State of the Art Wettervorhersage: Stand der Technik

«Mit der heutigen Technik darf es doch keine falschen Prognosen geben», dies hören wir Meteorologen ab und zu. Doch für die Berechnungen auf dem Computer müssen Abstriche in Kauf genommen werden. Zwei Beispiele.

Das wichtigste in Kürze

  • Die moderne Wettervorhersage stützt sich auf Berechnungen von Computern, erstellt von den sogenannten «Wettermodellen».
  • Die Simulation am Computer erfordert Kompromisse. Das Wetter wird nur alle paar Kilometer und alle paar Minuten berechnet. Alles dazwischen bleibt für das Wettermodell «unsichtbar».

Kompromiss 1: Zeit

Video «Beispiel: Eine Wolke kann nicht in allen Details aufgelöst werden» abspielen

Beispiel: Eine Wolke kann nicht in allen Details aufgelöst werden

0:26 min, vom 8.8.2017

Wie faszinierend komplex eine Wolke sein kann, ist eindrücklich im Zeitraffer zu Beginn des Videos zu sehen (Video von SRF Augenzeuge P. Schmidli). Das Wettermodell berechnet das Wetter nur für einzelne Zeitpunkte und überspringt dazwischen ganze 7.5 Minuten. Entsprechend gehen viele Feinheiten, wie beispielsweise die kleinen Wolkenwirbel, verloren.

Kompromiss 2: Raum

BildlegendeDas Wettermodell erstellt nur für einzelne Punkte eine Wetterprognose. In der Schweiz liegen die Punkte rund 10 km auseinander. BildlegendeSRF Meteo

Auch wenn die Prognose für die Gewitterzellen (links) perfekt wäre, könnte das Wettermodell diese Zellen nur sehr grob wiedergeben (rechts).

Eines der Probleme: Computerleistung

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ECMWF

Die Beschreibung bezieht sich auf die aktuelle Version des Wettermodells vom European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. Die Schweiz ist Mitglied dieser Organistaion.

Je kleiner die Kompromisse sind, desto besser wird grundsätzlich die berechnete Prognose. Allerdings liegen die Grenzen in der vorhandenen Computerleistung. Sowohl eine höhere räumliche, wie auch zeitliche Auflösung verlängert die Berechnung. Und dies ist der Knackpunkt: Die Simulation darf nicht zu lange dauern. Schliesslich müssen die Resultate für uns Meteorologen innert nützlicher Frist, also in etwa sechs Stunden, zur Verfügung stehen.

Es geht besser: Regional statt Global

Output von SWISS1k. Bild in Lightbox öffnen.

Bildlegende: SWISS1k Das Wettermodell von SRF Meteo simuliert durch die räumliche Auflösung von 1 Kilometer Gewitterzellen. SRF Meteo

Mit einem Trick wird die Auflösung erhöht. Beschränkt sich ein Wettermodell nur auf eine Region, dann lässt sich alles detaillierter berechnen. SRF Meteo betreibt beispielsweise eine Simulation für die Schweiz mit einem Abstand zwischen den Gitterpunkten von 1 km. Solche Wettermodelle müssen dazu in ein globales Wettermodell eingebettet werden. Und hier liegt die Krux: Vorhersagefehler entstehen auf der globalen Skala bereits in den ersten Tagen und diese finden dann wohl oder übel den Weg in die regionalen Wettermodelle. Entsprechend bieten die hochaufgelösten Simulationen nur in den ersten Tagen effektiv einen Mehrwert. Das heisst: Wenn Sie am Dienstag Ihre Pläne fürs Wochenende gemäss den Wettervorhersagen erstellen, dann basieren die Prognosen auf den weiter oben beschriebenen Kompromissen.