Wie Wettervorhersagen erstellt werden und wie genau sie wirklich sind

Eine Wettervorhersage beginnt mit Daten, nicht mit Vermutungen. Nach Angaben der US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) sammeln Supercomputer täglich Milliarden von Beobachtungen von Wetterballons, Satelliten, Ozean-Bojen, Radar, Flugzeugsensoren und Bodenstationen und wandeln jede Messung in einen Zahlenwert für Temperatur, Luftdruck, Feuchte und Wind um.

Von Beobachtungen zum Modelllauf

Diese Zahlen werden zum Ausgangspunkt oder den 'Anfangsbedingungen' für ein numerisches Wettervorhersagemodell: eine Reihe von mathematischen Gleichungen, die beschreiben, wie sich Luft bewegt, erwärmt und Feuchtigkeit aufnimmt. NOAA gibt an, dass seine Supercomputer mit 2,8 Billiarden Berechnungen pro Sekunde aus Rechenzentren in Virginia und Florida laufen und das Modell in kurzen Zeitschritten vorwärts schreitweise den Zustand der Atmosphäre immer wieder neu berechnen, bis die Vorhersageperiode endet, derzeit bis zu 16 Tagen für NOAAs globales Modell.

Prognostiker verlassen sich nicht auf ein Modell. NOAA vermerkt, dass für jede Situation mehrere globale und regionale Modelle verglichen werden; wenn sie sich einig sind, steigt das Vertrauen in die Vorhersage, und wenn sie abweichen, kommunizieren Prognostiker diese Unsicherheit öffentlich.

Warum Prognostiker Dutzende Versionen gleichzeitig durchführen

Da die Atmosphäre chaotisch ist, kann ein kleiner Fehler in den Ausgangsdaten Tage später zu einem großen Fehler anwachsen, wie das Europäische Zentrum für mittelfristige Wettervorhersagen (ECMWF) unten erklärt. Um dies zu handhaben, führt ECMWF ein Ensemble durch: das gleiche Modell wird viele Male von leicht unterschiedlichen Ausgangspunkten aus gestartet. Sein erstes operationelles Ensemble im Dezember 1992 hatte 33 Mitglieder; bis 2023 war das erweiterte Ensemble auf 101 Mitglieder angewachsen, mit mittelfristigen Ensembles, die mit ungefähr 9 Kilometer Auflösung durchgeführt werden. Die Streuung zwischen den Ensemble-Mitgliedern zeigt, wie sicher eine Vorhersage sein sollte.

Wie genau sind Vorhersagen heute

NOAAs Satelliten- und Informationsdienst NESDIS gibt an, dass eine 5-Tage-Vorhersage etwa 90% der Zeit genau ist, eine 7-Tage-Vorhersage etwa 80% der Zeit genau ist, und Vorhersagen von 10 Tagen oder länger sind nur etwa die Hälfte der Zeit richtig, da Modelle auf zukünftige Daten nicht zugreifen können und von den gegenwärtigen Bedingungen extrapolieren müssen.

Vorhersagen haben sich auch in den letzten Jahrzehnten stark verbessert. Das Met Office, der britische nationale Wetterdienst, sagt, dass seine viertägige Vorhersage heute so genau ist wie seine eintägige Vorhersage vor 30 Jahren. Das Met Office gibt auch an, dass sein Modell gegen die Standards der Weltorganisation für Meteorologie überprüft wird und dass es konsistent unter den Top-zwei-Vorhersageanbietern weltweit rangiert. Separat berichtet Our World in Data, dass dreitägige Vorhersagen (unter Berufung auf ECMWF) seit den 1980er Jahren konsistent genau sind und jetzt etwa 97% erreichen.

Auflösung, Rechenleistung und die neueste Veränderung: KI-Modelle

Ein Teil der Verbesserung kommt von feineren Modellgittern. ECMWF sagt, dass seine horizontale Auflösung in 30 Jahren von etwa 210 Kilometern auf 18 Kilometer gestiegen ist, und dass die Vorlaufzeit seiner geschickten Ensemble-Vorhersagen im Durchschnitt um ungefähr anderthalb Tage pro Jahrzehnt gestiegen ist. Our World in Data fügt hinzu, dass das eigene Vorhersagegitter des Met Office von etwa 90-Kilometer-Abstand auf 1,5-Kilometer-Abstand gewechselt hat und die Lücken zwischen Beobachtungspunkten schließt.

Die neueste Verschiebung ist maschinelles Lernen. In seiner Bewertung der Leistung 2025 berichtete ECMWF, dass sein KI-basiertes Vorhersagesystem AIFS Fehler 5–15% niedriger als sein traditionelles physikbasiertes Modell für mittelfristige Vorhersagen bis zu 15 Tagen produzierte, und dass AIFS das ältere System bei der Vorhersage der Tropenzyklonspur wesentlich übertraf, obwohl es die Sturmintensität unterschätzte. ECMWF sagte auch, dass 2025 seine größte Jahres-Geschicklichkeitsverbesserung in über einem Jahrzehnt brachte, getrieben durch Systemaktualisierungen, die Ende 2024 eingeführt wurden, einschließlich einer ungefähr 10% Reduktion von Fehlern für oberflächennahe Temperatur und Windgeschwindigkeit in seinen Ensemble-Vorhersagen.

Nicht jede Vorhersage ist gleich zuverlässig

Die Genauigkeit ist nicht gleichmäßig um die Welt verteilt. Our World in Data berichtet, dass Länder mit niedrigem Einkommen 15 bis 20 Mal weniger pro Person für Wetterdienste ausgeben als Länder mit hohem Einkommen, eine Lücke, die sowohl die Qualität lokaler Vorhersagen als auch die Reichweite von Frühwarnsystemen für Extremwetter beeinflusst.