Thema des Tages
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Wissenschaft kompakt Verifikation von Wettermodellen Wettermodelle sollen möglichst genau den zukünftigen Zustand der Atmosphäre vorhersagen können. Um die Modellrechnungen zu verifizieren, also um zu bestimmen, wie gut die Modelle tatsächlich sind, gibt es verschiedene objektive Methoden. Heute wagen wir einen ersten Blick in das komplexe Thema der Verifikation. Unsere heutigen Wettermodelle sind hochkomplexe Systeme, die auf der Grundlage von riesigen Mengen an aktuellen Messwerten und mithilfe physikalischer Prinzipien, wie beispielsweise der Impuls- oder Masseerhaltung, versuchen möglichst genau zu simulieren, wie sich die Atmosphäre verhält. Doch wie wird eigentlich "gemessen", wie gut ein Modell wirklich ist? Die Antwort auf diese Frage liefern die Methoden der Verifikation. Diese vergleichen auf objektive Art die Modellvorhersagedaten mit den in der Realität gemessenen Beobachtungsdaten. Dazu werden sogenannte Gütemaße verwendet, wobei hierbei zwischen kontinuierlichen und kategorischen unterschieden wird. Erstere sind auf Zahlenwerte anwendbar, zweitere auf Ereignisse, die entweder eintreffen oder nicht eintreffen. Beginnen wir heute mit der kontinuierlichen Art: Ein einfaches Beispiel für ein kontinuierliches Gütemaß ist der mittlere absolute Fehler (MAE - Mean Absolute Error). Hier wird zuerst die Abweichung des gemessenen Werts einer meteorologischen Variablen (zB. Druck, Temperatur, etc.) zu dem vom Modell vorhergesagten Wert berechnet. Dabei wird vernachlässigt, ob das Modell zu hoch oder zu tief liegt. Danach wird das Mittel über all diese Fehler gebildet und am Ende hat man einen Wert, der die "Richtigkeit" der Vorhersage beschreibt. Doch eine gewisse Vorsicht mit dem Ergebnis ist geboten. Nehmen wir einmal an, ein Modell läge bei der Temperaturprognose die Hälfte der Zeit genau 0,5 K zu hoch und die andere Hälfte genau so viel darunter. Berechnet man einfach nur das Mittel, wäre dieses Modell dementsprechend perfekt, obwohl das offensichtlich nicht wirklich der Fall ist. Betrachten wir dagegen den MAE, so gäbe dieser einen Wert von 0,5, da das Vorzeichen des Fehlers ignoriert wird. Doch gleichzeitig gehen hier andere wichtige Informationen verloren: Sollte das Modell zu einem Zeitpunkt völlig danebengelegen haben, wird sich das im MAE durch die Mittelung nicht deutlich zeigen. Deshalb gibt es noch zahlreiche andere solcher Gütemaße, die ihre eigenen Schwerpunkte setzen. Der mittlere quadratische Fehler (MSE - Mean Squared Error) lässt beispielsweise eben diese besonders schlechten Vorhersagen stärker ins Gewicht fallen, ist jedoch nicht so intuitiv verständlich wie der MAE. Andere Maße sind der RMSE (Root Mean Squared Error, die Wurzel des MSE) oder auch die Korrelation. Letztere gibt an, wie sich zwei Variablen zueinander verhalten. Eine Korrelation (oder auch ein Korrelationskoeffizient) von -1 bedeutet, dass sie sich exakt linear entgegengesetzt verhalten, 1 bedeutet, dass sie sich linear positiv zueinander verhalten. Nun schauen wir uns mithilfe der Grafik an, wie sich die Modelle des Deutschen Wetterdienstes entwickelt haben. Die farbigen Linien zeigen die berechneten Korrelationen für die Vorhersage des Luftdrucks für die nächsten 24 Stunden (dunkelgrün), ansteigend bis hin zur Vorhersage für 168 Stunden (braun). Auf der y-Achse ist dabei die Korrelation aufgetragen und auf der x-Achse die Jahreszahlen. Was können wir aus dieser Grafik lesen? Einleuchtend ist, dass die Ein-Tages-Vorhersage (dunkelgrün) besser ist, als Vorhersagen für mehrere Tage im Voraus. Auch wenn das Gefühl des ein oder anderen vielleicht etwas Gegenteiliges sagt, wird ersichtlich, dass die Vorhersagequalität insgesamt nach oben geht und somit besser wird. Vergleichen wir die braune (Sieben-Tages-Vorhersage) mit der dunkelgrünen Linie, so können wir festhalten, dass unsere heutige Wochenvorhersage etwa so gut ist, wie eine Ein-Tages-Vorhersage im Jahre 1980. Spannend sind auch die abrupten Sprünge in den Linien. Beispielsweise wurden um 1975 wichtige geostationäre Satelliten in Betrieb genommen. Somit waren kontinuierliche großflächige Daten verfügbar, die in die Modelle einfließen konnten. Die Verbesserungen um 1990 oder auch 2015 hängen mit einem Modellwechsel zusammen. Das Globale Modell (GM) berechnete erstmals die atmosphärische Entwicklung für den gesamten Globus. Somit wurden auch weit entfernte Einflüsse auf Europa und den Nordatlantik berücksichtigt. Der Schritt zum ICON 13 Modell (ICOsahedral Non-hydrostatic model) führte erneut zu einer deutlichen Verbesserung. Natürlich zeigt diese Grafik lediglich ein Gütemaß für einen einzigen Parameter, trotzdem ist die positive Entwicklung eindeutig. In der Meteorologie gibt es jedoch nicht nur Vorhersagen für Zahlenwerte, sondern auch "Ja-Nein-Vorhersagen". Beispielsweise "regnet es hier heute?" oder "gibt es heute einen Sommertag?". Hierfür werden kategorische Methoden verwendet, doch diese würden den Rahmen dieses Thema des Tages sprengen und werden bei anderer Gelegenheit genauer betrachtet. (Das Bild und den Link zum heutigen Thema des Tages finden Sie wie immer im Internet unter www.dwd.de/tagesthema.) M.Sc.-Met. Fabian Chow Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 11.09.2026 Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Wetter aktuell Stark- und Dauerregen von Mittelitalien bis nach Österreich Tiefdruckeinfluss sorgt aktuell von Mittelitalien bis nach Österreich für kräftige Regenfälle. Im heutigen Thema des Tages finden sich u. a. Informationen darüber, wie sich die Wettersituation dort aktuell gestaltet und was bis in den morgigen Freitag an Regen insgesamt noch zu erwarten ist. Während in Deutschland, wie gestern schon im Thema des Tages gesagt, sehr verbreitet ruhiges Spätsommerwetter vorherrscht, sieht das Wetter von Mittelitalien bis nach Österreich überhaupt nicht nach Sommer aus. Dort fällt aktuell kräftiger Regen, und diese Regenfälle sollen auch noch bis weit in den morgigen Freitag anhalten. Eingesetzt haben die Niederschläge dabei schon am gestrigen Mittwoch. Bis zum heutigen Donnerstagmorgen um 08 MESZ meldeten einzelne Stationen in den betroffenen Regionen schon 24-stündige Regensummen von über 50 l/m2, so beispielsweise auch die slowenische Hauptstadt Ljubljana mit 55 l/m2. Getriggert werden die Starkniederschläge einerseits von einem mehrkernigen und etwas diffusen Tiefdrucksumpf, der sich vom westlichen Mittelmeer bis zum Balkan und in den Ostalpenraum erstreckt. Andererseits zieht ein Höhentief von Frankreich kommend über Oberitalien und Österreich in Richtung Polen. Die Abbildung 1 zeigt das Geopotential, also salopp gesagt die Druckverteilung in 500 hPa (etwa 5,5 km Höhe), am heutigen Donnerstagabend um 20 MESZ. Das Höhentief soll sich zu diesem Zeitpunkt etwa im Bereich von Turin befinden, auf seiner Ostflanke bzw. der Vorderseite stellt sich, wie durch die blauen Pfeile angedeutet, eine südwestliche Höhenströmung ein. Ebenfalls in Abbildung 1 erkennbar sind rot markierte Flächen, die die Regionen mit der stärksten Vertikalbewegen darstellen. Es ist deutlich zu erkennen, dass diese Gebiete von Mittelitalien, mit Schwerpunkten u.a. in der Region um Rom sowie östlich an die nördliche Adria anschließend, bis in den Süden Österreichs hineinreichen. Dass in dieser Region einiges an Wolken unterwegs ist, verdeutlicht der Blick auf die linke Seite der Abbildung 2. Über dem Tyrrhenischen Meer war dabei heute Vormittag um 11 MESZ ebenso eine Superzelle unterwegs wie in der Region Rom (dort hatten auch die Hebungsfelder der Abbildung 1 ein deutliches Maximum) und in der Poebene östlich von Mailand. Dies erkennt man unter anderem am hohen Eisanteil in den Wolken, die dadurch etwas ausgefranst bzw. faserig wirken. Viele Wolken zeigen sich auch von der nördlichen Adria bis nach Österreich hinein, und dort insbesondere nach Kärnten und in die Steiermark. Auf die letztgenannten Regionen fokussiert sich der rechte Teil der Abbildung 2 (ebenfalls um 11 MESZ). Die gemessenen Radarreflektivitäten sind dabei als Fläche dargestellt, dazu kommt die Blitzaktivität (rote, gelbe und grüne Kreuze). Die Blitzrate ist dabei an der kroatischen Küste zum dargestellten Zeitpunkt besonders hoch, schwächer fällt sie im Bereich der Ostalpen bzw. des östlichen und südöstlichen Alpenrandes aus. Dass der südöstliche Alpenrand dennoch, zumindest bezüglich des Niederschlages, das Hauptaugenmerk verdient, lässt sich wiederum aus der Abbildung 1 ableiten. Denn die dort angedeutete südwestliche Strömung auf der Vorderseite des Höhentiefs findet sich, in ähnlicher Form, auch in tieferen Luftschichten. Natürlich hat dies Stauniederschläge zur Folge, und diese fallen insbesondere in Slowenien und Italien besonders stark aus. Die Abbildung 3 zeigt die akkumulierten Niederschläge der Modelle ICON (in diesem Fall ICON-EU, links) sowie des Modells IFS des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersagen (rechts). Bei beiden Modellläufe handelt es sich um die 00 UTC-Läufe, die dargestellten Regensummen beziehen sich also auf das Zeitfenster von 02 MESZ in der zurückliegenden Nacht bis um 20 MESZ am morgigen Freitag. Das Modell IFS bringt es in der Spitze in Slowenien dabei auf 228 l/m2, ICON-EU im Dreiländereck Italien-Österreich-Slowenien dagegen "nur" auf 183 l/m2. Bedenkt man, dass, wie oben erwähnt, in der Region ja auch schon einiges an Regen gefallen ist, so sind zumindest regional 200 bis 250 l/m2 über das gesamte Ereignis durchaus im Bereich des Möglichen. Ganz vereinzelt kann auch noch etwas mehr zusammenkommen. Genau wissen wird man das aber erst, wenn der Regen abgeklungen ist. Dipl.-Met. Martin Jonas Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 10.09.2026 Copyright (c) Deutscher Wetterdienst