Neu auf GribStream: ICON-ART-EU für Saharastaub und Solarprognosen

DWD ICON-ART-EU ist jetzt als iconarteu auf GribStream verfügbar. Der neue Datensatz verbindet Mineralstaubvorhersagen, optische Aerosoldicke und Solarstrahlung mit Wetterfeldern für Europa, Nordafrika und angrenzende Regionen. Er umfasst 130 Parameterfamilien mit 422 Kombinationen aus Parameter, Niveau und Quellannotation auf dem aktuellen 10-km-Gitter.

Für Solarstromprognosen ist diese Ergänzung besonders interessant. Saharastaub kann die Einstrahlung an einer Photovoltaikanlage verändern, die Tausende Kilometer vom Ursprungsgebiet entfernt liegt. Mit ICON-ART-EU lassen sich die Entwicklung der Staubwolke und die zugehörigen Strahlungsfelder gemeinsam untersuchen.

Staub und Wetter: fünf Tage Vorhersage bei 10 km Gitterweite

Was ART zum Wettermodell beiträgt

ART steht für Aerosol and Reactive Trace gases. Die am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gemeinsam mit dem DWD und weiteren Partnern entwickelte Komponente ergänzt ICON um die atmosphärische Zusammensetzung. Die Modellübersicht des KIT beschreibt Emission, Transport und Entfernung von Aerosolen und Spurengasen sowie deren Wechselwirkungen mit Wolken und Strahlung. Der DWD setzt ICON-ART für die operationelle Mineralstaubvorhersage ein.

Bei Mineralstaub folgt die Prognose einer physikalischen Prozesskette: Partikel gelangen in die Atmosphäre, werden mit der Luft verfrachtet, vertikal durchmischt und durch Sedimentation und Deposition wieder entfernt. Die Partikelgröße beeinflusst sowohl den Transport als auch die optischen Eigenschaften. Das öffentliche ART-EU-Produkt enthält getrennte Größenmoden, die Gesamtstaubkonzentration, über die Luftsäule integrierte Größen und Depositionsdiagnostik sowie die Wetterfelder, die den Verlauf eines Ereignisses bestimmen.

Die 2026 veröffentlichte ICON-ART-Modellbeschreibung von Hoshyaripour und Kollegen erläutert, wie Aerosolmasse und optische Eigenschaften in die Strahlungsberechnung eingehen und wie optische Dicke und Lidar-Rückstreuung abgeleitet werden. Gerade diese Verbindung von Partikeln und Strahlung macht das Modell für die Energiewirtschaft interessant.

Warum Saharastaub für Photovoltaikprognosen wichtig ist

Staub streut und absorbiert Sonnenlicht. Dadurch verändern sich die direkte und die diffuse Strahlung am Boden. Auch Wechselwirkungen mit Wolken können die Strahlungsvorhersage beeinflussen. Bei der Bewertung von Solarprognosen lohnt es sich deshalb, Aerosolbelastung und Bewölkung gemeinsam zu betrachten.

Ein konkretes Beispiel liefert eine Studie von DWD und KIT zum Saharastaubereignis über Deutschland am 4. April 2014. Rieger und Kollegen erzielten unter Berücksichtigung der Mineralstaubeffekte in dieser Fallstudie an 65 % der untersuchten Pyranometerstationen eine verbesserte Prognose der PV-Leistung.

Mit ART-EU auf GribStream können Solarteams für jeden Standort ihres Portfolios Zeitreihen zusammenstellen:

• TAOD_DUST beschreibt die vorhergesagte optische Staubbelastung über dem Standort.
• ASWDIR_S und ASWDIFD_S liefern direkte und abwärts gerichtete diffuse kurzwellige Strahlung am Boden.
• CLCT, T_2M, U_10M und V_10M ergänzen Bewölkung, Temperatur und Wind.

Damit lassen sich Staubereignisse kennzeichnen, Standortprognosen auswerten und zusätzliche Staubmerkmale in einem Erzeugungsmodell testen. Die Strahlungsfelder haben die Einheit W/m² und sind Mittelwerte seit Beginn des Modelllaufs. Wer Werte für einzelne Zeitintervalle berechnet, muss diesen Mittelungszeitraum berücksichtigen.

Optische Dicke, Staubkonzentration und Deposition

Welche Staubgröße sinnvoll ist, hängt von der Fragestellung ab. Die optische Aerosoldicke (AOD) beschreibt die Extinktion über eine atmosphärische Säule bei einer bestimmten Wellenlänge. TAOD_DUST ist dimensionslos und gilt für 550 nm. Der Aerosol-Leitfaden der NASA erläutert diese Säulengröße und die Bedeutung der vertikalen Verteilung für den Bezug zu bodennahen Bedingungen.

Die vertikale Auflösung hilft bei Ereignissen, in denen eine Staubschicht in der Höhe verfrachtet wird, während sich die bodennahe Luft anders entwickelt. Depositionsfelder liefern außerdem Eingangsdaten für die Untersuchung von Staubeintrag am Boden und möglicher Verschmutzung von Solarmodulen. Für standortspezifische Ertragsverluste durch Verschmutzung braucht es zusätzlich ein Modell der Module, der lokalen Bedingungen und der Reinigung. ART-EU stellt dafür die atmosphärischen Größen bereit.

Wetterfelder und Archiv für die Prognosebewertung

Zum Datensatz gehören auch Temperatur, Wind, Feuchte, Wolken, Niederschlag, Bodenfelder und Energieflüsse an der Oberfläche. Staubereignis und Wetterlage lassen sich damit im selben Datensatz untersuchen. Die ursprünglichen Parameternamen des DWD bleiben erhalten. Im ICON-ART-EU-Inventar stehen die genauen Niveaus, Einheiten, Annotationen und Ausgabezeiten.

Das verfügbare Archiv beginnt am 6. Oktober 2026, dem Start des aktuellen 10-km-Gitters. Es ermöglicht die nachträgliche Untersuchung von Ereignissen, den Vergleich aufeinanderfolgender Modellläufe und die Bewertung von Solarprognosen anhand der damals vorliegenden Vorhersagen. Der historische Zugriff folgt dem öffentlichen Archiv auf Source Cooperative; einige Läufe fehlen teilweise oder vollständig.

Auf der ICON-ART-EU-Modellseite können Sie die benötigten Felder auswählen und über die Zeitreihen-API für Ihre Standorte abfragen. Für Solarportfolios in Südeuropa und Nordafrika steht damit ein gemeinsamer Satz an Staub-, Strahlungs- und Wettervorhersagen zur Verfügung.

Wetterdaten: Deutscher Wetterdienst, archiviert von Jacob Prince-Bieker auf Source Cooperative, unter CC BY 4.0.