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Ein Schritt vor dem Wetter

RainCast - Niederschlagsvorhersage mit Radar

1. Was ist RainCast?

  • RainCast ist ein neuartiges automatisches Verfahren zur Vorhersage des lokalen Niederschlags-Risikos im Zeitbereich 0-2 Stunden.

2. Methode

  • Extrapolation von Radar-Bildsequenzen in die Zukunft.
  • Nutzungder Extrapolationsfehler für die Risikovorhersagen
  • Modulare Programmstruktur, anpassbar auf verschiedene Grössen, Auflösung und Zeitabstand der Radarbilder
  • Kurze Rechenzeit
  • Kurze Update-Intervalle (typischerweise alle 5-15 Minuten)
3. Produkte
  • Radarbild-Vorhersagen des Niederschlages
  • Standortabhängige Darstellung des Niederschlagsrisikos
  • Automatisch generierte Warnmeldungen

4. Anwendungen

  • Regen mässig/stark/extrem
  • Hagel
  • Hochwassergefahr
  • Schneefall
  • Vereisender Regen
  • Sturm (Zukunft)
  • Blitzschlag (Zukunft)

5. Geschichte

  • 70er Jahre: Extrapolation des gesamten Radarbildes
  • 1978: Einführung von TREC, Extrapolation von Teilbereichen des Radarbildes
  • 1995: Einführung von COTREC, Glätten des Bewegungsfeldes für verbesserte Extrapolation
  • 1999: Einführung von RainCast Version 1, die kommerzielle Version von COTREC. Im Betrieb vom Juni 1999 bis Okt. 2002
  • 2000: Optimierung von COTREC für hydrologische Anwendungen
  • 2001: Einführung von RainCast+, die Winter-Version von RainCast (Vorhersage Schneefall und vereisender Regen)
  • Herbst 2002: RainCast Version 2, mit Verbesserungen der Extrapolation von Gewitterzellen und stationären Niederschlagssystemen. Im Betrieb ab Nov. 2002

6. Validierung

   Experiment 1: Vergleich Radarbilder - Vorhersage und Beobachtung.

  • Getestet wurden die Versionen 1 und 2 von RainCast
  • Vergleichs-Kriterium: Korrelationskoeffizient zwischen 2 Radarbildern
  • Insgesamt 909 Vorhersageläufe, verteilt auf 4 Tage (23.2.2002, 24.6.2002, 31.8.2002 und 9.9.2002)
  • In 675 Fällen (74.3 %) liefert Version 2 die bessere Vorhersage, in den übrigen Fällen ist Version 1 die bessere Variante.
  • Im Mittel verlängert sich die Vorhersagedauer (bei gleichbleibender Vorhersagequalität) um 10 %, zum Beispiel von 60 Minuten (Version 1) auf 66 Minuten (Version 2).
  • Aufgrund dieser Resultate wird ab November 2002 RainCast Version 2 operationell eingesetzt.
    Experiment 2: Test der Niederschlags-Warnung
  • Getestet wurde folgendes Warn-Kriterium:"Das Risiko für mindestens mässigen Niederschlag erreicht in den folgenden zwei Stunden erstmals seit mindestens vier Stunden mindestens 50 %."
  • Ausgewertet wurden 23 Regenmess-Stationen (ANETZ der MeteoSchweiz) im Mittelland und im Tessin.
  • Die Warnung wurde als korrekt angesehen, falls es zum Zeitpunkt der Warnung trocken war, aber in den folgenden 2 Stunden mindestens 0.1 mm Niederschlag innert 10 Minuten registriert wurde.
  • Auswerteperiode: Mai-Sept. 2002
  • Total Warn-Meldungen: 1790, davon korrekt: 981 (54.8 %), zu spät: 408 (22.8 %), zu früh: 401 (22.4 %)
  • Fazit: 5-6 von 10 Warnungen sind korrekt, und 4-5 von 10 Warnungen sind zu früh oder zu spät.

7. Referenz

Für allfällige Bemerkungen und Fragen stehen wir gerne zur Verfügung (schmid@meteoradar.ch).