Ich liebe es, meine Wetter-App zu hassen. Ein verpasster Tag in der Sonne, obwohl Regen vorhergesagt war? Eine absolute Ungeheuerlichkeit! Ohne Mantel in der Kälte stehen, obwohl es eigentlich warm sein sollte? Feuern Sie diese Betrüger!
Seit den 1860er Jahren, als Robert FitzRoy – in seinem früheren Leben Kapitän der HMS Beagle auf Darwins berühmter Reise – anfing, Stürme vorherzusagen, indem er das Wetter von einer Seite des Vereinigten Königreichs zur anderen telegrafierte, hat die Wettervorhersage einen weiten Weg zurückgelegt, aber manchmal fühlt es sich immer noch so an, als würden wir Teeblätter oder Mondphasen lesen.
Vor allem die letzten Jahre scheinen – zumindest anekdotisch – schlechter zu sein als früher, und doch sagte mir ein Sprecher des Bureau of Meteorology (BoM), dass die Vorhersagegenauigkeit für 2020-21 um 2 % verbessert werden soll. Was ist hier also los?
„Das ist eine wirklich interessante sozialwissenschaftliche Frage“, sagte mir der neuseeländische Wetter- und Klimaforscher James Renwick. „Ich kann Statistiken und Diagramme über Verbesserungen vorlegen und die Genauigkeit der Vorhersagen erklären. Die Ein-Tages-Vorhersage ist jetzt fast immer perfekt. Die Zwei-Tages-Vorhersagen sind fast genauso gut.
Und doch: „Die Leute haben immer noch die Einstellung, dass Wettervorhersagen immer falsch sind“.
Und es gibt jede Menge Verschwörungen und Theorien, die diese Einstellung untermauern. Alles, von COVID über Erdbeben bis hin zum Klimawandel, kann dafür verantwortlich gemacht werden, dass die Wettervorhersage nicht mehr so gut zu sein scheint wie früher. Wahrscheinlich haben Sie Ihre eigene Theorie, die Sie von einem Freund eines Freundes aufgeschnappt haben. Aber nachdem Renwick und BoM einige dieser Theorien überprüft haben, scheint es weniger um globale Kräfte zu gehen, als vielmehr um das, was in unseren Köpfen vor sich geht.
„Manchmal sagen die Leute ‚oh, das Wetter wird unberechenbarer‘ – das stimmt aber nicht“, sagt Renwick.
„Vielleicht gibt es mehr Extreme, und die sind immer schwer vorherzusagen. Aber die Grundmuster sind dieselben wie vor Tausenden von Jahren, und sie werden auch in tausend Jahren noch dieselben sein.“
Um diese kleinen Zahlen und Symbole auf unseren Wetter-Apps zu erhalten, sind erstaunlich viel Aufwand und Geld nötig.
Zunächst müssen die Meteorologen Informationen darüber sammeln, wie das Wetter gerade ist. Diese Informationen stammen von Wetterstationen im ganzen Land, von Schiffen, Flugzeugen und vielen, vielen Satelliten. Je genauer die Informationen sind, die die Meteorologen in diesem frühen Stadium erhalten, desto besser, denn die Genauigkeit dieser Informationen ist ausschlaggebend für die Genauigkeit ihrer Vorhersagen.
Sobald die aktuellen Wetterdaten vorliegen, werden sie in spezielle Wettermodelle eingegeben, um die zukünftige Entwicklung vorherzusagen. Obwohl dies meist auf Supercomputern geschieht, beruht die Mathematik dahinter weitgehend auf der Strömungsdynamik.
„Die Atmosphäre und der Ozean sind nur zwei Flüssigkeiten auf der Erde“, sagt Renwick, der seine Karriere als Meteorologe begann. „Sie bewegen sich, und man kann die klassischen Newtonschen Gleichungen verwenden, um zu beschreiben, wie das geschieht und wie sich die Dinge verändern.
Die Wettermodelle bewegen sich in winzigen Schritten durch die Zeit vorwärts. Sie beginnen mit der aktuellen Wetterlage und projizieren dann, wie sie in, sagen wir, 10 Sekunden aussehen wird. Das Modell notiert dann, was es sieht, und fügt diese 10-Sekunden-Zukunft so ein, als wäre es jetzt, und zwar immer wieder, bis es eine Vorhersage gibt, die sich in die Zukunft erstreckt.
Je näher die Vorhersage an den aktuellen Daten liegt, desto geringer ist die Fehleranfälligkeit, aber wenn sich die Vorhersagen über Tage und sogar Wochen erstrecken, können sich kleine Fehler vervielfachen und von der tatsächlichen Wetterlage abweichen – dies wird als „Schmetterlingseffekt“ bezeichnet. Die Modelle versuchen, diese Unsicherheit zu überwinden, indem sie das System mehrmals mit leicht unterschiedlichen „Ausgangszuständen“ durchlaufen.
„Man fügt ein wenig Rauschen in die Schätzung des Ausgangszustands ein und lässt das Modell wieder und wieder laufen, um zu sehen, wie die Vorhersagen im Vergleich dazu aussehen“, sagt Renwick. „Wenn sie voneinander abweichen, dann ist das Wetter nicht sehr vorhersehbar.
„Im Idealfall würde Ihre App also nicht nur sagen, dass es am Samstag regnen wird, sondern dass eine 60-prozentige Chance besteht, dass es regnen wird.“
Interessanterweise reicht dies viel weiter in die Zukunft als nur bis zur nächsten Woche. Renwick, der heute in der Forschung zum Klimawandel tätig ist und an den letzten drei Berichten des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen mitgewirkt hat, weist darauf hin, dass Klimamodelle, die für Vorhersagen verwendet werden, und Wettermodelle auf denselben Prinzipien beruhen.
Tatsächlich verwendet das Hadley Centre des britischen Met Office dasselbe „einheitliche Modell“ sowohl für die Klimamodellierung als auch für die Wettervorhersage. Der Unterschied besteht darin, dass die perfekten Ausgangswerte, die für die Wettervorhersage so wichtig sind, bei der Klimamodellierung nicht in gleicher Weise eine Rolle spielen. Stattdessen verwenden die Klimamodelle CO2 in der Luft, die Eismenge und viele andere längerfristige Faktoren, um das Gesamtklima über Jahrzehnte oder Jahrhunderte vorherzusagen.
In der Zwischenzeit haben das BoM und andere Wetterdienste alle Hände voll zu tun, um die Öffentlichkeit davon zu überzeugen, dass sie wissen, was sie tun. Auf seiner Website bietet das BoM unzählige Informationen darüber, wie gut es in diesem Bereich ist.