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Subsaisonale Vorhersagen von Rossbywellenpaketen und blockierenden Hochdrucklagen

RWP-Fehler
Abbildung: Systematischer Fehler der (oben) Entstehungs- und (unten) Zerfallshäufigkeit von RWP auf einem Vorhersagehorizont von 21-27 Tagen. Entnommen aus Abb. 2 in [1].

In den mittleren Breiten befindet sich in etwa 8-12km Höhe ein Starkwindband, der sogenannte Jetstream. Dieser zeigt oft Auslenkungen in Richtung der Polargebiete und der Tropen welche als Rossbywellenpakete (RWP) bezeichnet werden. Typischerweise entstehen diese Wellenpakete über dem westlichen Nordpazifik und dem westlichen Nordatlantik, d.h. dort wo sich üblicherweise Tiefdruckgebiete bilden. RWP zerfallen am Ende der Sturmzugbahnen über Nord Amerika und dem östlichen Atlantik/Europa. In mehreren Studien wurde gezeigt, dass RWP zu extremen Wetterereignissen wie Winterstürmen, Hitzewellen und Starkniederschlägen führen können. Für eine verbesserte Vorhersage dieser Wetterextreme ist daher eine adäquate Wiedergabe der RWP in numerischen Wettervorhersagemodellen wünschenswert. In einer kürzlich erschienenen Studie [1], verifizieren wir zum ersten Mal die Wiedergabe der RWP in einem Datensatz von 11 unterschiedlichen Wettervorhersagemodellen auf einem Vorhersagehorizont von bis zu 28 Tagen. Wichtige klimatologische Eigenschaften der RWP, z.B. ihre Häufigkeit, die mittlere Lebensdauer und die zurückgelegte Entfernung der Wellenpakete werden von den Vorhersagen gut wiedergegeben. Problematisch ist allerdings die Vorhersage des Zerfalls von RWP über dem östlichen Atlantik/Europa. Besonders in Modellen mit einer groben horizontalen Auflösung wandern die Wellen zu weit ostwärts anstatt über dem östlichen Atlantik zu zerfallen. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass dieser Fehler auf eine systematische Unterschätzung der Anzahl blockierender Hochdrucklagen zurückzuführen ist. Diese Unterschätzung ist besonders ausgeprägt in Modellen mit einer groben horizontalen Auflösung, tritt aber auch in höher aufgelösten Modellen auf. Letzteres zeigt, dass neben der horizontalen Auflösung die unterschiedliche Wiedergabe von physikalischen Prozessen die Vorhersagequalität von RWP und blockierenden Hochdrucklagen entscheidend beeinflussen. Die Arbeitsgruppe „Großräumige Dynamik und Vorhersagbarkeit“ versucht nun genau diese Prozesse in subsaisonalen Vorhersagesystems zu identifizieren und zu verstehen.

[1] Quinting, J.F., and F. Vitart, Representation of synoptic‐scale Rossby Wave Packets and Blocking in the S2S Prediction Project Database, Geophys. Res. Lett., 46. https://doi.org/10.1029/2018GL081381 (2019).

[Arbeitsgruppe: Großräumige Dynamik und Vorhersagbarkeit]
Autor: Julian Quinting
16.01.2019