Vorhersagbarkeit / Ensemble-Vorhersagen
Die Atmosphäre ist ein chaotisches System. Kleinste Unterschiede oder Unsicherheiten in den Anfangsbedingungen können nach einiger Zeit zu völlig unterschiedlichen Ergebnissen führen. Das chaotische Verhalten der Atmosphäre läßt sich mit einem Ensemble Ansatz, d.h. einer Vielzahl von Vorhersagen untersuchen. Unter Vorhersagbarkeit verstehen wir in der Meteorologie die Vorhersage der Vorhersageunsicherheit.
Aktuelle Forschungsergebnisse
Das schnelle Wachstum von Fehlern in der atmosphärischen Strömung begrenzt den Zeitraum, für den sinnvolle Wettervorhersagen möglich sind. In Regionen mit Konvektion und Niederschlag wachsen Unsicherheiten besonders schnell. Die Abbildung zeigt den anfänglichen Fehler in rot und den Fehler, der sich zwei Stunden später (grün) und vier Stunden später (gelb) daraus entwickelt hat. Numerische Experimente mit dem Regionalmodell COSMO erlauben die Untersuchung von Details dieser Fehlerausbreitung und mögliche Einflüsse auf die Vorhersagbarkeit der großräumigen Zirkulation.
Wetterlagen abhängige Bedeutung verschiedener Unsicherheiten im konvektionserlaubenden Ensemble Vorhersagesystems COSMO-DE-EPS des DWD: Während der Einfluß der lateralen Randbedingungen (rot) auf die normalisierte Variabilität des Niederschlags nahezu Wetterlagen unabhängig ist (die konvektive Zeitskala tauc dient hier als Indikator der Wettersituation), ist der Einfluß der Störungen physikalischer Prozesse (z.B. Turbulenz, Wärmeflüsse) nur bei großen konvektiven Zeitskalen, also lokal ausgelöster Konvektion (Wärmegewitter) wichtig.