Niederschlagsvorhersage

Mit unserer Software SCOUT berechnen wir auf Basis von aktuellen Radardaten und Regenschreibermessungen kurzfristige Niederschlagsvorhersagen (Nowcasts). Dabei kommen Methoden der Bilderkennung zum Einsatz, Niederschlagszellen werden identifiziert und ihre Zugrichtung bestimmt. Mithilfe dieser Informationen werden die aktuellen Radarmessungen in die Zukunft extrapoliert, ähnlich wie ein menschlicher Betrachter einen Radarfilm vor seinem geistigen Auge fortsetzen würde.

Die Kurzfristvorhersagen werden für einen Vorhersagezeitraum von ein bis drei Stunden gerechnet. Der Rechenaufwand fällt dabei wesentlich geringer aus als bei numerischen Wettervorhersagen, so dass die Vorhersagen nahezu in Echtzeit erstellt werden.

Nowcasts sind ein wichtiges Werkzeug für die Vorhersage von Starkregenereignissen.

Starkregenereignisse können von numerischen Wettermodellen in der Regel nicht ortsgenau vorhergesagt werden. Sobald sich Starkregenzellen herausgebildet haben, können Nowcasts hingegen relativ gut vorhersagen, wie sie sich weiterbewegen und wieviel Niederschlag insgesamt zu erwarten ist. Mit ihrer schnellen Aktualisierung und ihrer hohen Auflösung sind Nowcasts ein wichtiger Bestandteil in automatischen Warnsystemen vor Starkregen und Überflutung.

Die Entstehung von Niederschlag ist das Ergebnis aus einem komplexen Zusammenspiel von Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Wind, der Verfügbarkeit von Kondensationskeimen und weiteren atmosphärischen Parametern. Die Vorhersage von Niederschlag ist daher prinzipiell mit einer gewissen Unsicherheit verbunden. Gerade konvektive Niederschlagszellen sind oft kleinräumige Ereignisse mit einer kurzen Lebensdauer und ihre Entwicklung ist schwer vorherzusagen.

Mithilfe eines Vorhersageensembles können verschiedene mögliche Entwicklungen berücksichtigt werden.

Ein Vorhersageensemble besteht aus einer Anzahl von Vorhersageläufen, die verschiedene mögliche Entwicklungen darstellen. Unsicherheiten in den Eingangsdaten gehen in die Berechnung mit ein und führen dazu, dass jeder Vorhersagelauf unterschiedlich ausfällt. In SCOUT können Nowcasts in einer Ensemblevariante mit 10 Vorhersageläufen berechnet werden. Je nach Wetterlage können die Ergebnisse nah beieinander liegen oder deutliche Unterschiede aufweisen. Die Ergebnisse lassen sich automatisiert weiterverarbeiten, um Ensemble-Quantile oder Wahrscheinlichkeiten für das Überschreiten bestimmter Grenzwerte zu ermitteln. Diese Informationen sind insbesondere bei Starkregengefahr von entscheidender Bedeutung, da sie eine fundierte Bewertung der Lage ermöglichen. Darüber hinaus können sie in verschiedenen Anwendungsbereichen zur Entscheidungsfindung beitragen, beispielsweise bei der Vermeidung von Mischwasserüberläufen oder der Steuerung von Retentionsbecken.