Alpine Neuschneevorhersage für die Sicherheit von Mensch, Infrastruktur und Transport

Das Ziel dieses Projektes ist, ein automatisiertes System zu entwickeln, um (Neu)schneemengen probabilistisch vorherzusagen. Die Vorhersagen sollen Lawinenwarndienste und Behörden unterstützen um die Sicherheit von Mensch, Infrastruktur und Verkehr zu gewährleisten. Dazu werden Vorhersagen von +12 Stunden bis zu einer Woche in die Zukunft erstellt. Zu diesem Zweck werden neue statistische Modelle entwickelt, welche auf langen Datenreihen von Messungen und numerischen Wettervorhersagen basieren. Damit sollen Schneehöhen an Messstationen und mit Hilfe eines digitalen Höhenmodells auch an beliebigen Orten dazwischen vorhergesagt werden können.

Für viele Bereiche des täglichen Lebens spielt das Wetter eine wichtige Rolle. Speziell dann, wenn es um die Sicherheit von Personen, Gebäuden, und des Transportwesens geht. Für eine Region wie Tirol, gelegen im Herzen der Ostalpen, spielt dabei im Winter der Neuschnee eine spezielle Rolle. Gute Schneebedingungen sind für den Wintertourismus essentiell, das weisse Gold kann aber auch zur starken Behinderungen oder sogar lebensgefährlichen Situationen führen. Im Rahmen dieses Projektes wurde eine Bandbreite an neuen und flexiblen statistischen Verfahren sowie passende Schätzmethoden zur probabilistischen Vorhersage entwickelt. Diese erlauben es, sowohl räumlich als auch zeitlich hochaufgelöste korrigierte Wettervorhersagen für Neuschnee zu erstellen. Die Methoden vergleichen Wettervorhersagen aus physikalisch basierten Wettermodellen und Messungen aus der Vergangenheit und lernen dabei die Struktur der Vorhersagefehler. Die daraus gewonnenen Korrekturen können dann auf die Vorhersage für die nahe Zukunft angewendet werden um die Prognosequalität stark zu verbessern. Aufgrund der komplexen Topographie der Alpen kann sich jedoch das Wetter, beziehungsweise das Klima, zweier Orte stark unterscheiden, selbst wenn nur wenige Kilometer zwischen ihnen liegen. Um diese kleinskaligen Unterschiede zu berücksichtigen und trotzdem alle vorliegende Information zu nutzen verwenden die neuen Verfahren standardisierte Anomalien. Standardisierte Anomalien sind die Abweichungen der Messung vom lokalen Klima, wodurch die Orts- und Zeitabhängigkeit aus den Daten entfernt wird ohne diese Information jedoch zu verlieren. Dadurch lassen sich korrigierte Wetterprognosen für die kommenden Tage für jeden beliebigen Ort und Zeitpunkt innerhalb des untersuchten Gebietes unter der Berücksichtigung des für diesen Ort charakteristischen Klimas beziehungsweise Wetters berechnen.Mit der neu entwickelten Methode sind verlässliche probabilistische Vorhersagen für Temperatur, Niederschlagsmengen sowie Neuschneemengen für jeden Ort und Zeitpunkt in Tirol möglich.