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SINFONY: Vom aktuellen Wetter zur nahtlosen Vorhersage der nächsten Stunden

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Eine unserer Hauptaufgaben im Sommer ist die Warnung vor Gewittern. Um deren Entwicklung und Zugbahn für die nächsten Stunden möglichst genau vorherzusagen, stehen unterschiedliche Vorhersageverfahren zur Verfügung. Für die unmittelbare Zukunft liefert das sogenannte Nowcasting besonders wertvolle Informationen. Es basiert wesentlich auf aktuellen Beobachtungen. Dazu gehören Fernerkundungsmessungen wie Radar, Satellit und Blitzmessungen. Auch Nutzermeldungen, beispielsweise aus der WarnWetter-App, können zusätzliche Informationen über das aktuelle Wetter liefern.

Aus diesen Beobachtungen lassen sich die Position, Zugrichtung und Entwicklung von Niederschlags- und Gewitterzellen kurzfristig relativ gut abschätzen. Eine wichtige Rolle spielt dabei KONRAD-3D. Das Verfahren erkennt konvektive Zellen automatisch in den Radardaten und liefert unter anderem Informationen über deren Position und Intensität. Aus der bisherigen Bewegung können Vorhersagen über die weitere Zugbahn einschließlich ihrer Unsicherheit abgeleitet werden.

Mit zunehmender Vorhersagezeit stößt das Nowcasting jedoch an Grenzen. Gewitterzellen werden nicht einfach nur verlagert, sondern können sich verstärken, abschwächen, auflösen oder neu entstehen. Solche Entwicklungen lassen sich nicht allein aus der bisherigen Bewegung ableiten. Hier kommen numerische Wettervorhersagemodelle (NWV) ins Spiel. Sie berechnen auf Grundlage der physikalischen Prozesse in der Atmosphäre deren weitere Entwicklung und können damit deutlich weiter in die Zukunft blicken. Für die hochaufgelöste numerische Kurzfristvorhersage wird am DWD unter anderem ICON-D2 eingesetzt.

Damit treffen zwei unterschiedliche Stärken aufeinander: Nowcasting beschreibt besonders gut, was gerade passiert, während die numerische Wettervorhersage besser darin ist, zu beschreiben, was daraus entstehen kann. Allerdings können kleinräumige Strukturen wie Gewitterzellen in der numerischen Wettervorhersage zu Beginn noch nicht optimal erfasst werden. Gerade bei schnelllebiger Konvektion kann es daher zunächst zu Abweichungen bei Position, Struktur und Intensität kommen.

Bisher entstand dadurch ein Übergang zwischen den beiden Vorhersagemethoden. Anschaulich lässt sich dies beispielsweise in der WarnWetter-App beobachten: Geht man mit dem Zeitslider in die Zukunft, werden Gewitterzellen zunächst auf Grundlage des Nowcastings ohne Entwicklung weiterverlagert. Später übernimmt die numerische Wettervorhersage. Zwischen beiden Ansätzen entsteht dabei ein deutlich sichtbarer Bruch.

Wie diese Verbindung verbessert werden kann, zeigt das folgende Diagramm.

Grundidee von SINFONY – veranschaulicht anhand eines Verifikationsmaßes: Zunächst werden Nowcasting und numerische Wettervorhersage jeweils weiter verbessert. Anschließend werden beide Verfahren miteinander verknüpft, um eine möglichst nahtlose und bruchfreie Vorhersage zu ermöglichen.

Das Diagramm stellt vereinfacht dar, wie sich die Qualität verschiedener Vorhersageverfahren mit zunehmender Vorhersagezeit verändert. Auf der horizontalen Achse nimmt die Vorhersagezeit von der unmittelbaren Gegenwart in die Zukunft zu. Die vertikale Achse beschreibt die Vorhersagequalität: Je höher der Wert, desto besser die Vorhersage.

Die rote Kurve zeigt die Vorhersagequalität des Nowcastings. Zu Beginn ist sie besonders hoch, da aktuelle Beobachtungen direkt in die Vorhersage eingehen. Mit zunehmender Vorhersagezeit nimmt die Qualität jedoch ab. Die blaue Kurve beschreibt die numerische Wettervorhersage. Sie startet zunächst auf einem niedrigeren Qualitätsniveau, gewinnt aber mit zunehmender Vorhersagezeit an Bedeutung und übertrifft schließlich das Nowcasting.

Genau hier setzt SINFONY, das „Seamless INtegrated FOrecastiNg sYstem“ an. Die Grundidee besteht darin, die Stärken beider Verfahren zu verbinden: die hohe Qualität des Nowcastings für die unmittelbare Zukunft und die physikalisch konsistente Entwicklung der numerischen Wettervorhersage für die weitere Zukunft.

Dazu werden zunächst beide Seiten verbessert. Im Diagramm ist dies durch die gestrichelten Linien dargestellt. Das Nowcasting wird unter anderem durch verbesserte Verfahren wie KONRAD-3D sowie durch eine höhere Datenqualität und verbessertes Postprocessing weiterentwickelt.
Auch die numerische Wettervorhersage wird speziell für diesen kurzen Vorhersagezeitraum verbessert. Mit ICON-RUC wird ein lokales Modell eingesetzt, das jede Stunde neu gestartet wird. RUC steht dabei für „Rapid Update Cycle“. Durch die häufigere Aktualisierung steht ein deutlich aktuellerer Modellzustand zur Verfügung. Zudem wurde das Modell darauf ausgerichtet, beobachtete Radarstrukturen möglichst realistisch zu simulieren.

Damit können die Informationen aus beiden Welten miteinander verbunden werden. Für das Nowcasting werden die Unsicherheiten der vorhergesagten Zellbewegungen berücksichtigt. Gleichzeitig können auf das ICON-RUC-Ensemble entsprechende Verfahren angewendet werden, sodass sich Informationen über mögliche Zellpositionen und Entwicklungen aus Nowcasting und numerischer Wettervorhersage kombinieren lassen. Daraus können unter anderem Wahrscheinlichkeiten für das Auftreten und die weitere Entwicklung konvektiver Zellen abgeleitet werden.

Das Ergebnis ist unter anderem die Grundidee von KONRAD-3D-SINFONY: Statt zwischen zwei unterschiedlichen Vorhersagemethoden umzuschalten, soll eine möglichst nahtlose Vorhersage entstehen, vom aktuell beobachteten Wetter bis in die weitere Kurzfrist.

SINFONY verbindet damit das Beste aus beiden Welten: die Stärke des Nowcastings in der unmittelbaren Zukunft mit der Stärke der numerischen Wettervorhersage beim Blick in die weitere Zukunft.

Dipl.-Met. Christian Herold
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 24.08.2026
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

 

Aktuelle Schwierigkeiten bei der Gewittervorhersage

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Nach der Hitze ist vor der Hitze in diesem Sommer, und da sind auch die Gewitter meistens nicht allzu weit weg. Denn mittlerweile hat sich eine schwülheiße Luftmasse wieder bis in die Landesmitte ausgebreitet, was an leicht gestiegenen Taupunkten mit Werten zwischen 15 und 18 Grad zu erkennen ist. Dem gegenüber ist es weiter nördlich mit rund 10 bis 13 Grad deutlich trockener.

Damit stellt sich neben der Frage nach den Höchstwerten (einfach zu beantworten: bis zu 37 Grad) rasch die weitere Frage nach Gewittern oder potentiellen Unwettern. Nimmt man die Zutatenmethode zur Hand, so wird schnell ersichtlich, dass die Labilität und das CAPE (Energie der Luftmasse) bis zur Landesmitte ausreichend vorhanden sind. Auch die Feuchte haben wir bereits thematisiert. Als drittes Zünglein an der Waage, sieht man mal von der Zusatzzutat „Scherung“ ab, kommt die Hebung zum Zuge.

Und hier wird es spannend: Je nachdem welches Modell man betrachtet, werden die möglichen Hebungsmechanismen unterschiedlich stark gewichtet. Wir erinnern uns: Hebung kann durch die Orografie, aber auch dynamisch etwa an Kurzwellentrögen oder unter linken Jeteingängen erzeugt werden.

Summa summarum kommen dann unterschiedliche Modelle auch zu variierenden Prognosen bei den Gewittern, je nachdem wie stark sie die Hebung berechnen. Hier reicht schon der Blick auf das ICON-D2 und das ICON-RUC, die beide im DWD gerechnet werden. Generell liegt die Stärke des ICON-D2 vor allem in dynamischen Gewitterlagen mit klaren Hebungsimpulsen. Sind diese in einer leicht flatternden südwestlichen Höhenströmung, so wie heute und morgen, eher schwacher Natur, so kommt das Modell durchaus an seine Grenzen und berechnet manchmal deutlich weniger Gewitteraktivität. Dem gegenüber steht das ICON-RUC, das stündlich gerechnet wird und in der Vergangenheit auch bei antriebsschwachen Wetterlagen eine höhere Gewitteraktivität vorhersagte, die nicht selten dann auch so eintraf. Das kann natürlich auch an unterschiedlichen Assimilationsverfahren und einer anderen Berücksichtigung der Feuchte liegen, ändert aber nichts an der Tatsache, dass der Meteorologe vom Dienst vor der großen Frage steht, wo es am Ende wie stark gewittert.

Blicken wir dazu auf die aktuellen Berechnungen von ICON-D2 (09z-Lauf) und ICON-RUC (ebenfalls 09z-Lauf): Gegen 17 Uhr sind in beiden Modellen einzelne starke, möglicherweise auch schwere Gewitter über dem Südwesten Deutschlands und über dem Nordosten Hessens zu sehen.

Dargestellt ist die simulierte Reflektivität von ICON-D2 und ICON-RUC für den heutigen Montag um 17 MESZ. Bislang ergeben sich wenige Unterschiede in der Prognose.

Je später es am Abend nun wird, umso größer werden dann aber die Prognoseunterschiede. Gegen 21 Uhr wird ein sich abschwächender Gewitterkomplex über Rheinland-Pfalz im ICON-D2 berechnet, während das ICON-RUC einen starken MCS (großes Gewittersystem) mit schwerem Sturm im Rhein-Main-Gebiet sieht. Auch nachts einigen sich beide Modelle nicht: Nach ICON-D2 fallen die Gewitter tendenziell in sich zusammen, nach Lesart des ICON-RUC bleiben sie weiterhin aktiv und breiten sich immer mehr in Richtung Landesmitte aus.

Um 00 MESZ ist ersichtlich, dass sich die Gewitteraktivität nach Lesart des ICON-D2 nachts deutlich abschwächen soll, während sie nach ICON RUC nicht zum Erliegen kommt. Genaue Prognosen sind hier erst im Nowcasting möglich.

Es wird deutlich, dass solche Probleme (leider) erst im Nowcasting richtig gelöst werden können, wenn ersichtlich ist, wo die Reise hingeht. Die Modelloutputs dienen aber durchaus als guter Hinweis dafür, welches Potential in der aktuellen Wetterlage steckt.

Klar ist: Es muss heute wie auch morgen mit starken, teils unwetterartigen Gewittern gerechnet werden, die von heftigem Starkregen, größerem Hagel oder Hagelansammlungen und Böen in schwerer Sturmstärke begleitet sein können.

Bleiben Sie daher wachsam und verfolgen Sie die aktuellen Wetterwarnungen gerne unter dwd.de oder in der Warnwetter-App.

M.Sc.-Meteorologe Oliver Reuter
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 03.08.2026
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

 

Warmes Wochenende, kühler Wochenstart

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Das Hoch XERI mit seinem Schwerpunkt über dem Baltikum sorgt in Deutschland zunächst für ein überwiegend ruhiges und freundliches Wochenende. Doch die nächsten Tiefdruckgebiete stehen bereits bereit und werden im Laufe der neuen Woche zunehmend wetterbestimmend. Zwischen dem Hoch im Osten und den Tiefs nördlich sowie westlich Deutschlands dreht die Strömung auf östliche bis südöstliche Richtungen. Damit gelangt vorübergehend etwas wärmere Luft zu uns.

Bodenanalyse mit Fronten und Luftdruck, Freitag den 08.05.2026 12 UTC.

Am heutigen Freitag scheint neben dichteren Wolkenfeldern gebietsweise die Sonne. Vereinzelt sind Schauer möglich und im süddeutschen Bergland können sich zudem einzelne Gewitter entwickeln. Lediglich im Norden ist es durchweg sonnig. Die Temperaturen erreichen 15 bis 22 Grad. Am kühlsten bleibt es dort, wo sich die Wolken am längsten halten, insbesondere in Teilen der Mitte und Sachsens. Der Wind weht meist nur schwach aus östlichen Richtungen. In der Nacht zum Samstag zeigt sich der Himmel teils wolkig, teils klar. Örtlich können sich erneut flache Nebelfelder bilden. Vor allem im Osten und am Alpenrand besteht stellenweise Frostgefahr.

Wetter- und Temperaturkarte, am Freitag 08.05.2026.

Am Samstag verlagert sich das Hoch langsam weiter nach Russland, während der Luftdruck über Deutschland allmählich fällt. Dennoch dominiert zunächst weiterhin freundliches Wetter. Nur zwischen Schwarzwald und Alpen entstehen im Tagesverlauf einzelne Gewitter. Die Temperaturen steigen auf 17 bis 24 Grad. Der Wind bleibt schwach und kommt weiterhin aus östlichen Richtungen. In der Nacht zum Sonntag erreicht die schwache Kaltfront eines Tiefs über dem Nordmeer den Norden Deutschlands. Dort nehmen die Wolken zu und vereinzelt fällt etwas Regen. Abseits davon bleibt die Nacht meist klar. Im Osten besteht erneut örtliche Frostgefahr.

Wetter- und Temperaturkarte, am Samstag 09.05.2026.

Auch der Sonntag verläuft trotz zunehmenden Tiefdruckeinflusses zunächst noch freundlich und warm. Mit Höchstwerten zwischen 22 und 27 Grad wird es vor allem im Süden und Westen frühsommerlich mild. Im Norden hingegen halten sich bereits dichte Wolken, örtlich fällt etwas Regen und mit 11 bis 14 Grad bleibt es dort deutlich kühler. Zum Abend steigt besonders im Süden und Südwesten die Gewittergefahr deutlich an.

In der Nacht zum Montag bildet sich über der Mitte Deutschlands eine markante Luftmassengrenze. Von Norden strömt deutlich kühlere Luft ein, während sich im Süden noch die zuvor eingeflossene warme Luft hält. Dadurch kommt es über der Mitte zu schauerartigem Regen, in der wärmeren Luft sind auch Gewitter möglich.

Bis Montagabend erreicht die Luftmassengrenze als Kaltfront schließlich die Alpen und beendet damit die kurze Wärmephase. Zuvor können sich im Süden nochmals kräftige Gewitter entwickeln. Gleichzeitig frischt der Wind spürbar auf. Besonders im Süden und Nordwesten sind starke bis stürmische Böen möglich. Während die Temperaturen in der Nordhälfte nur noch 9 bis 14 Grad erreichen, wird im Süden die 20-Grad-Marke knapp überschritten.

In der Nacht zum Dienstag ziehen sich die Niederschläge allmählich an die Alpen zurück. Mit der einfließenden Kaltluft sinkt die Schneefallgrenze dort auf etwa 1500 Meter. Selbst auf dem Großen Arber sind einzelne Schneeflocken möglich.

Aussichten vom Sonntag, den 10.05.2026 bis Dienstag, den 12.05.2026.

Auch in den folgenden Tagen bleibt das Wetter wechselhaft und für die Jahreszeit recht kühl. Die 20-Grad-Marke wird voraussichtlich nirgendwo mehr erreicht. Umso mehr lohnt es sich, die bevorstehenden milden Tage noch zu genießen.

Dipl.-Met. Marco Manitta
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 08.05.2026
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

 

Wie funktioniert eine Gewittervorhersage?

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Am gestrigen Mittwoch hat es im Süden und über der östlichen Mitte Deutschlands zum Teil ordentlich „gerummst“. Über Südbayern konnte sich sogar eine sogenannte Superzelle entwickeln. Dabei handelt es sich um ein besonders starkes, rotierendes Gewitter. Neben Sturmböen und Starkregen wurde damit zusammenhängend auch Hagel mit Korngrößen bis 3 cm Durchmesser beobachtet. Genau dieses Szenario wurde bereits am Vortag innerhalb des Warndienstes diskutiert und letztlich schon etliche Stunden vor dem Ereignis in die entsprechenden Warnlageberichte und Vorhersagetexte aufgenommen. Da stellt sich die Frage, wie so eine Gewittervorhersage überhaupt funktioniert.

Dass die Vorhersage von Gewittern von einigen Problemen begleitet wird, wurde auch an dieser Stelle schon mehrfach beschrieben (siehe zum Beispiel das Thema des Tages vom 12.08.2023) und wird sicherlich auch in Zukunft immer wieder Thema sein. Kurz zusammengefasst: Eine räumlich und zeitlich exakte Vorhersage eines Gewitters ist aus verschiedenen Gründen so gut wie unmöglich. Was dagegen meistens sehr gut prognostizierbar ist, sind einerseits die Regionen, in denen das Potenzial für die Entstehung von Gewittern erhöht ist und andererseits die zu erwartenden Begleiterscheinungen.

Für die Abschätzung des Gewitterpotenzials steht dem Vorhersageteam des DWD unter anderem der sogenannte „Konvektionsfavorit“ zur Verfügung. Dabei handelt es sich um eine Zusammenstellung mehrerer Prognosefelder, die die nötigen Zutaten für die Entwicklung von Gewittern beschreiben. Was für den Laien vielleicht nur nach vielen bunten Bildchen oder eventuell auch moderner Kunst aussieht, liefert den Meteorologen wichtige Informationen hinsichtlich der potentiellen Entstehung und Stärke der Gewitter. Aus diesem Grund hat der Konvektionsfavorit auch einen Stammplatz auf einem der zahlreichen Bildschirme am Arbeitsplatz.

Abb.1: Konvektionsfavorit – Zusammenstellung verschiedener Prognosefelder, die für die Abschätzung des Gewitterpotenzials wichtig sind (ICON).

Bevor wir kurz etwas genauer auf die einzelnen „Bildchen“ eingehen, nochmal ganz kurz zu den Zutaten für ein Gewitter: Neben genügend Feuchtigkeit muss die Luftmasse auch eine labile Schichtung aufweisen, d.h. die Temperatur muss mit der Höhe stark abnehmen. Nun muss die energiegeladene Luftmasse noch gezündet werden, sprich man benötigt einen Mechanismus, der die Luft dazu veranlasst, aufzusteigen. Das kann zum Beispiel ein zu überströmendes Gebirge sein, bodennahe Überhitzung (Wärmegewitter), ein bodennah konvergentes Windfeld oder ein dynamischer Impuls aus höheren Luftschichten.

Abb.2: Vorhersagefelder zur Feuchtigkeit (links), der Schichtung (Mitte) und dem daraus folgenden Energiegehalt der Luft (CAPE, rechts).

In der obigen Abbildung 2 ist auf der linken Seite einerseits ein Maß für die Feuchtigkeit der Luft in unteren Schichten zu sehen (Flächendarstellung) und andererseits die sogenannten PPW-Werte, also der Wassergehalt der gesamten Luftsäule, der als Niederschlag ausfallen kann (in mm, Zahlenwerte). Letzterer liefert einen Hinweis auf das Starkregenpotenzial. Rechts daneben geht es um die sogenannten Lapse Rates, also die Temperaturabnahme mit der Höhe, die besonders zwischen zwei und vier Kilometer Höhe ausgeprägt sein sollte. Rote Farben stehen für eine Abnahme von mindestens 0,6 Kelvin pro 100 m Höhe (instabil) und blaue Farben für eine geringere Abnahme und daher stabilere Verhältnisse. Die Kombination aus Feuchtigkeit und (In-)Stabilität mündet schließlich in der potentiell zur Verfügung stehenden Energie für die Gewitterentwicklung, dem sogenannten CAPE (rechts). Die Zahlenwerte geben das sogenannte CIN an, das konvektionshemmende Faktoren innerhalb der Luftschichtung angibt.

Abb.3: Vorhersagefelder zur Geschwindigkeitsscherung (links) sowie der Richtungsscherung und Höhe der Wolkenunterkante (rechts).

In Abbildung 3 steht die Windscherung im Fokus. Diese stellt – um im Küchensprech zu bleiben – das Gewürz dar und ist wichtig für die weitere Entwicklung eines Gewitters. Dabei unterscheidet man zwischen der Geschwindigkeits- und der Richtungsscherung. Die Geschwindigkeitsscherung (links) kann man wiederum in hochreichende Scherung (0 bis 6 km Höhe, Fläche) und in die Scherung im untersten Kilometer (Low Level Scherung, Zahlen) aufsplitten. Während erstere für den Organisationsgrad und damit die Langlebigkeit und auch Schwere der Gewitter verantwortlich ist, liefert die Low Level Scherung Hinweise für ein mögliches Tornadopotenzial. Für letzteres sind auch die Felder rechts wichtig, die die Richtungsscherung, also die Drehung des Windes mit der Höhe (Fläche), und die Höhe der Wolkenuntergrenze (Linien/Zahlen, in m) zeigt. Ist die Richtungsscherung hoch genug, können sich rotierende Gewitter, sogenannte Superzellen entwickeln, an denen sich bei niedriger Wolkenunterkante (unter 1000 m) ein Tornado entwickeln könnte.

Abb.4: Vorhersagefelder zu den Strömungsverhältnissen in verschiedenen Höhen (links: ca. 5,5 km, Mitte: ca. 9 km, rechts: bodennah).

Kommen wir zur unteren Reihe des Konvektionsfavoriten. Die Bildchen in Abbildung 4 liefern Informationen zu potentiellen Hebungsmechanismen, die zum Beispiel aus den Strömungsverhältnissen in verschiedenen Höhenbereichen resultieren (links: ca. 5,5 km, Mitte: ca. 9 km, rechts: bodennah).

Abb. 5: Vorhersagefelder zu den Strömungsverhältnissen in verschiedenen Höhen (links, rot: 10 m, gelb: ca. 1,5 km, grün: ca. 5,5 km, blau: ca. 9 km) sowie der Auslösetemperatur und dem Niederschlag (rechts).

Abbildung 5 zeigt linkerhand die Windstärke und -richtung in verschiedenen Höhenniveaus, woraus man konvergente Windstrukturen herausarbeiten kann und einen Überblick über eine mögliche Winddrehung mit der Höhe bekommt. Rechterhand ist dann noch die sogenannte Auslösetemperatur zu finden. Wird diese Temperatur erreicht, beginnt die Luft von selbst, aufzusteigen. Dazu gesellt sich eine Niederschlagsprognose, die neben der Menge (Fläche) auch die Art des Niederschlags (Symbole) angibt.

Durch diese Fülle an Informationen bekommt man also schon mal einen ersten Eindruck darüber, in welchen Regionen das Gewitterpotenzial erhöht ist, welche Begleiterscheinungen erwartet werden können und wo wahrscheinlich keine Gewitter auftreten werden. Doch für eine finale Aussage braucht es noch etwas mehr. Wichtig ist zum Beispiel noch die Sichtung von sogenannten Prognoseaufstiegen, die die vertikale Temperatur- und Feuchteverteilung zeigen. Und dann gibt es natürlich noch weitere Vorhersagemodelle, die manchmal eine völlig andere Idee hinsichtlich der Gewitterlage haben als das, das dem Konvektionsfavoriten zugrunde liegt.

Vielleicht haben Sie bemerkt, dass sich die betrachteten Felder auf den gestrigen Mittwoch beziehen (17 Uhr MESZ). Demnach wurde vom Süden bis in die zentrale und östliche Mitte eine feuchte und gleichzeitig auch instabile Luftmasse vorhergesagt, was wenige hundert Joule pro Kilogramm an CAPE zur Folge hatte. Ausreichend Energie für Gewitter war also vorhanden. Im Südosten überlappte diese Energie zudem mit hochreichender Geschwindigkeitsscherung sowie etwas Richtungsscherung, was Hinweise für organisierte Strukturen bis hin zu Superzellen und zudem etwas größerem Hagel und Böen bis in den schweren Sturmbereich lieferte. Angesichts der hohen prognostizierten Wolkenuntergrenzen (über 1500 m) wurde die Tornadogefahr dagegen als sehr gering eingeschätzt. Deutlich höher war die Wahrscheinlichkeit wiederum für Starkregen, was auf PPW-Werte zwischen 20 und 25 mm und einer eher langsamen Zuggeschwindigkeit der Gewitterzellen zurückzuführen war.

Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 07.05.2026
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

 

ICON-RUC – Wetterupdate im Stundentakt

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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
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst 

 

Neues satellitengebundenes Blitzmesssystem hilfreich für Wetterwarnungen?

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Die konvektive Saison mit Gewittern jeglicher Intensität hat bereits begonnen. Vom vergangenen Sonntag bis Dienstag gab es die ersten, teils intensiven Gewitter in diesem Frühling. Die meisten Gewitter treten in Deutschland zwischen Mai und August auf. Eines können wir Vorhersagemeteorologen des Deutschen Wetterdienstes kaum erwarten: die Nutzung der Satellitenbilder und der Blitzdaten der neuen Satellitengeneration Meteosat Third Generation (MTG). Voraussichtlich wird diese Satellitengeneration unsere Gewittervorhersagen und -warnungen in Zukunft verändern. 

Mammatuswolken und Blitz an einer Superzelle bei Sanderson/Texas, USA im Mai 2023. Quelle: Felix Dietzsch  

MTG ist ein geostationäres Satellitensystem, das – an einem festen Punkt über dem Äquator positioniert – aus 36.000 km Höhe über der Erde Europa, Afrika und deren angrenzende Regionen kontinuierlich im Blick behält. Zwar sind die Produkte des MTG noch nicht operationell im Einsatz, stehen aber für die Evaluierung bei den Wetterdiensten zur Verfügung.
Auf die neuen Satellitenprodukte wurde Mitte Februar in einem Tagesthema unseres Kollegen Christian Herold genauer eingegangen. Mit diesen Bildern ist unter anderem das Verfolgen von Gewittern nahezu in Echtzeit und mit deutlich höherer Genauigkeit möglich. Im heutigen Tagesthema soll aber ein Blick auf das neue Blitzmesssystem geworfen werden.
Mit dem Lightning Imager an Bord von MTG werden seit vergangenem Jahr über Europa und Afrika bis nach Südamerika und in den Nahen Osten Blitzdaten gesammelt. Dies geschieht über vier hochfrequente und sehr empfindliche Kameras. Diese detektieren Blitze als optische Lichtimpulse. Im Grunde „sieht“ der Lightning Imager von oben, dass eine Wolke hell wird und flackert. So können Anzahl, aber auch räumliche und zeitliche Ausdehnung sowie die Intensität der Blitze gemessen werden. Eine solche Art der Detektion ist bereits seit Jahren unter anderem über Nord-, Mittel- und Südamerika und den angrenzenden Ozeanen im Einsatz. Nun gibt es solch ein System auf für diese Seite der Erdkugel.
 

In Europa waren bisher nur bodengebundene Messsysteme im Einsatz. Über zahlreiche Antennen, die in bestimmten Abständen über Europa verteilt stehen, können die elektromagnetischen Impulse der Blitze registriert und über die Laufzeitunterschiede deren Position auf wenige 100 Meter Genauigkeit bestimmt werden. Die gefährlichen Boden-Wolken-Blitze als auch die Blitze innerhalb und zwischen den Wolken können so gut erfasst werden. Nur wenige Blitze werden verpasst. Der satellitengebundene Lightning Imager erfasst ebenfalls alle Blitzarten. Zudem kann die Blitzaktivität von Gewittern nun aber auch über Ozeanen als auch über weite Strecken über Land kontinuierlich überwacht werden, während die Detektion über bodengebundene Messsysteme von der Dichte und Verteilung der Sensoren abhängig ist. Mit dem Lightning Imager kann es allerdings auch passieren, dass Blitze verpasst werden, da die Blitzmessung von einem Satelliten aus von der optischen Dicke der Wolken abhängig ist. Sind Gewitterwolken zu mächtig, kann der Lightning Imager unter Umständen Blitze übersehen. Des Weiteren ist die Detektion der Blitze der Parallaxe unterworfen. Gemeint ist, dass der Lightning Imager an Bord des fest über dem Äquator stehenden Satelliten in höheren Breiten – also unter anderem in Mittel- und Nordeuropa – schräg auf die Erde schaut, wodurch die Position der Blitze dort ungenauer wird. Die Kombination von bodengebundenen und satellitengestützten Blitzmesssystemen ermöglicht eine höhere Effizienz und ist von großem Nutzen. 

Gewitterkomplex im Mai 2023, aufgenommen in Roy/New Mexico, USA. Quelle: Felix Dietzsch 

Wie kann dieses Blitzmesssystem unsere Vorhersagen und Warnungen unterstützen oder verbessern?

Der Umstand, dass nun auch von einem Satelliten aus Blitze erfasst werden, erlaubt uns Vorhersagemeteorologen Gewitter noch umfassender zu erkennen. Zudem ergeben erste Studien folgende Erkenntnisse:
 

In einem sich intensivierenden Gewitter treten in Aufwindregionen sehr viele und insbesondere kurze Blitze auf. Der Lightning Imager kann nicht nur die Anzahl, sondern auch die räumliche Ausdehnung (lange/kurze Blitze) messen. Darüber hinaus kann eine ringförmige Ansammlung von Blitzen um den Aufwindkern in der Nähe von sogenannten „overshooting tops“ (also ein Durchbruch des Aufwinds durch die Tropopause) ein Zeichen für einen extrem starken Aufwind mit einem hohen Potential für großen Hagel und heftigen Starkregen sein. Auch wurde herausgefunden, dass bei in sich zusammenfallenden Gewittern die Blitzlänge zunimmt. Ob uns diese Erkenntnis bei der Erstellung von Warnungen helfen kann, wird die Evaluierung zeigen. 

Forschung wird ebenso hinsichtlich sogenannter „lightning jumps“ (engl. für „Blitzsprünge“) betrieben. Diese beschreiben eine rasche Zunahme der Blitzintensität bzw. der Anzahl an Blitzen und tragen zur Bewertung der Schwere eines Gewitters bei. Solche Blitzsprünge kommen nämlich häufig in schweren Gewittern vor und werden vor allem kurz vor dem Auftreten von (großem) Hagel beobachtet. Unsere Hoffnung ist, dass solche lightning jumps mit dem satellitengebundenen Messsystem noch zuverlässiger detektiert werden können. 

Forschende fanden heraus, dass sich Aufwinde in Gewittern verstärken und auch im Umfang wachsen, kurz bevor die Anzahl an Hagelkörnern innerhalb des Aufwinds sowie die Blitzanzahl zunehmen. Außerdem können in schweren Gewittern mit hohem Schadenspotential häufig mehrere Blitzsprünge beobachtet werden. Also auch die Anzahl an Blitzsprüngen kann einen Hinweis auf die Schwere eines Gewitters geben.
 

Bis es zur operationellen Anwendung der neuen Blitzdaten des Lightning Imagers auf MTG kommt, werden noch einige Monate vergehen. Mit der pre-operationellen Nutzung können wir die neuen Daten aber schon auf Herz und Nieren prüfen. 

Diplom-Meteorologin Julia Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 28.03.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst