Den Winter vorhersagen? Das ist: kompliziert – Wissenschaft

Klima

Wenn Sie nur wüssten, wie kalt der Winter in Deutschland ist. Aber bei langfristigen Prognosen ist das nicht so einfach. Wie erstellen Forscher saisonale Wettervorhersagen?

von dpa

Winter

Wintererzgebirge.

Foto: DPA/Jan Woitas

Berlin (dpa). Wenn der Oktober warm und schön ist, kommt ein strenger Winter. Wenn nur langfristige Klimavorhersagen so einfach wären. Aktuell stellt sich die Frage, ob Energie in der kalten Jahreszeit knapp wird.

Herbst und Winter

Ende – nicht nur draußen: Angesichts der explodierenden Gaspreise wollen viele Bürger in diesem Herbst und Winter möglichst viel einheizen.

Foto: DPA/Jonas Walzberg

Helmholtz-Vizepräsident für Energie, Holger Hanselka, prognostizierte kürzlich, dass es bei einem milden Winter wohl keinen Engpass geben werde. Welche Phänomene beeinflussen den Winter in Mitteleuropa, wie saisonale Vorhersagen funktionieren und in welchem ​​Ausmaß (unsicher).

Was beeinflusst die Wintertrends in Mitteleuropa?

Der Klimaforscher Klaus Pankatz vom Deutschen Wetterdienst (DWD) erklärt, dass „ein Haufen Phänomene“ bestimmen werden, wie der Winter aussehen wird. Eine relativ große Rolle spielt ein Phänomen in der oberen arktischen Stratosphäre: der Polarwirbel. Dies kann die Westwindzirkulation beeinträchtigen, die milde, feuchte Luft vom Atlantik nach Mitteleuropa trägt. Ist diese Zirkulation gestört, kann kalte Luft zu uns gelangen.

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Wenn der Polarwirbel instabil ist – was im Winter häufig vorkommt – stört er die Stabilität der Westwindzirkulation. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit, sich zu erkälten, sagt Pankatz. Die gute Nachricht: „Aktuell ist der Polarwirbel sehr stark und auf absehbare Zeit stabil.“

Zudem hat die Schneedecke in Sibirien und Zentralasien Einfluss auf den Trend des kommenden Winters. Der Klimaexperte erklärt: „Die hohe Schneedecke im Frühwinter verschärft die sibirische Kalthochdruckzone. Im Spätwinter kann es sich nach Westen ausbreiten und uns kalte östliche Standorte bringen. In diesem allgemeinen Klima strömt kontinentale Luft von Osten nach Mitteleuropa.

Wie werden Saisonprognosen erstellt?

Für saisonale Vorhersagen verwenden Computer große Datenmengen, um auf Basis bestimmter Klimamodelle mögliche Wetterszenarien zu simulieren. So berechnen sie die Wahrscheinlichkeit, dass die nächste Saison nasser, trockener, wärmer oder kälter wird als im langjährigen Durchschnitt.

Relativsätze werden immer ausgedrückt und absolute Werte wie bestimmte Temperaturen werden nie angegeben. „Saisonprognosen sind Wettervorhersagen, keine Wettervorhersagen“, erklärt DWD-Forscher Andreas Paksian.

Wie unterscheidet es sich von Wettervorhersagen?

Saisonprognosen arbeiten laut Pankatz mit dem „Gedächtnis“ langfristiger Prozesse. Die Simulationen der Wissenschaftler sind längere, wiederkehrende Wettermuster, die sich über große Gebiete erstrecken. „Bei der Vorhersage des Wetters schaut man sich einzelne Tage an, etwa deren Höchst- und Tiefsttemperaturen. Aber sobald man über den Zeitraum von zehn Tagen bis zwei Wochen hinausgeht, muss man zusammenrechnen, mitteln.

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Bei einer saisonalen Prognose wird der Quartalsdurchschnitt mit dem Referenzzeitraum verglichen. “Auf der Skala der saisonalen Vorhersagen macht es keinen Sinn, einzelne Tage zu betrachten.” Und genau das sei „wichtig für die Botschaft“, betont Pankatz. Wenn wir sagen: durchschnittlich drei Monate tendenziell wärmer, kann es in dieser Zeit tage-, wochen- oder gar einen ganzen Monat lang kalt sein.

Welche Daten werden ausgewertet?

Für saisonale Vorhersagen arbeiten die Wissenschaftler mit einem Erdsystemmodell. Dazu wird die Erde in 3D-Gitterboxen eingeteilt, in denen der Zustand von Atmosphäre, Ozean, Landoberfläche und Meereis beschrieben wird.

„Ich brauche Beobachtungspunkte auf der ganzen Welt mit unterschiedlicher räumlicher Auflösung an der Spitze der Atmosphäre und tief im Ozean“, erklärt Paxian. Dabei handelt es sich einerseits um Messdaten, andererseits um berechnete Werte für Teile des Erdsystems, für die keine Messdaten vorliegen. Darüber hinaus fließen Annahmen zur Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre in die Simulation ein.

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Wie zuverlässig sind die Ergebnisse?

Die Wissenschaftler bezogen eine Vielzahl von Werten in ihre Simulationen ein, die zum Teil auf Hochrechnungen basierten. “Natürlich gibt es viel Unsicherheit”, sagt Paksian. Kennen Wissenschaftler beispielsweise nur den Bereich, in dem ein Startwert liegt, lassen sie das Modell mit anderen Werten rechnen.

Ein weiteres Problem: Wir kennen nicht alle Prozesse und Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean, Landoberfläche und Meereis. Diese sind daher in den aktuellen Simulationen nicht enthalten. Hinzu kommt, dass Computer bei komplexen Berechnungen schnell an ihre Kapazitätsgrenzen stoßen. Paksian sagt kurz: Die Qualität der Vorhersage hängt davon ab, welcher Zeitraum, welcher Ort und welche Variable betrachtet wird.

Und wie sieht die aktuelle Saisonprognose aus?

DWD-Wissenschaftler werten derzeit Daten verschiedener Klimamodelle für Deutschland aus. Dazu berechnen sie, wie viele Modelle ein Verhältnis von warmen, normalen oder kalten Ergebnissen relativ zum entsprechenden Referenzzeitraum aufweisen. Der DWD selbst führt den Vergleich für den Zeitraum 1991 bis 2020 durch, die anderen beteiligten Modelle arbeiten mit weiter zurückreichenden Bezugszeiträumen.

Die aktuelle Situation, so Paksian: „Seit drei Monaten – November, Dezember, Januar – sehen wir einen leichten Trend zu wärmeren Bedingungen.“

© dpa-infocom, dpa: 221102-99-350579/4

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