Niederschlagsvorhersage mit dem Wetterradar

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Niederschlagsvorhersage mit dem Wetterradar 2017-10-09T14:53:31+00:00

Niederschlagsvorhersage mit dem Wetterradar

Kurzfristvorhersagen/ Nowcasts

Mithilfe von aktuellen Radardaten und Regenschreibermessungen können mit der Software SCOUT kurzfristige Niederschlagsvorhersagen (Nowcasts) über einen Vorhersagezeitraum von 1-3 Stunden erstellt werden. Anders als numerische Wettervorhersagen (NWP) basieren die Nowcasts auf Bilderkennung und Extrapolation von Radarmessungen. Damit erfüllen sie eine ähnliche Funktion wie ein menschlicher Betrachter, der die Bewegung von Niederschlagszellen in einem Film aus aufeinanderfolgenden Radarbildern vor seinem geistigen Auge fortsetzt. Der Rechenaufwand fällt dabei wesentlich geringer aus als bei numerischen Wettervorhersagen und die Vorhersagen können nahezu in Echtzeit erstellt werden.

Ensemblevorhersagen:

Die Entstehung von Niederschlag ist das Ergebnis aus einem komplexen Zusammenspiel von Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Wind, der Verfügbarkeit von Kondensationskeimen und weiteren atmosphärischen Parametern. Diese Daten können nicht in der gesamten Atmosphäre und zu jedem Zeitpunkt messtechnisch erfasst werden. Daher ist die Simulation und Vorhersage von Niederschlägen prinzipiell mit Unsicherheit verbunden. Gerade konvektive Niederschlagszellen haben häufig nur eine Ausdehnung von wenigen Kilometern, eine Lebensdauer unter einer halben Stunde und ändern schnell ihre Form und Größe, so dass ihre Entwicklung schwer vorherzusagen ist. Ensemblevorhersagen tragen dazu bei, die Unsicherheiten in der Niederschlagsvorhersage für den Anwender sichtbar und quantifizierbar zu machen.

Ein Vorhersageensemble besteht aus einer Anzahl von Vorhersageläufen, die verschiedene mögliche Entwicklungen darstellen. Unsicherheiten in den Eingangsdaten gehen in die Berechnung ein und führen dazu, dass jeder Vorhersagelauf unterschiedlich ausfällt. In SCOUT können Ensemble-Nowcasts berechnet werden, wobei die Unsicherheiten bei der Zellerkennung und der Entwicklung von Niederschlagszellen berücksichtigt werden. Je nach Wetterlage können die Ergebnisse nah beeinander liegen oder deutlich voneinander abweichen. Aus den Ergebnissen können z.B. Wahrscheinlichkeiten für das Überschreiten eines Grenzwertes abgeleitet werden.

Schema zur Illustration der Unsicherheit bei der Entwicklung von Niederschlagszellen.
Beispiel für Ensemblevorhersagen in SCOUT. Dargestellt sind Vorhersagesummen vom 28.08.2016 14:00 Uhr über 2 h von 10 Ensembleläufen (ENS 1 – ENS 10) im Vergleich zur Radarmessung von 14:00 – 16:00 UTC (unten links) für das Einzugsgebiet der Kollau in Hamburg.