Modellierung von historisch aufgetretenen Sturmereignissen über der Ostsee mithilfe von Vorhersagen eines Ensemblesystems und eines Regionalmodells

摘要

The objective of this subproject within the MUSE Baltic Sea project was to model physically consistent storms which have the potential to cause storm surges at the German Baltic Sea coast in hydrodynamic-numeric models (HN-models). Datasetsprovided by different European institutions were used to identify suitable situations between 1958 and 2006 in the area of interest. Initially, selected periods were simulated using the Ensemble Prediction System (EPS), the global forecast system of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Within the framework of this project, more than 30.000 forecasts for 37 different weather situations were made, with forecasting ranges from several hours to ten days. For twelve of these situations, the EPS produced wind speeds increasing ten Beaufort with northern to easterly winds in nearly 600 forecasts close to Arcona. Approximately 10 % of the 600 forecasts were chosen to be used as forcing for the operational regional weather forecast model COSMO of the German Weather Service. The output of EPS and the higher resolved data ofrnCOSMO resulting from these sixty episodes were used by the HN-models of the Federal Maritime and Hydrographic Agency and the Technology Centre for water level modelling within the framework of the MUSE Baltic Sea project. Some forecasts were also used within the framework of MUSTOK to modify the tracking of the cyclones physically consistent, or to increase the spatial resolution of the windfields.%Das Ziel des vom deutschen Wetterdienst durchgeführten Teilprojektes von MUSE Ostsee war es, Sturmtiefs physikalisch konsistent zu modellieren, die das Potential haben, in hydrodynamisch-numerischen Modellen (HN-Modelle) extrem hohe Wasserst?nde an der deutschen Ostseeküste auszul?sen. Hierzu wurde zun?chst nach bestimmte Kriterien erfüllenden historischen Wetterereignissen über der Ostsee gesucht. Für die Suche nach entsprechenden Wetterereignissen wurden Windfelder in Datens?tzen verschiedener meteorologischer Institutionen ausgewertet. So konnten für den Zeitraum zwischen 1958 bis 2006 über dem Gro?raum der Ostsee aufgetretene Wetterereignisse ausgew?hlt werden, die mit zwei Wettervorhersagemodellen nachgerechnet wurden. Die ausgesuchten Wetterereignisse wurden zun?chst mit dem Ensemble Prediction System (EPS), dem globalen Wettervorhersagesystem des Europ?ischen Zentrums für mittelfristige Vorhersage (EZMW), modelliert. Mit dem EPS wurden im Rahmen dieses Projektes für 37 verschiedene Sturmereignisse mehr als 30.000 Prognosen mit einer Vorhersagel?nge von wenigen Stunden bis zu zehn Tagen simuliert. Bei zw?lf verschiedenen Sturmereignissen traten in rund 600 Vorhersagen des EPS Windgeschwindigkeiten von mindestens zehn Beaufort bei n?rdlichen bis ?stlichen Windrichtungen in der N?he der deutschen Ostseeküste auf. Ungef?hr 10 % der ca. 600 Prognosen wurden schlie?lich ausgew?hlt und als Antrieb für das Operationelle, regionale Wettervorhersagemodell COSMO des Deutschen Wetterdienstes verwendet. Die Daten aus den jeweils sechzig Vorhersagen des EPS und des h?her aufgel?sten COSMO wurden dann - im Rahmen anderer Projekte von MUSE Ostsee - in den HN-Model-len des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) und des Forschungs- und Technologiezentrums Westküste (FTZ) für Wasserstandsmodellierungen verwendet. Ausgew?hlte Vorhersagen wurden auch in anderen Projekten von MUSTOK verwendet, um die Wanderungsgeschwindigkeit der Tiefdruckgebiete noch weiter physikalisch konsistent zu ver?ndern oder die r?umliche Aufl?sung von vorhergesagten Windfeldern zu erh?hen.