2H5M Prognosen

Beispiele für Lokalprognosen bei meteoradar.
Oben: alte Version, seit 2001 online
Unten: aktuelle Version „wiewirds“

Zum Verständnis: bei 2H5M Prognosen handelt es sich um Wetterprognosen für die nächsten 2 Stunden (2H), welche alle 5 Minuten (5M) aktualisiert werden. Diese Art von Prognosen im „Nowcasting“ Bereich sind unabdingbar für eine rasche und präzise Vorschau der lokalen Witterung in den kommenden Stunden.

Lokalprognosen sind in Mode gekommen. Jede Wetterseite, welche etwas auf sich hält, bietet solche auf mehrere Tage hinaus an. Je länger der Vorhersagezeitraum, umso besser. Spitzenreiter bei Schweizer Webseiten dürfte meteoblue.ch sein. Dort findet man fürs kleinste Kaff Lokalprognosen über die kommenden 14 Tage. Nebst der erwarteten Witterung werden auch Balkendiagramme angezeigt, welche die erwartete Variabilität der Temperatur und des Niederschlages wiedergeben. Als seriöse Grundlage für mehrtätige Lokalprognosen kommen in erster Linie die Resultate von hochaufgelösten numerischen Wettermodellen in Frage, welche mindestens auch die lokalen Gegebenheiten, z.B. die Standorthöhe und das Relief, berücksichtigen. Die Aussagen dieser Art von Lokalprognosen bleiben summarisch. Zeitangaben präziser als ein Tag sind kaum zu machen, und die Prognosen für benachbarte Orte auf gleicher Höhe dürften sich kaum gross unterscheiden. Und was über 10 Tage hinausgeht, dürfte mit einer viel einfacheren Klimastatistik wohl fast ebenso gut zu machen sein.

Tja, und wie sieht das am anderen Ende der Prognoseskala aus, im Bereich von 0-2 Stunden? Genau da, im Nowcasting Bereich, sind Standortunterschiede entscheidend, selbstverständlich auch Zeitangaben im Minutenbereich. So zum Beispiel beim Aufzug eines Sommergewitters, oder bei Schneeschauern im Winter, bei Nebel oder Glatteisgefahr. All die hochaufgelösten numerischen Wettermodelle kann man für 2-stündige Lokalprognosen getrost in den Kübel werfen, ganz einfach deshalb, weil die Rechenzeit dieser Modelle in der Regel mehrere Stunden beträgt. Selbstverständlich gibt es Alternativen, und die Forschung beschäftigt sich intensiv mit verschiedenen Techniken, bei welchen zunehmend auch spezielle numerische Modelle zum Zug kommen. Hilfreich ist selbstverständlich auch der Fortschritt in der Computer-Technik, welcher dazu beiträgt, dass die Rechenzeiten laufend kürzer werden.

Wir sind stolz darauf, dass meteoradar.ch als einziger Schweizer Wetterdienst über Jahre hinweg, seit 1999, eine Lokalprognose auf der Grundlage des 2H5M-Systems anbieten konnte (siehe Grafik oben rechts). Die Ausgangsdaten waren und sind Wetterradarbilder, Blitzdaten und Bodenmessdaten, welche mit einem superschnellen Rechenmodell innert Sekunden in die Vorhersagen umgesetzt werden. Diese Art von Prognosen sind naturgemäss nur für wenige, dafür aber entscheidende Wetterelemente machbar: Regen, Hagel, Überflutungsgefahr, Schneefall, vereisender Regen und Blitzschlaggefahr. Genau gleich wie beim 14-tägigen Vorhersagemodell von meteoblue berechnen wir mit einem optimierten Wahrscheinlichkeitsmodell die lokalen Risikofaktoren der erwähnten Wetterelemente. Auf Grundlage dieser Risikowerde vermitteln wir auch Warnungen, welche auf vollautomatischer Basis erstellt werden und für die unterschiedlichsten Anwender angeboten werden.

Es freut uns, dass wir, rechtzeitig auf die Festtage und den Jahreswechel, eine neue, benutzerfreundliche Version unserer Lokalprognose „wiewirds“ anbieten können. Diese ist auf der Webseite wiewirds.ch ab sofort öffentlich und kostenlos abrufbar. Mehr dazu in Kürze in einem weiteren Blogbeitrag.

 

Warmfront hebelt Berechnung der Schneefallgrenze aus

Ausschnitt Winterradar 03.12.2012 15:35 MEZ

Ausschnitt Winterradar 03.12.2012 15:35 MEZ

Ein aktuelles Beispiel zeigt die Grenzen der Technik auf: Normalerweise lässt sich die Schneefallgrenze relativ einfach anhand von Lufttemperatur und Taupunkt der Messwerte in verschiedenen Höhen berechnen. Das Donnerradar bzw. Winterradar wendet diese Methode an, die in der Regel den Übergangsbereich von fester zu flüssiger Form des Niederschlags verlässlich anzeigt. Doch in speziellen Fällen wie dem vorliegenden ist dieses System überfordert. Weshalb?

Der Kartenausschnitt des Winterradars (anklicken für Vollbild) zeigt auf den ersten Blick undefinierbaren Aggregatszustand des Niederschlags in der Westschweiz, und dies in allen Höhenlagen. Einzig im Hochgebirge oberhalb von 2000 m wird noch reiner Schnee berechnet. Eine halbe Stunde vor diesem Ausschnitt wurde noch sämtlicher Niederschlag bis in die Niederungen als Schnee angezeigt. Was ist geschehen?

Mit dem Aufzug einer Warmfront aus Westen hat sich zunächst milde Luft in höheren Lagen durchgesetzt. Die Temperatur stieg auf dem Moléson (1974 m) innerhalb von 20 Minuten von -2.1 auf +1.3 Grad. In tieferen Lagen wurden hingegen immer noch Minustemperaturen gemessen, in Lausanne beträgt die Lufttemperatur zur selben Zeit genau 0.0 Grad. Das Höhenprofil der Temperaturkurve zeigt daher einen deutlichen Knick, an dem die Inversion (Temperaturzunahme in der Höhe) zu erkennen ist. Die automatische Berechnung der Schneefallgrenze mit einer Spannweite vom Boden bis auf 2000 m Höhe ist daher nur eine logische Folge.

10 Minuten später weist die Station Moléson wieder eine negative Lufttemperatur auf, hingegen melden nun Flachlandstationen erstmals positive Werte. Die Folge: Die Schneefallgrenze wird in einem Bereich zwischen 200 und 400 m berechnet, und schon schlägt das System aufgrund von negativen Bodentemperaturen Glatteis-Alarm:

Ausschnitt Winterradar 03.12.2012 15:45 MEZ

Ausschnitt Winterradar 03.12.2012 15:45 MEZ

Da im Kampf der Warmluft gegen den vorhandenen Kaltluftkörper die Werte in den verschiedenen Lagen alle 10 Minuten vom negativen in den positiven Bereich und wieder zurück wechseln können, spielt die Anzeige scheinbar verrückt. Hier werden ganz klar die Grenzen der Technik aufgezeigt. Der hier vorhandene Fall ist zum Glück einerseits ein extremer, und zudem auch ein eher seltener. Bei solchen Verhältnissen ist jedoch klar, dass zum Beispiel im Strassenverkehr grösste Vorsicht geboten ist.

Nachtrag: Am Abend zeigt sich nun deutlicher, dass die Station Moléson offenbar ein Messproblem hat. Mit Ausschlägen bis +5.9 Grad (Stand 21:10 MEZ) liegt sie nun jenseits jeglicher Glaubwürdigkeit, welche die Modellkarten erwarten lassen. Realistisch ist eine Nullgradgrenze bei etwa 1600 m, welche auch von der Station Chasseral bestätigt wird. Lokale Abweichungen sind immer möglich, aber niemals im Ausmass wie derzeit von der Station Moléson gemeldet. Dass solche Fehlmessungen das System von Donnerradar / Winterradar durcheinander bringen, liegt auf der Hand. Doch auch mit korrekten Messungen sind die Verhältnisse heute extrem, mit einer Isothermie (Bereich ungefähr gleicher Temperatur) vom Boden bis in 1600 m Höhe.

 

Neuer Nebelmelder von meteoradar

Nebel bei der Talstation der Rinderbergbahn (Zweisimmen). Quelle: www.gstaad.ch

Ab sofort ist der neue Nebelmelder von meteoradar online! Als Datengrundlage dienen fast 300 Wetter-Webcambilder, welche auf camwetter.ch angezeigt werden. Die Bilder werden im 5-Minuten Takt analysiert, das Auftreten von Nebel wird dann tagsüber in den Zoom-Karten mit speziellen Nebelsymbolen angezeigt.

Zusätzlich wurde der Nebelmelder in folgende Produkte integriert:

– Anzeige als Nebelsymbol im bestehenden Produkt „Schnee & Eis“, welches neu in „Schnee-Eis-Nebel“ umbenannt wurde. Mit der Anzeige des Produktes stehen auch Direktlinks zu den Zoom-Karten bei camwetter.ch und zu den Temperatur-Höhenprofilen beim Donnerradar zur Verfügung. Beispiel siehe am Schluss des Artikels.

– Anzeige in den Temperatur-Höhenprofilen des Donnerradars/Winterradars, zur schnellen Erkennung der Höhenlage, insbesondere auch der Nebelobergrenze von Nebel- und Wolkenschichten. Beispiel siehe am Schluss des Artikels.

Wir sind überzeugt, dass diese Ergänzungen einen echten Mehrwert für die beiden bestehenden Produkte bieten, insbesondere in der kalten Jahreszeit.

Selbstverständlich kann die Nebelanzeige gelegentlich fehlerhaft sein. Da es sich um einen vollautomatischen Algorithmus handelt, können wir keine Haftung für die Korrektheit der angezeigten Information übernehmen. Wir werden in den kommenden Wochen Erfahrung sammeln und diese nutzen, um den Nebelmelder weiter zu verbessern.

Nebelanzeige im Temperatur-Höhenprofil, in einem Beispiel für die Region Voralpen-West. Quelle: meteoradar

Produkt Schnee-Eis-Nebel, Beispiel. Quelle: meteoradar

Verbesserte Messqualität des Albis-Radars

Die über 8 Bodenstationen gemittelten Tagessummen des Niederschlages, im Vergleich mit dem Albis Radar.

Nach dem Freischalten des neuen Albis-Radars ca. Mitte Juni 2012 wurde rasch klar, dass die vom neuen Radar angezeigte Regenintensität die effektiv am Boden registrierte Regenintensität markant unterschätzte. Dies wurde von diversen Anwendern bemängelt, unter anderem gab der Fehler Anlass zu einem kritischen Eintrag in diesem Wetterblog:
http://www.meteoradar.ch/wetterblog/2012/07/04/zeigt-der-neue-albis-radar-zu-wenig-niederschlag-an“
Die MeteoSchweiz reagierte am 18. Juli mit einer kurzen Mitteilung, in welcher über ein erstes „Tuning“ am Radar informiert wurde. Es wurde bei den nachfolgenden Niederschlägen rasch klar, dass der Fehler in der Tat auf ein unauffälliges Mass reduziert worden ist. Das Ende des meteorologischen Sommers 2012 (dieser dauert definitionsgemäss bis Ende August) nehmen wir zum Anlass für einen weiteren statistisch robusten Vergleich der Radarmessdaten mit den Daten von 8 Bodenstationen in der Umgebung des Albis-Radars. Die Auswertung belegt nun eine sehr gute Messqualität, was die Erfassung der Regenintensität durch den Albis-Radar angeht.

Die neue Auswertung folgt dem gleichen Schema, welches im oben zitierten Blog beschrieben wurde. Wir beschränken uns auf eine Auswhl von 10 Tagen (in der Periode 18.7. – 1.9.2012), an welchen flächige Niederschläge gegenüber lokal begrenzten Gewitterzellen dominieren. So können wir grobe Fehler bei der Zuordnung der Radarmessdaten zu den Werten der Bodenstationen vermeiden. Diese Fehler entstehen z.B. durch Windtransporte des Niederschlages, welche sich bei grossen kleinräumigen Variationen der Niederschlagsstärke besonders bemerkbar machen.

Die beigefügte Grafik zeigt die Resultate der Auswertung. Einige Auswertedaten sind in die Grafik eingefügt. Der Albis-Radar unterschätzt nun den effektiv gefallenen Niederschlag noch um etwa 15 Prozent. Die Verbesserung gegenüber der ursprünglichen Abweichung von mehr als 50 Prozent ist augenfällig. Der verbleibende Fehler ist im Rahmen des bei den anderen Radars festgestellten Fehlers (siehe den zitierten Blogeintrag). Es wäre vermessern, eine noch höhere Präzision zu fordern. Wir sind gespannt, wie stabil dieses Resultat in der Zukunft bleibt.

Die berechnete Korrelation zwischen den Radar- und Bodenwerten von 0.98 kann als geradezu hervorragend bezeichnet werden (der Idealwert wäre 1.0). Es ist anzumerken, dass die Korrelation auf einen Mittelwert der 8 Bodenstationen Bezug nimmt. Ein Blick auf die Daten der einzelnen Stationen zeigt naturgemäss grössere Schwankungen. Wir werden auf diese Schwankungen in einem weiteren Blog eingehen.

Wir sind sehr froh, dass die MeteoSchweiz den offensichtlichen Fehler des Albis-Radars rasch korrigiert hat. Nach wie vor unbefriedigend ist aus unserer Sicht die Radaranzeige im Bereich der Hagelstärke. Wir sind aber zuversichtlich, dass im Hinblick auf die nächste Sommersaison auch in diesem Bereich eine Verbesserung erzielt werden kann.

Neue Webcamseite www.camwetter.ch

Screenplot zur eleganten Navigation im Firefox

In diesem Blog möchten wir unsere neue Webcam-Seite www.camwetter.ch vorstellen. Diese Einstiegsseite führt zunächst auf ein Radarbild, bei Mausklick dann auf einen vergrösserten Kartenausschnitt mit Vorschaubildern und Links auf schöne Wetter-Webcams aus der Schweiz und dem nahen Ausland.

Insgesamt sind aktuell etwas mehr als 200 Webcambilder verlinkt, und es kommen laufend weitere dazu. Die Bedienung ist schörkellos. Bei Überfahren eines Farbtupfers mit der Maus auf der Zoom-Karte wird ein Vorschaubild angezeigt, und bei Klick auf den Farbtupfer öffnet sich in einem neuen Tab das Webcambild. Praktisch auch die Vorschaubildsammlung unterhalb der Zoom-Karte, angeordnet nach der Standorthöhe. Auch hier kann per Mausklick auf ein Vorschaubild das Webcambild in voller Grösse geöffnet werden.

Die neue Webcam-Seite bereichert das bisherige Angebot auf den beiden Homepages www.meteoradar.ch und www.metradar.ch. Nebst dem auf den Radarloops angezeigten Niederschlag können nun auch die lokalen Wetterverhältnisse (Wolken, Nebel, Nebeluntergrenze, Nebelobergrenze, Neuschnee, Schneefallgrenze und vieles mehr) direkt eingesehen werden. Mit wenigen Mausklicks kann zwischen den Webcambildern und den Radarloops hin und her navigiert werden.

Besonders praktisch wird die Navigation im Firefox mit dem zusätzlich installierten Addon „Tile Tabs“, siehe den angefügten verkleinerten Screen-Plot. Mit diesem Addon kann der Tab mit dem Webcambild neben dem Tab mit der Zoom-Karte im gleichen Browserfenster angeordnet werden. Bei Aufruf eines neuen Webcambildes per Mausklick erscheint dieses immer im 2. Tab auf der rechten Seite. So können sehr schnell verschiedene Webcambilder in einer Region eingesehen werden.

Gerne hoffen wir, dass den Lesern die neue Webseite gefällt. Falls Sie weitere schöne Wetter-Webcams kennen, welche jetzt noch fehlen, können Sie uns dies gerne per Email an support@meteoradar.ch mitteilen.

Unterbruch Radar Albis in der Hagel-Hauptsaison

Mit zielgenauer „Planung“ bringt es die MeteoSchweiz zustande, den Radar Albis ausgerechnet in der Gewitter/Hagel Hauptsaison, Mai/Juni 2012, ausser Betrieb zu nehmen. Nur Juni/Juli wäre noch treffsicherer, aber das kann ja noch werden, sollte es Verzögerungen geben…

Bei der vorletzten Info der MeteoSchweiz war noch von April/Mai 2012 die Rede. Dies konnten wir hinnehmen, auch wenn im Mai bereits schwere Gewitterstürme auftreten können (Beispiel: 26. Mai 2009). Aber Mai/Juni, vielleicht sogar auch noch Juli (bei Verzögerungen), ist ein happiger Brocken. Die grösste Stärke des Albis-Radars ist die frühzeitige Erkennung von lokalen und plötzlich aufziehenden Unwettern. Die Gefährung bei Starkgewitter ist im Sommer aufgrund der zahlreichen Freizeitaktivitäten und Veranstaltungen besonders hoch. Der Unterbruch bedeutet eine nicht hinnehmbare Einschränkung für die Unwettervorsorge. Der Radar La Dole und ausländische Geräte können den Albis Radar in der dicht bevölkerten Ostschweiz nicht ersetzen.

Aus diesen Gründen wäre eine Verschiebung des Unterbruchs in den ruhigeren Herbst bestimmt vorzuziehen. Wir haben diesen Vorschlag bei MeteoSchweiz hinterlegt, mit ungewissen Erfolgsaussichten. Selbstverständlich hoffen wir, dass sich die MeteoSchweiz dazu aufraffen kann, den Planungsfehler zugunsten einer sicheren Unwettervorsorge zu korrigieren.

Zitat aus Info-Mail der MeteoSchweiz von heute, 3.4.2012:

„Commissioning, offline testing, configuration and online testing of the new radar will start beginning of May. Starting from this moment operation of the old radar will not be possible any more. The new radar will start the operation at the beginning of July.“

Neuerungen bei meteoradar

Webcambild Reichenburg. Quelle: meteoradar

Mit Beginn des zweiten Jahresquartals können wir über einige spannende Neuerungen bei meteoradar berichten. Unsere Vision ist eine Internet Platform, welche rasch und unkompliziert übers aktuelle Wetter und die mutmassliche Wetterentwicklung in den kommenden Stunden orientiert. Wir glauben, dass wir diesem Ziel mit den folgenden Neuerungen ein schönes Stück näher gekommen sind.

– Die neue Webseite http://www.meteoradar.ch/de/camwetter.php erlaubt den Zugang auf über 200 schöne Wetter-Webcambilder in der Schweiz und dem nahen Ausland. Die Bedienung ist schnörkellos und lässt sofort erkennen, welche Bilder aktuell oder älter sind. Die Anordnung der Vorschaubilder nach der Höhe gibt raschen Aufschluss über Wolken, Nebel, Nebeluntergrenze, Nebelobergrenze, Schneegrenze, die Basishöhe von Thermikwolken und vieles mehr.

– Das Radarvorhersagebild der Homepage http://www.meteoradar.ch wurde vergrössert und mit einer neuartigen Abfrage der Lokalprognose in Symbolform versehen.

– Die User können nun mit einem Mausklick zwischen den drei Angeboten Camwetter, Lokalprognose und Donnerradar wechseln und haben so auf einfachste Weise Zugang zur gesamten Information.

– Die Angebote Camwetter und Lokalprognose sind frei verfügbar und bleiben kostenlos. Das kostenpflichtige Angebot Zoom/3D Donnerradar bietet zusätzlich eine Angabe über die Bewegung der Radarechos, Blitzdaten, vertikale Radar- und Temperaturprofile, Bodenmessdaten und (optional) Archivzugang.

– Die kostenpflichtige lokale Risikovorhersage mit detaillierter Risikoanzeige für Regen, Hagel, Blitzschlag, Schneefall und Glättegefahr wurde markant vergünstigt und kann jetzt bereits ab Fr. 5.40/Monat abonniert werden.

– Wir möchten darauf hinweisen, dass der Radar Albis der MeteoSchweiz in den Monaten April und Mai erneuert wird. Wir werden als „Ersatz“ Daten von ausländischen Radars verwenden. Vor allem östlich des Zürichsees ist mit Einschränkungen der angezeigten Radarinformation zu rechnen.

Warmfront am 22.12.2011

Radarloop Winterradar für die ganze Schweiz. Quelle: meteoradar

Zur Zeit herrscht richtig garstiges Wetter. Der gefallene Schnee hat sich in vielen Regionen in Matsch verwandelt und schmilzt langsam aber stetig vor sich hin. Kritisch ist es in den Bergen. Die gefallenen grossen Neuschneemengen werden durchfeuchtet und und instabil. Dadurch steigt nicht nur die Lawinengefahr, auch die Stabilität vieler Äste, Bäume und Hausdächer wird auf eine harte Probe gestellt. Zudem steigt die Gefahr von Überflutungen durch verstopfte Abläufe und übervolle Gewässer.

Wir möchten aufzeigen, wie mit unserem Produkt Winterradar abgeschätzt werden kann, wo es noch schneit und wo der Regen bereits überhand genommen hat. Der aktuelle Radarloop zeigt Niederschlag in weiten Teilen der Schweiz. Die Farbabstufung, blau/grün für Regen, und türkis/grau für Schneefall zeigt ganz klar, dass es im Flachland regnet und in den Hochalpen schneit. Aber wo liegt die Schneefallgrenze? Dazu bietet die Zoomfunktion eine gute Hilfe. Das Beispiel am Ende dieses Artikels weist darauf hin, dass der Regen in vielen Alpentälern vorherrscht, die Schneefallgrenze also deutlich in die Höhe geklettert ist. Zudem weist die blinkende braune Farbe auf Regionen mit grosser Glättegefahr hin. Das sind Regionen wo es zwar regnet, die Bodentemperatur aber weiterhin bei Null Grad liegt. Bei diesen Bedingungen ist die Gefahr von rutschigen Verhältnissen besonders hoch.

Aber die effektive Höhe der Schneefallgrenze ist auch aus der detaillierten Zoom-Karte nicht einfach herauszulesen. Genau aus diesem Grund haben wir jedem Zoom-Ausschnitt ein Höhenprofil der Lufttemperatur, Bodentemperatur und der Luftfeuchte beigefügt. Mit einem einfachen physikalischen Modell kann aus diesen Daten die mutmassliche Höhe der Schneefallgrenze berechnet werden. Dabei ist zu beachten, dass diese nicht etwa bei Null Grad liegt, sondern bei leicht positiven Temperaturen, nämlich im Mittel bei knapp über einem Grad. Die Höhe der Schneefallgrenze ist von mehreren Faktoren abhängig, u.a. von der Luftfeuchtigkeit. Es würde zu weit führen, an dieser Stelle näher auf diese Faktoren einzugehen.

Anhand mehrerer Höhenprofile (unterste Figur in diesem Blog) kann rasch abgeschätzt werden, dass es im Westen bis knapp 2000m regnet, während im Osten z.T. noch Schnee bis in tiefe Lagen fällt. In den Höhenprofilen ist der mutmassliche Bereich der Schneefallgrenze an der Höhenskala am linken Bildrand mit zwei Strichen markiert. Oberhalb des oberen Striches dürfte es schneien, underhalb des unteren Striches regnen.

Im Schweizer Sturmforum werden laufend Beobachtungen über die lokalen Verhältnisse (Schneefall oder Regen) übermittelt.
http://www.meteoradar.ch/forum/viewtopic.php?f=2&t=7975
So wird aktuell aus dem Graubünden weiterhin über intensiven Schneefall bis in tiefe Lagen berichtet, genauso wie es im Höhenprofil der Region Mittelbünden auch angezeigt wird. Man beachte aber,  dass auch 16 Höhenprofile, verteilt über die Schweiz, nicht immer genügen, um die Schneefallgrenze überall exakt wiederzugeben. Dazu ist die lokale Varibalität der Faktoren, welche die Schneefallgrenze beeinflussen, zu hoch.

Zoomloop Winterradar Zentralschweiz. Quelle: meteoradar