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Wie gut sind die Flugwetterprognosen?

2. April 2021, 6 Kommentare

Die Verifikation von Vorhersagen ist im Flugwetterbereich ein wichtiges Element des Qualitäts-Managements-Systems. Nur wenn man die Qualität der Vorhersagen kennt, kann man sie auch richtig nutzen und verbessern. In diesem letzten Beitrag der Serie liegt der Schwerpunkt auf der Qualität der Flugwetterprognosen.

Die Wetterzentrale am Flughafen Zürich, MeteoSchweiz
Die Wetterzentrale am Flughafen Zürich, MeteoSchweiz

Das TAF

Damit eine Pilotin mit ihrem Flugzeug abheben kann, braucht sie detaillierte Informationen zum Wetter, und zwar vom Startflughafen, vom Luftraum unterwegs, vom Zielflughafen und von allfälligen Ausweichflughäfen.

Für alle Verkehrsflughäfen gibt es dafür auf der ganzen Welt nach dem gleichen Standard erstellte Flughafen-Wetterprognosen. Diese sogenannten Terminal Aerodrome Forecasts (oder kurz TAF) geben in kurzer codierter Form die für den Piloten relevanten Wetterinformationen für die nächsten Stunden wieder. Im TAF enthalten sind Angaben zu Wind, Sichtweite, Bewölkung und zu Wettererscheinungen wie z.B. Regen, Schneefall oder Nebel und zum Teil zur Temperatur.

Vergrösserte Ansicht: Abbildung 1: Beispiel eines TAF (Terminal Aerodrome Forecast)
Abb. 1: Beispiel eines TAF (Terminal Aerodrome Forecast)

Form und Inhalt dieser Prognose wird von der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation ICAO vorgegeben. Für die Schweizer Flughäfen ist MeteoSchweiz als nationaler Flugwetterprovider dafür verantwortlich, TAF (international) zur Verfügung zu stellen. Dementsprechend werden sie von den Flugwetter-Meteorologen in den Wetterzentralen in Zürich und Genf rund um die Uhr und 365 Tage im Jahr erstellt, ausgegeben und überwacht.

TAF sind nicht nur wichtig für die sichere Abwicklung des Flugverkehrs an den Flughäfen, sondern helfen mit, die Effizienz des Flugverkehrs an den Flughäfen aufrecht zu erhalten und zu steigern. Vor diesem Hintergrund ist es klar, dass die TAF Prognosen und deren Qualität ein wichtiger Baustein für die gesamte Systemleistung des Flugverkehrs sind. Deshalb werden sie verifiziert.

Die TAF Verifikation

MeteoSchweiz überprüft und überwacht die Qualität der TAF deshalb kontinuierlich. Sie hat sich im Rahmen der MetAlliance – und damit im Verbund mit verschiedenen europäischen Flugwetterdiensten – an der Entwicklung eines Verifikationssystems beteiligt, das international anerkannt und abgestützt ist. Seit 2008 werden die TAF der Schweiz nach diesem Schema verifiziert.

Der im TAF vorhergesagte Wetterzustand für eine bestimmte Zeitspanne wird jeweils mit der entsprechenden Beobachtung (METAR) am Flughafen verglichen. Eine Eigenheit der TAF-Vorhersage ist, dass jeweils nicht ein einzelner Wert für einen Parameter zu einer bestimmten Zeit vorhergesagt wird, sondern ein Bereich von Werten, die zu erwarten sind. Deshalb werden in der Verifikation für jeden Parameter für jeden Zeitpunkt zwei Zustände verifiziert: Der höchste beobachtete Wert wird benutzt, um den höchsten Vorhersagewert zu bewerten, und mit dem niedrigsten Beobachtungswert wird der niedrigste vorhergesagte Wert beurteilt.

Die Resultate

Die Auswertungen werden für verschiedene Zwecke verwendet. Zum einen lassen sich detaillierte Analysen der Vorhersagequalität für spezifische Grössen an den verschiedenen Flugplätzen herleiten. Damit können Stärken, Schwachstellen oder auch systematische Fehler der Vorhersagen identifiziert werden. Diese Erkenntnisse können dann zur Optimierung des Prognoseprozesses genutzt werden, in dem zum Beispiel Prognosetools gezielt entwickelt werden und in der Aus- und Weiterbildung der Meteorologinnen und Meteorologen der Fokus auf diese Punkte gelegt werden kann.

Andererseits liefert die Verifikation Leistungskennzahlen zur kontinuierlichen Überwachung der Vorhersagequalität, wie zum Beispiel das nachfolgend dargestellten Mass zur TAF Qualität. Es fasst in einer einzigen Messgrösse die Verifikationsresultate der Grössen Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Böenstärke, Sichtweite, Wetter und Bewölkung für die Landesflughäfen Zürich und Genf zusammen und wird halbjährlich ausgewertet.

Vergrösserte Ansicht: Abbildung 2: Entwicklung der TAF-Qualität seit 2016.
Abb. 2: Entwicklung der TAF-Qualität seit 2016.

Einhergehend mit der allgemeinen Variabilität des Wetters und seiner wechselnden Prognostizierbarkeit schwanken auch die Resultate des Qualitätsmasses. Theoretisch können die Werte zwischen 0 und 1 liegen, als gut gelten Resultate von 0.8 oder darüber. Seit Beginn der Erhebung lagen die Jahreswerte in allen Jahren jeweils zwischen 0.83 und 0.90.

Vergrösserte Ansicht: Abb. 3: Landung im Nebel auf dem Flughafen Zürich. Bild: D. Buck
Abb. 3: Landung im Nebel auf dem Flughafen Zürich. Bild: D. Buck
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Kommentare (6)

  1. Peter Walser, 10.04.2021, 08:22

    Danke für den interessanten Bericht.
    Ist es so, dass die Prognose Zuverlässigkeit abgenommen hat, seit viel weniger Messdaten von den Linienflugzeugen zur Verfügung stehen? Hat dies auch Auswirkungen auf die TAF?

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  2. Ronald Schenker, 07.04.2021, 07:15

    Wie sieht es mit der Wetterprognose für Segelflieger aus?

    Antworten

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    1. MeteoSchweiz, 07.04.2021, 16:41

      Guten Tag Herr Schenker
      Vielen Dank für die Anfrage. Auch die Segelflugprognosen werden regelmässig überprüft und einer Qualitätskontrolle unterzogen.
      Mit freundlichen Grüssen,
      MeteoSchweiz

  3. walter kupferschmied, 06.04.2021, 18:15

    Das ist alles sehr interessant ich hab mich immer für die Fliegerei interessiert weil mein Bruder war noch bei der Swissair auf diversen Fliegern geflogen und war Chefpilot und Fluglehrer auf der MD 11 und vom Simulator und ich habe ein Flugprogram von der 777 alles entwickelt von Piloten ich kann dieses Programm über den TV sehen das Cockpit ist original nachgemacht und ich kann mit dem virtuellen Flieger nicht starten bevor ich tanken muss und Passagierzahlen eingeben und wetter und noch einiges mehr das ist so interessant aber das alles ist nicht so einfach und jetzt kann ich dann das Wetter vom TAF eingeben

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  4. Rolf Joss, 06.04.2021, 07:10

    Danke, sehr spannend.
    Werden diese Betrachtungen auch in den „normalen“ Prognosen einzug halten oder möglicherweise schon verwendet?

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    1. MeteoSchweiz, 06.04.2021, 11:57

      Guten Tag Herr Joss

      Vielen Dank für Ihr Interesse. Ja, auch die "normalen" Wetterprognosen und Warnungen werden verifiziert und auch diese Resultate werden für die kontinuierliche Verbesserung der Vorhersagen verwendet. Erläuterungen dazu sind in den eigens publizierten Artikeln zu finden:
      https://bit.ly/3s04yHS
      https://bit.ly/3wq8GUV

      Freundliche Grüsse, MeteoSchweiz