Wettervorhersagen
Unsicherheit in der Luft
Wann wird´s mal wieder richtig Sommer? Ein kurzer Blick in die App bringt normalerweise Klarheit über das Wetter der nächsten Tage. Doch sogar auf die Wettervorhersagen hat die Corona-Pandemie einen indirekten Einfluss. Denn für Datenermittlung müssen die Meteorologen hoch hinaus.
Vorhersagen per Computer
Vor hundert Jahren sahen die Wetterbeobachtungen noch so aus: Meteorologen maßen an Bodenstationen auf der ganzen Welt Temperaturen, Feuchte und Druck und versuchten, daraus das Wetter vorherzusagen. Heute funktioniert das Ganze natürlich schon ganz anders.
Laut Thomas Birner, Professor für theoretische Meteorologie an der LMU München, sind die Hauptgrundlage der Wettervorhersagen mittlerweile Computerberechnungen. Hierbei lösen die leistungsfähigsten Rechner, die es im Moment gibt, komplexe physikalische Grundgleichungen. Dafür wird der Computer mit Daten über die derzeitigen Wetterbedingungen als Anfangswert gefüttert. Auf dieser Basis berechnet der Computer daraus dann das Wetter für die nächsten Tage.
Bild: Thomas Birner
Da der Rechner aber natürlich kein richtiges Wissen über die echte Atmosphäre hat, werden zusätzlich noch reale Wetterdaten erhoben. Seit den 50er und 60er Jahren werden weltweit viermal täglich Wetterballons in 30 bis 35 Kilometer Höhe geschickt. Diese liefern zusammen mit Aufzeichnungen von Satelliten die wichtigsten Datengrundlagen für die Wettervorhersagen. Mit solchen Daten arbeitet auch Thomas Birner.
Diese wichtigen Wetterdaten werden dann aufwendig mit dem vom Computer prognostizierten Vorhersagemodell verglichen und korrigiert. Die Wettervorhersage, die wir jeden Tag in Zeitungen, Nachrichten und unseren Wetter-Apps sehen, sind also eine korrigierte Version des Computermodells.
Ein System aufzubauen, das es schafft das Wetter der nächsten Tage relativ genau vorherzusagen ist laut dem Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW) eine der großen Revolutionen des 20. Jahrhunderts. „Das war vor 50 bis 100 Jahren vollkommen unvorstellbar”, sagt auch Metereologe Thomas Birner.
Weniger Infos aus der Luft
Um möglichst genaue Vorhersagen zu treffen, verwenden Meteorologen auch möglichst viele Daten. So zum Beispiel auch Messdaten von Flugzeugen. Genau da macht die Corona-Pandemie macht den Wetterdiensten jetzt aber einen Strich durch die Rechnung, weil viel Flüge ausfallen. So schrumpft in der momentanen Zeit der Datensatz immer wieder.
Die Sensoren an den Flugzeugen liefern bei regem Flugverkehr den Tag über nämlich wichtige Informationen. Da diese um die 12 bis 13 Kilometer in der Luft fliegen, können genauere Daten, vor allem über die Umgebungstemperatur und die Windgeschwindigkeit, aufgezeichnet werden.
Doch das Fehlen der Daten bedeutet laut Thomas Birner nicht unbedingt, dass wir den Vorhersagen überhaupt nicht mehr glauben können. Die von den Flugzeugen kommenden Messungen würden hauptsächlich dem Flugverkehr dienen. Und die fehlenden Flugzeugdaten machen laut Birner im Vergleich mit allen anderen Daten nur etwa 10 Prozent aus. Trotzdem sucht man nach Alternativen. Als Ausgleich zu den fehlenden Flugzeugdaten könne zum Beispielder Satellit AEOLUS herangezogen werden, der ebenfalls Windmessungen für die reguläre Wettervorhersage liefert, erklärt Thomas Birner.
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Künstliche Intelligenz als Wetterbote?
Die derzeitige Situation durch das Corona-Virus treibt in vielen Bereichen die Digitalisierung voran – auch in der Meteorologie. In Zukunft könnten die Vorhersagen durch neuronale Netze maßgeblich beeinflusst werden. Mit Hilfe von Computerprogrammen könnten Informationen nach dem Vorbild des Gehirns verarbeitet werden. Ein solches Computerprogramm sammelt Erfahrungen durch die in einer Trainingsphase durch das Netzwerk laufenden Informationen und verarbeitet diese nach dem Vorbild des menschlichen Gehirns.
So könnten lokale Wetterereignisse sehr genau vorhergesagt werden. Google arbeitet beispielsweise an einem Projekt, in dem die trainierte Künstliche Intelligenz den Niederschlag bis auf einen Kilometer Entfernung und bis zu sechs Stunden im Voraus prognostizieren soll. Bisher noch der Stand der Forschung, aber wenn die Vorhersage stimmt, bald schon Realität.
