Deutscher Wetterdienst

Geschäftsbereich Forschung und Entwicklung

Der Deutsche Wetterdienst setzt entlang seiner gesamten Wertschöpfungskette Methoden der Künstlichen Intelligenz ein und entwickelt sie. Dies betrifft die Bereiche:

1. Beobachten und Messen: Qualitätsüberwachung meteorologischer Beobachtungs- und Messsysteme, Ableitung verschiedener Größen aus gemessenen Variablen und Extraktion bestimmter Phänomene (z.B. Gewitter, Böen, Eisglätte, etc.) aus komplexen Bildern.
2. Verfahrensentwicklung und Diagnostik: Ableitung von Charakteristiken wichtiger meteorologischer Phänomene (z.B. Gewitter, Stark-Niederschläge, Stürme, Dürren, Frost, Glätte) in Abhängigkeit von Beobachtungen und vorhergesagten Variablen der numerischen Wettervorhersage-Modelle
3. Nowcasting: Extrapolation aktueller Beobachtungen in die unmittelbare Zukunft (z.B. 0- bis 2-Stunden-Vorhersage für Niederschläge aus Radar- und Satellitendaten)
4. Beobachtungsmodellierung: Simulation von Beobachtungen auf Basis der Variablen von numerischen Modellen der Wettervorhersage bzw. von Klima-Simulationen und -Projektionen (z.B. für die Simulation von Wolkenbeobachtungen)
5. Datenassimilation: Berechnung eines neuen Modellzustands des numerischen Modells der Wettervorhersage zur Analyse des jeweils aktuellen meteorologischen Zustandes der Atmosphäre aus vorausgehenden Modellvorhersagen und einer Fülle heterogener Beobachtungen (z.B. für die Evaluierung der Abweichungen von Modellen und Beobachtungen)
6. Numerische Modellierung: Simulation der Entwicklung der Atmosphäre und weiterer Komponenten des Erdsystems (z.B. Verbesserung der physikalischen Parametrisierung von Wolken)
7. Postprocessing: Veredelung der Vorhersagen der numerischen Modelle der Wettervorhersage indem Zeitreihen von Vorhersagen mit Beobachtungen verglichen und ihre spezifischen Charakteristika und ihre typischen Fehler analysiert und korrigiert werden, sodass Anwendern optimierte Zeitreihen und Produkte angeboten werden können (z.B. optimierte Ortsvorhersagen für wesentliche Wetter-Parameter)
8. Kombinierte Vorhersageprodukte: KI-optimierte Kombination von Beobachtungen und Vorhersagen aus Nowcasting sowie numerischer Wettervorhersage (optimierte, bruchfreie Vorhersage auf verschiedenen Zeitskalen)