylinderprojektion und der Transformation zwischen Koordinatensystemen Bundesamt f r Landestopographie Eidgen ssische Vermessungsdirektion 20 of 20
139. id between z 0 60 0 m METRAS grid rotation angle 0 0 deg METRAS grid output file D tmp GRITOP Results GA SH top Topography data file s provided ame Format Coor Content D tmp THD Results sh_l tpa ArcExp geo land use D tmp THD Results sh_h tpa ArcExp geo heights Interpolation tolerance limit 5 0 Input data loaded Initialization finished Co ordinates of calculated METRAS grid area 40 0000 6072 0673 8 2309 54 1538 s 2 2222 VERAZ JAR EAT Ke SAA ARES EPR E 40 0000 6012 0673 75 0000 6012 0673 METRAS top boundary 10505 000 m METRAS no of grid points NX3 29 NX2 10 NX1 21 METRAS grid creation finished Initialization of default arrays finished Starting interpolation from topography data file no 1 File D tmp THD Results sh_l tpa Co ordinates of topography data set File no 1 Data set no 1 8 0960 54 5960 8 1820 54 5960 X x 53 3091 6094 4779 44 4244 6094 3808 8 0960 54 5140 8 1820 54 5140 ES ports ie Ve Bu 53 4931 6079 0226 44 5777 6078 9254 Co ordinates of topography data set File no 1 Data set no 168 10 5640 54 0140 10 5960 54 0140 een X x eta sea ae a res ge 127 3712 5987 7435 131 0099 5987 8449 all co ordinates lon lat dd mmss E N km input syst E N km conv
140. in Anlehnung an die VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 EVA ist insofern unabh ngig von den anderen Tools in METRAS als mit EVA nicht nur das Modell METRAS PC sondern jedes beliebige mesoskalige Modell gem der Richtlinie evaluiert werden kann F r den METRAS PC Anwender bietet das Tool den Vorteil dass die Ausgabedateien des Modells direkt verarbeitet werden k nnen w hrend Ergebnisse anderer Modelle zun chst vom Anwender in ein einheitliches Datenformat konvertiert werden m ssen Die Testdatens tze der Richtlinie sind in das Tool integriert Ergebnis einer vollst ndigen Evaluierung ist ein Evaluierungszertifikat das Auftraggebern und Beh rden als Nachweis vorgelegt werden kann dass das mesoskalige Modell eine Qualit tssicherung nach VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 durchlaufen hat 1 1 3 Installation Das Programmpaket METRAS wird auf CD ausgeliefert Zur Installation legen Sie die CD ein wechseln im Windows Explorer auf das CD Laufwerk und doppelklicken die Datei setup exe Folgen Sie den Anweisungen des Installationsprogramms Alternativ k nnen Sie im Startmen unter Ausf hren den Befehl e setup exe eingeben wobei Sie f r e den Namen Ihres CD Laufwerkes eingeben m ssen Es wird empfohlen vor der Installation alle anderen Anwendungen zu schlie en Seite 5 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 1 1 4 Anwendungsvoraussetzung Auch wenn METRAS die Vorbereitung Durchf hrung und Qualit tskontrolle mesoskaliger
141. ingegeben wird Weitere Informationen zu Fl chenemissionen finden Sie in der Technischen Referenz zu METRAS PC 2 4 8 Daten pr fen und Dialog verlassen Wie bei allen Eingabedialogen stehen drei Buttons zur Verf gung Check all input data Alle eingegebenen Daten werden auf Vollst ndigkeit und Zul ssigkeit berpr ft siehe Eingabedaten pr fen OK Seite 30 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Schlie t den Eingabedialog und speichert die Daten Cancel Schlie t den Eingabedialog ohne Speicherung der Daten 2 5 Eingabedialog EVA Der Eingabedialog zum Tool EVA enth lt nur eine Registerkarte Allgemeine Daten Von dort werden alle weiteren Eingabedialoge aufgerufen Modell Dokumentation Modell Notwendige Eigenschaften Modell Ergebniskontrolle Modell Optionale Eigenschaften VDI Testf lle Nach der Eingabe k nnen sie die Daten pr fen und den Dialog verlassen Hinweis Die Angaben zu den Modelleigenschaften und Dokumentationen sollten Sie sich im Zweifelsfall vom Modellentwickler best tigen lassen Project title Titel f r das Evaluierungsprojekt Unter Projekt wird hier die Evaluierung einer bestimmten Version eines mesoskaligen Modells verstanden Der Projekttitel ist nicht Bestandteil des Evaluierungszertifikats Person responsible Name der f r die Evaluierung verantwortlichen Person Diese Person unterzeichnet auch das Seite 31 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Evaluierungszertifikat M
142. ingestellt Seite 41 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Surface pressure at initialization point Da Sie sich aber nur in der Tausenderstelle vertippt hatten korrigieren Sie diesen Wert nun auf 1013 hPa und k nnen anschlie end mit der Eingabe weiterer Daten fortfahren Zul ssige Wertebereiche f r Eingabedaten Vor allem in der Einarbeitungsphase in ein neues Programm oder Simulationsmodell kann es f r den Anwender hilfreich sein die Reaktion des Programms auf die Variation von verschiedenen Parametern zu untersuchen Um den Anwender von METRAS hierbei nicht berm ig einzuschr nken sind die zul ssigen Wertebereiche f r Eingabedaten sehr weit gesteckt worden Die automatische Datenpr fung soll vor allem sicherstellen dass bestimmte Arten von Eingabefehlern rechtzeitig erkannt werden e Tippfehler e physikalisch unsinnige Werte e Werte die beim Start des Tools sofort zu einem Fehlerabbruch f hren w rden Bitte beachten Sie aber dass nicht jeder Wert innerhalb des zul ssigen Wertebereiches auch zwangsl ufig sinnvoll ist So kann in dem oben angef hrten Beispiel der reduzierte Bodendruck zwar auf minimal 900 hPa vorgegeben werden stellt aber keinesfalls einen sinnvollen Wert f r eine mesoskalige Modellrechnung mit METRAS PC dar Ein sehr niedriger reduzierter Bodendruck w re mit dem Durchzug eines unrealistisch kr ftigen Tiefdruckgebietes verbunden f r das die Anwendungsvoraussetzungen f r METRAS PC weitg
143. is based on an old version developed at Meteorologisches Institut Univer sit t Hamburg in the frame of the BMBF research project PRISMA We thank Guido Schr der from the above Institute for helping with the English version of this documentation This work was partly funded by the Bundesstiftung Umwelt under grant number 16839 The authors are responsible for the contents of this publication 13 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 References 1 TH Darmstadt Hrg 1996 Topographiekataster f r die alten und neuen Bundesl nder Forschungsbericht FB 104 02 731 2 Schl nzen K H Bigalke K Panskus H 2001 Documentation of the mesoscale transport and fluid model METRAS PC as part of model system METRAS Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Technical Rep 11 3 Bigalke K Schl nzen K H 2001 GRITOP Version 2 0 A program for creating grids and initialising topography data for the METRAS model Program documentation METRAS Technical Report 9 E 4 Bigalke K Schl nzen K H Haenel H D Panskus H 2001 Documentation of the model system METRAS Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Technical Rep 12 5 Schoedlbauer A 1982 Rechenformeln und Rechenbeispiele zur Landvermessung Karlsruhe 6 Grossmann W 1964 Geod tische Rechnungen f r die Landvermessung Stuttgart 14 of 14 GRITOP Version 2 0 Ein Programm zur Erstellung von Gitter
144. ischen Modellergebnis und Referenzdaten durchzuf hren Neben Mittelwerten und mittleren quadratischen Fehlern werden die Differenzen in Histogrammform ausgewertet dessen Klassenzahl und grenzen vorgegeben werden k nnen Das Ergebnis des Evaluierungsprozesses wird in Form eines Evaluierungszertifikates Abbildung 7 als ASCII Datei gespeichert die aus der METRAS Oberfl che ausgedruckt werden kann Jedes Zertifikat erh lt einen Schl ssel der f r die Authentizit t des ausgedruckten Zertifikats mit den tats chlichen Ergebnissen des Evaluierungsprozesses b rgt Der Anwender versichert mit seiner Unterschrift alle Angaben zu den Modelleigenschaften wahrheitsgem getroffen und die Modellergebnisse nicht nachtr glich an die Referenzdaten angepasst zu haben Das unterschriebene Zertifikat kann Auftraggebern oder Beh rden als Nachweis vorgelegt werden dass das vom Anwender verwendete Modell entsprechend der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 evaluiert worden ist und den Anforderungen des konkreten Untersuchungsgegenstandes angemessen ist Seite 18 This document certifies the evaluation of a mesoscale prognostic model in accordance with VDI guideline 3783 7 Numbers in brackets cite corresponding chapters of the guideline NAMES an tr ea a ne dive and ZISCH VErSIon aan ne rn a 2 Release Date 2 22222222222 2 2001 03 01 Responsible Person Gunhild Hansen Responsible Person for this Eval
145. ish National Grid Lambert Azimutal Schweizerische Landeskoordinaten Entwicklung einer neuen Modellversion METRAS PC 2 0 Gegen ber der Vorl uferversion 1 0 die seit 1998 frei verf gbar ist zeichnet sich die neue Modellversion u a durch folgende Erweiterungen aus e zus tzliche Turbulenzparameterisierung nach einem dem wissenschaftlichen Stand entsprechenden Ansatz WE Ansatz e Transport passiver Schad Stoffe einschlie lich trockener Deposition am Boden e Ber cksichtigung wolkenmikrophysikalischer Prozesse e verbessertes Initialisierungsverfahren e verbessertes Mittelungsverfahren f r bodennahe Energiefl sse Entwicklung des Evaluierungsprogramms EVA Das Programm EVA dient der Evaluierung von mesoskaligen Modellen entsprechend der geplanten VDI RL 3783 Blatt 7 Da diese Richtlinie gegenw rtig noch in einer VDI Arbeitsgruppe erarbeitet wird und bisher nicht ver ffentlicht ist basiert das Evaluierungsprogramm auf einem internen Entwurf vom November 2000 Das Programm fragt Modelleigenschaften ab liest Mess und Modelldaten ein berechnet die G te der bereinstimmung und erstellt ein Evaluierungszertifikat gem VDI RL das gegen ber Auftraggebern Beh rden etc als Qualit tssicherungsnachweis dienen kann Seite 6 5 Entwicklung einer Windowsoberfl che METRAS Die vier Programmkomponenten THD GRITOP METRAS PC und EVA waren unter einer gemeinsamen Windowsoberfl che zusammenzufassen Die Erstellung von
146. it erreicht Seite 24 Literatur Bigalke K Schl nzen K H 2001a THD Version 1 0 Ein Programm zur Konvertierung des Darmst dter Topographiekatasters Programmdokumentation METRAS Technical Report 8 D Bigalke K Schl nzen K H 2001b THD Version 1 0 A program for the conversion of the Darmstadt topography land register Program documentation METRAS Technical Report 8 E Bigalke K Schl nzen K H 2001c GRITOP Version 2 0 Ein Programm zur Erstellung von Gittern und zur Initialisierung von Topographiedaten f r das Modell METRAS Programmdokumentation METRAS Technical Report 9 D Bigalke K Schl nzen K H 2001d GRITOP Version 2 0 A program for creating grids and initialising topography data for the METRAS model Program documentation METRAS Technical Report 9 E Bigalke K Schl nzen K H 2001e EVA Version 1 0 A program for evaluation of mesoscale models following VDI guideline 3783 sheet 7 Program documentation METRAS Technical Report 10 E Bigalke K Schl nzen K H 2001f EVA Version 1 0 Ein Programm zur Evaluierung mesoskaliger Modelle gem VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 Programmdokumentation Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Technical Rep 10 D Bigalke K Schl nzen K H Haenel H D Panskus H 2001a Documentation of the model system METRAS Meteorologisches Institut Universit t Hamburg METRAS Technical Rep 12 E Bigalk
147. keitsarbeit und Pr sentation Das Programmsystem METRAS wurde auf der Deutsch sterreichisch Schweizerischen Meteorologen Tagung vom 18 21 9 2001 in Wien im Rahmen eines Vortrages erstmals der ffentlichkeit vorgestellt Die schriftliche Vortragsversion wurde in den Tagungsbeitr gen ver ffentlicht Schon im Vorfeld der Ta gung gingen aufgrund der Vortragsank ndigung Nachfragen zu METRAS ein die auf ein hohes Interes se an dem Produkt schlie en lassen W hrend der Projektlaufzeit wurden Informationen zu dem Projekt im Internet unter der Adresse http www metcon umb de Uber uns METRAS metras htm der ffentlichkeit zug nglich gemacht Auf die ebenfalls im Internet angek ndigte Freigabe einer Betaversion von METRAS gingen innerhalb kur zer Zeit mehrere Vorbestellungen ein Dies zeigt ebenfalls deutlich dass mit den Ergebnissen des Pro jekts eine auf dem Gutachten und Beratungssektor im Bereich von Regionalklima und Lufthygiene be stehende L cke geschlossen wird Um die breite Anwendung qualifizierter Untersuchungsmethoden im Umweltconsulting zu f rdern ist ge plant METRAS nicht kommerziell zu vertreiben und das Programmsystem interessierten Anwendern gegen einen geringen Kostenbeitrag zur Verf gung zu stellen Vertrieb und ffentlichkeitsarbeit z B Be reitstellung aktueller Informationen im Internet sollen vom Meteorologischen Institut der Universit t Hamburg geleistet werden Fazit Das neu erstellte Programmpaket ME
148. kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk This evaluation certificate was created by program EVA Version 1 0 33585939395958559399958555 EVA CERTIFICATION KEY poqinZsxMwH9la F 39yafrp SOS It can be proved by this key that no modifications have been done to the certificate kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk Abbildung 7 Evaluierungszertifikat Entwurf Seite 19 3 6 Messdaten F r zwei Testf lle zur Evaluierung des Modells wurden Messdaten beschafft Forschungszen trum J lich Sophienh he Zeuner und Heinemann 1990 1993 Deutscher Wetterdienst Gro raum Berlin Schl nzen und Katzfey 2001 gesichtet und aufbereitet Die Rohdaten wurden einer Fehlerkorrektur unterzogen um ungenaue Messdaten nicht zum Vergleich heranzuziehen So wurden Windrichtungen f r Windgeschwindigkeiten von weniger als 1 m s beim Vergleich ignoriert Die Routinedaten wurden zus tzlich nur in folgendem Wertebereich genutzt Gr e Zugelassener Minimalwert Zugelassener Maximalwert Temperatur 0 C 45 C Taupunkt 10 C 45 C Windgeschwindigkeit 1 m s 8 m s Windrichtung 0 360 Bodendruck 990 hPa 1100 hPa Tabelle 1 Zugelassener Wertebereich f r den Vergleichsdatensatz Berlin 3 7 Testrechnungen Hinsichtlich der notwendigen Tests des neu entwickelten Programmsystems METRAS muss unterschieden werden zwischen a Tes
149. l mit Fehlermeldungen Auszug GRITOP started at 2001 08 03 14 32 56 I 100 I 314 14401 Meaning of following messages I nnn W nnn F nnn warning error message no nnn fatal info message no nnn error message no nnn 0 1920 topo points used for interpolation Data set no 20 file no 2 Interpolation error area lt 100 Check data sets and or tolerance limit o METRAS grid points within interpolated area lt 100 Percentages are from interpolation of last file only No JJ JI height set percentage land util set percentage 1 2 2 no 0 000 no 0 000 2 2 3 no 0 000 no 0 000 3 2 4 no 0 000 no 0 000 4 2 5 no 0 000 no 0 000 5 2 6 no 0 000 no 0 000 set not Set XXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXX I 307 I 308 14402 JJ JI 2 2 2 2 3 NW NW NW NW NW Interpolation procedure for all topography data files finished Boundary values for METRAS grid calculated Interpolation error Missing topo data for following METRAS grid points NW CORNER NE CORNER SW CORNER SE CORNER ZDEF UDEF 54 00596 NE 54 01001 SW 54 00273 SE 54 00277 no no 8 03137 8 04086 8 03144 8 04094 54 01001 NE 54 01005 SW 54 00277 SE 54 00281 no no 8 04086 8 05036 8 04094 8 05043 54 01005 NE 54 01009 SW 54 00281 SE 54 00285 no no 8 05036 8 05585 8 05043 8 05592 54 01009 NE 54 01013 SW 54 00285 SE 54
150. l rechnet 3 dimensional nichthydrostatisch in bodenfolgenden Seite 14 Koordinaten prognostisch die Wind Temperatur und Feuchtefelder Die f r wissenschaftliche Untersuchungen genutzte Fortran 77 Version des Modells METRAS enth lt dar ber hinaus auch prognostische Gleichungen f r Wolken und Regenwasser sowie f r Konzentrationen sowie das Blendh henverfahren Diese drei Komponenten des Modells sind inzwischen so weit ausgetestet dass sie auch allgemein verf gbar und in einem Werkzeug f r Gutachter nutzbar gemacht werden k nnen Im Rahmen des Projektes wurden die genannten Teile des Modells in den Fortran 90 Programmcode von METRAS PC berf hrt Neu eingef hrt wurde die E Turbulenzparameterisierung Schl nzen et al 2001 bei der auch die turbulente kinetische Energie prognostisch berechnet wird Diese Gr e ist f r Lagrangesche Ausbreitungsmodelle von besonderer Bedeutung allerdings im Rahmen des wissenschaftlich genutzten Modells METRAS noch wenig getestet Der dort verwendete Standard Diffusionskoeffizient ist der nach L pkes und Schl nzen 1996 berechnete Neu entwickelt wurde ebenfalls das Initialisierungsverfahren bei dem der Bodendruck nun bezogen auf NN vorgegeben wird und Wasser und Bodentemperatur mit Bezug auf den Initialisierungspunkt Das Modell rechnet das Druckfeld f r die 3 dimensionale Initialisierung dann entsprechend der vorgegebenen meteorologischen Werte Die Temperaturen im Boden und in Gew
151. len Werten von Gel ndeh hen und Landnutzungsklassen besetzt werden THD 1 0 liegt als Einzelversion und als eine in das Programmsystem METRAS Version 1 0 4 integrierte Programmversion vor Diese Dokumentation bezieht sich auf beide Programm versionen Abschnitte die f r METRAS irrelevant sind sind gesondert gekennzeichnet 2 Darmst dter Topographiekataster Historisch bedingt liegen die Daten des Darmst dter Katasters f r die alten und neuen Bundesl nder in unterschiedlichen Formaten und Rasteraufl sungen vor 2 1 Alte Bundesl nder Das Topographiekataster der alten Bundesl nder beruht auf den Messtischbl ttern TK 1 25 000 und liegt in einer r umlichen Aufl sung von 5x5 vor Dies entspricht in Nord S d Richtung einer Aufl sung von ca 155 m in West Ost Richtung von ca 90 105 m Jedes Messtischblatt 10 x6 entspricht damit einem Raster von 120x72 Punkten Die H hendaten sind in vollen Metern ber Normalnull NN angegeben In der Landnutzung werden die folgenden zehn Klassen unterschieden Im deutschen Sprachraum wird Topographie als Sammelbegriff f r Gel ndeh he und Landnutzung verwendet Die Orographie bezeichnet dagegen nur die Gel ndeh he Firmen und Produktnamen sind eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Firmen 3 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 gro es Wohngebiet Gro stadt Industrie kleines Wohngebiet Kleinstadt Dorf Siedlung Nadelwald Mischwald Laub
152. lle Zeichen Kommentare oder Daten sind in Hochkomma zu setzen Kommentare auch in Datenzeilen k nnen maximal 256 Zeichen lang sein Beispiel f r ein THD_TAPE5 THD_TAPE5 Pfad Rohdaten TH Darmstadt Pfad Ausgabedatel en Anfangsstring Ausgabedatei en d tmp thd orig d tmp thd out TEST YYY Konvertierungsgebiet Die Datei wird nicht f r die METRAS Version von THD ben tigt In ME TRAS werden die Steuerdaten ber einen Eingabedialog bereitgestellt 9 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 Koordinatenangaben in geo 0 GK 1 gt 0 Westrand dd mmss Laenge km Rechtswert gt 8 0000 Ostrand dd mmss Laenge km Rechtswert gt 10 0000 Suedrand dd mmss Laenge km Hochwert gt 49 0000 Nordrand dd mmss Laenge km Hochwert gt 54 0000 re calculate area GK coordinates to new r reference longitude 0 NO 9 12 15 gt Dateitypen a alte Bundeslaender O nein 1 ja Sl T b neue Bundeslaender Hoehen O nein 1 ja gt g c neue Bundeslaender Nutzung 0 nein 1 ja gt 0 Korrekturen r a neg Hoehen auf 0 m 0 nein 1 ja gt t 0 b unbesetzte Hoehen auf 0 m 0 nein 1 ja gt g c unbesetzte Klassen auf Klasse 3 0 nein 1 ja 0 Erl uterungen Im ersten Block Dateien ist das Verzeichnis in dem die Dateien des D
153. lle unbelegten Gitterpunkte werden die Indizes die Eckkoordinaten des Gitterelements NW Nordwest usw diese Angaben sind im Fall eines gedrehten Gitters nicht w rtlich zu nehmen und no unbelegt bzw yes belegt hinsichtlich Gel ndeh he ZDEF und Landnutzung UDEF ausgegeben F 301 Das Programm endet mit dem fatalen Fehler dass einige Gitterpunkte nicht belegt werden konnten Eine Modellgitterdatei wird nicht erstellt 4 2 2 Modellgitter Das Ergebnis einer GRITOP Rechnung ist bei erfolgreicher Interpolation der Topographieroh daten auf das in GRITOP errechnete Gitter eine Datei die alle Angaben zum Modellgitter in dem von METRAS geforderten Format enth lt Die Datei wird von METRAS formatgebunden eingelesen Beispiel einer METRAS Gitterdatei NUMBER OF GRID POINTS 3 NX3 29 NX2 10 NXE 21 RFERENCE P dd mmss BREITE 54 4000 LAENGE 9 0000 RFERENCE P dd mmss LATITU 54 4000 LONGIT 9 0000 GRID ROTATION ANGLE 0 0000 VECTOR ETA POINTS st 20 0 20 40 60 80 104 133 168 210 260 320 392 478 581 705 854 1033 1248 1506 1816 2188 2634 3169 3811 4581 5505 6505 7505 8505 9505 10505 YXMIN 35000 YYMIN 40000 II Tv YDX YDY ZSURF YZ0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 LON LAT 0 0 5000 5000 0 01 0 666E 04 0 99 0 00 0 00 0 00 0 01 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 8 252648 54 165968 al 0 5000 5000 0 01 0 666E 04 0 99 0 00 0 00 0 00 0 01 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 8 300293
154. loge in METRAS und deren Funktionen gegeben Und schlie lich geh rt das Lesen der Lizenzbedingungen zu den Dingen die Sie sich nicht bis zum Schluss aufheben sollten 1 1 1 Was ist METRAS Das Programmsystem METRAS wurde als benutzerorientiertes Werkzeug f r Beratungsunternehmen und Beh rden entwickelt 1 die im Rahmen der Stadt und Regionalplanung regionalklimatologische Faktoren oder die Immissionssituation zu analysieren oder z B aufgrund geplanter Bauma nahmen zu prognostizieren haben METRAS stellt unter einer einheitlichen Windowsoberfl che 2 neben dem mesoskaligen Transport und Str mungsmodell METRAS PC drei weitere Programmkomponenten diese vier Programme werden ab jetzt immer als Tools bezeichnet zur Vorbereitung und Durchf hrung von Simulationsrechnungen und zur Evaluierung von mesoskaligen Modellen entsprechend der geplanten VDI Richtline 3783 Blatt 7 bereit METRAS ist lauff hig unter den Betriebssystemen Windows98 WindowsNT4 und Windows2000 METRAS reduziert den technischen und wirtschaftlichen Aufwand f r Umweltuntersuchungen auf Basis mesoskaliger Modellrechnungen durch e die von Standardanwendungen gewohnte Windowsoberfl che e die unkomplizierte Erstellung aller Eingabedaten in Windowsdialogen e die integrierte Kontrolle der Eingabedaten auf Fehler und Konsistenz e die M glichkeit zur Einbindung eines kosteng nstigen Topographiedatensatzes e die schnelle Erzeugung von Modellgittern aus Date
155. ls gleichzeitig ge ffnet haben In diesem Fall werden Sie vor dem Speichern gefragt aus welchem Eingabedialog oder ggf Fenster des Arbeitsbereichs die Daten gespeichert werden sollen Seite 39 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Hier k nnen Sie durch Anklicken der Auswahlboxen einen oder mehrere Dialoge bzw Fenster zum Speichern w hlen Seite 40 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 3 Eingabedaten pr fen METRAS unterst tzt Sie bei der Erstellung von Eingabedaten f r die vier Tools durch eine integrierte Pr fung Ihrer Daten auf m gliche Fehler und auf Konsistenz Damit werden Abbr che der Toolrechnungen aufgrund von fehlerhaften Eingabedaten so weit wie m glich ausgeschlossen Trotz dieser umfassenden Pr fung sollten Sie Ihre Daten sehr sorgf ltig zusammenstellen weil METRAS nicht alle Fehler in den Eingabedaten erkennen kann So ist es z B nicht m glich vor einer Simulationsrechnung mit METRAS PC festzustellen ob die meteorologischen Initialisierungsprofile auch physikalisch sinnvoll sind Bitte beachten Sie auch den Warnhinweis hinsichtlich der zul ssigen Wertebereiche f r Eingabedaten Die Pr fung der Eingabedaten erfolgt zweistufig Die automatische Datenpr fung stellt sicher dass jeder Eingabewert einen zul ssigen Wertebereichs nicht berschreitet Zus tzlich k nnen Sie jederzeit durch Anklicken des Buttons Check all input data manuell berpr fen lassen ob Sie alle notwendigen Daten eingege
156. mit Delete from list gel scht werden Best tigen Sie Ihre Eingaben mit OK Select control point coordinates Beim Anklicken dieses Buttons ffnet sich ein weiterer Dialog in dem Sie den Kontrollpunkt f r die Ausgabe von Zeitserien festlegen Seite 25 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch of control pomt Entweder wird automatisch der mittlere Gitterpunkt des Modellgebiets gew hlt oder Sie geben geographische Koordinaten und H he des Kontrollpunkts selber vor Best tigen Sie Ihre Eingaben mit OK 2 4 5 Register Initial Meteorology Das Register Initial Meteorology ist nur bei einem Initialisierungslauf verf gbar D Projekte 99B 10 Tests METRAS Unput Point of initialization Punkt im Modellgebiet an dem die meteorologischen Initialisierungsdaten gelten sollen die in diesem Register eingegeben werden Falls Sie nicht ein im Modellgebiet gemessenes Vertikalprofil zur Verf gung haben z B Radiosondenaufstieg empfiehlt sich die Auswahl lowest roughest grid point Anderenfalls k nnen Sie die geographischen Koordinaten des Messorts eingeben Empfohlen wird einen m glichst niedrig gelegenen Initialisierungspunkt zu w hlen Vertical profiles at initialization point Abh ngig von den gew hlten Optionen muss f r eine unterschiedliche Anzahl meteorologischer Gr en ein Vertikalprofil am Initialisierungspunkt vorgegeben werden Mit Edit ffnet sich jeweils ein Eingabedialog folgender Gestalt Seite 26
157. n unter welchen Namen die Ergebnisdateien abgelegt sind METRAS PC Eingabedialog Eingabedialoge werden unter name_nn met gespeichert wobei name identisch ist mit der vom Benutzer gew hlten Kurzbezeichnung f r den Simulationslauf run title und nn eine fortlaufende Nummerierung beginnend mit 00 f r die Initialisierungsrechnung METRAS PC Laufzeitprotokoll Laufzeitprotokolle werden unter name_time mrp gespeichert wobei name identisch ist mit der vom Benutzer gew hlten Kurzbezeichnung f r den Simulationslauf run title time kennzeichnet den tats chlich Seite 11 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch berechneten Simulationszeitraum dieser Rechnung und setzt sich aus Start und Endzeitpunkt im Format ddhhmmss ddhhmmss zusammen mit dd Tag hh Stunde mm Minute und ss Sekunde Beispiel Kurzbezeichnung der Gesamtsimulation ist Test Die erste Simulation Initialisierung l uft von 0 00 Uhr bis 18 30 Uhr Ein Restart rechnet von 18 30 Uhr bis 3 30 Uhr 15 Sekunden des Folgetages Das Laufzeitprotokoll der Initialisierung wird unter Test_00000000 00183000 mrp das Laufzeitprotokoll des Restarts unter Test_00183000 01033015 mrp gespeichert METRAS PC Ergebnisse formattiert benutzerdefinierte Ausgabezeiten Die Ergebnisse meteorologischer Felder werden unter ADutM_name_time mfm die Felder der Stoffkonzentrationen und depositionen unter AOutC_name_time mfm gespeichert F r name und time gelten die oben genannten Regeln ME
158. n Sie vor dem endg ltigen Abbruch der Rechnung zu einer Best tigung aufgefordert bricht eine Toolrechnung EVA ab Confum stop request 2 Do you really want to stop tool EVA pa Wenn Sie Ihren Wunsch mit Ja best tigen versucht METRAS die Rechnung des Tools zu beenden Bitte haben Sie dann etwas Geduld Der Abbruch einer Toolrechnung kann bis zu zwei Minuten Zeit beanspruchen dauert in der Regel aber nur einige Sekunden Cancel tool run Cancel tool run request received Saving tool run results can take up to some minutes Die Zeit ist n tig um die Toolrechnung kontrolliert zu beenden d h ein Abbruch entspricht nicht dem von Windows her bekannten Abbrechen eines Prozesses Strg Alt Entf bei dem Datenverluste auftreten k nnen Je nach Tool stehen nach dem kontrollierten Abbruch unterschiedliche Ergebnisse zur Verf gung THD Das bis zum Abbruchzeitpunkt erstellte Laufzeitprotokoll wird in einer Datei gesichert Die Ergebnisdatei mit den konvertierten Topographiedaten steht in der Regel nicht zur Verf gung weil sie erst am Ende der Berechnung ausgegeben werden kann GRITOP Das bis zum Abbruchzeitpunkt erstellte Laufzeitprotokoll wird in einer Datei gesichert Die Ergebnisdatei mit den METRAS PC Gitter steht in der Regel nicht zur Verf gung weil sie erst am Ende der Berechnung ausgegeben werden kann METRAS PC Das Laufzeitprotokoll sowie alle bis zum Abbruch der Simulation erstellten Ausgabedaten Ergebnisdatei Z
159. n and extension as defined in the first block During a second step the grid is rotated around the reference point by the selected angle That means that now the boundaries of the model area do not match the initially selected values anymore The third block contains path and filename of the output file for the METRAS model grid In the fourth block Topography data base the topography datasets are listed in order of priority see Section 3 4 Following the number of topography datasets their path and filename the GRITOP format 1 ArcView 2 xyz 3 Uni HH the co ordinate system used in the topography dataset O given by Uni HH Format in the file 1 Gau Kr ger 2 geographic 3 Lambert Azimutal relative to 9 E 48 N 4 British National Grid 5 UTM 6 Schweizer Landes koordinaten and the kind of topography raw data 0 given in the file by Uni HH Format 1 terrain height 2 land use category have to be given Per dataset one line needs to be specified The following line in the control data contains a value for the error tolerance Section 0 In the last block all ten METRAS land use categories are associated with a value for the roughness length The initial value of roughness length at a each grid point is calculated according to the area weighted averaging thereby considering the percentages of land use categories at the grid point Even though the roughness lengths are redefined in the model METRAS PC later 2 the user should
160. n der Regel die Topographiedatens tze h chster r umlicher Aufl sung k nnen aber auch die Topographiedatens tze mit der h chsten Verl sslichkeit Datenquelle sein Mit der geringsten Priorit t werden die Topographiedaten s tze vorgegeben die lediglich zum Auff llen von L cken einzelne unbelegte Gitterelemente verwendet werden sollen 4 Dateien 4 1 GRITOP Eingabedateien 4 1 1 Topographiedatens tze Dem Programm werden eine oder mehrere Topographiedatens tze mit Topographierohdaten bereitgestellt GRITOP 2 0 kann die drei Dateiformate ArcView Anhang A 1 xyz Anhang A 2 oder Uni HH Anhang A 3 verarbeiten Innerhalb eines Topographiedatensatzes m ssen die folgenden Anforderungen erf llen Rasterelemente berlappen sich nicht Alle Koordinaten liegen in einem einheitlichen System vor Nur Gel ndeh hen oder Landnutzungsklassen sind enthalten Ausnahme Uni HH Format nur xyz Format die Rasteraufl sung aller Rasterelemente ist jeweils in x und y Richtung konstant muss nicht identisch sein 5 Ein Topographiedatensatz entspricht einer Datei in der eine oder mehrere Topographiedaten enthalten sind 6 In METRAS werden die Steuerdaten ber einen Eingabedialog bereitgestellt 8 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 e nur Uni HH Format alle Topographierohdaten eines Topographiedatensatzes liegen in einem einheitlichen Format vor e Die Fl chennutzungsdaten m ssen in den METRAS L
161. n en durchgef hrt worden sind Cloud option W hlen Sie aus ob die Simulation en mit oder ohne Wolkenphysik durchgef hrt worden sind Normalerweise werden alle VDI Testf lle onne Wolkenphysik gerechnet Ausnahme Testfall c2 No of tracer Anzahl der Stoffe deren Transport und Deposition in der Simulation mitgerechnet wurde Obwohl alle VDI Testf lle ohne Stofftransport gerechnet werden ist die Angabe dieses Parameters zum korrekten Einlesen der Modellergebnisse notwendig Output times Ausgabezeiten Format ddhh mmssss die in den Modellergebnissen enthalten sind und im Rahmen der Evaluierung ausgewertet werden sollen Voreingestellt sind jeweils die in der VDI Richtlinie vorgeschriebenen Auswertezeiten Diese sollten nur ge ndert werden falls sie z B durch Rundungsfehler s o nicht exakt der Modellausgabe entsprechen Zus tzliche Ausgabezeiten die in den METRAS PC Ergebnisdateien eventuell enthalten sind d rfen hier nicht angegeben werden Mit OK k nnen Sie Ihre Angaben speichern mit Cancel werden die Eingaben verworfen 2 5 8 Daten pr fen und Dialog verlassen Wie bei allen Eingabedialogen stehen drei Buttons zur Verf gung Seite 38 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Check all input data Cancel Check all input data Alle eingegebenen Daten werden auf Vollst ndigkeit und Zul ssigkeit berpr ft siehe Eingabedaten pr fen OK Schlie t den Eingabedialog und speichert die Daten Cancel
162. n oder nicht mehr dem Stand von Wissenschaft und Technik entsprechen bestand ein erheblicher Bedarf f r ein qualit tsgesichertes einfach anwendbares und zu geringen Kosten frei verf gbares Modellsystems das sich f r qualitativ hochwertige Untersuchungen der genannten Fragestellungen eignet Im Bereich der Lufthygiene wurden bereits in den siebziger Jahren Untersuchungskonzepte durch Richtlinien und Gesetze festgeschrieben z B Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft TA Luft 1986 die die oben genannten Kriterien erf llen Allerdings entsprechen diese Seite 2 Konzepte zum Teil nicht mehr dem heutigen Stand von Wissenschaft und Technik Zur Untersuchung von Immissionsbelastungen wurden in den vergangenen Jahren neue Modelle entwickelt F r einige Anwendungsbereiche wurden k rzlich Richtlinien erarbeitet die den neueren wissenschaftlichen Stand bei der Ausbreitungsrechung widerspiegeln z B VDI Richtlinie 3945 Blatt 3 Atmosph rische Dispersionsmodelle Partikelmodelle F r diese Modelle fehlen gegenw rtig geeignete Windfeldmodelle als Vorschaltmodelle F r die regionale Skala einige 10 bis 100 km fehlen dar ber hinaus abgesicherte Konzepte zur Prognose m glicher Immissionsbelastungen In der Regel wird statt eines neueren Modells das Untersuchungskonzept nach TA Luft 1986 angewendet auch wenn die Anwendungs voraussetzungen ebenes Gel nde einheitliche Ausbreitungsbedingungen grob verletzt sind Hinsich
163. n und zur Initialisierung von Topographiedaten f r das Modell METRAS Programmdokumentation Klaus Bigalke K Heinke Schl nzen August 2001 METRAS Technical Report 9 D Meteorologisches Institut Universit t Hamburg Bundesstrasse 55 20146 Hamburg METCON Umweltmeteorologische Beratung Dr Klaus Bigalke Pinneberg 2 Meteorologisches Institut Universit t Hamburg Dokumentation GRITOP Version 1 0 Inhaltsverzeichnis ds IEA ns dad de En da ee e re Bere arten 3 2 Konvertierung fl chenbezogener Daten 44 444usnnnnnnnnnnnonnnnnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnnn 3 2 1 Problemstellung ee es 3 2 2 Flachengewichtete inter ol t n seussessnei cutee Geena eeleen ne 3 2 3 Schnittfl che von Polyg nen are een 5 3 Konvertierung von Topographiedaten in GRITOP 2444440ssnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnennn nn 6 3 1 Einheitliches KoordinatensySteM 44uuunnH4nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnnnnn 6 3 2 Erstellung eines M dellgitters rsen 8 ee desaceupad auetndetaceevace 6 3 3 Interpolation eines Topographiedatensatzes auf das Modellgitter 7 3 4 Hierarchie der Topographiedatens tze occooocccccnnncccononcccccnnnononannncnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnns 8 A D lblen sans Hi 8 Ed GRITOP Eingabedaleien rs anna ee een 8 4 1 1 TOp6graphiedatensaze ur a a te 8 4 1 2 Slelerdalel neunten HERR A E S e 9 4 2 GRIT
164. n x and y direction same co ordinates and units as xllcorner and yllcorner If the grid resolution is identical in x and y direction the second value can be omitted NODATA_ value Value for non defined grid points in the data block Values in the data Terrain heights m above sea level or METRAS land use category block uniform in all data blocks of one file A 2 xyz Format tpx ASCII files with topography raw data in the xyz format have the file extension tpx This file format is sometimes provided by German land surveying offices Terrain heights and land use categories must not be within the same file Even though this is a very simple file format it is not recommended to use it in GRITOP for large datasets since the computing time of GRITOP is much larger for this file format than for the ArcView Format All data of one file have to be available on a grid of uniform resolution in x and y direction Each file consists of an arbitrary number of lines Within each line the values represent x y and data respectively Within one file the grid data are not allowed to overlap That does not only mean that identical co ordinates x y must not occur but also that the grid elements represented by each data point must not overlap Example for a file in the xyz format Gau Kr ger co ordinates terrain heights 3522000 5734000 291 6 3522000 5734050 290 3522000 5734100 288 3522000 5734150 283 3522000 5734200
165. nconnnonnonnconnonnconos 14 3 5 METRAS Programmkomponente EVA ccccccccsccsecssecssesseeseececeseecsuecsesseeseeeeeenes 17 3 0 MESS ui A HH as 20 ST a E 20 3 8 Gesamtstatus des Programmsystems METRAS nnnennennnnennenenennnn 23 7 OfentlichkSits Dodd tito 23 A O OA 24 Literatur reelle 25 Verzeichnis der Anh nge A Aa a eA ae o ae 27 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 METRAS Programmoberfl che oooooocccccccconocccccnccocanonccnnonnnnnnnnnnc nono nannnonanc cnc nannnos 9 Abbildung 2 Laufzeitkontrolle der Einzelkomponenten hier METRAS PC u 10 Abbildung 3 Eingabedialog TADO Wi ee 12 Abbildung 4 Eingabedialoge GRITOP nn ee 13 Abbildung 5 Eingabedialoge MET RAS PG una nassen euer ler 16 Abbildung 6 Eingabedial ge EVA uns uni 17 Abbildung 7 Evaluierungszertifikat Entwurf 224444404444224400BBnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 19 Abbildung 8 Modellgebiet um Loch Lomond Schottland links und Modellgitterdarstellung rechts Haupt Landnutzungsklassen ur 22444400000nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnannnnnn 22 Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Zugelassener Wertebereich f r den Vergleichsdatensatz Berlin 20 Zusammenfassung Im Sinne einer vorausschauenden Umweltvorsorge ist es notwendig Folgewirkungen anthropogener Umwelteingriffe auf die lokalen und regionalen klimatischen und lufthygienischen Verh ltnisse b
166. nder in ein einheitliches Datenformat konvertiert werden m ssen Die Testdatens tze der VDI Richtlinie sind in das Programm integriert Da die VDI Richtlinie gegenw rtig noch in der zust ndigen Arbeitsgruppe diskutiert und voraussichtlich erst im Jahr 2002 ver ffentlicht wird beruht die aktuelle Programmversion von EVA auf dem internen Richtlinienentwurf vom November 2000 EVA Ta ES General information on evaluation project Project title BIER Person responsible Friedo M ller m Information on mesoscale model to be evaluated Name ZISCH Person responsible for release Gunhild Hansen Version 23 Person responsible for support Gunhild Hansen Release date 2001 03 01 Model necessary properties YDI guideline 3783 7 chapter 2 Please mark those properties achieved by model under evaluation m Input data on model according to VDI guic Documentation 0 of 5 Edit Y u v w wind comp Necessary properties 0 of 14 IV temperature progr Type of selection Pe ae noevaluation evaluation conversion of METRAS results and evaluation IV specific humidity p Input data on test cases according to VDI DR 1 Edit METRAS data information IV continuity equatio Test case b1 DI guideline chapter 3 1 1 Test case a not selected Edit bouyancy forces rn Testeaso ii missen Meds Model result file in EVA data format turbulence param a test Edit File test b1 efm Edit
167. ndeten Projektionssysteme w rden den Rahmen dieser Doku mentation sprengen und k nnen den Referenzen entnommen werden geographische Koordi naten 6 Gau Kr ger Koordinaten 4 und 5 Lambert Azimutal bzgl 9 E 48 N 6 British National Grid 6 und Schweizer Landeskoordinaten CH1903 7 3 2 Erstellung eines Modellgitters Die r umliche Lage des Modellgitters wird durch den Bezugspunkt des Gitters bestimmt der in geographischen oder Gau Kr ger Koordinaten vorgegeben werden kann Er legt den Ursprung eines modellinternen kartesischen Koordinatensystems fest dessen x Achse vom 6 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Bezugspunkt aus in x Richtung easting und dessen y Achse vom Bezugspunkt aus in y Richtung northing des zugeh rigen UTM Sektors Abschnitt 3 1 verl uft Seine Position Okm Okm entspricht einem fiktiven doppelt vektoriellen Gitterpunkt Auch die horizontalen Grenzen des Modellgebietes k nnen wahlweise in geographischen oder Gau Kr ger Koordinaten vorgegeben werden Die vertikale Grenze wird in Metern ber NN vorgegeben Das Modellgitter ist im allgemeinen nicht quidistant d h die Abst nde zwischen den Gitter punkten sind nicht konstant Das Gitter wird in drei Phasen erstellt 1 Um den Bezugspunkt herum wird zun chst eine quidistante Zone errichtet in der die Gitterweiten den vorgegebenen minimalen Wert aufweisen ggf unterschiedlich in x und y Richtung
168. ngen in Histogrammklassen zu analysieren sowie Mittelwerte und einige andere Hilfsgr en zu bestimmen Damit kann der Anwender bei unzureichender Trefferquote Hinweise auf deren Ursachen erhalten Die Ergebnisse der Analyse sind im Laufzeitprotokoll enthalten No of classes Anzahl von Histogrammklassen N Lower boundary of highest class Untere Grenze der h chsten Histogrammklasse Die absoluten Abweichungen zwischen 0 und dem hier angegeben Wert werden in N 1 gleichverteilten Klassen dargestellt die Klasse N enth lt alle Abweichungen die gr er als dieser Wert sind Mit OK k nnen Sie Ihre Angaben speichern mit Cancel werden die Eingaben verworfen 2 5 7 Konvertierung METRAS PC Ergebnisdateien in EVA Format Wenn Sie im Eingabedialog eines VDI Testfalls die Option conversion of METRAS results and evaluation ausgew hlt haben k nnen Sie in dem unten dargestellten Dialog die METRAS Eingabedatei en sowie weitere Parameter der Simulation en spezifizieren Je nach ausgew hltem Testfall unterscheiden sich die Dialoge von dem hier dargestellten in der Anzahl der ausw hlbaren Dateien den verf gbaren Parametern und den voreingestellten Parametern Normalerweise sind f r jeden Testfall bereits die richtigen Parameter voreingestellt und sollten von Ihnen nicht mehr ge ndert werden Die Angabe der in der Simulation tats chlich verwendeten Parameter ist f r eine korrekte Konvertierung zwingend vorgeschrieben Seite 37 METRAS
169. nn als gesichert angesehen werden Insbesondere ist nach allen Testergebnissen die Betriebssystemstabilit t durch den Zugriff auf systeminternen Speicher nicht gef hrdet In Einzelf llen konnte beobachtet werden dass Rechnungen von Programmkomponenten nicht aus der Programmoberfl che abgebrochen werden k nnen Die Ursachen hierf r liegen aber nicht in der METRAS Programmoberfl che begr ndet sondern k nnen z B auf System berlastungen aus anderen Gr nden z B gleichzeitiges Starten einer Vielzahl anderer ressourcenintensiver Prozesse beruhen F r diesen seltenen Fall wird dem Benutzer von METRAS im Handbuch eine Schritt f r Schritt Prozedur beschrieben mit der er diesen Fehler beheben kann Auch die Tests der unter der Programmoberfl che bereitgestellten Funktionen konnten erfolgreich abgeschlossen werden Insgesamt hat das Programm die Entwicklungsstufe einer Betaversion erreicht die demn chst einem eingeschr nkten Anwenderkreis f r Testzwecke freigegeben werden kann Im Rahmen der unter b genannten Testpunkte wurden eine Vielzahl unterschiedlicher Rechnungen mit den Programmkomponenten sowohl separat als eigenst ndige Programme als auch unterhalb der Gesamtoberfl che METRAS durchgef hrt Die fehlerfreie Konvertierung von Daten des Darmst dter Katasters mit der Komponente THD wurde anhand mehrerer Gebietsausschnitte sowohl aus den alten und den neuen Bundesl ndern als auch f r fr her grenz bergreifen
170. nnnnnennnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnennnnnannnnnnr nennen 55 5 4 DATEIEN UND EINGABEDIALOGE DRUCKEN nuaauanennssssnsnnnnnennnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnnennnnnnn nennen 56 5 5 LAUFZEITPROTOKOLLE ANSEHEN 22 ecccceceeeeeeseeeeceeeceeeseeaaeaeaeceeeeeneaaeaeaaaaeceeeseeqeaaeaeaeceeeseeneeaeaaeeeeeeess 57 5 6 EVALUIERUNGSZERTIFIKAT DRUCKEN uununssnssnnennnnennnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnannnnnnennnnnnnnnnnnnnnrnnnnnnnnannnnnnn nennen 57 5 7 NAVIGIEREN ZWISCHEN DIALOGEN UND FENSTERN uuursssssnssnnsnennnnnannnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnannnnnnn nn 57 OG lt rra 58 6 TECHNISCHE REFERENZEN ccoociocccnicocciniraaienciaern iden cn id ade dance inn 59 6 1 TAD ii AA E ee 59 6 27 GRITO omita iaa 59 6 3 METRAS PG niuir Nonn Ri PE ie dish ne s 59 ide HEAL TO 59 Seite 3 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 1 berblick 1 1 Was muss ich zuerst wissen Dieses Handbuch Online Hilfe soll Ihnen einen schnellen Einstieg in METRAS erm glichen Bevor Sie mit Ihrer Arbeit beginnen sollten Sie die folgenden kurzen Abschnitte dieses Kapitels lesen Sie geben Ihnen die wichtigsten Informationen ber METRAS und die integrierten Tools ber die Installation und Voraussetzungen zur Anwendung Hinweise wie die typischen Arbeitsschritte in METRAS aussehen finden Sie im Abschnitt Wie funktioniert METRAS Anschlie end wird Ihnen ein erster berblick ber die Fenster und Dia
171. not change the parameters in this block 4 2 GRITOP Output Files 4 2 1 Runtime Protocol Each GRITOP calculation creates a runtime protocol named gritop trp in the run directory In this file the control data are listed and each processing step is documented Example for a runtime protocol xxx GRITOP started at 2001 07 30 14 01 08 8 In GRITOP s METRAS version the input dialogue does not allow to set roughness lengths 9 In the METRAS Version the protocol is saved under a different name and partly contains different entries 10 of 20 I 312 I 300 14313 14301 14302 14303 14202 14202 Documentation GRITOP Vers 2 0 Meaning of following messages I nnn info message no nnn W nnn warning error message no nnn F nnn fatal error message no nnn METRAS grid area co ordinates given in longitude latitude co ordinates METRAS reference point Longitude 9 0000 dd mmss Latitude 54 4000 dd mmss METRAS grid area extension in geographic co ordinates west 8 3000 dd mmss east 10 0500 dd mmss south 54 2000 dd mmss north 54 4500 dd mmss top 8000 0 m above sea level Maximum METRAS grid point numbers X1 100 NX2 100 NX3 40 METRAS grid x direction constant grid width 5000 0 m METRAS grid y direction constant grid width 5000 0 m METRAS grid z direction grid width 20 0 1000 0 m grid stretching by 20 constant gr
172. ns tzen verschiedenster Quellen e die freie Verf gbarkeit f r alle interessierten Anwender und e die im Programmsystem integrierte Qualit tskontrolle gem VDI Richtlinie Typische Anwendungen f r METRAS sind z B e Analyse regionaler Wind und Temperaturverteilungen Immissionsprognosen im komplexen Gel nde Beurteilung von Kaltluftabfl ssen und der Bel ftung von Stadtgebieten Erstellung hochaufl sender fl chendeckender Windstatistiken Prognose des Einflusses geplanter Fl chennutzungs nderungen auf Faktoren des lokalen oder regionalen Klimas 1 Die Entwicklung von METRAS wurde gef rdert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt Osnabr ck 2 Firmen und Produktnamen sind eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Firmen Seite 4 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 1 1 2 Die Tools in METRAS In METRAS Version 1 0 sind vier Tools unter einer einheitlichen Oberfl che zusammengefasst 1 THD Version 1 0 Als Datengrundlage f r mesoskalige Simulationsrechnungen werden u a Topographiekataster Gel ndeh hen und Landnutzungen f r das Modellgebiet ben tigt Topographiekataster sind h ufig nur unter erheblichem Aufwand und Kosten zu beschaffen Es gibt ein gesamtdeutsches Topographiekataster Darmst dter Kataster das f r relativ geringe Kosten erh ltlich ist Die Aufl sung dieses Katasters liegt bei 5 x5 ca 100mx150m f r die alten Bundesl nder und 500mx500m Landnutzung bzw 1kmxikm Gel ndeh hen f
173. o 168 file no 2 I 306 Interpolation procedure for this topography data file finished 1 307 Interpolation procedure for all topography data files finished 1 308 Boundary values for METRAS grid calculated 14309 Control procedure All METRAS grid points interpolated I 310 METRAS grid file written File name D tmp GRITOP Results GA SH I 311 0 warning errors detected 1 999 Execution terminated No fatal error detected X XX GRITOP terminated at 2001 07 30 14 03 56 Erl uterungen Meldungsnummer 1 100 1 312 14313 1301 1302 14303 1202 14200 14304 1 305 14314 14306 14303 1 202 200 304 305 314 306 14307 14308 14309 14310 14311 14999 Erl uterung Auflistung der Steuerdaten Koordinaten der Eckpunkte des berechneten Modellgebiets Die Koordi naten beziehen sich jeweils auf den dargestellten Eckpunkt und werden im gesamten Protokoll datenabh ngig in geographischen Koordinaten in den datenabh ngig eingelesenen Koordinaten und im programm internen einheitlichen Koordinatensystem UTM ausgegeben Zus tzlich wird der berechnete Oberrand des Modellgebiets und die An zahl der Gitterpunkte ohne Randpunkte ausgegeben Die Grenzen des Modellgebiets weichen in der Regel aufgrund der vom Benutzer festge legten Gitterparameter von den eingelesenen Grenzen ab Initialisierung des Gitters und interner Felder abgeschlossen Interpolation der Topographierohdaten des 1 Topographiedatensatzes beginn
174. odel name Name des zu evaluierenden mesoskaligen Modells z B METRAS PC Model version Modellversionsnummer f r die die Evaluierung erfolgt Laut VDI 3783 Blatt 7 ist jede Modellversion einer Evaluierung zu unterziehen Model release date Datum der Freigabe der zu evaluierenden Modellversion Person responsible for release Name der f r die Modellversion verantwortlichen Person Modellentwickler in Person responsible for support Name der f r den Support zu dieser Modellversion verantwortlichen Person Die Edit Buttons ffnen weitere Dialoge in denen 1 die notwendigen Angaben zum Modell Dokumentation notwendige Eigenschaften Ergebniskontrolle optionale Eigenschaften 2 Angaben zu den Testf llen a bis d der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 getroffen werden k nnen 2 5 2 Modell Dokumentation In diesem Dialog geben Sie an ob das zu evaluierende Modell die Anforderungen der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 Kapitel 1 hinsichtlich der notwendigen Modelldokumentationen wissenschaftlichen Ver ffentlichungen und Nachvollziehbarkeit erf llt Model documentation VDI guideline 3783 7 chapter 1 Please mark those properties achieved by model under evaluation Y Model comprehensible avadable published in scientific journals Y Short version of documentation avadable 7 Long version of documentation avadable R User manual avadable F Technical reference avadable x cma Markieren Sie die Eigenschaften die
175. ogrammstart die programminterne Kommunikation zwischen den Tools fehlerhaft sein k nnte 4 4 Ergebniskontrolle Das Ende einer Toolberechnung wird durch ein akustisches Signal sowie die Meldungen terminated with without error in der Statusleiste und dem Fenster Tool Run Information angezeigt Anhand des Laufzeitprotokolls im Arbeitsbereich des Hauptfensters kann berpr ft werden ob die Toolrechnung fehlerfrei verlaufen ist Jedes Laufzeitprotokoll endet mit einer I nnn oder F nnn Meldung DOE MEER EVA gt gt Window Help a el cl anni 2 114315 0 2000 topo points used for interpolation Data set no 151 file no 2 18314 6 2000 topo points used For interpolation Data set no 152 file no 2 Seite 53 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 14311 U warning errors detected 14999 Execution terminated No fatal error detected GRITOP terminated at 2881 87 38 14 03 56 4 rf THD terminated GRITOP terminated METRAS cancelled EVA cancelled Ui In dem abgebildeten Beispiel f r das Tool GRITOP wurden keine Warnmeldungen und kein fataler Fehler entdeckt Falls im Laufe der Berechnung Warnmeldungen ausgegeben wurden wird darauf am Ende des Protokolls bei GRITOP 1 311 NNN warning errors detected hingewiesen Unabhangig davon ob die Toolrechnung fehlerfrei mit Warnmeldungen oder mit einem fatalen Fehler beendet worden ist sollten Sie das Laufzeitprotokoll immer kontrollieren Die Kenn
176. ographic input data files D PROJEKTE 99B1 04 DBU WORK HETRAS TESTS THD R Path of topographic output data files D PROJEKTE 99B104 DBU WORK HETRAS TESTSAT Names of topographic output data files sta D PROJEKTE 99B1 04 DBU WORK METRAS TESTS T Area to convert topographic data west east 8 0000 to 11 0000 south north 54 0000 t rence longitude of nn mn gt Die Laufzeitprotokolle aller Tools bauen sich einheitlich aus Informationsmeldungen I nnn Warnmeldungen W nnn oder fatalen Fehlermeldungen F nnn auf Die Inhalte der Meldungen unterscheiden sich nat rlich toolspezifisch Falls Sie noch w hrend der Laufzeit anhand des Protokolls feststellen dass Sie sich beispielsweise in den Eingabedaten geirrt haben oder eine METRAS PC Simulation sich numerisch instabil zu entwickeln scheint k nnen Sie die Rechnung abbrechen Tool Run Information Mit jeder Toolrechnung wird auch das Zusatzfenster Tool Run Information ge ffnet Dieses Fenster informiert Sie im linken Bereich ber den aktuellen Status der vier Tools not started running canceled by user terminated with error oder terminated without error Durch einen Klick auf Details gt gt gt ffnet sich die Detailansicht in der der Fortschritt jeder Toolrechnung in einem eigenen Register angezeigt wird Das Fenster kann ber den Button Close oder in der Symbolleiste jederzeit geschlossen werden Ein Seite 48 METRAS
177. ography input data files D tmp THD OrigData Path of topography output data files D tmp THD Results Names of topography output data files start with D tmp THD Results sh Area to convert topography data west east 8 0000 to 11 0000 dd mmss south north 54 0000 to 55 0000 dd mmss Reference longitude of area GK coordinates auto detected Use topo files old states YES Use topo files new states heights NO Use topo files new states land use NO Correction of negative heights to Om YES Correction of undefined heights to Om YES Correction of undefined land use to METRAS class 3 YES T 201 Area coordinates have been rounded GK system to full km lon lat to multiples of 10 longitude and 6 latitude T 202 Rounded area coordinates in GK coordinates km west east 3434 00 to 3631 00 south north 5985 00 to 6098 00 I 203 Rounded area coordinates in geogr coordinates dd mmss west east 8 00000 to 11 0000 south north 54 0000 to 55 0000 I 102 Necessary topography input data files old states File names D tmp THD OrigData HxxxxB TOP with following xxxx 1015 1115 1215 1315 1016 1116 1216 1316 1017 1117 1217 1317 1417 1517 1617 1717 1018 1118 1218 1318 1418 1518 1618 1718 1818 1918 1019 1119 1219 1319 1419 1519 1619 1719 1819 1919 1120 1220 1320 1420 1520 1620 1720 1820 1920 1121 1221 1321 1421 1521 1621 1721 1821 1921 1122 1222 1
178. om ref point m x 51 0000 A North latit DD MMSSS or y gt 0 from ref point m i 52 0000 Top boundary above sea level M 3 o ooooooooooo oo 10000 0 1 1 Y Grid parameters i 1 r MAXIMUM number of grid points NX1 NX2 NX3 100 100 40 E x direction 7 Basile grid Width IM sc een A soa Sea eee ee 250 N grid stretching by no stretching 0 20 E maximum GETA WEACH Messer ea ee reine 1000 NO stretching from distance x lt 0 from ref point m 6000 A 1 to distance x gt 0 from ref point m 6000 y direction E E Basio 9214 wrati MU Dar Nennen 250 r grid stretching by no stretching Obie src 20 r maximum grid width m nesie ei Hr ee 1000 E NO stretching from distance y lt 0 from ref point m 6000 E to distance y gt 0 from ref point m 6000 z direction y Basie grid WwidEh Mina A A A A ees at 20 grid stretching by 1 no stretching 0 2 04 cc 20 A Maximum geLd width N ara ee 1000 NO stretching from surface to z M ts a2 2er eee wesw eet 100 N Grid rotation with coordinate system GK only i angle in anti clockwise direction deg 0 0 r r Write METRAS grid file to Bathtfile name ae nee nn ee y c tmp GA 250f top r r Topography data base in order of priority 1 r r Number of data base Lili ia A u Name F
179. ongwave radiation Die Oberfl chentemperatur wird unter Ber cksichtigung der kurz und langwelligen Strahlungsfl sse berechnet bei ver nderlicher und unbekannter Oberfl chentemperatur Seite 35 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Surface energy budget radiation on inclined surface Die Hangneigung wird in der Bodenw rmebilanz ber cksichtigt bei Hangneigung gt 10 Surface energy budget shading effects Abschattungseffekte werden in der Bodenw rmebilanz ber cksichtigt bei Abschattung durch Orographie Surface humidity budget Die Oberfl chenfeuchtebilanz wird gel st bei ver nderlicher und unbekannter Oberfl chenfeuchte Mit OK k nnen Sie Ihre Angaben speichern mit Cancel werden die Eingaben verworfen 2 5 6 VDI Testf lle ber die Buttons Edit im EVA Eingabedialog k nnen Sie ausw hlen welche der Testf lle a bis d Sie evaluieren m chten und die zugeh rigen Daten angeben Die Dialoge sind f r alle Testf lle analog aufgebaut und unterscheiden sich lediglich in der Anzahl der bereitzustellenden Modellergebnisdateien Eine Ausnahme bilden die Testf lle c1 und c2 Hier steht eine statistische Analyse der Abweichungen zwischen Modellergebnissen und Referenzdaten nicht zur Verf gung da die Validierungskriterien in diesen beiden F llen keine Berechnung der Abweichungen vorsehen Die Abbildung zeigt beispielhaft den Eingabedialog f r den Testfall a Type of selection C noevaluaton C evaluation conver
180. ormat Coord system GK Gauss Krueger LL Longitude latitude Content HH surface heights LU land use No Name DataSets Coo syst Cont 1 D tmp THD Results sh_h tpa 168 LL HH 2 D tmp THD Results sh_l tpa 168 LL LU I 216 O warning errors detected I 999 Execution terminated No fatal error detected x THD terminated at 2001 07 30 13 50 40 Comments on the example Message Number Comments 100 List of the input files 1 201 1 203 The read area boundaries were truncated to the resolution of the Darmstadt land register 1 102 For the chosen area the listed files old Federal States have to be read 1 200 The files have been read 1 207 1 208 Information on the number of points within the selected area the number of points that were assigned with data and the number of corrected height points 14204 The conversion of data for the old Federal States has been completed 1 105 A message about the output files created in the ArcView Format of GRITOP their number of data blocks the co ordinate system and the content 1 216 1 999 No warning errors or fatal errors detected 4 2 2 Result Files All result files of THD name convention and content see table in Section 4 1 2 contains the converted topography data in the ArcView format of GRITOP The number and names of the result files depend on the selected area and the reference longitude All files have a uniform file format For a numbe
181. ormat type Coord system Content N 7 Die Datei wird nicht f r die METRAS Version von GRITOP ben tigt In ME TRAS werden die Steuerdaten ber einen Eingabedialog bereitgestellt 9 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 max 256 char 1 ArcViewExp O def by file form O def by file form r N 2 x y Z 1 Gauss Krueg l heights 1 3 UniHH 2 geogr coord 2 1 use 3 LambAzi 9 48 y 4 British Nat Grid 5 UTM 6 CH1903 f topo COR_l tpa 1 3 2 topo LVM_h tpa I 1 1 topo OWN_1l tpx 2 2 2 topo OWN_h tpu 3 0 0 y _ m IR ESSEN ast Sant AR AAA SNIE _ Interpolation tolerance limit gt 0 0 lt 10 0 5 r s _ by _ Roughness length per land use class all in m N r 10 water Sea et 2 cake thd sade tele an tae tee aA eee Seed 20 TS0E 04 2 1 MUST LAS A ag ao EA Ad da 0 200E 03 VA m Sanden aae a E a A 0 00 6 0 3 Ir mixed Land sata is diate ee A IS iaa 0 100E 01 gt A EMEA OWS A A AAA er nee wenns t 0 100E 01 tup Fe ISA peu une erkenne lern Bet ble BET OL QO R O NO SOU SINS Sis a is what duke Pre ee ta TA ainia ae 0 100E 00 Vs MIX FOLrESt ee RR ee 1 0 100E 01 28 Coniferous LODOS ia ae I ee Bee Bee 0 120E 01 y 9 rbai Ai ee eae A A 0 700E 00 d VK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK KKK HH HK TH KH HK KK FH FH AH TH TH FH FH AH TH TH FH TH TH TH TH FH AH KK FH FH
182. ort files can be merged to one file in the ArcView format just by appending several export files to each other Within a file grid data must not overlap e g when the first and the second block partly contain data for one and the same area Example for a file in the ArcView format geographical co ordinates land use categories ncols 100 nrows 72 xllcorner 9 000694444427 yllcorner 51 000694444427 cellsize 0 001388888889 0 001388888889 NODATA_value 9 7 7 7 7 7 7 7 ncols Columns 7 7 7 7 7 7 7 ncols Columns 4 7 4 4 4 4 7 ncols Columns ersteren ate nrows Rows ts ncols Columns ncols 100 nrows 72 xllcorner 9 139583328208 yllcorner 51 000694444427 cellsize 0 001388888889 0 001388888889 NODATA_value 9 4 4 4 4 4 4 3 ncols Columns 4 4 4 4 4 4 3 ncols Columns 4 4 4 4 4 4 3 ncols Columns Lea ao aeie nrows Rows Se ncols Columns Comments on the blocks Each data description block consists of six lines The lines 1 to 14 contain an identifier of the following value This identifier is intended to support the readability of the file only It is not evaluated by GRITOP From column 15 onwards the value belonging to the identifier is read The data block contains the terrain heights or METRAS land use categories They are arranged column by column row by row The columns run along the x direction of the grid
183. prechen Die vier Programmkomponenten sind unter einer einheitlichen Windowsoberfl che zusammengefasst die eine einfache Anwendbarkeit des Gesamtsystems erm glicht METRAS ist lauff hig unter den Betriebssystemen Windows 98 NT 2000 Das Programmsystem METRAS wird mit Sicherheit in Beratungsunternehmen und Beh rden vielf ltige Einsatzm glichkeiten finden zumal es zu geringen Kosten zur Verf gung stehen wird Obwohl die Freigabe einer Betaversion erst f r einige Monate nach Projektabschluss geplant ist hat die Vorstellung des Programmsystems auf der Meteorologentagung im September 2001 in Wien ein vielseitiges Interesse ausgel st Auch Entwickler anderer mesoskaliger Modelle sind daran interessiert um ihre Modelle einer METRAS PC vergleichbaren Qualit tssicherung zu unterziehen Ein wichtiges Fernziel dieses Projektes die vorhandenen Untersuchungsmethoden und Modelle zu einem h heren Standard zu f hren kann deshalb als schon jetzt erreicht angesehen werden Seite 1 1 Anlass und Zielsetzung des Projekts Die menschliche Nutzung der nat rlichen Ressourcen durch Produktionsprozesse und Landschaftsumgestaltungen wirkt sich h ufig negativ auch auf die Luftqualit t und klimatischen Gegebenheiten im lokalen und regionalen Bereich aus Als Beispiele lassen sich Immissionsbelastungen in der Umgebung von Industrieanlagen Kraftwerken oder Verkehrstrassen oder nderungen in klimatischen Parametern Wind Temperatur Feuch
184. r GRITOP in den Vordergrund Dialogs METRAS holt den Eingabedialog f r METRAS PC in den Vordergrund Dialogs EVA holt den Eingabedialog f r EVA in den Vordergrund Windows Name holt das Fenster f r die Datei Name in den Vordergrund des Arbeitsbereiches Window Cascade ordnet alle Fenster des Arbeitsbereiches berlappend an Window Tile Horizontal ordnet alle Fenster des Arbeitsbereiches horizontal nebeneinander an Window Tile Vertical ordnet alle Fenster des Arbeitsbereiches vertikal untereinander an Seite 57 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 5 8 Hilfe Unter dem Men eintrag Help k nnen Sie neben dieser Onlinehilfe die Dokumentationen zu den einzelnen Tools Technische Referenzen ansehen Voraussetzung f r die Anzeige der Dokumentationen ist die Installation des Adobe Akrobat Readers den Sie sich aus dem Internet kostenlos laden k nnen www adobe de products acrobat readermain htm Help Online Manual Anzeige dieser Onlinehilfe Help THD Reference Anzeige der Programmdokumentation zu THD Help GRITOP Reference Anzeige der Programmdokumentation zu GRITOP Help METRAS PC Reference Anzeige der Programmdokumentation zu METRAS PC Help EVA Reference Anzeige der Programmdokumentation zu EVA Alle Dokumentationen werden in englischer Sprache angezeigt Neben den englischen Dokumentationen finden Sie deren deutsche bersetzungen im Dokumentationsverzeichnis von METRAS Seite 58 METRAS Vers 1 0
185. r die neuen Bundesl nder Dieses Topographiekataster ist nicht Bestandteil von METRAS kann aber eingebunden werden Mit dem Tool THD kann der Benutzer f r frei w hlbare Gebietsausschnitte Daten aus dem Darmst dter Kataster importieren und in ein Datenformat umwandeln das von dem Programm GRITOP zur Erzeugung eines METRAS PC Modellgitters eingelesen werden kann Zus tzlich sind Optionen zur Konvertierung der Rohdaten verf gbar 2 GRITOP Version 2 0 Dieses Tool dient der Erstellung eines METRAS PC Modellgitters aus einem oder mehreren Topographierohdatens tzen Dabei lassen sich auch r umlich berlappende Rohdatens tze unterschiedlicher Herkunft Aufl sung und Datenformats miteinander kombinieren wobei der Benutzer die Priorit tsreihenfolge aller Datens tze vorgeben kann 3 METRAS PC Version 2 0 Kern des Programmsystems METRAS ist das mesoskalige Transport und Str mungsmodell METRAS PC das 1998 in der Version 1 0 erstmals herausgegeben wurde Die wesentlichen Neuerungen gegen ber der Version 1 0 sind e vollst ndige Integration in eine Windowsoberfl che verbessertes Initialisierungsverfahren Wahl zwischen zwei Turbulenzparameterisierungsans tzen Option f r Wolken und Niederschlag Option f r Mittelung subskaliger bodennaher Fl sse Blendh henverfahren Stofftransport evaluiert gem VDI Richtlinie 3783 Blatt7 4 EVA Version 1 0 Das vierte Tool von METRAS dient der Evaluierung mesoskaliger Modelle
186. r grid boxes of 500x500 m Their location relative to easting and northing is shown in the following figure GK Hochwert volle km GK Rechtswert volle km Figure 1 Location of gird boxes around the intercept points of Gauss Kr ger co ordinates Possible land use categories are 0 empty abroad no value water 2 forest park 4 build up area 5 meadows wetland l 6 agricultural area no specific land use 3 Conversion Process in THD Within one topography file in the ArcView Format of GRITOP Section 4 2 it is only possible to save data of a uniform type terrain height or land use and one grid resolution The grid boxes also should not overlap But the Darmstadt land register uses geographic co ordinates for the old Federal States and Gauss Kr ger co ordinates for the new Federal States For the latter the _ 5 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 grid data are related to longitudes of 9 E 12 E and 15 E Additionally the height and land use data are distributed differently to the reference longitudes Figure 2 shows the distribution of height data to reference longitudes of 9 E 12 E and 15 E Figure 3 the distribution of land use datato 9 E and 15 E That means for THD that the converted data of all four frames of reference must be saved in separate files Within each calculation the user has to decide relative to which reference longi tude the data are to be conve
187. r of grid points greater than 100 in west east or south north direction the grid points are separated in blocks of 100X100 at the most Each file contains one or more blocks that consist of several header and data lines Example for header ncols 100 nrows 100 xllcorner 8 167361104885 yllcorner 54 861805523592 cellsize 0 001388888889 0 001388888889 NODATA_value 9 Each header consists of an identifier columns 1 14 and a value from column 15 ncols is the number of columns of the following data block columns correspond to west east direction of the data nrows is the number of rows running from north to south x icorner and yllcorner are the co ordinates of the grid points in the first column and last row i e the point at the very south west cellsize is the grid width in west east and south north direction NODATA_ Value is the value used for unknown heights or land use data The header lines are followed by a data block with ncols columns and nrows rows 12 of 14 Dokumentation THD Vers 1 0 9 9 9 9 9 ncols columns 9 9 9 9 9 4 4 4 4 4 nrows rows The values are equivalent to the terrain height in metres res to the METRAS land use category at the grid point For the ARCView format of GRITOP one restriction existents the values in the header lines have to start from at column 15 There is no further format rule for the header or data lines Acknowledgements The program THD
188. raannnnnnnnnnaannnnnannnnaannnnnannnnaannnnaannenaannna 33 2 5 4 Modell Ergebniskontrolle sas0ormsrnnnonnennnnonnennnnnnnnnnnnonnnnnnnnrnnnnnonnnnnnnnnnnnensnnnnnnnrnnenanen 34 2 5 5 Modell Optionale Eigenschaften sitarea ea a i aa D EE 35 2 5 6 VD TFestldllO 0 tii ii gas young fas A A TAA In BE Brenner 36 2 5 7 Konvertierung METRAS PC Ergebnisdateien in EVA Format uss220unsnsunnnonnnnnnnnnnnnnnn 37 2 5 8 Daten pr fen und Dialog verlassen u 224004422nnnnnennnnnnnennnnnnnennnnnnnennnnnnnennnnnnennnnnnennnnnn 38 2 6 SEINGABEB TEN SREICHERN 23 divi iy lin 39 3 EINGABEDATEN PR FEN sinian a a a tee ee aoe 41 3 1 AUTOMATISCHE DATENPR FUNG unnnauensannsnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnannnnnnnnnnnnnn 41 3 2 MANDELEE BATENPR FUNG orita Tu sie 42 4 LOOLRECHNUNGEN 52 2 2 3 Kasse de 46 41 RECHNUNG STARTEN oia it 46 4 2 JLAUEZETKONTROL LE A Nie 47 4 3 RECHNUNG ABBRECHEN outils tic tati fencers 51 4 4 ERGEBNISKONTROLUE cuicos 53 5 WEITERE FUNKTIONEN raa Teea e raar eaS aeae a Ee eS r Era pe Saer ahaa area Eaa Eaa Naa EEan aa AEAEE 55 Seite 2 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 5 1 DATEIEN ANSEHEN sts me EN Ns RER ia ea ai ahaaa a aa 55 5 2 DATEIEN UND EINGABEDIALOGE SCHLIEBEN uuaunennssssnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnnnnnnannnnnnnnnnennnnnannnnnnn nnmnnn 55 5 3 DATEIEN UND EINGABEDIALOGE SPEICHERN uuauanensssssns
189. rameter legt fest ob die Gebietskoordinaten bez glich einer festen geographi schen L nge umgerechnet werden sollen 0 nein 9 12 15 Bezugsl nge 6 L Es werden nur diejenigen Daten der neuen Bundesl nder konvertiert deren Koordinaten sich mit der Be zugsl nge decken vgl Abschnitt Im dritten Block wird festgelegt welche Datens tze des Darmst dter Katasters konvertiert wer den sollen 0 keine Konvertierung 1 Konvertierung 10 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 Der letzte Block enth lt die Parameter zur Steuerung von Korrekturen an H hen und Land nutzungsdaten 0 keine Korrektur 1 Korrektur Der erste Parameter steuert die Korrektur negativer H henwerte auf O m H he der zweite Parameter die Korrektur unbelegter H hen werte in den neuen Bundesl ndern auf 0 m H he der dritte Parameter die Korrektur unbelegter Landnutzungsklassen auf die METRAS Klasse 3 Mischnutzung 4 2 THD Ausgabedateien 4 2 1 Laufzeitprotokoll an mit THD erzeugt im Laufverzeichnis ein Laufzeitprotokoll mit dem Namen thd tro in dem die Steuerdaten aufgelistet und alle wesentlichen Arbeitsschritte des Pro gramms dokumentiert werden Beispiel f r ein Laufzeitprotokoll x THD started at 2001 07 30 13 50 26 Meaning of following messages I nnn info message no nnn W nnn warning error message no nnn F nnn fatal error message no nnn I 100 Content of input data file Path of top
190. raphic location of the model grid is determined by the reference point of the grid This reference point can be set in geographic or Gau Kr ger co ordinates It defines the origin of an internal cartesian co ordinate system lts x axis runs starting from the reference point in x ward direction easting and the y axis runs starting from the reference point in y ward direction northing of the corresponding UTM section Section 3 1 Its position Okm Okm corresponds to a fictitious 2 dimensional double vector grid point 6 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 The horizontal model boundaries can be set either by using geographical or by Gau Kr ger co ordinates as well The vertical boundary has to be set to the height in m above sea level In general the model grid is non uniform i e the distance between grid points is not constant The grid is created in three steps 1 At first an uniform grid is created around the reference point Here the distances between grid points have the minimum value which may differ in x and y direction 2 Outside the uniformly spaced zone the grid size increases from grid point to grid point until the maximum grid size has been reached The grid stretching factor may have different values for each dimension The calculated grid distances are truncated to full metres 3 Outside the zone of increasing grid size the grid size is kept constant at its maximum value The grid constructe
191. rmat und liegen daher in getrennten Dateien vor 2 2 1 Gel ndeh hen Die Gel ndeh hen basieren auf Messtischbl ttern TH 1 25 000 und liegen in einer r umlichen Aufl sung von 1x1 km vor Die H henwerte wurden lediglich an den Schnittstellen der Gau Kr ger Koordinaten mit einer Genauigkeit von 5m ermittelt und weichen daher von der mittleren H he der umgebenden Rasterfl che von 1 km mehr oder weniger stark ab Die Daten verteilen sich auf 514 Dateien wobei jede Datei alle H henwerte zu einem festen Gau Kr ger Hochwert enth lt Der zu den Daten einer Datei geh rende Hochwert xxxx in km ergibt sich aus dem Dateinamen HOxxxx DAT Jede Datei besteht aus einer Kopfzeile im FORTRAN Format 14 dessen Wert die Anzahl N der Datenpaare innerhalb der Datei angibt Es folgen N Zeilen im Format 14 1X 14 wobei der erste 14 Wert den Gau Kr ger Rechtswert in km der zweite 14 Wert die H he am Schnittpunkt der Gau Kr ger Koordinaten enth lt Als H henangaben sind die folgenden Werte m glich 4 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 Wert Bedeutung Meer Ausland nicht definiert nicht definiert H he ber NN in 5 m Stufen Die Gau Kr ger Rechtswerte beziehen sich je nach Lage der Rasterpunkte auf unterschied liche Bezugsl ngen 9 L 12 L oder 15 6 L 2 2 2 Landnutzungen Die Landnutzungsklassen wurden auf Basis der Messtischbl tter TK 1 50 000 in einer r um lichen Aufl sung von 500x
192. rogrammausf hrung 5 Abschlusskontrolle 6 nur EVA Erstellung und Ausgabe eines Evaluierungszertifikats Alle diese Arbeitsschritte k nnen vollst ndig innerhalb der METRAS Programmoberfl che Abbildung 1 ausgef hrt werden Seite 8 Im Hauptfenster erfolgt der Zugriff auf die Funktionen sowohl ber eine Men als auch eine Symbolleiste Daneben k nnen weitere Standardfunktionen z B Datei ffnen drucken etc wie unter Windows Applikationen blich aufgerufen werden Im Arbeitsbereich des Hauptfensters listet ein Protokoll alle Fehlermeldungen auf Pr fung aller Eingabedaten auf Vollst ndigkeit Zul ssigkeit und Konsistenz Bei fehlerhaften Eingabedaten wird der Benutzer automatisch in den entsprechenden Eingabedialog gef hrt W hrend der Programmausf hrung enth lt das zus tzlich die von den erstellten Hauptfenster Einzelkomponenten Laufzeitprotokolle Ein Zusatzfenster Abbildung 1 links und Abbildung 2 informiert den Benutzer ber den Fortschritt der Programmausf hrung THD METRAS PC GRITOP EVA METRAS Ele THD GRITOP METHAS Eva Dafo Window Help FTES ETE ETS ETE METRAS Error Messages Area coordinates Lon Lat Area coordinates Lon Lat Area coordinates Lon Lat Area coordinates Lon Lat Area coordinates Lon Lat Area coordinates Lon Lat Area coordinates Lon Lat Path of topographic data 16 Output path empty data path 11 Name of output
193. rsion 1 0 3 integrierte Programmversion vor Diese Dokumentation bezieht sich auf beide Programmversionen Abschnitte die f r METRAS irrelevant sind sind gesondert gekenn zeichnet 2 Konvertierung fl chenbezogener Daten 2 1 Problemstellung Die Abbildung 1 skizziert die Aufgabenstellung die durch GRITOP zu l sen ist Gegeben ist ein Modellgitter dicke Linien und ein Raster auf dem Topographiedaten definiert sind d nne Linien Innerhalb jedes Rasterelements j ein Rasterelement wird z B definiert durch die Punkte t1 t2 t5 und t4 liegt ein Mittelwert A der Gel ndeh he und oder eine Landnutzungs klasse vor Gesucht ist die mittlere Gel ndeh he bzw die Anteile jeder Landnutzungsklasse B in jedem Gitterelement i z B des durch m1 bis m4 definierten Elements Da es sich bei den zu bertragenden Gr en um fl chenbezogene Daten handelt deren Charakter bei der Konvertie rung auf das Modellgitter wiedergegeben werden muss muss die bertragung durch eine fl chengewichtete Interpolation erfolgen 2 2 Fl chengewichtete Interpolation Dem Verfahren fl chengewichteter Interpolation liegt folgendes Prinzip zugrunde e Innerhalb eines Gitterelements werden nur die Originaldaten A des Rasterelements mit dem Fl cheninhalt 7 ber cksichtigt die sich mit der Fl che M des Gitterelements ber lappen e Die Originalwerte A werden anteilig auf das Gitterelement der Fl che M bertragen wobei die Anteile propor
194. rst parameter in the second block Conversion Area determines if the following declara tions are given in geographical co ordinates 0 or Gauss Kr ger co ordinates 1 These co ordinates can be chosen freely and the program adjusts them to the grid of the available data The last parameter determines if the area co ordinates are supposed to be converted relative to a fixed geographic longitude 0 yes 9 E 12 E 15 E as reference longitude Only those data of the new Federal States will be converted whose co ordinates are given relative to the specified reference longitude see Section 3 The third block File Types determines which dataset of the Darmstadt land register are to be converted 0 no conversion 1 conversion The last block Data Corrections contains parameters for controlling the corrections of height and land use data 0 no correction 1 correction The first parameter controls the correction of negative height values to a height of 0 m the second parameter the corrections of non assigned height values in the new Federal States to a height of 0 m the third parameter the correction of non assigned land use categories to METRAS land use category 3 mixed land use 10 of 14 4 2 THD Output Files 4 2 1 Runtime Protocol Dokumentation THD Vers 1 0 Each THD calculation generates a runtime protocol called thd rbd that is saved in the current directory In this file all control data are listed
195. rt 6 GCTP 1994 GCTP General Cartographic Tranformation Package U S Department of the Interior U S Geological Survey National Mapping Division 7 CH 2001 Formeln und Konstanten f r die Berechnung der Schweizerischen schiefachsigen Zylinderprojektion und der Transformation zwischen Koordinatensystemen Bundesamt f r Landestopographie Eidgen ssische Vermessungsdirektion 22 von 22 GRITOP Version 2 0 A Program for Creating Grids and Initialising Topography Data for the METRAS Model Program Documentation Klaus Bigalke K Heinke Schl nzen August 2001 METRAS Technical Report 9 E Meteorologisches Institut Universit t Hamburg Bundesstrasse 55 20146 Hamburg Germany METCON Umweltmeteorologische Beratung Dr Klaus Bigalke Pinneberg Meteorologisches Institut Universit t Hamburg Documentation GRITOP Version 1 0 Contents da 19 6219 0 6 6 ger rere e tod ee ee a ent 3 2 Conversion of Area Related Data 4444444440nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nennen 3 2 1 Problem a ee Eee elek 3 2 2 Area Weldhted Interpol ti n acessane ee 3 2 3 MIETSEBIIORS OT POlygOnSs un ea elek 5 3 Conversion of Topography Raw Data in GRITOP 44444sssnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 6 3 1 Uniform Co ordinate Sysietiz 2re2 e ii ee ie 6 32 Cre ting a Model Erin a E EEEE E as E 6 3 3 Interpolation from a Topography Dataset to the Model Grid
196. rted Usually it is recommended to use THD three times in order to convert data for areas in the new Federal States Each time the user has to change the reference longitude see Section 4 1 2 GRITOP can process the resulting files that are related to different co ordinates one after the other Habas pao Livi bap Te Hias eee Lieder beg 13 Oi Hiran raaa Liris Figure 2 Distribution of height data for the new Federal States with respect to different reference longitudes 6 of 14 Dokumentation THD Vers 1 0 Bodenniizung neue L nder bzgl 19 Grad Bodennutzung neue Linder bzo amp Grad Figure 3 Distribution of land use categories for the new Federal States with respect to different reference longitudes Unused values were assigned to METRAS Category 3 mixed land use shown yellow in the figure For converting the topography land register THD handles the following steps automaticallyE 1 Rounding of the selected area boundaries to full kilometres Gauss Kr ger co ordinates res multiples of 10 longitude and 6 latitude 2 Determination of those Darmstadt land register files that are needed for the selected area This is based on name conventions described in Section 2 3 If the user has chosen the conversion of data for an area in the old Federal States a The data for the old Federal States are read and sorted into the selected area b If chosen by the user correction of negative
197. rzeichnis f r tempor re Dateien von METRAS Achtung Dateien im Verzeichnis TMP d rfen w hrend der Ausf hrung von METRAS in keinem Fall ge ndert oder gel scht werden Die toolspezifischen Verzeichnisse werden von METRAS standardm ig bei der Suche nach Dateien verwendet Sie k nnen die Ein und Ausgabedateien nat rlich auch in anderen Verzeichnissen Ihrer Wahl ablegen 1 2 2 Dateiendungen Standardm ig gelten in METRAS die folgenden Regeln f r Dateinamenserweiterungen ece EVA Evaluierungszertifikat efm EVA Modell Messergebnisse im EVA Format erp EVA Laufzeitprotokoll evi EVA Eingabedaten dat THD Topographierohdaten des Darmst dter Katasters neue Bundesl nder dat METRAS PC Hintergrundkonzentrationen dat METRAS PC Fl chenemissionen gri GRITOP Eingabedaten grp GRITOP Laufzeitprotokoll mbn METRAS PC Restartdatei bin r met METRAS PC Eingabedaten mfm METRAS PC Modellergebnis ASCII mrp METRAS PC Laufzeitprotokoll mts METRAS PC Zeitserien ASCII thd THD Eingabedaten top THD Topographierohdaten des Darmst dter Katasters alte Bundesl nder top GRITOP METRAS PC METRAS PC Gitterdatei tpa trp THD THD GRITOP tpu GRITOP tpx GRITOP Topographierohdaten im ArcView Format von GRITOP Topographierohdaten im Uni HH Format von GRITOP Topographierohdaten im xyz Format von GRITOP Laufzeitprotokoll Seite 10 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch txt
198. s Betriebssystems schreibt die dann von einer anderen Komponenten aus dem Speicher gelesen werden k nnen 3 2 METRAS Programmkomponente THD An der Technischen Hochschule Darmstadt Prof Manier wurde in den neunziger Jahren ein gesamtdeutscher Topographiedatensatz Gel ndeh hen und Landnutzung erstellt der f r relativ geringe Kosten erh ltlich ist Die Aufl sung dieses Datensatzes liegt bei 5 x 5 ca 100 m x 150 m f r die alten Bundesl nder und 500 m x 500 m Landnutzung bzw 1 km x 1 km Gel ndeh hen f r die neuen Bundesl nder F r viele Anwendungen ist diese Aufl sung bereits ausreichend so dass der Kostenfaktor f r die Datenbeschaffung in solchen F llen durch die Nutzung des Darmst dter Katasters vernachl ssigbar ist Die Programmkomponente THD erm glicht die Aufbereitung des Datensatzes f r ausgew hlte Gebietsausschnitte METRAS PC Modellgebiete Dabei werden die in unterschiedlichen Formaten vorliegenden Daten des Darmst dter Katasters eingelesen ggf korrigiert den Anforderungen des Modells METRAS PC entsprechend konvertiert und in ein Rohdatenformat bertragen das von der Programmkomponente GRITOP weiterverarbeitet werden kann Hierzu gibt der Anwender einen Gebietsausschnitt in geographischen oder Gau Kr ger Koordinaten an Abbildung 3 und w hlt einige Optionen zur Aufbereitung der Rohdaten Nach dem Start der Programmkomponente THD Abbildung 1 werden aus dem Rohdatensatz die dem ge
199. s If the model grid box is not covered completely by the dataset it remains marked as completely non assigned That means that the information is lost which is given by a dataset that does only cover parts of the model grid box The order of the topography datasets determines the topography data of the model grid boxes In general it is recommended to list those topography datasets first that contain the highest information content These are usually topography datasets of highest spatial resolution or highest reliability data source Datasets that are only supposed to fill gaps single non assigned model grid boxes should be listed at the lowest priority 4 Files 4 1 GRITOP Input Files 4 1 1 Topography Datasets One or more topography datasets are provided for the program GRITOP 2 0 can process three different file formats ArcView Appendix A 1 xyz Appendix A 2 and Uni HH Appendix A 3 A topography dataset has to meet the following demands Data matrix elements should not overlap For all co ordinates only one system is used The file contains only terrain heights or land use categories exception Uni HH Format only xyz Format the grid resolution of all grid boxes is constant in x and y direction respectively it does not need to be the same for both directions e only Uni HH Format All topography raw data of a topography dataset are given in the same format e The land use data must be provi
200. s Spalten ody Bide Ges oe ete nrows Zeilen ncols Spalten Erlauterung der Blocke Jeder Datenbeschreibungsblock besteht aus sechs Zeilen In den Spalten 1 bis 14 steht jeweils eine Kennung des nachfolgenden Wertes Diese Kennung dient nur der Lesbarkeit der Datei und wird von GRITOP nicht ausgewertet Ab Spalte 15 folgt der zur Kennung geh rende Wert Der Datenblock enth lt Gel ndeh hen oder METRAS Landnutzungsklassen in spalten und zeilenweiser Anordnung Die Spalten verlaufen in x Richtung der Rasterdaten in der Regel also von West nach Ost die Zeilen in negativer y Richtung in der Regel also von Nord nach S d Alle Werte im Datenbeschreibungs und Datenblock k nnen in beliebigem Format vorliegen Die Werte im Datenbeschreibungsblock d rfen aber fr hestens in der 15 Spalte beginnen und der Datenblock muss genau aus ncols Spalten und nrows Zeilen bestehen 17 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Erl uterung der Werte ncols Anzahl der Spalten im nachfolgenden Datenblock nrows Anzahl der Zeilen im nachfolgenden Datenblock xlIcorner x Koordinate des Wertes 1 nrows In der Regel ist dies der s dwest liche Punkt der Rasterdaten Die Koordinate bezieht sich auf den Mittelpunkt des korrespondierenden Rasterelements yllcorner y Koordinate des Wertes 1 nrows In der Regel ist dies der s dwest liche Punkt der Rasterdaten Die Koordinate bezieht sich auf den Mittelpunkt des korrespondierenden
201. s interpolated D tmp GRITOP Results GA SH Execution terminated No fatal error detected GRITOP terminated at 2001 07 30 14 03 56 Comments Message number 14100 14312 14313 Comments List of control data for all topography data files finished Co ordinates of the corners of the calculated model area The co ordinates refer to the respective corner and within the whole protocol data sensitive they are reported in geographical co ordinates in the read co ordinates data sensitive and in the internal uniform co ordinate system UTM Additionally the calculated upper boundary of the model area and the number of grid points without boundary grid points are 12 of 20 1 301 1 302 14303 14202 14200 14304 1 305 14314 14306 14303 1 202 200 304 305 314 306 14307 14308 14309 14310 1 311 1 999 Documentation GRITOP Vers 2 0 reported The boundaries of the model area usually differ from read boundaries due to the grid parameters defined by the user Initialisation of the grid and internal fields is completed Start of the interpolation of the topography raw data from the 1 topography dataset For each data block of the topography dataset in our example only the first and the last of 168 blocks the read and converted co ordinates of the boundaries are reported If the model grid is not completely assigned with values at the end it is possible to use the messages mentioned above
202. s unbelegt hinsichtlich Gel ndeh he und Landnutzung markiert Die Interpolation eines Topographiedatensatzes erfolgt in drei Schritten 1 Es wird ermittelt welche Rasterelemente sich mit dem aktuellen Modellgitterelement ber lappen und die Fl cheninhalte der Uberlappungsfl chen werden berechnet 2 Wenn die Fl cheninhalte aller berlappungsfl chen in der Summe dem Fl cheninhalt des Gitterelementes entsprechen Gl 1 wird die Gel ndeh he am Gitterpunkt nach Gleichung 2 berechnet 3 Die Landnutzungsklassen der berlappenden Rasterelemente werden entsprechend dem Anteil der Uberlappungsfl che an der Fl che des Gitterelements als prozentualer Anteil der Landnutzungsklasse am Gitterpunkt bernommen wenn Gil 1 erf llt ist Alle Gitterpunkte die sich in der Summe nicht vollst ndig mit den Rasterelementen eines Topo graphiedatensatzes berlappen bleiben unbelegt Die belegten Gitterpunkte werden als solche markiert und bleiben bei der Interpolation des n chsten Datensatzes unber cksichtigt Da in der Praxis z B aufgrund der Rechengenauigkeit und Rundungsfehlern bei der Transfor mation zwischen den Projektionssystemen die Gleichung 1 selten genau erf llt ist hat der 7 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Anwender die M glichkeit einen Fehlertoleranzwert e anzugeben In diesem Fall muss anstelle der Gleichung 1 die folgende Gleichung 4 zur vollst ndigen Uberlappung erf llt sein er 1
203. sammensetzen Beispiel f r die Kopfzeilen nco ls nrows x lcorner y lcorner cel lsize NODATA_value 100 100 8 167361104885 54 861805523592 0 001 9 1388888889 0 001388888889 12 von 14 Dokumentation THD Vers 1 0 Jede Kopfzeile besteht aus einer Bezeichnung Spalten 1 14 und einem Wert ab Spalte 15 ncols ist die Anzahl an Spalten des nachfolgenden Datenblocks Spalten entsprechen West Ost Richtung der Daten nrows die Anzahl an Reihen verlaufen von Nord nach S d x Icorner und yllcorner sind die Koordinaten des Rasterpunktes in der ersten Spalte und letzten Zeile also des s dwestlichsten Punktes cellsize bezeichnet die Rasterweite in West Ost und S d Nord Richtung NODATA_ Value ist der Wert der f r unbekannte H hen bzw Landnutzungen gesetzt ist An die Kopfzeilen schlie en sich ein Datenblock mit ncols Spalten und nrows Zeilen an 9 9 9 9 9 ncols Spalten 9 9 9 SEEN 9 4 4 4 4 4 nrows Zeilen Die Werte entsprechen der Gel ndeh he in Metern bzw der METRAS Landnutzungsklasse am Rasterpunkt Mit der Einschr nkung dass in den Kopfzeilen die Werte ab der 15 Spalte stehen m ssen ist im ArcView Format von GRITOP kein Format f r Kopf oder Datenzeilen festgelegt Danksagung Das Programm THD basiert auf einer lteren Version die am Meteorologisches Institut Univer sit t Hamburg im Rahmen des BMBF Projektes PRISMA entwickelt wurde
204. sion of METRAS results and evaluation Edit METRAS data information Model resuk files m EVA data format Fiel c ModeDota testal dat Fle2 c ModeDota Vtestad dat Browse Fle3 c ModeDota testa3 dat Browse Fled e ModeData testad dat Browse Fle 5 c ModeData testa5 dat Browse Statisti bi Note Statistical analysis is for uses information ordy and NO part of the evaluation process Differences between model results and refesence data are analysed in histogram Classes defined here Meteorological quantity No of classes Lower boundary of highest class Wind direction ge 0 10000 Wind speed 10 0 50000 02 m s Potential temperature vg 0 10000 05 K T oy Type of selection no evaluation Der Testfall ist nicht zur Evaluierung ausgew hlt evaluation Der Testfall ist zur Evaluierung ausgew hlt und Modellergebnisdateien stehen im EVA Format zur Verf gung model result files Dies ist entweder der Fall wenn Sie Ergebnisse anderer Modelle als METRAS PC in das EVA Format siehe Technische Referenz zu EVA konvertiert haben oder wenn Sie bereits einmal diesen Testfall einer Evaluierung unterzogen haben und auf bereits in das EVA Format konvertierte METRAS PC Ergebnisdateien zur ckgreifen k nnen conversion of Der Testfall ist zur Evaluierung ausgew hlt Es stehen Modellergebnisse von METRAS PC zur Verf gung die automatisch in das EVA Format konvertiert werden sollen
205. sondere im Bereich der Atmosph renchemie z B Atmosph renforschungsprogramm 2000 Diese prognostischen mesoskaligen Modelle gen gen bisher nicht den oben genannten Anforderungskriterien an allgemein anerkannte und qualitativ abgesicherte Untersuchungs methoden Sie stehen meist nur wissenschaftlichen Institutionen zur Verf gung und k nnen aufgrund ihrer Komplexit t in der Regel nur von den Programmentwicklern bedient werden Ihre Anwendung au erhalb wissenschaftlicher Projekte ist h ufig nicht m glich bzw mit hohen Kosten verbunden Eine Qualit tssicherung nach allgemein anerkannten Ma st ben beginnt erst Seite 3 In dem Bewusstsein dass sowohl hinsichtlich lufthygienischer Untersuchungen als auch im Bereich Klima einheitliche Regelungen und Qualit tssicherungssysteme f r die verwendeten Modelle dringend erforderlich sind hat der Verein Deutscher Ingenieure VDI u a eine Arbeitsgruppe mit der Erarbeitung der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 Prognostische mesoskalige nichthydrostatische Windfeldmodelle Evaluierung f r dynamisch und thermisch bedingte Str mungsfelder VDI 2001 beauftragt Diese Richtlinie wird Vorschriften zur Evaluierung von Modellen enthalten um einen einheitlichen Qualit tsstandard bei den in Umweltuntersuchungen angewendeten Modellen sicherzustellen nicht aber ein Modell selbst Bisher sind mesoskalige Modelle vor allem im Rahmen von Forschungsprojekten verwendet worden Sie werden aber in let
206. sters gibt Aufschluss dar ber wie viele der METRAS PC Gitterpunkte bisher vollst ndig mit Gel ndeh hen und Landnutzungsanteilen belegt sind Die Zahl in der Klammer entspricht genau der doppelten Anzahl von METRAS PC Gitterpunkten da die Belegung mit Gel ndeh hen und Landnutzungsdaten getrennt berpr ft wird In dem Beispiel sind bisher 152 von insgesamt 304 METRAS PC Gitterpunkten mit Daten belegt Dies kann muss aber nicht bedeuten dass bisher alle Gitterpunkte mit Gel ndeh hen besetzt sind aber noch kein Gitterpunkt mit Landnutzungsdaten Register METRAS PC Tool Run Information Fer THD GRITOP METRAS eva Simulation Recent output Run Biles VDl al Result fle 00 03 00 ddhhrmm Simulation time range 00 00 00 to 00 06 00 dd htm Restat fle 00 03 00 dd hmm Simulation progress METRAS time 000308 d hhmenl METRAS time step na 233 Remaining to simadate 00 02 52 d thhmm METRAS time steplength 60 00 sec _ Progress in time IUCN UND AGRA z CPU time control AJ CPU times are rough estimations CPU consumption is monitored by METRAS in some time intervals only Assigned by user 00 01 00 dd hbemen Akeady used 00 00 05 dde Sil avalable 00 00 55 ddhhcmm Remairing estimated 00 00 04 ddhberea Used CPU time maus 0 Dieses Register gliedert sich in mehrere Bl cke die wesentliche Informationen zur aktuell laufenden Simulation zusammenfassen
207. t 3 mixedforest mixed forest 4 deciduous forest Z 5 heath bush pine forest 6 dryfarmland sand gravel scree wet farmland meadows moor bog swamp er tg era Negative terrain heights that may occur in the height data can optionally be corrected to terrain heights of O m 3 2 New Federal States 3 2 1 Terrain height Optionally e negative heights e non assigned heights abroad or no value can be corrected to heights of O m 3 2 2 Land Use The Darmstadt land register provides only four land use categories for the new Federal States These are converted into five METRAS categories as follows 8of 14 Dokumentation THD Vers 1 0 Darmstadt Land Register METRAS Land Use 0 1__ not defined water mixed forest build up area 9 Jpundings meadows weine _ ____ 4 meadows agricultural area no specific land use mixed land use Category Land Use Optionally it is possible to convert into METRAS category 3 mixed use instead of category 1 not defined 4 Files 4 1 THD Input Files 4 1 1 Darmstadt Land Use Register The Darmstadt land register consists of e 2119 files filenames Hrrccb TOP with data of height and land use in the old Federal States e 522 files filenames BWxxxx DAT with data of land use in the new Federal States e 514 files filenames Hoxxxxx DAT with data of heights in the new Federal States The filenames and formats are
208. t F r jeden Datenblock des Topographiedatensatzes im Beispiel nur der erste und letzte von 168 Bl cken dargestellt werden die eingelesenen und umgerechneten Koordinaten der Gebietsgrenzen ausgegeben Sollte das Modellgitter zum Schluss aller Berechnungen nicht vollst ndig mit Daten belegt sein kann anhand dieser Meldungen kontrolliert werden ob die Eingangsdaten das Modellgebiet berhaupt vollst ndig abdecken Es wurden 168 Datenbl cke aus des Topographiedatensatzes gelesen Der Topographiedatensatz wurde vollst ndig eingelesen Alle Datenbl cke des Topographiedatensatzes wurden auf eine m gliche Uberlappung berpr ft F r jeden Datenblock des Topographiedatensatzes wird gemeldet wie viele Rasterelemente der gesamt enthaltenen Rasterelemente f r die Interpolation auf das Gitter verwendet wurden Die Interpolation der Topographierohdaten dieses Topographiedaten satzes wurde abgeschlossen Interpolation der Topographierohdaten des 2 Topographiedatensatzes beginnt siehe 1 Datei Alle Eingabedateien wurden abgearbeitet Die Randwerte des Modellgitters 2 Zusatzpunkte zu allen Seiten wurden gesetzt Alle Gitterpunkte des Modellgitters sind vollst ndig mit Daten belegt siehe auch 2 Beispiel f r ein Laufzeitprotokoll Modellgitter wurde in die angegebene Datei geschrieben Es wurden keine Warnmeldungen oder fatalen Fehler festgestellt 13 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Beispiel f r ein Laufzeitprotokol
209. t 0 in Im letzten Block werden den zehn METRAS Landnutzungsklassen Anfangswerte der Rauhig keitsl nge zugewiesen Der Anfangswert der Rauhigkeitsl nge an einem Gitterpunkt ergibt sich aus der fl chengewichteten Mittelung ber die Anteile der Landnutzungsklassen am Gitter punkt Obwohl die Rauhigkeitsl ngen im Modell sp ter neu festgelegt werden sollten die Parameter in diesem Block vom Anwender nicht ge ndert werden 4 2 GRITOP Ausgabedateien 4 2 1 Laufzeitprotokoll Jede Rechnung mit GRITOP erzeugt im Laufverzeichnis ein Laufzeitprotokoll mit dem Namen gritop trp in dem die Steuerdaten aufgelistet und alle wesentlichen Arbeitsschritte des Programms dokumentiert werden Beispiel f r ein Laufzeitprotokoll XXX GRITOP started at 2001 07 30 14 01 08 Meaning of following messages I nnn info message no nnn W nnn warning error message no nnn F nnn fatal error message no nnn METRAS grid area coordinates given in longitude latitude coordinates METRAS reference point Longitude 9 0000 dd mmss Latitude 54 4000 dd mmss METRAS grid area extension in geographic coordinates west 8 3000 dd mmss east 10 0500 dd mmss south 54 2000 dd mmss north 54 4500 dd mmss top 8000 0 m above sea level Maximum METRAS grid point numbers X1 100 NX2 100 NX3 40 METRAS grid x direction constant grid width 5000 0 m METRAS grid y direction constant grid width
210. te aufgrund gro fl chig verdichteter Bebauung oder gr erer Einzelbaumafinahmen z B Flughafen Talsperre Tagebau nennen Im Sinne einer vorausschauenden Umweltvorsorge ist es notwendig solche Folgewirkungen anthropogener Umwelteingriffe auf die lokalen und regionalen klimatischen und lufthygienischen Verh ltnisse bereits in der Planungsphase von Vorhaben abzusch tzen um auf eine Minimie rung potentieller Gef hrdungen hinwirken zu k nnen Aber auch Ma nahmen zur Reduzierung bereits bestehender Umweltbelastungen z B R ckbauma nahmen Renaturisierung sollten im Vorfeld sinnvollerweise daraufhin untersucht werden ob mit ihrer Durchf hrung der gew nschte Entlastungseffekt erzielt werden kann Eine solche Umweltvorsorge l sst sich nur dann in die Praxis umsetzen wenn hierf r allgemein anerkannte und qualitativ abgesicherte Konzepte Untersuchungsmethoden und werkzeuge vorliegen die mindestens folgenden Kriterien gen gen e Qualitatssicherung anhand anerkannter Normen bzw Richtlinien e freie Verf gbarkeit insbesondere auch f r die in der Umweltvorsorge t tigen Unternehmen Consultingfirmen und f r Beh rden e einfache Anwendbarkeit e kosteng nstige Durchf hrung von Umweltuntersuchungen e Akzeptanz in Unternehmen und Beh rden Da wie weiter unten erl utert die gegenw rtig genutzten Untersuchungsmethoden und Simulationsmodelle im Bereich Lufthygiene und Regionalklima diesen Kriterien nur teilweise gen ge
211. te Liste enth lt die von Ihnen f r die Simulation ausgew hlten Stoffe Auswahl von Stoffen Markieren Sie einen Stoff in der linken Liste und dr cken Sie dann den Button Add to list Der Stoff wird in Ihre Auswahlliste bernommen und um eine durchlaufende Nummerierung nn erg nzt Sie k nnen also z B zweimal den Stoff SO2 SO2_01 und SO2_02 ausw hlen Das Modell behandelt beide SO2 s wie zwei unterschiedliche Stoffe gleicher Eigenschaften Damit ist es z B m glich mehrere Planungsszenarien z B alternative Emissionsstandorte mit nur einer Simulationsrechnung zu untersuchen Wenn Sie in der Auswahlliste einen Stoff markieren und den Button Delete from list dr cken wird er aus der Liste entfernt Bereitstellung von Hintergrundkonzentrationen Markieren Sie in der Spalte BC der Auswahlliste die Stoffe f r die Sie Hintergrundkonzentrationen in einer separaten Datei bereitstellen wollen Zur weiteren Vorgehensweise bei der Bereitstellung von Hintergrundkonzentrationen lesen Sie bitte in der Technischen Referenz zu METRAS PC nach Background concentration file Name der Datei mit den Hintergrundkonzentrationen Species output control Die Ausgabe der Konzentrationswerte aller Stoffe zu allen Ausgabezeitpunkten kann erheblichen Plattenspeicherplatz ben tigen H ufig interessieren aber nur die bodennahen Konzentrationswerte Deshalb ist es m glich die Ausgabe von Konzentrationsfeldern einzuschr nken Dr cken Sie auf
212. the west to the east The rows run in negative y direction i e usually from the north to the south The values in the data description block can have an arbitrary format The format of the data block is determined by the value of ftyp Comments on the identifiers ctyp 1 all co ordinates are geographic 2 all co ordinates in Gau Kr ger format ctyp has to be set to the same value in every block of one file x1 x co ordinate of the north western edge of the chart y1 y co ordinate of the north western edge of the chart x2 x co ordinate of the south eastern edge of the chart y2 y co ordinate of the south eastern edge of the chart The following co ordinate systems are allowed e geographic longitude and latitude dd mmssss to the west of 0 E and to the South of 0 negative e Gau B Kr ger easting and northing km Dx grid resolution in x direction in the same co ordinates and units as x7 x2 Dy grid resolution in y direction in the same co ordinates and units as yT y2 Ftyp FORTRAN format of the data block rows 13 24 1X 13 11 14 24 1X 14 11 23 24 1X 13 24 24 1X 14 30 24 1X 11 ftyp has to be set to the same value in each block of one file Values in the data Content and format are dependent on ftyp block ftyp 13 terrain height three digit full m and METRAS land use category ftyp 14 terrain height four digit full m and METRAS land use category ftyp 23
213. tional properties VDI guideline 3783 7 chapter 2 Please mark those properties achieved by model under evaluation Y Surface following coordinates if slope gt 1 10 IV Cloud physics f condensation possible I Ice phase if clouds with ice phase possible VW Subscale convection if intense vertical winds IV Surface energy balance at least force restore if instationary surface temp Y Surface energy balance short longwave radiation if instationary surface temp I Sut energy balance radiation on inclined surface if instal temp and slope gt 1 10 Markieren Sie die Eigenschaften die das Modell erf llt Surface following coordinates Das Modell verwendet bodenfolgende Koordinaten bei Gel ndesteigungen gt 1 10 Cloud physics Die Wolkenmikrophysik wird wenigstens als Bulk Parameterisierung nach Kessler ber cksichtigt Kurzwellige und langwellige Strahlungsfl sse in der Atmosph re werden berechnet der Fl ssigwassergehalt wird prognostisch bestimmt bei Wolkenbildung Ice phase Wolkeneis wird prognostisch bestimmt bei Eisbildung in Wolken Subgrid scale convection Bei instabiler Schichtung wird die subskalige Konvektion parameterisiert bei intensiven Auf Abwinden Surface energy budget at least force restore Die Oberfl chenw rmebilanz wird mindestens nach der force restore Methode bestimmt bei ver nderlicher und unbekannter Oberfl chentemperatur Surface energy budget short l
214. tional zu den Fl cheninhalten S der berlappenden Fl che von Gitter element und Rasterelement jsind 3 Im deutschen Sprachraum wird Topographie als Sammelbegriff f r Gel ndeh he und Landnutzung verwendet Die Orographie bezeichnet dagegen nur die Gel ndeh he Firmen und Produktnamen sind eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Firmen 3 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 Abbildung 1 Skizze zur bertragung fl chenbezogener Daten zwischen unterschiedlichen Rastern In dem Beispiel der Abbildung 1 hat die durch m1 bis m4 definierte Fl che des Gitterelements i den Fl cheninhalt M Es berlappen sich vier Rasterelemente der Originaldaten mit dem Gitter element Die Fl cheninhalte T j 1 4 der Rasterelemente sind durch die Punkte t1 t2 t5 t4 1 t2 t3 t6 t5 2 usw festgelegt Die Fl cheninhalte S der vier Uberlappungsflachen in der Abbildung unterschiedlich schraffiert sind definiert durch die Schnittpunkte der Seiten des Gitterelements mit den Seiten der Rasterelemente Im Beispiel J 4 ist der Idealfall dass die Summe der Uberlappungsfl cheninhalte gleich dem Fl cheninhalt des Gitterelementes ist J M Y S 1 j l erf llt Damit l sst sich der gesuchte flachengewichtet interpolierte Wert B im Gitterelement aus den Originalwerten A 1 J in den Rasterelementen nach der Gleichung 1 J i j l 4 von 22 Dokumentation GRITOP Vers 2 0 berechnen Vora
215. tionszeitraum Seite 50 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch CPU time control Die CPU Zeit die insgesamt f r eine Simulation ben tigt wird l sst sich nur sehr schwer absch tzen Sie h ngt neben vielen anderen Faktoren von der Anzahl der Gitterpunkte und der Komplexit t der meteorologischen Situation ab Die hier angegebenen Werte k nnen deshalb nur als grobe N herung verstanden werden Assigned by user ist die maximale CPU Zeit die Sie f r diese Rechnung zur Verf gung gestellt haben Already used zeigt an wieviel CPU Zeit bereits verbraucht worden ist und Still available ist die Differenz zwischen zugewiesener und bereits verbrauchter CPU Zeit Aus der schon verbrauchten CPU Zeit und dem Fortschritt der Simulation wird abgesch tzt wieviel CPU Zeit f r die Simulation voraussichtlich noch ben tigt wird Remaining Der Fortschrittsbalken zeigt das Verh ltnis von bereits verbrauchter zu insgesamt zugewiesener CPU Zeit an Wenn der Fortschrittsbalken Used CPU time deutlich schneller voranschreitet als der Balken Progress in time so deutet das daraufhin dass die zur Verf gung gestellte CPU Zeit voraussichtlich nicht ausreichen wird Wenn die CPU Zeit nahezu aufgebraucht ist wird von METRAS PC eine Restartdatei ausgegeben bzw mit den aktuellen Werten berschrieben und die Rechnung abgebrochen Sie k nnen die Simulation dann mit einem Restart fortsetzen Register EVA Tool Run Information THD
216. tlich der Analyse oder Prognose m glicher Umweltbelastungen im klimatischen Bereich ist die Situation noch unbefriedigender Erst langsam tritt die Tatsache ins ffentliche Bewusstsein dass Klima und Luft eigenst ndige naturschutzrechtlich verankerte Schutzg ter darstellen und eine Beeinflussung klimatischer Parameter indirekt auch andere Schutzg ter beeintr chtigen kann Die bisher vorliegenden Richtlinien oder Gesetze zur Festlegung einheitlicher Untersuchungsmethoden und Bewertungsma st be beschr nken sich auf vergleichsweise einfache Verfahren z B VDI RL 3787 Blatt 2 Klima und Lufthygiene f r die Stadt und Regionalplanung Teil 1 Methoden Im wissenschaftlichen Bereich existieren dagegen bereits komplexere Untersuchungs werkzeuge die zur Absch tzung der Wirkungen anthropogener Eingriffe und Ressourcen nutzungen auf klimatische und lufthygienische Parameter geeignet sind Es handelt sich dabei um prognostische mesoskalige Simulationsmodelle die im vergangenen Jahrzehnt bis zur Anwendungsreife entwickelt worden sind Nationale Vertreter dieser Modellklasse sind beispielsweise die Modelle GESIMA Dr Eppel GKSS Forschungszentrum Geesthacht FITNAH Prof Gro Universit t Hannover KAMM Prof Fiedler Universit t Karlsruhe oder METRAS Priv Doz Dr Schl nzen Universit t Hamburg Die gegenw rtige Forschung befasst sich haupts chlich mit der Weiterentwicklung und Ber cksichtigung komplexer Wechselwirkungen insbe
217. ts der Programmoberfl che Windowsoberfl che b Tests der vier Programmkomponenten THD GRITOP METRAS PC und EVA Die dem Punkt a zuzuordnenden Tests sollten sicherstellen dass e alle unter der Programmoberfl che vereinten Funktionen von METRAS fehlerfrei genutzt werden k nnen e METRAS unter den Betriebssystemen Windows 98 Windows NT und Windows 2000 lauff hig ist e die ber Shared Buffer organisierte Kommunikation zwischen der Programmoberfl che und den vier Programmkomponenten ordnungsgem funktioniert Aufgrund der Komplexit t des gesamten Programmsystems der relativ kurzen Projektlaufzeit f r Programmentwicklung und Tests sowie der Verz gerungen in der Entwicklung der Programmoberfl che aufgrund der Fehler in der Entwicklungsumgebung WINTERACTER Seite 20 siehe Abschnitt 3 1 wurden die meisten Testrechnungen nur unter dem Betriebssystem Windows 98 durchgef hrt Da programmintern nicht auf spezifische API Funktionen zugegriffen wird die nur unter NT oder Windows 2000 zur Verf gung stehen d rften die Ergebnisse aber auf diese Betriebssysteme bertragbar sein Die grunds tzliche Funktionsf higkeit von METRAS wurde auch unter Windows NT 4 0 und unter Windows 2000 Professional getestet Der fehlerfreie Datenaustausch ber Shared Buffer wurde w hrend der Programmentwicklung durch umfangreiche Protokollierung aller Schreib und Leseoperationen in tempor re Dateien berpr ft und ka
218. uation Friedo M ller 1 Model Documentation guideline PASSED Comprehensible 1 1 YES Documentation short version 1 2 1 YES Documentation long version 1 2 2 YES User Manual ET 25 3 YES Optional Technical Reference 1 2 4 NO 2 Model Propertie guideline PASSED three wind components prognostic 2 NO temperature prognostic 2 YES specific humidity prognostic 2 YES continuity equation or anelastic approximation 2 YES buoyancy forces eg Boussinesq approx 2 YES turbulence parameterization function of stability 2 YES Coriolis force 2 YES fluxes steady as function of location 2 YES fluxes steady as function of stability 2 YES direct calc of surfaces fluxes or MO theory 2 YES symmetric friction tensor 2 YES explicit elevation heights 2 YES canopy and buildings as roughness lengths 2 YES 3d non uniform grid 2 NO surface following coordinates 2 NO cloud physics short and longwave radiation 2 YES ice phase prognostic 2 YES parameterization of subscale convection 2 YES surface fluxes at least with force restore 2 YES surface fluxes with short and longwave radiation 2 YES surface fluxes with surface inclination 2 YES surface fluxes with shading 2 YES surface humidity balance 2 NO 3 Test Cases guideline PASSED a homogenous terrain 3 1 YES bl mountain ridge effect of surface shape
219. ul nglichkeiten bei zwei Testf llen so dass eine nachgebesserte Version von METRAS PC demn chst in METRAS eingebunden werden wird Das Programm ist sonst voll funktionsf hig Innerhalb der n chsten Monate wird eine erste Betaversion des Programmsystems geplant Ende 2001 freigegeben werden 4 ffentlichkeitsarbeit Das im Rahmen des Projektes entwickelte Programmsystem METRAS wurde auf der Deutsch sterreichisch Schweizerischen Meteorologen Tagung vom 18 bis 21 September 2001 in Wien im Rahmen eines Vortrags innerhalb der Session 8b Umweltmeteorologie erstmals der ffentlichkeit vorgestellt Die schriftliche Version des Vortrags wurde zur Ver ffentlichung in die Tagungsbeitr ge angenommen worden und diesem Bericht als Anlage 9 beigef gt Schon im Vorfeld der Tagung sind aufgrund der Vortragsank ndigung Nachfragen zu METRAS eingegangen die auf ein hohes Interesse an dem Produkt schlie en lassen Bereits w hrend der Projektlaufzeit wurden Informationen zum Projekt im Internet unter der Adresse http www metcon umb de Uber uns METRAS metras html der ffentlichkeit zug nglich gemacht Auf die ebenfalls im Internet angek ndigte Freigabe einer Betaversion von METRAS zum Jahresende 2001 sind bereits jetzt einige Vorbestellungen eingegangen Dies zeigt ebenfalls deutlich dass mit den Ergebnissen dieses Projekts eine auf dem Gutachten und Beratungssektor im Bereich von Regionalklima und Lufthygiene bestehende L
220. ulty input by the user can be avoided But a disadvantage is that it only allows geographic or Gau Kr ger co ordinates Each file consists of one or more consecutive blocks These blocks are subdivided into a data description block and a data block Within one file the grid data must not overlap e g when the first and second block partly contain data for the same area Example for a file in the Uni HH Format geographic co ordinates terrain height and land use categories 1 8 40 54 54 8 50 54 48 0 0025 0 0015 13 0013 0013 0013 0013 0013 0013 0013 0003 0003 0003 24 Columns 0013 0013 0013 0013 0013 0013 0003 0013 0013 0013 24 Columns 0013 0013 0013 0016 0016 0016 0013 0013 0013 0013 24 Columns a Sascha 24 Rows en ee 24 Columns 1 8 50 54 54 9 00 54 48 0 0025 0 0015 13 0007 0003 0005 0005 0004 0003 0003 0003 0003 0003 24 Columns 0007 0003 0005 0005 0003 0003 0003 0014 0003 0003 24 Columns 0003 0004 0004 0004 0003 0004 0003 0024 0003 0023 24 Columns 24 Rows 24 Columns Comments on the blocks Each data description block consists of one line with consecutive values for ctyp x1 y1 x2 y2 dx dy and ftyp 18 of 20 Documentation GRITOP Vers 2 0 The data block contains the terrain height or the METRAS land use category column by column row by row The columns run in the x direction of the grid data i e usually from
221. um Referenzpunkt ist das Modellgitter quidistant mit der minimalen Gitterweite Au erhalb dieses Bereichs w chst die Gitterweite bis zur maximalen Weite an g In vertikaler Richtung z Richtung beginnt der Aquidistanzbereich immer am Boden Hier kann nur die H he angegeben werden ab der die Gitterweite anwachsen soll Grid Rotation Angle Diese Option erm glicht es das Modellgitter z B in Richtung bestimmter Gel ndestrukturen langer H henzug schmaler See auszurichten Bei einem Drehwinkel von 0 Grad ist die x Achse des Modellgitters nach Osten die y Achse nach Norden ausgerichtet Der Drehwinkel wird ausgehend von der Ostrichtung gegen den Uhrzeigersinn festgelegt Z B weist die x Achse des Modellgebiets bei einem Drehwinkel von 30 Grad nach Ostnordost die y Achse nach Nordnordwest 2 3 3 Register Data Files In diesem Register w hlen Sie den Ausgabedateinamen und die Topographiedaten aus denen das Modellgitter erstellt werden soll Wichtig ist die Reihenfolge der Topographiedateien in der Auswahlliste Die Topographiedaten werden in der hier vorgegebenen Reihenfolge von GRITOP abgearbeitet In der Liste ganz oben sollten deshalb die Daten mit dem h chsten Informationsgehalt feinste Rasteraufl sung h chste Zuverl ssigkeit stehen Gr ber aufl sende Daten oder Daten mit geringer Zuverl ssigkeit werden an das Ende der Liste platziert Diese Reihenfolge gilt jeweils nur f r Dateien gleichen Inhalts Gel ndeh hen oder
222. umber 1 401 1402 F 301 NUMBER OF GRID POINTS RFERENC RFERENC GRID RO 4 2 2 E P dd mms E P dd mms TATION ANGLE Comments Some grid boxes could not be assigned completely with topography data Therefore they remained non assigned All non assigned grid boxes and the percentage of interpolated area are listed These values are reset before the next topography file is processed Thus they only reproduce the percentage that could be assigned with data from the previous file Consequently it is possible that one row contains the information height set yes percentage 0 land util set no percentage 0 In this case the height was calculated completely from data of a previously processed file and the percentage was reset to 0 The land use however could not be calculated from any input file for the particular grid point Following message 1 401 a sketch demonstrates for the whole model area which grid points were assigned X and which remained non assigned The sketch allows to locate areas with insufficient input data more rapidly than only co ordinates given For each non assigned grid box the indexes and the corner co ordinates of the grid box NW north west etc in case of a rotated grid this should not be taken literally are listed followed by no non assigned or yes assigned according to terrain height ZDEF and land use UDEF The program terminates with the
223. und Programme zur Vorbereitung oder Qualit tssicherung der Modellrechnungen stehen nicht zur Verf gung Das mit diesem Projekt anvisierte Ziel der Entwicklung von METRAS l sst sich in die folgenden Teilziele und die zur Erreichung notwendigen Ma nahmen untergliedern e Qualit tssicherung von Umweltuntersuchungen Evaluierungsprogramm f r mesoskalige Modelle gem geplanter VDI Richtlinie Evaluierung von METRAS PC e weitere Akzeptanzerh hung von METRAS PC bei Consultingfirmen und Beh rden Modellerweiterungen in METRAS PC vereinfachte Anwendung von METRAS PC Windowsoberflache e Kostensenkung fur Umweltuntersuchungen einfache Aufbereitung kosteng nstig verf gbarer Topographiedaten niedrige Anschaffungskosten f r METRAS Die Umsetzung dieser Ma nahmen erfolgte anhand der unten aufgef hrten Arbeitsschritte und Methoden Dabei wurden schwerpunktm ig die Programmentwicklungen beim Bewilligungsempf nger und die Datenbeschaffung aufbereitung sowie die Arbeiten zur Weiterentwicklung und Evaluierung des Modells METRAS PC beim Kooperationspartner durchgef hrt Aufgrund der engen Verzahnung der einzelnen Arbeitsschritte miteinander war eine intensive regelm ige Abstimmung zwischen den Partnern erforderlich Hierzu erfolgten wenigstens viertelj hrlich ein bis zweit gige Treffen aller an dem Projekt beteiligten Mitarbeiter in denen Programmschnittstellen abgesprochen Arbeitsabfolgen organisiert und der Fortschritt un
224. urchgehende Anwendung von der Aufbereitung des Darmst dter Katasters ber die Erstellung eines METRAS PC Modellgitters mit GRITOP und Modellrechnungen bis hin zu deren Evaluierung erl utert wird Dazu ist es notwenig dass dem Programmsystem METRAS mit Zustimmung des Lizenznehmers des Darmst dter Katasters einige ausgew hlte Dateien exemplarisch beigef gt werden Vor wenigen Monaten ist die Lizenz f r das Kataster von der TH Darmstadt an die Firma M A S GbR bertragen worden Von dort wurde zwar schon im Sommer 2001 eine m ndliche Zusage gegeben die schriftliche Best tigung lag bis zum Redaktionsschluss f r diesen Abschlussbericht noch nicht vor 3 3 METRAS Programmkomponente GRITOP Die Programmkomponente GRITOP dient der Erstellung eines METRAS PC Modellgitters aus einem oder mehreren Topographie Rohdatens tzen Solche Rohdatens tze k nnen mit der Programmkomponente THD erzeugt werden aber auch aus anderen Quellen z B Vermessungs mter bezogen werden Seite 12 Das in GRITOP implementierte Verfahren beruht auf einer fl chengewichteten Interpolation der Rohdaten Raster auf das Raster des METRAS PC Gitters Die an einem METRAS PC Gitterpunkt g ltige Gel ndeh he und Landnutzung setzt sich aus dem fl chengewichteten Mittel aller in der Gitterzelle definierten H hen und Landnutzungen aus den Rohdaten zusammen Da METRAS subskalige Landnutzungen innerhalb einer Gitterzelle ber cksichtigt werden diese ihrem proz
225. ussetzung ist dass die Gleichung 1 erf llt ist 2 3 Schnittfl che von Polygonen Zur L sung der Gleichung 2 m ssen zun chst die berlappungsfl chen zwischen dem Modellelement und allen Rasterelementen bestimmt werden Da Modellelement und Raster element jeweils genau vier Eckpunkte haben ist jede Uberlappungsfl che ein Polygon mit minimal drei und maximal acht Punkten Beide F lle sind in der Abbildung 2 links dargestellt Die beiden Rasterelemente d nne Linien bilden mit den beiden Modellelementen dicke Linien die Uberlappungsflachen a acht Polygonpunkte b und c jeweils drei Polygonpunkte Abbildung 2 berlappungsfl che von Polygonen und Sortierung von Polygonpunkten Die Berechnung einer berlappungsfl che erfolgt in f nf Schritten 1 Es werden alle Eckpunkte des Gitterelements gesucht die innerhalb des Rasterelements liegen und umgekehrt Es werden alle Schnittpunkte zwischen den Seiten von Modellelement und Rasterelement gesucht Die im ersten und zweiten Schritt gefundenen Punkte werden nach ihrer x Koordinate sor tiert Beginnend mit dem Punkt kleinster x Koordinate Punkt 1 werden alle Punkte antizyklisch sortiert Abbildung 2 rechts Punkte mit einer y Koordinate oberhalb der Verbindungs geraden dicke Linien durch die Punkte kleinster und gr ter x Koordinate werden im Uhr zeigersinn alle Punkte unterhalb der Geraden gegen den Uhrzeigersinn einsortiert F r das Polygon a
226. vollst ndige Dokumentation zu dem Modell METRAS PC physikalische Grundlagen Approximationen numerische Verfahren Rand und Anfangsbedingungen Parameterisierungen finden Sie in Documentation of the mesoscale transport and fluid model METRAS PC as part of model system METRAS METRAS Technical Report 11 Die Modelldokumentation liegt nur in einer englischen Version vor und befindet sich als PDF Dokument im METRAS Unterverzeichnis docs Wenn Sie mit METRAS arbeiten k nnen Sie sich die Dokumentation durch Aufruf des Men befehls Help METRAS Reference am Bildschirm ansehen Hierzu muss der Adobe Akrobat Reader auf Ihrem Rechner installiert sein kostenlos erh ltlich unter www adobe de products acrobat readermain html 6 4 EVA Weitere Hinweise zu dem Tool EVA der Umsetzung der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 zu der statistischen Analyse der Testf lle und zu Dateiformaten finden Sie in der Programmdokumentation EVA Version 1 0 Ein Programm zur Evaluierung mesoskaliger Modelle gem VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 METRAS Technical Report 10 D Die Programmdokumentation befindet sich als PDF Dokument im METRAS Unterverzeichnis docs Wenn Seite 59 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Sie mit METRAS arbeiten k nnen Sie sich die Dokumentation durch Aufruf des Men befehls Help EVA Reference am Bildschirm ansehen Hierzu muss der Adobe Akrobat Reader auf Ihrem Rechner installiert sein kostenlos erh ltlich unter www adob
227. von Modellgebieten f r verschiedene Regionen Europas sowie f r unterschiedliche Datenformate und Projektionssysteme getestet In allen F llen wurden die Rohdaten auch in der Kombination unterschiedlicher Formate und Systeme korrekt in METRAS PC Modellgitter umgerechnet In die neue Version des mesoskaligen Modells METRAS PC wurden u a eine neue Turbulenzschlie Bung ein verbessertes Initialisierungsverfahren wolkenmikrophysikalische Prozesse Stofftransportpro zesse und das Blendh henverfahren zur Berechnung bodennaher Fl sse aus der wissenschaftlichen Modellversion eingebaut Die neue Modellversion wurde anhand der vorgesehenen VDI Evaluierungsfalle und weiterer Modelltests gepr ft Dabei wurden in zwei Testf llen noch Unterschiede zu der bereits eva luierten wissenschaftlichen Modellversion festgestellt deren Ursache noch kurz vor Projektende festge stellt und beseitigt werden konnte Die Betaversion von METRAS deren Freigabe f r Ende 2001 ge plant ist wird diese korrigierte und evaluierte Version von METRAS PC enthalten Auch die Komponente EVA wurde erfolgreich daraufhin getestet dass die Kriterien der VDI RL richtig abgefragt und bewertet die METRAS PC Ergebnisse eingelesen und konvertiert und das Evaluierungszertifikat den Qualit tskri terien gem erstellt wird F r das gesamte Programmsystem wurden umfangreiche Programmdokumentationen sowie ein Hand buch in jeweils englischer und deutscher Version erstellt ffentlich
228. w hlten Gebiet entsprechenden Datens tze extrahiert ggf den ausgew hlten Optionen entsprechend konvertiert und als Datens tze in einem von GRITOP lesbaren Format ausgegeben Seite 11 THD mm ES Area Options A Longitude Latitude C Gauss Krueger Area Boundaries Longitude THD Sy x West 9 E deg 10 E n came E East 10 eo sn Latitude Path of topograhic data TH Darmstadt D THD Rohdaten Browse Output path D THD Results Browse South 53 E deg 50 E n Name of output files without extension test North 54 E deg 10 E n Use topographic data files PP RP AP Vv Old States Westem Germany heights and land data only y Re JCalculate Gauss Krueger Coordinates IV New States Eastern Germany height data only aerat gell ee Iv New States E astern Germ any land use data only Correction of insufficient data Check all input data IV set negative heights to 0 m IV set undefined heights to O m IV set undefined land use data to METRAS land use class 3 Mixed land use Check all input data Abbildung 3 Eingabedialoge THD Das Darmst dter Kataster ist aus lizenzrechtlichen Gr nden nicht Bestandteil von METRAS sondern muss vom Anwender separat erworben werden und kann dann in das Programmsystem integriert werden Au erhalb dieses Projektes ist beabsichtigt METRAS mit Anwendungsbeispielen auszuliefern anhand derer der Benutzer eine d
229. wald Heide Busch Latschenwald trockener Ackerboden Sand Kies Ger ll nasser Ackerboden Wiesen Moore Bruch S wasser Meer 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Die Daten liegen f r jedes Messtischblatt in einer eigenen Datei mit dem Namen HrrccB top vor Dabei bezeichnet rrcc die Nummer des Blattes aus der die Gebietsgrenzen f r jede Datei ermittelt werden k nnen Westrand A 340 10 cc Ostrand 340 10 x cc 1 S drand P 3360 6 rr 1 Nordrand 3360 6 rr mit der geographischen Breite und der L nge A in Minuten Aus gegebenen geographischen Koordinaten kann umgekehrt die zugeh rige Blattnummer bzw Datei bestimmt werden ia A a 6 10 Jede Datei besteht aus einer Kopfzeile im FORTRAN Format 5X 14 und 72 Datenzeilen im Format 120 15 Der 14 Wert der Kopfzeile enth lt die Kartennummer rrcc Die ersten vier Ziffern der 15 Datenwerte beinhalten die H he ber NN die f nfte Ziffer die Landnutzungs klasse In grenz bergreifenden Karten sind Rasterpunkte im Ausland mit der H he O m belegt Die Anordnung der Daten innerhalb einer Datei entspricht einer horizontalen Spiegelung des Rasters eines Messtischblattes In einer Datenzeile verlaufen die Rasterpunkte von West nach Ost und innerhalb einer Datenspalte von S d nach Nord 2 2 Neue Bundesl nder Gel ndeh hen und Landnutzungsklassen f r die neuen Bundesl nder unterscheiden sich von einander in ihrer r umlichen Aufl sung und dem Datenfo
230. x2 x Koordinate des s d stlichen Kartenrandes y2 y Koordinate des s d stlichen Kartenrandes Als Koordinaten sind die folgenden Systeme zul ssig e geographisch L nge und Breite dd mmssss westlich von 0 E und s dlich von 0 negativ e GauB Kriiger Rechts und Hochwert km dx Rasteraufl sung in x Richtung in den gleichen Koordinaten und Ein heiten wie x1 x2 dy Rasteraufl sung in y Richtung in den gleichen Koordinaten und Ein heiten wie y1 y2 ftyp FORTRAN Format der Datenblockzeilen 13 24 1X 13 11 14 24 1X 14 11 23 24 1X 13 24 24 1X 14 30 24 1X 11 ftyp muss in allen Bl cken einer Datei den gleichen Wert haben 1 Diese Bezeichnung entstammt der Vorstellung dass die Daten eines Blocks einer topographischen Karte entsprechen Die Koordinaten des Kartenrandes sind somit nicht identisch mit der Koordinate eines Eckpunktes des Blocks Dessen Koordinaten sind um genau dx 2 und dy 2 gegen die Kartenrandkoordinaten verschoben Hierin unterscheidet sich das Uni HH Format von den anderen Dateiformaten Au erdem muss der linke obere Eckpunkt eines Datenblocks nicht unbedingt der nordwestliche Punkt sein Das Raster des Datenblocks k nnte auch gegen die West Ost S d Nordausrichtung gedreht sein Auch in der Einheit geographischer dd Grad mm Minute ssss Sekunde mit dezimalen Nachkommastellen und Gau Kr ger Koordinaten unterscheidet sich das Uni HH Format von den
231. zeichnung von Warnmeldungen W nnn und fatalen Fehlermeldungen F nnn soll Ihnen lediglich Hilfestellung bieten aufgetretene Probleme schnell zu identifizieren Seite 54 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch 5 Weitere Funktionen 5 1 Dateien ansehen Im Arbeitsbereich des Hauptfensters l sst sich neben den Fehlermeldungen von METRAS und den Laufzeitprotokollen der Tools auch der Inhalt anderer ASCII Dateien anzeigen aber nicht editieren So k nnen Sie sich beispielsweise Zeitserien einer METRAS PC Simulation gleich innerhalb der METRAS Oberfl che ansehen File Open Output es l dt eine Datei zur Ansicht in den Arbeitsbereich des Hauptfensters Hinweis Es k nnen maximal 20 Fenster gleichzeitig im Arbeitsbereich ge ffnet werden Da das Fenster f r die METRAS Fehlermeldungen grunds tzlich ge ffnet ist bleiben 19 Fenster f r Laufzeitprotokolle oder andere Dateien 5 2 Dateien und Eingabedialoge schlie en Die in den Arbeitsbereich des Hauptfensters geladenen Dateien k nnen durch Anklicken von X in der Men leiste des jeweiligen Fensters und ge ffnete Eingabedialoge durch Anklicken des Buttons OK wieder geschlossen werden Falls Sie sehr viele Fenster und oder Dialoge gleichzeitig ge ffnet haben k nnen Sie sich das Navigieren durch die verschiedenen Fenster ersparen Nach Auswahl des Men punktes File Close erscheint ein Auswahldialog File Close Select from windows avaiable for closin
232. zes f r Europa easting und northing m e British National Grid easting und northing m e Universal Transverse Mercator UTM easting und northing m e Schweizer Landeskoordinaten CH1903 x und y m data Gel ndeh hen ber NN m oder METRAS Landnutzungsklasse ein heitlich in allen Zeilen einer Datei A 3 Uni HH Format tpu ASCII Dateien mit Topographierohdaten im Uni HH Format enden auf der Dateinamener weiterung tpu Dieses Dateiformat ist vom Meteorologischen Institut der Universitat Hamburg entworfen worden und zeichnet sich dadurch aus dass in der Datei selbst die notwendigen Angaben zu Koordinatensystem Datentyp Gel ndeh hen oder Landnutzungsdaten und Format der Werte enthalten ist Fehlerhafte Angaben durch den Benutzer von GRITOP werden dadurch ausgeschaltet Nachteil des Formates ist dass nur geographische oder Gau Kr ger Koordinaten verwendet werden k nnen Jede Datei setzt sich aus einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Bl cken zusammen die sich wiederum in einen Datenbeschreibungsblock und einen Datenblock unterteilen Innerhalb einer Datei d rfen sich Rasterdaten nicht berlappen z B indem der erste und der zweite Block teilweise Daten f r ein identisches Gebiet enthalten Beispiel f r eine Datei im Uni HH Format geographische Koordinaten Gel ndeh hen und Landnutzungsklassen 1 8 40 54 54 8 50 54 48 0 0025 0 0015 13 0013 0013
233. zter Zeit zunehmend auch im Rahmen von Umwelt untersuchungen eingesetzt wobei eine einheitliche Qualit tssicherung f r die genutzten Modelle gegenw rtig noch fehlt Nach Verabschiedung der VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 werden sich zuk nftig alle diese Modelle den in der Richtlinie vorgesehenen Qualit tssicherungs ma nahmen unterziehen m ssen um f r Gutachten genutzt werden zu k nnen Vor dem Hintergrund der genannten Problematik sollte in diesem Projekt ein Programmpaket entwickelt werden METRAS mit dessen Hilfe die Umweltwirkungen in den Bereichen Klima und Lufthygiene bereits in der Planungsphase von Produktionsprozessen oder Raumnutzungs nderungen untersucht werden k nnen und das die eingangs genannten Anforderungen an anerkannte und qualitativ abgesicherte Untersuchungskonzepte erf llt Kern von METRAS sollte eine neue Version des bereits seit 1998 frei verf gbaren Modells METRAS PC sein das im Rahmen dieses Projektes inhaltlich und vom Anwendungsbereich her erweitert und als erstes Modell gem der geplanten VDI Richtlinie 3783 Blatt 7 qualit tsgesichert werden sollte Weitere Programmkomponenten sollten der Vereinfachung der Vorbereitung und Durchf hrung von Untersuchungen mit dem Modell METRAS PC sowie der Evaluierung von METRAS PC oder von anderen mesoskaligen Modellen dienen Mit der erfolgreichen Einf hrung von METRAS w re ein wichtiger Schritt zu einer verbesserten Umweltvorsorge getan W hrend gegenw
234. zur Verf gung M to nev reference Jongtude j Sit Check all input data Alle eingegebenen Daten werden auf Vollst ndigkeit und Zul ssigkeit berpr ft siehe Eingabedaten pr fen OK Schlie t den Eingabedialog und speichert die Daten Cancel Schlie t den Eingabedialog ohne Speicherung der Daten 2 3 Eingabedialog GRITOP Der Eingabedialog zum Tool GRITOP enth lt drei Registerkarten Register METRAS Grid Area Register Grid Parameter Register Data Files Nach der Eingabe k nnen sie die Daten pr fen und den Dialog verlassen 2 3 1 Register METRAS Grid Area GRITOP rz Eri p _ er Ex E E E LS es ex a r _ gt a O Seite 17 METRAS Vers 1 0 Benutzerhandbuch Co ordinate System Der Referenzpunkt und die Grenzen des METRAS PC Modellgitters k nnen entweder in geographischen Koordinaten oder in Gau Kr ger Koordinaten angegeben werden Reference Point Koordinaten geographische L nge und Breite in Grad Minuten Sekunden bzw Gau Kr ger als Rechts und Hochwert in km des Referenzpunkts des METRAS PC Modellgitters Der Referenzpunkt muss im Innern des Modellgebiets liegen Ein evt angegebener Aquidistanzbereich erstreckt sich immer in die vier Richtungen um den Referenzpunkt Boundaries Hier geben Sie die geographische L nge in Grad Minute Sekunde bzw den GauB Kriiger Rechtswert in km f r die westliche und stliche Begrenzung des Modellgebiets an

Entwicklung und Evaluierung eines meteorologischen

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