Unsicherheitsquellen der Vorhersagbarkeit von Niederschlag

Die Vorhersage sommerlicher, konvektiver Niederschläge bleibt eine der wichtigsten Herausforderungen in der Wettervorhersage. Die Vorhersagbarkeit konvektiver Niederschläge hängt ab von viele Faktoren, darunter Unsicherheiten der synoptischen Entwicklung, Ungenauigkeiten im Zustand und in der Beschreibung der Atmosphäre sowie der darunter liegenden Landoberfläche und (...) Annäherungen in der Darstellung der wichtigsten physikalischen Prozesse in Wettermodellen.

Die relative Bedeutung verschiedener Störungen wurde durch Gegenüberstellung verschiedener COSMO Ensemble Experimente für einen Zeitraum von 10 Tagen im Mai/Juni 2016 untersucht, in dem schwere Unwetter und Sturzfluten in Mitteleuropa auftraten. Die räumliche Variabilität des Niederschlags weist deutliche Unterschiede auf, während die Gesamtmenge des täglichen Niederschlags kaum verändert wird. Die Heterogenität der Bodenfeuchte führt in erster Linie zu einer Variabilität bei der Konvektionsinitiierung, die zu einem steileren Anstieg der normierten Niederschlagsvarianz vor Beginn der intensivsten Niederschläge am Nachmittag führt. Demgegenüber führen stochastische Grenzschichtstörungen (mit dem PSP Schema) von Anfang an zu der größten räumlichen Variabilität im Niederschlag, deren Amplitude dem Wert der operationellen Ensemblevorhersagen vergleichbar ist.
Referenz:
Keil, C., F. Baur, K. Bachmann, S. Rasp, L. Schneider, C. Barthlott, 2019, Relative contribution of soil moisture, boundary layer and microphysical perturbations on convective predictability in different weather regimes, Q. J. R. Meteorol. Soc., 145, 3102-3115, (link).