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Software für mittelfristige Klimaprognosen Wettervorhersage für die nächsten zehn Jahre

Autor / Redakteur: Sven Lebort* / Christian Lüttmann

Morgen überwiegend sonnig bei 20 bis 26 °C – solche Aussagen sind aus dem täglichen Wetterbericht bekannt. Doch welche Wettertrends sind im Zeitraum von zehn Jahren zu erwarten? Diesen ungewöhnlichen Vorhersagezeitraum wollen Forscher der Freien Universität Berlin mit ihrem neuen Wettermodell bedienen.

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Wetterbericht für die kommenden 10 Jahre? Eine neue Software soll mittelfristige Wettertrends berechnen (Symbolbild).
Wetterbericht für die kommenden 10 Jahre? Eine neue Software soll mittelfristige Wettertrends berechnen (Symbolbild).
(Bild: Pixabay/Pixaline (Collage))

Berlin – Kann ich morgen den Wintermantel gegen die Übergangsjacke tauschen? Brauche ich einen Regenschirm für den Spaziergang? Und ist es eine gute Idee, diese Woche mit dem Rad zur Arbeit zu fahren, oder sollte ich besser die Bahn nutzen? Solche Fragen beantworten uns die Wetterberichte bereits hinreichend und – je kurzfristiger, desto besser – auch mit großer Sicherheit.

Doch es sind nicht die einzigen Fragen, die von Belang sind. Viel geforscht wird auch zu dem Aspekt, wie sich das Klima in den nächsten Jahrhunderten insgesamt verändern wird: wo es wärmer wird, wie sehr der Meeresspiegel steigen und in welchen Regionen die Anzahl von Wetterextremen zunehmen könnte.

Lücke in der Wettervorhersage

Zwischen den Kurz- und Langzeitprognosen klafft allerdings derzeit eine große Lücke: Mittelfristige Vorhersagen – in der Größenordnung von zehn Jahren – sind bisher kaum möglich. Gerade sie sind aber für Wirtschaft, Medizin und Politik sehr wichtig. „Denken Sie nur an den Energiesektor: Brauchen wir mehr oder weniger Windkraft- und Solaranlagen, und wenn wir mehr brauchen, dann wo? Wie viel Energie wird wann an welchen Orten erzeugt?“, sagt Ulrich Cubasch, Professor für Meteorologie an der Freien Universität Berlin.

Antworten auf diese Fragen möchten Cubasch und seine Kollegen im Projekt „Mittelfristige Klimaprognosen“ kurz Miklip, finden. Darin soll geklärt werden, ob verlässliche Vorhersagen für die nächsten zehn Jahre möglich sind.

Vorhersagen für Landwirte und Versicherungen relevant

In der 2015 abgeschlossenen ersten Projektphase hat sich bereits gezeigt, dass es mit den heute verfügbaren Daten durchaus möglich ist, mittelfristige Klimaprognosen zu erstellen. Ziel der jetzt endenden zweiten Phase war es, einen Software-Prototyp für solche Vorhersagen zu entwickeln und ihn dem Deutschen Wetterdienst zur Verfügung zu stellen.

„Natürlich werden wir nie sagen können, wie warm es an einem bestimmten Tag im Jahr 2025 sein wird und ob dann die Sonne scheint oder es regnet“, sagt Cubasch. „Aber wir können sagen, um wie viel Grad es im Durchschnitt wärmer wird, wie sich die Niederschlagsgebiete verschieben, und wir können die Veränderungen des Golfstroms vorhersagen.“

Die Nachfrage nach solchen Prognosen sei groß, versichert Cubasch, der auch Mitglied im Weltklimarat der Vereinten Nationen ist: Versicherungen etwa passten ihre Prämien an die Wahrscheinlichkeit von großen Stürmen oder starken Regenfällen an. Landwirte wollten wissen, ob sie künftig besser Pflanzen anbauen, bei denen es mehr auf Dürreresistenz ankommt als auf Winterhärte. Reedereien wüssten gern, wann die Arktis wo schiffbar ist, Krankenhäuser müssten sich möglicherweise auf Hitzeperioden und die damit verbundenen Kreislaufprobleme einstellen.

Bojen auf Daten-Tauchgang

Um eine verlässliche Zehn-Jahres-Prognose, auch „dekadische Vorhersage“ genannt, erstellen zu können, entwickelten die Forscher ein mathematisches Modell, das mit sehr vielen Daten gefüttert wird. Die Daten stammen von Wetterballons, Satelliten und unzähligen Sensoren, vor allem in den Ozeanen. Dort schwimmen mittlerweile zahlreiche solcher Mess-Bojen.

Auch solche, die tauchen, unter Wasser Strömungen und Temperaturen messen, dann in regelmäßigen Abständen emporkommen und ihre Ergebnisse an Satelliten senden. Viele Handelsschiffe erstellen ebenfalls Messungen, die zu dem riesigen Datensatz beitragen, auf den die Klimaforscher zugreifen können. Jetzt, zum Ende des Projekts, ist nicht nur das Modell erstellt, sondern auch der Software-Prototyp.

„Wir haben testweise zurückliegende Jahre durchgerechnet, etwa die Zeit von 1961 bis 2013 – und die Ergebnisse stimmten mit der Realität sehr gut überein“, sagt Cubasch. „Dabei haben wir viel gelernt, wie wichtig die Ozeane für eine zutreffende Prognose sind.“ Erst seit etwa zehn Jahren seien genügend Daten und eine ausreichende Rechenleistung verfügbar, um die Ozeane einbeziehen zu können. Seither habe die Entwicklung von Prognosemodellen einen Sprung gemacht, betont der Klimaexperte.

Erste Testvorhersage online

Der im Miklip-Projekt neu entwickelte Prototyp soll nun vom Deutschen Wetterdienst für mittelfristige Prognosen genutzt werden. Die Forschungsergebnisse würden veröffentlicht, aber wegen des immensen Rechenaufwandes werde wohl nur der Wetterdienst die Programme einsetzen, sagt Cubasch. „Eine Versicherung oder ein Landwirtschaftsbetrieb werden sich diesen Aufwand nicht leisten wollen oder können; sie nutzen lieber die Prognosen der Dienste.“

Miklip ist demnach auf der Zielgeraden. Eine erste Testvorhersage für den Zeitraum 2018 bis 2027 wird unter www.fona-miklip.de bereits angeboten. Ende Mai findet die abschließende Konferenz im Harnack-Haus der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin-Dahlem statt. Zu diesem Zeitpunkt werde der Deutsche Wetterdienst die Software möglicherweise schon in einer Pilotphase im Einsatz haben, rechnet Cubasch.

Rentable Technologie?

Die entscheidenden Fragen seien nun, ob das Interesse aus der Wirtschaft für die dekadische Prognose wirklich existiere und ob es groß genug sei, dass der Wetterdienst mit diesen Prognosen Geld verdiene. Dass sich ein einzelnes Unternehmen die nötige Rechenkraft und die Software selbst installiere, hält er für unwahrscheinlich; deshalb war der Wetterdienst auch von Anfang an am Forschungsprojekt beteiligt. Nur dort sitzen auch Klimaspezialisten, die solche Modellierungen überhaupt seriös betreiben können. „Es wäre wirklich bedauerlich, wenn das Ergebnis von so viel Arbeit in der Schublade endete“, sagt der Meteorologe. Der wissenschaftliche Gewinn sei aber bereits jetzt immens und unverzichtbar.

* Sven Lebort, Freie Universität Berlin, 14195 Berlin

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