Unsere Forschung

Während sich die Güte von Wettervorhersagen in den gemäßigten Breiten alle zehn Jahre um etwa einen Vorhersagetag in die Zukunft verbessert hat, ist diese Entwicklung in den Tropen leider nicht zu beobachten gewesen. Vogel et al. (2018; 2020) zeigen, dass aktuelle Wettervorhersagemodelle Niederschlagsauftreten und -menge in den Tropen für den Folgetag schlechter vorhersagen als klimatologische (d.h. aus vergangenen Beobachtungen gewonnene) Ensemble-Vorhersage. Dies gilt insbesondere für viele Regionen Westafrikas, für die wir zeigen konnten, dass ein einfaches statistisches Modell basierend auf räumlichen Korrelationen des Niederschlags sowohl die numerische als auch die klimatologische Vorhersage an Güte überbietet (Vogel et al. 2021). Grund dafür sind die kleinräumigen Prozesse in den Tropen, welche für die Auslösung, das Wachstum und die Organisation von Tropengewittern verantwortlich sind und welche in den dafür zu grobmaschigen Wettervorhersagemodellen nicht realitätsnah widergegeben werden können. Daher ist ein Gewinn an Vorhersagegüte in den ersten Stunden durch mehr Beobachtungen und daher besseren Anfangsbedingungen in Westafrika schon nach knapp 24 Stunden aufgebraucht (van der Linden et al. 2020). Derzeit arbeitet die AG in weltweit führender Position u.a. an der Fragestellung, inwieweit die längere Vorhersagbarkeit großskaliger tropischer Wellen, welche den Niederschlag in Westafrika nachweislich beeinflussen (Schlueter et al. 2019a,b), mit Hilfe von statistisch-dynamischen Modellen, unter ihnen auch neuronale Netzwerkansätze, zu einer Verbesserung der Vorhersage von Tropengewittern und dem Auftreten von Hurrikanen im Atlantik genutzt werden kann.

Zur Verbesserung der Wettervorhersage und glaubwürdigeren Projektionen des Niederschlags in Afrika, dessen säkulare Schwankungen seit Mitte des 19. Jahrhunderts wir in Zusammenarbeit mit Prof. Nicholson von der Florida State University dokumentiert haben (Nicholson et al. 2018a,b), untersuchen wir, zum Teil mit Hilfe von dedizierten Feldkampagnen (z.B. Flamant et al. 2018), Prozesse, welche die verschiedenen Typen von Niederschlagsereignissen in Afrika (Fink et al. 2006; Maranan et al. 2018; 2020) und Extremniederschlägen verstehen helfen (Engel et al. 2017; Maranan et al. 2019). Zu diesem Themenkomplex gehört auch die Auswirkung von niedriger Bewölkung und Aerosolen auf die Auslösung und Menge von Niederschlag (Kniffka et. al. 2019; Pante et al. 2021). In letzterer Studie werden Evidenzen dafür gezeigt, dass die zunehmende Luftverschmutzung in Westafrika zu einer Reduktion des Niederschlags in bestimmten Monaten der Regenzeit geführt haben könnte.