Um das mittlere Wettergeschehen für die kommenden Wochen vorherzusagen, werden komplexe Wettermodelle mit allen weltweit verfügbaren Messdaten gespiesen. Mithilfe von Modellsimulationen lassen sich wahrscheinliche Bandbreiten errechnen. Dafür werden leistungsfähige Supercomputer benötigt.
Die Genauigkeit und Qualität von Wettervorhersagen nimmt mit dem Vorhersagezeitraum stark ab. So ist ein Wetterbericht für den nächsten Tag wesentlich zuverlässiger als eine 5-Tages-Prognose. Dies liegt am chaotischen Charakter der Atmosphäre: Da sich kleinste und nicht vorhersagbare Störungen rasch ausbreiten können, sind Wettervorhersagen auf ungefähr zehn Tage beschränkt. Wie soll es angesichts dieser Schwierigkeiten möglich sein, Aussagen für die nächsten Wochen und Monate machen?
Die Antwort liegt darin, dass Langfristprognosen nicht einzelne Wetterereignisse vorhersagen, sondern Trendaussagen über das mittlere Wettergeschehen machen. Dadurch verlieren die chaotischen Prozesse an Einfluss und der Vorhersagezeitraum erhöht sich. Gleichzeitig gewinnt eine ganze Reihe anderer Faktoren an Bedeutung, wie beispielsweise die Bodenfeuchte und die Schneebedeckung der Kontinente, vor allem aber der Zustand der Ozeane. Besonders sichtbar wird dies beim El-Niño-Phänomen, wenn ungewöhnliche Meerestemperaturen im äquatorialen Pazifik vermehrte Niederschläge in Südamerika und Dürren in Australien bewirken. Wenn man in der Lage ist, solche Faktoren einzubeziehen, dann kann man auch Aussagen zum längerfristigen Wettertrend machen.
Die Langfristprognosen von MeteoSchweiz basieren auf einem gekoppelten Ozean-Atmosphäre-Land-Modell. Damit wird die Entwicklung der Ozeane und der Atmosphäre mit Hilfe komplexer Gleichungen simuliert. In diese Rechnungen fliessen zum Startzeitpunkt alle weltweit verfügbaren Messungen ein. Dazu werden Satelliten, Bojen, Flugzeuge, aber auch Bodenstationen verwendet. Um die Unsicherheit der Vorhersage abzuschätzen, werden zahlreiche solcher Modell-Simulationen durchgeführt. Dadurch lassen sich Bandbreite und Wahrscheinlichkeit möglicher Klimazustände quantifizieren. Die Vorhersagen werden schliesslich mit vergangenen Messungen kalibriert.
Derartig umfangreiche Modellsimulationen bedeuten einen enormen Rechenaufwand und benötigen leistungsfähige Supercomputer. Die Langfristvorhersagen von MeteoSchweiz basieren auf Simulationen, die am Europäischen Zentrum für Mittelfrist-Wettervorhersagen (EZMW) durchgeführt werden. Das EZMW wird von 34 Staaten, darunter die Schweiz, gemeinsam betrieben, um die Ressourcen der einzelnen Mitgliedstaaten für diese aufwändigen Arbeiten optimal zu bündeln.
Wenngleich in den letzten Jahren in der Langfristprognostik deutliche Fortschritte erzielt worden sind, so ist die Güte solcher Vorhersagen in der Praxis nach wie vor begrenzt. Die Modelle können die Realität nicht in ihrer ganzen Komplexität wiedergeben, sondern beruhen auf einer Reihe von Vereinfachungen. Zudem sind nicht alle Regionen der Erde in gleichem Masse durch die erwähnten Randbedingungen beeinflusst. Es kann also immer wieder vorkommen, dass unvorhersehbare, chaotische Wetterentwicklungen den vorhergesagten Trend überlagern.
Die Modelle für Langfristprognosen haben nur eine grobe räumliche Auflösung. Gerade in gebirgigen Gegenden wie der Schweiz bedeutet dies, dass gewisse Wetterlagen nur vereinfacht abgebildet werden. Ein wichtiges Beispiel sind die häufigen winterlichen Hochdrucklagen. Die grossräumige Wetterlage erfasst das Modell zwar, aber nicht deren spezielle Auswirkungen in der Schweiz mit oft tieferen Temperaturen im Flachland und Wärme in der Höhe. Der Monatsausblick muss deshalb je nach Situation kritisch interpretiert werden und immer als mittlere Aussage für eine ganze Region verstanden werden.