Wettermodelle

WOHER KOMMT DAS WETTER?

Von Zeit zu Zeit geschieht es, dass sich die Kiter untereinander die jeweils für sich selbst beste Windvorhersage gegenseitig um die Ohren hauen und keine andere akzeptieren. Wenn man über Wettermodelle Bescheid weiß und dann genau hinhört, streiten sie sich oftmals über genau die selben Wetterdaten, die beiden Vorhersagen zugrunde liegen. Es ist daher grundsätzlich sinnvoll zu schauen, welches Wettermodell die Vorhersage bildet. Oft sind es die selben. Die Vorhersage-Webseiten setzen diese dann in Klötzchen, Pfeilchen, Farbflächen, etc. um. – Über deren Aussehen könnte man streiten, nicht aber über das oftmals identische Wettermodell. Also empfehlen wir, auch bei Einigkeit untereinander zuerst immer zu gucken, welches Modell die Daten liefert. Und es ist ja auch für die eigene Vorhersage nicht sinnvoll, x unterschiedliche Vorhersagen zu checken, denen allen die gleichen Daten zugrunde liegen.
Hier eine kurze Übersicht einiger Wettermodelle und Beispiele, wo diese Anwendung in Vorhersagen finden (unvollständig):

GFS
Das Global Forecasting System der National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA rechnet ein Globalmodell bis zu 16 Tage im Voraus in Rastern von 1', 0,5' und 0,25', was ca. 13 Kilometern entspricht. Die Daten sind frei verfügbar und werden deshalb von vielen kleineren Wetterdiensten verwendet. Vorhersagen werden vier mal pro Tag berechnet, etwa um 1:00, 7:00, 13:00 und 19:00 Uhr MEZ. Beispiele sind u.a. bei windy.com oder in der Forecast bei windfinder.com, dort aber mit 22-27km-Raster.

GEM
Beim Global Environmental Multiscale Model GEM handelt sich um ein globales Modell, das vom Recherche en Prévision Numérique RPN, Meteorological Research Branch MRB und dem Canadian Meteorological Centre CMC entwickelt wurde. Die Auflösung des GEM Modells beträgt etwa 25 Kilometer. Die Vorhersage wird in 3-Stunden-Schritten für die nächsten 10 Tage berechnet. Verwendung findet GEM u.a. bei ventusky.com

ECMWF
Die offizielle Bezeichnung stammt vom Integrated Forecast System IFS und wird üblicherweise European Centre for Medium-Range Weather Forecasts ECMWF genannt. ECMWF ist das europäische Modell mit weltweiter Modellrechnung und gilt derzeit als eines der besten Vorhersagemodelle in der mittelfristigen Vorhersage für 3-10 Tage. Es wird mit einem 9-Kilometer-Raster mit Vorhersagen für die kommenden zehn Tage gerechnet und alle 12 Stunden aktualisiert. Allerdings sind nur eingeschränkte Datensätze im Netz frei verfügbar, die kompletten Daten müssen teuer bezahlt werden. Daher ist es was besonderes, daß sie kostenlos zugänglich sind beim Forsvarets Center for Operativ Oceanografi fcoo.dk in der Medium-Range-Forecast und seit Sommer 2016 auch bei www.windy.com in einem Umfang, wie er sonst auf kostenlosen Wetterwebsites nicht zu finden ist.

ICON
ICOsahedral Nonhydrostatic – So heisst das globale Wettermodell des Deutschen Wetterdienstes DWD mit Gitterweiten von 13 km allgemein und ca. 6.5 km über Europa und ersetzt das GME-Modell mit einst 20 Kilometern. ICON unterteilt die Erde in Ikosaeder, die in Dreiecke aufgeteilt besonders kleine (100m) Vorhersagen erlauben. Es handelt sich um das detailgenaueste numerische Modell, das für die ganze Welt berechnet wird. Siehe www.dwd.de oder windy.com oder auch www.ventusky.com

UKMO

UKMO ist ebenfalls bekannt unter dem Namen UKMET und bedeutet in beiden Fällen United Kingdom Met Office. Das Modell läuft jeweils 12 Stunden und die Wetterausgaben erfolgen für die kommenden 72 Stunden in 6-Stunden-Intervallen (für 6-48 Stunden), darüberhinaus in 12-Stunden-Intervallen (ab 48 und bis 72 Stunden) mit einer Rasterweite von 1.25º resp. 125 Kilometern. Das UKMO-Modell rechnet zweimal am Tag ( 0:00 Uhr und 12:00 Uhr) und dessen Chartaktualisierung tritt um ca. 3:50 Uhr und 15:50 Uhr ein. Mehr unter www.metoffice.gov.uk

COSMO-DE und COSMO-D2
DWD sagt, das COSMO-DE Vorhersagemodell wurde am 15. Mai 2018 durch sein Nachfolgemodell COSMO-D2 ersetzt. COSMO-D2 zeichnet sich durch eine verbesserte Vorhersagegenauigkeit und ein erweitertes Modell-Gebiet als sein Vorgänger COSMO-D2 aus.
Das COSMO-D2-Vorhersagemodell ist das hochaufgelöste Vorhersagemodell in der Modellkette des Deutschen Wetterdienstes, der damit führend in der Entwicklung konvektiver Modelle ist. Der Gitterpunktabstand beträgt jetzt nur noch 2,2 km gegenüber 2.8 km bei COSMO-DE, was insbesondere der besseren Vorhersage konvektiver Ereignisse und damit auch der verbesserten Auflösung regionaler Windsysteme zu Gute kommt.
Alle 3 Stunden beginnend ab 00 UTC wird ein neuer Modelllauf gestartet, er steht nach etwa 2 Stunden Rechenzeit zur Verfügung und beinhaltet eine 27-stündige Vorhersageleistung mit einer einstündigen Auflösung der vorhergesagten Parameter.
 

WRF
Das Weather Research and Forecasting-Modell WRF ist ein mittelgroßes numerisches Wettervorhersagesystem der nächsten Generation, das für die Bedürfnisse der Wettervorhersage sowie für die Atmosphärenerforschung in partnerschaftlicher Zusammenarbeit des National Center for Atmospheric Research NCAR, der National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA, dem National Centers for Environmental Prediction NCEP und dem Forecast Systems Laboratory FSL sowie der Air Force Weather Agency AFWA, dem Naval Research Laboratory, der Oklahoma University und der Federal Aviation Administration FAA entwickelt wurde. Die Auflösung des Gitters beträgt ca. 10 Kilometer und die Vorhersage läuft von 0-72 Stunden. Aktualisierung etwa 2-3 Stunden nach Ende des jeweiligen GFS-Laufes. WRF wird u. a. verwendet bei windguru.cz sowie bei windfinder.com in der Superforecast. Siehe auch www.wrf-model.org
 

NMM und NEMS
Nonhydrostatic Meso-Scale Modelling Technologie NMM wurde in Nord-Amerika von der National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA entwickelt und wird zur Wetter- und Wirbelsturmvorhersage benutzt. Neuere Entwicklungen umfassen das NEMS-Rahmenwerk (NOAA Environmental Modeling System), welches vom schweizer Wetteranbieter meteoblue.ch weiterentwickelt wurde.
Für große Gebiete, hier Domäne genannt, die Teile oder ganze Kontinente abdecken, wird eine eigene Wetterberechnung durchgeführt. Die Domänen werden in globale Modelle eingebettet, die deren Randwetterbedingungen (z.B. Luftströmungen, die sich aus der Domäne heraus oder in sie hinein bewegen) für die Vorhersagetage liefern.
Jede Domäne wird in rechteckige und in gleichmäßigen Abständen angeordnete Gitterzellen unterteilt. Der durchschnittliche Abstand zwischen den Gitterzellen ist die sog. räumliche Auflösung von 25 Kilometern bis zu einem Kilometer. Domänen haben 55 vertikale Schichten, die von der Erdoberfläche bis ungefähr 14 Kilometern Höhe reichen. Siehe unser Wetter-Widget von meteoblue.ch oder wähle die Option NEMS bei windy.com

HIRLAM
Die Abkürzung steht für High Resolution Limited Area Model und ist die Zusammenarbeit verschiedener europäischer meteorologischer Institute für ein Kurzzeit-Wettervorhersagesystem. Beteiligt ist u.a. das Danish Meteorological Institute www.dmi.dk oder auch zu finden bei fcoo.dk in der Short-Range-Forecast. Siehe auch www.hirlam.org
 

HARMONIE
Das HARMONIE-AROME-System ist eine erweiterte Version des AROME-Modells und löst zunehmend das in in Skandinavien, Niederlanden, Spanien und Irland beliebte HIRLAM-Modell ab.

KNMI
Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut KNMI ist der nationale niederländische Wetterdienst mit der Aufgaben Wettervorhersage, Wetterbeobachtung, Klima- und Luftqualitätsbeobachtung und seismischer Beobachtung.
KNMI arbeitet ständig an einer Optimierung des Beobachtungs- und Messnetzwerks und an der Verbesserung der Klimamodellrechnung und der eigenen Supercomputer.

DMO und MOS
Die Prognosen vieler Wettervorhersageanbieter beruhen vielfach auf der Interpolationen zwischen Gitterpunkten. Das heisst auf englisch Direct Model Output – DMO. Hinzu kommen Angaben über topografische Begebenheiten. Hier ist darauf zu achten, dass ein Wettervorhersageraster noch so eng sein kann, aber wenn die topografischen Angaben ungenau oder zu weit gesteckt sind, hilft das niemandem. Das gleiche gilt auch umgekehrt.
Und dennoch stimmen die Vorhersagen oft nicht mit unseren Beobachtungen überein. Dann wenden wir eigenes Wissen und Erfahrungen aus den eigenen, vergangenen Prognose-zu-Realwetter-Beobachtungen an.

Das Prinzip gibt es auch bei den Vorhersageanbietern und wird neudeutsch Model Output Statistics genannt – MOS. Bei MOS-Daten werden konstante Vorhersagefehler der Vergangenheit und besondere lokale Eigenheiten in den Prognosen berücksichtigt. Die großen Wetterdienste verwenden für Lokalprognosen oft MOS-korrigierte Daten, die für uns aber nur selten frei verfügbar sind.

Hier setzt Lukas Lehner mit www.profiwetter.ch an. Dort werden statistische Werte mit den DWD-Vorhersagen kombiniert. Der DWD verrechnet verschiedene Wettermodelle zu einer MOS-Mischung, in deren Ergebnisse dann die lokalen Wetterstationshistorien integriert sind. Profiwetter.ch bietet nun solche MOS-Meteogramme aus DWD-Vorhersage in Kombination mit beobachtungsstatistischen Korrekturen an.

Diese Liste ist nicht vollständig und die Parameter der Wettermodelle ändern sich von Zeit zu Zeit. Bitte inhaltliche Fehler korrigieren. Es sind Ergänzungen erwünscht.

Eine umfangreiche Übersicht von Wettermodellen findest du bei Windgurus Wettermodellübersicht.

FÖRDEKITER WISSEN

MULTI-MODEL-ENSEMBLES

Multi-Model-Ensembles bestehen aus Vorhersagen, die von verschiedenen hochauflösenden Wettermodellen berechnet wurden und sind als Kurven übereinandergelagert. Dazu werden die Mitglieder einer klassischen Ensemble-Vorhersage abgebildet, bei der ein einzelnes Wettermodell mehrmals mit leicht unterschiedlichen Eingangsdaten gerechnet wird, um Unsicherheiten in den Beobachtungen abzubilden, die für die Ausführung eines Vorhersagemodells nötig sind. Hier als Beispiel das Multi_Model-Ensemble von Schausende: