Hurrikan-FAQ von
Thomas Sävert
F2) Welche Computermodelle für Atlantik-Hurrikane gibt es, über die Meteorologen oft sprechen?

zusammengestellt von Sim Aberson und John Kaplan

Die wichtigsten Modelle für die Vorhersage von Hurrikanzugbahnen sind operationell im Einsatz für den Atlantik, den Ostpazifik und den zentralen Pazifik:

  1. Mit dem grundlegendsten Modell ohne weitere Fähigkeiten werden andere Modellergebnisse verglichen. CLIPER (CLImatology and PERsistence) ist ein statistisches Modell, das mit der Persistenz der aktuellen Zugbahn arbeitet und klimatologische Zugbahninformationen einbezieht (Aberson 1998). Überraschenderweise war CLIPER bis zu den 1980er Jahren kaum zu schlagen.
  2. Das Beta and Advection Model (BAM) folgt einer Trajektorie aus dem Luftfahrtmodell des US-Wetterdienstes, beginnend an der aktuellen Position des Sturms mit einer Korrektur für den so genannten Beta-Effekt (Marks 1992). Derzeit laufen drei Versionen dieses Modells, eine für eine flache Luftschicht (BAMS), eine für eine mittlere Luftschicht (BAMM) und eine für eine hochreichende Schicht (BAMD). BAMS verwendet die Luftschicht zwischen etwa 1,5 und 3 Kilometern (Druckflächen 850 bis 700 Hektopascal), BAMM rechnet mit der Luftschicht zwischen 1,5 und etwa 6,5 Kilometern (850 bis 400 Hektopascal) und das BAMD mit der Schicht zwischen 1,5 und 12 Kilometern (850 bis 200 Hektopascal). Das hochreichende Modell wurde im Jahre 1989 zu den synoptischen Hauptterminen (00, 06, 12 und 18 Uhr UTC) eingeführt, alle drei Versionen laufen seit 1990 vier mal am Tag.
  3. Das barotrope Hurrikan-Vorhersagemodel LBAR, für Limited-Area Barotropic Model, wird operationell alle 6 Stunden gerechnet.
  4. The NOAA Global Forecast System (GFS), früher bekannt als das Luftfaht- und MRF-Modell (Lord 1993), ist seit 1992 für die Zugbahnvorhersage in Gebrauch. Ensemble-Prognosen mit einer geringeren Auflösung stehen vier Mal täglich zur Verfügung. Aktuelle Informationen über das GFS-Modell
  5. Ein dreifach verschachteltes und bewegliches Model aus einfachen Gleichungen wurde am Geophysical Fluid Dynamics Laboratory entworfen (Bender et al 1993), bekannt als das GFDL Modell. Es berechnet Vorhersagen seit der Hurrikansaison 1992. Eine Version (GFDL) verwendet GFS-Felder für Randbedingungen; eine zweite Version (GFDN) verwendet NAVGEM-Felder für Randbedingungen. Aktuelle Informationen über das GFDL-Modell
  6. Ein doppelt verschachteltes und bewegliches und nicht hydrostatisches Model aus einfachen Gleichungen ist bekannt als HWRF (für Hurricane Weather Research and Forecast Model) und bietet Vorhersagen an seit 2006. Es verwendet GFS-Felder für die Randbedingungen (Gopal et al 2012). Aktuelle Informationen über das HWRF-Modell
  7. Das globale Modell des United Kingdom Meterological Office's (UKMET) wird gebraucht, um Zugbahnen von tropischen Wirbelstürmen weltweit vorherzusagen (Radford 1994). Das National Hurricane Center erhält diese Prognosen operationell seit 1996. Aktuelle Informationen über das UKMET-Modell
  8. Das US Navy Global Environmental Model (NAVGEM) ist ebenfalls ein globales Modell mit Fähigkeiten bei der Vorhersage von tropischen Wirbelstürmen (Fiorino et al. 1993). Dieses Modell wurde zum ersten Mal operationell verwendet im Jahre 1996. Ensemble-Prognosen mit einer geringeren Auflösung stehen zwei Mal täglich zur Verfügung. Aktuelle Informationen über das NAVGEM-Modell
  9. Das Global Environmental Multi-scale Model (GEM) des kanadischen Wetterdienstes bietet zwei Mal täglich Prognosen an. Ensemble-Prognosen mit einer geringeren Auflösung stehen zwei Mal täglich zur Verfügung. Aktuelle Informationen über das GEM-Modell
  10. Das Integrated Forecast System (IFS) des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersagen (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF) bietet zwei Mal täglich Prognosen an. Es ist nachweislich das beste Modell für Zugbahnvorhersagen und es ist das am höchsten aufgelöste globale Modell. Ensemble-Prognosen mit einer geringeren Auflösung stehen zwei Mal täglich zur Verfügung.
  11. Das Global Spectral Model (GSM) des japanischen Wetterdienstes bietet hochaufgelöste Vorhersage sowie weniger gut aufgelöste Ensemble-Prognosen an. Aktuelle Informationen über das GSM-Modell
Die gesamte Liste mit Modellen, die für den Atlantik sowie den Nordostpazifik und den zentralen Pazifik verwendet werden, finden Sie hier. Verschiedene Arten von Konsens-Modellen (Ensemblemittel) sind von diesen Modellen erhältlich.

Im Gegensatz zu der großen Zahl an Modellen, die die Zugbahn von Hurrikanen vorhersagen können, gibt es nur wenige Modelle, die Intensitätsänderungen auf dem Atlantik vorhersagen können:

  1. Ähnlich wie das CLIPER-Zugbahnmodell wird das SHIFOR (Statistical Hurricane Intensity Forecast model) als ein Modell ohne große Fähigkeiten gebraucht. Es ist ein statistisches Modell, das auf die Persistenz des aktuellen Intensitätstrends setzt und zusätzlich klimatologische Intensitätsveränderungen einbaut (Jarvinen and Neumann 1979). SHIFOR ist bis in die heutige Zeit kaum übertroffen.
  2. Ein statistisch-synoptisches Modell, SHIPS (Statistical Hurricane Intensity Prediction Scheme), liegt beim National Hurricane Center seit Mitte der 1990er Jahre vor (DeMaria and Kaplan 1994). Es verbindet aktuelle und vorhergesagte Informationen in synoptischer Größenordnung von Wassertemperaturen, vertikale Windscherung, Luftfeuchtigkeit etc. mit einer optimalen Mischung der Trends der Hurrikanstärke.
  3. Das Logistic Growth Equation Model (LGEM) rechnet mit denselben Daten wie das SHIPS Modell, verwendet aber dynamische Regeln. Die Intensität wird berechnet mit einer logistischen Entwicklungsgleichung, in die die maximal mögliche Intensität bei den vorhandenen Wassertemperaturen eingeht. LGEM unterscheidet sich von SHIPS darin, dass es Änderungen der Umweltbedingungen berücksichtigt, anstatt über den Prognosezeitraum gemittelte Werte zu verwenden.
  4. Die GFDL und HWRF Modelle, bereits oben bei den Modellen für die Zugbahnvorhersage beschrieben, bieten den Meteorologen im Vorhersagedienst des National Hurricane Centers zusätzliche Informationen über die Intensitätsänderungen.
  5. Ein neues Schema zur Abschätzung der Wahrscheinlichkeit von extremer Verstärkung ist entwickelt worden (Kaplan and DeMaria 1999) und wird nun operationell angewandt. Das RI-Schema verarbeitet synoptische und Persistenz-Informationen aus dem SHIPS-Modell, um die Wahrscheinlichkeit für eine extreme Verstärkung (Zunahme des maximalen Windes in 24 Stunden um 35 mph/55 km/h oder mehr) alle 6 Stunden zu berechnen.
Information über die Vorhersagegüte dieser Modelle finden Sie nach jeder Hurrikansaison hier.

zuletzt überarbeitet am 14. Juni 2014

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