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Beispiele für probabilistische Produkte

Eine zu 100% zutreffende Wettervorhersage ist aufgrund der chaotischen Natur der Wetterentwicklung unmöglich. Die probabilistischen Prognosesysteme ICON-CH1-EPS und ICON-CH2-EPS bieten jedoch die Möglichkeit, Informationen über die Vertrauenswürdigkeit der Prognose abzuleiten. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen – im Folgenden werden einige mögliche Produkte vorgestellt.

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1. Vorhersagen und Unsicherheitsbereich für einen einzelnen Ort

ICON-CH1-EPS und ICON-CH2-EPS können dazu genutzt werden, die 11 bzw. 21 unterschiedlichen Wettervorhersagen für die nächsten Tage für einen bestimmten Ort in einer Darstellung zusammenzufassen und auf diese Weise eine Aussage über die Unsicherheit der Vorhersage für diesen Ort zu erhalten.

Liniendiagramme zu ICON-CH2-EPS-Vorhersagen für Bewölkung, Niederschlag, Windböen und Temperatur für Genf-Flughafen. Eine rote Linie zeigt die mittlere Vorhersage der verschiedenen Modellberechnungen für die vier Parameter an. Als graue Fläche dargestellt ist die Bandbreite der Modellberechnungen als Mass für die Unsicherheit der Prognose.
ICON-CH2-EPS-Vorhersage für Bewölkung, Niederschlag, Windböen und Temperatur für Genf-Flughafen. Die Vorhersage setzt sich aus 21 einzelnen Modellberechnungen zusammen. Die rote Linie zeigt die mittlere Vorhersage der verschiedenen Modellberechnungen. Die graue Fläche entspricht dem Bereich der Vorhersagen, in welchem die Parameter mit einer Wahrscheinlichkeit von 80 Prozent liegen werden. Je breiter das graue Band, desto unsicherer ist die Prognose.

2. Darstellung individueller Vorhersagen

Die individuellen Ensemble-Vorhersagen für einen Zeitpunkt können einzeln als sogenannte Stamp Maps dargestellt werden. Dies erlaubt einen optimalen flächigen Vergleich der verschiedenen Realisationen der Vorhersage. Anhand der Unterschiede zwischen den einzelnen Karten lässt sich eine Vertrauenswürdigkeit abschätzen: je ähnlicher sich die verschiedenen Vorhersagen sind, desto sicherer ist die Vorhersage.

11 gleiche Ausschnitte einer Karte mit farbcodierten Angaben zur Wolkenbedeckung über der Schweiz.
Die mit ICON-CH1-EPS erstellten Karten zeigen die totale Wolkenbedeckung über der Schweiz an, wie sie von den individuellen Modellberechnungen des Ensembles vorhergesagt werden.

3. Wahrscheinlichkeitskarten

Die Ensemble-Vorhersagen von ICON-CH1-EPS und ICON-CH2-EPS können auch dazu genutzt werden, Wahrscheinlichkeitskarten zu erstellen, zum Beispiel für den Niederschlag. Solche Karten zeigen die Wahrscheinlichkeit an, mit der ein bestimmtes Ereignis eintreten wird. Die Information zur Eintretenswahrscheinlichkeit eines Ereignisses kann Anwendern bei der Entscheidungsfindung helfen.

Vier gleiche Ausschnitte einer Karte mit farbcodierten Angaben zur Wahrscheinlichkeit, dass für unterschiedliche Zeiträume die Menge von 5 mm Niederschlag innert 6 Stunden an einem Ort überschritten wird.
Die mit ICON-CH2-EPS erstellten Karten geben die Wahrscheinlichkeit an, dass für einen bestimmten Zeitraum mehr als 5 mm Niederschlag innert 6 Stunden an einem Ort fällt.

Ein anderes Beispiel ist die Unterschreitenswahrscheinlichkeit einer bestimmten Minimaltemperatur, in diesem Fall dargestellt für -10°C, -5°C, 0°C und +5°C. Die Farbe gibt wiederum die Wahrscheinlichkeit an, dass die Minimaltemperatur des Tages unter der angegebenen Temperatur liegen wird.

Vier gleiche Ausschnitte einer Karte mit farbcodierten Angaben zur Wahrscheinlichkeit, dass die Minimumtemperatur von -10°C, -5°C, 0°C und 5°C in den letzten 24 Stunden an einem Ort unterschritten wird.
Die mit ICON-CH2-EPS erstellten Karten geben die Wahrscheinlichkeit an, dass eine bestimmte Minimumtemperatur (-10°C, -5°C, 0°C und 5°C) in den letzten 24 Stunden an einem Ort unterschritten wird.

4. Quantile

Die Streuung der verschiedenen Modellberechnungen eines Ensembles kann man auch durch die Darstellung von Quantilen erfassen. In einer räumlichen Darstellung wird zum Beispiel das vom Ensemble vorhergesagte Minimum der Windböen an jedem Ort der Schweiz bestimmt und dieser Wert farbcodiert dargestellt. Ebenso kann man beliebige Quantile, wie in untenstehender Abbildung das 25% und 75% Quantil (25% bzw. 75 % der Ensemble-Vorhersagen prognostizieren Böen mit geringeren Windgeschwindigkeiten als dem farbig angezeigten Wert), oder den maximalen Wert aus allen Ensemble-Vorhersagen auf diese Weise darstellen. Je näher die Werte der verschiedenen Quantile beieinanderliegen, desto sicherer ist die Vorhersage.

Vier gleiche Ausschnitte einer Karte mit farbcodierten Angaben zu verschiedenen Quantilen der maximalen Windböen der letzten 24 Stunden:  Minimum, 25% Quantil, 75% Quantil, Maximum.
Die mit ICON-CH2-EPS erstellten Karten zeigen unterschiedliche Quantile der maximalen Windböen der letzten 24 Stunden an. Gezeigt ist das vom Ensemble vorhergesagte Minimum der Windböen an jedem Ort der Schweiz, das 25% und 75% Quantil (25% bzw. 75 % der Ensemble-Vorhersagen prognostizieren Böen mit geringeren Windgeschwindigkeiten als dem farbig angezeigten Wert) sowie der maximale Wert aus allen Ensemble-Vorhersagen.