Schweres konvektives Wetter ist „launisch“, und die „Killerwaffe“, um es zu unterdrücken: kurzfristige Nowcasts

□ Science Times-Reporter Hu Lijuan

Peking veröffentlichte kürzlich eine kurzfristige Wettervorhersage mit der Warnung, dass es in den meisten Teilen der Stadt zu heftigen Regenfällen kommen werde. In Teilen von Miyun, Huairou, Pinggu und Shunyi wird die 24-Stunden-Niederschlagsmenge 150 mm übersteigen. Es müssen Vorkehrungen gegen Sekundärkatastrophen wie Erdrutsche, Schlammlawinen, städtische Vernässung usw. getroffen werden. Ist also eine kurzfristige Vorhersage schwierig?

Bei schwerem konvektiven Wetter mit kurzer Dauer und schnellen Veränderungen

Kurzfristiges Nowcasting umfasst die kurzfristige Prognose und das Nowcasting. Im Allgemeinen wird die Wettervorhersage für die nächsten 0–2 Stunden als Nowcast bezeichnet, und die Vorhersage für 2–12 Stunden wird als Kurzzeitvorhersage bezeichnet.

Mein Land liegt in der ostasiatischen Monsunregion, wo kalte und warme, trockene und feuchte Luft häufig aufeinandertreffen und das Konvektionssystem in der warmen Jahreszeit aktiv ist, was oft zu kurzzeitigen starken Regenfällen, Hagel und anderen schweren konvektiven Wetterbedingungen führt. Diese Wetterereignisse treten häufig plötzlich auf, sind kleinräumig und entwickeln sich schnell. Daher ist es für die Wetterdienstabteilung besonders wichtig, die Risiken schwerer konvektiver Wetterereignisse zu überwachen, vorherzusagen und zu verhindern.

Cao Yunchang, Chefwissenschaftler des Zentrums für Meteorologische Beobachtung der Chinesischen Wetterbehörde, sagte in einem Interview mit der Popular Science Times, dass kurzfristige Nowcasts im Vergleich zu Wettervorhersagen für längere Zeiträume eine kürzere Gültigkeitsdauer und einen kürzeren Lebenszyklus hätten, nämlich nur wenige Minuten bis einige zehn Minuten und nicht länger als ein Dutzend Stunden. Diese Art der Vorhersage wird hauptsächlich für kleines und mittleres, insbesondere schweres konvektives Wetter durchgeführt, um lokale schwere Stürme und andere Wetterkatastrophen zu verhindern und den meteorologischen Anforderungen verschiedener Wirtschaftssektoren und gesellschaftlicher öffentlicher Aktivitäten gerecht zu werden.

Unzureichendes Verständnis des Mechanismus erschwert die Überwachung und die Technologie

Die Entwicklung der Vorhersage von schwerem konvektivem Wetter in meinem Land lässt sich bis in die 1950er und 1960er Jahre zurückverfolgen und entstand aus den dringendsten Bedürfnissen der Menschen zur Sicherung ihres Lebensunterhalts – nämlich der Frage, wie die Auswirkungen von Hagel auf die landwirtschaftliche Produktion verringert werden können. Seit 1998 wurde in verschiedenen Teilen des Landes eine neue Generation von Wetterradaren gebaut, die die Beobachtungsgrundlage für die umfassende Kurzzeit- und Nowcasting-Erfassung sowie Warnung vor schwerem konvektivem Wetter legen. Im Jahr 2004 erließ die chinesische Wetterbehörde „Testmaßnahmen zur Ausgabe von Warnsignalen bei plötzlichen Wetterkatastrophen“, die Vorkehrungen für Warnsignale bei schwerem konvektivem Wetter trafen. Im Jahr 2005 begann das Nationale Meteorologische Zentrum mit der Erstellung von Prognosen für schweres konvektives Wetter.

Die traditionelle Nowcasting-Technologie basiert hauptsächlich auf der Methode der Extrapolationsprognose. Einfach ausgedrückt geht es darum, vorherzusagen, welche Gebiete von dem Konvektionssystem und dem dadurch verursachten Wetter betroffen sein könnten, indem man den historischen Bewegungspfad des Konvektionssystems berechnet.

Cao Yunchang sagte, dass neue Technologien wie Big Data heutzutage für Kurzfristprognosen und Nowcastings eingesetzt würden. Kurzfristige und Nowcast-Wettervorhersagen basieren hauptsächlich auf mesoskaligen numerischen Modellen und Daten von Radaren, Satelliten und Bodenüberwachungsnetzen mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung. Durch die Integration der Vorhersagedaten aus numerischen Modellen im Mesoskalenbereich, der diagnostischen Analyse kurzfristiger Beobachtungsdaten und des Entwicklungsmechanismus schwerer konvektiver Wetterereignisse ist es möglich, präzise Vorhersagen für bestimmte Gebiete, bestimmte Wetterbedingungen und bestimmte kurze Zeiträume zu erstellen.

Allerdings ist schweres konvektives Wetter durch seine Unberechenbarkeit und sein schnelles Entstehen und Verschwinden gekennzeichnet. Daher bleiben Kurzfristprognosen und Nowcasting weltweit ein Problem.

In diesem Zusammenhang stellte Cao Yunchang drei Herausforderungen. Das erste ist die genaue Überwachung und diagnostische Analyse von kleinräumigem, schwerem konvektivem Wetter; das zweite ist das präzise mesoskalige numerische Prognosemodell und die Technologie zur schnellen Datenassimilierung; Drittens geht es um das Verständnis der Entstehungsmechanismen schwerer konvektiver Wetterereignisse wie Hagel, Gewitter, Sturmböen, kurzfristiger starker Regenfälle usw.