ICON-RUC – Wetterupdate im Stundentakt
Das Rückgrat unserer Wettervorhersage ist unser globales Wettermodell ICON (ICOsahedral Nonhydrostatic Model). Dabei werden weltweit Wetterdaten wie Temperatur, Druck und Feuchtigkeit von Wetterstationen, Wetterballons, Flugzeugen und Satelliten gesammelt. Diese dienen als Ausgangsdaten für Gleichungen, mit denen das Wetter dann numerisch in die Zukunft berechnet wird. ICON verwendet dafür ein mathematisches Gitter aus Vielecken, sogenannten Ikosaedern, das die Erdoberfläche besser darstellt als ein klassisches Rechteckgitter. Dieses Modell wird alle 6 Stunden neu berechnet.
Die Deutsche Modellkette von ICON zu ICON-EU bis ICON-D2 mit Ikosaeder-Gitter. (Quelle:DWD)
Für Europa und Umgebung wird ein Ausschnitt mit einer Auflösung von 6 km berechnet (ICON-6 oder ICON-EU). Darin eingebettet wird, für den Mitteleuropa-Ausschnitt alle 3 Stunden mit aktuellen Daten nun als sogenanntes Lokalmodell ICON-D2 mit einer noch höheren Auflösung von etwa 2 km berechnet, um eine genauere lokale Vorhersage für die nächsten zwei Tage zu bekommen. Dabei fließen auch Daten aus aktuellen Radarmessungen ein. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass insbesondere Gewitterzellen, die durch das globale, grobmaschigere Modell durchfallen können, vom Lokalmodell besser simuliert werden können.
Gewitterlagen sind in der Regel sehr dynamisch. Schon kleine Änderungen können große Auswirkungen auf die Vorhersage haben. So können innerhalb weniger Minuten neue Gewitterzellen entstehen, die meist lokal begrenzt sind, aber vor Ort große Auswirkungen, z. B. durch Starkregen, Sturmböen und Hagel, haben können. Um auf die veränderten atmosphärischen Bedingungen schnell zu reagieren, ist der Abstand von drei Stunden zwischen den Modellrechnungen von ICON-D2 häufig zu lang. Hier kommt ICON-RUC ins Spiel. Dabei steht RUC für (Rapide Update Cycle) Durch eine stündliche Aktualisierung und eine hohe räumliche Auflösung kann das Modell kurzfristige Wetterveränderungen sehr präzise darstellen. So lassen sich bei zum Beispiel bei sommerlichen Gewitterlagen die Regionen besser eingrenzen, in denen die Gewitteraktivität besonders hoch ist.
Das Besondere an ICON-RUC ist, dass es die mikrophysikalischen Prozesse bei der Niederschlagsbildung mithilfe des sogenannten 2-Momenten-Schemas besser berechnen kann. Dabei wird einerseits die Anzahl der Teilchen berücksichtigt, also wie viele Regentropfen oder Eiskristalle sich in einem bestimmten Luftvolumen befinden. Andererseits werden auch die Masse und das Volumen der Teilchen berücksichtigt, also wie groß oder wie schwer sie sind. Dadurch ergeben sich deutlich realistischere Radarbilder in den Modellsimulationen. Unter anderem ist es nun möglich, die Hagelmasse und die Größe der Hagelkörner mittels dieses Modells zu berechnen. Durch dieses Schema erhofft man sich auch eine genauere Vorhersage von Starkregen und Schneefall.
Die 2-Stunden-Vorhersage der simulierten Radarreflektivität von ICON-D2 (links) und ICON-RUC (Mitte) sowie die gemessene Radarreflektivität (rechts) zeigen die Gewitter in Mittelsachsen bei Dresden am Sonntagabend (15.06.2025).
Auch weitere Eigenschaften von Gewitterzellen wie Rotation, Aufwindgeschwindigkeiten und Wassergehalt lassen sich ermitteln. Sie geben Hinweise auf die Intensität sowie auf Begleiterscheinungen wie Hagel, Starkregen und Sturmböen. In Zukunft ist es das Ziel, die vom ICON-RUC simulierten Gewitterzellen mit den aktuellen, im Radar beobachteten Zellen zu verschneiden, um einen nahtlosen und bruchfreien. Übergang von Nowcasting (Kürzestfristvorhersagen, die die nächste Stunde umfassen) zu Modellvorhersagen für die nächsten Stunden zu erreichen.
Christian Herold
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 17.06.2025
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