Langfristige Wettervorhersagen: Verbesserungen sind bereits spürbar!

Die langfristige Wettervorhersage erfährt einen Sprung in der Zuverlässigkeit, der allmählich wahrgenommen wird, auch wenn sie sich noch in der Entwicklungsphase befindet. Sowohl sub-saisonale als auch saisonale Vorhersagen sind sehr nützlich für die Planung einer Vielzahl von Aufgaben, die vom atmosphärischen Verhalten beeinflusst werden.

Wettermuster
Die Vorhersage langfristiger Wettermuster ist eine der großen Herausforderungen der Meteorologie. Quelle: https://www.severe-weather.eu

Die große Rechenleistung von Supercomputern ermöglicht es uns, mehr und bessere Langzeitprognosen zu erstellen. Sie sind zwar noch stark verbesserungsfähig, aber im Vergleich zu den Trendkarten, die wir noch vor wenigen Jahren hatten, ist ein qualitativer Sprung gemacht worden. Das Europäische Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage investiert in großem Umfang - sowohl technisch als auch personell - in die Verbesserung der Wettervorhersagen, die über die 10 bis 15 Tage hinausgehen, die von den herkömmlichen Wettermodellen für die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre geliefert werden, deren Zuverlässigkeitsgrad in der Tat ein sehr hohes Niveau erreicht hat.

Wie werden langfristige Prognosen erstellt?

Eine sehr grobe Kritik an den Klimaprojektionen lautet: Wie können wir uns auf sie verlassen - zum Beispiel auf die Temperatur im Jahr 2100 -, wenn Vorhersagen mit mehr als ein paar Tagen Vorlaufzeit fehlschlagen? Die Gültigkeit der monatlichen oder saisonalen Vorhersagen beruht auf der Tatsache, dass das Verhalten des Klimas nicht zufällig, sondern chaotisch ist, was nicht dasselbe ist. Letzteres bedeutet, dass die atmosphärische Entwicklung bis zu einem gewissen Grad vorhersehbar ist. Auf der Grundlage des Wissens (über Daten) über alle Faktoren, die zu einem bestimmten Zeitpunkt auf das Erdklima einwirken, werden Modelle entwickelt, die in der Lage sind, langfristige Anomalien bei den interessierenden Variablen wie Temperatur oder Niederschlag vorherzusagen.

Als vor einigen Jahren damit begonnen wurde, vierteljährliche Trendkarten zu erstellen, wurde hauptsächlich die Phase des ENSO-Phänomens (neutral, El Niño oder La Niña) auf der Grundlage von Wasseroberflächentemperaturdaten aus dem tropischen Pazifik herangezogen, da dieses Phänomen einen Einfluss über weite Entfernungen (Telekonnektion) und auf globaler Ebene ausübt, obwohl es terrestrische Regionen gibt, in denen das Signal nicht sehr stark ist und eine hohe meteorologische Variabilität dominiert. Heute sind die verwendeten Modelle in der Lage, eine Vielzahl anderer Daten und Prozesse aus der Atmosphäre, den Ozeanen oder dem Eis zu integrieren, was zu einem höheren Maß an Vertrauen in langfristige Vorhersageprodukte führt.

Faktoren und Prozesse in der Atmosphäre
Schematische Darstellung einiger Wetterprozesse und -systeme, die bei der sub-saisonalen und saisonalen Modellierung durch die S2S Prediction Working Group der NOAA berücksichtigt werden. Quelle: © NOAA

Außerdem wird eine Vielzahl von statistischen Parametern verwendet, ein Vergleich mit meteorologischen Situationen in der Vergangenheit auf der Grundlage von Reanalysen durchgeführt und probabilistische Techniken angewandt, die Vorhersagesätze aus leicht gestörten Initialisierungszuständen des Modells erzeugen. Damit nicht genug, werden die Modelle durch Simulationen vergangener Situationen getestet, was ihre Anpassungsfähigkeit untermauert. Heutzutage ermöglichen Supercomputer den Einsatz all dieser Operationen von großer physikalisch-mathematischer Komplexität, um am Ende eine Reihe von langfristigen Vorhersageprodukten zu erhalten, die in vielen Fällen (nicht immer) einen Mehrwert gegenüber dem bieten, was man von der Klimatologie erwartet.

Die Nützlichkeit saisonaler Prognosen

Die Planung aller Arten von Aktivitäten, wie Landwirtschaft, Wasserwirtschaft, Industrie, Tourismus usw., verfügt mit den saisonalen Vorhersagen über ein leistungsfähiges Arbeitsinstrument, das sich zwar noch in der Entwicklungsphase befindet, aber in einem Gebiet wie Europa, wo die Variabilität des atmosphärischen Verhaltens hoch ist, bereits vielversprechende Ergebnisse zeigt. In Dürreperioden wie der, die sich Anfang 2022 in weiten Teilen Spaniens verschärft hat, ist es von besonderem Interesse, wöchentliche, monatliche und saisonale Vorhersagen zu konsultieren, um eine dauerhafte Änderung des vorherrschenden Wettermusters vorhersehen zu können oder nicht.

ECMWF saisonale Vorhersage
Probabilistische Vorhersagekarte der Niederschlagsanomalien für den Zeitraum 1993-2016 für das April-Mai-Juni-Quartal 2022, erstellt mit dem Modell des Europäischen Zentrums. Quelle: © ECMWF

Als Mitte Januar die Dürre in die Schlagzeilen geriet und wir begannen, darüber zu sprechen, zeigten die langfristigen Prognosen mit einem starken Signal, dass die negativen Niederschlagsanomalien für den Rest des Januars, im Februar und auch im März anhalten würden, was nicht gerade zu Optimismus einlud. Bis zur dritten Februarwoche (ein Monat, der in den meisten Teilen Spaniens extrem trocken war) blieben die langfristigen Vorhersagen stabil, aber am Ende dieses Monats begannen sie sich zu verändern. Feuchte Anomalien begannen auf den Karten zu erscheinen, parallel zu einer Unterbrechung der antizyklonalen Blockade, die uns seit Anfang des Jahres begleitet hatte.

Mit einer dynamischeren Atmosphäre, die mit dem Beginn des meteorologischen Frühlings zusammenfällt, ist die langfristige Vorhersagbarkeit geringer als noch vor einigen Wochen, als hoher Druck herrschte.

Gegenwärtig ist die langfristige Vorhersagbarkeit bei der Art des Wetters, das die meteorologische Szene beherrscht, viel geringer als zu Zeiten, als das Hochdruckgebiet fast unverändert war, obwohl das Europäische Zentrum weiterhin negative Niederschlagsanomalien für die Monate April, Mai und Juni anzeigt, die, sollten sie sich bestätigen, die Dürre trotz der Regen- und Schneefälle, die jetzt im März auftreten, noch einmal verschärfen würden. Dies ist eine gute Gelegenheit, die Zuverlässigkeit der langfristigen Prognosen zu testen, die immer besser werden.