Wie Wettermuster helfen, extreme Niederschläge in den Mittelmeerländern besser vorherzusagen

Wolkenformationen über einem Gebirge
Von großräumiger Wettervariabilität zu lokalem Extremregen: Forscher des Europäischen Zentrums für Mittelfristige Wettervorhersage und der TU Bergakademie Freiberg entwickeln bessere Vorhersage extremer Niederschlagsereignisse in den Mittelmeerländern.

Um extreme Niederschläge im Mittelmeerraum einige Tage und Wochen im Voraus vorhersagen zu können, nutzen die Forschenden neue Erkenntnisse zur Wettervariabilität. Wie das Team in der aktuellen Ausgabe des Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society berichtet, könnte diese Methode die Entscheidungsfindung in verschiedenen Sektoren unterstützen und dazu beitragen, negative Folgen der Naturgefahren abzumildern.

"Es ist äußerst schwierig, viele Tage im Voraus vorherzusagen, wann und wo starke Regenfälle auftreten werden. Die Forschung versucht daher, neue Instrumente zu entwickeln, um diese Phänomene besser vorhersagen zu können und so Frühwarnungen und angemessene Strategien zur Schadensbegrenzung zu ermöglichen", erklärt der Erstautor Nikolaos Mastrantonas. In einer vorangegangenen Studie hat der Doktorand bereits Wetterdaten von 1979 bis heute analysiert und in neun Muster mit unterschiedlichen atmosphärischen Merkmalen über dem Mittelmeer gruppiert.

Wie die neuen Informationen dazu beitragen, Vorhersagemodelle weiterzuentwickeln

Die Studie zeigte, dass es einen engen Zusammenhang zwischen diesen neun Mustern und dem Auftreten extremer Niederschläge im Mittelmeerraum gibt. "Wir können diese Informationen jetzt nutzen, um extreme Niederschläge eine Woche oder länger im Voraus zuverlässiger vorherzusagen", sagt Prof. Jörg Matschullat von der TU Bergakademie Freiberg. Der Geoökologe betreut die Doktorarbeit von Nikolaos Mastrantonas und ergänzt: "Die Vorhersagen für Niederschläge sind im Allgemeinen bis zu sieben oder acht Tage im Voraus zuverlässig. Die von uns vorgeschlagene Methode nutzt die vorhergesagten Wettermuster und ihre Zusammenhänge mit extremen Niederschlägen und kann darum Vorhersagen für mehr als 10 Tage vorab leisten. Das verlängert den Vorhersagehorizont an vielen Orten um eine halbe Woche." Für gebirgige oder küstennahe Gebiete, wie zum Beispiel Teile der Westtürkei, des westlichen Balkans, der iberischen Halbinsel und Marokkos, sind sogar zuverlässige Vorhersagen bis zu 14 Tage im Voraus möglich, berichtet das Team.

Vorhersagetools, die auf einem Laptop laufen können

Da das Team Daten berücksichtigt, die bereits von globalen Vorhersagemodellen bereitgestellt werden, lässt sich das neue Tool leicht implementieren und mit begrenzten Rechenressourcen, sogar auf einem Laptop, ausführen. "Die Informationen sind so für verschiedene Nutzer vielversprechend anwendbar, zum Beispiel für die Landwirtschaft, Notfalleinheiten und Versicherungsunternehmen", sagt Nikolaos Mastrantonas. Den Forschenden zufolge kann die Methodik nun für andere Regionen und andere extreme Wetterphänomene weiter untersucht werden.

Zu diesem Zweck untersucht das Team nun mögliche Zusammenhänge zwischen den neu identifizierten Wettermustern über dem Mittelmeer und anderen Formen der atmosphärischen Variabilität wie El Niño oder der Nordatlantischen Oszillation. Sie wollen herausfinden, ob und wie die Mittelmeermuster von diesen Phänomenen beeinflusst werden und wie dies ihre Vorhersagbarkeit beeinflusst. "Unser Ziel ist es, diese Erkenntnisse in neue Vorhersageprodukte einfließen zu lassen", erklärt Prof. Jörg Matschullat.

Hintergrund: Das Forschungsprojekt CAFE


CAFE steht für Climate Advanced Forecasting of sub-seasonal Extremes und ist Teil eines Marie Sklodowska-Curie Ausbildungsnetzwerkes mit zehn internationalen Partnern, darunter ECMWF und die TU Bergakademie Freiberg. Das Projekt wird von der EU im Rahmen des EU-Forschungsrahmenprogramms "Horizont 2020" mit mehr als 3 Millionen Euro gefördert und beschäftigt sich mit Möglichkeiten zur Verbesserung der Vorhersage von Extremwetterereignissen im Zusammenhang mit dem Klimawandel.

Originalpublikation: Nikolaos Mastrantonas, Linus Magnusson, Florian Pappenberger, Jörg Matschullat: What do large-scale patterns teach us about extreme precipitation over the Mediterranean at medium- and extended-range forecasts?, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society.

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matschul@tu-freiberg.de; nikolaos.mastrantonas@ecmwf.int