Verschiedene Messgeräte beantworten verschiedene Fragen
Eine Bodenstation misst die Bedingungen an einem bestimmten Ort und unter bestimmten Aufstellbedingungen. Eine Radiosonde, die an einem Wetterballon getragen wird, erfasst Temperatur, Feuchte, Luftdruck und Wind, während sie aufsteigt und abdriftet. Flugzeuge liefern zusätzliche Messwerte entlang ihrer Flugwege. Jede Beobachtung hat einen Ort, einen Zeitpunkt, eine Unsicherheit und eine begrenzte Repräsentativität: Ein geschützt aufgestellter Sensor kann nicht automatisch ein ganzes Tal oder eine ganze Stadt beschreiben.
Wettersatelliten bieten eine großflächige Abdeckung, auch über Ozeanen und abgelegenen Regionen mit wenigen Bodenmessgeräten. Sichtbare Bilder erfassen vor allem reflektiertes Sonnenlicht, während Infrarotmessungen Informationen über die Abstrahltemperaturen und atmosphärische Schichten liefern können. Eine hell erscheinende Wolkenoberseite ist keine direkte Messung des Niederschlags am Boden. Retrievalverfahren übersetzen Strahldichten in nützliche geophysikalische Schätzwerte, mit Annahmen und Grenzen.
Wetterradar sendet Energie aus und analysiert die zurückkommenden Signale. Die Reflektivität hilft, Ziele wie Niederschlag zu charakterisieren; Doppler-Informationen schätzen die Bewegung entlang des Radarstrahls. Dual-Polarisationsgrößen liefern zusätzliche Hinweise auf Form und Beschaffenheit der Partikel. Strahlhöhe, Geländeabschattung, Dämpfung und Nicht-Wetter-Echos können die Deutung erschweren. Eine farbenfrohe Radaranzeige ist eine verarbeitete Messung, keine vollständige Karte jedes einzelnen Regentropfens.
Einen konsistenten Ausgangspunkt schaffen
Die numerische Vorhersage benötigt eine dreidimensionale Schätzung der Atmosphäre zu einem Anfangszeitpunkt. Die Datenassimilation verbindet aktuelle Beobachtungen mit Informationen aus einer früheren Prognose und berücksichtigt dabei geschätzte Fehler. Qualitätskontrollen helfen, verdächtige Messwerte zu erkennen. Ziel ist nicht, jede Beobachtung exakt zu übernehmen, sondern aus unvollständigen, zum Teil widersprüchlichen Belegen eine physikalisch brauchbare Analyse aufzubauen.
Auch unbeobachtete Regionen sind wichtig. Ein kleiner Fehler bei der Lage einer Feuchtegrenze kann beeinflussen, wo Gewitter entstehen. Mehr Beobachtungen helfen oft, doch ihr Nutzen hängt von Qualität, Platzierung und davon ab, wie sie in die Analyse einfließen. Eine dichte Messreihe einer Größe kann fehlende Informationen über eine andere nicht vollständig ersetzen.
Modelle bilden eine vereinfachte Atmosphäre ab
Die numerische Wettervorhersage nähert die Gleichungen für Bewegung, Masse und Energie auf einem Rechengitter an. Prozesse, die kleiner sind als der Gitterabstand, müssen zusätzlich behandelt werden. Wolkenmikrophysik, Turbulenz und Wechselwirkungen mit der Landoberfläche bringen weitere Entscheidungen und Unsicherheiten mit sich. Ein feineres Gitter kann mehr Details darstellen, doch eine schärfer wirkende Ausgabe ist nicht automatisch eine genauere Prognose.
Systeme wie das Global Forecast System der NOAA, das High-Resolution Rapid Refresh und das Integrated Forecasting System des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage dienen unterschiedlichen Skalen und Zwecken. Ihre Karten sollten unter Beachtung von Gültigkeitszeit, Modelllauf, Auflösung und Variablendefinitionen verglichen werden. Ein einzelnes dramatisches Bild, das aus diesem Zusammenhang gerissen wird, kann irreführend sein.
Warum ein Ensemble mehr ist als viele Karten
Ein Ensemble untersucht mehrere plausible Entwicklungen, indem es Anfangsbedingungen, Modellformulierungen oder beides variiert. Die Verteilung kann konkurrierende Szenarien sichtbar machen, die eine einzelne Prognose verbirgt. Wenn sich die Mitglieder über die Zugbahn eines Sturms uneinig sind, ist die Streuung eine Information über die Unsicherheit und nicht bloß ein Wettbewerb, bei dem man das angenehmste Ergebnis auswählt.
Ensemblemitglieder sind keine vollständig unabhängigen Stichproben, und die Atmosphäre kann sich außerhalb des Bereichs entwickeln, den sie abbilden. Wahrscheinlichkeiten müssen unter Umständen anhand der früheren Trefferquote kalibriert werden. Eine verlässliche Prognose, die einem klar definierten Ereignis 30 % Wahrscheinlichkeit zuweist, sollte bei vielen vergleichbaren Prognosen tatsächlich in etwa 30 % der Fälle eintreten. Diese Aussage betrifft die wiederholte Leistung, nicht ein teilweises Ereignis an einem bestimmten Tag.
Die Definition des Ereignisses deuten
Eine Wahrscheinlichkeit ist ohne Kenntnis von Ereignis, Gebiet und Zeitraum unvollständig. Eine Punktwahrscheinlichkeit für Niederschlag ist nicht automatisch der Anteil des Tages, an dem es nass sein wird, oder der Anteil einer Region, die Regen erhält. Wahrscheinlichkeiten für Unwetterwarnungen folgen eigenen Definitionen. Lesen Sie die Produkterläuterung, statt eine Deutung von einer anderen Karte zu übernehmen.
Bei sehr kurzen Vorhersagezeiträumen kombiniert das Nowcasting aktuelle Beobachtungen, Extrapolation und schnell aktualisierte Vorhersagen. Menschliche Prognostiker beurteilen Trends, Modellfehler und lokale Effekte. Eine geänderte Prognose kann ein Beleg dafür sein, dass neue Beobachtungen die Möglichkeiten eingegrenzt haben. Ihr Nutzen sollte daran gemessen werden, was zum damaligen Zeitpunkt bekannt sein konnte, nicht allein am Wissen im Nachhinein.
Unsicherheit in eine sinnvolle Lesegewohnheit verwandeln
Prüfen Sie Ausgabezeitpunkt und Gültigkeitszeitraum, nutzen Sie die amtliche Quelle für Ihren Standort und achten Sie auf Änderungen bei Zeitpunkt, Abdeckung und Zuverlässigkeit. Starkregen, Winterstürme und tropische Wirbelstürme bergen jeweils mehrere Gefahren; eine einzelne Kennzahl erfasst selten das gesamte Risiko. Für Entscheidungen folgen Sie den amtlichen Warnungen und den örtlichen Anweisungen der Notfalldienste. Diese Seite erklärt das System hinter diesen Produkten, ersetzt sie jedoch nicht.