Niederschlag

Niederschlag fällt auf die Erdoberfläche, in Form von Regen, Schnee, Eis, Hagel oder Tau.

Alle Niederschlagsmengen sind in Millimetern (mm) Wassersäule angegeben.

Wir geben unsere hochaufgelöste Niederschlagsvorhersagen in point Meteogrammen, Pictocast, rainSPOT und in den maps an.
Andere Darstellungen und Skalen können auf Wunsch eingerichtet werden.

Typen

meteoblue sagt die folgenden Niederschlagsarten voraus:

  • Regen (flüssig).
  • Schnee (Kristalle).
  • Eis (gefrorenes Wasser) Eisregen.
  • Tau (Kondensationsflächen) für AGRO Services.

Die Berechnung anderer Niederschlagsarten, wie zum Beispiel Hagel (festes Eis), können als spezieller Service angeboten werden.

Konvektive und stratiforme Niederschläge

Niederschläge fallen in drei verschiedenen Formen:

  • Konvektive Niederschläge fallen als Schauer mit schnell wechselnder Intensität. Da konvektive Wolken eine bestimmte horizontale Ausdehnung haben, fallen sie über spezifische Gebiete und i.d.R. während kurzer Zeit.
  • Orographische Niederschläge fallen wenn Luftmassen vom Wind gegen Landerhöhungen, wie zum Beispiel Berge gedrückt und dann angehoben werden.
  • Stratiforme Niederschläge werden durch Fronten verursacht und fallen über größere Gebiete und während längerer Zeit.

meteoblue zeigt die Niederschlagsmengen als Gesamtsummen. In den Meteogrammen wird Niederschlag in konvektive (sowohl konvektive-als auch orographische) in hellblau (Schauer) und die Summe (durch addieren stratiformer Niederschläge) in dunkelblau unterteilt. Konvektive Niederschläge sind wahrscheinlich mehr erratisch und ungleichmäßig verteilt als stratiforme Niederschläge, sodass ihre aktuellen Werte und Wahrscheinlichkeiten eher im Vergleich zu ihren Durchschnittswerten variieren, als bei stratiformen Niederschlägen.

Schneefälle werden mit "***" angezeigt und Eisregen mit "!". Hagel wird nur für spezielle Dienste angezeigt. Fällt Niederschlag als Schnee, kann die Höhe der Schneedecke separat angezeigt werden - sonst multiplizieren Sie die Wassermenge (in mm) mit dem Faktor 10 um die Höhe der Schneedecke zu erhalten.

Nierderschlag - 5 Tage Meteogramm

Nierderschlag - 5 Tage Meteogramm

Niederschlagsmenge 

Niederschlag wird in Menge für einen bestimmten Zeitraum gemessen, zum Beispiel in Millimeter pro Stunde. Veranschaulicht wird er in Millimetern (mm) Wassersäulen. Sie gelten für den vorangegangenen Zeitraum der angegebenen Zeit. Ein Millimeter Regen entspricht 1 Liter Wasser pro Quadratmeter Oberfläche, oder ungefähr 10 Millimetern Schnee.

Die Messung ist gültig für den Zeitraum vor der angegebenen Zeit. Zum Beispiel: drei Stunden Niederschlag um 12:00 UTC zeigt die Gesamtmenge in Millimeter (= l/m²) zwischen 9:00 UTC und 12:00 UTC.

Niederschlagsmessung ist der Versuch, einen räumlich ungleich verteilten Prozess mit Hilfe von Stichproben-Verfahren (Wetterstationen), in großem Maßstab durch Rasterbilder (Radar oder Satelliten) darzustellen.

meteoblue vergleicht die Niederschlags-Vorhersage mit Messungen auf der Basis der WMO Standards, sofern nicht anders angegeben.

Einheiten

Niederschlag kann mit 3 Methoden gemessen werden:

  1. Lokale Wetterstationen: mit Niederschlagsmesser ("Pluviometer", "Regenmesser").
  2. Fernerkundung: mit Hilfe von Radar kann die Verteilung von  Niederschlag in der Atmosphäre berechnet werden.
  3. Lokale indirekte Beobachtungen: mit Hilfe von Behältern, Bodensenken, Oberflächenabfluss oder Flußwasserständen.

Messeinheiten sind Millimeter, Zentimeter oder Zoll; 1 Millimeter entspricht 1 Liter pro Quadratmeter.
Schnee-Niederschlag wird in Zentimeter oder Zoll gemessen.
meteoblue verwendet metrische Einheiten, um den Niederschlag für den angegebenen Zeitraum (Tag oder Stunde) anzuzeigen. Niederschlag in fester Form (Schnee) wird in Millimeter Wasser-Äquivalent angezeigt. Fester Niederschlag (Schnee) wird in die mm Wasseräquivalent (WÄ) oder als Schnee-Höhe in cm für den angegebene Zeitraum angezeigt.

Zeit

Um Niederschläge zeitlich einordnen zu können, kann man sich ein Zeit-Mengen-Diagramm vorstellen: Die y-Achse (Abszisse) gibt die Niederschlagsmenge in mm-Wassersäulen an und die x-Achse (Ordinate) gibt die Zeit an.

Es kann grob in vier verschiedenen Varianten von Niederschlägen in Bezug auf Menge und Zeit unterschieden werden:

  • starker, kurzer Niederschlag: es regnet in kurzer Zeit eine große Menge (z.B Gewitterregen, Regenguss)
  • starker, lang anhaltender Niederschlag: es regnet über einen größeren Zeitraum eine große Menge (z.B. Dauerregen, Monsunregen)
  • schwacher, kurzer Niederschlag: es regnet in kurzer Zeit eine geringere Menge (z.B. kurzer Sprühregen)
  • schwacher, lang anhaltender Niederschlag: es regnet über einen größeren Zeitraum eine geringe Menge (z.B. langer Nieselregen)

Allerdings kann man diese verschiedenen Varianten in der Realität nur schwer auseinander halten, da es sich bei den Niederschlägen meist um Kombinationen oder Mischformen der einzelnen Varianten handelt.

Außerdem muss beachtet werden, dass sich das Wetter nicht an der Datumsgrenze orientiert, so können sich Niederschlagsereignisse um ein paar Stunden verschieben und dann auf den Folgetag rutschen, was die Piktogramme der jeweiligen Tage enorm verändert.

Wahrscheinlichkeit

Da Niederschlagsereignisse räumlich oder zeitlich vereinzelt (stochastisch) vorkommen können, geben wir eine Niederschlagswahrscheinlichkeit an, die aus 20 Ensembleläufen berechnet wird. Die Wahrscheinlichkeit ist die Häufigkeit mit der Niederschlag in den 20 verschiedenen Vorhersageberechnungen vorkommt.

Die Niederschlagswahrscheinlichkeit bezieht sich auf Niederschlagsereignisse mit mehr als 0,1Liter pro Stunde bzw. mehr als 1Liter pro Tag. Die Dauer des Niederschlags spielt dabei keine Rolle, es werden also auch kurze Schauer erfasst. Man kann aus ihr keinerlei Informationen über die Menge, Dauer, Form (Regen, Schnee, Eisregen etc.) oder die Intensität des Niederschlags schließen. So kann Nieselregen mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit eintreten, bei einer Niederschlagsmenge von weniger als 1mm pro Ereignis. Ein Gewitter kann dahingegen mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit am Vorhersageort eintreffen, aber im Falle des Eintreffens eine Niederschlagsmenge von über 10mm pro Ereignis abregnen.

Eine Niederschlagswahrscheinlichkeit von 50% bedeutet, dass es mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% regnen wird, d.h. in 1 von 2 Fällen, also ist die Prognose relativ unsicher. Eindeutiger wäre eine Wahrscheinlichkeit von beispielsweise 25%, dies würde bedeuten, dass es in 1 von 4 Fällen zu Regen kommt. Mit Hilfe der Treffsicherheit kann man die Vorhersagen besser einordnen, überprüfen und bewerten. Auf der Startseite wird die Treffsicherheit mit Hilfe von Balken dargestellt.

Die Niederschlagsmenge wird mit einer höheren Auflösung berechnet, dies kann zu Inkonsistenzen zwischen der Niederschlagsmenge und der Niederschlagswahrscheinlichkeit führen.

Die Niederschlagswahrscheinlichkeit wird in der Regel für einen Bereich (Gitterzelle) von 50x50km berechnet, auch für die Tage 1-7. Für die ersten 7 Tage werden die Ergebnisse der 12km Berechnung anteilig miteinbezogen und für die ersten 3 Tage die 3km Berechnung. Für alle Tage die 3km Berechnung zu verwenden, wäre zu aufwendig und zu teuer.

3-und 14-Tagevorhersage

Man muss beachten, dass die Niederschlagswahrscheinlichkeit für die ersten 3 Tage wesentlich genauer ist, als für die Tage 4-7 bzw. für die Tage 7-14. Dies liegt am dort verwendeten 3x3km Gitter, im Gegensatz zum 12x12km Gitter, das für die Tage 4-7 verwendet wird oder das 50x50km Gitter für 14 Tage. Effektiv werden in Gebirgsregionen während der Tage 4-7 tendenziell zu hohe Niederschlagsmengen vorhergesagt. Das ist ein spezieller Effekt unseres europäischen hochaufgelösten Modells: Die Unterschiede zwischen Berg und Tal können nicht miteinbezogen werden, das Modell führt Berge und Täler in eine Gitterzelle. Bei dem 3x3km Gitter sind Berge und Täler dagegen gut unterscheidbar. Bis jetzt haben wir noch keine "einfache" Lösung gefunden, um diesen Effekt zu korrigieren, denn die Niederschlagsvorhersagemenge künstlich zu vermindern würde die Niederschlagsvorhersage auch auf den Bergen verringern (die zwar weniger besiedelt, aber auch wichtig sind). Deswegen haben wir entschieden, diesen Effekt nicht künstlich zu beeinflussen, sondern mit dieser Erklärung die Interpretation zu erleichtern.

Widersprüche zwischen der Niederschlagsmenge und der Niederschlagswahrscheinlichkeit

Es ist möglich, dass sich Niederschlagsmenge und Niederschlagswahrscheinlichkeit widersprechen. So kann die vorhergesagte Niederschlagsmenge beispielsweise 0mm betragen, während eine hohe Niederschlagswahrscheinlichkeit angegeben wird. Oder aber regnet es in der Realität, obwohl nur eine sehr geringe Niederschlagswahrscheinlichkeit besteht. Diese Szenarien lassen sich teilweise erklären. Es muss immer bedacht werden, dass sich die Niederschlagswahrscheinlichkeit auf ein größeres, umliegendes Gebiet bezieht, während die Niederschlagsmenge genau für den gewünschten Ort berechnet wird. Bei einem Gewitter in der Umgebung kann die Niederschlagswahrscheinlichkeit für den ausgesuchten Ort relativ hoch sein, die vorhergesagte Niederschlagsmenge aber 0mm betragen.

So sind kurze Gewitter oder Schauer relativ schwer vorherzusagen, da sie meist sehr kurzfristig eintreten und es schwer einzuschätzen ist, wo sie genau durchziehen werden. Ebenfalls gilt dies für Niederschläge, die sich verzögern oder verschieben (bedingt durch das Gelände). Es handelt sich dabei meist um schmale Schauerbänder.

Eine weitere Ursache für Widersprüche kann die Abrundung geringer Mengen sein. Dies kommt zum Beispiel bei Hochnebel vor, bei dem der daraus resultierenden Niederschlag oft weniger als 0,4mm beträgt. Dann wird dieser auf 0mm abgerundet. In der Realität können diese geringen Mengen aber trotzdem zu Boden fallen.

Auch können Niederschlagswahrscheinlichkeit und Sonne gleichzeitig vorhergesagt werden. Dies kann daran liegen, dass es sich bei dem Niederschlag um ein kurzes Gewitter handelt, bei dem man womöglich noch gar nicht sicher weiß, wo es genau durchziehen wird, welche Niederschlagsmenge es abregnen wird oder wann es sich genau ereignen wird.

Gebiet

Der rainSPOT bietet eine regionale Übersicht über den Niederschlag. Er zeigt den Niederschlag für die Umgebung des gewählten Ortes für die Zeitintervalle vor der angegebenen Zeit. Die Niederschlagswahrscheinlichkeit bezieht sich auf die komplette Fläche des rainSPOTs, die Niederschlagsmenge wird dagegen genau für den ausgewählten Ort angegeben. So kann es passieren, dass am ausgewählten Ort kein Niederschlag vorhergesagt wird (vorhergesagte Niederschlagsmenge=0mm), die Niederschlagswahrscheinlichkeit aber hoch ist. Dies liegt daran, dass im näheren Umkreis mit Niederschlägen zu rechnen ist. Das erkennt man auch an der Einfärbung des rainSPOTs.

Darstellung

Die Darstellung der Wetter-Piktogramme gilt immer genau für einen Tag, also für 24 Stunden. Werden Niederschläge für einen Tag vorhergesagt, dann zeigt das Meteogramm eine Regenwolke. Dabei ist das Auftauchen der Regensymbole unabhängig von der Niederschlagswahrscheinlichkeit. Ein Hinweis auf die vorhergesagte Menge ist die Anzahl der Regentropfen unter der Wolke. Die unterschiedlichen Wolkendarstellungen werden aus dem Bedeckungsgrad und den unterschiedlichen Wolkenschichten berechnet.

Ist Niederschlag an der Datumsgrenze vorhergesagt (nachts) ist es möglich, dass das Piktogramm für diesen Tag Sonne annimmt, weil der Niederschlag in den Nachtstunden weniger relevant ist und weil er noch in den angrenzenden Tag "abwandern" könnte.

Die Datumsgrenze kann auch frühere Prognosen bzw. Piktogramme falsch aussehen lassen: Wenn zum Beispiel Regen prognostiziert wird, ist bei den Piktogrammen ein Niederschlagssymbol. Wenn sich dieser Niederschlag von beispielsweise 23Uhr nur um ein paar Stunden nach hinten verschiebt, dann fällt er erst am nächsten Tag. Diese kleine Verschiebung verursacht eine enorme Veränderung der Tagespiktogramme: Am ersten Tag verschwindet das Niederschlagssymbol,  während am Folgetag nun Niederschlag angezeigt wird, vorausgesetzt es gibt an den jeweiligen Tagen sonst kein Niederschlag. Diese enorme Veränderung mag auf den ersten Blick auf eine falsche Prognose hinweisen, aber es hat sich lediglich die Zeit um nur wenige Stunden verschoben, während alle anderen Faktoren gleich geblieben sind. Es handelt sich aber nach wie vor um den "gleichen" Niederschlag.

Verifikation

Niederschlagsprognosen und tatsächliche Niederschlagsmengen gehören zum Wichtigsten in der Meteorologie. Mittels Kurzzeit-Verifikation kann die Abweichung von Wetterprognosen vom realen Wetter aufgezeigt werden.
Die tatsächlichen Regenmengen zuverlässig zu bekommen, ist hingegen sehr schwer. Falsche Prognosen wären noch schlechter als gar keine.Darum verzichtet Meteoblue bislang auf eine solche Kurzzeitverifikation der Niederschläge aus folgenden Gründen:

  1. Niederschlagsmengen werden nur von einem Bruchteil der Wetter-Stationen gemessen.
  2. Die Art der Messung für Niederschlagsmengen unterscheidet sich stark: Manche Stationen messen stündlich (z.B. bei Meteoschweiz), manche alle 3 Stunden, manche 2x täglich (morgens und abends), manche nur einmal täglich. Stündliche Vergleiche sind also praktisch nicht möglich. Aus den unterschiedlichen Zeitintervallen eine einheitliche Tagesmenge zu machen, klappt auch nicht zuverlässig.
  3. Zuverlässige Messungen für Niederschlagsmengen zu bekommen, ist noch schwerer: an vielen Stationen treten gelegentlich Fehler auf. Fazit: Messungen ohne Prüfungen sind schlechter als Vorhersagen.
  4. Ausfälle kann man bei Niederschlagsmengen kaum bemerken: Null kann entweder kein Niederschlag oder auch ein Ausfall der Wetterstation sein.
  5. Unsere Dienste bieten wir weltweit an: Zuverlässige Messungen in einem Stationsnetz (wie z.B. in der Schweiz oder in Deutschland) erlauben uns trotzdem keine zuverlässige Angabe der Niederschlagsmengen z.B. in Italien oder Österreich. 

Daher braucht eine Verifikation der Niederschlagsmengen ein zuverlässiges Messnetz, eine gewisse Flächenabdeckung und eine eingehende Qualitätsprüfung, die zeitraubend und daher bisher nicht automatisch aktualisierbar ist.
Wir haben das Thema jedoch auf der Liste und werden solche Vergleiche auf Monats- oder Jahresbasis in Zukunft auch einführen. Als erster Schritt wird noch in diesem Jahr unser Service history+ mit Satellitendaten ergänzt, bei dem man solche Vergleiche dann flächendeckend vornehmen und die Daten für Vergleiche mit eigenen Messdaten auch herunterladen kann.