Vor einigen Tagen tauchten plötzlich in den sozialen Medien und anschließend in diversen Online-Medien 45 oder sogar 46 Grad für Montag (18.07.2022) auf. Dabei handelte es sich um eine Berechnung des amerikanischen GFS Wettermodells. Wir wollen zu den Wettermodellen hier ein wenig erläutern und zeigen, wie Sie solche Werte schnell bezüglich der Eintreffwahrscheinlichkeit prüfen können.

Ohne Computer und Wettermodelle gibt es heutzutage keine Wettervorhersagen mehr, man nennt diesen Bereich auch „Numerische Wettervorhersage“. Die Technik hat bei der Prognose in den vergangenen Jahrzehnten einen großen Fortschritt gebracht, doch was sind diese Wettermodelle eigentlich, wie funktionieren sie?

Unter Numerischen Wettervorhersagen versteht man computergestützte Wetterprognosen. Mit Millionen Messwerten von Tausenden Wetterstationen wird der aktuelle Zustand der Atmosphäre ermittelt und mit Hilfe von physikalischen Gleichungen deren Veränderung und damit der Zustand in der Zukunft berechnet. In den 1950er und 1960er Jahren reichten diese Berechnungen mit den ersten Computern nur wenige Stunden bis Tage in die Zukunft, inzwischen rechnen einzelne Wettermodelle bis zu 14 Tage und sogar noch weiter. Zudem sind diese Modelle mittlerweile fast alle frei verfügbar und extreme Lösungen verbreiten sich schnell.

So passierte es auch am vergangenen Wochenende, als das US Wettermodell GFS in einer Lösung 45 Grad für Köln berechnete. Nun muss man wissen, dass das GFS 4 Mal am Tag berechnet wird. Es gibt also alle 6 Stunden eine neue Berechnung. Da die 45 Grad in Köln am 8.(!) Vorhersagetag auftauchten, sind „Vorhersagen“ schonmal generell mit großer Vorsicht zu genießen. Wir können da maximal grobe Trends sehen, wenn überhaupt. Hinzu kommt, dass das GFS in der Berechnung die Bodenfeuchte nahe 0 rechnete, was zu extrem (zu) hohen Temperaturen führte. Unser Modellentwickler hat dazu was geschrieben. Janek Zimmer entwickelt bei uns unter anderem die hauseigenen Wettervorhersagemodelle und hat auch bezügliche Bodenfeuchte und Temperatur so seine Erfahrungen.

Modelle vergleichen – es gibt nicht nur GFS!

Das GFS Modell des amerikanischen Wetterdienstes ist komplett kostenlos und kann auch kostenlos kommerziell genutzt werden. Deswegen wird es für die meisten Wetter Apps genutzt und die 45 Grad sahen auch viele Nutzer in den 0815 Wetter Apps. Weil diese natürlich für eine extrem unsichere Vorhersage für Tag 8, 9 oder 10 einfach die Temperatur des GFS Hauptlaufs zeigen. Ja, Hauptlauf. Da kommen wir später noch zu. Einige Modelle berechnen nämlich zahlreiche Lösungen und nicht nur eine. Siehe unten Thema „Ensembles“.

Unten sehen wir aber erstmal sechs verschiedene Wettervorhersage-Modelle mit der Tageshöchsttemperatur für Dienstag, den 19.07.2022. Wir können also schön vergleichen was sechs verschiedene Hauptläufe so berechnen. Kurz: Wir sehen es wird nach allen Wettermodelle heiß bis sehr, teils tierisch heiß. Die genaue Höchsttemperatur schwankt aber, es gibt im Detail Unterschiede. Das ist auch völlig normal, wir haben heute Donnerstag. Zu sehen sind von oben links nach unten rechts: GFS (USA), ECMWF (Europa), ICON (Deutschland/DWD), UKMO (Britischer Wetterdienst), Swiss MRF (Schweiz/unser Modell), GDAPS/UM (Südkorea).

Sie wollen laufend die neuen Karten vergleichen? Ganz einfach:

• Max. Temperatur 2m, 6 Std. wählen
• Wichtig: Für den Tageshöchstwert immer 20 Uhr über das Menü!
• Oben gibt es so blaue Buttons zum Umschalten
• Jeder blauer Button steht für ein anderes Wettermodell

• Hier finden Sie alle Karten

Zunächst bleiben wir aber bei den sogenannten Hauptläufen. Diese haben die beste Auflösung und werden je nach Modell meist 4 oder 2 Mal am Tag berechnet. Sehen Sie nun eine 45 Grad in der Wetter App, sollten Sie wissen, dass das ein Modell ist und nur ein Modelllauf, eine Berechnung! In 6 bis 12 Stunden wird sich das gerade für Tag 7, Tag 8 oder noch weiter mit hoher Wahrscheinlichkeit wieder ändern!

Multi-Modell Trend (XL Vorhersage)

Was wir oben in den Karten gesehen haben, lässt sich auch direkt für jeden Ort vergleichen. Man nennt das Multi-Modell Vorhersage. Sie können damit zum Beispiel prüfen, ob das US Wettermodell mit seinen 45 Grad völlig aus dem Ruder läuft und andere Wettermodelle nicht so extrem heiß sind. Der Hitze-Check sozusagen. Einfach gesagt: Man sieht die Spanne der möglichen Temperatur. Linien nah beieinander = sicher. Linien weit auseinander = unsicher. Liegen alle Modelle über 30 Grad, wird es wohl ziemlich sicher heiß. Weltweit führend sind vor allem das ECMWF und das GFS. Aber auch andere sollten Sie einbeziehen. Nach meiner Erfahrung ist das kanadische Modell GEM (rote Linie) so naja. Es tendiert oft zu Extremen bei der Temperatur.

• Multi-Modell für jeden Ort (Vorhersage XL)

Beispiele für das aktuelle Multi-Modell für Karlsruhe, Köln, Berlin und Hamburg

Ensemble Vorhersage – was ist das denn?

Vorhersagen stützen sich heute nicht nur auf eine berechnete Lösung, sondern auf ein ganzes „Ensemble“ von Vorhersagen. Neben dem Hauptlauf des Modells gibt es verschiedene Varianten, die sogenannten Ensemblemitglieder. Vom GFS gibt es z. B. 20 varianten, vom ECMWF (europäisches Wettermodell) sogar 50 Varianten. Diese werden einerseits durch Änderung der einfließenden Antriebsdaten an den Modellrändern erzeugt. Andererseits wird jede Variante noch bezüglich einzelner Einstellungen der Modellphysik und/oder Anfangsbedingungen modifiziert, so dass Unterschiede zwischen den Läufen entstehen. Auf diese Weise erhält man eine Spannweite an möglichen Lösungen, die vor allem bei aktivem Wetter (z.B. Sturmlagen, Gewitter), aber eben auch wie in unserem Fall der Hitze eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit des Eintreffens bestimmter Ereignisse erlauben.

Klingt kompliziert, ist aber einfach anzuschauen.

Ich empfehle das Ensemble des europäischen Modells ECMWF. Hier sind bis zu 14 Tage in die Zukunft (neben dem Hauptlauf, der bis Tag 10 rechnet) 50 Varianten bis Tag 14 zu finden. Gerade in der mittelfristigen Wettervorhersage gibt es etwa ab Tag 4 bis 5 fast IMMER Unsicherheiten. Ja, das ist bei Wetter Apps, die EINE Temperatur für Tag 10 oder 14 zeigen vielen Menschen natürlich nicht mehr klar. Dafür gibt es Ensembles, um nach Wahrscheinlichkeiten und Unsicherheiten zu schauen. Auch hier in unserem Beispiel: Sind die Linien dicht beieinander = sicher. Je weiter die Linien auseinander = immer unsicherer. Im Grunde also ganz einfach. Hier kann man bei 50 Varianten aber auch noch nach Clustern Ausschau halten. Cluster sind Bereiche, wo doch recht viele Lösungen sehr ähnlich sind. Für Karlsruhe unten sieht man so einen Cluster für Mittwoch, wo sehr viele Lösungen (Linien) bei 35 bis 38 Grad sind. Dann gibt es noch sogenannte Ausreißer. Das sind einzelne Lösungen, die nach oben oder unten ausreißen. Man sieht das für Karlsruhe z. B. am Donnerstag. Dort sind von den 50 Lösungen nur 3 unter 30 Grad. Diese Ausreißer sind damit unwahrscheinlich. Und ich sage dennoch: Es geht um mittelfristige Wettervorhersage. Es geht um Wahrscheinlichkeiten. Auch ein Ausreißer hat eine gewisse Chance einzutreten. Wenn auch gering. Der Hauptlauf ist hier beim ECMWF die schwarze Linie.

Beispiele für das aktuelle ECMWF Ensemble für Karlsruhe, Köln, Berlin und Hamburg

Wo finde ich wie welches Ensemble?

• Das ist die Ortssuche für die Ensembles – hier Ort eingeben
• 1. Sie können schon vor der Ortssuche das gewünschte Ensemble wählen (siehe links)
• 2. Sie können nach der Ortssuche das Ensemble wählen (siehe rechts rot ECMWF/Global Euro HD)
• Sie können den gewünschten Parameter wählen. Im Fall der Hitze 2m Max. Temperatur
• Das geht natürlich auch bei Sturm für Windböen usw.