DFG TransRegio “Waves to Weather” beginnt 2. Phase

Gäste aus Mainz und München in der Eingangshalle des KIT-Präsidiumsgebäudes während der internationalen Begehung im März 2019

Unsere Fähigkeit, das Wetter bis zu einer Woche oder länger vorherzusagen, spart unserer Gesellschaft jährlich Milliarden von Euro und schützt Menschenleben und Eigentum. Zunehmende Rechenleistung und neue Beobachtungen haben über die Jahre zu einer kontinuierlichen Verbesserung der Vorhersagequalität geführt, auch wenn Prognosen manchmal noch auffällig schlecht sind. Dies liegt nicht nur an Fehlern in unseren Vorhersagemethoden, sondern auch daran, dass in der chaotischen Atmosphäre einige Wettersituationen an sich schwer vorherzusagen sind. Die große Herausforderung besteht heute darin, die Grenzen der Vorhersagbarkeit in verschiedenen Situationen zu identifizieren und die bestmöglichen Prognosen zu erstellen. Dieser Herausforderung stellt sich der Sonderforschungsbereich/Transregio "Waves to Weather" (SFB 165, W2W; http://www.wavestoweather.de), der seit 2015 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird und nun in die nächste Finanzierungsphase (2019–2023) geht.

In Phase 1 wurden u.a. grundlegende Entdeckungen hinsichtlich der Mechanismen des Fehlerwachstums gemacht und neue Methoden entwickelt, um Vorhersageunsicherheit zu messen, die sich aus unvollständigen Kenntnissen von Wolkenprozessen ergibt. Zudem wurden innovative Statistik- und Visualisierungswerkzeuge implementiert, um die Unsicherheit in Ensemble-Vorhersagesystemen zu ermitteln.

In Phase 2 versuchen die W2W-Forscher(-innen) Wetterereignisse zu identifizieren, für die begrenzte Vorhersagbarkeit großen Einfluss auf die Vorhersagequalität hat, und wie wir am besten Wahrscheinlichkeitsvorhersagen in Situationen machen können, in denen die Gesamtvorhersagbarkeit gering ist. Neue Methoden um statistische und dynamische Informationen zu kombinieren sollen entwickelt werden. Ein neuer Forschungsschwerpunkt ist die Betrachtung von Regimeübergängen in Vorhersagen von bis zu einem Monat.

"Dieses Verbundprojekt ist in Deutschland und vielleicht auch weltweit einzigartig, weil es Grundlagenforschung in der Meteorologie mit modernsten Methoden in den Bereichen Visualisierung, Statistik und maschinelles Lernen zusammenbringt und sie auf reale Wettervorhersageprobleme anwendet "erklärt Professor Peter Knippertz vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK). Prof. Knippertz fügt hinzu, dass „W2W mit sieben Projektleitern/innen und elf Doktoranden / Postdocs zu einer zentralen Forschungstätigkeit des Instituts geworden ist. In Phase 2 werden wir die Zusammenarbeit mit Mathematikern im Rahmen des neu gegründeten Zentrums MathSEE (http://www.mathsee.kit.edu) weiter intensivieren. Die Karlsruher Forscher werden sich speziell auf die Vorhersage extremer und starker Wetterereignisse wie Hitzewellen, Hagel und Stürme, tropische Wirbelstürme und Starkniederschläge konzentrieren.“ Zum Konsortium gehört neben dem KIT die Ludwig-Maximilians-Universität München (koordinierende Universität) , die Johannes Gutenberg-Universität (JGU) in Mainz, die Universität Heidelberg (RKU), die Technischen Universität München (TUM), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Universität Hamburg (UHH).

Working groups:
Atmospheric Dynamics
Cloud Physics
Regional Climate and Weather Hazards
Atmospheric Risks
Junior research group: Clouds and storm tracks
Junior Investigator Group: Large-scale Dynamics and Predictability