Um das Potenzial von Wettervorhersagen bestmöglich ausschöpfen zu können, sind zuverlässige lokalisierte Vorhersagen gefragt, die Wetterinformationen für genau jenen Ort liefern, wo unsere berufliche oder private Aktivität stattfindet.
Bereits seit mehreren Jahren produziert MeteoSchweiz vollautomatische Lokalprognosen insbesondere für die App und die Webseite. Die Wettersymbole und Vorhersagedaten werden durch eine optimale und nahtlose Kombination verschiedener physikalischen Wettermodelle und Nowcasting-Systeme und einer Nachbearbeitung mittels Statistik oder künstlicher Intelligenz (siehe Nachbearbeitung) erzeugt.
Um von Modellgittern in unterschiedlichen Auflösungen zu einer „punktgenauen“ Lokalprognose zu gelangen, werden verschiedene ausgefeilte Interpolations- und Korrekturtechniken verwendet, die lokale Effekte berücksichtigen. Im weiteren werden die komplexen probabilistischen Informationen der verschiedenen Modelle kurz und bündig zusammengefasst durch Berechnung von Statistiken, wie beispielsweise Quantilen.
Die lokalen Vorhersagedaten werden alle 10 Minuten aktualisiert. Jeden Tag werden damit insgesamt etwa 1 Milliarde Vorhersagewerte für 6000 Orte in der Schweiz produziert.
Die wichtigste Herausforderung für das automatische Lokalprognosesystem besteht darin, vom aktuellen Zeitpunkt ausgehend für die jeweils kommenden 10 Tage Wetterdaten zu produzieren, ohne dass es an irgendeinem der gut 6000 Orte, für die eine Prognose verfügbar ist, zu einer zeitlichen Unterbrechung kommt. Um den gesamten Zeitbereich bestmöglich abzudecken, werden die leistungsfähigsten verfügbaren Prognosesysteme kombiniert.
Folgende Quellen werden für die Produktion der Daten verwendet:
Für einige Parameter, beispielsweise Wind und Temperatur, stehen Daten aus einer statistischen Nachbearbeitung zur Verfügung. Wenn diese einen Mehrwert bieten und die Qualität der Prognosen verbessern, werden diese ebenfalls verwendet. Die aktuell zusätzlich genutzten Daten sind:
Das automatische Lokalprognosesystem kombiniert diese unterschiedlichen Quellen optimal, stellt ihre Konsistenz sicher und verbessert die Qualität.
Selbst hochauflösende Wettermodelle können die Feinheiten der räumlichen Strukturen, die durch die komplexe Orographie der Alpen zustande kommen, nicht exakt wiedergeben. Um den lokalen Wetterbedingungen so nahe wie möglich zu kommen, ist es notwendig, die Ergebnisse der Wettermodelle, die für Maschenweiten zwischen 1 und 9 km berechnet wurden, zu korrigieren und nachzubearbeiten. Durch Interpolations- und Downscaling-Techniken kann ein Parameter, der auf dem Modellgitter von beispielsweise zwei km Maschenweite berechnet wurde, auf den gewünschten exakten Ortumgerechnet werden.
Das Ziel ist, dass die Lokalprognose die Wetterbedingungen so wiedergibt, wie sie an einem bestimmten Ort wahrgenommen werden.
Verschiedene Methoden kommen hierbei zur Anwendung: Es werden zum Beispiel topografische Indizes aus einem digitalen Höhenmodell mit einer Auflösung von 50 m einbezogen, aber auch bestimmte Parameter räumlich aggregiert, wie die Wolkenbedeckung (da für einen bestimmten Ort der Himmel über einem grösseren Gebiet massgeblich).
Für jeden Ort werden mehr als 40 Parameter berechnet. Die wichtigsten davon stehen in der App und auf der Internetseite von MeteoSchweiz zur Verfügung und entsprechen den Bedürfnissen der Nutzer. Einige Parameter sind Stundenwerte einfacher Wettervariablen wie beispielsweise der Temperatur, der Windstärke oder des Niederschlags. Andere werden aus einer Kombination mehrerer Variablen erstellt, wie z. B. die Piktogramme, oder sind über verschiedene Zeiträume zwischen 1 und 24 Stunden aggregiert.
Da neuere Prognosen immer die bessere Qualität haben, gilt der Grundsatz, jeweils die neuesten Aktualisierungen der verfügbaren Prognosesysteme heranzuziehen (das Nowcasting wird alle 10 Minuten aktualisiert, die Wettermodelle von MeteoSchweiz alle 3 oder 6 Stunden, und das globale Modell IFS-ENS alle 12 Stunden). So wird jedes Mal, wenn eine neue Modellrechnung verfügbar ist, die automatische Produktionskette gestartet und die Daten werden aktualisiert.
Damit werden pro Tag insgesamt etwa 1 Milliarde Vorhersagedaten produziert.
Dank der neuesten Entwicklungen können auch probabilistische Parameter zur Verfügung gestellt werden, zum Beispiel Quantile oder Wahrscheinlichkeiten für die Überschreitung von Schwellenwerten. Mit diesen Parametern können die grafischen Darstellungen auf der Webseite und in der App in naher Zukunft erweitert werden.
Obwohl bei der Wettervorhersage immer eine gewisse Unsicherheit vorhanden ist, sind wir uns in einem Punkt sicher: Das Interesse an lokalen und personalisierten Prognosen wird in Zukunft weiter steigen. MeteoSchweiz möchte diesem wachsenden Bedürfnis gerecht werden und arbeitet daher daran, die Qualität weiter zu steigern aber auch die Zuverlässigkeit realistisch einzuschätzen und darzustellen.
Die nächsten wichtigen Schritte werden die schrittweise Verbesserung von Prognosen aus hochmodernen, statistischen Machine-Learning-Verfahren sein, und die Einführung des neuen Wettermodells ICON.