Um Wettervorhersagen zu erstellen und das Wetter vorherzusagen, werden meteorologische Modelle verwendet . Diese Modelle basieren hauptsächlich auf Computerprogrammen, die meteorologische Daten für einen bestimmten Zeitraum verarbeiten können. Dieser Zeitraum liegt stets in der nahen Zukunft und ist für bestimmte Orte auf der Erde und unter bestimmten Bedingungen festgelegt. Wir können nicht garantieren, dass meteorologische Modelle das Wetter der kommenden Tage mit absoluter Sicherheit vorhersagen können. Tatsächlich ist eine ausreichende Genauigkeit nicht über einen Vorhersagezeitraum von vier Tagen hinaus gewährleistet.
In diesem Artikel erklären wir Ihnen alles, was Sie über Wettermodelle und deren Funktionsweise wissen müssen.
Schlüsselmerkmale
Wettermodelle müssen eine Vielzahl meteorologischer Variablen analysieren. Diese Variablen beeinflussen die untere Schicht der Atmosphäre, die Troposphäre. Hier finden großräumige Wetterphänomene und Klimaereignisse statt. Zu den zu untersuchenden Variablen gehören unter anderem Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewölkung, Wind, Sonneneinstrahlung und Luftdruck . All diese Variablen verändern sich ständig aufgrund von Vorgängen wie der Erdrotation und der Erdumdrehung um die Sonne.
Sobald die Variablen analysiert sind, arbeiten Wissenschaftler mit mathematischen Gleichungen, um mit unterschiedlicher Genauigkeit vorherzusagen, wie sich die Atmosphäre in den kommenden Stunden, Tagen, Wochen und sogar Monaten und Jahren verhalten wird. Diese meteorologischen Modelle, die versuchen, die Werte der Variablen über Monate und Jahre hinweg abzuschätzen, werden Klimamodelle genannt. Dies liegt am Hauptunterschied zwischen Meteorologie und Klimatologie. Die Meteorologie ist die Wissenschaft, die das Wetter untersucht – also wie das Wetter zu einem bestimmten Zeitpunkt sein wird. Die Klimatologie hingegen untersucht die Entwicklung der Werte aller oben genannten atmosphärischen Variablen im Laufe der Zeit. Wenn Sie mehr über den Unterschied zwischen Meteorologie und Klimatologie erfahren möchten, können Sie diesen Artikel lesen.
Die Kombination dieser Werte bestimmt das Klima einer Region. Auf einer horizontalen Skala kann ein Modell entweder global sein und die gesamte Erde umfassen oder regional, wobei es in letzterem Fall nur einen Teil des Planeten abdeckt. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie sich der Klimawandel auf das Wetter auswirkt, können Sie sich über meteorologische Instrumente und ihre Funktionsweise informieren.
Betrieb meteorologischer Modelle
Meteorologische Modelle verarbeiten Daten aus verschiedenen Quellen. Diese Daten stammen von Radiosonden, Wettersatelliten und meteorologischen Beobachtungen. Da diese Beobachtungen ungleichmäßig verteilt sind, verarbeiten die Modelle die Daten mittels Assimilations- und Analyseverfahren. Mithilfe dieser Analyseverfahren werden verschiedene Parameter auf Basis der Werte atmosphärischer Variablen ermittelt. Alle diese Werte werden anschließend von mathematischen Algorithmen in den meteorologischen Modellen verwendet.
Dank dieser Modelle lassen sich Berechnungen mithilfe spezifischer mathematischer Gleichungen und der aktuell verfügbaren Daten durchführen. Diese Daten ermöglichen die Abschätzung der Änderungsraten atmosphärischer Variablen. Das Verständnis dieser Änderungsraten ermöglicht Vorhersagen über die atmosphärischen Bedingungen in naher Zukunft. Um Phänomene wie Stürme besser zu verstehen, können Sie mehr über das Auftreten neuer Stürme erfahren . Wenn Sie außerdem mehr über Cumulonimbuswolken erfahren möchten , die mit meteorologischen Phänomenen in Verbindung stehen, sind diese Informationen hilfreich.
Dies ist einer der Gründe, warum die auf diesen Daten basierenden Wettermodelle mit der Zeit weniger brauchbar und ungenau werden. Das heißt: Je weiter wir in der Zukunft den Zustand der Atmosphäre messen und abschätzen wollen, desto ungenauer werden unsere Werte.
Modellvarianten
Angesichts der zahlreichen Wettermodelltypen bestehen erhebliche Unterschiede zwischen ihnen. Viele Modelle wurden von verschiedenen meteorologischen Institutionen und Organisationen entwickelt. Diese Organisationen wenden wiederum unterschiedliche Methoden an, um die Entwicklung meteorologischer Variablen vorherzusagen. Das bekannteste dieser Modelle ist das Globale Wettervorhersagesystem der US-amerikanischen Nationalen Ozean- und Atmosphärenbehörde (NOAA).
Es gibt auch andere, weniger bekannte Modelle, die für diese Art von Vorhersagen verwendet werden. Ein Beispiel ist das ECMWF (European Medium-Range Weather Forecast). Dieses europäische mittelfristige Wettervorhersagemodell wird von diesem Zentrum herausgegeben und umfasst 23 europäische Staaten, darunter Spanien. Jedes Modell hat die Wettervorhersage als Hauptziel, verwendet aber unterschiedliche Techniken. Um besser zu verstehen, wie extreme Wetterereignisse entstehen, können Sie einen Vergleich extremer Wetterphänomene lesen.
Ein weiteres bekanntes Modell ist das AVN-Modell ( American Aviation Model) . Dessen Modellierung umfasst mindestens fünf Stunden, um die Flugdauer vorherzusagen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Flug ohne Störungen durchgeführt werden kann.
Klimaregler und Wettermodelle
Klimaregler sind im Grunde die Faktoren, die das globale Klima beeinflussen. Wie wir wissen, bestimmt die Summe der Werte der atmosphärischen Variablen über die Zeit das Klima einer Region und der ganzen Welt. Daher sind diese Klimaregler für die Erstellung meteorologischer Modelle unerlässlich.
Lassen Sie uns genauer sehen, welche meteorologischen Variablen in meteorologischen Modellen untersucht werden:
- Temperatur: Die Temperatur ist eine der Variablen, die das Klima und die Meteorologie am meisten beeinflusst. Diese Werte schwanken aufgrund der Neigung der Sonnenstrahlen auf der Erdoberfläche.
- Feuchtigkeit: Luftfeuchtigkeit ist die Menge an Wasserdampf, die in der Atmosphäre vorhanden ist. Feuchtigkeit ermöglicht die Entstehung von Niederschlägen und kühleren Bedingungen. Wenn Sie interessiert sind, erfahren Sie mehr über Luftfeuchtigkeit und ihre Rolle in der Meteorologie.
- Wind: Winde bewegen sich in Abhängigkeit vom atmosphärischen Druck. Sein Hauptmotor ist die Sonnenstrahlung, die auf die Erdoberfläche fällt.
- Luftdruck: Es ist einer der Hauptniederschlagsmotoren weltweit. Druckänderungen treten bei Änderungen der Menge der Sonnenstrahlung auf, die auf die Erdoberfläche trifft. Infolgedessen werden Punkte mit einem niedrigen atmosphärischen Druck und andere mit einem hohen Druck festgelegt. In den Niederdruckpunkten gibt es Stürme, in denen sich intensive Niederschläge bilden, und in den Hochdruckpunkten gibt es eine gute Temperatur und gutes Wetter.
- Sonnenstrahlung: ist die Menge an Sonnenlicht, die auf die Erdoberfläche trifft.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über meteorologische Modelle und deren Funktionsweise erfahren können.