Wolkenwirbel mit Bergen und Schluchten

Die Wettervorhersage im Fernsehen besteht schon längst nicht mehr nur aus Karten, welche die Verteilung der Hoch- und Tiefdruckgebiete zeigen. Bilder oder kurze Filme zur rasanten Ausbreitung von Sturmtiefs oder Wirbelstürmen gehören schon seit einiger Zeit zum Repertoire einer guten Wetterprognose. Und der Zuschauer bekommt dadurch natürlich einen viel besseren Eindruck über die Größe und Kraft eines Orkans.

Was aber bei der zweidimensionalen Darstellung der Bilder und Filme fehlt, ist die Ausdehnung der Wolken in der Höhe. Das gelingt eigentlich erst durch eine dreidimensionale Darstellung, doch dafür liefern die Wettersatelliten bisher keine Daten. Deshalb hat Somporn Chuai-Aree vom Interdisziplinären Zentrum für wissenschaftliches Rechnen (IWR) der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg die Bildverarbeitungs-Software „Virtual Cloud 3D“ entwickelt, die es ermöglicht aus den zweidimensionalen Bildern, die beispielsweise Meteosat alle 15 Minuten liefert, dreidimensionale Darstellungen in Form einzelner Bilder oder ganzer Filme zu zaubern.

Dazu benutzt der aus Thailand stammende Mathematiker die Farben der Wolken, die Auskunft geben über die Wolkendichte beziehungsweise deren vertikale Ausdehnung. Je heller ein Wolkenfeld auf dem Bild erscheint, desto dichter ist es und dementsprechend dehnt es sich weiter in der Höhe aus. Insgesamt werden so bis zu 50 Lagen in unterschiedlicher Höhe berechnet. Selbstverständlich ist damit keine exakte dreidimensionale Darstellung von Wolken möglich, jedoch ist es eine kostengünstige und schnelle Möglichkeit sich zusätzliche Informationen über kommende Wetterereignisse zu verschaffen.

So wird beispielsweise deutlich wie sich allmählich ein riesiger Wolkenwirbel über eine tiefer liegende Wolkendecke schiebt oder wie vielschichtig das erst kürzlich über Deutschland hinwegfegende Orkantief Kyrill (http://www.schuai.net/VirtualWave3D/Kyrill) aufgebaut war. Da werden innerhalb des Wolkenwirbels steile Wolkengipfel oder Täler und Schluchten sichtbar. Einzelne Bereiche können vergrößert werden und so lässt sich erahnen wie beispielsweise Nordbaden von immer neuen Orkanböen durchzogen wurde. Durch das Drehen der Bilder ist es zusätzlich ein Leichtes einen Orkan wie Kyrill von allen Seiten zu betrachten.

Eine Vorhersage ist damit natürlich nicht möglich. Da die Erstellung der dreidimensionalen Bilder und Filme aber nur wenige Sekunden in Anspruch nimmt, lässt sich zumindest eine Vorstellung darüber gewinnen, was in den nächsten Stunden etwa bei einem Orkan auf einen selbst zukommen wird.

Für Somporn Chuai-Aree ist das Programm Virtual Cloud 3D eher ein Hobby, denn in seiner wissenschaftlichen Arbeit widmet er sich in der Abteilung von Professor Willi Jäger am IWR der Modellierung, Simulation und Visualisierung von Pflanzenwachstum. Das Hobby Wetter und alles was damit zusammen hängt nimmt im Leben von Somporn Chuai-Aree aber schon einen größeren Raum ein, denn neben der dreidimensionalen Darstellung von Wolken hat Chuai-Aree etwa eine 3D-Software zur Ausbreitung von Wellen im Golf von Thailand entwickelt. Diese Software findet schon ihre Anwendung beim Thai Marine Meteorological Center. „Die Informationen über die Wellenhöhe sind für die dortigen Fischer sehr wichtig“, erläutert der junge Wissenschaftler Chuai-Aree. Vielleicht gibt es aber auch für die Internetnutzer in Deutschland bald einen besonderen Service durch das IWR, denn Professor Willi Jäger kann sich durchaus vorstellen, dass mit „Virtual Cloud 3D“ in Zukunft auf einer speziellen Internetseite die aktuelle Wolkenlage dreidimensional dargestellt wird.

Stefan Zeeh

Rückfragen bitte an:
Prof. Willi Jäger
Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen der Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 368, 69120 Heidelberg
Tel. 06221 548235
jaeger@iwr.uni-heidelberg.de
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