Künstliche Intelligenz revolutioniert Wettervorhersage

In einer Forschungskooperation des Instituts für Meteorologie und Geophysik der Universität Wien mit der Firma Sun Microsystems und dem Austro Control Flugwetterdienst wurde erstmals ein neuartiges Analyseverfahren entwickelt, das eine Kürzestfristvorhersage von Wetterlagen ermöglicht. „Da nicht überall Windmesser aufgestellt werden können und meteorologische Beobachtungsdaten somit sehr rasch an Aktualität verlieren, ermöglicht das neue Verfahren vor allem für die Luftfahrt Wettervorhersagen in Echtzeit“, erklärt Markus Kerschbaum, Leiter der Entwicklungsabteilung der Flugmeteorologischen Abteilung der Austro Control, im Gespräch mit pressetext.

Meteorologische Beobachtungsdaten bringen immer dann den größten Nutzen, wenn diese möglichst ohne Zeitverzögerung für die Diagnose und kurzfristige Prognose der Wetterlagen zur Verfügung stehen. „Vor dieser Problemstellung entwickeln wir mit unseren Partnern derzeit ein System, das diese Mängel behebt und Datenlücken sinnvoll auffüllt, sich robust gegenüber Fehlern erweist und alle nötigen Informationen sofort verfügbar macht“, meint der Experte. Die bereits seit einigen Jahren im Entwicklungsstadium befindliche Methode für Kürzestfristvorhersage (Nowcasting) und Modellüberprüfung (Validierung) namens „Vienna Enhanced Resolution Analysis“ (VERA) basiert auf der Miteinbeziehung unterschiedlicher Untergrundprofile, durch die eine Beeinflussung der Atmosphäre hervorgerufen wird. „Das intelligent und äußerst präzise arbeitende System ermöglicht somit hochwertige meteorologische Analysen auch ohne, dass ein aufwendiges Prognosemodell erstellt wird“, so Kerschbaum.

Folglich ergäben sich verschiedenste Anwendungsbereiche, die vor allem in Österreich als Gebirgsland für den Flugverkehr maßgebliche Bedeutung haben. Der Experte von Austro Control führt dazu aus, dass durch die geologischen Strukturmerkmale in den Tälern höhere Temperaturen und somit unterschiedliche Luftdruckverhältnisse herrschen, auf sich vor allem der (Gebirgs-)Flugbetrieb einzustellen hat. Im Detail veredelt das automatische System die Beobachtungsdaten mittels künstlicher Intelligenz und liefert qualitätskontrollierte Analysen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung in Echtzeit. Die Kürzestfristvorhersage sowie die Modellüberprüfung können daher noch schneller und mit größerer inhaltlicher Genauigkeit übermittelt werden.

Getestet wird das System bereits in der Praxis durch den Austro Control Flugwetterdienst, der für die Luftfahrt teilweise VERA-Produkte in Anspruch nimmt. Dies erscheint sinnvoll, da Kerschmann die Rentabilität der Entwicklungen in den Vordergrund rückt: „Schon eine Minute Verspätung eines Fliegers kostet die Fluggesellschaft rund 80 Euro, so dass sich das Produkt allein von dieser Kosten-Nutzen-Rechnung betrachtet mit Sicherheit auszahlen wird.“ In der auf vorerst drei Jahre beschränkten Kooperation stellt Sun Microsystems mit seinen Servern und Workstations ein technisch hoch entwickeltes System zur Verfügung. Das von den drei Kooperationspartnern gegründete Center of Exellence für Meteorologische Analyse und Nowcasting (COE-MAN) soll in der vorgegebenen Projektdauer ein marktfähiges Software-Paket entwickeln.