17
Dec
2010

Das Anfangswertproblem

Der für Donnerstag vorhergesagte kräftige Schneefall hatte vor allem für den Norden und die Mitte der Republik eine "Verspätung " von etwa 4 bis 6 Stunden. Daher trat die etwas kuriose Situation ein, dass beim Wetterdienst viele Anfragen kamen, wo denn der Schneefall bleibe. Auch so manche Schule wird sich anfangs gefragt haben, wieso sie den Unterricht vorsichtshalber abgesagt hat. Es stellt sich nun die (durchaus berechtigte) Frage, warum der zeitliche Ablauf doch etwas später war, als ursprünglich vorhergesagt.

Wie bekannt sein dürfte, beruht die Wettervorhersage heutzutage größtenteils auf den Berechnungen von Wettermodellen auf Großcomputern. Ein höchst interessanter Aspekt dieser Modellrechnungen sind die Anfangswerte der Wetterparameter, die für den Beginn der Modellrechnungen benötigt werden. In der World Meteorological Organization (WMO) sind über 10 000 Wetterstationen zusammengefasst, die mindestens alle 6 Stunden Beobachtungswerte wie Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und noch viele andere Werte liefern. Diese Beobachtungen bilden die Basis für die Computerberechnungen.

Wie verwendet nun so ein "Wettermodell" diese Werte? Schauen wir uns dazu mal als Beispiel das Globale Modell (GME) des Deutschen Wetterdienstes an. Das GME überzieht die ganze Erde mit einem Gitternetz mit einem Abstand der Gitterpunkte von rund 30 km. Das ergibt für die ganze Welt 655 362 Gitterpunkte. Gleichzeitig werden an jedem Gitterpunkt noch mal 60 Gitterpunkte in die Atmosphäre nach oben berechnet. Das ergibt 655 362 mal 60 gleich 39 323 520 Gitterpunkte, d.h. die Werte von über 39 Millionen Gitterpunkte muss das GME bei der Modellrechnung bearbeiten. Als Anfangswerte haben wir aber nur die etwa 10 000 Stationen zur Verfügung. Wie kommt nun das Modell auf Werte für die rund 39 Millionen Gitterpunkte? Dies wird durch eine geschickte Interpolation (sozusagen eine Zwischenschätzung zwischen den Werten) erreicht. Für diese Interpolation wird seitens des Modells ein sehr großer Aufwand betrieben.

Und damit kommen wir zum eigentlichen Kernproblem. Die Modellrechnung ist größtenteils abhängig von der Qualität der Anfangsdaten. Schon kleinste Abweichungen bei den Anfangsdaten ergeben am Ende der Modellrechnungen größere Abweichungen bei der Vorhersage des Wetterablaufes. Dennoch ist es sehr erstaunlich, welche Leistungen so ein Wettermodell mit dieser mageren Ausgangsbasis zu erbringen vermag. Und sind wir mal ehrlich, nachdem wir wissen, mit welcher Datenbasis so ein Wettermodell klar kommen muss, dann sind die 4 bis 6 Stunden Verspätung nicht das große Problem. Zumal die Brisanz der Wetterlage von gestern von allen Wettermodellen im Wesentlichen richtig erkannt wurde.

Jörg Meinhold
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale

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