Archiv für den Autor: Forscher (in Kooperation mit Meteoerror)

Über Forscher (in Kooperation mit Meteoerror)

abgeschlossenes Diplom-Studium der Meteorologie & Geophysik in Innsbruck | seit 2010 Berufsmeteorologe | umfassendes Interesse für meteorologische Phänomene wie Föhn, Tornados, Gewitter, Schnellläufer (Stürme), Talwindsysteme | fühlt sich dem Gewissen verpflichtet, über irreführende Darstellungen meteorologischer Sachverhalte in den Medien aufzuklären

Hurrikan Lorenzo rast auf Europa zu?

lorenzo-2045

Hurrikan LORENZO am 30.September 2019 südwestlich der Azoren, Quelle: Kachelmannwetter

Hurrikan LORENZO tourt durch die Medien als Rekord-Hurrikan. Nicht zu Unrecht. Noch nie seit Beginn der Satellitenära wurde ein so starker Hurrikan (Cat.5) und gleichzeitig ein so niedriger Kerndruck (929mb) östlich von 50°W registriert. LORENZO erreichte Stärke 5 auf 45°W und brach dem alten Rekord von Hurrikan HUGO (1989) mit 54,6°W. Zum Zeitpunkt dieses Beitrags hat sich LORENZO deutlich auf Stärke 2 abgeschwächt (962mb Kerndruck), hält aber weiter Kurs auf die Azoren. Nach allen Modellen wird LORENZO in Hurrikanstärke über die Azoren hinwegfegen. Dabei sind Spitzenböen über 200 km/h möglich. Bislang erreichte der stärkste Hurrikan auf den Azoren maximal 168 km/h (Nr. 8 am 26. September 1926).

In den Medien wird die Auswirkung von Hurrikan LORENZO allerdings etwas zu dick aufgetragen. Ja, die Azoren gehören zu Europa. Nein, Lorenzo bedroht nicht ganz Europa. Genau das suggerieren aber zahlreiche Zeitungsberichte. Zum Abschluss meiner Presseschau folgt ein Positivbeispiel.

Im Text weiter unten wird die Schlagzeile dann aber relativiert.

„Die Bilder der Zerstörung, die Hurrikan „Dorian“ in der Karibik angerichtet hatte, sind noch in guter Erinnerung. Nun steuert Hurrikan Lorenzo auf europäisches Festland zu. “

[…] Am Freitag könnte – sollte der Hurrikan seine Nordost-Zugrichtung beibehalten – der Sturm Irland mit voller Wucht erreichen. […]

Das ist sachlich falsch. Wenn LORENZO Irland erreicht, ist es kein Hurrikan mehr, demzufolge würde es Irland auch nicht mehr mit voller Wucht treffen. Ob man Irland zum europäischen Festland zählen kann, darüber dürfen Geographen streiten. Die Azoren zählen jedenfalls definitiv nicht mehr dazu.

Obwohl der Artikel vom 30.09. ist, ist weiterhin von Kategorie 5 die Rede. Dabei hat sich der Hurrikan längst auf Kategorie 2 abgeschwächt.

Das europäische Festland dürfte von Lorenzo verschon werden. Wenn der Hurrikan Ende der Woche auf Großbritannien und Irland trifft, sollte er sich weitgehend abgeschwächt haben. Dennoch wird es an den Küsten in Europas Norden Orkanböen geben.

Leider ist auch das sachlich wieder falsch. LORENZO ist kein Hurrikan mehr, wenn er auf Großbritannien und Irland trifft. Das zeigen die offiziellen Prognosen des National Hurrican Centers (NHC) seit vielen Tagen.

lorenzo-nhc

Prognose des NHC. Rot markiert der Hurrikan-Status, schwarz das außertropische Sturm/Orkantief

Die reißerischsten Schlagzeilen stammen aber von watson.ch, einem Schweizer Nachrichtenportal, dem mehrere Zeitungen gehören. So titelt z.b. die …

Wird Lorenzo auch auf europäisches Festland treffen?

Voraussichtlich schon. Nachdem er die Azoren hinter sich gelassen hat, wird er laut aktuellen Berechnungen in Richtung britische Inseln und Irland ziehen und dort im Südwesten am Freitag als Tiefdruckgebiet noch teils stürmische Winde und grössere Niederschlagsmengen mit sich bringen.

siehe oben. Natürlich ist auch ein Hurrikan ein Tiefdruckgebiet, die wichtige Unterscheidung ist hier tropisch versus außertropisch. Ein Tropensturm besitzt keine Fronten, ein normales Sturmtief schon.

Die folgenden 3-stündigen Niederschläge sind dem GFS-06z-Lauf entnommen, gelten aber auch noch mit den neuesten Modelldaten. Sie zeigen ein symmetrisches Niederschlagsfeld mit Auge am Dienstagmorgen (6z) westlich der Azoren. LORENZO ist weiterhin ein Hurrikan. Die Umwandlung in ein außertropisches Sturmtief beginnt bereits im Laufe des Dienstags, wenn sich LORENZO den Azoren nähert. Dienstagabend (21z) lassen sich bereits Fronten erkennen, der Kernbereich ist immer noch rund mit Andeutung eines Auges. LORENZO wird wahrscheinlich noch knapp Hurrikan-Status aufweisen. Anders Mittwochmittag (12z), wenn LORENZO schon nördlich der Azoren liegt. Die Kaltfront läuft weit aus dem Hauptwindfeld heraus in das Hochdruckgebiet hinein, daher schwächen sich die Niederschläge (und der Wind) deutlich ab. Lorenzo wird zu diesem Zeitpunkt vom NHC wahrscheinlich nicht mehr als Hurrikan klassifiziert werden. Definitiv zu Ende wird es Donnerstagvormittag sein (9z), wenngleich die neuesten Modellläufe jetzt eine Variante zeigen, bei der Ex-LORENZO unter starker Abschwächung über die Britischen Inseln weiter zur Nordsee zieht.

lorenzo-fronten

Niederschlagsprognosen des Global Forecast Systems (GFS), 06z-Lauf

12zlauf

GFS 12z-Lauf für Freitag, 02 MESZ

Das europäische EZWMF-Modell zeigt eine ähnliche Entwicklung. Demnach ist LORENZO bis Donnerstagabend schon vollständig okkludiert, bevor er die Nordsee erreicht.

Um die Frage von oben zu beantworten: Schon beim Durchzug der Azoren setzt die Umwandlung in außertropisches Orkantief mit Frontenbildung ein. Bis Irland ist LORENZO schon deutlich außertropisch, und bis er das europäische Festland erreicht, was noch unsicher ist, ist er schon lange kein Sturmtief mehr.

Ein Hurrikan in Europa? Wie kann das sein?

Das ist tatsächlich etwas aussergewöhnliches

Wenn man die Azoren zu Europa zählt, ist es nicht so ungewöhnlich.

  1. Hurrikan LESLIE (2018) zog am 13. Oktober knapp nördlich an Madeira vorbei und erreichte als außertropisches Sturmtief (Shapiro-Keyser-Zyklone) Portugal.
  2. Hurrikan OPHELIA (2017) zog am 14. Oktober knapp südlich an den Azoren vorbei, erreichte Stärke 3 auf 27.7°W – noch nie so weit östlich.
  3. Hurrikan GORDON (2012) traf am 19. August auf die südlichen Azoren als Cat 2, der sich rasch abschwächte.
  4. Tropensturm ROLF** (2011) wird am 08.Oktober erstmals in der Geschichte des NHC als solches im Mittelmeerraum klassifiziert.
  5. Tropensturm GRACE (2009) bildete sich am 05. Oktober auf dem Ostatlantik und erreichte Irland unter Auflösung am 06. Oktober.
  6. Hurrikan GORDON (2006) überquerte die Azoren am 20. September.
  7. Hurrikan VINCE (2005) lag am 09.Oktober westlich von Madeira und erreichte noch als Tropensturm Portugal am 11. Oktober
  8. Tropensturm DELTA (2005) erreichte am 24.November südwestlich von den Azoren fast Hurrikanstärke und zog dann zwischen Madeira und den Kanaren durch.
  9. Hurrikan DEBBIE (1961) überquert die Azoren am 15.September und erreicht als außertropisches Orkantief Irland mit Spitzenböen mit Spitzenböen von 183 km/h.

** Tropenstürme im Mittelmeer werden auch Medicanes genannt. Eine umfangreiche Präsentation zu diesem Thema gibt es von Groenemeijer & Holzer (2013).

Zurück zu den Schlagzeilen. Den Vogel schießt die deutsche „futurezone“ ab:

In Europa ist einiges los: Lorenzo, der Rekord-Hurrikan 2019 zieht Richtung Portugal. Und auch in Deutschland wird es heftig stürmen und regnen.

Wenn du dachtest, seit Florence sei es mit den Wirbelstürmen in diesem Jahr vorbei, hast du falsch gedacht. Mit Lorenzo rast ein Rekord-Hurrikan 2019 auf Europa zu – und auch in Deutschland wird es stürmisch. Aber sind wir hierzulande wirklich in Gefahr?

Das suggeriert, LORENZO träfe als Cat 5 auf das portugiesische Festland. Ebenso suggeriert es einen Zusammenhang zwischen dem Sturmtief (MORTIMER) in Deutschland und dem Hurrikan.

Ein Hurrikan 2019 mit Namen Lorenzo wird vermutlich am Mittwoch die Azoren – und damit Europa – erreichen. Das könnte heftiger werden als jeder Hurrikan, den Europa je erlebt hat. Schließlich ist es bereits ein Hurrikan der höchsten Stufe 5.

Weiter unten im Text wird dann wieder relativiert, dass er sich zwischenzeitlich deutlich abgeschwächt hat.

Voraussichtlich wird Lorenzo, Rekord-Hurrikan 2019, nach den Azoren in Richtung der britischen Inseln ziehen, wie auch das Portal Blick berichtet. Am Freitag könnte er als Tiefdruckgebiet stürmische Winde und große Niederschlagsmengen bringen. Dann allerdings soll er über dem Nordatlantik verschluckt werden und zerfallen.

Was für die Britischen Inseln jetzt nicht so ungewöhnlich wäre….

Im schlimmsten Fall könnte er sich jedoch statt nach Nordosten zu ziehen weiter nach Osten drehen – womit er auf Europas Festland und möglicherweise auch auf Deutschland treffen könnte. Sollte dieser Fall eintreten, wird Lorenzo aber sehr wahrscheinlich an Geschwindigkeit verlieren.

No shit! Aus heutiger Sicht wird Ex-Hurrikan LORENZO Irland als Orkantief mit rund 955 hPa treffen. Wenn er auf Deutschland trifft, wären es noch knapp 1000 hPa. (Quelle: EZWMF 12z).

Positivbeispiel des Tages: DiePresse am 30. September 2019

Gratulation an dieser Stelle an den Presse-Redakteur, von allen Zeitungstexten, die ich gelesen habe, ist dieser an allen Stellen fachlich korrekt, wohltuend unaufgeregt und bringt noch dazu ein paar aussagekräftige Beispiele für frühere Tropenstürme.

Warum widersprechen sich Wetter-Apps so oft? (futurezone.at)

Leider kratzt dieser Artikel (abgerufen am 27.09.19, 19.48) nur an der Oberfläche der Frage, welchen Nutzen Wetter-Apps für den Normalverbraucher haben. Die meisten App-Anbieter nutzen das kostenlose GFS-Modell aus den USA, während besser aufgelöste europäische EZWMF-Modell kostenpflichtig ist, was sich viele werbefinanzierten Anbieter nicht leisten können.

Als Nachteile von GFS werden genannt:

Der Nachteil: Es ist auf US-amerikanische Bedürfnisse zugeschnitten, also weite Landschaften mit weitgehend gleichen Wetterbedingungen.

Das Problem dieser Vereinfachung: Die Modellauflösung ist nicht alles, es hängt vor allem davon ab, was und wo es vorhergesagt wird, sowie auch für welchen Zeitraum. Ich arbeite im beruflichen Kontext seit über 9 Jahren neben zahlreichen anderen Modellen auch mit dem amerikanischen Wettermodell. Kleinräumige Schauer- und Gewitterniederschläge werden im kostenpflichtigen EZMWF-Modell nicht zwingend besser aufgelöst als im GFS-Modell. In den Alpen mit seinen steilen, engen Tälern haben alle Modelle Probleme mit punktgenauen Temperaturvorhersagen, insbesondere wird wird die nächtliche Abkühlung bzw. tageszeitliche Erwärmung oft nicht richtig modelliert. Eine zufriedenstellende App für hügeliges bzw. alpines Terrain gibt es meines Wissens nicht.

Was ganz an den Anfang des Artikels gehört hätte: Wetter-Apps liefern Interpolationen für Punkte (Ortseingabe oder PLZ). Jedes Wettermodell hat ein Gitterpunktsnetz mit bestimmten Abständen. Schauer- und Gewitterzellen rutschen da normalerweise durch und werden gar nicht aufgelöst.

Ein Beispiel eines Lokalmodells, hier das deutsche COSMO, dessen Gitterpunktsabstand 2.2km beträgt (bei EZWMF sind es 9km und bei GFS 13km). Die roten Symbole sollen zufällig gewählte Punktprognosen darstellen:

gitterpunkt

Abb.1. COSMO-Niederschlag

Zur Interpretation: Es handelt sich um eine Schauerwetterlage. Die länglichen Niederschlagsstreifen deuten die Zugbahnen der Schauer an. Je nachdem, wo man in die Prognosekarte hineinsticht (rote Sterne), würde die Wetter-App niederschlagsfrei oder starke Niederschläge anzeigen. Problem: Bei Schauerwetterlagen sind derart kleinräumige Vorhersagen, insbesondere für eine 27-Stunden-Prognose, unseriös!

Zum Vergleich die 3-Stunden-Niederschlagsprognose von GFS für 14-17 Uhr MESZ:

gfs3h

Abb.2.: GFS-Niederschlag

Davon abgesehen, dass die Prognose des beteiligten Sturmtiefs vom vorherigen Modell abweicht, wird der Niederschlag wegen der geringeren Modellauflösung über eine größe Fläche „verschmiert“. Die Wetter-App wird in ganz Norddeutschland also Niederschlagssymbole anzeigen. Die Wahrheit liegen zwischen beiden Modellen: Es werden sich Schauerzugbahnen im Wetterradar zeigen, aber nicht zwingend zum selben Zeitpunkt und Ort, wie es das hochaufgelöste COSMO-Modell modelliert. Wo die Schauer letzendlich entlang ziehen, kann kein Wettermodell am Vortag wissen. Das muss einem klar sein, wenn man in seine Wetter-App guckt und strahlenden Sonnenschein sieht, während man für den Nachbarort vielleicht ganztägig Schauersymbole angezeigt bekommt.

Größere App-Anbieter ziehen mehrere Berechnungsmodelle heran und verwenden dazu Daten lokaler Wetterdienste (etwa des österreichischen Zentralamts für Meteorologie und Geodynamik, ZAMG) sowie selbst entwickelte Modelle. Während die solcherart berechneten Prognosen manchmal rein maschinell erstellt und publiziert werden, werden sie an anderer Stelle von ausgebildeten Meteorologenteams überprüft und freigegeben – vor allem bei ungewöhnlichen oder extremen Wetterphänomenen.

Klingt sehr schwammig ohne Definition, was ungewöhnlich oder extrem ist.

Die Zukunft gehört allerdings der automatischen Wettervorhersage, ist Templin überzeugt: „Bei der Fülle an Daten ist es einfach nicht mehr machbar, dass die von Menschen überarbeitet werden.“

Traurig, wenn das ein Meteorologe sagt. Immerhin ist das unser Brotberuf, der durch maschinelle Prognosen ersetzt würde. Ich bin anderer Meinung und vergleiche unseren Beruf gerne mit dem eines (seriösen) Journalisten. Wir sichten die Fülle an Daten und entscheiden aufgrund unserer Erfahrung, was davon herausgefiltert werden muss und wsa nicht. Nachdem sich das von Wetterlage zu Wetterlage ändert, lässt sich das auch durch Algorithmen nicht automatisieren. Es wird immer einen Menschen brauchen, der Daten aussortiert, interpretiert und sein OK gibt. Ja, das ist ein Kostenfaktor, aber vollautomatisierte Produkte haben nicht nur Vorteile:

Im Kontext der Klimaerwärmung nehmen Extremwetterphänomene, aber auch ungewöhnliche Großwetterlagen zu. Obwohl die Auflösung der Wettermodelle im Jahr 2019 so hoch ist wie noch nie seit Beginn der Computerära, haben sie mit der Prognose von Unwettern und eng begrenzten Stürmen weiterhin große Probleme. In den letzten Jahren haben beständige Tiefdrucklagen mit geringen Winden in allen Höhen zugenommen. Das erschwert vor allem die Prognose von Schauern und Gewittern bzw. der Zugbahn und Verweildauer von Niederschlagsgebieten allgemein. Wenn man hingegen auf vollautomatisierte Prognosen vertraut, kann es passieren, dass „man den herrlichen Sonnenschein aus dem Keller pumpen muss.“

Welche App welche Datenquellen und Analysemethoden verwendet, das ist meist schwer bis gar nicht ersichtlich. Die Prognosen von Apps unterscheiden sich klarerweise umso mehr, je weiter man in die Zukunft blickt. Während sich einige Apps nicht über eine Vorhersage über fünf Tage hinauswagen, liefern andere erwartbare Trends für bis zu zwei Wochen. Die Genauigkeit dieser Berechnungen ist in den vergangenen Jahrzehnten enorm gestiegen. „Die ersten Prognosemodelle gab es in den 60er-Jahren. Damals konnte man nur zwei bis drei Tage im Voraus berechnen“, […]

Vorsicht – hier werden zwei unterschiedliche Vorhersagemethoden vermengt. Prognosemodelle sind etwas anderes als Wetter-Apps. Modelle liefern Flächenanalysen und -vorhersagen für große Gebiete, während Wetter-Apps die erwähnten Punktprognosen liefern sollen, was nichts anderes als „direct model output“ (DMO) ist. In den 60er Jahren gab es mangels Smartphones naturgemäß noch keine Apps. DMO gibt es schon viel länger, man findet ihn in Form von Meteogrammen, was lediglich eine andere Darstellungsform einer Wetter-App ist.

Hier ein Beispiel für DMO aus dem GFS-Modell, für München.

GFSOP12_48.0000_12.0000_210

Abb.3. Meteogramm von GFS

Und hier ein Beispiel für ein Prognosemodell (GFS) in der Flächendarstellung, mit dem Meteorologen üblicherweise arbeiten:

GFSOPEU12_90_1

Abb.4. 500 hPa, Bodendruck und Temperatur von GFS

Quelle beider Karten: www.wetterzentrale.de

Ein Meteogramm mit DMO für einen Punkt muss anders interpretiert werden als eine logischerweise viel komplexere Flächenkarte.

Wie Forscher betonen, ist es dennoch unmöglich, hundertprozentig zutreffende Wetterprognosen zu generieren. Minimale Veränderungen in der Atmosphäre können auf lange Sicht gesehen große Auswirkungen haben.

Am linken unteren Bildrand taucht ein kräftiges Tief auf, es handelt sich um Hurrikan LORENZO. Die Zugbahn, Intensität und Umwandlung von Tropenstürmen in Tiefdruckgebiete der gemäßigten Breiten ist immer wieder ein großer Unsicherheitsfaktor in der Mittelfristprognose (hier: von heute Freitag bis kommenden Dienstag). Je nachdem, wie der Ex-Hurrikan zieht, ist von einem markanten Kaltlufteinbruch bis Spätsommer bei uns alles möglich. Und hier kommt der Meteorologe ins Spiel. Nur er kann einschätzen, wie seriös die Prognosen sind und entsprechend vorsichtig formulieren, während Wetter-Apps täglich zum Teil völlig konträre Ergebnisse liefern.

Nicht zuletzt deshalb wird Wetter-Apps gerne nachgesagt, oft eine etwas pessimistische Sicht auf die Zukunft zu pflegen. Schließlich will man niemanden ohne Schirm aus dem Haus schicken, wenn er doch irgendwann im Laufe des Tages im Regen stehen könnte.

Das ist nicht der Grund! Es ist nicht die Unsicherheit mit zunehmender Vorhersagedauer, sondern dass die Wettermodelle ab rund 7 Tagen ihre Modellauflösung deutlich verringern. Dann schmieren die Modelle Niederschlag über eine viel größere Fläche, sodass die Wolken- und Niederschlagssymbole zunehmen. Wenn es weniger als 7 Tage sind, entscheidet ebenfalls die Auflösung des Wettermodells. Das ist aber nicht unbedingt pessimistisch (Modelle sind neutral), sondern realistischer als für einen Ort Sonnenschein zu zeigen und für den Nachbarort Regen, wenn es sich um eine Schauerwetterlage handelt.

Schlussfolgerungen:

– Wetter-Apps sollen das Wetter für einen Punkt zeigen. (Eingabe des Ortes, Koordinaten oder PLZ)

– Die zugrundeliegenden Wettermodelle haben jedoch weder an jedem der Orte eine Messstation noch so viele Punkte im Modell.

– Bei Wetter-App-Prognosen handelt es sich also um interpolierte Werte. Der Ist-Zustand ist umso besser erfasst, je näher eine (offizielle) Wetterstation liegt, und hängt davon ab, ob sich der eingegebene Ort im Flachland oder hügeligen/gebirgigen Terrain befindet.

– Bei Prognosen wird es noch schwieriger: Niederschlag ist der unsicherste Vorhersageparameter, der je nach Topographie, Wetterlage, Modellauflösung und Zeitraum andere Ergebnisse liefert. Das trifft insbesondere auf Gewitter zu.

– 2m-Temperatur und Wind wird im Flachland oft besser vorhergesagt als im Gebirge, Bewölkung ist dafür wieder viel unsicherer, ebenso Phasenzustände (Schnee, Regen, gefrierender Regen) bei Niederschlägen um den Gefrierpunkt.

– Mit zunehmendem Vorhersagezeitraum nimmt die Genauigkeit der Vorhersage weiter ab, aber auch die Auflösung der Wettermodelle.