Wissenschaft kompakt
(Un)Wetterwarnungen des DWD - Teil 3: Wie entsteht eine Warnung?


Heute erklären wir, mit welchen Methoden und auf Basis welcher Daten
die Warnmeteorologen des DWD Wetter- und Unwetterwarnungen erstellen.



In den beiden ersten Teilen dieser Serie haben wir zum einen
vorgestellt, welche unterschiedlichen Zielgruppen auf
(Un)Wetterwarnungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angewiesen
sind und in welche Intensitätsstufen diese unterteilt sind. Zum
anderen haben wir das dreigliedrige Warnsystem vorgestellt -
bestehend aus der "Wochenvorhersage Wettergefahren", den
"Warnlageberichten" und den Gemeinde-genauen amtlichen Warnungen.

Heute erklären wir, wie die Warnmeteorologen Wetter- und
Unwetterwarnungen erstellen. Dabei beschränken wir uns im
Wesentlichen auf die letzte Phase unseres Warnsystems, den
Gemeinde-genauen (Un)Wetterwarnungen. Der DWD warnt vor Wind/Sturm,
Gewitter (inklusive Begleiterscheinungen), Stark- und Dauerregen,
Nebel, Schneefall, Schneeverwehungen, Glätte/Glatteis, Frost und
starkem Tauwetter. Diese haben sehr unterschiedliche Eigenschaften,
sodass bei der Erstellung von Warnungen ganz unterschiedliche Daten
gesichtet und bewertet werden müssen.



Das Winterhalbjahr hat begonnen und das bedeutet auch für uns
Meteorologen eine Umstellung, denn salopp gesagt warnen wir im Winter
oft ganz anders als im Sommer. Im Winter stehen häufig große
Tiefdruckwirbel im Fokus. Wie kürzlich gesehen, haben sie starken
Wind oder gar Sturm im Gepäck. Auch Schneefälle oder länger
anhaltender Dauerregen sind oft ein Thema. Von diesen
Wettererscheinungen sind in der Regel größere Gebiete betroffen, die
üblicherweise schon frühzeitig von den numerischen
Wettervorhersagemodellen erfasst werden. So wissen wir schon mehrere
Tage im Voraus, wenn Teilen Deutschlands Sturm oder starke
Niederschläge drohen und können in der "Wochenvorhersage
Wettergefahren" bereits darauf hinweisen.

Wie stark beispielsweise ein bevorstehender Sturm wirklich wird und
welche Gebiete am stärksten von ihm betroffen sind, können wir aber
erst etwa einen Tag vor seinem Eintreffen halbwegs präzise
abschätzen. Dazu schauen wir uns nicht nur ein Wettervorhersagemodell
an, sondern vergleichen die Berechnungen von mehreren Modellen
unterschiedlicher Wetterdienste und arbeiten mögliche Unterschiede
heraus, die wir in den Warnungen berücksichtigen. Zudem analysieren
wir sogenannte Ensembleprognosen. Dabei berechnet dasselbe
Wettermodell mehrere dutzende Male das zukünftige Wetter mit leicht
unterschiedlichen Startdaten. Als Ergebnis bekommen wir zum einen
Wahrscheinlichkeitsaussagen, also beispielsweise mit welcher
Wahrscheinlichkeit an einem bestimmten Ort Sturmböen auftreten. Zum
anderen erhalten wir Kartendarstellungen vom Mittelwert aus allen
Berechnungen und die extremste Lösung, quasi als
"Worst-Case"-Szenario. All dies sichtet und bewertet der Meteorologe
und zeichnet schlussendlich Warngebiete, stellt für diese die
erwarteten Windgeschwindigkeiten, die Windrichtung und den
Warnzeitraum ein. Üblicherweise können bereits 6 bis 18 Stunden (bei
großen Unwetterlagen auch noch frühzeitiger) Wind- und Sturmwarnungen
ausgeben werden. Vorhersagemodelle sind also die Hauptdatenquelle für
überregionale warnwürdige Wetterereignisse. Ähnlich gehen wir bei der
Warnung vor großflächigen Schneefallgebieten, Dauerregen oder
Tauwetter vor, wobei bei allen zuvor genannten Wetterelementen auch
die Topographie (z.B. Höhenlage, Staueffekte, Küstenlinien) eine
wichtige Rolle spielt.


Beginnt das Warnereignis, muss der Warnmeteorologe ständig
überprüfen, ob die zuvor ausgegebenen Warnungen passen. Zeigen zum
Beispiel Wetterstationen über BeNeLux, dass an einer Kaltfront, die
sich Deutschland nähert, die Windgeschwindigkeiten stärker ausfallen
als vorhergesagt, muss er kurzfristig reagieren und die Warnungen
stromabwärts erhöhen.

Etwas komplizierter wird es bei Glätte. Hier liefern gängige
Wettervorhersagemodelle keine Informationen. Dafür gibt es spezielle
Modelle, die den Straßenzustand vorhersagen, also ob Reifbildung,
gefrierende Nässe oder Schneeglätte zu erwarten ist. Bei der Ausgabe
von Glättewarnungen werden zudem Satellitenbilder begutachtet. Sind
die Straßen nass und lockert am Abend die Bewölkung auf, ist durch
rasche Abkühlung in diesen Gebieten das Risiko vor gefährlicher
gefrierender Nässe besonders groß. Dies erkennt der Meteorologe oft
erst mit wenigen Stunden Vorlauf. Auch das stetige Monitoren der
Straßenbelagstemperaturen, von denen es ein dichtes Messnetz an
Autobahnen, Haupt- und ausgewählten Nebenstraßen gibt, liefert uns
wertvolle Hinweise auf Straßenglätte.



Im Sommerhalbjahr stehen in erster Linie Gewitter mit ihren
Begleiterscheinungen (Starkregen, Hagel, Böen) im Fokus. Anders als
bei winterlichen Warnelementen sind die Auswirkungen zwar teils
erheblich, betreffen aber oft nur sehr kleine Gebiete. Während ein
Dorf absäuft, fallen im Nachbardorf unter Umständen nur ein paar
Tropfen. Kein Wettermodell kann vorherzusagen, zu welcher Uhrzeit ein
Gewitter einem gewissen Stadtteil Starkregen und Sturmböen bringt.
Mithilfe der Modelle kann man am Vortag aber oft zumindest das
Gefährdungspotential, die Art der Gewitter (z.B. einzelne Zellen,
große Gewitterkomplexe) und die zu erwarteten Begleiterscheinungen
abschätzen. In unseren zentralen und regionalen Warnlageberichten und
möglichen Vorabinformationen können wir mit 12 bis 24 Stunden Vorlauf
(also ähnlich früh wie bei winterlichen Wettererscheinungen) darauf
hinweisen, in welchen Regionen ein gewisses Potential für starke
Gewitter besteht und wo mit schweren Unwettern zu rechnen ist.
Gemeinde-genaue Gewitterwarnungen können aber noch nicht ausgegeben
werden. Dazu benötigen wir Nowcasting-Produkte wie
Niederschlagsradar- und Blitzdaten. Damit kann man erkennen, in
welche Richtung ein Gewitter zieht, ob es sich verstärkt oder
abschwächt, wieviel Regen fällt und ob Hagelschlag zu erwarten ist.
Anhand spezieller Radarstrukturen kann man mitunter auch auf die
Stärke von Sturmböen oder eine mögliche Tornadogefahr schließen.
Automatisierte Auswertungstools unterstützen uns zudem bei der Wahl
der Warnstufe und der auftretenden Wettergefahren. Gemeinde-genaue
Gewitterwarnungen können also nur mit kurzer Vorlaufzeit (wenige
Minuten bis eine Stunde) ausgegeben werden. Nur bei langlebigen
Superzellen oder großen Gewitterkomplexen sind längere Vorlaufzeiten
möglich.



Bei der Erstellung von Wetterwarnungen können übrigens auch Sie als
Nutzer der DWD-Warnwetter-App ins Spiel kommen. Seit der Einführung
der "Nutzermeldungen" haben wir Warnmeteorologen einen weiteren sehr
wertvollen Datensatz dazubekommen. Haben Sie eine warnwürdige
Wettererscheinung beobachtet, können Sie uns diese via App als
Nutzermeldung mitteilen. Besonders hilfreich sind diese Meldungen,
wenn sie mit Fotos belegt werden. Aufnahmen von Hagelkörnern,
Sturmschäden oder mögliche Beobachtungen von Tornados oder Funnels
(Wolkenrüssel ohne Bodenkontakt) werden bei der Erstellung unserer
Warnungen mitberücksichtigt. Sie ermöglichen noch präzisere Warnungen
für diejenigen Orte, denen das Gewitter noch bevorsteht. Auch im
Winter sind Nutzermeldungen eine große Hilfe, z.B. bei
Glätte/Glatteis oder den Neuschneemengen. Scheuen Sie sich nicht, uns
zahlreiche Nutzermeldungen (mit Fotos) zukommen zu lassen. Damit
liefern Sie einen wertvollen Beitrag zur Warnung der Bevölkerung.



Dr. rer. nat. Markus Übel
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 22.10.2023

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