Schlagwort-Archive: Wettervorhersage

Saharastaub und Wettervorhersagen

Kommentar verfassen

Saharastaub-Vorhersage für Dienstag, 10.12.2019 – Gesamtstaubmenge in mgr/m², Quelle:

Neulich stöberte ich in der Tageszeitung „Die Presse“, als ich in der Wissenschaft-Beilage über folgende Aussage stieß, mit der der Artikel begann:

„Wenn sich Saharastaub über Wien legt, stimmen die Wettervorhersagen selten. Die Rückkopplungseffekte der kleinen Teilchen in der Luft – Absorption und Reflexion von Sonnenstrahlung – sind in den Prognosemodellen schlichtweg nicht berücksichtigt.“ [Quelle: Die Presse, 7.12.2019, W1]

Die Autorin nimmt an, dass die Wettervorhersage zwangsläufig falsch ist, wenn die Prognosemodelle falsch sind. Diese Aussage ist ein wenig gewagt. Hier fehlt nämlich ein wichtiger Zwischenschritt: Der Mensch. Die Aufgabe des Meteorologen ist ähnlich wie früher bei Journalisten: Sie entscheiden, welche Information richtig oder falsch ist, was verwertet werden kann in einer Prognose und was als unrealistisch verworfen wird. Die Autorin hätte Recht, wenn sie sich explizit auf Wetter-Apps und andere Anbieter bezogen hätte, wo man vermeintlich „postleitzahlgenaue“ bzw. „Standortgenaue“ Prognosen beziehen kann. Diese werden allerdings automatisch erstellt, der Filter Mensch fehlt. Weiterlesen →

Europa sucht den Supercomputer!

Kommentar verfassen

Extreme Wetterereignisse wie Stürme, Starkregen oder Hitzewellen langfristig vorhersagen, das soll durch Supercomputer und neue Satelliten in den nächsten zehn Jahren möglich werden. Europas oberste Meteorologin war dieser Tage zu Besuch in Wien, um die neue Strategie zu präsentieren, mit der auch Prognosen für Österreich noch genauer werden sollen.

So lautet der heutige Teaser für den Kurzbeitrag im Ö1-Mittagjournal (gehört am 27. Oktober 2016, 12.00).

Sturmtiefs sollen künftig zehn Tage im Voraus bekannt sein. Hochwasserlagen eine Woche im Voraus. Artikel dazu im Kurier (abgerufen am 27.10.16, 12.45)

Dazu soll die Gitterweite des Vorhersagesystems von derzeit 18 auf fünf Kilometer verkleinert werden

schreibt DerStandard (abgerufen am 27.10.16, 12.49), was unrichtig ist, denn aktuell beträgt die Gitterweite bereits 9 km (davor 16).

Wenn man andere Quellen hinzuzieht, zeigt sich, dass die Pressemitteilung nicht richtig gelesen wurde, denn soll nicht das Vorhersagesystem eine bessere Auflösung erhalten, sondern das Ensemble-Vorhersage-System.

Die weltweite so genannte Ensemble-Prognosen-Auflösung soll dafür um mehr als das Dreifache steigen, mit einer Rastergrößen-Verringerung von derzeit 18 auf 5 km

Denn:

„Derzeit haben wir zwei Mal am Tag 52 verschiedene Vorhersagen, und das gibt uns eine größere Zahl an Wahrscheinlichkeiten, wie sich das Wetter entwickeln wird.“ (DerStandard)

Diese 52 Prognosen entstehen, wenn die Ist-Zustände, die ins Modell einfließen („initial conditions“) geringfügig verändert werden. Bisher wurden sie auch mit einer geringeren Gitterpunktsweite gerechnet, das spart Rechenzeit. Immerhin erscheinen diese Ensemble-Prognosen mit Verzögerung nach dem Erscheinen des Hauptlaufs (ohne Veränderung, aber mit der vollen Modellauflösung), und diese Verzögerung kann im operationellen Betrieb hinderlich sein (Vorhersage-Deadlines, kurzfristige Extrementwicklungen).

Früher galten Modelle mit 12 km Gitterweite als Lokalmodelle, EZMWF fungiert also jetzt bereits als Lokalmodell. Das britische Globalmodell UKMO hatte etwa ein Lokalmodell mit 12 km Gitterweite (NAE), das auf 4 km heruntergeschraubt wurde (Euro4).  Das amerikanische GFS-Modell hat zuvor seine Auflösung von 27 auf 13 km verbessert.

Neben den staatlich entwickelten Wettermodellen, von denen es eine Fülle gibt, sind GFS (vor allem in den USA) und EZWMF (vor allem in Europa) derzeit die führenden Wettermodelle („model guidance“). Im Unterschied zu EZMWF sind die Daten von GFS frei zugänglich und daher für private Wetterdienste mit wenig finanziellem Spielraum lukrativ.

EZMWF hat gegenüber GFS einige Vorteile, wobei die höheren Modellauflösung nicht zwingend dazu gehört. Denn es ist keineswegs so, dass sich die Gitterpunktsweite beliebig verringern lässt, immerhin steigt damit auch die erforderliche Rechenkapazität – und was nützt eine perfekte Vorhersage, wenn sie erst zwei Tage nach dem Eintreten des Ist-Zustands verfügbar ist?

Ob es Grenzen der Vorhersagbarkeit des Wetters gebe, „wissen wir nicht“, sagte Rabier. „Je weiter wir in die Zukunft schauen, desto größere Systeme können wir vorhersagen, vielleicht sogar bis zu einem Jahr“

Interpretation

Was derzeit in den Medien kursiert, ist keine Hexerei! Lokalmodelle und Analysemodelle (wie z.B. VERA oder INCA), die speziell für schwierig prognostizierbares Gelände (Alpen) entwickelt wurden, gibt es schon länger. Die Auflösung der Wettermodelle wird weiter verbessert, von allen Wettermodellen.

Ein paar wichtige Einschränkungen, die auch in den Artikeln durchklingen:

  • Eine Verbesserung der Prognose soll vor allem bei großräumigen Phänomenen wie Hitzewellen, El-Nino oder Hochwasserlagen (wie 2002, 2005, 2013) erreicht werden. Je größer die Systeme, desto leichter sind langfristige Prognosen. Wobei etwa das Alpenhochwasser 2005 damals von GFS von den Regenmengen bereits relativ nahe an der Realität weiter im Voraus erfasst wurde. Seit jeher haben die Modelle jedoch größere Probleme mit sogenannten Vb-Zugbahnen („Adriatief“).
  • Die kleinräumig maximierten Extremniederschläge von Ende Mai bis Mitte Juni 2016 sind dagegen auf ein stationäres Höhentief mit vielen kleinen Nebenwirbeln zurückzuführen, die selbst 1-2 Tage im voraus nur schwer in Intensität und Örtlichkeit vorhergesagt werden können. Weder hier noch bei Gewitterzugbahnen oder gar lokalen Wirbeln wie Tornados sollte man sich große Sprünge in den nächsten Jahren erwarten. Auch lokale Sturzfluten lassen sich höchstens wenige Stunden vorher abschätzen. Im gebirgigen Terrain bleibt dies immer schwieriger als im Flachland.
  • Großräumige Sturmtiefs wie Kyrill (18.1.2007) oder Emma (1.3.2008) waren damals bereits eine Woche im Voraus in Intensität und Zugbahn sehr gut erfasst. In den vergangenen Jahren ist die Frontalzone etwas nach Süden gewandert, wodurch es häufiger zu Shapiro-Keyser-Zyklonen gekommen ist (oben genannte Sturmtiefs sind klassische Norwegerzyklonen). Shapiro-Keyser-Stürme entwickeln manchmal sehr kleinräumige und hochgradig schadensträchtigte Starkwindbänder ohne Niederschlag, sting jets genannt. Spitzenböen bis 190 km/h bei Orkan Christian (28.10.2013) gingen auf einen solchen sting jet zurück. Diese sind wesentlich schwieriger vorherzusagen als die maximalen Windböen bei Norwegerzyklonen, die fast immer in Zusammenhang mit heftigen Schauern oder Gewitterlinien auftreten (ausgenommen Höhenlagen im Warmsektorbereich).
  • Die Automatisierung der Wetterbeobachtung schreitet voran, besonders kritische Übergänge von Regen in Schnee bzw. Regen zu gefrierendem Regen drohen dabei leichter übersehen zu werden, wenn keine händische Überprüfung mehr stattfindet. So hat der Deutsche Wetterdienst in den vergangenen Jahren zahlreiche Wetterbeobachtungen durch Vollautomatische Wetterstationen ersetzt bzw. wurden langjährige Messreihen ganz aufgelassen. (Quelle). Die Güte eines Modells lässt sich aber nur dann nachvollziehen, wenn man ein dichtes Messnetz hat. Interpolation aus verfügbaren Daten, Radarwerten und Berücksichtigung der Topographie können Extremwerte nicht erfassen, sondern höchstens annähern. Es sind aber ebenjene Extremwerte, die zu Schäden führen können.

Was ist realistisch?

Im operationellen Betrieb ist es weder vom Personal noch vom Zeitaufwand her möglich, sich alles anzuschauen, was für eine Vorhersage verfügbar ist. Die Grenzen der Wettervorhersage setzen nicht nur die Wettermodelle, sondern auch die Menge an Wetterdaten, die ein Meteorologe bei der Vorhersageerstellung noch verarbeiten kann. Hochaufgelöste Wettermodelle liefern manchmal hervorragende Trefferquoten, was kleinräumige Ereignisse betrifft, sagen sie an anderen Tagen in der richtigen Stärke an völlig falschen Orten vor oder sagen überhaupt etwas vorher, was nirgends eintrifft. Eine Vollautomatisierung der Wetterprognose (wie z.B. durch Wetter-Apps) ist also nicht möglich – sie mag ausreichend bei Schönwetter sein oder bei durchschnittlichen Wetterereignissen ohne Schadenspotential.

Sobald wir uns jedoch in Größenordnungen bewegen, wo vor allem kleinräumige Ereignisse große Schäden anrichten können, wird die Erfahrung des Meteorologen bedeutsam, der bewerten muss, wie realistisch etwas ist. Hier können vor allem Ensemble-Prognosen, die für kürzere Zeiträume (also 24-48h) gerechnet werden, hilfreich sein.

Selbst wenn es uns künftig gelänge, großräumige Unwetterphänomene wie 2013er Hochwasserlagen oder Kyrill-Stürme noch weiter im Voraus vorherzusagen, wissen wir nicht, ob mit dem Klimawandel nicht die kleinräumigen und damit unberechenbareren Ereignisse noch häufiger werden. Gewisse Schäden sind auch unvermeidlich, denn es lassen sich Ortschaften in Hochwasserrisikogebieten nicht verlegen und auch den Wald kann man nicht mit einer Betonhülle schützen, wenn eine Gewitterlinie mit 200 km/h alles plattmacht.

Ich behaupte vorsichtig, mit 14 Jahre Modelle schauen und 6 Jahre Berufserfahrung, dass sich in der Arbeit des Meteorologen relativ wenig ändern wird. Es wird gut prognostizierbare Stürme und Hochwasser geben, aber weiter auch die kleinräumigen Phänomene mit unvermeidbar kurzen Vorwarnzeiten.Gerade die letzten Jahre haben meiner Ansicht nach gezeigt, dass trotz verbesserter Modellleistungen Extremereignisse gleich schwer prognostizierbar bleiben, siehe auch einen früheren Beitrag von mir.

Wenn man sich die jüngste Performance der Wettermodelle bei Hurrikan MATTHEW anschaut, dann war diese nicht schlecht (Zugbahn gut erfasst, Intensität gut angedeutet). Die USA kamen weit glimpflicher davon als Haiti. Auch eine dreiwöchige Im-Voraus-Prognose hätte aus Elendshäusern in Haiti keine stabilen Villen gemacht. Bei Hurrikan NICOLE hingegen und auch dem möglichen Wechselspiel mit MATTHEW durch den Fujiwhara-Effekt waren die Modelle weniger gut. Die Bermuda-Inseln kamen glimpflich davon, ansonsten blieb NICOLE ein Fischsturm.

Rechtzeitige Wetterprognosen nützen nur dann etwas, wenn ein solides Vorsorgemanagement existiert, das ist sowohl eine finanzielle Frage bei armen Ländern als auch eine Bewusstseinsfrage, wie man sich richtig verhält. Ältere Menschen trinken zu wenig und sind bei Hitzewellen anfälliger für Dehydrierung. Ebenso sollte man nicht unbedingt in potentiellen Überschwemmungsregionen sein Haus bauen. Gegen lokale Sturzflutereignisse wie z.B. in Afritz nützt auch die beste Vorsorge nichts, wenn es Orte trifft, die noch nie etwas Vergleichbares erlebt haben. Die Vorwarnzeit hat hier jedoch Grenzen, die sich auch in den kommenden 10 Jahren wahrscheinlich nur wenig verbessern  werden.

Wettervorhersagen richtig kritisieren

1 Antwort

„Aber der Wetterbericht hat gesagt, es soll heute regnen.“
„Im Radio haben sie gesagt, es bleibt trocken. Bei mir regnet es.“
„Der Wetterbericht stimmt sowieso nie. Ich schau lieber bei XY.“

Ich nehme das natürlich nicht todernst. In meinem Berufszweig sind solche Unschärfen Alltag. Rückmeldungen über Fehlprognosen sind das wichtigste Instrument zur Verbesserung der Prognosequalität. Es kommt jedoch sehr darauf an, nachprüfen zu können, was nicht gepasst hat. Undefinierbare Aussagen wie oben sind einfach nur ärgerlich und nichtssagend. Das wäre so, wie wenn ich zu jemand in einem anderen, beliebigen Berufsfeld sagen würde „Letztes Jahr hast Du einen Fehler gemacht.“ – Ja, wann? Und welchen? Und welche Arbeit war das genau? Und wo?

Darum ….

Über fehlerhafte Prognosen kann man reden, wenn man weiß,

a) von wem sie stammt (Herausgeber)

b) von wann sie stammt (Ausgabezeitpunkt)

c) für welchen Zeitraum sie galt (Gültigkeitszeitraum)

d) für welche Region sie gilt (Vorhersagegebiet)

Auch wenn es manche Menschen glauben, aber die Wettervorhersage ist kein kommunistisches Berufsfeld mit einer zentralen Ausgabestelle im Staat bzw. auf der ganzen Welt.

Zu a) Die Frage nach dem Herausgeber lässt sich unterteilen in …

i) welche Herausgeber gibt es?

In Österreich gibt es vier staatliche bzw. teilstaatliche Wetterdienstleister: die AustroControl (Flugwetter), die MeteoServe (Straßenwetter), den ORF (ORF-Wetter) und die ZAMG (Unwetterwarnungen, Agrarwetter und Forschung). Daneben gibt es ein paar kleinere private Wetterdienstleister (z.B. MeteoExperts) und einen größeren (UBIMET). Das Wetter in den österreichischen Tageszeitungen teilen sich überwiegend UBIMET (Krone, Heute, Standard, Presse, Wienerzeitung, Kurier, Wirtschaftsblatt, NÖN, BVZ) und ZAMG (Österreich, Salzburger Nachrichten, Oberösterreichische Nachrichten) auf, bis auf ein paar Regionalzeitungen (z.B. Kleine Zeitung, TT). Die bekannten Webseiten wie wetter.at (= oe24, Österreich-Tageszeitung, ZAMG-Daten), wetter.tv und uwz.at (UBIMET) beziehen ihre Daten und Prognosen jeweils von den dahinter stehenden Anbietern und nicht nur von einem Anbieter.

ii) welche Zielgruppe haben sie?

Radiosender mit einem jüngeren Zielpublikum legen weniger Wert auf ausführliche Wetterberichte und gewichten zudem das subjektive Wohlbefinden höher, sprich bei Ö3 oder Kronehit hört man in der Regel kürzere, allgemeiner gehaltene und salopper formulierte Prognosen, die vor allem Sommer, Sonne, Hitze, trocken betonen, während es bei Ö1 ausführlichere Prognosen, manchmal mit etwas Hintergrundinformation gibt, die nüchterner vorgetragen werden.

Tageszeitungsprognosen richten sich meist an die Regionen, wo die meisten Menschen leben, also im Flachland, in den Städten. Zudem verhindert die begrenzte Zeichenanzahl oftmals detaillierte Prognosen.

Flugwetterprognosen haben aufgrund des hohen Stellenwerts der Sicherheit einen ganz anderen Anspruch und Qualität als Zweizeiler im Radio oder in einer Boulevardzeitung.

Automatisierte Prognosen wie sie durch Punktprognosen, Niederschlagswahrscheinlichkeiten, Symbole bei Online-Anbietern und in Wetter-Apps ausgedrückt werden, werden vom Meteorologen in der Regel NICHT berichtigt.

zu b) Der Ausgabezeitpunkt:

Während gedruckte Zeitungen – no na – nicht mehr korrigiert werden können, werden Prognosen im Online-Bereich je nach dafür eingesetztem Personal mehrmals am Tag aktualisiert. Eine Prognose, die bereits 7 Tage alt ist, ist meist nicht mehr so zuverlässig wie jene vom Vortag. Ausnahmen gibt es durchaus, aber in den meisten Fällen verschlechtert sich die Prognosequalität mit zunehmendem Gültigkeitszeitraum.

zu c) Der Gültigkeitszeitraum:

Es macht einen fundamentalen Unterschied, ob die Prognose den ganzen Tag galt oder nur für die kommenden Stunden. Hierin liegt auch ein Problem, wie Wettersymbole zutreffend interpretiert werden können (TV-Tipp: W wie Wissen – über Wetter-Apps, ARD-Mediathek), denn ein Symbol mit Sonne, Quellwolke, Regen kann interpretiert werden als 50-50% des Zeitraums scheint die Sonne, 50-50% regnet es, 33% Sonne, 33% Wolke (trocken), 33% Regen, und es gilt für die ganze Region oder nur einen Teil der Regionen. Das ist als Meteorologe schon nicht leicht, solche Symbole richtig einzusetzen und noch viel weniger kann er ausgehen, dass sie auch so verstanden werden, wie er es beabsichtigt hat.

„Im Wetterbericht war Regen angesagt, aber hier ist blauer Himmel.“

Manchmal wird auch zu vorschnell geurteilt, denn je nachdem, ob sich Gewitter vor Ort entwickeln mit zunehmender Quellbewölkung oder als ausgedehnte Gewitterfront heranziehen, kann sich auch die Bewölkung sehr schnell ändern. Rückmeldungen bitte erst, wenn der Gültigkeitszeitraum abgelaufen ist!

zu d) Das Vorhersagegebiet – ganz wichtig!

Wenn es bei Ö3 heißt: „Am Nachmittag sind örtliche Gewitter möglich.“, dann heißt das nicht, dass auf der Ennstaler Hütte im Gesäuse am Nachmittag zwingend Gewitter auftreten müssen. Der durchschnittliche Hüttenwirt ärgert sich aber über solche Prognosen, weil dann Gäste wegbleiben, selbst wenn es (in den meisten Fällen) lange trocken bleibt und erst spätnachmittags/abends Gewitter durchziehen.

Allgemeinere Prognosen, die ein großes Vorhersagegebiet umfassen (vor allem Radioprognosen, aber auch TV-Prognosen, sowie die Österreich-Texte in den Zeitungen und auf Webseiten der Anbieter selbst), können nicht auf kleinräumige Besonderheiten eingehen, etwa auf gebietsweise verringerte Gewittergefahr (weil Restwolken vom Vortag die Einstrahlung behindern oder gerade dort stabilisierender Nordwestwind weht oder föhnige Effekte auftreten).

Wenn die im Radio sagen, dass es heute zu Schauern kommen kann, meinen sie damit nicht zwingend Dich und den Ort, an dem Du Dich gerade aufhältst!

Wie schwierig es ist, in wenig Text eine aussagekräftige Prognose zu formulieren, zeigen die folgenden Beispiele. Bitte dies nicht als Kritik an die Meteorologen verstehen, die die Texte formuliert haben. Sie sind es meist nicht, die die Vorgaben und den erforderlichen Zeitaufwand für die Vorhersagetexte bestimmen, und gerade Wetterlagen wie in den vergangenen Wochen (bzw. schon seit mehreren Jahren) mit wenig Luftmassenbewegung erzeugen besonders hohe Unsicherheiten.

Beispiel 1: Prognose für ganz Österreich:

orf-prognose-large

Zeitweise lässt sich unterschiedlich interpretieren, entweder als genau die Hälfte der Zeit oder auch etwas weniger, sonst schriebe man eher „Sonne und Wolken wechseln sich ab“, der Zusatz zumindest deutet an, dass dieser Wetterzustand nicht überall bzw. nicht im ganzen Zeitraum anzutreffen ist. Nach Westen zu hängt davon ab, wie man den Westen definiert (nimmt man Südwesten und Nordwesten auch mit?) und wo man sich befindet. Ein Pinzgauer wird sich eher dem Westen zugehörig fühlen, der Lungauer sieht sich schon im Süden. Ein nach Westen zu im Gesamttext meint in der Regel Vorarlberg und Nordtirol (und noch Pinzgau, evtl. Osttirol, Oberkärnten). Dann stellt sich die Frage, wie das Bergland definiert ist. Denn etwa westlich einer Linie Salzburg-Villach ist ALLES Bergland, mit Ausnahme des Bodenseeraums. Gemeint ist aber eher, dass sich Schauer auf Berge, Kämme, Gebirgszüge beschränken und nicht direkt über dem Talboden stehen. Bei großen Quertälern wie dem Inntal oder in den Tal- und Beckenlagen Unterkärntens kann es daher durchaus am Talboden bis in den Nachmittag hinein sonnig bleiben, während die Berge in Wolken gehüllt sind. Die meisten Täler sind allerdings deutlich schmäler und steiler und Quellwolken verdecken dann mehr Talbodenfläche. Einzelne Schauer bedeutet eher eine geringes Auftreten im Gegensatz zu „zeitweise, verbreitet, gebietsweise“, ist aber etwas mehr als „stellenweise, örtlich, vereinzelt“ bzw. „nicht ausgeschlossen“. Wenig Wind bezieht sich meist aufs Flachland, Talwindsysteme (etwa der durchaus kräftige Taleinwind im Inntal) sind nicht berücksichtigt. Inneralpin kann also tagsüber durchaus ein nennenswerter Wind gehen. Die Temperaturspanne umfasst ganz Österreich, das heißt nicht, dass an Deinem Ort 28 Grad auftreten müssen! Du wirst irgendwo zwischen 18 und 28 Grad liegen, wobei der Osten in der Regel das östliche Flachland Niederösterreichs  umfasst. Temperaturangaben beziehen sich, wenn nichts weiter hinzugefügt wird, immer auf die Niederungen.

Beispiel 2: Prognose für Niederösterreich

noe

Quelle beider Karten: maps-for-free.com, Text: wetter.orf.at

Die Freitagsprognose (4-Tage) enthält die Unschärfe, wo die Wärmegewitter bevorzugt auftreten. Das kann zwei Gründe haben: Entweder die genannten wie Platz- oder Zeitmangel, oder die Wetterlage ist tatsächlich so, dass auch im Flachland Gewitter begünstigt sind. In den meisten Fällen entstehen Wärmegewitter jedoch ausschließlich über den Bergen bzw. im höheren Waldviertel, wo die Absinkinversion durch den Hochdruckeinfluss überwunden werden kann. Zudem ist das Feuchteangebot dort größer als im Flachland (mehr Wald, weniger Wind, mehr Schatten, Moore, etc.). Möglicherweise könnte man hier also eingrenzen und wesentlich geringere Wahrscheinlichkeiten für den Seewinkel angeben als für das Gebiet um Schneeberg, Rax und Wechsel. Allerdings wissen die meisten Leser auch, dass Wärmegewitter eher über den Bergen als im Flachland entstehen (bzw. je nach Höhenwind in weiterer Folge ins Flachland ziehen). Bei den angegeben Höchstwerte hängt es ein wenig (vom unerwähnten) Wind ab, wo die höchsten Maxima auftreten werden. Bei Südföhn eher im Mostviertel, bei Westwind eher im südlichen Schwarzatal bis Gumpoldskirchen, bei Südost und Nordwest eher im Seewinkel. Auch hier beziehen sich die Angaben auf die Niederungen.

Sind die Vorhersagen genauer geworden?

Kommentar verfassen

Es gibt darauf keine klare Antwort und hängt davon ab, welche räumliche und zeitliche Größenordnung und welches Wetterphänomen man betrachtet.

Die Prognose der Großwetterlagen lässt sich anhand der 500 hPa-Druckfläche relativ leicht überprüfen:

Entwicklung der 500 hPa-Prognose anhand des EZMWFs für verschiedene Prognose-Zeiträume

Entwicklung der 500 hPa-Prognose anhand des EZMWFs für verschiedene Prognose-Zeiträume

Quelle: http://earthzine.org/2014/01/06/the-group-on-earth-observations-looks-toward-a-second-decade-of-data-sharing/

Die Graphik zeigt auf der X-Achse die Jahre 1980 bis 2010 und auf der Y-Achse die Treffergenauigkeit in Prozent, jeweils für 10-Tages-Prognosen (gelb), 7-Tages-Prognosen (grün), 5-Tages-Prognosen (rot) und 3-Tages-Prognosen (blau). Der obere Graph bildet die Nordhemisphäre, der untere die Südhemisphäre ab.

Allgemein bestätigt der Graphikverlauf die subjektive Empfindung vieler Leser, Hörer und Seher von Wetterberichten: Die Prognosequalität hat sich von den 80ern ausgehend deutlich verbessert, wie etwa die 3-Tages-Prognose von 84 auf 98 % oder die 7-Tages-Prognose von 45 auf 75 %.

Seit der Jahrtausendwende wurde auch die beträchtliche Lücke zwischen Nord- und Südhemisphäre dank fortgeschrittener Satellitenentwicklung geschlossen. Denn das große Manko der Südhalbkugel war bis dahin, dass aufgrund der ausgedehnten Meeresoberfläche weniger Stationsdaten vorhanden sind. Die erdumspannende Satellitenbeobachtung gleicht die mangelnde Stationsdichte aus.

Jetzt handelt es sich bei der Prognose der 500 hPa-Druckfläche (d.h. die Höhe, in der ein Luftdruck von 500 hPa herrscht, bei Tiefdruck weniger als 5500 m, bei Hochdruck mehr) nur um einen Vorhersageparameter, der für die Meteorologen zwar essentiell ist, aber in herkömmlichen Wetterberichten nie vorkommt.

Den Normalverbraucher interessiert, was am Boden passiert, und da vor allem Höchsttemperatur, Sonnenschein/Bewölkung und Niederschlag.

Und da zeigen sich doch regionale Unterschiede in der Vorhersagequalität der letzten Jahre. Das liegt an einer synoptischen Faustregel:

Der größere Wirbel steuert immer den kleineren.

Ein Extrembeispiel zur besseren Veranschaulichung ist Orkan LOTHAR am 26. Dezember 1999:

Bodendruck und Luftmasse (ThetaeE), Quelle: www.wetter3.de

Bodendruck und Luftmasse (ThetaeE), Quelle: http://www.wetter3.de

Das Orkantief LOTHAR befand sich am zweiten Weihnachtsfeiertag über Deutschland, das steuernde Tiefdrucksystem, bestehend aus mehreren Tiefdruckkernen, über der Nordsee. Das ZENTRALTIEF steuert die RANDTIEFS, ebenso wie kleinere Tiefdruckgebiete an Hochdruckgebieten entlang ziehen. So eine Großwetterlage ist RELATIV gut vorhersagbar (LOTHAR damals nicht, aber das lag nicht nur an den Modellen).

Schauen wir uns dagegen die Hochwasserlage vom Mai/Juni 2013 an, das in Teilen Süddeutschlands ein Jahrtausendhochwasser zur Folge hatte.

Bodendruck und 500 hPa-Druckfläche (Linien), Quelle: wetter3.de

Bodendruck und 500 hPa-Druckfläche (Linien), Quelle: wetter3.de

Das steuernde Höhentief ist recht ausgedehnt und war in seiner Position vergleichsweise gut vorhergesagt. Es handelt sich hier um dieselbe dargestellte Druckfläche wie in der Verifikation der Vorhersagegüte auf der ersten Karte. Problematisch ist aber nicht das Zentrum des Höhentiefs, sondern seine Trabanten am Boden: mehrere Tiefdruckkerne kreisen um das Höhentief gegen den Uhrzeigersinn, und steuerten damals triefend feuchte und milde Luftmassen vom Mitttelmeer und Schwarzen Meer über das Festland nach Süddeutschland und die Nordalpen.

Hier ergeben sich die Unsicherheiten, wie lange es regnet, welche Region genau betroffen sein wird, und wie hoch die Mengen ausfallen.

In den vergangenen Jahren häufen sich diese Höhentief-Wetterlagen.  Zum Vergleich, am 23. Juni 2004 sorgte ein frühsommerliches Sturmtief für zahlreiche Schwergewitter über Nord- und Ostdeutschland, darunter einen starken Tornado (F3-T7) in Micheln, Sachsen-Anhalt. Die Großwetterlage zeigt eine straffe Südwestströmung am Boden und in der Höhe, die Wetterlage selbst ist relativ gut vorhersagbar gewesen.

Bodendruck und 500 hPa, Quelle: wetter3.de

Bodendruck und 500 hPa, Quelle: wetter3.de

Symptomatisch für den feuchtkühlen Sommer 2014 war hingegen diese Großwetterlage:

Bodendruck und 500 hPa, Quelle: wetter3.de

Bodendruck und 500 hPa, Quelle: wetter3.de

Ein ausgedehntes Höhentief mit Kern über den Alpen, Tiefdruckgebiete am Boden über dem Golf von Genua, über dem Dreiländereck Serbien-Ungarn und Rumänien sowie über Ostdeutschland. Die Vorhersage war für 3 Tage im Voraus oft schon recht unsicher, manchmal sogar der Folgetag.

Viele Köche verderben den Brei – je mehr Tiefdruckgebiete gegenseitig wechselwirken, desto größer die Herausforderung für die Wettermodelle, diese Wechselwirkungen zu erfassen.  Bei großen Trögen und kleinen Bodentiefs ist die Wechselwirkung leichter prognostizierbar, die Zahnräder greifen ineinander. Hat man gleich große Tröge oder mehrere Bodentiefs auf engstem Raum, welcher Wirbel steuert dann den anderen? Das ist ungleich schwieriger.

Wir erinnern uns an den Winter 2012/13, als vor allem der Alpenostrand mit Schnee regelrecht zugeschüttet wurde, im Winter 2013/14 war die Alpensüdseite dran und im Winter 2014/15 zogen die Adriatiefs häufig zu weit östlich. Nordwestlagen treten jetzt häufiger im Spätwinter bzw. zu Frühlingsbeginn auf. Im Sommer wiederholt sich seit 2-3 Jahren die Großwetterlage. Statt straffer Südwestströmung herrscht oft ein Höhentief quer über Mitteleuropa mit herumeiernden Bodentiefs, von Meteorologen auch Barosumpf genannt.

Solche Wetterlagen über Monate hinweg, mit nur wenigen Hochdruckphasen dazwischen, zermürben die Wetterfrösche. Denn die 1-3-Tages-Prognosen sind deutlich anspruchsvoller und zugleich unberechenbarer geworden. Gewitter, die nicht mit der Höhenströmung ziehen, sondern scheinbar zufällig irgendwo im Gelände entstehen und eigenwillig ziehen, sind nahezu unvorhersagbar, und können durch anhaltenden Sturzregen dramatische Auswirkungen haben. Schnellziehende Schwergewitter sind von der Wahrscheinlichkeit her besser vorhersagbar. Gewitterlinien sind auch räumlich besser vorhersagbar. Bei schwachgradientigen Tiefdrucklagen hat man aber weder Linien noch brav unisono ziehende Gewitter, sondern mehrere Richtungsänderungen auf engstem Raum.

Im Winter sind zwar die beteiligten Wettersystem großflächiger, wie etwa ein großräumiger Warmfront- oder Okklusionsschneefall, aber bei Höhentieflagen zieht das Adriatief dann eben nicht über Kärnten und die Steiermark hinweg, wie noch 2013/2014, sondern über Slowenien, Kroatien und Ungarn nordostwärts, und der Alpenraum schaut in die Röhre. So hat man diesen Winter schon ein paar Mal selbst kurzfristig ins Klo gegriffen, weil wieder alles nach Osten verschoben oder gänzlich abgesagt wurde.

Um es zusammenfassen:

Großräumige Wettersysteme sind deutlich besser vorhersagbar als noch vor 30 Jahren. Gewitter- und Höhentieflagen bleiben trotz Supercomputer und hochaufgelöster Wettermodelle die Achillessehne in der Wettervorhersage.  Auch Kollegen anderer Wetterdienste kamen zu dem gleichen Schluss wie ich, dass sich in den vergangenen Jahren die Wetterprognose im Kurzfristbereich verschlechtert hat.

Eine Hypothese der Auswirkung des Klimawandels auf Großwetterlagen ist übrigens, dass die Höhenströmung tendenziell weiter abnimmt, weil sich durch die Erwärmung der Polgebiete die Luftdruckgegensätze zwischen Pol und Äquator abschwächen. Das würde in Zukunft anhaltende Trocken- bzw. Regenphasen bedeuten, aber auch eher langsam ziehende, schwerer prognostizierbare Fronten und Gewittersysteme.

Die vergangenen Jahre legen beredtes Zeugnis dieser Hypothese ab. Handelt es sich hier nur um eine Episode (Wetter ist NICHT Klima!), oder um einen ersten Trend?