The Mountain Observatory Bjelašnica – History, analysis, homogenization and interpretation of a more than 100 years long temperature data set

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Abstract:

Bosnia and Herzegovina is situated at the junction of three main climatic zones, namely, the Mediterranean, the Mountain and the Moderate Continental one. The Mountain Observatory Bjelašnica is located at the boundary between these climatic zones. The special location at the sharp transition between different climate regimes creates surnormally variably climate conditions. This – along with the general sparseness of high elevation climate information – makes a new centennial high elevation data set starting in 1895 particularly interesting for climate and climate change research. Our paper describes the historical background of the observatory – one of the fundamentals of appropriate homogenizing climate time series. The new temperature series is then implemented into the existing data collection HISTALP. Further our paper provides a first comparative analysis of the centennial trend, the decadal variations and the high-frequent variability of the first homogenized centennial summit series at the Balkan Peninsula. Homogenization tests detected four breaks in the 1895–2007 Bjelašnica summit series. The monthly adjustments ranged from -0.9 to +0.9°C. The average length of a homogeneous subinterval was 23 years. Although remote from the other high elevation summit sites of the Alps, the Bjelašnica-series shows astonishingly similar centennial and decadal scale trends and variations. The linear centennial trend 1895–2007 is +0.11°C/10a. Decadal variations are more accentuated in summer than in winter. The former are dominated by a two-step warming from cool 1910s summers to a first maximum near 1950 followed by a significant cooling until 1980 and then the well known recent warming which was strongest from 1980 to 2000. In the cold season decadal scale deviations from the centennial trends are less significant than in the summer half year season. There are only two main divergent subperiods – a cold one at the beginning of the series near 1900 and the main maximum in the 1990s. The Bjelašnica summit series is freely available now in the web on www.zamg.ac.at/histalp.

German
Das Klima in Bosnien und Herzegowina wird durch die Interaktion von drei wichtigen Klimaregionen beeinflusst, nämlich die Mediterrane Klimazone, die Hochgebirgszone sowie die Kontinentale Klimazone. Die exponierte Lage des Gipfelobservatoriums Bjelašnica, welches eigebettet in diesen Klimazonen liegt, führt zu überdurchschnittlich großen Klimaschwankungen. Die langjährige Verfügbarkeit von Klimabeobachtungen an solchen charakteristischen Wetterstationen wie dem Gipfelobservatorium Bjelašnica ist gering, was die Analyse des hier zugrunde liegenden historischen Datensatzes einzigartig macht. Da es sich um eine langjährige Zeitreihe, beginnend mit dem Jahr 1895, handelt, ist diese im Speziellen interessant und für Klima- und Klimavariabilitätsstudien geeignet. Ziel dieser Arbeit war die Qualitätsprüfung, Homogenisierung sowie eine detaillierte Auswertung der langjährigen Zeitreihe des Observatoriums Bjelašnica. Die genaue Studie über den historischen Hintergrund des Observatoriums war ein wesentlicher Bestandteil dieser Arbeit, da dieses Wissen als Grundvoraussetzung für die Homogenisierung dient. Die bearbeitete Temperaturzeitreihe von 1895 bis 2007 ist die erste über 100 jährige homogenisierte Zeitreihe auf der gesamten Balkanhalbinsel und konnte letztendlich in die HISTALP Datenbanksammlung aufgenommen werden, um diese zu erweitern. Die hier vorgestellte Analyse liefert außerdem eine erste komparative Analyse zwischen dem hundertjährigen Trend ausgewählter Stationen auf der Balkanhalbinsel und bestehenden, langjährigen Zeitreihen aus dem HISTALP Datensatz sowie Informationen über die dekadischen Klimavariationen. Die hier verwendeten Homogenisierungstests detektierten vier Sprünge in der Bjelašnica-Zeitreihe von 1895 bis 2007. Die monatlichen Anpassungsfaktoren liegen zwischen –0.9°C bis +0.9°C, und die durchschnittliche Länge eines homogenen Zeitintervalls beträgt 23 Jahre. Obwohl die Bergstation Bjelašnica in den Dinarischen Alpen liegt, zeigt sie dennoch ähnliche hundertjährige sowie dekadische Trends und Schwankungen wie andere Klimastationen in den Alpen, die im HISTALP Datensatz erfasst sind. Die lineare Trendanalyse für den Zeitraum 1895–2007 identifiziert eine Erwärmung von +0.11°C pro Jahrzehnt. Im Sommer sind die dekadischen Abweichungen im Allgemeinen stärker ausgeprägt als im Winter. Die dekadischen Abweichungen in den Sommerhalbjahren charakterisieren sich vor allem durch eine zweistufige Erwärmung von eher kühleren Sommermonaten um 1910 zu einem ersten Maximum um 1950, gefolgt von einer signifikanten Abkühlung bis 1980 und dann von der bekannten jüngsten und stärksten Erwärmungsphase, welche zwischen 1980 und 2000 verzeichnet wurde. Im Winterhalbjahr treten zwei divergente Subperioden auf, mit einem Minimum am Beginn der Zeitreihe um 1900 bzw. einem Maximum in den 1990er Jahren. Die Zeitreihe des Observatoriums Bjelašnica ist online frei zugänglich unter www.zamg.ac.at/histalp.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2011/0205

Publication date: June 1, 2011

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