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Wetterkarten erstellen

500 hPa-Karte (Beispiel)

Eine Wetterkarte enthält eine Unmenge an Einzelinformationen, die das Wetter in einem Gebiet zu einem gegebenen Zeitpunkt beschreiben. Dazu werden die Meßwerte für Lufttemperatur, Luftdruck, Bewölkung, Niederschlag, Windrichtung und Windgeschwindigkeit  der Verlauf von Fronten in die Karte eingetragen. Um eine Wetterkarte richtig lesen zu können, müssen diese Symbole erkannt und richtig gedeutet werden. Anschließend werden die so in der Karte zusammenegtragenen Werte analysiert und interpretiert. Sodann werden die erkennbaren Fronten und Okklusionen in Form von Symbolen in die Kartenwerke eingetragen. Mit dem Einzeichnen der Isobaren, den Linien gleichen Luftdrucks, in Bodenwetterkarten bzw. der Isohypsen, der Linien gleicher Druckflächenhöhe, in Höhenwetterkarten werden die Zentren und die Verteilung der Tief- und Hochdruckgebiete sichtbar. Für eine eingehendere Beurteilung der Wettersituation werden außerdem die entsprechenden Satelliten- und Radarbilder herangezogen.

Hierauf wird näher in den Kapiteln Wetterkarten und Bodenwetterkarten eingegangen.

Zur Wettervorhersage gehört auch die Erstellung von Prognosekarten für die nächsten 1 - 3 Tage. Hierfür werden aus dem vergangenen und dem aktuellen Zustand der Atmosphäre nach physikalischen Regeln sowie dem Vergleich der gemessenen Werte mit Modellrechnungen ein zu erwartender Zustand ermittelt. Dabei spielt natürlich auch die Erfahrung des damit befaßten Meteorologen eine wesentliche Rolle.

 

Wetterkarten analysieren

Die Auswertung der Wetterkarten ist also neben der reinen Wetterbeobachtung wesentliche Voraussetzung, um Wettervorhersagen aufstellen zu können.

Mit dem bloßen Eintrag der Bodenwetterstationsmodelle in die Karte hat man aber natürlich noch keine Kenntnis über die Lage der Bodenfronten sowie die Druckverteilung. Heutzutage erstellen Computer, basierend auf den Stationsmeldungen, einen Isolinienausdruck für die Druckverteilung, der als erster Überblick wertvolle Hinweise für die weitere Analyse gibt. Die Identifikation der Lage der Fronten ist auch heute noch Aufgabe des Meteorologen, denn aufgrund der vielen Faktoren, die letztlich die Lage einer Front bestimmen, sind auch Hochleistungscomputer damit noch immer weitgehend überfordert.

Hierfür bietet sich folgende Vorgehensweise an:

 

Arbeitsschritte  

Beispiel

Karte

1. Analyse der Karte

Bodenwetterkarte 1. März 2008

Bodenwetterkarte

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1. Schritt: Grundinformationen erheben
Art der Karte (Bodenwetterkarte oder Höhenwetterkarte), Datum und Uhrzeit, Region, Quelle bzw. Urheber der Karte

Bodenwetterkarte von Europa,
gültig für den 1. März 2008 um 12 Uhr UTC,
Daten: MeteoSchweiz

2. Schritt: Einzelne Wetterdaten erheben
Auswertung der Wettersituation; Luftdruck, Temperatur, Bewölkung, Niederschlags- und Windverhältnisse an verschiedenen Orten (Stationsmeldungen)

z.B. Berlin:
983,7 hPa, 8° C, Wind aus WSW, relativ starker Wind mit 25 kt (enger Abstand der Isobaren), bedeckt, regnerisch (unmittelbar nach der Kaltfront)

3. Schritt: Beschreibung der Wetterlage;
Lage der Hoch- und Tiefdruckgebiete und daraus resultierende Hauptwindrichtungen, Verlauf der Fronten, Großwetterlage, Zufuhr von wetterwirksamen Hauptluftmassen

Osten Mitteleuropas unter Einfluß der Kaltfront eines Tiefs mit Zentrum über Südschweden, West- und Südeuropa beeinflußt vom Azorenhoch, das sich bis zum Schwarzen Meer erstreckt, Zufuhr maritimer Polarluft nach Deutschland

2. Wetterprognose für den zu untersuchenden Raum

 

Prognose unter Berücksichtigung der Merkmale der Druckgebiete, Fronten, Hauptluftmassen, Änderung der Druckverhältnisse

Niederschläge flauen nach dem Durchzug der Kaltfront ab, wobei auch eine Erwärmung erfolgt. Das Zwischenhoch bringt eine kurze Auflockerung und der Wind dreht auf W. Der anschließende Durchgang der Warm- bzw. Kaltfront bringt neue Schauer und die Lufttemperatur sinkt ab.

Bodenwetterkarte mit Wind
Hinweis

Die Herkunft und der Weg der Hauptluftmassen wird üblicherweise aus dem Verlauf der Isohypsen der Höhenwetterkarte abgelesen. Bei einer Bodenwetterkarte kann das aus der Windrichtung geschlossen werden. Wenn man dazu die Strömungsrichtungen des Windes in die Karte einzeichnet, wobei zu beachten ist, daß der Wind annähernd parallel zu den Isobaren und zwar um ein Hochdruckgebiet im Uhrzeigersinn und um ein Tief gegen den Uhrzeigersinn weht, ergibt sich in unserem Beispiel das Bild rechts.

 

Wenn man also über die notwendigen meteorologischen Grundkenntnisse zu Hoch- und Tiefdruckgebieten, Hauptluftmassen u.s.w. verfügt und diese entsprechend anwendet, kann man sich auf diese Weise mit Hilfe von Wetterkarten schnell einen Überblick über das zu erwartende Wetter verschaffen. Dieser erste Überblick sollte regelmäßig auch noch durch eigene Wetterbeobachtungen (z.B. Wolken, Wind) und die aktuellen Meldungen der Wetterdienste ergänzt und verfeinert werden. Auf gar keinen Fall darf man sich aber gerade in der Fliegerei uneingeschränkt und ausschließlich auf seine eigenen Prognosen verlassen. Notwendig ist dabei vielmehr eine professionelle Wetterberatung und die notwendige meteorologische Flugvorbereitung. Dabei erhaltene Warnhinweise sollte man unbedingt beachten!

 

Meteogramm

Ein Meteogramm faßt die Vorhersagedetails verschiedener meteorologischer Modell-Parameter in ihrer zeitlichen Entwicklung an einem Ort in entsprechender Höhe über einen bestimmten Zeitraum zusammen und stellt das grafisch mit Kurven, Diagrammen und Profilen dar. Unterschiedliche Meteogramme können für den gleichen Ort Unterschiedliches anzeigen, je nachdem für welche Höhe die Vorhersage berechnet wurde. In Gebieten mit Bergen und Tälern wird die durchschnittliche Höhe der Umgebung für das Vorhersagegebiet angezeigt.

Die Aktualisierungs-(Update-)Zeit wird im Meteogramm in der Regel links oben unter der Standortinformationen angegeben. Wenn insofern keine Details angegeben werden, wird das Meteogramm aufgrund der globalen Standard-Vorhersage-Initialisierung um 00:00 und 12:00 UTC erstellt.

Die vom DWD herausgegebenen Meteogramme werden 4-mal täglich berechnet und (00, 06, 12 und 18 UTC).

Meteogramm

 

Wettervorhersage

Die grundlegende Idee einer Wettervorhersage ist es, aus einem bereits vergangenen und dem aktuellen Zustand der Atmosphäre, unter Anwendung der einschlägigen physikalischen Regeln, einen Wetterzustand in der Zukunft abzuleiten. Ausgangspunkt der Wetterprognose ist also zuerst die genaue Analyse des aktuellen Wetterzustandes anhand der Wetterkarten. In der Bodenwetterkarte wird das Druckfeld durch den Isobarenverlauf dargestellt, so daß man die Lage der Hoch- und Tiefdruckgebiete erkennt. Entsprechend kann auch das Temperaturfeld durch die Identifizierung und Abgrenzung der Luftmassen festgestellt und durch die Eintragung der zugehörigen Fronten analysiert werden. Hierdurch erhält man einen Überblick über die Verteilung der Warm- und Kaltluftmassen im Beobachtungsraum. Die Analyse der Höhenwetterkarten, in welchen die Meßdaten der Radiosondenaufstiege eingetragen sind, erfolgt durch die topografische Darstellung bestimmter Druckflächen. Dazu werden z.B. Höhenlinien der 500-hPa-Fläche in die Karte eingezeichnet. Auf diese Weise lassen sich die Wetterwirksamkeit eines evtl. Höhentiefs oder Höhentrogs erkennen und abschätzen.

In einem nächsten Schritt sind aus der analysierten Wetterkarte die möglichen Veränderungen für den Vorhersagezeitraum abzuleiten und zu prognostizieren. Es muß also eine "Vorhersagekarte" erstellt werden. Hierzu ist der Vergleich mit früheren Wetterkarten hilfreich. Ist die wahrscheinliche Verlagerung der Hoch- und Tiefdruckgebiete sowie der zugehörigen Frontensysteme erkannt, kann im weiteren Schritt die eigentliche Wettervorhersage für einen bestimmten Ort oder für ein bestimmtes Gebiet getroffen werden. Erfolgte früher die Vorhersage der Druckverteilung halbempirisch nach sog. "synoptischen Regeln", werden seit etwa den 50er Jahren die Änderungen der meteorologischen Feldgrößen (Druck, Temperatur, etc.) zunehmend mit Hilfe mathematischer Gleichungen berechnet und als sog. Computermodelle" berücksichtigt. Diese beruhen auf physikalischen Gesetzen, welche die Prozesse und Abläufe in der Atmosphäre bestimmen. Die mathematischen Konstrukte, welche diese physikalischen Regeln beschreiben, sind allerdings sog. nichtlineare Gleichungen, bei denen bereits kleine Änderungen im Ausgangszustand zu relativ großen Veränderungen am Ergebnis der Rechnung führen können. Erst der Einsatz moderner Superrechner hat die Lösung dieser komplexen Berechnungen innerhalb einer brauchbaren Zeitspanne und damit diese Form der Vorhersage möglich gemacht.
Grundsätzlich ist zwischen der manuellen oder synoptischen Wettervorhersage und der numerischen Wettervorhersage unterschieden, wobei heute immer noch eine Kombination beider Verfahren zur Anwendung kommt. Dies hat seinen Grund darin, daß angesichts des chaotischen Wettergeschehens auch aktuelle numerische Prognosemodelle unzureichende Ergebnisse liefern. Um die lokalen Aussagen von Wetterstationen besser zu berücksichtigen, werden deshalb heutzutage den numerischen Berechnungen noch statistische Verfahren, sprich Erfahrungswerte des vergangenen Wettergeschehens nachgeschaltet.

Mithilfe dieses Vorgehens ist eine Wetterprognose für die kommende Woche heutzutage ungefähr so zuverlässig, wie sie es vor dreißig Jahren für den nächsten Tag war. Die 24-Stunden-Vorhersage erreicht eine Eintreffgenauigkeit von gut 90 %. Die Treffsicherheit für die kommenden 3 Tage beträgt etwas mehr als 75 %. Die Zuverlässigkeit der Prognose schwankt jedoch sehr stark in Abhängigkeit von der Wetterlage. So ist es bei einer stabilen Winterhochdrucklage manchmal problemlos möglich eine Woche im Voraus mit 90 % Sicherheit zu prognostizieren. Dagegen liegt die Prognosegüte bei einer instabilen Gewitterlage im Sommer oft deutlich unter 70 % für die nächsten 24 Stunden. Dabei muss man bei der Prognosegüte zudem zwischen Temperatur und Niederschlag unterscheiden. Temperaturen können deutlich genauer als Niederschlag prognostiziert werden.

In dem Zusammenhang noch ein Wort zu den vom DWD angegebenen Wahrscheinlichkeiten bei Niederschlags- und Unwetterprognosen außerhalb des engeren Flugwetterberichts. Der DWD unterscheidet dabei Angaben bezüglich der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Wetterereignisse. Es gelten dabei folgende Definitionen:

  • Für räumliche Angaben:  
    • vereinzelt oder einzelne: weniger als 10% (des Gebietes)
    • örtlich: 10 - 20%
    • strichweise: 10 - 30%
    • gebietsweise: 20 - 50%
    • verbreitet: mehr als 50%.
  • Für zeitliche Angaben:
    • kaum: unter 10% (des Vorhersagezeitraums)
    • gelegentlich: unter 30%
    • zeitweise: 30 - 60%
    • länger andauernd: länger als 60%
    • überwiegend (niederschlagsfrei): über 80%
    • meist (niederschlagsfrei): über 90%.

Die Vorhersagen anderer Wetterdienste, von denen die Medien vielfach ihre Wettervorhersagen beziehen, unterscheiden sich davon teilweise. Die dafür verwandten Definitionen können den entsprechenden Websites entnommen werden.

Ausgehend von diesen professionell erstellten Prognosen können dann auf lokaler Ebene, z.B. für das Fluggelände oder für erweiterte Platzrunden, mit vergleichsweise wenig Hilfsmitteln relativ gute Vorhersagen abgegeben werden, wozu jedoch auch hinreichende Kenntnisse notwendig sind, die Dank dieser Webseite aber hoffentlich vorliegen (?).

Ein grundlegendes Problem der Wettervorhersage ist die Menge der Meßdaten und die Dichte der Meßpunkte. Je enger das Netz der Meßpunkte, desto genauer ist potentiell die Prognose. Mißlicherweise fallen dabei gerade die für die in der Fliegerei besonders gefahrenträchtigen Gewitter oft durch das Raster. Gewitter sind besonders in ihrer Entstehung sehr kleinräumig, die von den Wettermodellen nur schlecht erfasst werden können. Als grobes Anschauungsbeispiel kann man das mit einem Fischernetz vergleichen: Je kleiner die Maschen des Netzes sind, desto kleinere Fische kann man fangen. Beträgt die Maschenweite zwischen zwei Knoten aber z.B. 50 cm, wird es schwierig einen Goldfisch zu erwischen. Ganz ähnlich verhält es sich mit den Wettermodellen. Zwar hat das hochauflösende Wettermodell des DWD aktuell eine Maschenweite von Knoten zu Knoten von 2,8 km. Gewitter sind aber teilweise deutlich kleiner und haben vor allem während ihrer Entstehung einen Durchmesser von nur wenigen hundert Meter. Ihre Erfassung und rechtzeitige sowie örtlich genaue Vorhersage ist deshalb nach wie vor nahezu ausgeschlossen.

Was bleibt ist deshalb der in der Fliegerei immer gute Rat:

Augen auf!

 

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