Aktueller Stand von SINFONY: Die Kombination aus Nowcasting und numerischer Wettervorhersage für die Prognose konvektiver Ereignisse beim DWD

Das neue nahtlose integrierte Vorhersagesystem (SINFONY) des DWD zielt darauf ab, die sehr kurzfristige Vorhersage intensiver konvektiver Ereignisse von der Beobachtungszeit bis zu 12 Stunden im Voraus für Deutschland zu verbessern. Es gibt verschiedene optimale Vorhersagemethoden für unterschiedliche Vorhersagezeiträume. Die Idee ist, diese auf optimale Weise zu verbessern und zu kombinieren, einschließlich Unsicherheitsinformationen über Ensembles. Dazu werden nahtlose Ensemble-Vorhersageprodukte im Beobachtungsraum erzeugt, d.h. Radarreflektivitätskomposita, Niederschlagsfelder und konvektive Zellobjekte sowie Informationen zur Wahrscheinlichkeit von Gefahren wie starkem Niederschlag, Hagel, Windböen und Blitz. Diese tragen hoffentlich zur Verbesserung der meteorologischen Warnungen des DWD (Vorhersager, automatisierte Systeme) sowie zu den Warnungen der deutschen Hochwasserprognosebehörden bei. In den letzten sieben Jahren haben wir in einem interdisziplinären Team 1) Radarnowcasting-Ensembles für flächendeckenden Niederschlag, Reflektivität (STEPS-DWD) und konvektive Zellobjekte einschließlich Hagel- und Lebenszyklusinformationen (KONRAD3D-EPS) mit guter Vorhersagequalität bis zu 1-2 Stunden entwickelt, 2) ein neues regionales NWP ICON-Ensemble-Modell (ICON-RUC-EPS) mit Assimilation von 3D-Radarvolumina, Zellobjekten, Meteosat VIS- und IR-Kanälen sowie stündlichen neuen Vorhersagen auf km-Skala, dessen Qualität das Nowcasting nach den Vorhersagestunden 1-2 übertrifft, 3) um das Beste aus beiden Welten für unsere Kunden zu holen, optimale probabilistische und Ensemble-Kombinationen („Blending“) von Nowcasting- und NWP-Ensemblevorhersagen im Beobachtungsraum zu erzielen, die die nahtlosen Vorhersagen von SINFONY darstellen. Gitterbasierte kombinierte Niederschlags- und Reflektivitätsensembles richten sich an hydrologische Warnungen. Kombinierte Nowcasting- und NWP-Zellobjektenensembles helfen, den Warnprozess des DWD für konvektive Gefahren in Richtung flexibler Warnungen auf Objekte weiterzuentwickeln. 4) Gemeinsame Nowcasting- und NWP-Verifikationssysteme zur kontinuierlichen Verbesserung der SINFONY-Komponenten. Für 2) ermöglichen effiziente Vorwärtsbetreiber für Radarvolumina und sichtbare/infrarote Satellitendaten die direkte operationale Assimilation dieser Daten in einen LETKF-Rahmen. Fortschrittliche Modellphysik (2-Moment-Mikrophysik mit prognostischem Hagel) trägt zu einer verbesserten Vorhersage konvektiver Wolken bei. Für 3) gibt die ICON-RUC-EPS-Vorhersage simulierte Reflektivitätsvolumenscan-Ensembles des deutschen Radarnetzwerks alle 5 Minuten aus. Radar-Komposita und KONRAD3D-Zellobjekte sowie deren Bahnen werden mit den exakt gleichen Methoden wie im Nowcasting erzeugt. Diese werden nahtlos mit den STEPS-DWD- und KONRAD3D-EPS Nowcasts kombiniert, basierend auf den Verbesserungen für Nowcasting (1) und NWP (2). Inzwischen hat sich das System weiterentwickelt und befindet sich im Prozess der operationalen Installation. Eine Reihe seiner Komponenten wurde während der letzten vier konvektiven Jahreszeiten kontinuierlich betrieben. Diese Präsentation wird einen kurzen Überblick über den Systemstatus und die Leistung in den letzten Jahren geben, sowie unsere zukünftigen Pläne zur Vergrößerung des Vorlaufzeitraums über 12 Stunden hinaus und zur Erweiterung des Fokus auf andere Wetterphänomene (Erneuerbare, luftverkehrsbezogene, Winter), d.h. durch die Integration moderner Satellitendaten (MTG, IRS) in das System.