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Veranschaulichung: Zonalwinde, die subtropischen Strahlströme und der Polarfront-Strahlstrom sowie die Hadley-, Ferrel- und Polarzellen (Höhen überhöht)

Risk Academy, geleitet vom Nexus Consortium · Erd- und Umweltwissenschaften · Fachbereich Klima- und Meereswissenschaften

Variability, extremes and the products that measure them

Klimawissenschaft, Variabilität und Wandel

Climate science covers the variability of precipitation, temperature and soil moisture over years and decades and the extremes at their edges.

01Geltungsbereich

Was die Disziplin abdeckt

Die Unterthemen, die ihre Kurse und Labore lehren.

Kurse
In Vorbereitung
Stufen
L1 Einführung, L2 Mittelstufe
Labore
Map lab, Trigger lab, Geo quiz, GeoAI lab, Network lab, Exposure lab
  • Climate baselines and observations
  • Variability modes such as ENSO
  • Climate models and projections
  • Scenario families (SSPs and RCPs)
  • Downscaling and bias correction
  • Attribution of extreme events
  • Glaciers, permafrost and mountain hazards
  • Climate services
  • Physical climate risk for organisations

Courses in development extend the scope to further subjects: Working with climate projection data and downscaling; Extreme event attribution; Arctic risk.

02Karten

Einen Zwilling für jeden Ort bauen

Search any place or open the world; the layers and generators follow climate science, variability and change on the planet map, the globe and in 3D.

Der Po bei Casale Monferrato und die Reisebene von Vercelli: ein flacher Plan des Fakultäts-Zwillings. Gelände 63 bis 471 m; Fluss 435 km; Kanal 2,280 km; Flussabfluss, GloFAS über Open-Meteo: live gelesen, wenn der 3D-Zwilling geöffnet wird; Vegetationsindex, MODIS Terra NDVI 8-Tage: live gelesen, wenn der 3D-Zwilling geöffnet wird; Bodenfeuchte, SMAP L3 (täglich): live gelesen, wenn der 3D-Zwilling geöffnet wird; Niederschlagsrate, GPM IMERG (30 Minuten): live gelesen, wenn der 3D-Zwilling geöffnet wird; Ausdehnung des Oberflächenwassers, OPERA DSWx (HLS): live gelesen, wenn der 3D-Zwilling geöffnet wird; Echtfarben mit 30 m, HLS Sentinel-2 (tägliche Granulate): live gelesen, wenn der 3D-Zwilling geöffnet wird. Konturen alle 50 Meter aus dem Höhenraster; Flüsse und benannte Kanäle nach Klasse.
The Po at Casale Monferrato and the Vercelli rice plain, Italy. Flache Darstellung derselben Daten: Relief als Höhenlinien aus dem eingebetteten Raster, Flüsse und Kanäle und die Zahlen darunter. Der 3D-Zwilling öffnet sich auf Geräten, die ihn darstellen können, sobald seine Daten und sein Code geprüft sind.
  • Terrain 63 to 471 m
  • River 435 km
  • Canal 2,280 km
  • River discharge, GloFAS via Open-Meteo: read live when the 3D twin opens
  • Vegetation index, MODIS Terra NDVI 8-day: read live when the 3D twin opens
  • Soil moisture, SMAP L3 (daily): read live when the 3D twin opens
  • Precipitation rate, GPM IMERG (30 minutes): read live when the 3D twin opens
  • Surface water extent, OPERA DSWx (HLS): read live when the 3D twin opens
  • True colour at 30 m, HLS Sentinel-2 (daily granules): read live when the 3D twin opens
Credits and dates per layer are listed under the stage. Relief in the twin is exaggerated ×1.5 for legibility.

Drag to move, right drag or Shift with a drag to turn and tilt, Ctrl with the wheel to zoom. Keyboard: arrows move, Shift with arrows turn and tilt, + and – zoom, 0 resets, V steps through the views, Escape clears.

Flache Darstellung derselben Daten: Relief als Höhenlinien aus dem eingebetteten Raster, Flüsse und Kanäle und die Zahlen darunter. Der 3D-Zwilling öffnet sich auf Geräten, die ihn darstellen können, sobald seine Daten und sein Code geprüft sind.

Die dargestellten Grenzen, Namen und Bezeichnungen bedeuten weder ein Urteil über den Rechtsstatus eines Gebiets noch eine Billigung oder Anerkennung dieser Grenzen. Länder: Natural Earth (gemeinfrei).

03Live-Karte

Climate signals in the Mediterranean

Surface heat, rain, snow, sea ice, marine heat and water storage, each a dated satellite or model product, over the Mediterranean.

Die interaktive Karte benötigt JavaScript; die Ebenenliste und die Quellen finden Sie unten.

Ebenen 2

Klimasignale

Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet (anhaltende Bewölkung hinterlässt weiterhin Lücken)
Quelle
VIIRS NOAA-20 Level 3, 8 Tage (NASA LANCE)
Anbieter
NASA LANCE
Lizenz
Offene NASA-Daten
Jahrgang
8 Tage; Satelliten-Komposit über 8 Tage; anhaltende Bewölkung hinterlässt weiterhin Lücken
Neuester Stand bei der Erstellung
2026-09-14
Beschluss
Raster von etwa 1 km
Unsicherheit
Satellitengestützte Oberflächentemperatur des Bodens über die 8 Tage bis zum angezeigten Datum, ein Indikator für Hitzeexposition; keine Lufttemperatur, kein Hitzeindex und keine Hitzewarnung.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Geschätzt
Quelle
GPM IMERG (NASA GES DISC)
Anbieter
NASA GES DISC
Lizenz
Offene NASA-Daten
Jahrgang
täglich; Satellitenschätzung, nahezu in Echtzeit
Neuester Stand bei der Erstellung
2026-10-12
Beschluss
Raster von etwa 2 km
Unsicherheit
Satellitenschätzung, nahezu in Echtzeit. Satelliten- oder Modellraster, wie der Anbieter es veröffentlicht. Wolken, Streifenlücken und Ableitungsfehler hinterlassen Lücken und Rauschen; die Werte sind Indikatoren, keine Messungen an einem Ort.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Observed (clouds and night leave gaps)
Quelle
VIIRS NOAA-20 NDSI (NASA LANCE)
Anbieter
NASA LANCE
Lizenz
Offene NASA-Daten
Jahrgang
daily; Satellite detection; clouds and night leave gaps
Neuester Stand bei der Erstellung
2026-10-14
Beschluss
Raster von etwa 500 m
Unsicherheit
Satellite detection; clouds and night leave gaps. Satellite or model raster as the provider publishes it. Clouds, swath gaps and retrieval error leave gaps and noise; values are indicators, not measurements at a place.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet
Quelle
GHRSST MUR (NASA JPL PO.DAAC)
Anbieter
NASA JPL PO.DAAC
Lizenz
Offene NASA-Daten
Jahrgang
daily; Satellite analysis
Neuester Stand bei der Erstellung
2026-10-12
Beschluss
Raster von etwa 1 km
Unsicherheit
Satellite analysis. Satellite or model raster as the provider publishes it. Clouds, swath gaps and retrieval error leave gaps and noise; values are indicators, not measurements at a place.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Beobachtet
Quelle
GHRSST MUR25 (NASA JPL PO.DAAC)
Anbieter
NASA JPL PO.DAAC
Lizenz
Offene NASA-Daten
Jahrgang
daily; Satellite analysis
Neuester Stand bei der Erstellung
2026-10-12
Beschluss
Raster von etwa 2 km
Unsicherheit
Satellite analysis of how far sea temperature departs from its usual value for the date shown; a marine heat indicator, not a Korallenbleiche alert.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben
Über diese Ebene
Evidenz
Observed (latest month GIBS publishes)
Quelle
GRACE-FO JPL mascons (NASA JPL PO.DAAC)
Anbieter
NASA JPL PO.DAAC
Lizenz
Offene NASA-Daten
Jahrgang
monthly; Satellite gravimetry; latest month GIBS publishes
Neuester Stand bei der Erstellung
2022-07-01
Beschluss
Raster von etwa 2 km
Unsicherheit
Satellite gravimetry; latest month GIBS publishes. Satellite or model raster as the provider publishes it. Clouds, swath gaps and retrieval error leave gaps and noise; values are indicators, not measurements at a place.
Erreicht über
gibs.earthdata.nasa.gov, erst nachdem Sie die Live-Karte zugelassen haben

Zuletzt verfügbar

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap-Mitwirkende (ODbL) · Natural Earth

Die neuesten NASA-Bilder werden geladen.

Zum Verschieben ziehen. Zum Zoomen Strg oder ⌘ gedrückt halten und scrollen, die Zwei-Finger-Geste oder die Schaltflächen verwenden; für die Werte unter dem Zeiger darüberfahren; Zurücksetzen kehrt zur Region zurück.

Climate signals, framed on the Mediterranean.Satelliten- und Modellprodukte, wie sie die NASA veröffentlicht, jeweils mit eigenem Datum. Sie sind Indikatoren, keine Bewertungen eines Ortes.

Daten: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap-Mitwirkende · Natural Earth · NASA EONETQuellen und Lizenzen

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). Offene NASA-Daten
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). Offene NASA-Daten
  • VIIRS-Produkte in Beinahe-Echtzeit (Überflutung, Landoberflächentemperatur, Schneebedeckung, korrigierte Reflexion), NASA LANCE; Bildmaterial über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). Offene NASA-Daten
  • GPM-IMERG-Niederschlag, NASA Precipitation Processing System; verbreitet vom NASA Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center (GES DISC); Bildmaterial über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). Offene NASA-Daten
  • GHRSST Level 4 MUR analyses, NASA Jet Propulsion Laboratory; verteilt vom NASA Physical Oceanography DAAC (PO.DAAC); Bilder über NASA GIBS. Farben aus der veröffentlichten Farbtabelle neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). Offene NASA-Daten
  • GRACE- und GRACE-FO-JPL-Mascon-Lösung, NASA Jet Propulsion Laboratory; verbreitet vom NASA Physical Oceanography DAAC (PO.DAAC); Bilder über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbkarte neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). Offene NASA-Daten
  • ASTER GDEM ist ein Produkt von METI und NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC); Bildmaterial über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). Zitierweise: NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. Offene NASA-Daten
  • Erstellt mit Natural Earth. Freie Vektor- und Rasterkartendaten @ naturalearthdata.com. Gemeinfrei
  • © OpenStreetMap-Mitwirkende (ODbL), über NASA GIBS (Küstenlinien, Grenzen, Straßen und Ortsnamen). Farben nach der veröffentlichten Farbskala neu gezeichnet; Werte, wo angezeigt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). ODbL
  • Blue Marble, NASA Earth Observatory; Bilddaten über NASA GIBS. Farben nach der veröffentlichten Farbkarte neu gezeichnet; Werte, wo dargestellt, in H3-Zellen gemittelt (verändert). Offene NASA-Daten
  • Kontext auf Globus und flacher Karte: Küstenlinien, Grenzen, Straßen und Ortsnamen aus den Referenzebenen von NASA GIBS (OpenStreetMap-Daten, ODbL, © OpenStreetMap contributors); Blue-Marble-Bilddaten als optionale Basis; 3D-Gelände und Höhenanzeige aus dem Höhenfarbindex des ASTER GDEM (Klassen von 5 m bis 200 m, zur besseren Lesbarkeit überhöht). Grenzen werden wie veröffentlicht dargestellt und beziehen keine Position zu einem Gebiet.
  • Globus: MapLibre GL JS 6.9.1, BSD-3-Clause, © MapLibre contributors.
  • Live-Ereignisse: NASA Earth Observatory Natural Event Tracker (EONET). Die Ereignisse sind indikativ und behalten ihre ursprünglichen Quellenlinks.
  • Live: Die NASA-EONET-Ereignisse sind Anhaltspunkte, keine behördlichen Warnungen.
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Luftqualitätsvorhersage, 5 Tage, PM2.5 (CAMS über Open-Meteo): enthält veränderte Informationen des Copernicus Atmosphere Monitoring Service 2026.
  • Vergangenes Jahr, Tagestemperatur (ERA5 über Open-Meteo): enthält veränderte Informationen des Copernicus Climate Change Service 2026.
  • Vergangenes Jahr, tägliche Temperatur und Sonnenschein (NASA POWER): Diese Daten stammen aus dem POWER-Projekt des NASA Langley Research Center (LaRC), finanziert über das Programm NASA Earth Science/Applied Science..
  • Wetterdaten von Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
  • Optionale Ebenen (21 Quellen in der Ebenenliste: live, Vorhersage, beobachtet und Kontext) zeigen bei Aktivierung ihren Anbieternachweis auf der Karte und hier; Vorhersagen sind Modellausgaben und abgeleitete Indizes sind Schätzungen.

Ebenen und Daten

  • Landoberflächentemperatur, Tag, 8-Tage-Komposit: VIIRS NOAA-20 Level 3, 8 Tage, NASA LANCE · 14. Sept. 2026
  • Niederschlagsrate, Tagesmittel: GPM IMERG, NASA GES DISC · 12. Okt. 2026
  • Schneebedeckung: VIIRS NOAA-20 NDSI, NASA LANCE · 13. Okt. 2026
  • Meereiskonzentration: GHRSST MUR, NASA JPL PO.DAAC · 12. Okt. 2026
  • Anomalie der Meeresoberflächentemperatur: GHRSST MUR25, NASA JPL PO.DAAC · 12. Okt. 2026
  • Wasserspeicheranomalie, monatlich: GRACE-FO-JPL-Mascons, NASA JPL PO.DAAC · Juli 2022

04Das Fach

Das Fach, Methoden und Messgrößen sowie Debatten und Gremien

Das Fachgebiet und sein Umfang

For climate analysts, risk modellers, planners and advisers who need to read a projection, an attribution statement or a reanalysis field and know its scenario, its model spread and the confidence it carries.

05Die Methode

Von einem Grad Erwärmung zu einer veränderten Wiederkehrperiode: wie eine verschobene Verteilung ein seltenes Hitzeextrem zu einem häufigen macht

Global warming shifts the distribution of local annual maximum temperature by an amplified amount; the heat level that once returned every 100 years then returns far more often; the probability ratio between the two climates is what attribution reports, and the new return period is what an adaptation standard must use.

Quellen: Philip et al., A protocol for probabilistic extreme event attribution analyses (2020); IPCC, Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Working Group I contribution to the Sixth Assessment Report (2021); Shepherd, A common framework for approaches to extreme event attribution (2016); Morice et al., An updated assessment of near-surface temperature change from 1850: the HadCRUT5 data set (2021); Coles, An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values (2001).

06Im Überblick

Im Überblick, mit 5 verwandten Themen

Climate science, variability and change at a glance

risksacademy.comearth-environmentdiscipline

Climate science, variability and change: 0 primary courses open, 4 in preparation and 5 also taught here, across 9 subtopics and 5 connected disciplines. Courses: RAF-110 L1 in preparation, RAN-336 L2 in preparation, RAN-363 L2 in preparation, RAT-234 L2 in preparation, RAN-329 L2 also taught here, RAN-330 L2 also taught here, RAN-335 L2 also taught here, RAS-410 L2 also taught here, RAT-227 L2 also taught here.
Climate science, variability and change at a glance
  • Open, 0
  • In preparation, 4
  • Also taught here, 5
  • Subtopics, 9
Drawn as a scenario fan: each course is a branch from today, in study-level order. The widening is the form of the figure; it forecasts nothing.Course codes from the curriculum; study levels L1 to L4.
ZwillingsbaukastenEinen Zwilling für jeden Ort bauenPraxisbeispiel: der Po bei Casale Monferrato und die Reisebene von Vercelli · 5 Generatoren · 14 Ebenen · 3 Instrumente
07Labore

Wie das Fach in Labs praktiziert wird

08Konsole

How Climate science, variability and change is taught, as a process you can run

Press Play to run this process from this page’s own data.

09Praxis

Praxis, Lernen und Verbindungen

Wie Technologie hilft und welches Risiko sie mit sich bringt

10Mitwirken

Mitwirken in Geo- und Umweltwissenschaften

Beginnen Sie bei Ihrer Rolle.

11Quellen

Grundlegende Quellen und wo man beginnt

Start with IPCC, then Hawkins, then Hausfather.

12Fragen

Fragen, Antworten und Schlüsselbegriffe

Ist das Studium hier kostenfrei?
Ja. Alle Kurse und Lernmaterialien der Risk Academy, geleitet vom Nexus Consortium, sind kostenfrei, im eigenen Tempo oder in einer Kohorte. Die reguläre Teilnahme ist gebührenfrei. Bezahlte Arbeit, Praktika und Fellowships sind gesonderte Vereinbarungen.
Was bringt mir der Abschluss eines Kurses?
Ein Abschlussnachweis: der Kurs, seine Version, das Datum und der Gegenstand der Prüfung, standardmäßig privat und von Ihnen geteilt. Nachweise bauen sich zu Leistungsnachweisen für Disziplin, Abteilung und Programm auf. Ein Nachweis gibt an, was studiert und geprüft wurde, und bescheinigt keine Kompetenz. Er ist weder eine Zulassung noch ein Berufstitel noch ein Beschäftigungsstatus.
Woher stammen die Daten und die Orte?
Jede Fakultät lehrt an einem Zwilling eines realen Ortes, der aus offenen Daten aufgebaut ist. Jede Ebene nennt Anbieter, Lizenz und Datum, und jedes Ergebnis der Academy nennt seine Quelle. Karten und Zahlen sind Indikatoren für die Lehre, niemals eine Bewertung eines Ortes.
How do I take part beyond the courses in climate science, variability and change?
Bilden Sie eine Kompetenzzelle aus drei bis sieben Personen, bearbeiten Sie einen gemeinsamen Lernpfad, übernehmen Sie eine betreute Aufgabe in den nationalen Arbeitsgruppen oder bringen Sie eine Kohorte aus Ihrer Institution mit. Für Organisationen.

Schlüsselbegriffe

Begriff

Klimavariabilität

Schwankungen des Klimas um seinen mittleren Zustand auf Zeitskalen von Monaten bis Jahrzehnten, etwa ENSO.

Begriff

Gemeinsame sozioökonomische Pfade

Szenarienerzählungen künftiger Gesellschaften, die mit Emissionsszenarien zur Steuerung von Klimaprojektionen verwendet werden.

Begriff

Downscaling

Methoden, die aus grober globaler Modellausgabe lokale oder regionale Klimainformationen ableiten.

Begriff

Ereigniszuordnung

The assessment of how climate change has altered the likelihood or intensity of a specific extreme event.

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Reports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

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Klimawissenschaft, Variabilität und Wandel

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