© markus haubt vortrag gfs-wetterprognose gfs-wetterprognose

© Markus Haubt

Vortrag GFS-Wetterprognose

GFS-Wetterprognose

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Topics

I. Wettermodelle verstehen - warum?

II. Das GFS-Wettermodell

III. Langfristprognose mit GFS – die 500hPa-Geopot-Karte

IV. Charakteristische Wetterlagen

V. Prognosestabilität

VI. Der Hammertag

I. Wettermodelle verstehen - warum?

II. Das GFS-Wettermodell

III. Langfristprognose mit GFS – die 500hPa-Geopot-Karte

IV. Charakteristische Wetterlagen

V. Prognosestabilität

VI. Der Hammertag

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1. Wettermodelle sind die Basis aller Wetterprognosen

Alle redaktionellen Wetterberichte – also Rundfunkwetter, Flugwetter, Internetwetterportale – basieren auf den Daten der Wettermodelle.

1. Wettermodelle sind die Basis aller Wetterprognosen

Alle redaktionellen Wetterberichte – also Rundfunkwetter, Flugwetter, Internetwetterportale – basieren auf den Daten der Wettermodelle.

I. Wettermodelle verstehen – warum?I. Wettermodelle verstehen – warum?

2. Wettermodelle bieten detailliertere Daten

Redaktionelle Wetterberichte komprimieren sehr komplexe Wettersituationen auf wenige, oft zu allgemeine Aussagen. Dies gilt insbesondere für unser Flugwetter. Ein Blick in die Wettermodelle ergänzt die Aussagen der Profis oft um die entscheidenden Detaills.

2. Wettermodelle bieten detailliertere Daten

Redaktionelle Wetterberichte komprimieren sehr komplexe Wettersituationen auf wenige, oft zu allgemeine Aussagen. Dies gilt insbesondere für unser Flugwetter. Ein Blick in die Wettermodelle ergänzt die Aussagen der Profis oft um die entscheidenden Detaills.

3. Wettermodelle sind interessant!

Die Beschäftigung mit den Wettermodellen kann einem nicht nur Vorteile sondern auch eine Menge Spaß bereiten.

3. Wettermodelle sind interessant!

Die Beschäftigung mit den Wettermodellen kann einem nicht nur Vorteile sondern auch eine Menge Spaß bereiten.

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I. Wettermodelle verstehen – warum?I. Wettermodelle verstehen – warum?

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II. Das GFS-ModellII. Das GFS-Modell

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II. Das GFS-ModellII. Das GFS-Modell

Das GFS-Wettermodell

• bedeutet GFS = Global Forecast System (früher AVN/MRF)

• wird alle sechs Stunden neu berechnet, also 4x pro Tag

• berechnet die Wetterdaten an einzelnen Punkten, mittlerweile in einem 40km-Raster

• ist daher sehr aktuell und lokal präzise

Das GFS-Wettermodell

• bedeutet GFS = Global Forecast System (früher AVN/MRF)

• wird alle sechs Stunden neu berechnet, also 4x pro Tag

• berechnet die Wetterdaten an einzelnen Punkten, mittlerweile in einem 40km-Raster

• ist daher sehr aktuell und lokal präzise

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III. Die 500hPa-Geopot-KarteIII. Die 500hPa-Geopot-Karte

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Was diese Karte zeigtWas diese Karte zeigt

Dargestellt sind:

Das Geopotential (in Farben)

Die Höhe der 500hPa-Druckfläche in Dekametern. Dieser Wert repräsentiert im Grunde den Luftdruck in ca. 5000m Höhe, den fortan sogenannten Höhendruck.

Der Bodendruck (als weißeIsobaren)

Dargestellt sind:

Das Geopotential (in Farben)

Die Höhe der 500hPa-Druckfläche in Dekametern. Dieser Wert repräsentiert im Grunde den Luftdruck in ca. 5000m Höhe, den fortan sogenannten Höhendruck.

Der Bodendruck (als weißeIsobaren)

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Warum sind diese beiden Größen so wichtig?Warum sind diese beiden Größen so wichtig?

1. Direkt an Höhen- und Bodendruck gekoppelt sind der Höhen- und Bodenwind (also auf 5000m und am Boden). Diese lassen sich mit etwas Übung direkt aus dieser Karte ablesen/ableiten.

2. Der Bodendruck wird zwar oft in landläufigen Wetterberichten als die wetterdominierende Größe zitiert und dargestellt. Wichtiger für uns und für die Großwetterlage viel relevanter ist aber der Höhendruck.

1. Direkt an Höhen- und Bodendruck gekoppelt sind der Höhen- und Bodenwind (also auf 5000m und am Boden). Diese lassen sich mit etwas Übung direkt aus dieser Karte ablesen/ableiten.

2. Der Bodendruck wird zwar oft in landläufigen Wetterberichten als die wetterdominierende Größe zitiert und dargestellt. Wichtiger für uns und für die Großwetterlage viel relevanter ist aber der Höhendruck.

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Welche Informationen stecken damit in dieser Karte?Welche Informationen stecken damit in dieser Karte?

Man erkennt mit entsprechender Übung gebündelt und sehr anschaulich:

• Die Großwetterlage• Lokale Hoch- und Tiefdruckgebiete am Boden und in der Höhe• Die dominierenden Windrichtungen in allen relevanten Luftschichten

Folgende weitere Informationen lassen sich zumindest grob direkt aus dieser Karte ableiten:

• die Feuchte der zugeführten Luftmassen• die Temperaturen in den verschiedenen Höhenschichten

Man erkennt mit entsprechender Übung gebündelt und sehr anschaulich:

• Die Großwetterlage• Lokale Hoch- und Tiefdruckgebiete am Boden und in der Höhe• Die dominierenden Windrichtungen in allen relevanten Luftschichten

Folgende weitere Informationen lassen sich zumindest grob direkt aus dieser Karte ableiten:

• die Feuchte der zugeführten Luftmassen• die Temperaturen in den verschiedenen Höhenschichten

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Interpretation der Großwetterlage

Interpretation der Großwetterlage

Hierzu betrachtet man vor allem den (farbigen) Höhendruck.

Liegen wir eher im Hochdruck- (orange-rot)oder imTiefdruckeinfluss (grün)?

Wo befinden sich Höhentiefs?

Die Beispielkarte zeigt ein markantes Höhentief östl. von England gepaart mit einem schwachen Bodentief.

Hierzu betrachtet man vor allem den (farbigen) Höhendruck.

Liegen wir eher im Hochdruck- (orange-rot)oder imTiefdruckeinfluss (grün)?

Wo befinden sich Höhentiefs?

Die Beispielkarte zeigt ein markantes Höhentief östl. von England gepaart mit einem schwachen Bodentief.

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starke Drängung, starkwindig geringe Drängung,

schwachwindig


Windrichtungen und Windstärken

Windrichtungen und Windstärken

Der Wind weht fast immer parallel zu den Isobaren am Boden und den Höhendrucklinien (die Grenzen der Farbschattierungen) in der Höhe.Nur zwischen Tief- und Hochdruck findet eine Ausgleichsströmung schräg zu den Isobaren statt (S-Schlag).

WICHTIG: Der Wind weht immer im Uhrzeigersinn um Hochdruckgebiete und gegen den Uhrzeigersinn um Tiefdruckgebiete.

Die Stärke des Windes ergibt sich aus der Drängung der Drucklinien, je dichter desto stärker der Wind.

Der Wind weht fast immer parallel zu den Isobaren am Boden und den Höhendrucklinien (die Grenzen der Farbschattierungen) in der Höhe.Nur zwischen Tief- und Hochdruck findet eine Ausgleichsströmung schräg zu den Isobaren statt (S-Schlag).

WICHTIG: Der Wind weht immer im Uhrzeigersinn um Hochdruckgebiete und gegen den Uhrzeigersinn um Tiefdruckgebiete.

Die Stärke des Windes ergibt sich aus der Drängung der Drucklinien, je dichter desto stärker der Wind.

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MeerMeer

Meer

Meer

kontinental

kontinental

Meer


Feuchte der Luftmassen

Feuchte der Luftmassen

Die Feuchte der zugeführten Luftmassen ist ein ganz wesentlicher Faktor nicht nur für die Bewertung der Großwetterlage.

Auch für die Bewertung der Thermikgüte, vor allem der Bewölkungsgrade und Basishöhen ist diese relevant.

Es gilt die Faustregel:Kommt die Luft vom Meer, ist sie feucht. Kommt sie hingegen aus kontinentalen Regionen, ist sie trocken.In unseren Breiten kann man grob sagen, dass westliche Strömungen eher feucht, östliche hingegen eher trocken sind.

Die Feuchte der zugeführten Luftmassen ist ein ganz wesentlicher Faktor nicht nur für die Bewertung der Großwetterlage.

Auch für die Bewertung der Thermikgüte, vor allem der Bewölkungsgrade und Basishöhen ist diese relevant.

Es gilt die Faustregel:Kommt die Luft vom Meer, ist sie feucht. Kommt sie hingegen aus kontinentalen Regionen, ist sie trocken.In unseren Breiten kann man grob sagen, dass westliche Strömungen eher feucht, östliche hingegen eher trocken sind.

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warm

kalt


Temperatur der Luftmassen

Temperatur der Luftmassen

Die Temperatur der Luftmassen kann relativ einfach grob nach nördlichen und südlichen Windrichtungen unterteilt werden.

Nördliche Luftströmungen polaren Ursprungs-> kalte Luftmassen

Südliche Luftströmungen äquatorialen Ursprungs-> warme Luftmassen

Achtung:Oft werden südl. Luftmassen im Schwung von Norden her herangeführt oder umgekehrt polare Luftmassen über einen Umweg von Süden her.

Die Temperatur der Luftmassen kann relativ einfach grob nach nördlichen und südlichen Windrichtungen unterteilt werden.

Nördliche Luftströmungen polaren Ursprungs-> kalte Luftmassen

Südliche Luftströmungen äquatorialen Ursprungs-> warme Luftmassen

Achtung:Oft werden südl. Luftmassen im Schwung von Norden her herangeführt oder umgekehrt polare Luftmassen über einen Umweg von Süden her.

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IV. Charakteristische WetterlagenIV. Charakteristische Wetterlagen

Das GenuatiefDas Genuatief

Führt feuchte Mittelmeer-Luftmassen von Süden gegen die Alpen.

Schlechtwetter auf der Alpensüdseite,eventuell Föhn auf der Alpennordseite.

Oft nur als Höhentief erkennbar, trotzdem selbst bei schwacher Ausprägung (wie in unserem Beispiel) meist sehr wetterwirksam!

Führt feuchte Mittelmeer-Luftmassen von Süden gegen die Alpen.

Schlechtwetter auf der Alpensüdseite,eventuell Föhn auf der Alpennordseite.

Oft nur als Höhentief erkennbar, trotzdem selbst bei schwacher Ausprägung (wie in unserem Beispiel) meist sehr wetterwirksam!

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Starker HöhenwindStarker Höhenwind

Oft interessante Flugtage wenn der Höhenwind deutlich stärker als der Bodenwind ausfällt, da unten gute Thermikausbildung möglich ist, oben dann Turbulenzen und ordentlich Gegen- oder Rückenwind vorherrschen können.

Im Beispiel ist im Alpenraum starker Höhenwind aus West ab 3000m zu erwarten. Am Boden hingegen herrscht mäßiger Nordwind.

Oft interessante Flugtage wenn der Höhenwind deutlich stärker als der Bodenwind ausfällt, da unten gute Thermikausbildung möglich ist, oben dann Turbulenzen und ordentlich Gegen- oder Rückenwind vorherrschen können.

Im Beispiel ist im Alpenraum starker Höhenwind aus West ab 3000m zu erwarten. Am Boden hingegen herrscht mäßiger Nordwind.

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Labile LageLabile Lage

Generell eher gewittrige Lagen. Windrichtungen können sich kurzfristig noch stark ändern.

Labile Lagen ergeben sich meist bei geringen Druckgegensätzen, also bei geringen Windstärken. Sie sind nicht immer einfach zu erkennen.

Meist ist bei solchen Wetterlagen keine eindeutige Verteilung von Hoch- und Tiefdruck erkennbar.

Generell eher gewittrige Lagen. Windrichtungen können sich kurzfristig noch stark ändern.

Labile Lagen ergeben sich meist bei geringen Druckgegensätzen, also bei geringen Windstärken. Sie sind nicht immer einfach zu erkennen.

Meist ist bei solchen Wetterlagen keine eindeutige Verteilung von Hoch- und Tiefdruck erkennbar.

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Höhen-HochBoden-Hoch

Höhen-TiefBoden-Tief

Höhen- und Bodenwind parallel

V. PrognosestabilitätV. Prognosestabilität

FaustregelFaustregel

An bestimmten Charakteristika lässt sich die Stabilität/Zuverlässigkeit der Modellprognosen ableiten:

Die Faustregel lautet:

Je ähnlicher Boden- und Höhendruck sind, desto zuverlässiger ist die Prognose, desto weiter kann mit hinreichender Verlässlichkeit in die Zukunft geschaut werden.

Im nebenstehenden Beispiel haben wir es mit einer ziemlich stabilen Prognose zu tun, da Boden- und Höhendruckgebiete relativ deckungsgleich sind

An bestimmten Charakteristika lässt sich die Stabilität/Zuverlässigkeit der Modellprognosen ableiten:

Die Faustregel lautet:

Je ähnlicher Boden- und Höhendruck sind, desto zuverlässiger ist die Prognose, desto weiter kann mit hinreichender Verlässlichkeit in die Zukunft geschaut werden.

Im nebenstehenden Beispiel haben wir es mit einer ziemlich stabilen Prognose zu tun, da Boden- und Höhendruckgebiete relativ deckungsgleich sind

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Höhen-Hoch

Boden-Hoch

Höhen-Tief

Boden-Tief

Höhen- und Bodenwind kreuzen sich


Instabile PrognoseInstabile Prognose

Hier nun ein Beispiel einer eher instabilen Prognose:

Höhen- und Bodentiefs wie –hochs zeigen praktisch keine Übereinstimmung, weichen um mehrere 100km in der Lage ihrer Zentren voneinander ab. Höhen- und Bodenwind verlaufen nicht in gleichen Richtungen.

Wird solch eine Lage 3 oder mehr Tage im Voraus prognostiziert, muss noch mit erheblichen Unsicherheiten und Änderungen gerechnet werden.

Hier nun ein Beispiel einer eher instabilen Prognose:

Höhen- und Bodentiefs wie –hochs zeigen praktisch keine Übereinstimmung, weichen um mehrere 100km in der Lage ihrer Zentren voneinander ab. Höhen- und Bodenwind verlaufen nicht in gleichen Richtungen.

Wird solch eine Lage 3 oder mehr Tage im Voraus prognostiziert, muss noch mit erheblichen Unsicherheiten und Änderungen gerechnet werden.

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Anschaulicher Vergleich mit den Spaghettiplots:Man erkennt deutlich die chaotische Stelle über Italien im Bereich des alleinstehenden Bodentiefs ohne Entsprechung im Höhendruck. Die Prognose ist in diesem Fall speziell für diesen Bereich noch unsicher.

Anschaulicher Vergleich mit den Spaghettiplots:Man erkennt deutlich die chaotische Stelle über Italien im Bereich des alleinstehenden Bodentiefs ohne Entsprechung im Höhendruck. Die Prognose ist in diesem Fall speziell für diesen Bereich noch unsicher.

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VI. Der HammertagVI. Der Hammertag

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VI. Der HammertagVI. Der Hammertag

Hammertag-KriterienHammertag-Kriterien

Woran erkenne ich einen Hammertag in der Prognose?

• Hammertage sind nur schwer zu prognostizieren und zu erkennen

• Die Luftmassen dürfen nicht zu feucht sein (tiefe Basen)

• Der Temperaturgradient vom Boden in die Höhe muss groß sein (d.h. die Temperatur sollte nach oben hin stark abfallen)

• Optimal hierfür sind unterschiedliche Richtungen/Ursprünge der Luftmassen am Boden und in der Höhe. Werden unten warme, oben aber kalte Luftmassen – optimalerweise beide trocken, also kontinental – herangeführt, ist eine wesentliche Grundvoraussetzung gegeben

• Solche Wetterlagen treten fast immer nur in Hochdruck-Randlagen auf, also zumeist recht schwer definierbare Wetterlagen

Woran erkenne ich einen Hammertag in der Prognose?

• Hammertage sind nur schwer zu prognostizieren und zu erkennen

• Die Luftmassen dürfen nicht zu feucht sein (tiefe Basen)

• Der Temperaturgradient vom Boden in die Höhe muss groß sein (d.h. die Temperatur sollte nach oben hin stark abfallen)

• Optimal hierfür sind unterschiedliche Richtungen/Ursprünge der Luftmassen am Boden und in der Höhe. Werden unten warme, oben aber kalte Luftmassen – optimalerweise beide trocken, also kontinental – herangeführt, ist eine wesentliche Grundvoraussetzung gegeben

• Solche Wetterlagen treten fast immer nur in Hochdruck-Randlagen auf, also zumeist recht schwer definierbare Wetterlagen

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15.06.200615.06.2006

Pilot: Andreas RieckPilot: Andreas Rieck

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Höhenwind

15.06.200615.06.2006

Im Bereich der Alpen ist der Bodenwind ganz schwach oder nicht vorhanden (hierzu die weißen Isobaren beachten).

Höhenwind kommt schwach aus nördl. Richtung Ukraine, d.h. kühl und weitgehend trocken (Farbabstufungen beachten).

Im Bereich der Alpen ist der Bodenwind ganz schwach oder nicht vorhanden (hierzu die weißen Isobaren beachten).

Höhenwind kommt schwach aus nördl. Richtung Ukraine, d.h. kühl und weitgehend trocken (Farbabstufungen beachten).

WetterlageWetterlage

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Höhenwind

Bodenwind

19.07.200619.07.2006

Sehr schwierig zu erkennen.

Höhenluftmasse wird vom Höhenhoch (dunkelrot) aus Polen im Schlenker über die Adria in die Schweiz geführt und ist daher kontinental kühl, hat in der Schweiz dann Richtung O bis SO und ist schwach.

Der Bodenwind ist ebenfalls schwach, aber kommt warm aus Südwest.

Sehr schwierig zu erkennen.

Höhenluftmasse wird vom Höhenhoch (dunkelrot) aus Polen im Schlenker über die Adria in die Schweiz geführt und ist daher kontinental kühl, hat in der Schweiz dann Richtung O bis SO und ist schwach.

Der Bodenwind ist ebenfalls schwach, aber kommt warm aus Südwest.


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Höhenwind

Bodenwind

Ein Frühjahrs-Hammertag.

Höhenwind schwach aus West. Trotzdem vermutlich wegen der exakt über Spanien und Frankreich verlaufenden Zugbahn schon relativ trocken.

Bodenwind mäßig aus Süd, d.h. warm.

Auffällig ist, dass der Hochdruckeinfluss eigentlich nur sehr schwach ist.

Ein Frühjahrs-Hammertag.

Höhenwind schwach aus West. Trotzdem vermutlich wegen der exakt über Spanien und Frankreich verlaufenden Zugbahn schon relativ trocken.

Bodenwind mäßig aus Süd, d.h. warm.

Auffällig ist, dass der Hochdruckeinfluss eigentlich nur sehr schwach ist.


21.04.200621.04.2006

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Höhenwind

Bodenwind

03.05.200603.05.2006

Klassischer Hammertag.

Höhenwind kühl aus NW,

Bodenwind fast diametral entgegengesetzt warm aus Süd

-> labile Schichtung.

Klassischer Hammertag.

Höhenwind kühl aus NW,

Bodenwind fast diametral entgegengesetzt warm aus Süd

-> labile Schichtung.


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Höhenwind

Bodenwind

Hammerlage Mitte Juni 2006Hammerlage Mitte Juni 2006

Sehr gutes Beispiel einer Hammerlage:

Die Zentren des Boden- sowie des Höhenhochs weichen nur um ca. 200km voneinander ab. Da die Alpen aber genau zwischen den Zentren liegen reicht diese Abweichung, um in der Höhe reichlich kühle Kontinentalluft, am Boden hingegen warme Mittel-meerluft heranzuführen!

-> Superlabile Schichtung.

Die Windrichtungen laufen in diesem Fall fast 180° ent-gegengesetzt!

Sehr gutes Beispiel einer Hammerlage:

Die Zentren des Boden- sowie des Höhenhochs weichen nur um ca. 200km voneinander ab. Da die Alpen aber genau zwischen den Zentren liegen reicht diese Abweichung, um in der Höhe reichlich kühle Kontinentalluft, am Boden hingegen warme Mittel-meerluft heranzuführen!

-> Superlabile Schichtung.

Die Windrichtungen laufen in diesem Fall fast 180° ent-gegengesetzt!


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