Beobachtet man im Moment genau die Medienlandschaft, so wird man bemerken, dass die Wettervorhersagen für die kommenden Tage je nach Anbieter doch relativ weit auseinanderdriften. Besonders deutlich wird dies meist bei der Vorhersage der Temperaturentwicklung. Dabei herrscht zurzeit die Tendenz vor, dass besonders für den Osten Deutschlands eine Milderung versprochen wird, die dann doch nicht so intensiv bzw. später eintritt. Woher kommt diese Unsicherheit?

Wetterlage

Um dieser Frage näherzukommen, sollte man sich die aktuelle Wetterlage genauer ansehen. Beherrschend für Europa ist zurzeit das Hoch Evi über der Osteuropäischen Ebene, das in seinem Zentrum einen Bodendruck von mehr als 1060 hPa aufweist. Ihm gegenüber steht das heute in Richtung Mittelmeer ziehende Tief Anje (Abb. 1).

Vorhersagemodelle versprachen rasche Milderung

Hat man sich die Computer-Vorhersagemodelle vor ein paar Tagen für das kommende Wochenende angesehen, so sah alles danach aus, als ob nun von Westen Tiefausläufer die Regie übernehmen würden. Der kalte Ost- bis Südostwind würde demnach sprungartig auf Südwest bis West schwenken. So wurde bis an die Oder und Neiße eine rasche Milderung in Aussicht gestellt.

Mittlerweile sieht alles danach aus, als dass der Temperaturanstieg zwar kommt, aber wesentlich schwächer und an diesem Wochenende nun weiter westlich. Der Nordosten Deutschlands wird bis zum Sonntag wohl nur knapp aus dem Frost herauskommen. Woher kommt dieser anfängliche Vorhersagefehler?

Bodennahe Kaltluftschicht

Der hohe Luftdruck über Osteuropa ist nur durch winterliche Kaltluft möglich. Da diese Luft eine höhere Dichte hat, drückt sie förmlich auf die Erdoberfläche. Dabei spielt sich das Wettergeschehen hierbei auch nur in wenigen hundert Metern Höhe ab. Am Beispiel des Radiosondenaufstiegs von Syktywkar (Abb. 2) sieht man, dass in knapp 300 Metern die Temperatur mit der Höhe schon wieder ansteigt.

Wärmere Luft, die über diese bodennahe Kaltluftschicht streicht, tritt dabei beinahe nicht mit dieser in Kontakt, womit auch die Wechselwirkungen äußerst gering sind.

Modelle rechnen in Gittern und Schichten

Um in ausreichender Zeit eine numerische Wettervorhersage machen zu können, wird die Welt in Gitter unterteilt. Die Vorhersagemodelle berechnen also Prognosen des Luftdrucks, der Temperatur usw. für bestimmt Gitterpunkte. Die Unterteilung in Abschnitte geschieht dabei nicht nur horizontal, sondern auch vertikal. So gibt es in den Profikarten eine Vorhersagegrafik für die Temperatur am Boden, dann im 925 hPa-Niveau, im 850 hPa-Niveau, und so weiter, also in einzelnen Schichten.

Problem: die bodennahe Schicht

Dabei ist es besonders bei globalen Vorhersagemodellen wie dem europäischen Modell ECMWF oder dem amerikanischen Modell GFS wichtig, ein Optimum zwischen Genauigkeit und Rechnerleistung zu erreichen.

Dabei liegt das Problem in unserem Fall in der Auflösung mit der Höhe. Die ersten paar Meter in Erdbodennähe sind dabei zurzeit für unser Wetter wesentlich entscheidender als die Strömung, die sich in der Höhe einstellt. So kann sich beispielsweise am Samstag in dem 850-hPa-Niveau, das etwa 1,5 km Höhe entspricht, zwar die Milderung in ganz Deutschland durchsetzen (Abb. 3). In Ostdeutschland herrschen aber bis mindestens Sonntag noch südöstliche Winde vor (Abb. 4), die in Bodennähe die Frostluft heranbringen.

In Abb. 5 sehen Sie die Vorhersage des GFS-Modells vom 3.1.08, 1 Uhr, in Abb. 6 vom 4.1.08, 1 Uhr, jeweils für die Höchsttemperatur am Samstag, dem 5.1.08. Hier zeigt sich dann auch, dass das GFS-Modell den Bereich des Dauerfrosts nach Westen korrigiert hat.

Was machen die Modelle "falsch"?

Die Folgen dieser fehlenden Auflösung sind meist, dass die Vorhersagemodelle häufiger eine Umstellung auf eine westliche Strömung vorausberechnen, als dies in der Natur der Fall ist. In der Wirklichkeit prallen die Tiefs, die von Westen kommen, förmlich an diesem massiven osteuropäischen Kälteblock in Erdbodennähe ab. Dies wird dann aber erst mit jeder neuen Modellberechnung, die näher an den Vorhersagezeitraum heranrückt, erkannt.

Dies zeigt auch der Vergleich der Bodendruckvorhersagen in den Abb. 7 und 8, wobei wir unser Augenmerk besonders auf den Norden Frankreichs richten, Vorhersagezeitpunkt ist Samstag, 5.1., 19 Uhr: sollte in Paris nach der Prognose, die vom Mittag des 3.1. stammt, im Bereich eines so genannten "Troges" der Luftdruck unter 1000 hPa liegen, so lautet die Prognose vom Abend des 3.1. bereits auf über 1004 hPa.

Insgesamt wird der Tiefdruckeinfluss immer weiter nach Westen geschoben, nach Osten hin überwiegt der Hochdruck länger als zunächst vorhergesagt.

Wettervorhersage: Erfahrung einfließen lassen

Dies ist der Punkt, wo die Erfahrung des Meteorologen gefragt ist. Schriebe man lediglich die Temperaturvorhersage der Modelle ab, so hätte man für dieses Wochenende eine rasche Milderung prognostiziert.

Sieht man aber ein derart kräftiges Hoch, das im Osten blockiert, so wird der Meteorologe aufmerksam und sieht die kommenden numerischen Vorhersagen der Computermodelle besonders kritisch an. Dieser entscheidende Faktor "Erfahrung" ist auch der Grund, warum in unseren Produkten, zum Beispiel im Ortewetter, nicht nur die Vorhersage mehrerer Computermodelle einfließt, sondern zusätzlich von Hand eingegriffen wird, sobald dies notwendig ist.

Und dies ist auch der Grund, warum sich die Wettervorhersagen momentan so unterscheiden können: Vorhersagen, die sich zu sehr an den Modellen orientieren, versagen an dieser Stelle.