Meteorologie: Die geheime Wetter-Revolution

Es muss mitunter frustrierend sein, an Wettervorhersagen zu forschen. Da erstellt man Prognosen aus Abermillionen Messwerten, schlägt sich mit Supercomputern und "Ensemble-Modellen" herum und produziert am Ende tatsächlich immer präzisere Vorhersagen. Und dann wollen all die Menschen, für die all die schönen Berechnungen gedacht sind, immer bloß wissen, ob am Wochenende die Sonne scheint.

Dabei hat sich in der Wettervorhersage eine "stille Revolution" ereignet, wie es Meteorologen schon vor einiger Zeit in der Zeitschrift Nature beschrieben: Über die Jahre haben sich die Vorhersagen stetig verbessert. Seit Langem gilt die Faustregel "24 Stunden pro Jahrzehnt": Alle zehn Jahre kann der Wetterbericht mit gleicher Präzision einen Tag weiter in die Zukunft blicken, so dass die Fünf-Tages-Vorhersage heute so gut (oder schlecht) ist, wie 1980 der Wetterbericht für den nächsten Tag.

In einem Überblicksartikel in der Fachzeitschrift Science identifizieren amerikanische Geowissenschaftler um Richard Alley von der Pennsylvania State University nun drei Treiber dieser enormen Fortschritte: Erstens sind das bessere Wetterdaten, die zum allergrößten Teil von Satelliten stammen. Zweitens die Rechenpower moderner Computer, mit denen sich hochkomplexe Wettermodelle bis ins Detail durchrechnen lassen. Wirklich revolutioniert hat das Ganze aber erst Punkt drei: die Art und Weise, wie die Daten in die Modelle eingebaut werden.

Größte Schwierigkeit bei der Wettervorhersage: wissen, wie das Wetter aktuell ist

Das größte Problem in der Wettervorhersage ist, dass man nie perfekt über den aktuellen Ist-Zustand des globalen Wettersystems Bescheid weiß - so gut ist kein Satellit, dass er an jedem Punkt von Erde, Luft und Wasser messen kann. Diese kleinen Unsicherheiten in den Ausgangsdaten haben die fatale Angewohnheit, sich zu massiven Unterschieden auszuwachsen. Ob heute die Verteilung von Temperatur oder Luftdruck so oder etwas anders ist, kann in einigen Tagen zwischen trocken-mild und nasskalt entscheiden.

Inzwischen haben Meteorologen aber immer bessere Tricks, mit diesem Problem umzugehen. Der europäische Wetterdienst ECMWF etwa, dessen Modelle und Daten auch der Deutsche Wetterdienst nutzt, hat schon 1997 ein System namens 4D-Var eingeführt, das heute weit verbreitet ist. Stark vereinfacht, verwenden die Forscher nicht nur die aktuellen Messdaten, sondern auch jene, die in den sechs Stunden zuvor erhoben wurden. Dann wird so lange an den Parametern geschraubt, bis das Modell den Wetterverlauf über diesen Zeitraum hinweg gut beschreibt. Erst dann lässt man es auf die Zukunft los. Das kann den Vorhersagefehler erheblich verringern. "Die Einführung von 4D-Var war ein Durchbruch, das hat viel verändert", sagt Florian Pappenberger, Direktor für Vorhersage beim ECMWF.

Aber sind all diese Fortschritte auch beim durchschnittlichen Wetterapp-Nutzer angekommen?

Inzwischen ist mit solchen und ähnlichen Techniken eine Vorhersage für bis zu zehn Tage möglich. Zum Teil können solche Verbesserungen über Leben und Tod entscheiden: So kann man heute die Bahn eines Hurricanes vier Tage im Voraus genauer berechnen, als dies vor zwanzig Jahren mit zwei Tagen Vorlauf möglich war. Die gewonnene Zeit ist kostbar für Vorbereitung und Evakuierungen. Was jedoch schwierig bleibt, sind präzise Wettervorhersagen über das magische Zeitfenster von zwei Wochen hinaus. In Science erklären die Forscher um Alley das für schlichtweg unmöglich. Pappenberger ist da vorsichtiger: "Es haben auch schon Leute gesagt, man könne nicht zum Mars fliegen", sagt er. Trotzdem: Noch sind die Auswirkungen von Unsicherheiten und Chaos für so langfristige Prognosen einfach zu groß. Dafür kann man aber gewisse Trends durchaus über Monate vorhersagen - etwa, wie sich das Phänomen El Niño oder ähnliche Schwankungen entwickeln.

Aber sind all diese erstaunlichen Fortschritte auch beim durchschnittlichen Wetterapp-Nutzer angekommen? "Wer weiß schon noch, wie gut die Vorhersagen vor zehn Jahren waren?", meint Pappenberger. Das klingt etwas desillusioniert.

Einer, der es eigentlich wissen sollte, ist etwas optimistischer. Seit 20 Jahren erklärt ARD-Meteorologe Sven Plöger den Deutschen im Fernsehen das Wetter. "Ich habe das Gefühl, dass die Leute zu schätzen wissen, was wir machen", sagt er. 90 bis 93 Prozent korrekt seien die Vorhersagen für den nächsten Tag in Deutschland - das heißt etwa: maximal zwei Grad Temperaturabweichung, und wenn in einer Region Schauer angesagt werden, dann regnet es dort auch, wenngleich vielleicht nicht überall. Aber zum Teil verkompliziert der Klimawandel die Dinge. Er führt dazu, dass Hochs wie Tiefs länger an einer Stelle verharren. Dann weiß man vielleicht, dass in einer ganzen Region Unwetter drohen - aber nicht am Vorabend auf zehn Kilometer genau. "Dümpelwetterlagen", nennt Plöger das. Dann sei das lokale Wetter oft viel schwerer vorherzusagen als etwa beim Durchzug einer Kaltfront.

Und schließlich ist da das persönliche Empfinden. Wenn die Vorhersage mal nicht stimmt, dann werde das eben intensiver wahrgenommen, meint Plöger, aus langjähriger Erfahrung auch zum Wetterpsychologen geworden. "Ich werde nass, obwohl es doch hieß, es bleibt trocken: Das merkt man sich."