Startet der Dezember frostig? Diese Frage konnte man sich stellen, wenn man am heutigen 20.11.2022 den 00z Modelllauf des sogenannten HRES-Modells des ECMWF betrachtete. Diese zeigte eine Hochdruckbrücke von Russland bis nach Skandinavien in dessen folge kalt Luft mit östlicher Strömung nach Deutschland gelangen würde.
So würde nach der HRES-Vorhersage die Temperatur in 850 hPa (ca. 1.500m) um -10°C liegen. Die Temperatur in 850 hPa nutzt man als Indikation der vorherrschenden Luftmasse, da in dieser Höhe der Einfluss des Erdbodens deutlich geringer ist als in 2m Höhe.
Nur eine von vielen – fünfzig unterschiedliche Vorhersagen sind besser als eine gute
Das Wettervorhersagemodell des ECMWF gehört zu den besten der Welt. Dennoch reicht diese eine hochauflösende Vorhersage nicht aus, um die Wetterentwicklung in den kommenden zehn Tagen bestmöglich zu prognostizieren. Für diese sogenannten mittelfristigen Vorhersagen sind vielmehr Ensemblevorhersagen erforderlich.
Dabei wird beim ECMWF das Vorhersagemodell fünfzig Mal mit leicht geänderten Anfangsbedingungen gestartet. Damit bildet man ab, dass auch in der Realität der genaue Zustand der Atmosphäre nicht bekannt ist. Kleine Änderungen am Anfang können dabei im Laufe der Vorhersagezeit zu unterschiedlichen Ergebnissen führen.
Und so zeigen das Diagramm mit den Ergebnissen der 50 Berechnungen für einen Gitterpunkt im Osten Deutschlands, dass die HRES-Vorhersage (gestrichelt) im Vergleich zu den 50 anderen Ensemblevorhersagen zumindest aktuell nur ein Ausreißer für Ende November darstellt.
Ensemblemittel zeigt groberes, aber realistischeres Bild
Einen besseren Eindruck der Wetterentwicklung in 10 Tagen erhält man daher, wenn man die 50 Vorhersagen mittelt. Damit gehen zwar Details in der Vorhersage verloren, aber über diesen Vorhersagezeitraum ist die mögliche Position der Höch- und Tiefdruckgebiete und generellen Strömungsverhältnisse viel wesentlicher.
Das Ensemblemittel für die Luftdruckvorhersage am 30.11.2022 zeigt so auch ein etwas anderes Bild als die oben gezeigte HRES-Vorhersage. Zwar ist auch hier sehr hoher Luftdruck über Russland präsent, aber es ist keine Hochdruckbrücke bis nach Skandinavien zu erkennen. Über dem Nordatlantik ist tiefer Luftdruck auszumachen. Damit liegt Deutschland dann eher in einer südlichen Strömung im Übergangsbereich zwischen milder Luft um Westen und kühlerer Luft im Osten.
Und wie wird es nun Ende November? Das wissen wir natürlich nicht genau. Hätten wir nur den HRES-Lauf zur Verfügung, würden wir von einer frostigen Wetterlage ausgehen. Mit den Ensemblevorhersagen wissen wir, das dies eher eine unwahrscheinliches Szenario ist und mildere Varianten wahrscheinlicher sind.
Bessere Vorhersagen ab 5. Vorhersagetag
Aber ab welchem Vorhersagetag sollte man besser eine Ensemblevorhersage nutzen, selbst wenn der Hauptlauf besser aufgelöst ist? Die folgende Grafik zeigt den mittleren Fehler (MAE) der 2m-Temperaturvorhersage für eine weltweite Stationsauswahl. Kleinere Werte zeigen also eine bessere Vorhersageleistung. Man kann gut erkennen, dass die Ensemblevorhersage in grau dem Hauptlauf in pink bereits am fünften Tag ebenbürtig ist. Mit zunehmender Vorhersagezeit ist der Fehler der Ensemblevorhersage dann deutlich geringer als die des HRES-Laufes.
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