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Übers Wetter nicht nur reden, sondern singen

20. November 2023/in Allgemein, Klima, Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Was wäre ein Tag oder gar ein Leben ohne Musik? Mithilfe von Musik lassen sich Emotionen wie Ärger, Wut, Angst, Freude, Liebe oder Trauer ausdrücken. Töne, Klänge und Geräusche dienen hierbei als Ausgangsmaterial. Deren Eigenschaften wie Lautstärke, Tonhöhe oder Tondauer können variabel genutzt und kombiniert werden, um die gewünschten Emotionen oder Assoziationen hervorzurufen.
Auch das Wetter spielt naturgemäß eine entscheidende Rolle im Leben aller. Sei es im Alltag bei der Beantwortung der Frage, ob man beim Verlassen des Hauses einen Schirm mitnehmen sollte. Für die Landwirtschaft spielt das ausgewogene Verhältnis von Sonnenschein und Regen eine essentielle Rolle beim Pflanzenwachstum. Und auch beim Kofferpacken für den nächsten Urlaub befasst man sich noch etwas intensiver mit den Wetteraussichten für die kommenden Tage im Urlaubsort.
Wer hat sich noch nie darüber geärgert, dass man auf dem Heimweg nass wurde, obwohl man dachte, man schaffe es noch vor dem Schauer nach Hause? Wer hat sich noch nie wie ein Kind gefreut, wenn Schneeflocken leise vom Himmel fallen? Und wer hat noch nie einen Sonnenuntergang als romantisch empfunden?
Bei diesen beispielhaften Empfindungen ist es natürlich nicht verwunderlich, dass auch das Thema “Wetter” das ein oder andere Mal in der Musik verarbeitet wurde.
Vor bald fünf Jahren hat der geschätzte Kollege in seinem Thema des Tages den Hit “An Tagen wie diesen” mit der Erkältungszeit verknüpft Diese Thematik trifft auch auf die aktuelle Zeit besonders gut zu. Hört man doch viele Leute in den Zügen und Einkaufsläden, wie sie in Taschentücher oder Ärmel husten, niesen oder schniefen. Bei all diesen Geräuschen könnte man aus Sorge einer Ansteckung durchaus etwas ängstlich werden.
Die in der Musik am meisten verwendeten Wettererscheinungen sind sicherlich Sonnenschein und Regen. Die Beatles sangen beispielsweise “Here Comes the Sun“, meinten dies aber eher metaphorisch, dergestalt, dass das Lied an Menschen in einer schwierigen Lebenslage gerichtet ist und Hoffnung auf bessere Zeiten bieten soll. Sicherlich kennen auch die meisten den Klassiker “You Are My Sunshine“.
Mehr den tatsächlichen Bezug zur Sonne (bzw. die Assoziation zu wärmeren Gefilden) haben beispielsweise Ben Zuckers “Der Sonne entgegen” oder Buddys “Ab in den Süden” (… der Sonne hinterher …). Bei diesen Liedern kann man beim Hören tatsächlich etwas Fernweh bekommen, erst recht, wenn gleichzeitig der Blick nach draußen schweift und das Novembergrau vom Himmel grüßt.
Auch über den Regen lässt sich der ein oder andere Musiktitel finden. Beispiele sind “Purple Rain” von Prince oder “November Rain” von Guns N’ Roses. “Let It Rain” braucht man am heutigen Montag in der Norddeutschen Tiefebene nicht singen, denn dort laufen gebietsweise Warnungen vor Dauerregen. Dort wird eher Rihannas “Umbrella” angestimmt. Neben den der Sonne gewidmeten Liedern kommt auch bei Albert Hammonds “It Never Rain in Southern California” durchaus Fernweh auf.
Es gibt tatsächlich auch Musiker, die sich einen meteorologischen Namen geben, so zum Beispiel “The Weather Girls“. Und wie könnte es anders sein, als dass auch sie mit “I t’sRaining Men” über das Wetter sangen, auch wenn das sicherlich mehr im übertragenen Sinn zu verstehen ist…
US-amerikanische Forscher befassten sich ebenfalls mit dem Zusammenhang von Musik und Wetter . Unter anderem fanden sie beispielsweise heraus, dass Bob Dylan der “Meteorologe” unter den Musikern ist. Er ist also derjenige, der in seinen Liedern am häufigsten einen Bezug zum Wetter genommen hat. Sie stellten auch fest, dass sich Musiker häufig von aktuellen meteorologischen Ereignissen inspirieren lassen. So entstanden beispielsweise in den USA in den 1950er und 1960er Jahren viele Lieder, die von “schlechtem” Wetter handeln, da es dort in diesen Jahren tatsächlich vergleichsweise stürmisch war.
Und welches Lied würde zum aktuellen Wetter am besten passen? Möchte man ein Lied hören, in dem das aktuell wetterbestimmende Tiefdruckgebiet zumindest vom Namen her eine zentrale Rolle spielt, so sollte man Lieder heraussuchen, in denen “Marco” vorkommt. Beispielsweise könnte man auch “Über den Wolken” oder “Lila Wolken” in den Raum werfen, denn am heutigen Montag und erst recht am morgigen Dienstag verdecken viele Wolken die Sonne. Welches Lied letztendlich am besten passt, kann aber durchaus vielfältig sein und liegt an jedem selbst, was man in dem Moment gerne hören möchte.

M.Sc. (Meteorologin) Tanja Sauter
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 20.11.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Künstliche Intelligenz in der Wettervorhersage: Was kann GraphCast?

19. November 2023/in Allgemein, Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Numerische Wettermodelle arbeiten auf Grundlage physikalischer Gleichungen, die die Atmosphäre beschreiben. Nach Erfassung des Anfangszustandes der Atmosphäre, bei dem sämtliche Beobachtungsdaten in das Wettermodell einfließen, werden die Gleichungen mithilfe von Supercomputern in die Zukunft projiziert, um den zukünftigen Wetterzustand zu ermitteln. Das derzeit beste Vorhersagemodell ist das Integrated Forecast System (IFS), das am Europäischen Zentrum für Mittelfristvorhersage (ECMWF) betrieben wird.

Künstliche Intelligenz-basierte Vorhersagemodelle wie GraphCast, entwickelt von Google DeepMind, arbeiten anders. Sie berechnen keine physikalischen Gleichungen, sondern basieren auf sogenanntem “Machine Learning”, bei dem das Modell mithilfe eines programmierten neuronalen Netzes Wetterentwicklungen aus historischen Wetterlagen lernt. Um das System zu trainieren, wurden Daten aus der Zeit von 1979 bis 2017 aus einer Wetterdatenbank des ECMWF verwendet. KI-Modelle erfordern deutlich weniger Rechenzeit als numerische Wettermodelle. Statt mehrerer Stunden benötigt GraphCast weniger als eine Minute für eine 10-Tagesvorhersage und kann sogar auf einem gewöhnlichen Computer laufen. Doch wie steht es um die Qualität der Vorhersage?

Dies wurde in einer getestet, in der GraphCast gegen den Hauptlauf des besten Modells IFS, HRES, antrat. Es stellte sich heraus, dass GraphCast in den meisten Fällen dem HRES überlegen war und in 90 % der Fälle verschiedene Parameter wie Wind, Temperatur und Luftdruck in verschiedenen Höhen in einer 10-Tagesvorhersage genauer vorhersagen konnte. Auch bei Extremwetterlagen wie Hitzewellen, Hurrikans oder atmosphärischen Flüssen schnitt GraphCast besser ab, obwohl es nicht speziell darauf trainiert wurde. Also doch die beste Wettervorhersage aller Zeiten?

Hier muss man einschränken und genau betrachten, was verglichen wurde. Der HRES hat eine Auflösung von 8×8 km, während GraphCast ein Gitter von etwa 28×28 km besitzt. Die Modelle wurden auf dem gröberen GraphCast Gitter verglichen, wodurch feinere Phänomene wie Gewitter oder kleinräumige Wetterveränderungen nicht richtig erfasst werden können. Lokalmodelle mit höherer Auflösung wie das ICON-D2 mit 2,1 km könnten hier im Vorteil sein. Allerdings könnte man KI-Modelle auch mit einer höheren Auflösung betreiben. Doch wie sieht es im mittelfristigen Zeitraum aus?

Im Rahmen des Themas des Tages vom 14.11.2023 wurde deutlich, dass Meteorologen bei Mittelfristvorhersagen und unsicheren Lagen auf sogenannte Ensembles zurückgreifen. Hierbei wird ein Wettermodell, in diesem Fall das IFS, mehrmals mit leicht variierten Anfangsbedingungen berechnet. Dies berücksichtigt die Tatsache, dass das Wetter ein chaotischer Prozess ist und leichte Abweichungen in den Anfangsbedingungen im Laufe der Zeit zu erheblichen Unterschieden führen können. Obwohl GraphCast besser abschneidet als jeder dieser Einzelläufe, bleibt es gegenüber einem Ensemble-Mittel unterlegen. Das beschriebene Ensemble ermöglicht statistische Aussagen über die Unsicherheit einer Wetterlage und die Vorhersagbarkeit im Allgemeinen, was GraphCast nicht leisten kann. Eine Studie zeigte, dass im Gegensatz zur numerischen Wettervorhersage die Unterschiede in einem KI-Ensemble zu langsam anwachsen. Obwohl KI-Modelle in der Muster- und Verhaltenserkennung von Systemen exzellent sind, können sie das grundlegende chaotische Prinzip der Wettervorhersage, auch als bekannt, nicht reproduzieren. Somit vermitteln KI-Modelle den Eindruck, dass die Wettervorhersage grenzenlos ist. Zusätzlich “verschmiert” GraphCast die Vorhersage bei unsicheren Wetterlagen.

Zurückblickend auf unser Beispiel vom Thema des Tages am 14.11. Damals war die Vorhersage bezüglich der Passage eines möglichen Sturmtiefs über Süddeutschland äußerst unsicher. In Abbildung 1 werden der Bodendruck und die Windgeschwindigkeit in etwa 1500 m Höhe dargestellt. Links oben befindet sich die 3-Tagesvorhersage des HRES-Laufs, rechts oben der entsprechende GraphCast-Lauf. Unten sind die Analysen für Donnerstag um 18 Uhr (links) und Freitag um 00 Uhr (rechts) zu sehen. Letztendlich traf das Sturmtief etwa 6 Stunden früher ein, jedoch nahezu so, wie es vom HRES vorhergesagt wurde und brachte tatsächlich einen schweren Sturm in Südwestdeutschland und in der Schweiz. Im Vergleich dazu war der Sturm in GraphCast in diesem Beispiel zu schwach ausgeprägt.

Bezüglich der Vorhersage von Wetterextremen muss man ebenfalls von Fall zu Fall differenzieren. Zum Beispiel wurde die explosive Entwicklung des Hurrikans Otis weder vom HRES noch von GraphCast zuverlässig erfasst. Dennoch lässt sich festhalten, dass KI-Modelle wie GraphCast einen Meilenstein in der modernen Wettervorhersage darstellen. Sie sparen erheblich an Rechenzeit und somit Kosten, sind zu herkömmlichen Einzelläufen von Modellen konkurrenzfähig und können sogar an spezifische Kundenanfragen angepasst werden. Der nächste Schritt könnte die Verbindung von KI-Modellen mit herkömmlichen Modellen sein. Alles in allem werden KI-Modelle weder die herkömmliche numerische Wettervorhersage noch den Meteorologen ersetzen, sondern können eher als zusätzliches, sehr gutes Handwerkszeug betrachtet werden, mit dem der Meteorologe seine Arbeit verfeinern kann.

Dipl.-Met. Christian Herold
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 19.11.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Wann kommt endlich ein “Dauerhoch”?

18. November 2023/in Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Am heutigen Samstag gelangt Deutschland unter dem Zwischenhoch ARZU. Das Tief LINUS, das vor allem in Süddeutschland viel Regen, Wind und bis in die mittleren Lagen Schnee gebracht hat, ist inzwischen nach Südosteuropa gezogen. Somit ist der Tag vor allem zwischen der Nordsee und Nordbayern oft neblig-trüb und frostig gestartet und im Osten und Südosten waren noch letzte Schauer unterwegs. In Westdeutschland haben bereits vormittags die ersten Wolken des nächsten Tiefs MARCO mit Kern bei den Britischen Inseln erreicht.

Die lange nasse Witterungsphase will also noch nicht abreißen. Die Regenpausen sind, wenn überhaupt, meist nur von kurzer Dauer. Für große Teile Ostdeutschlands bleibt es nämlich heute trocken. Die Regenwolken des Tiefs MARCO erreichen nachmittags zunächst den Westen und bis zum Abend weiten sich die Regenfälle bis zur Mitte des Landes aus. Die Höchstwerte liegen zwischen 3 Grad in den zentralen und östlichen Mittelgebirgen und 9 Grad im Westen. Der Wind frischt mit der Annäherung des Tiefs im Westen und Nordwesten auf, mit ersten starken bis stürmischen Böen in den westlichen Mittelgebirgen und an der Nordsee.

In der Nacht zum Sonntag erreichen die Niederschläge auch den Osten des Landes. In den östlichen Mittelgebirgen kann es vorübergehend Schnee oder gefrierenden Regen geben. Im Schwarzwald und an den Alpen regnet es zum Teil kräftig und lang anhaltend, dort wurden markante Warnungen vor Dauerregen mit Mengen zwischen 30 und 50 Liter pro Quadratmeter in 24 Stunden herausgegeben. Im Westen und Nordwesten hingegen reißen die Wolkendecke in der zweiten Nachthälfte ab und es folgen nur vereinzelte Schauer nach. Der Wind ist spürbar unterwegs mit Sturmböen an der Nordsee und im Bergland. Die Tiefstwerte liegen zwischen 8 Grad im Westen und 0 Grad in den östlichen Mittelgebirgen.

Am Sonntag und anfangs der neuen Woche bleibt es für viele Regionen häufig nass, denn das Tief MARCO zieht von den Britischen Inseln über Deutschland nach Polen. Mit der lebhaften südwestlichen Strömung gelangt milde Luft nach Deutschland. Somit liegen die Höchstwerte meist im zweistelligen Bereich zwischen 10 und 15 Grad. Erst zur Wochenmitte mit der Winddrehung auf Nordwest wird es allmählich kälter mit Schnee in den Bergen und Nachtfrostgefahr.

Alle fragen sich: Wann kommt endlich ein “Dauerhoch”? Das ist eine berechtige Frage. Eine gewisse Hoffnung gibt es ab Mitte nächster Woche, wenn sich in Nord- und Nordwesteuropa eine langgestreckte Hochdruckzone positionieren kann, die sich ab Mittwoch nach Mitteleuropa verschiebt. Sie bremst die atlantischen Tiefs vorübergehend aus, sodass es zumindest in einigen Regionen vornehmlich nach Süden zu auch mal für zwei oder drei Tage trocken bleiben könnte. Der Norden wird am Nordrand der Hochdruckzone dagegen schnell wieder anfällig für Tiefausläufer, was die Wahrscheinlichkeit für eine längere Trockenphase stark mindert.

Dipl.-Met. Marco Manitta
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 18.11.2023

Sturm LINUS: Erst peitschender Regen, dann Flockenwirbel

17. November 2023/in Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Die Tiefdruckserie, die uns nun schon seit einiger Zeit sehr unbeständiges, nasses und teils stürmisches Wetter bringt, möchte einfach nicht abreißen. Am gestrigen Donnerstag und in der Nacht zum Freitag sorgte Sturmtief LINUS, das international auf den Namen FREDERICO getauft wurde, für ordentlich Wirbel und Schweißtropfen auf den Stirnen der Warnmeteorologen.

Das kleine, aber intensive Randtief rauschte am gestrigen Donnerstag vom Nordatlantik heran und brachte zunächst der französischen Atlantikküste Böen bis Orkanstärke. Die Wetterstation Le Talut auf der Insel Belle-Île registrierte eine Orkanböe von 143 km/h. Im Tagesverlauf zog LINUS über den Norden Frankreichs ostwärts und erreichte am späten Abend Südwestdeutschland.

Schon im Vorfeld streckte LINUS seine Fühler in Form großflächiger Regengebiete zu uns aus. Vor allem in Südwest- und Süddeutschland regnete es langanhaltend und kräftig. Im Schwarzwald, auf der Alb und im Alpenvorland kamen zwischen Donnerstag- und Freitagmittag verbreitet 30 bis 50 Liter pro Quadratmeter zusammen, in Staulagen örtlich 50 bis 80 Liter pro Quadratmeter (siehe Abbildung 1, links). Da die Böden von der nassen Witterung bereits gesättigt waren, floss das Wasser größtenteils in die Flüsse und ließ die Pegel dort erneut in die Höhe schnellen. Nicht nur kleine Flüsse und Bäche traten über die Ufer, sondern auch an größeren Flüssen wie Rhein, Donau und Co. werden infolge der Regenfälle teilweise Hochwasser-Meldehöhen überschritten. Aktuelle Hochwasser-Informationen und -Warnungen gibt es im Länderübergreifenden Hochwasser Portal(LHP / siehe: weitere Informationen zum Thema).

An der Südflanke des Tiefs, das sich in der Nacht in etwa auf einer Linie von Offenburg nach Passau ostwärts verlagerte, frischte der Westwind stürmisch auf und peitschte den Regen durch die Luft. Zwischen Südschwarzwald und südlichem Alpenvorland wurden verbreitet Sturmböen bis 85 km/h, örtlich schwere Sturmböen um 100 km/h beobachtet (siehe Abbildung 1, rechts). Auf exponierten Gipfeln ging es natürlich noch heftiger zur Sache: Der Feldberg im Schwarzwald beispielsweise meldete eine extreme Orkanböe von 168 km/h. Insbesondere Bäume, die noch belaubt waren und in aufgeweichten Böen standen, hatten mit dem Sturm zu kämpfen und stürzten um.

Am Freitagmorgen hat sich das Tief bereits nach Osten verabschiedet. Rückseitig drehte der Wind auf Nordwest, sodass kältere Luft bis zu den Alpen vorstoßen konnte. Die Niederschläge gingen folglich bis auf rund 600 m in Schnee über. In Lagen oberhalb von 800 m konnte sich eine dünne Schneedecke ausbilden. In Hochlagen ab 1000 m im Schwarzwald und in den Alpen wuchs die Schneedecke bis Freitagvormittag um 10 bis 20 cm (siehe Abbildung 2). An den Alpen schneit es noch bis in die Nacht zum Samstag hinein weiter, sodass nochmal ein paar Zentimeter zusammenkommen. Zumindest dort könnte man von einem “Hauch von Winter” sprechen.

Auch in den kommenden Tagen will die Tiefdruckserie nicht abreißen, es bleibt sehr unbeständig und nass. Vor allem im Süden deutet sich bis Wochenbeginn wieder einiges an Regen an und zumindest in Lagen unterhalb von 2000 m schmilzt vieles vom Schnee dahin. An den Flüssen bedeutet das erneut ansteigende Hochwassergefahr!

Dipl.-Met. Adrian Leyser
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 17.11.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Die Blätter machen den Abgang

16. November 2023/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Der Herbst ist mittlerweile mehr als zur Hälfte vorüber, für die Meteorologen beginnt der Winter sogar bereits in rund zwei Wochen am 1. Dezember. Zwar macht der Herbst durch Regen und Sturm in Sachen Wetter seit etwa vier Wochen quasi alles richtig, die Temperaturen sind aber fortwährend zu hoch. Bleibt es so mild, könnte dieser Herbst als einer der drei wärmsten in die Wetterannalen eingehen.

Die langen Phasen mit warmem Altweiber- und Spätsommerwetter bis Mitte Oktober haben die Natur bereits irritiert. So gibt es Berichte von blühenden Pflanzen und Bäumen, längeren Ernten als üblich und kräftigem Rasenwachstum in dieser Zeit. Ebenso blieben die Blätter noch lange grün.

Blattverfärbungen

Blattverfärbungen werden im Herbst ausgelöst, wenn der Sonnenstand immer niedriger und die Tageslänge immer kürzer werden und vor allem die nächtlichen Temperaturen in den einstelligen Bereich sinken. Dabei sollte es mehrere sehr kühle Nächte hintereinander geben. Ist es soweit, wird das in den grünen Blättern vorherrschende Chlorophyll schneller abgebaut. Der Baum zerlegt also das Chlorophyll in seine Bausteine und holt es in die dicken Äste und den Stamm zurück. Dort werden sie bis zum nächsten Frühjahr eingelagert und dann wiederverwertet. Blattverfärbungen stellen sich also nicht nur aufgrund der kürzeren Tage ein, sondern auch im Zusammenhang mit der aktuellen Witterung.

In diesem Herbst sorgten die meist auch warmen Nächte für eine Verzögerung der Blattverfärbung. Anhand der aktuellen phänologischen Uhr (weitere Informationen zur Phänologie unter ) lässt sich herauslesen, dass die Leitphase für den Spätherbst mit der Blattverfärbung der Stieleiche statt üblicherweise um den 19. Oktober herum (Mittel der Jahre 2011 bis 2022) erst am 28. Oktober einsetzte. Mit anderen Worten: die Blätter fielen durchschnittlich 9 Tage später als in den letzten 12 Jahren!

Blattfall

Dieser Rückstand konnte durch das seit Mitte Oktober umgeschlagene Wetter mit anhaltender Tiefdruckaktivität und zeitweiligen Sturm nur bedingt aufgeholt werden. Der Blattfall der Stieleiche als Leitphase für den beginnenden Winter wurde erst am 13. statt am 7. November gemeldet. Damit blieb eine Verzögerung von 6 Tagen.

Der subjektive Eindruck des späten Blattfalls in diesem Herbst kann also durch Beobachtungen bestätigt werden. Daher ist es nicht verwunderlich, dass zum Teil noch einige Blätter an den Bäumen hängen. In den nächsten Tagen sorgen Sturm, Regen und sinkende Temperaturen voraussichtlich aber für einen weiteren starken Abgang der Blätter von den Bäumen.

Die alte Bauernregel, die besagt: „Hängt das Laub bis November hinein, wird der Winter lange sein“ lässt sich übrigens nicht belegen. Sie steht wissenschaftlich auf sehr wackeligen Beinen. Wie der Winter wird, können uns die Bäume also auch heute leider noch nicht verraten.

Dipl.-Met. Simon Trippler
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 16.11.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Tiefdruckgebiete halten das Zepter in der Hand

15. November 2023/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wetterlexikon, Wind/von WINDINFO

JASPER, KNUD und LINUS sind derzeit die Protagonisten. Dabei handelt es sich nicht um Nachwuchs im Berliner Zoo, sondern um die Tiefdruckgebiete, die aktuell und in den kommenden Tagen das Wetter in Deutschland beeinflussen. Sie sorgen dafür, dass keine Langweile aufkommt und es wechselhaft sowie zeitweise windig bis stürmisch bleibt.

Tief JASPER liegt derzeit (Stand: Mittwoch, den 15.11.2023, 7 Uhr) über Polen und sorgte in den vergangenen Tagen unter anderem für die ergiebigen Niederschläge im Süden des Landes. Verbreitet fielen dabei von Sonntagmorgen, den 12.11.2023, 7 Uhr bis Mittwochmorgen den 15.11.2023, 7 Uhr vom Schwarzwald bis ins Chiemgau 40 bis 70 l/qm/72 h. Im Südschwarzwald wurden Mengen zwischen 100 und 150 l/qm/72 h erreicht. Beispielsweise gab es in Dachsberg-Wolpadingen (Baden-Württemberg) 155 l/qm/72 h und in Vöhrenbach 150 l/qm/72 h (Baden-Württemberg). Auch im Allgäu fielen in Staulagen teils über 100 l/qm. Spitzenreiter sind dort Oberstdorf-Rohrmoos (Bayern) mit 122 l/qm/72 h und Balderschwang (Bayern) mit 130 l/qm/72 h. Sonst wurden meist zwischen 10 und 40 l/qm/72 h registriert. Nur in der Norddeutschen Tiefebene gibt es einige Gebiete mit weniger Niederschlag.

Tief KNUD, das sich von Westengland in die westliche Ostsee verlagert, sorgt heute verbreitet für einige Schauer, im Süden und in der Mitte kann es sogar zu kurzen Gewittern kommen. Östlich der Elbe bleibt es weitgehend trocken. In der Nacht ziehen sich die schauerartigen Niederschläge in den Norden und Osten zurück. Sonst sind Schauer eher die Ausnahme. Hier und da kann es auflockern.

Der dritte Protagonist, Tief LINUS, kommt dann im Laufe des Donnerstags ins Spiel. Zunächst lässt die Niederschlagsneigung nach und vorrangig südlich der Donau und in Nordseenähe gewinnt die Sonne die Oberhand. Gegen Nachmittag kündigt sich im Westen und Südwesten dann der Tiefausläufer von Tief LINUS an.

Dieser sorgt in der Nacht zum Freitag vor allem in der Südhälfte für ordentlich Rabatz. Gebietsweise regnet es kräftig und der Wind lebt deutlich auf. Südlich einer Linie Saarland-Bayerischer Wald drohen Sturmböen zwischen 70 und 85 km/h (Bft 8-9) zunächst aus Südwest, später aus West bis Nordwest bis ins Flachland. Im Alpenvorland, in Oberschwaben und generell in höheren Lagen sind schwere Sturmböen bis 100 km/h (Bft 10) denkbar. Orkanböen (Bft 12) drohen in den Gipfellagen. Einen groben Überblick zu den erwartbaren Böen gibt die folgende Grafik.

Es muss jedoch deutlich darauf hingewiesen werden, dass sich die Modellberechnungen derzeit noch unterscheiden, was in der nächsten Darstellung deutlich wird. Zu diesem Thema gibt es einige Informationen im gestrigen Thema des Tages unter

Doch das Tief hat, wie gesagt, nicht nur ordentlich Wind im Gepäck, sondern auch einiges an Niederschlag. Die Schneefallgrenze sinkt dabei bis Freitagfrüh von anfangs über 1000 m auf etwa 600-800 m ab. Eine Schneedecke bildet sich allerdings nur in den Hochlagen aus, da die Böden noch viel zu warm sind. Die Niederschlagsmengen liegen südlich des Mains in der Fläche bei 5 bis 15 l/qm/12 h. In einem Streifen, dessen genaue Lage noch nicht sicher ist (abhängig von der genauen Zugbahn des Tiefs), werden Mengen zwischen 20 und 40, teils bis 60 l/qm/12 h berechnet.

In der Nordhälfte des Landes passiert in der Nacht zum Freitag nicht viel und es bleibt deutlich ruhiger. Auch im Süden zieht der Sturm am Morgen rasch ab, leicht wechselhaft bleibt es aber dennoch. Wer die Hoffnung hegt, dass sich deutschlandweit endlich mal wieder ruhiges Herbstwetter einstellt, der muss an dieser Stelle enttäuscht werden. Zwar wird es am Samstag vorübergehend etwas freundlicher, doch bereits zum Abend zieht von Westen ein neues Niederschlagsgebiet heran und der Wind frischt etwas auf. Nun ja, die Hoffnung stirbt bekanntlich zuletzt.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 15.11.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Deutschland kommt nicht zur Ruhe…

14. November 2023/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Es wurde erläutert, dass die Vorhersage des Wetters aufgrund der Chaostheorie als nichtlineares, dynamisches und chaotisches System Grenzen aufgewiesen bekommt. Die Anfangsbedingungen in der Atmosphäre sind nicht exakt bestimmbar, und die Wettermodelle bieten lediglich Annäherungen. Doch wie manifestieren sich diese Grenzen?

Ein konkretes Beispiel verdeutlicht die Wettervorhersage für die Nacht zum Freitag: Abbildung 1 zeigt den auf Meeresniveau reduzierten Luftdruck und die Temperatur auf der 850 hPa – Fläche, was bei dieser Lage etwa einer Höhe von 1400 m entspricht. Links ist die Wetterprognose des europäischen Modells (ECMWF) dargestellt, in der Mitte das deutsche Modell (ICON) und rechts das amerikanische Modell (GFS), jeweils mit einer 78-stündigen Vorhersage für Freitagfrüh. Auffällige Unterschiede werden sichtbar.

Während sich im GFS und ECMWF am Donnerstag ein Tief über Frankreich entwickeln soll, das in der Nacht zum Freitag über Deutschland ziehen und sich im GFS sogar zu einem schweren Sturm entwickeln würde, fehlt dieses Tief im Deutschen ICON-Modell ganz. Die Entstehung und Zugbahn dieses Tiefs hängen offenbar entscheidend von den Anfangsbedingungen, den Näherungen der Modelle (Parametrisierungen) und der zugrunde liegenden Modellphysik ab. Die Auswirkungen dieses Tiefs beeinflussen maßgeblich die Vorhersage von Niederschlagsgebieten, Wind, Temperatur und Bewölkung.

Während das GFS-Modell einen schweren Sturm im Westen vorhersagen würde, prognostiziert das ICON-Modell vergleichsweise schwache Winde. Bei der ECMWF-Lösung mit südlicher Zugbahn würden wiederum kräftige Niederschläge im Schwarzwald und am Alpenrand auftreten. Solche Modellunterschiede im kurzfristigen Vorhersagezeitraum sind ungewöhnlich und markieren einen Punkt, an dem die Vorhersage zumindest vorübergehend ins Chaos abzudriften scheint.

Um das Chaos-Problem zumindest teilweise zu bewältigen, werden sogenannte Ensemblerechnungen durchgeführt. Das bedeutet, dass ein Wettermodell mehrmals mit leicht variierten Anfangsbedingungen berechnet wird. Dies dient einerseits dazu, die Prognosesicherheit zu bewerten, und andererseits, in unsicheren Fällen dennoch Aussagen zu ermöglichen. Das ECMWF führt beispielsweise 50 solcher leicht variierten Modellrechnungen durch (siehe Abbildung 2).

Da jedoch kein Meteorologe die Zeit hat, 50 Wettermodelle einzeln auszuwerten, wird eine Methode namens Clusteranalyse verwendet, um die Auswertung zu erleichtern. Dabei werden Vorhersagen mit ähnlichen Strukturen von einem Algorithmus in sogenannte Cluster eingeteilt. In unserem Fall ergeben sich 2 Cluster, die etwa gleich viele Mitglieder haben. Das bedeutet, die Hälfte der Ensemblemodelle zeigt das angesprochene Tief, während die andere Hälfte die ICON-Variante bevorzugt (siehe Abbildung 3). Diese Situation erschwert die Entscheidungsfindung erheblich.

In solchen Fällen kommt es auf die Erfahrungswerte der Meteorologen an, um festzustellen, welches Modell in bestimmten Situationen die besten Vorhersagen liefert. In ähnlichen Situationen war es oft so, dass sich mit Annähern an das Ereignis ICON und die übrigen Ensembles dem ECMWF-Hauptlauf angenähert haben. Daher wagen wir die Annahme, dass es eher wahrscheinlich ist, dass ein Tiefdruckgebiet in bisher nicht vorhersagbarer Intensität und Zugbahn irgendwo über die Mitte oder den Süden Deutschlands ziehen könnte.

Eine zusätzliche Methode zur Auswertung von Ensembleprognosen besteht darin, Wahrscheinlichkeiten aus den einzelnen Modellläufen zu berechnen. Dies könnte als eigenes Thema des Tages behandelt werden.

Es ist wichtig zu betonen, dass Unsicherheiten im Kurzfristbereich nicht zwangsläufig bedeuten, dass auch der Mittelfristbereich unsicher ist. Zum Wochenende hin prognostizieren die Modelle wieder einheitlich ein neues Atlantiktief, das auf einer West-Ostzugbahn über das nördliche Mitteleuropa zieht. Dieses Tiefdruckgebiet wird voraussichtlich mit seinem Sturmfeld wechselhaftes Wetter bringen. Die Warmfront des Systems wird dann vor allem im Norden für regnerisches, aber sehr mildes Wetter sorgen. Die Vorhersage für dieses Tiefdruckgebiet ist im Vergleich zu kurzfristigen Prognosen sicherer, da es sich um ein großes System handelt und große Strukturen in Modellen generell besser vorhergesagt werden können.

Dipl.-Met. Christian Herold
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.11.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Deutschland kommt nicht zur Ruhe…

13. November 2023/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wetterlexikon, Wind/von WINDINFO

Verantwortlich für die in der Überschrift erwähnte Ruhestörung ist eine stark ausgeprägte westliche Höhenströmung, unter der wir uns mehr oder weniger schon seit Wochen befinden. Mit ihr werden immer wieder atlantische Tiefdruckgebiete mit ihren Ausläufern nach Europa gesteuert.

Aktuell ist Sturmtief JASPER an der Reihe, das am heutigen Montag von den Britischen Inseln über die Nordsee Richtung dänische Küste zieht. Sein Frontensystem zieht am heutigen Montag über Deutschland mehr oder weniger hinweg. ‘Mehr oder weniger’ deshalb, weil diese Aussage nicht für alle Regionen des Landes zutrifft. Über den Süden des Landes zieht die Warmfront von JASPER zwar rasch hinweg (oder hat dies schon getan), seine Kaltfront bleibt aber über dem äußersten Süden nahezu liegen und kommt kaum noch südwärts voran.

Der Grund liegt darin, dass die Kaltfront im Süden zunehmend parallel zu den Isobaren, also den Linien gleichen Luftdrucks, liegt. Genauer gesagt, bekommt die Front in der westlichen Strömung eine mehr und mehr West-Ost-Ausrichtung. Da der Wind (ganz grob) entlang der Isobaren weht, wird es für ihn damit immer schwieriger, die Front voranzutreiben. Anders sieht es im Norden Deutschlands aus, wo die Front noch eher von Nord nach Süd verläuft und damit die Schubkomponente des Westwindes deutlich größer ist (als Beispiel wird im Folgenden die Luftdruck- und Frontenanalyse von heute Mittag 12 UTC gezeigt).

Und das hat natürlich Folgen für das damit verbundene Wetter: Während das frontale Regengebiet in der Nordhälfte im heutigen Tages- und kommenden Nachtverlauf ostwärts abzieht, kam und kommt es im Süden zu anhaltenden Niederschlägen. Vor allem im Schwarzwald und im südlichen Alpenvorland kam von gestern Mittag bis heute Mittag schon einiges an Niederschlägen runter: vielfach 25 bis 40 l/qm, im Oberallgäu bis 50 l/qm und im Südschwarzwald lokal noch etwas mehr innerhalb von 24 Stunden.

Doch damit nicht genug. Bis Dienstag werden nochmals ähnlich hohe Mengen erwartet, wobei in den Staulagen von Schwarzwald und Allgäu auch deutlich über 50 l/qm in 24 Stunden fallen können. Im Oberallgäu, wo die Regenfälle erst im Laufe des Mittwochs abklingen, sind bis dahin sogar um 100 l/qm in 48 Stunden nicht ausgeschlossen. Insgesamt ist die Prognose – gerade was die Spitzenmengen angeht – immer noch recht unsicher. Das hat vor allem auch mit der Lage des strömungsparallelen Tiefausläufers zu tun, die von Modell zu Modell leicht unterschiedlich vorhergesagt wird. Mal liegt sie etwas nördlicher, mal etwas südlicher. Diese kleinen Unterschiede haben allerdings einen großen Einfluss auf die Niederschlagsentwicklung.

Dass aber noch einiges an Wasser vom Himmel fällt, ist klar. Dazu kommt noch die Schneeschmelze in den Alpen, denn in der von JAPSER mitgebrachten milden Meeresluft konnte die Schneefallgrenze auf über 2000 m ansteigen. Besonders im Schwarzwald und Allgäu können in der Folge Bäche und kleinere Flüsse über die Ufer treten. Auch sind dort einzelne Erdrutsche nicht ausgeschlossen. Spätestens am Mittwoch dürften sich die Regenfälle dort aber, wie gesagt, deutlich abschwächen beziehungsweise sogar abklingen.

Und was passiert sonst so in Deutschland? Auch im großen Rest des Landes wird es in den kommenden Tagen immer wieder Regen geben, denn wir verbleiben – wer hätte es geahnt – unter Tiefdruckeinfluss. Dazu wird es immer wieder windig bis stürmisch, in den Hochlagen muss zeitweise auch mit schweren Sturmböen gerechnet werden und es bleibt für Mitte November recht mild.

Stellt sich abschließend noch die Frage, wo denn eigentlich die für ruhiges Wetter bekannten Hochdruckgebiete sind? Die tummeln sich weit südlich von uns in deutlich wärmeren Gefilden (wer will’s ihnen verdenken). Ihre Ausflüge zu uns sind aus heutiger Sicht weiterhin allenfalls von kurzer Dauer.

Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 13.11.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Steht Island ein neuer Vulkanausbruch bevor?

12. November 2023/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wetterlexikon, Wind/von WINDINFO

Auf Island braut sich etwas zusammen…es bebt und brodelt mal wieder heftig! Island – die Insel aus Feuer und Eis – ist nämlich nicht nur bekannt für seine Geysire, facettenreichen Wasserfälle und ausgedehnten Gletscher, sondern auch berühmt für ihre vulkanische Aktivität. Spätestens nach dem explosiven Ausbruch des “Eyjafjallajökull” im Jahr 2010, der den Flugverkehr in Europa tagelang massiv störte, ist diese Tatsache wohl den meisten bekannt. Seit März 2021 rückt vor allem die Halbinsel “Reykjanes” südwestlich der Hauptstadt Reykjavík in den Fokus, auf der sich auch der internationale Flughafen “Keflavík” (KEF) befindet.

Vulkanserie am Fagradalsfjall

Bevor wir uns den aktuellen Ereignissen widmen, blicken wir kurz auf die Vulkanserie der letzten Jahre zurück. Anfang 2021 bebte es auf der Halbinsel Reykjanes mehrere Wochen, was am 19. März in den ersten Vulkanausbruch seit fast 800 Jahren in dieser Region mündete. Die anfangs als “winzig kleiner Ausbruch” bezeichnete Eruption hielt schließlich mehrere Monate an. Jene bildete einen stattlichen Vulkankrater und ein 4,85 Quadratkilometer großes Lavafeld aus. Da von diesem Ausbruch keine größere Gefahr ausging und die Stelle zudem leicht zugänglich war, entwickelte sich der Ort schnell zur Touristenattraktion. Auch der heutige Autor bewunderte Anfang Juli das beeindruckende Naturschauspiel. Seitdem kam es dort zu zwei weiteren Eruptionen. Im August 2022 ereignete sich ein kleiner und nur gut zwei Wochen andauernder Ausbruch. Im Juli dieses Jahres tat sich die Erde erneut auf und aus einer ca. 200 m breiten Spalte trat Lava aus. Diese Eruption hielt immerhin knapp 4 Wochen an und formte ein etwa 1,5 Quadratkilometer großes Lavafeld. Alle bisherigen Ausbrüche bedrohten keine kritische Infrastruktur und waren vor allem ein Highlight für abenteuerlustige Island-Touristen.

Was passiert aktuell auf Reykjanes?

Seit dem 24. Oktober bebt es erneut auf der Halbinsel. Seither wird die Region mal stärker, mal etwas weniger stark von zahllosen Erdbeben, sogenannten Schwarmbeben, erschüttert. Bisher haben sich rund 25.000 Beben ereignet. Zahlreiche dieser erreichten Stärken über Magnitude 3 (ab der man Beben in der Regel spüren kann), einige sogar Magnitude 4 (M4) und stärker. Anfangs gingen Experten lediglich von Spannungsänderungen aufgrund der Verformung der Halbinsel durch die früheren Eruptionen aus. Bereits nach einigen Tagen ließen aber Messungen darauf schließen, dass in der Erdkruste in einer Tiefe von 4 bis 5 Kilometern Magma einfließt und sich dort ansammelt. Die Erdbeben sind eine Reaktion auf Erdspannungen, die durch das Eindringen des Magmas entstehen. Satelliten- und GPS-Messungen belegen, dass die Magmaansammlung zu einem Anheben der Landmasse von einigen Zentimetern geführt hat. Dabei entstehen Risse in der Erdkruste und Erdbeben, die für einen Abbau der Spannungen sorgen, sind die Folge. Solche Magmaansammlungen münden nicht immer in einen Vulkanausbruch. Oft lassen die Schwarmbeben nach einiger Zeit wieder nach. Bis Freitagmittag gab es keine eindeutigen Hinweise, dass sich das in rund 4-5 km Tiefe befindliche Magma auf den Weg Richtung Erdoberfläche machte.

Freitagnachmittag spitze sich die Situation aber schlagartig zu. Die Erdbeben nahmen sowohl in ihrer Anzahl als auch in ihrer Heftigkeit rapide zu (siehe Abbildung 1). Zahlreiche Beben der Stärke M4 erschütterten die Region um den Ort Grindavík. Am frühen Abend ereignete sich sogar ein Beben der Stärke M5.2, welches unter anderem die Verbindungsstraße zwischen Flughafen und Grindavík teilweise zerstörte. Auch in Grindavík wurden Straßen und Häuser beschädigt. Experten zufolge waren dies Anzeichen, dass sich das Magma allmählich der Erdoberfläche nähert. Ein Vulkanausbruch wurde wahrscheinlicher.

Was unterscheidet die aktuelle Situation von vorherigen Ausbrüchen?

Anders als bei den vorherigen Ereignissen, treten bzw. traten die meisten Erdbeben weiter westlich auf. Bei einem Ausbruch in dieser Region könnte auch kritische Infrastruktur betroffen sein. Daher haben die aktuellen Ereignisse eine deutlich höhere Brisanz. Zum einen befindet sich dort die bereits erwähnte Verbindungsstraße zwischen dem Norden (wo sich z.B. der Flughafen befindet) und dem Süden der Halbinsel. An dieser Straße liegt auch das bei Touristen beliebte Geothermalbad “Blaue Lagune”, das am Freitag vorsorglich bis auf Weiteres geschlossen wurde. Direkt nebenan befindet sich ein Kraftwerk, das u.a. den Flughafen mit Strom versorgt. Besonders dramatisch könnte es allerdings für den Küstenort Grindavík (ca. 4000 Einwohner) werden. In der Nacht zum gestrigen Samstag verlagerte sich die seismische Aktivität nach Süden Richtung Grindavík. Von den Behörden wurde am Freitagabend der Notstand für den Zivilschutz ausgerufen und die Bewohner des Ortes wurden evakuiert.

Basierend auf Satellitenbildern und GPS-Messungen wurden gestern Modelle erstellt. Sie zeigen einen etwa 15 km langen Magmatunnel unter der Erde, in dem das Magma fließt (siehe Abbildung 2). Zudem nähert sich das Magma der Oberfläche. Bereits gestern lag die geschätzte geringste Tiefe des Magmas bei nur noch 800 m und das Magma dürfte bis heute weiter aufgestiegen sein. Experten zufolge ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass es in den kommenden Tagen jederzeit zu einem Vulkanausbruch entlang des Magmatunnels kommen könnte. Zwar hat die Erdbebenaktivität seit gestern Nachmittag stark abgenommen (siehe Abbildung 3), was aber vor einer beginnenden Eruption nicht ungewöhnlich ist. Zudem geht man davon aus, dass das starke Erdbeben vom Freitagabend für einen Spannungsabbau in der Erdkruste gesorgt hat, wodurch zum einen die Erdbebenaktivität abnimmt und zum anderen das Magma wahrscheinlich einfacher aufsteigen kann. Die Modelle deuten ebenfalls darauf hin, dass auch am südlichen Ende des Magmatunnels Magma austreten könnte. Es besteht also eine erhöhte Wahrscheinlichkeit eines Vulkanausbruchs auf dem Meeresboden. Dies würde einen explosiven Ausbruch zur Folge haben.

Es bleibt abzuwarten, ob, wann und wo eine Eruption stattfindet. Den Bewohnern von Grindavík wünschen wir, dass sie nicht ihr Zuhause verlieren und Island auch dieses Mal mit einem blauen Auge davonkommt.

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.11.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Regen, Regen und nochmals Regen!

11. November 2023/in Klima, Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Viele, aber vor allem die älteren Leser erinnern sich bestimmt noch sehr gut an den zeitlosen Klassiker “November Rain“ von “Guns n Roses“. Und genau das ist auch das Stichwort beim Wetter in den nächsten Tagen.

Verantwortlich hierfür ist eine weiterhin sehr aktive Westwetterlage, wodurch immer wieder Tiefausläufer vom Atlantik nach Mitteleuropa gelenkt werden. Dadurch kam es bereits in den letzten Wochen immer wieder zu Regenfällen, sodass die Böden in einigen Regionen bereits schon reichlich gesättigt sind. Nach einer kurzen Wetterberuhigung am morgigen Sonntag, beeinflusst bereits am Sonntagnachmittag die Okklusion eines Teiltiefs über dem Nordmeer das Wettergeschehen im Südwesten Deutschlands. Dahinter gelangen dann zunehmend sehr feuchte und auch deutlich wärmere Luftmassen in die Südwesthälfte Deutschlands geführt. Gleichzeitig liegt der Nordosten zu Beginn der Woche weiterhin unter der eingeflossenen kühlen, maritimen Polarluft, sodass sich eine recht markante Luftmassengrenze über Deutschland erstrecken wird. Diese Luftmassengrenze wird dadurch gestützt, dass wir uns zu Wochenbeginn im Ausgangsbereich des befinden. Dadurch verlangsamt sich die Höhenströmung, was auch Auswirkungen auf die Verlagerung der Fronten in der unteren Troposphäre hat.

Doch der Reihe nach. Zunächst einmal wird im äußersten Südwesten bereits im Laufe des Sonntags in Verbindung mit der Okklusion Niederschlag einsetzen. In der noch kühlen Luftmasse ist anfangs bis in mittlere Lagen (ab etwa 700 m) Schneefall mit dabei. Dort kann es teils um 5 cm, exponiert sogar bis 10 cm Neuschnee geben.

In der Nacht auf Montag folgt dann rasch eine Warmfront eines neuen Randtiefs. Damit werden feuchte und zunehmend sehr milde Luftmassen herangeführt, wodurch teils kräftige Regenfälle einsetzen. Diese breiten sich bis zum Montagabend bis zur Elbe aus. In den Staulagen der südwestdeutschen Mittelgebirge, sowie im Allgäu kommen dabei innerhalb von 24 Stunden örtlich über 50 Liter pro Quadratmeter Niederschlag zusammen. Aber auch in den anderen Regionen in der Südwesthälfte fallen häufig 10 bis 25 Liter pro Quadratmeter. Ausgenommen bleibt dagegen vorerst lediglich der Nordosten. Somit steigt im Süden an kleineren Flüssen die Hochwassergefahr an. Ein größeres Hochwasser ist aber vorerst nicht in Sicht!

Am Dienstag kommt die Kaltfront des Randtiefs auf ihrem Weg nach Süden kaum noch voran. Wodurch es voraussichtlich im äußersten Süden vom Südschwarzwald ostwärts bis zum Alpenrand zu weiteren kräftigen Regenfällen kommen kann. Allerdings ist diese Entwicklung hinsichtlich der Lage und der Niederschlagsmengen noch mit einigen Unsicherheiten behaftet.

Auch im weiteren Verlauf der Woche bleibt uns diese Wetterlage erhalten. Die Frontalzone, welche warme Luftmassen in den Subtropen von kalten Luftmassen der polaren Breiten trennt, erstreckt sich weiterhin über Mitteleuropa. Dadurch erreichen uns auch in der Folge immer wieder Tiefausläufer mit jeder Menge Niederschlag im Gepäck.

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 11.11.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst