Reduzierte Unsicherheit von Langzeit-Wettervorhersagen durch die Stratosphäre

Wetter ist ein chaotisches System. Vorhersagen mehrere Wochen im Voraus sind deshalb im Allgemeinen mit großer Unsicherheit behaftet. Gleichzeitig können solche Langzeitvorhersagen jedoch für verschiedenste Bereiche nützlich sein, von der Landwirtschaft über die Energieversorgung bis hin zum Gesundheitssektor. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass
Langzeitvorhersagen im Winter von der Zirkulationen in der polaren Stratosphäre (in etwa 15-50 km Höhe) profitieren können. Das gilt besonders dann, wenn der Polarwirbel (ein starkes Westwind-Band in der Stratosphäre, welches den Nordpol umgibt) abgeschwächt wird oder zusammenbricht. In diesen Fällen tendiert der Nordatlantik-Jetstream dazu, sich etwas nach Süden zu verlagern und damit steigt die Wahrscheinlichkeit von Kälteeinbrüchen über Europa.

In unserer Studie beleuchten wir nun einen weiteren Aspekt, wie die Stratosphäre Langzeitwettervorhersagen beeinflussen kann: Wir zeigen, dass ein schwacher Polarwirbel dazu führt, dass sich die Unsicherheit von 3-5-Wochen Vorhersagen für Nordeuropa verringert. Dabei reduziert sich die Streuung in sog. Ensemblevorhersagen um bis zu 25%. Ensembles bestehen im Allgemeinen aus einer Vielzahl einzelner Vorhersagen, welche vor allem bei langen Vorhersagezeiten stark voneinander abweichen können. Ein schwacher Polarwirbel sorgt dann dafür, dass die einzelnen Vorhersagen über Nordeuropa weniger stark voneinander abweichen – das Wetter wird also vorhersagbarer.

Wir führen diese verringerte Vorhersageunsicherheit auf die Südwärts-Verschiebung des Nordatlantik-Jetstreams zurück. Damit verlagern sich auch Zugbahnen von Stürmen nach Süden, die die Hauptquelle für Vorhersageunsicherheit in dieser Jahreszeit darstellen. In Nordeuropa führt die verringerte Sturmaktivität damit zu einer verringerten Vorhersageunsicherheit. Umgekehrt nimmt die Vorhersageunsicherheit über Südeuropa zu.

Zugehörige Publikation:

• Spaeth, J., Rupp, P., Garny, H., Birner, T. (2024). Stratospheric impact on subseasonal forecast uncertainty in the Northern extratropics. Commun Earth Environ 5, 126 (2024). https://www.nature.com/articles/s43247-024-01292-z