Berge haben einen grossen Einfluss auf atmosphärische Prozesse und spielen daher eine wichtige Rolle bei der Wettervorhersage. Verschiedene numerische Modelle, welche für die Prognosen verwendet werden, stellen Berge unterschiedlich dar – wir schauen uns an, wie.
Täler, Hänge, Kämme, Mulden, Gipfel, Pässe... die Orographie spielt eine grundlegende Rolle bei der Bestimmung der Abläufe im Wettergeschehen. Einerseits verursachen Berge selbst je nach Entfernung grosse Unterschiede in der Sonneneinstrahlung und damit in der Menge an Sonnenenergie, die den Boden erreicht. Andererseits modifiziert ihre Anwesenheit die Luftströmungen: Luftpakete werden gezwungen, Berge zu um- oder überströmen. Prozesse, die sowohl auf einer räumlichen Skala von wenigen Metern als auch auf einer Skala von zehn oder hundert Kilometern stattfinden.
All dies hat starke Auswirkungen auf die numerischen Vorhersagemodelle, auf denen die Wetterprognose beruht. Die Modelle müssen das System Erde-Atmosphäre so gut wie möglich darstellen und können es sich daher nicht leisten, die Berge zu vernachlässigen. Dies gilt umso mehr in einem Land wie der Schweiz mit den Alpen und dem Jura.
Numerische Modelle enthalten also eine "Karte", die bei der Simulation atmosphärischer Prozesse immer berücksichtigt werden muss. Diese Darstellung des Gebirges wird jedoch geglättet, da die Informationsdichte sonst zu hoch für das numerische Modell wäre, bzw. die Berechnung zu langsam.
Unsere neuen Vorhersagemodelle ICON-CH1-EPS und ICON-CH2-EPS haben eine räumliche Auflösung von 1,1 bzw. 2,2 km. Die folgende Abbildung zeigt, wie die Orographie der zentralen und östlichen Alpen durch diese beiden Modelle und durch das Modell ICON-EU, dessen räumliche Auflösung etwa 7 km beträgt, dargestellt wird.
Die Unterschiede sind beachtlich: Während ICON-EU bestimmte Täler oder Gipfel nicht darstellen kann, sondern nur grob die wichtigsten orografischen Merkmale skizziert, können die beiden anderen Modelle mehr ins Detail gehen. Gewisse Täler wie z.B. das Linthtal im Kanton Glarus werden von ICON-CH2-EPS kaum angedeutet, während sie von ICON-CH1-EPS realistischer dargestellt werden.
Eine höhere räumliche Auflösung des Modells und damit eine bessere Darstellung der Orographie führt im Allgemeinen zu genaueren Vorhersagen, allerdings auf Kosten der zeitlichen Reichweite der Vorhersage. So liefert das Modell ICON-CH1-EPS eine Vorhersage bis zu 45 Stunden, ICON-CH2-EPS bis zu 120 Stunden. Eine Ausweitung der ICON-CH1-EPS-Vorhersage über zwei Tage hinaus wäre auch mit den heutigen Supercomputern zu rechenintensiv.
MeteorologInnen kennen die Stärken und Schwächen der verschiedenen Modelle und wissen, welche Prozesse mit welcher Auflösung berechnet werden können. Modellierer analysieren systematisch die Unterschiede zwischen den Modellen und beurteilen ihre Leistung in Bezug auf verschiedene Wetterereignisse.
Dieser Blog wurde übersetzt, der Originalblog stammt von den Tessiner Kollegen (auf Italienisch)