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Die Wettermaschinen

Wie funktioniert die Wettervorhersage?

Seit der Entwicklung des ersten computergestützten Wetterprognosemodells in den 50er Jahren ist alles scheinbar ganz einfach geworden: Der Supercomputer wird mit Wetterdaten gefüttert, rechnet eine Weile und – ping – spuckt er die Wetterkarten für morgen, übermorgen und sogar noch in zehn Tagen aus. Oder doch nicht?

Atmosphärenmodell mit grobem Raster © NOAA/GFDL

Damit der Rechner aus aktuellen Wetterdaten überhaupt auf die zukünftige Entwicklung des Wetters schließen kann, muss er eine ganze Reihe von grundsätzlichen Vorgängen und Gesetzmäßigkeiten in der Atmosphäre kennen. Er muss beispielsweise „wissen“, wie die typischen Luftbewegungen an bestimmten Stellen aussehen, welchen Einfluss die Erdrotation auf die Windrichtung und -geschwindigkeit hat und wie sich Luftmassen in der Atmosphäre umschichten. Diese Informationen liefert ein allgemeines Zirkulationsmodell der Atmosphäre, dass auf den Ergebnissen der Klimaforschung beruht. Mit ihm verrechnet der Wettercomputer die jeweils aktuellen Wetterdaten und erstellt aus dieser Kombination eine Prognose der wahrscheinlichen Veränderungen.

Doch obwohl die Wetterdienste neben den militärischen Einrichtungen heute die schnellsten Großrechner der Welt haben, sind auch die von ihnen ausgegebenen Vorhersagen keineswegs immer zutreffend. Die Prognosegenauigkeit ist im Vergleich zu den 70er Jahren heute schon erheblich gestiegen – die drei Tages Vorhersage ist heute so genau wie vor 25 Jahren nur die für den nächsten Tag. Aber mit einer Trefferquote von rund 70 Prozent sind die „Wetterfrösche vom Dienst“ noch immer um einiges von einer hunderprozentigen Vorhersage entfernt.

Ursache dafür ist das sehr grobmaschige Raster des zugrundeliegenden Atmosphärenmodells. Das virtuelle Gitter, in das die Atmosphäre des gesamten Globus dabei eingeteilt ist, erfasst nur die großräumigen Prozesse. Kleine lokale Veränderungen oder Turbulenzen bleiben ihm verborgen. Da jedoch gerade diese kleinräumigen Ereignisse auch das großflächigen Wettergeschehen beeinflussen können, hat das Computermodell in einem solchen Fall keine Chance, es hat den Auslöser einfach „nicht gesehen“. Als Folge geht die Genauigkeit der Vorhersagen bei allem, was über drei Tage hinaus geht, rapide gegen Null…

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Stand: 27.01.2001

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Simulierte Welten
Modelle der Natur im Computer

Zahlen, Daten und Modelle..
Supercomputer auf dem Vormarsch

Die dritte Säule der Forschung
Die digitale Revolution in der Wissenschaft

Vom Schnittbild zur Virtual Reality in 4-D
Entwicklung und Einsatzgebiete der Computersimulation

Wirbelnde Winde in 3-D
Hurrikanvorhersage aus dem Computer

Sturm auf dem Bildschirm
Simulationen von Unwettern und Blizzards

"Impact"
Simulation eines Meteoriteneinschlags im Atlantik

Auf den Spuren von Jules Verne
Der virtuelle Blick in das Innere der Erde

Verkehrte Welt im Ostpazifik
El Nino-Vorhersage aus dem Computer

Lawinen auf der Spur
Computersimulationen in der Lawinenforschung

Die Bausteine des Lebens in 3-D
Moleküle aus dem Computer

Die Galerie der 64.000 Wetterfrösche
Computer und die Anfänge der Wettervorhersage

Die Wettermaschinen
Wie funktioniert die Wettervorhersage?

Virtueller Regen...
Lokalen Wetterereignissen auf der Spur

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