Wie gut können wir den Schlag eines Hurrikans vorhersagen?

Hurrikan Florenz am 12. September von der Internationalen Raumstation aus gesehen

Wenn Sie wissen möchten, wie sich ein Hurrikan in der Nähe der USA verhält, ist es manchmal am besten, die Europäer zu fragen.

Das Europäische Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW) hat den Ruf, im Durchschnitt das genaueste Wettervorhersagemodell der Welt zu sein, das weit über dem amerikanischen Global Forecasting System (GFS) liegt. Wenn es darum geht, die Bewegungen von Wirbelstürmen vorherzusagen, lässt der EZMW GFS eher wie ein Kind aussehen, das zu spät zum Unterricht kommt. So wurde 2012 (zu Recht) vorausgesagt, dass der Hurrikan Sandy eine Woche zuvor die Ostküste erobern würde, während die GFS voraussagte, dass er einfach im Atlantik bleiben und an Strom verlieren würde. Das GFS kam zu dem gleichen Ergebnis, allerdings zwei Tage später.

Der National Weather Service (NWS) hat seit dem Hurrikan Sandy daran gearbeitet, seine Vorhersagefähigkeiten zu verbessern, und kündigte 2016 die Entwicklung eines neuen Kerns für seine Wettermodellierung an, der Finite Volume Cubed-Sphere (FV3) Parallel zum alten GFS-Modell wird Hurricane Florence zu einem Testfeld für die Fähigkeiten von FV3.

Wetter Wettrüsten

Die Unterschiede zwischen dem aktuellen GFS und dem EZMW bestehen laut einem Artikel von Scientific American aus dem Jahr 2015 hauptsächlich in der Rechenleistung, der von jedem System verwendeten Physik und natürlich der Bereitschaft, Geld in das System zu investieren.

Für den Betrieb dieser Modelle sind große Mengen an Informationen erforderlich, von Wetterballons über Schiffe bis hin zu Satelliten. Diese Informationen werden in Datenpunkte umgewandelt, die auf Gittern aufgetragen werden, um eine Simulation der Atmosphäre zu erstellen. Das EZMW zeichnet sich dadurch aus, dass es bei höheren Auflösungen bessere Gitter schafft, um bessere Prognosen zu erzielen. Darüber hinaus kann das EZMW seine Arbeit besser überprüfen, indem konkurrierende Vorhersagen mit niedrigeren Auflösungen erstellt werden, um herauszufinden, wo möglicherweise Lücken in der Prognose bestehen. Grundsätzlich berücksichtigt der EZMW große Änderungen in der Prognose, indem er hypothetische Situationen schafft, in denen sich das Wetter durch kleine Änderungen ändert.

Das EZMW wird laut dem Artikel von Scientific American 50 dieser Zyklen durchlaufen, während das GFS nur 20 durchführt.

"Die [Europäer] können das besser, weil ihr Simulationssystem besser ist und sie mehr Daten verwenden als wir," Cliff Mass, Professor für Atmosphärenwissenschaften an der University of Washington, sagte gegenüber Scientific American.

Sogar die NWS erkannte die Lücken zwischen den US-amerikanischen und europäischen Modellen an, als sie die Entwicklung von FV3 ankündigten. Zum Beispiel gibt es die aktuellen GFS-Modelle seit mehr als 30 Jahren und sie wurden in einer Zeit entwickelt, bevor wir die Computer hatten, die wir jetzt haben, so dass das Modell nicht in der Lage ist, die heute möglichen detaillierten Berechnungen durchzuführen.

"Das aktuelle GFS wurde vor dem Zeitalter der Hochgeschwindigkeits-Computer entwickelt," theNWS schreibt, "ist nicht in der Lage, derart detaillierte Informationen bereitzustellen. Selbst wenn es auf einem Computer mit mehr Prozessorleistung laufen würde, würde es nicht schneller funktionieren."

Mit der Umstellung auf FV3 für seinen neuen dynamischen Kern hofft der NWS, dass diese robustere Version des GFS Bilder mit höherer Auflösung (das obige Video zeigt die Auflösung von FV3) und die Möglichkeit bietet, lokale Wetterereignisse zu vergrößern und gleichzeitig eine neue globale Vorhersage zu generieren sechs Stunden und Ändern der Darstellung des Wetters von Wellen zu verbundenen Punkten in einem Raster, um Wetter mit unregelmäßiger Form besser zu berücksichtigen. Darüber hinaus wird erwartet, dass FV3 die Gesamtprognosegenauigkeit über acht bis 10 Tage hinaus verbessert und bessere Hurrikanmodelle bietet.

"Mit unseren leistungsstarken Supercomputern, unserem neuen dynamischen Kern, der das Modell antreibt, und den neuesten Modellierungstechniken sind wir bereit, ein genaueres und zuverlässigeres globales Modell zu entwickeln und auszuführen, das als Grundlage für alle Wettervorhersagen in den USA dient.," Louis W. Uccellini, der Direktor der NWS, äußerte sich 2016 zu FV3.

Florenz und die Wettervorhersagemaschine

Es wird erwartet, dass FV3 irgendwann im Jahr 2019 offiziell das neue Modell für das GFS wird, aber das bedeutet nicht, dass es noch nicht in Betrieb ist und versucht, das Wetter zu berücksichtigen.

Als Hurricane Lane im August nach Hawaii fuhr, arbeitete FV3 daran, die Bewegungen des Sturms vorherzusagen. Nach Angaben der Washington Post lieferte die FV3-Version des GFS die genauesten Prognosen für den Hurricane Lane in vier und fünf Tagen in der Zukunft Dies führt zu weniger Fehlern als der EZMW im selben Bereich. Es stimmte mehr oder weniger mit den Prognosen des EZMW und des Nationalen Hurricane-Zentrums für drei Tage überein.

Wie The Post erklärte, war dies eine vielversprechende, aber begrenzte Auswahl der FV3-Funktionen. Der Hurrikan Florenz ist ein weiterer Sturm, mit dem sich die Prognosehiebe von FV3 testen lassen.

Ein Infrarot-Satellitenbild des Hurrikans Florenz am 11. September

In einem Blogbeitrag vom 10. September erklärt Mass, wie sowohl FV3 als auch das aktuelle GFS-Modell in Bezug auf die Ankunft des Hurrikans Florenz entlang der Küste von Carolina übereinstimmen, aber sehr unterschiedliche Prognosen hinsichtlich des zentralen Druckniveaus des Sturms haben. Das aktuelle Modell sagt einen Druck von 913 Hektopascal (hPa) am 14. September voraus, während VF3 979 hPa fordert. Je höher der Druck, desto stärker der Sturm.

Die beiden Modelle gehen bis zum 16. September noch deutlicher auseinander. Das aktuelle Modell hält den gleichen Druck aufrecht, prognostiziert jedoch, dass der Hurrikan Florenz an der Küste bleiben und die Staaten von dort aus treffen wird. FV3 geht davon aus, dass sich der Sturm im Landesinneren ausbreiten und abschwächen wird.

Welches wird richtig sein? "Sie werden es in einer Woche wissen," Masse schreibt.

Warum es für uns alle so wichtig ist, bessere Wettermodelle zu finden, erklärte Mass CityLab in dieser Woche am besten: "Eine bessere Wettervorhersage rettet Leben und Eigentum und hat enorme wirtschaftliche Auswirkungen. In einer Zeit, in der wir uns um extremere Wettereinflüsse sorgen, ist die erste Verteidigungslinie eine bessere Wettervorhersage."

Like this post? Please share to your friends:
AskMeProject