Niederschlag

  • Die meteoblue Niederschlagsvorhersage ist bei normalen Intensitäten genauer als das post-processed Reanalysemodell ERA5.
  • Im Anbietervergleich von 2021 wies die meteoblue Niederschlagsvorhersage den höchsten HSS (Heidke Skill Score) auf.
  • Die höhere Genauigkeit der meteoblue Niederschlagsvorhersage lässt sich auf die verwendeten Post-Processing-Methoden zurückzuführen, wie z.B. Multimodel-Mixing.
  • Eine feinere horizontale Auflösung im Modell verbessert die Modellgenauigkeit nicht.
  • Die Fehlermetriken der Verfifikationsstudien aus verschiedenen Jahren, die Vorhersagen mit Stationen vergleichen, sind sehr ähnlich. (vgl. Verifikationsstudie 2017 und Verifikationsstudie 2019).
  • Die Fehlermetriken für verschiedene Kontinente oder auch kleinere Regionen können erheblich variieren.
  • Für die operationelle Vorhersage empfehlen wir die Verwendung des meteoblue MultiModels, da sowohl die täglichen Niederschlagsereignisse als auch die jährlichen Niederschlagssummen am besten wiedergegeben werden.
  • Die Ergebnisse der verschiedenen Studien können aufgrund von unterschiedlichen Stationsanzahlen, Zeiträumen oder Messdatenanbieter variieren.
Heidke Skill Score (HSS) für drei verschiedene tägliche Niederschlagsereignisse (1 mm; 10 mm; 50 mm) für das historische Reanalysemodell ERA5, das numerische Wettervorhersagemodell GFS, die Satellitenbeobachtung CHIRPS2 und das meteoblue MultiModel.
Vorhersage Täglicher Niederschlag
> 1mm
Täglicher Niederschlag
> 10mm
Täglicher Niederschlag
> 50mm
meteoblue MultiModel 0.47 0.36 0.14
ERA5 0.45 0.35 0.14
NEMS 0.42 0.30 0.13
GFS 0.42 0.30 0.12
CHIRPS2 0.30 0.31 0.19

Simulationen von Niederschlagsereignissen und -mengen sowie tatsächliche Niederschlagsmengen gehören zu den wichtigsten Variablen in der Meteorologie, die aufgrund ihrer komplexen physikalischen Beschaffenheit gleichzeitig ein sehr variables Auftreten über kleine Entfernungen aufweisen und somit zu den schwierigsten Variablen gehören wenn es um hoch-präzise Simulationen geht.

Im Folgenden geben wir einen Überblick über die Genauigkeit unserer Niederschlagsvorhersage nicht nur im Vergleich zu verschiedenen numerischen Wettervorhersagemodellen, sondern auch im Vergleich zu anderen Wetteranbietern. Darüber hinaus wollen wir sicherstellen, dass unsere Nutzer einige der wichtigsten Überlegungen zur Genauigkeit von Niederschlagsvorhersagen kennen, damit sie die Daten und möglichen Mängel richtig interpretieren können.

Verifikationsstudien

Die Vorhersage von Niederschlägen in numerischen Wettervorhersagemodellen gewinnt für verschiedene Anwendungen wie Bewässerung, Landwirtschaft, Wasserkrafterzeugung oder Hochwasserwarnungen zunehmend an wirtschaftlicher Bedeutung. Diese numerischen Wettervorhersagemodelle sind in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich verbessert worden.

Im Rahmen unserer Verifikationsstudien analysieren wir die Niederschlagsdaten von verschiedenen numerischen Wettervorhersagemodellen und der meteoblue MultiModel Vorhersage. Die Modellergebnisse wurden mit Niederschlagsmessungen von bis zu 10'000 meteorologischen Stationen aus der ganzen Welt verglichen. Zusätzlich haben wir eine Wettbewerbsanalyse durchgeführt, in der wir unsere Vorhersagegenauigkeit mit derer anderer Wetteranbieter verglichen haben. meteoblue führt diese speziellen und umfangreichen Langzeit-Verifikationsstudien durch, um die Qualität der Niederschlagsdaten zu verstehen, die sowohl von unseren eigenen Modellen als auch von verschiedenen Drittanbietern erstellt werden.

In den Studien konzentrieren wir uns nicht nur auf die Niederschlagssummen, sondern auch auf die Modellgenauigkeit bei der Vorhersage einzelner Niederschlagsereignisse (z. B. Tagesniederschlag > 1 mm), die oft wichtiger ist als die korrekten absoluten Werte des Jahresniederschlags (z. B. in der Landwirtschaft).

Zusammenfassung von HSS (Heidke Skill Score), MAE ("Mean Absolute Error") und MBE ("Mean Bias Error") für vier verschiedene Studien
Studie Anzahl der Stationen Modell-Domäne Zeitraum Messungen Modell HSS Täglicher Niederschlag > 1mm MAE [mm] MBE [mm]
Verifikationsstudie 2017 6505 weltweit 2017 METAR ERA5 0.45 175 - 7
NEMSGLOBAL 0.42 228 - 100
meteoblue Vorhersage 0.47 161 - 8
GFS 0.42 235 + 62
CHIRPS2 0.30 120 + 33
Verifikationsstudie 2019 8112 weltweit 2019 METAR ERA5 0.45 234 - 6
GFS 0.43 270 84
NEMSGLOBAL 0.41 296 - 144
ICON 0.46 253 - 51
Wettbewerbsanalyse 100 Nordamerika Jan-Jul 2021 METAR meteoblue Vorhersage 0.61 42 + 33
500 weltweit GSOD meteoblue Vorhersage 0.44 135 + 7
NEMS Verifikation 1605 Europa Jan-Jul 2021 GSOD NEMS4 0.41 119 - 64
NEMS12 0.41 85 - 36

In allen Verifikationsstudien wurden Plausibilitätstests zur Qualitätssicherung der Messungen durchgeführt. Messdaten mit mehr als 30% Lücken wurden von der Analyse ausgeschlossen, um zuverlässige Ergebnisse zu gewährleisten. Zusätzlich wurde eine Qualitätskontrolle der Messungen durchgeführt, um fehlerhafte Messungen auszuschließen.

Um mehr über die Genauigkeit unserer Niederschlagsvorhersage und ihre Limits zu erfahren, klicken Sie auf einen der folgenden Links.

Tägliche Niederschlagsereignisse

Erfahren Sie mehr über unsere Verifikationsstudien zu Niederschlagsereignissen.

Jährliche Niederschlagssummen

Erfahren Sie mehr über unsere Verifikationsstudien zu Niederschlagsmengen.

Überlegungen zur Genauigkeit

Wir arbeiten ständig an der Verbesserung unserer Wettervorhersagesimulationen und wollen sicherstellen, dass sich unsere Nutzer einiger der wichtigsten Genauigkeitsprobleme im Zusammenhang mit Niederschlagsvorhersagen bewusst sind, um die Daten und potenzielle Mängel richtig interpretieren zu können.

Niederschlag ist einer der wichtigsten Parameter einer Wettervorhersage, aber auch einer der am schwierigsten vorherzusagenden. Bei der Verifikation wird in der Regel die Fähigkeit eines Vorhersagesystems zur Vorhersage von Ereignissen gemessen, die auftreten, wenn eine bestimmte Niederschlagsmenge innerhalb eines bestimmten Zeitraums, z. B. 24 Stunden, einen Schwellenwert überschreitet. Außerdem werden die akkumulierten Niederschlagsmengen mit den Beobachtungen verglichen. Dies geschieht in der Regel über längere Zeiträume, z. B. ein Jahr.

Generell ist es wichtig, zwischen Genauigkeit der Niederschlagsmenge und Genauigkeit des Niederschlagsereignisses zu unterscheiden, wobei die Ergebnisse manchmal voneinander abweichen. Bei der Bewertung der Vorhersagegenauigkeit von Niederschlag ist es wichtig zwischen Niederschlagsereignissen (z.B. ob es morgen völlig trocken ist oder ob es regnet) und Niederschlagsmengen (z.B. ob es in den nächsten zwei Tagen 10 oder 30 mm regnet) zu unterscheiden. Weitere Informationen über die Einschränkungen der Genauigkeit finden Sie unter den folgenden Links:

Technische Einschränkungen

Technische Eigenschaften von Wettermodellen und Beobachtungssystemen können zu Einschränkungen bei der Vorhersage führen.

Modellgenauigkeit in verschiedenen Regionen

Modelle können in manchen Regionen und zu bestimmten Wetterbedingungender stark variieren und somit besser oder schlechter abschneiden.

Schwierigkeiten bei der Darstellung und Berechnung

Manchmal lassen sich Ungenauigkeiten bei der Darstellung oder Datenaggregation nicht vermeiden.