Überblick über die Vorhersage - Deutscher Wetterdienst
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Dokumentation Überblick über die Vorhersage 1. Einleitung Abbildung 1 zeigt die in der Vorhersagetabelle und -grafik dargestellten meteorologischen Elemente. Nachfolgend werden die Elemente Wettersymbol, Lufttemperatur, Sonnenschein dauer, Niederschlag, Niederschlagswahrscheinlichkeit, Verdunstung, Wind und relative Feuchte genau beschrieben. Abbildung 1: Produktbeispiel – Wettervorhersage in Form von Tabellen und Grafiken Stand: April 2022 Seite 1 von 7 Ihr Ansprechpartner: Deutscher Wetterdienst E-Mail: landwirtschaft@dwd.de Abteilung Agrarmeteorologie Homepage: www.agrowetter.de Frankfurter Straße 135 63067 Offenbach Twitter: www.twitter.com/dwd_klima
Dokumentation 2. Wettersymbol Das Wettersymbol kennzeichnet den Charakter eines Tages. Für diesen Zweck werden die meteorologischen Beobachtungs- bzw. Messelemente „Wetter“, „Niederschlag und Sonnen scheindauer bzw. deren Zusammenwirken innerhalb festgelegter Schwellenwerte ausgewer tet. Die Erklärungen für die einzelnen Symbole finden Sie hier. Hinweis: Die Wettersymbole kennzeichnen den ganzen Tag! Auch die Nachtstunden werden zur Kennzeichnung, besonders für den Niederschlag, genutzt. Ein Symbol mit den Teilen Sonne, Wolken und Niederschlag kann somit auch erscheinen, wenn nur in den Nachtstun den Niederschlag erwartet wird. 3. Lufttemperatur Die Temperatur bezeichnet den messbaren Wärmezustand von Materie / eines Stoffes / ei nes Stoffsystems. Der Wärmezustand wird durch die mittlere kinetische Energie der unge ordneten Bewegung der Teilchen bestimmt. In der Meteorologie spielt z.B. der Temperatur wert der Luft eine große Rolle. Weltweit wird er daher regelmäßig unter genau vorgegebenen Bedingungen unter der Bezeichnung Lufttemperatur gemessen – in 2 m Höhe über mit Gras bewachsenem Boden. Die Maximumtemperatur ist das absolute Maximum des betrachteten Tages, die Minimum temperatur entsprechend das absolute Minimum des Tages. Bei Tageswerten werden die Zeiträume von 0 UTC bis 0 UTC1 betrachtet. Hinweis: Mögliche Differenzen zwischen den Werten der Tabelle und dem Temperaturver lauf in der Grafik resultieren daraus, dass in der Grafik Terminwerte zur vollen Stunde ange zeigt werden, das absolute Maximum oder Minimum jedoch nicht immer zu einer vollen Stunde auftritt. Die Minimumtemperatur am Boden ist das Minimum der Lufttemperatur in 5 cm Höhe über der Erdoberfläche, bei realem Boden vor Ort und Grasbewuchs – bei Schnee über der Schneedecke. 1 UTC (Universal Time Coordinated): Während der Sommerzeit müssen 2 Stunden und während der Normalzeit muss 1 Stunde zur Zeitangabe in UTC hinzugerechnet werden. Stand: April 2022 Seite 2 von 7 Ihr Ansprechpartner: Deutscher Wetterdienst E-Mail: landwirtschaft@dwd.de Abteilung Agrarmeteorologie Homepage: www.agrowetter.de Frankfurter Straße 135 63067 Offenbach Twitter: www.twitter.com/dwd_klima
Dokumentation 4. Sonnenscheindauer Als Sonnenscheindauer bezeichnet man die tatsächliche Dauer der direkten Sonnenstrah lung an einem bestimmten Ort innerhalb eines definierten Zeitraumes (Stunde, Tag, Woche, Monat, Jahreszeit, Jahr). Die Sonnenscheindauer wird allgemein täglich gemessen und in zehntel Stunden bzw. in Mi nuten angegeben. Die so festgestellte Sonnenscheindauer wird dann für größere Zeiträume aufsummiert. Zur Messung der Sonnenscheindauer werden Sonnenscheinautografen oder opto-elektroni sche Sensoren verwendet. Die Sonnenscheindauer wird nicht direkt vorhergesagt, sondern aus der vorhergesagten Globalstrahlung abgeleitet. 5. Niederschlag Unter dem Begriff "Niederschlag" versteht man in der Meteorologie die Ausscheidung von Wasser aus der Atmosphäre im flüssigen und/oder festen Aggregatzustand, die man am Erdboden messen oder beobachten kann. Dabei wird unterschieden zwischen fallenden (z.B. Regen), aufgewirbelten (z.B. Schneetreiben), abgelagerten (z.B. Schneedecke) und ab gesetzten (z.B. Reif) Niederschlägen. Die fallenden Niederschläge sind definiert als das Aus scheiden von Wasser aus Wolken, das den Erdboden in flüssiger und/oder fester Form er reicht. Arten der fallenden Niederschläge: • Sprühregen • Regen • gefrierender Regen • gefrierender Sprühregen • Eisregen • Schnee • Schneegriesel • Eisnadeln, Diamantstaub oder Polarschnee • Eiskörner • Reifgraupel • Frostgraupel • Hagel In unserer Tabelle wird die Art des Niederschlages im Piktogramm ausgegeben: Gewitter mit ggf. Hagel oder Graupel, Schnee, Regen oder Schneeregen. Stand: April 2022 Seite 3 von 7 Ihr Ansprechpartner: Deutscher Wetterdienst E-Mail: landwirtschaft@dwd.de Abteilung Agrarmeteorologie Homepage: www.agrowetter.de Frankfurter Straße 135 63067 Offenbach Twitter: www.twitter.com/dwd_klima
Dokumentation
Die erwähnten Arten der fallenden Niederschläge lassen sich in drei verschiedene Typen
gliedern, die den zur Wolken- und Niederschlagsbildung notwendigen Hebungsvorgängen
der Luft entsprechen:
• Konvektiver Niederschlag
• Advektiver Niederschlag (Aufgleitniederschlag)
• Orographischer Niederschlag
Zur Bildung der fallenden Niederschläge tragen drei verschiedene Niederschlagswachstums
prozesse bei:
• Kondensation (nur kleine Tröpfchen)
• Sublimation in Mischwolken (Bergeron-Findeisen-Prozess)
• Kollisionen der Wolkenpartikel (durch Koaleszenz, Aggregation, Vergraupelung).
• Da die Sublimation in Mischwolken die größte Rolle bei der Niederschlagsbildung
spielt, bestehen fast alle fallenden Niederschläge ursprünglich aus Eiskristallen (Aus
nahmen: Sprühregen aus Stratuswolken der mittleren Breiten und kurze Regen
schauer aus Cumuluswolken der Tropen).
6. Niederschlagswahrscheinlichkeit
Die Niederschlagswahrscheinlichkeit wird nicht direkt aus den Vorhersagemodellen ausge
geben, sondern muss über statistische Verfahren in einem weiteren Arbeitsschritt bestimmt
werden.
Bei der Ermittlung der Niederschlagswahrscheinlichkeit wird auf vergleichbare Fälle, bzw.
Wetterlagen, aus der Vergangenheit zurückgegriffen, d.h., eine Aussage:
"Morgen ist (an einem bestimmten Ort) mit einer Niederschlagswahrscheinlichkeit von 80 %
zu rechnen."
ist so zu interpretieren, dass es in 8 von 10 Fällen (Tagen) bei der (für "morgen") prognosti
zierten Wetterlage am betreffenden Ort geregnet hat.
Es wird damit nicht ausgesagt, dass 80 % des Zeitraumes des ("morgigen") Tages verreg
net sein werden und auch nicht, wie viel es regnen soll.
Eine solche Wahrscheinlichkeitsaussage kann jedoch mit quantitativen Angaben verknüpft
werden, d.h. eine Aussage:
"Morgen ist (an einem bestimmten Ort) mit einer Wahrscheinlichkeit von 20 % damit zu rech
nen, dass mehr als 5 l/m² Niederschlag fallen"
bedeutet, dass in 2 von 10 Fällen (Tagen) bei der (für "morgen") prognostizierten Wetterlage
am betreffenden Ort mehr als 5 l/m² Niederschlag gefallen sind.
Stand: April 2022 Seite 4 von 7
Ihr Ansprechpartner:
Deutscher Wetterdienst E-Mail: landwirtschaft@dwd.de
Abteilung Agrarmeteorologie Homepage: www.agrowetter.de
Frankfurter Straße 135 63067 Offenbach Twitter: www.twitter.com/dwd_klimaDokumentation Hinweis: Die Niederschlagswahrscheinlichkeit beinhaltet keine Aussage über die zu erwartende Nie derschlagsart. Es kann sich sowohl um flüssige Niederschläge (Regen, Nieselregen) als auch um feste Niederschläge (Schnee, Eiskörner, Hagel, Graupel, Schneegriesel etc.) han deln. Wie sind Niederschläge im Zusammenhang mit den Wahrscheinlichkeiten zu interpre tieren? Die stündlichen Niederschlagssummen der ersten 2 Tage sind tatsächlich so zu erwarten, denn hier werden direkt die vom Vorhersagemodell ausgegebenen Werte verwendet. Ab dem 3. Tag werden statistisch aufbereitete Werte verwendet. Dabei werden hohe Stunden summen des Niederschlags aus den Modellen aus statistischen Gründen niedriger gemacht und der Niederschlag zeitlich und räumlich (auf Nummer sichergehend) breiter verteilt. Die Niederschlagswahrscheinlichkeiten stammen für alle Tage aus diesen statistischen Be rechnungen. Daher können an den ersten 2 Tagen scheinbare Widersprüche auftreten, da die Wahrscheinlichkeiten bei hoch vorhergesagten Niederschlagssummen durchaus gering ausfallen können (trifft das Gewitter mit Starkregen den Ort oder nicht?). An den ersten beiden Tagen hat man eigentlich die beste Information. Wenn die Wahr scheinlichkeit bei hoher Niederschlagssumme gering ist, so ist dies dahingehend zu interpre tieren, dass es zwar stark regnen kann, aber die Niederschläge (Schauer oder Gewitter) den Ort nur mit relativ geringer Wahrscheinlichkeit treffen. Sind Niederschlagssumme und Wahr scheinlichkeit gering, so kann man davon ausgehen, dass keine nennenswerten Nieder schläge zu erwarten sind. Ab dem 3. Tag passen die Wahrscheinlichkeiten in der Regel gut zum Niederschlag, sodass bei Niederschlägen über 5 mm auch automatisch die Wahrscheinlichkeit höher ist. 7. Verdunstung Der Begriff Verdunstung bezeichnet den sich unterhalb des Siedepunktes vollziehenden Übergang des Wassers vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand, also hin zum Wasserdampf. Die zum Verdunsten benötigte Wärmeenergie wird dabei der Flüssigkeit und der Umgebung entzogen, was zu Abkühlung führt (Verdunstungskälte). Die Verdunstung hat große Bedeutung für den Wärmehaushalt der Erde, weil die im Wasser dampf latent enthaltene Wärme beim Übergang von Wasserdampf in Wasser (Kondensati onsvorgänge wie Wolken- und Niederschlagsbildung) der Atmosphäre wieder zugeführt wird. Sie stellt somit eine wichtige Größe im Wasserkreislauf der Erde dar. Stand: April 2022 Seite 5 von 7 Ihr Ansprechpartner: Deutscher Wetterdienst E-Mail: landwirtschaft@dwd.de Abteilung Agrarmeteorologie Homepage: www.agrowetter.de Frankfurter Straße 135 63067 Offenbach Twitter: www.twitter.com/dwd_klima
Dokumentation Man unterscheidet nach drei Verdunstungsarten: • Evaporation (Verdunstung von unbewachsenem/freiem Land oder Wasserflächen) • Transpiration (Verdunstung der Pflanzen über die Spaltöffnungen in den Blättern) • Evapotranspiration (Summe aus Evaporation und Transpiration) Bei den angegebenen Verdunstungen handelt es sich immer um Evapotranspirationen. Die FAO Verdunstung ist eine potentielle Verdunstung und repräsentiert die maximal mögli che Verdunstung. Es gibt unzählige unterschiedliche Ansätze zur Berechnung, die dadurch zustande gekommen sind, dass viele der zur Berechnung benötigten Daten gar nicht gemes sen werden. In dem hier verwendeten Ansatz der FAO fließen lediglich Tageswerte ein und die spezifischen Werte von Gras werden immer konstant gehalten. Diese Form der Berech nung wird häufig als Referenz verwendet, um die Verdunstungsfähigkeit der Pflanzen zu be werten. Die reale Verdunstung über Gras wird mit Hilfe des Modells AMBAV2.0 berechnet und be rücksichtigt neben den stündlich aufgelösten meteorologischen Inputdaten auch die momen tane Feuchte im Boden. Wenn die Bodenfeuchte im Boden durch den Entzug durch die Pflanzen zu stark abgesunken ist, dann reduziert die Pflanze automatisch den Wasserver brauch und führt zu einer reduzierten Verdunstung. Somit kann die reale Verdunstung maxi mal der potentiellen Verdunstung entsprechen. Durch die unterschiedliche Berechnungsart bei den in der Tabelle angegebenen Verduns tungswerten kann die reale Verdunstung bei guter Wasserversorgung über der potentiellen FAO Verdunstung liegen. Außerdem wird in AMBAV2.0 auch berücksichtigt, dass Pflanzen außerhalb ihres gewohnten Temperaturbereiches die Spaltöffnungen für die Verdunstung schließen und somit sehr viel weniger Wasser verdunsten, als es die Wasservorräte im Bo den zulassen würden. Dieser Umstand führt dazu, dass die Unterschiede zwischen den bei den Verdunstungswerten bei guter Wasserversorgung der Pflanzen aber hohen Temperatu ren groß sein können. Im Normalfall wird die aus der Atmosphäre kommende Wärmeenergie anteilig für Verdunstungs- und Lufterwärmungsprozesse genutzt werden. Sind die Verduns tungsprozesse klein, führt dieses zu einer stärkeren Erwärmung der Luft und indirekt zu hö heren potentiellen Verdunstungsraten. Bei Wassermangel im Boden nimmt somit der Unter schied zwischen potentieller und realer Verdunstung stark zu. Stand: April 2022 Seite 6 von 7 Ihr Ansprechpartner: Deutscher Wetterdienst E-Mail: landwirtschaft@dwd.de Abteilung Agrarmeteorologie Homepage: www.agrowetter.de Frankfurter Straße 135 63067 Offenbach Twitter: www.twitter.com/dwd_klima
Dokumentation 8. Windgeschwindigkeit • Unter Windgeschwindigkeit ist die horizontale Verlagerungsgeschwindigkeit der Luft teilchen zu verstehen, sie wird durch Messgeräte ermittelt. Bei einer Schätzung spricht man von Windstärke nach Beaufort. Derzeit sind 3 Maßeinheiten für die Windgeschwindigkeit gebräuchlich: • Meter pro Sekunde (m/s) • Seemeile oder nautische Meile pro Stunde (Knoten = nm/h) • Kilometer pro Stunde (km/h). Daraus ergibt sich folgende Umrechnung: • 1 kn = 1 nm/h = 1,852 km/h • 1 m/s = 3,6 km/h • 1 kn = 0,514 m/s 9. Relative Feuchte Bei der relativen Feuchte (f) handelt es sich um einen Luftfeuchteparameter. • Dieser Parameter ist definiert als Quotient aus dem in der Luft zum Messzeitpunkt tat sächlich vorherrschenden Dampfdruck (e) und dem lufttemperaturabhängig maximal möglichen Dampfdruck (Sättigungsdampfdruck (E) über Wasser (bzw. über Eis)). Un ter der Voraussetzung der Einheitsangabe in Prozent (%) gilt somit folgende Bezie hung: Formel 1: Relative Feuchte wird über das Verhältnis zwischen momentanem Dampfdruck und dem maximal möglichen Dampfdruck berechnet. = ( ÷ ) × 100 Quelle und weitergehende Informationen im Wetterlexikon auf www.dwd.de Stand: April 2022 Seite 7 von 7 Ihr Ansprechpartner: Deutscher Wetterdienst E-Mail: landwirtschaft@dwd.de Abteilung Agrarmeteorologie Homepage: www.agrowetter.de Frankfurter Straße 135 63067 Offenbach Twitter: www.twitter.com/dwd_klima
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