Wie entsteht eine Wettervorhersage?

Eine Wettervorhersage entsteht durch eine Kombination von verschiedenen Methoden und Technologien. Zunächst einmal sammeln Wettervorhersagedienste wie beispielsweise der Deutsche Wetterdienst (DWD) eine Vielzahl von Daten und Informationen über das aktuelle Wetter und die Wetterentwicklung. Dazu gehören Messungen von Wetterstationen, Satellitenbilder, Radar- und Luftdruckmessungen sowie Modelldaten und Prognosen.

Die Wettervorhersage kann in 5 Schritte unterteilt werden: Datensammlung, Modellierung Ist-Zustand, Berechnung Vorhersage, Darstellung, Interpretation. Die einzelnen Schritte werden nun weiter erklärt:

1. Sammlung von Daten: Zuerst müssen aktuelle Daten gesammelt werden, die, wenn man sie zusammenfügt, möglichst gut den Ist-Zustand des Wetters beschreiben. Zu den Daten gehörten Messwerte von Wetterstationen und Bojen, Radiosondenaufstiege, Satellitenbilder und Radardaten. Zudem senden auch Flugzeuge und Schiffe aktuelle Messwerte. Die Qualität der späteren Prognose ist maßgeblich abhängig von der Anzahl und der Güte der vorhandenen Daten. Während der Corona-Pandemie war der Luftverkehr beispielsweise stark eingeschränkt. Zu diesem Zeitpunkt fehlten unzählige Wetterdaten aus der Atmosphäre. Die Vorhersagen in diesem Zeitraum waren deutlich ungenauer!
2. Modellierung des Ist-Zustands: Die gesammelten Daten werden von Supercomputern zusammengesetzt und modellieren möglichst genau die aktuell vorherrschende Atmosphäre.
3. Berechnung der Vorhersage: Die Supercomputer verarbeiten anschließend mit Hilfe von unzähligen mathematischen Modellen und Algorithmen die Daten und erstellen daraus eine numerische Wettervorhersage (NWP). Diese NWP ist für den Menschen nicht lesbar, wird aber bspw. vom DWD über sein OpenData-Angebot bereitgestellt. Die Auswahl der mathematischen Modelle und Algorithmen sowie die gewählte Auflösung, die Auswahl der für die Vorhersage genutzten Daten und die zugrunde liegende Topographie wird als Wettermodell bezeichnet. Der DWD berechnet das Globalmodell ICON mit einer niedrigen Auflösung, das ICON-EU speziell für den europäischen Raum mit einer genaueren Auflösung und das ICON-D2 für den deutschsprachigen Raum inklusive einiger Nachbarstaaten mit einer hohen Auflösung.
4. Darstellung: Aus der nicht lesbaren numerischen Wettervorhersage müssen nun lesbare Informationen generiert werden. Zum einen sind das sogenannte Modellkarten, die pro Parameter generiert werden. Zum anderen werden auch die typischen tageweisen Vorhersagen generiert. Für unterschiedliche Nutzer gibt es dabei unterschiedliche Darstellungsformen. Der DWD stellt deshalb die NWP in Form von grib2-Dateien bereit. Wir beispielsweise wandeln die auf unserem Server in die bekannten Modellkarten um und generieren daraus dann die stündliche und tägliche Vorhersage für jeden NRW-Ort.
5. Interpretation: Viele Menschen schauen sich jedoch nicht Modellkarten an, sondern verlassen sich auf Vorhersagen aus dem Radio, dem Fernsehen oder auf YouTube. Dazu ist eine Interpretation der Modellkarten notwendig um kurz und prägnant alle wichtigen Modellkarten zu analysieren und daraus Schlüsse zu ziehen. Dabei spielen auch Erfahrungswerte und Beobachtungen von Wetterexperten eine große Rolle.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Wettervorhersagen keine exakte Wissenschaft sind und immer mit einer gewissen Unsicherheit behaftet bleiben. Es kann immer zu unvorhergesehenen Ereignissen wie plötzlichen Wetteränderungen kommen, die die Vorhersagen beeinflussen können.