Forecast FAQ

 

Was ist ein Convective Outlook (CO) ?
Wie ist ein CO strukturiert?
Warum werden COs nicht in einem für die Allgemeinheit verständlichen Jargon verfasst?
Warum werden COs auf englisch verfasst?
Handelt es sich bei einem CO um eine Amtliche Wetterwarnung?
Wie weit im Voraus wird ein CO herausgegeben?
Wovor wird gewarnt ?
Wovor wird nicht gewarnt?
Wie ist der Begriff Unwetter definiert?
Wie sind die Warnfarben auf der kategorischen Warnkarte zu interpretieren?
Wie sind die Einzelwahrscheinlichkeiten für Hagel, Wind, Tornado und Regen zu interpretieren?
Was bedeutet die weiß-schraffierte Region auf einer Warnkarte?
Warum wirken die Wahrscheinlichkeiten so klein/gering?
Was ist eine mesoskalige Diskussion?
Was ist eine synoptische Analyse?
Welche numerischen Modelle werden für die COs/MDs/synoptische Analysen verwendet?
Wofür stehen diese Abkürzungen?

 

Was ist ein Convective Outlook (CO) ?

 

Als Convective Outlook (CO, deutsch: Konvektionsvorhersage) bezeichnet man eine Form der synoptischen Wetteranalyse, bei der sich auf Wetterlagen beschränkt wird, die zum Großteil von Konvektion (spontaner, vertikaler Temperaturtransport durch potentielle Instabilität) geprägt sind. Meist handelt es sich dabei um (sommerliche) Gewitterlagen. Wie bei jeder Prognose wird auch bei einem CO versucht das Wetter möglichst präzise vorherzusagen, wobei besonders auf mögliche Gefahren bzw. Begleiterscheinungen der Gewitter (Großhagel, Starkregen, Starkwind, Tornados) eingegangen wird. Es ist also vor allem ein Warnlagebericht, der als solcher nicht bei jeder Wetterlage von Nöten ist. Die Grundidee des COs entstammt dem Storm-Predicition-Center in den USA und ESTOFEX in Europa

 

Wie ist ein CO strukturiert?

 

Ein CO besteht aus einer Warnkarte sowie dem eigentlichen Warnlagebericht, in dem die Wetterlage beschrieben und analysiert wird. Dabei helfen aktuelle Messwerte, Radiosondenaufstiege, sowie die Läufe der nummerischen Wettervorsagemodelle. Sie werden von einem Synoptiker gelesen, interpretiert und schließlich in Worte gefasst. Jeder Outlook ist dabei wie folgt aufgebaut:

1. Überschrift Convective Outlook für den xx.xx.xxxx
2. Warnkarte
3. Gültigkeitsdatum gültig vom:      xx.xx.xxxx, xxUhr UTC
bis:                  xx.xx.xxxx, xxUhr UTC
4. Herausgabedatum herausgegeben am:       xx.xx.xxxx, xxUhr UTC
5. Name des Forecasters xxxXXXxxx
6. Beschreibung der Wetterlage Synoptische Ausgangssituation
7. Detailanalyse der Wetterlage / Gafahrenlage Mesoskalige Diskussion
8. Güte der Prognose Modellkonsistenz, ergänzende Hinweise

Warum werden COs nicht in einem für die Allgemeinheit verständlichen Jargon verfasst?

 

Als Vorbild für unsere Outlooks dienen die Konvektionsvorhersagen des Storm-Predicition-Centers aus den USA und die von ESTOFEX. Gleichzeitig wollen wir auch jenen einen Anreiz geben unsere Seite zu besuchen, die sich mit dem nicht-trivialen Themengebiet der atomsphärischen Konvektion und deren Vorhersage detaillierter beschäftigen. Die Forecaster der Sturmjäger NRW sind allesamt synoptisch interessierte Studenten der Meteorologie und wollen sich dementsprechend auch als solche präsentieren, wenngleich es hierbei nicht darum geht sich zu profilieren.

Ferner muss auch bedacht werden, dass wir kein Wetterdienst sind und daher nicht verpflichtet sind Vorhersagen zu verfassen, die für jedermann verständlich sind. Wir setzen dabei auch voraus, dass der Leser durchaus wetterinteressiert ist und gegebenfalls Begriffe nachschlägt. Wir sind auch gerne bereit etwaige Fragen zu beantworten. Sollte der Vorhersagetext dennoch zu kompliziert sein, gibt es immernoch die Warnkarten, die mit ihrer Farb- bzw. Warnstufeneinteilung die Kernaussage des Textes widerspiegeln.

Warum werden COs auf englisch verfasst?

 

Ab der Saison 2015 werden die COs ausschließlich auf englisch verfasst, um eine größere Zielgruppe anzusprechen. Die Sturmjäger NRW bieten jedoch gleichzeitig den Service der „Outlook-Kurzfassung“, welche auf deutsch zu jedem CO verfasst wird. Sie gibt die Kernaussagen des CO in einem für die Allgemeinheit verständlicheren Jargon wider, wobei eventuell unbekannte Begriffe erklärt werden.

Handelt es sich bei einem CO um eine Amtliche Wetterwarnung?

 

Nein. Es handelt sich lediglich um einen freiwilligen Dienst der Sturmjäger NRW. Wir behalten uns das Recht vor trotz einer warnwürdigen Wetterlage keinen Outlook zu verfassen.

 

Wie weit im Voraus wird ein CO herausgegeben?

 

Da das Vorhersagen von Konvektionszellen besonders auf Regionalebene sehr schwierig ist, wird ein CO meist einen Tag vor dem erwarteten Ereignis veröffentlicht. Doch selbst dann bestehen in der Regel noch Unsicherheiten bzw. Modelldifferenzen, die durch spätere Updates beglichen werden können.

Wovor wird gewarnt?

 

Da sich ein CO mit der Vorsage von Konvektion beschäftigt, sind auch nur die damit einhergehenden Begleiterscheinungen warnrelevant. Ein CO kann bereits dann herausgegeben werden, wenn an einem beliebigen Punkt innerhalb des Warnbereichs die Wahrscheinlichkeit für ein Gewitter im Umkreis von 50 km bei 20% liegt. Oftmals ist dann jedoch nicht mit Unwettern zu rechnen. Erst bei höheren Gewitter Wahrscheinlichkeiten steigt auch die Unwettergefahr.

Gewarnt wird vor (nur in Begleiterscheinung zu einem Gewitter):

1. konvektiver Starkregen
2. (Groß)Hagel
3. lineare Starkwindböen
4. Tornados

Wovor wird nicht gewarnt?

 

Diese Frage ist vor allem im Winter relevant, wenn etwaige Extremwetterereignisse weniger aus konvektiven, sondern aus advektiven Prozessen hervorgehen. Da ein CO dann nicht seinen Zweck erfüllen kann, ist auch nicht mit Herausgabe von selbigem zu rechnen.

Es wird nicht gewarnt vor:

1. nicht-konvektiver Sturm / Orkan
2. Starkschneefall / Graupel
3. Alle Formen von Glätte
4. Nebel
5. Dauerregen

 

Tritt eines dieser Phänomene innerhalb eines Gewitters auf, gilt diese Liste nicht.

Auch wenn im Warntext auf das Auftreten letzterer Phänomene hingewiesen wird, so werden sie auf den Warnkarten nicht berücksichtigt.

Wie ist der Begriff Unwetter definiert?

 

Ein Unwetter tritt dann auf, wenn der Alltag des Menschen auf negative und schadensträchtige Weise vom Wetter beeinflusst wird (direkt oder indirekt).

Wann das der Fall ist, zeigt die folgende Tabelle für die Unwetterschwellen der o.g. warnwürdigen Begleiterscheinungen. Die Sturmjäger NRW unterscheiden dabei zwischen Unwettern (engl.: severe weather) und schweren Unwettern (engl.: significant severe weather)

Unwetter
schwere Unwetter
Hagel (in cm)
2.5-5
>5
Wind (in km/h)
90-118
>118
Tornados
F0-F1
F2-F5

Hinweis:

Die einzelnen Werte können leicht variieren, da beispielsweise belaubte Bäume bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten entwurzelt werden (und damit Schaden anrichten), als Bäume, die kein Laub tragen.

Anders als bei Hagel und Starkwind hängen die Auswirkungen von Starkregen von Regenmenge UND Regendauer ab. Die folgende Graphik zeigt, welche Schwellwerte die Sturmjäger NRW diesbzüglich als Unwetter bzw. schwere Unwetter definieren.

 

Wie sind die Warnfarben auf der kategorischen Warnkarte zu interpretieren?

 

Jede Warnfarbe hat eine bestimmt Bedeutung in Bezug auf Auftretenswahrscheinlichkeit und Intensität eines Ereignisses. Ist ein Gebiet farbig umrandet, so bedeutet dies, dass die Wahrscheinlichkeit für Gewitter / Unwetter im Radius von 50 km von einem beliebigen Punkt in der markierten Region bei x % liegt. Für Unwetter heißt diese Wahrscheinlichkeit auch Total-Severe-Potential. Angenommen, das Total-Severe-Potential liegt in einer Region bei 10 %. Dann heißt das, dass in einem von 10 unabhängigen Ereignissen dieser Gefahrenstufe bei exakt einem Ereignis im Umkreis von 40 km von einem festen Standort eine oder mehrere der o.g. Unwetterwarnschwellen überschritten wird.
Dies ist äquivalent zu folgender Aussage:
Liegt das Total-Severe-Potential in einem Gebiet, das ungefähr der Nordhälfte Deutschlands gleichkommt, bei 10%, so entspricht dies 3-4 unabhängigen Unwetterereignissen in eben diesem Gebiet.
Man kann davon ausgehen, dass bei steigendem Total-Severe-Potential auch die Wahrscheinlichkeit für schwere Unwetter ansteigt. Diese Wahrscheinlichkeit bezeichnen wir als Total-Significant-Severe-Potential.

WICHTIG: Die Wahrscheinlichkeiten sind über 5 Jahre mittels Verifikation aller jemals herausgegebenen COs ermitteln worden. Die zu Grunde gelegte Anzahl an CO liegt derzeit zwischen 40 und 50. Die Wahrscheinlichkeiten können jederzeit korrigiert bzw. angepasst werden. Um Konfusionen zu vermeiden, wurden so genannte Severe Threats eingeführt. Auch wenn ihnen probabilistische Werte zugewiesen werden (das Total-Severe-Potential) sind sie grundlegend erstmal als kategorisch zu betrachten. Dabei gilt: Mit Höhe des Severe Threats nimmt die Wahrscheinlcihkeit für Unwetter zu.

Gleiches gilt für die Teilwahrscheinlichkeiten für Hagel / Wind / Tornados.

Grüne Linie
(kein Severe Threat)

Auftreten von Gewittern 

Wahrscheinlichkeit: 20 %
Gelbe Linie
(kein Severe Threat)

Auftreten von Gewittern

Wahrscheinlichkeit: 50 %
Orange Linie
(Severe Threat 1)

Lokales Auftreten von Unwettern 

Total-Severe-Potential: 5 – 15 % (kann angepasst werden)
Total-Sig-Severe-Poential : 0 – 2 %  (kann angepasst werden)
Intensität: Starkregen: 30-60 l/h & m², Hagel: 1-2.5 cm (vereinzelt 2.5-5 cm), Böen: 80-90 km/h (vereinzelt 90-112 km/h), F0-F1 Tornados
Rote Linie
(Severe Threat 2)

Auftreten von Unwettern (vereinzeltes  Auftreten von schweren Unwettern)

Total-Severe-Potential: 15-25 %  (kann angepasst werden)
Total-Sig-Severe-Potential: 2-10 %  (kann angepasst werden)
Intensität: Starkregen: 30-60 l/ h & m²  (vereinzelt > 60 l/h & m² ), Hagel: 2.5-5 cm (vereinzelt > 5 cm), Böen: 90-113 km/h (vereinzelt > 112 km/h), F0-F1 Tornados
Violette Linie
(Severe Threat 3)

(Verbreitetes) Auftreten von schweren Unwettern
Total-Severe-Potential: > 25 %  (kann angepasst werden)
Total-Sig-Severe-Potential: > 10 %  (kann angepasst werden)
Intensität: Starkregen: > 60 l/h & m² , Hagel: > 5 cm, Böen: > 112 km/h, F0-F5 Tornados
Hinweis
: Ein Severe Threat 3 wird i.d.R ein Mal / Saison herausgegeben. Es beeinhaltet das Auftreten eines äußerst signifikanten linearen Starkwindereignisses (Squall Line, Derecho, Bow Echo) und / oder eines Tornado Outbreaks. Letzteres ist in Mitteleuropa sehr selten.Ab Juni 2016 kann ein Severe Threat 3 auch bei einem weiträumigen konvektiven Starkregenereignis herausgegeben werden (z.B. wie am 29.05.2016)

Wie sind die Einzelwahrscheinlichkeiten zu interpretieren?

 

Ähnlich wie das Storm-Prediction-Center in den USA bietet auch der CO der Sturmjäger NRW die Möglichkeit, Auftrittswahrscheinlichkeiten für unwetterartige Hagel-, Starkwind-, Starkregen- und Tornadoereignisse aufzurufen. Klicken Sie dazu mit der Maus auf die über der Outlookkarte platzierten Buttons.

Wie auch bei der kategorischen Outlookkarte beziehen sich die Wahrscheinlichkeiten auf einen Radius von 50 km vom gewählten Standort. Die Einzelwahrscheinlichkeiten bestimmen die Höhe des Severe Threats wie folgt:

Wahrscheinlichkeit
Tornado
(ab F0)
Starkwind
(ab 90 km/h)
Hagel
(ab 2.5 cm)
Starkregen
(ab 30 l/ m² & h)
2 %
kein Severe Threat
kein Severe Threat
kein Severe Threat
5 %
Severe Threat 1
kein Severe Threat
kein Severe Threat
kein Severe Threat
5 % + sig. severe
Severe Threat 2
Severe Threat 1
Severe Threat 1
kein Severe Threat
10 %
Severe Threat 2
Severe Threat 1
Severe Threat 1
Severe Threat 1
10 % + sig. severe
Severe Threat 3
Severe Threat 2
Severe Threat 1
Severe Threat 1
15 %
Severe Threat 3
Severe Threat 2
Severe Threat 2
Severe Threat 1
15 % + sig.severe
Severe Threat 3
Severe Threat 2
Severe Threat 2
Severe Threat 2
20 %
Severe Threat 3
Severe Threat 2
Severe Threat 2
20 % + sig.severe
Severe Threat 3
Severe Threat 3
Severe Threat 2
25 % + sig.severe
Severe Threat 3
Severe Threat 3
Severe Threat 3

 

Zusätzliche Hinweise:

  • Seit 2016 fließen nicht nur die Auftretenswahrscheinlichkeiten, sondern explizit auch die (potentielle) Intensität der Ereignisse in die Warnkarten ein. Unterschieden wird zwischen Unwetter (severe) und schweren Unwettern (sig. severe), so wie sie oben definiert wurden.
  • Ist die Wahrscheinlichkeit für schwere Unwetter bezüglich einer Begleiterscheinung erhöht, so wird die betroffene Fläche in der entsprechenden Karte weiß schraffiert und mit einem Sig. versehen.
  • Starkregenwerte > 15 % sind eher selten und werden nur im Fall einer dynamikschwachen Wetterlage mit sehr hoher Feuchte (tropische Luftmasse) notwenig sein, bei der sich die Konvektionszellen langsam verlagern und demnach lokal hohe Niederschlagsmengen bringen.
  • Die Auftretenswahrscheinlichkeiten für Starkregen und Starkwind i.d.R. negativ korreliert sind. Das bedeutet, dass eine hohe Starkregenwahrscheinlichkeit (> 15 %) aufgrund der dann langsamen Verlagerungsgeschwindigkeit der Konvektion stets mit einer niedrigen Starkwind- und Tornadowahrscheinlichkeit einhergeht.

Warum wirken die Wahrscheinlichkeiten so klein/gering?

 

Hierbei handelt es sich um ein Resultat der Tatsache, dass schwere Gewitter meist sehr lokal begrenzt auftreten. Die Wahrscheinlichkeit für ein Unwetter im Umkreis von 40 km ist somit statistisch gesehen ziemlich niedrig und nimmt deutlich kleinere Werte an als z.B. die reine Regenwahrscheinlichkeit. Sie liegt schnell bei 50 oder 80 %. Wenn man bedenkt, dass die klimatologische Wahrscheinlichkeit für einen Tornado in Deutschland weit unter 1% liegt, so sind schon 5 % ein sehr hoher Wert. Die dargestellten Wahrscheinlichkeiten sind also gar nicht so klein wie man im ersten Moment denkt und sollten vor allem bei Werten >10% ernst genommen werden.

Was ist eine mesoskalige Diskussion?

 

Die separate Kategorie „mesoskalige Diskussion“ (MD) wurde offiziell ab der Saison 2015 eingeführt und stellt eine Art Nowcast-Variante des Convective Outlooks dar. Sie wird stets am Tag / während des konvektiven Ereignisses, durchaus in mehrfacher Ausführung, herausgegeben. Ähnlich wie bei einem CO besteht eine MD aus einem Text und einer Karte, die jedoch ein aktuelles Satellitenbild von Wetteronline enthält.
In diesem Satellitenbild werden vom Forecaster die wichtigsten „Features“ der aktuellen Wetterlage ergänzt / eingezeichnet. Dies beinhaltet in erster Linie Fronten, Konvergenzzonen und Luftströmungen. Bei Bedarf werden noch andere Elemente ergänzt, die dann aber im nachfolgenden Analysetext erwähnt werden. Eine MD besitzt im Gegensatz zu einem CO eine kürzere Anfertigungszeit, sodass sie deutlich flexibler und zeitnäher in Bezug auf (unerwartete) Änderungen der Wetterlage eingesetzt bzw. verfasst werden kann.

Es folgt eine Liste mit den Standard-Elementen, die auf der MD-Karte zu finden sind.

Orangene Linie Konvergenz
Rote Linie Warmfront
Blaue Linie Kaltfront
Violette Linie Okklusion
Gepunktete Linie Front / Konvergenz mit reduzierter Wetteraktivität (keine Niederschläge)
Farbliche Pfeile Luftströmungen unterschiedlicher Temperatur. dunkelblau: (relativ) kalte maritime Luft,
hellblau: (relativ) kühle Luft (z.B. MCS Outflow)
rot: feucht-warme Subtropikluft;
grün: Feuchteflüsse

 

Was ist eine synoptische Analyse?

 

Synoptische Analysen werden ausschließlich im Winter als eine Art CO-Ersatz bei synoptisch interessanten Wetterlagen erstellt. Dabei handelt es sich meist um Sturm- /Orkan- und Schneewetterlagen, die eine unmittelbare Auswirkung auf das Wettergeschehen in Deutschland und Umgebung haben. Wie eine MD enthält auch eine synoptische Analyse ein oder auch mehrere Satellitenbilder, auf denen ergänzend Fronten oder andere Merkmale (z.B. Dry Intrusions, Konvergenz-, Divergenzbereiche) eingezeichnet werden. Im Analysetext wird neben der synoptischen Ausgangssituation auch auf mögliche Wettergefahren (Sturmschäden, Behinderungen durch Schneefall) eingegangen.

Welche numerischen Modelle werden für die COs/MDs/Synoptische Analysen verwendet?

 

GFS Global Forcast System, amerikanisches Modell
ECMWF European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, Europäisches Modell
EURO4 European Unified Model, Lokalmodell des Met Office, vereinigtes Königreich
WRF, WRF-high-res Weather Research and Forecasting Model, mesoskaliges Modell
COSMO-EU / COSMO-DE Consortium for Small-scale Modeling, Lokal-Modelle vom DWD für Europa (EU) und Deutschland (DE)
HIRLAM High Resolution Local Area Model, KNMI, Niederlande

Wofür stehen diese Abkürzungen?

 

CAA Cold Air Advection
CAD Cold Air Development
CAPE Convective Available Potential Energy
CB Cumulonimbus
CCB Cold Conveyor Belt, kaltes Förderband
CCL Cumulus Condensation Level
CI Convective Initiation
CIN Convective Inhibition
CVA Cyclonic Vorticity Advection
D-CAPE Downdraft CAPE
DLS Deep Layer Shear
DMC Deep Moisture Convection
DCVA Differential Cyclonic Vorticity Advection
EL Equilibrium Level
EML Elevated Mixed-Layer
ENR eastern
LCL Lifting Condensation Level
LFC Level of Free Convection
LI Lifted Index
LLS Low Level Shear
LVL Level
MCC Mesoscale Convective Complex
MCS Mesoscale Convective System
ML-CAPE Mixed Layer-CAPE
MU-CAPE Most Unstable-CAPE
NRN nothern
NERN noth-eastern
PW Precipitable Water
PVA Positive Vorticity Advektion
QG Quasi Geostrophic
SB-CAPE Surface Based-CAPE
SFC surface (i.e. surface heating)
SRH/SREH Storm Relative (Environmental) Helicity
SRN Southern
THETA-E Equivalentpotential Temperature
TSTM(s) Thunderstorm(s)
UPR upper
VORT MAX Vorticitymaximum
WCB Warm Conveyor Belt
WAA Warm Air Advection
WRN western
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