flugzeugmessungen

Seit Beginn der Corona-Krise ist der Flugverkehr auf ein historisches Tief gesunken. Weniger Flugzeuge in der Luft bedeuten auch weniger meteorologische Messdaten für die Wettervorhersagemodelle, da Messungen aus Linienflügen ein fester Bestandteil der Datenassimilation der Modelle sind. Wieso sind diese Messungen überhaupt so wichtig und kann man unzutreffende Wetterprognosen auf fehlende Flugzeugmessungen schieben?

Damit Wettervorhersagemodelle für kommende Tage berechnen werden können, benötigen sie einen möglichst genauen „Ist-Zustand“ der Atmosphäre. Diese sind mathematische Gleichungen, die von einem Hochleistungscomputer gelöst werden müssen. Dabei gilt, je genauer der „Ist-Zustand“ bestimmt werden kann, desto besser ist auch die Prognose. Dafür nutzt man eine möglichst große Menge an Daten. Diese werden, bevor das Modell gestartet werden kann, gesammelt, geprüft und in das jeweilige Rechenmodell eingepflegt. Dieser Schritt wird als Datenassimilation bezeichnet. Dort werden neben Bodenstationswerte, Wasserboje, Wetterballons, Fernerkundungsdaten eben auch Flugzeugmessungen aufbereitet.

Erkennbar ist in der Abbildung der Abfall der Flugzeugmessungen von 300.000 bis 400.000 Datensätze auf unter 50.000 in den Monaten April und Mai 2020. In Europa sind meteorologische Flugzeitbeobachtungen um etwa 80 % gesunken. Das Globalmodell ICON des Deutschen Wetterdienstes (DWD) assimiliert täglich etwa 5,3 Millionen Messwerte, davon sind etwa 10 % Flugzeugmessungen. Besonders wichtig für Modelle sind auch Messwerte im Troposphärenquerschnitt, sowie Informationen über Wind, Feuchte und Druck im oberen Bereich der Troposphäre. Diese können in der Menge und in hinreichender Genauigkeit nur über Flugzeugmessungen bereitgestellt werden. Auswirkungen auf Prognosemodelle sind daher plausibel, aber wie genau sich das auf Wettermodelle auswirkt, ist bisher noch nicht ganz sicher.

Verschiedene Wetterdienste wie zum Beispiel der DWD oder das Europäische Zentrum für Mittelfristige Vorhersage (ECMWF) forschen an diesem Thema und haben die Einflüsse fehlender Daten untersucht. Sie kamen zum Ergebnis, dass die Auswirkungen unterschiedlich bei verschiedenen Wettermodelle sind und sie nicht so gravierend sind wie von vielen bereits angenommen. Vorläufige Studien haben ergeben, dass die Fehler bei der Vorhersage am Boden je nach Wettermodell und Vorhersageparameter etwa 4 % höher liegen. Das ECMWF stellt fest, dass vor allem die Vorhersage hochreichender Winde in 10 bis 12 km Höhe um 10 % schlechter prognostiziert werden. Das hat eine Simulation mit Daten aus 2019 ergeben. Das wirkt sich am stärksten auf die 24 Stunden Vorhersage aus. Die Folge sind ungenauere Prognosen bei der Annäherung von Tiefdruckgebieten und deren Wolken und Niederschlagsgebieten.

Um den Einfluss fehlender Flugzeugdaten zu kompensieren, wurden zusätzliche Wetterballons gestartet und vermehrt Satellitenmessungen in die Modelle eingepflegt. Diese weisen aber oft nicht die Genauigkeit der Flugzeugmessungen auf. In den kommenden Monaten soll der Flugverkehr aber wieder anlaufen, was die Anzahl der Flugzeugmessungen wieder ansteigen lässt.

Dienstag, 16.06.2020

Elias Arndt

ARD-Wetterredaktion