MeteoSchweiz

Wetterlagenklassifizierungen an der MeteoSchweiz

Automatische Wetterlagenklassifizierungen

Die MeteoSchweiz berechnet tägliche Wetterlagen basierend auf ECMWF Analyse- und Vorhersagedaten. Die Wetterlagen werden automatisch mit Hilfe der Klassifikationssoftware "cost733class" bestimmt, die im Rahmen der Cost Aktion 733 "Harmonisation and Applications of Weather Type Classifications for European Regions" entwickelt wurde.

An der MeteoSchweiz wurde im Rahmen dieser Cost Aktion untersucht, wie gut die verschiedenen Klassifizierungen die Variabilität des täglichen Niederschlags im Alpenraum erklären. Basierend auf den Ergebnissen dieser Arbeit wurden die Methoden für die Automatisierung ausgewählt.

 

Methoden

Es sind drei verschiedene Arten von Klassifikationen verfügbar:

GWT

Eine Klassifikation mit vordefinierten Wetterlagen, die im Wesentlichen die Windrichtungen beinhalten. Die Klassifikation wird für 10, 18 und 26 Wetterlagen berechnet, einmal basierend auf dem mittleren Druck auf Meereshöhe (MSL) und zum anderen basierend auf dem Geopotential in 500 hPa (Z500).

GWTWS Eine erweiterte Form der GWT Klassifikation basierend auf dem Geopotential in 500 hPa unter Verwendung zusätzlicher Informationen über die mittlere Windgeschwindigkeit in 500 hPa und den mittleren Druck in Meereshöhe.
CAP Eine Klassifikation mit abgeleiteten Wetterlagen, die basierend auf dem mittleren Druck in Meereshöhe für eine Referenzperiode mit Hilfe einer Hauptkomponentenanalyse und anschliessender Clusteranalyse ermittelt wurden. Die Wetterlagen der CAP Methode wurden für den Zeitraum der ERA40 Reanalyse berechnet (01/09/1958-31/08/2002). Spätere Zeitpunkte werden den so ermittelten Wetterlagen mit einer einfachen Korrelationsanalyse zugeordnet. CAP ist für 9, 18 und 27 Klassen verfügbar.

Eine detailliertere Auflistung der verfügbaren Klassifikationen ist in Tabelle 1 dargestellt. Weitergehende Informationen zu den Methoden GWT und CAP sind auf der COST 733 Webpage und dem COST 733 Wiki zu finden.

 

Raum und Zeit

Die verschiedenen Klassifikationen werden für eine Alpines Gebiet (s. Figur 1) mit einer horizontalen Gitterweite von 1° berechnet. Die Zuordnung von weiteren Tagen zu den Wetterlagen erfolgt täglich basierend auf der 12 UTC Analyse vom ECMWF - die entsprechenden Wetterlagen sind am darauffolgenden Tag verfügbar. Die Wetterlagen wurden unter Verwendung von ERA Reanalyse Daten auch für zurückliegende Zeitpunkte berechnet, beginnend mit 01/09/1957:

 

01/09/1957 - 31/08/2002 ERA40 Reanalyse
07/09/2002 - 31/12/2010 ERAInterim Reanalyse
01/01/2011 - heute ECMWF operationelle Analyse

 

Figur 1: Das Gebiet, für das die Wetterlagen berechnet werden (LON 3E:20E; LAT 41N:52N).

 
Classifcation Domain

Tabelle 1: Auflistung der von der MeteoSchweiz berechneten Wetterlagenklassifikationen. Die Charakteristika der verschiedenen Klassifikationen sind in den verlinkten pdf-Dokumenten zusammengestellt. Dargestellt sind dort Häufigkeitsverteilungen der Wetterlagen sowie Komposits der mittleren Niederschlagsverteilung, Temperaturanomalien und des mittleren Drucks in Meereshöhe (MSL) bzw. 500hPa Geopotentials (Z500) für zwei verschiedene Gebiete (Europa und Alpen).

Name

Anzahl

Wetterlagen

Datengrundlage Komposits (pdf, englisch) 
GWT10_MSL 10 MSL

Europa

MSL / Z500

Alpen

MSL / Z500

GWT10_Z500 10 Z500

Europa

MSL  / Z500

Alpen
MSL / Z500
GWT18_MSL 18 MSL

Europa

MSLZ500

Alpen
MSL / Z500 
GWT18_Z500 18 Z500

Europa

MSL / Z500

Alpen
MSL / Z500 
GWT26_MSL 26 MSL

Europa

MSLZ500

Alpen
MSL / Z500 
GWT26_Z500 26 Z500

Europa

MSLZ500

Alpen
MSL / Z500 
GWTWS 11

Z500, MSL und Wind in 500 hPa (Gebietsmittel)

Europa

MSLZ500

Alpen
MSL / Z500  
CAP9 9 MSL

Europa

MSL / Z500

Alpen
MSL / Z500 
CAP18 18 MSL

Europa 

MSL / Z500

Alpen
MSL / Z500 
CAP27 27 MSL

Europa

MSL / Z500

Alpen
MSL / Z500 

 

Weitere Informationen

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