Wie erstellt ein Meteorologe eigentlich eine Wettervorhersage? Was benutz man überhaupt, um zum Beispiel Unwetter und Stürme einzuschätzen? Die Wetterkarten sind ein großer Helfer.
Welche Wetterkarten nutzt man und wie sind deren Auflösungen?
In der Erstellung von Wettervorhersage ist natürlich die Kenntniss über die Wetterlage erforderlich. Dabei wird der sogenannte Atlantikausschnitt gewählt mit dem Nordatlantik und Europa. Während die Bodenkarten den auf Meereshöhe reduzierten Luftdruck in Hectopaskal ( hPa ) zeigt werden die Höhenwetterkarten in Geopotential angezeigt. Die Linien gleichen Luftdrucks werden Isobaren genannt und die des gleichen Geopotentials Isohypsen. Dabei wird die Höhenangabe in Dekametern angegeben. Das ist die Höhe in Meter /10. Der Wert gibt an welche Druckfläche in welcher Höhe erreicht wird.
Beispiel : 500 hPa zeigt sich an einer Isohypse mit 552 geopotentielle Dekameter angegeben. Das bedeutet, das die 500 hPa in 5520 Metern erreicht werden.
Die Isobaren aber auch Isohypsen werden in vielen Wetterkarten in 5 hPa oder 5 dekametern angegeben , mache haben aber gröbere Einteilung.
Es gibt verschiedene Wettermodelle. Das heißt verschiedene Computermodelle, die mittels einer Vielzahl von globalen Wetterdaten die Prognosekarten berechnen, simulieren und ausgeben. Dabei unterscheiden wir von Globalmodellen und Regionalmodellen. Globalmodelle haben oftmals eine grobe Auflösung während die Regionalmodelle eine hohe Auflösung haben, aber nicht weit in die Zukunft schauen können. Meist sind es 2 bis 5 Tage, während Globalmodelle 10 bis 14 Tage, teils sogar noch länger schauen. Eines der gröbsten Modelle ist das amerikanische Modell. Es hat eine Auflösung von mehr als 20 km X 20 km. Das bedeutet, dass lokale Gegebenheiten wie Gebirge in den Wetterkarten nicht mehr oder nur grob dargestellt werden. Das Super HD Modell von Kachelmannwetter dagegen hat eine Auflösung von 1×1 km.
Das Modell des deutschen Wetterdienstes hat eine Auflösung von 13×13 km und das Icon EU 7×7 km und das D2 2×2 km. Das europäische Modell ECMWF arbeitet mit einer Auflösung von 9×9 km. Je feiner die Auflösung ist, desto eher lassen sich kleinräumige meteorologische Ereignisse darstellen wie z.B. Gebirge und Seen aber auch Schauer und Gewitter.
Auflösung der Wetterkarten ein wichtiger Faktor!
Hier sehen wir, wie bei den verschiedenen Auflösungen die Gitterfelder aussehen. Wir sehen, je mehr Kacheln auf einer kleinen Fläche vorhanden sind, desto feiner ist die Auflösung.
Mittlerweile werden nicht nur Rechtecke oder Quadrate eingesetzt sind Hexagons was noch mehr Daten möglich macht für bessere Prognosen, und zwar nicht nur horizontal sondern auch vertikal.Hier sehen wir die sogenannten synoptische Skalen. Schauen wir auf die Punkte B und A sehen wir, warum eine feine Auflösung wichtig ist, wobei bei A auch diese nicht mehr ausreicht. Hier sind z.B. die Tornados zu finden.
Hier sehen wir das Geopotential der 300 hPa Druckfläche. Diese liegt meisst zwischen 8000 und 10000 Meter und zeigt zum einen Tröge und Tücken / Keile aber auch den Jetstream. Hier zeigt die farbige Darstellng wie stark der Höhenwind weht und ab einer Geschwindigkeit von 60 Knoten wird der Jetstream definiert. Durchquert man den Jetstream so wird der stärkste Bereich Jetstreak genannt. Dabei gibt es bei dem Jetstream einen linken Jetauszug und einen rechten Jeteinzug und umgekehrt. Der linke Jetauszug ist für Tiefdruckgebiete und Hebungsgebiete eine positive Fläche denn hier befinet sich eine Höhendivergenz und um Umkehrschluss am Boden eine Konvergenz als Hebung und Druckabfall. Beim linken Jeteinzug und dem rechten Jetauszug ist es genau umgekehrt.
Mit dieser Karte können wir zum einen feststellen, wie stark der Jetstream entwickelt ist und wo sich Tröge und Rücken / Keile befindet die sich wellenförig über unsere Nordhälfte von West nach Ost hinwegbewegen. Sind diese schmal ausgeprägten und die Achsen haben einen nahen Abstand so verlagern sich diese rasch von West nach Ost und wir haben stetig wechselnde Wetterlagen. Anders ist es aber bei langen Abständen denn dann kommt es zu Wetterlagen die länger Bestand haben. So kann sich dann ein Hoch tagelang festsetzen aber auch ein Tief und tagelange Regenfälle bringen während das Hoch für langfristige Trockenheit sorgen kann. Der Jet ist dann schwach ausgeprägt.
Befindet sich ein Bodentief günstig im Bereich des linken Jetauszuges oder des rechten Jeteinzuges ( In Strömungsrichtung gesehen ) sa kann das Tief von der Hebung und dem Druckabfall profitieren und sich vertiefen. Liegt es dagegen am linken Jeteinzug / rechter Auszug, so wirkt sich hier Absinken und Druckanstieg aus und das Tief schwächt sich ab oder löst sich auf. Das ist die positive Region für Hochdruckgebiete. Dann gibt es noch sogenannte Schnellläufer, die vom Jetstream profitieren. Diese können unter dem Jetstream bzw. mit dem Jetstream ohne sich zu verstärken, lange Wegstrecken in kurzer Zeit zurücklegen und dabei sogar zu Sturm- oder Orkantiefs werden. Orkan Lothar an Weihnachten 1999 war ein solcher Fall.
Dann gibt es noch die Vorticity. Die positive Vorticityadvektion sorgt für Hebung und Druckabfall ( Scherungsvorticity oder Krümmungsvorticity an Trögen und die negative Vorticity Advektion sorgt für Absinken und Druckanstieg. Hier nicht zu sehen aber dort wo starke Krümmungen zu sehen sind ( Tröge ) findet sich die Krümmungsvorticity. Nimmt im vergelich zu den anderen Druckflächen die positive Vorticity mit der Höhe zu, so ist ein deutlicher Hebungsvorgang zu erwarten. Dieses kann sich auch auf Gewitterlagen auswirken.
Das 300 hPa Geopotential kann uns einen Hinweis geben, wie sich die Wetterlage in den nächsten Tagen entwickeln wird.
Wir sehen hier zum einen die 850 hPa Geopotential Windkarte und die 850 hPa Temperaturkarte. Das ist die sogenannte planetarische Grenzschicht. Sie findet sich im Schnitt bei ca. 1.44 bis 1.5 km Höhe. Diese Druckfläche ist für uns von großem Interesse, weil hier der Boden seinen Einfluss auf die Temperatur und den Wind verliert. So kann man hier mit verschiedenen Berechnungsformeln erkennen wie sich die tageshöchsttemperaturen entwickeln kann, die Schneefallgrenze kann ermittelt werden aber auch Sturmfelder. Die Windgeschwindigkeiten können bis auf 300 Meter Höhe fast 1:1 in Böen erwartet werden. Bei Schauern und Gewittern kann dieser ebenfalls herabgemischt werden.
Beispiel : In 850 hPa Mittelwind 45 Knoten Windstärke 9 entspricht in 300 hPa oder auch möglicherweise noch tiefer Sturmböen der Windstärke 9. Allerdings nur bei instabiler Schichtung oder bei Schauern und Gewittern.
Weitere Werte sind z.B. auch die 850 hPa Theta E Karte. Das gibt die Temperatur an, die erreicht werden würde, würde man sämtliche Feuchte in der Luftmasse auskondensieren lassen würde. Daher ist diese Temperatur immer höher als die Lufttemperatur. Je höher dieser Wert desto höher der Feuchtegehalt und das wiederum könnte anzeigen wie energiereich die Luftmasse ist. das ist wichtig bei der Gewittervorhersage. Im Sommer sind Werte von mehr als 50 Grad Theta E keine Seltenheit und bezeichnet eine subtropische Luftmasse bis tropische Luftmasse. Hohe Energiewerte ( Cape ) sind möglich. Zudem kann man mittels des Theta E die Lage von Fronten bestimmen. Dort wo die Linien gleicher Temperatur ( Isothermen ) eine dichte Drängung zeigen, liegen oftmals auf der warmen Seite die Fronten.
Die genannten Wetterkarten sind für die Beurteilung der Wetterlage unverzichtbar. In der eigentlichen Beurteilung der regionalen Bodenwetterkarten nimmt man überwiegend die höher aufgelössten Wettermodelle. Zudem nimmt man im sogenannten Nowcasting ( Kürzestfrostprognose nach Analyse des Istzustandes ) noch die Radiosondenaufstiege ( Wetterballone ). Wir sehen, das sehr viele Daten erforderlich sind, um eine qualitative und fundierte Prognose zu bringen. Je nach Anzahl der Meteorologen kann die Erstellung der Prognosen mehrere Stunden in Anspruch nehmen. Selbst mit allen Daten der Welt und dem leistungsfähigsten Supercomputer kann man das Wetter nie zu 100 % verhersagen. Meteorologen greifen dabei auf Erfahrungen zurück aber auch auf die Computermodelle.
Viele Wetterwetterdaten kommen von überall auf der Welt. Dabei werden Bodenstationen, Wetterballone, Schiffe, Bojen und Flugzeuge eingesetzt und auch Satelliten. Diese Daten fließen alle in die Modellberechnung und Simulation mit ein. Da viele feineren Modelle nur wenige Tage berechnen werden im weiteren Zeitraum die Prognosen immer unsicherer.
