Einfluss von Messungen und Messstrategien für NWP

Die Qualität einer numerischen Wettervorhersage ist zu großen Teilen durch die Genauigkeit der Anfangsbedigungen bestimmt. Die Anfangsbedingungen einer Vorhersage werden wiederum von Datenassimilationssystemen bereitgestellt. Ein Anfangszustand stellt eine Kombination aus Kurzfristvorhersage und mehreren Millionen Beobachtungen dar. Besseres Verständnis über den Einfluss von Beobachtungen in diesem Prozess kann genutzt werden, um die Vorersagequalität zu steigern. Aus diesem Grund ist es wichtig den Einfluss von Beobachtungen genau zu verstehen.

Einfluss von Messungen
Unsere Arbeitsgruppe befasst sich mit der Anwendung und Weiterentwicklung von ensemblebasierten Methoden zur Messung des Beobachtungseinflusses. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der konvektivskaligen numerischen Wettervorhersage. In diesem Zusammenhang nutzen wir große Ensemblesimulationen und sich daraus ergebende raumzeitliche Korrelationen/Sensitivitäten, um sowohl den tatsächlichen als auch potentiellen Einfluss einzelner Beobachtungen abzuschätzen.

Messstrategien
Ein besseres Verständnis des Einflusses bestimmter Beobachtungstypen ist essentiell für die Gestaltung zukünftiger Beobachtungsnetzwerke. Schon heute stehen weit mehr Beobachtungen zur Verfügung als tatsächlich genutzt werden. Darüber hinaus werden immer neue Messungen entwickelt und bestehende Systeme kostengünstiger. Ziel unserer Forschung ist es besser zu verstehen, welche Beobachtungen einen großen Einfluss haben könnten, um daraus bessere Strategien für die Zukunft abzuleiten. Auch hier wenden wir vorwiegend ensemblebasierte Methoden an (z.B. die Abschätzung der Varianzreduktion). Der Einfluss von Beobachtungen in Zusammenhang mit der Leistungsvorhersage erneuerbarer Energieträger wird aktuell in einer Zusammenarbeit mit dem Hans-Ertel-Zentrum (HErZ) Universität Köln/Bonn untersucht.

Neuste Veröffentlichungen

Nomokonova, T., Griewank, P.J., Löhnert, U., Miyoshi, T., Necker, T. & Weissmann, M.(2022) Estimating the benefit of Doppler wind lidars for short-term low-level wind ensemble forecasts. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 1– 19. Available from: https://doi.org/10.1002/qj.4402

Griewank, P.J., Weissmann, M., Necker, T., Nomokonova, T., Löhnert, U. (2023) Ensemble-based estimates of the impact of potential observations. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 149(754), 1546–1571. Available from: https://doi.org/10.1002/qj.4464