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Machen Maschinen Wetterdienste bald überflüssig? – KI ermöglicht präzisere und schnellere Vorhersagen

21.12.2023, Hessen, Offenbach: Ein Mitarbeiter des DWD sitzt im Leitstand des Großrechenzentrums vor einem Bildschirm mit einem Vorhersage-Modell. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) betreibt seit 1966 ein eigenes Rechenzentrum. Private Angebote wie «Graphcast» von Google wollen Behörden wie dem Deutschen Wetterdienst Konkurrenz machen. Foto: Andreas Arnold/dpa

Private Angebote wie „Graphcast“ von Google wollen Behörden wie dem Kgl. Meteorologischen Institut in Uccle (Brüssel) und dem Deutschen Wetterdienst in Offenbach Konkurrenz machen. Angesichts der riesigen Datenmengen erscheint es logisch, dass die Künstliche Intelligenz (KI) Vorteile hat. Doch Meteorologen bleiben gelassen.

Schneller, genauer, günstiger – so bewirbt Google sein Produkt „Graphcast“. Dahinter steckt eine Künstliche Intelligenz. Das KI-Modell sei in der Lage, „mittelfristige Wettervorhersagen mit beispielloser Genauigkeit zu erstellen“, schwärmt Remi Lam vom „Graphcast“-Forschungsteam.

„GraphCast“ sei nicht nur schneller, es könne auch früher vor extremen Wetterereignissen warnen, so Remi Lam. „Es kann die Spuren von Wirbelstürmen in der Zukunft mit großer Genauigkeit vorhersagen, atmosphärische Flüsse identifizieren, die mit Überschwemmungsrisiko verbunden sind, und den Beginn extremer Temperaturen vorhersagen. Diese Fähigkeit hat das Potenzial, durch eine bessere Vorbereitung Leben zu retten.“

21.12.2023, Hessen, Offenbach: Ein Mitarbeiter des DWD sitzt im Leitstand des Großrechenzentrums vor seinen Bildschirmen. Foto: Andreas Arnold/dpa

Im November präsentierten die Google-Forscher im Wissenschaftsmagazin „Science“ einen Vergleich: Ihre KI prognostizierte dem Artikel zufolge Hunderte von Wettervariablen über einen Zeitraum von zehn Tagen weltweit in weniger als einer Minute. Bei 90 Prozent der Metriken – wie etwa Temperatur, Windgeschwindigkeit oder Luftfeuchtigkeit – schlug sich „Graphcast“ besser als die Vorhersagen des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW).

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) sieht solche Ankündigungen kritisch – und bleibt gelassen. Ja, KI habe „ein unglaublich großes Potenzial“, sagt der Meteorologe Andreas Walter, Experte für Klimamodelle beim DWD. KI sei vielleicht schneller, aber keinesfalls besser. Die größten Defizite sieht er, wenn es darum geht, Extreme vorherzusagen, die bisher noch nicht aufgetreten sind.

Das liegt daran, wie die Maschine arbeitet. „Herkömmliche numerische Wettervorhersagen nutzen erhöhte Rechenressourcen, um die Vorhersagegenauigkeit zu verbessern“, erklären die Entwickler von „Graphcast“ in „Science“. „Sie nutzten jedoch nicht historische Wetterdaten, um das zugrundeliegende Modell zu verbessern.“

Genau diese „Reanalyse-Daten“, mit denen die KI trainiert wird, sind aus Sicht von Andreas Walter das Problem: „Die KI leitet ihre Lern-Algorithmen aus der Vergangenheit ab. Unsere Modelle lösen die physikalischen Grundgleichungen.“

25.07.2023, Italien, Mailand: Ein Baum liegt neben beschädigten Autos. Starke Orkanböen sowie schwerer Hagelschauer und Regenfälle sorgten für umgestürzte Bäume, blockierte Straßen und beschädigte Häuser. Wird man künftig früher vor früher vor extremen Wetterereignissen gewarnt? Foto: Luca Bruno/AP/dpa

Nach Erfassung des Anfangszustandes der Atmosphäre, bei dem sämtliche Beobachtungsdaten in das Wettermodell einfließen, werden die Gleichungen laut DWD in die Zukunft projiziert, um den zukünftigen Wetterzustand zu ermitteln. Dieses numerische Verfahren kommt zum Beispiel auch zum Einsatz, um Niederschlagsprognosen in der aktuellen Hochwasserlage zu erstellen. „Das ist natürlich ein ganz anderer Aufwand. Aber dafür ist es auch gesicherter als ein KI-Verfahren, das nur auf Ähnlichkeiten beruht“, sagt Walter.

Geschwindigkeit sei bei Vorhersagen eigentlich nicht der Punkt, ergänzt DWD-Sprecher Uwe Kirsche. „Es ist ja kein Wettlauf um die schnellste Wettervorhersage. Es muss ja immer der Wettlauf um die beste Wettervorhersage sein.“ Der DWD rechnet zwei Mal am Tag ein globales Modell für sieben Tage im Voraus für 90 Schichten in der Atmosphäre. Das dauert ungefähr eine Stunde. Dazu kommen vier Durchläufe am Tag für Europa und acht für Deutschland.

Ein limitierender Faktor ist die Rechnerleistung. „Meteorologen brauchen und bekommen immer mehr Daten. Also brauchen wir immer größere Rechner, die diese Daten auch verarbeiten können“, sagt Kirsche. In etwa zwei Jahren braucht der DWD einen neuen Großrechner. Der aktuelle hat rund 120 Millionen Euro gekostet, der nächste wird wohl nicht billiger werden.

KI sei in der Meteorologie „sicher ein Werkzeug, das unterstützend genutzt werden kann“, sagt Kirsche. Der Wetterdienst erprobt KI daher derzeit in nahezu allen Bereichen. „Unser Ziel ist es, die gesamte Prozesskette – von der Datenerhebung bis zum Ausspielen an die Kunden – durch KI zu verbessern“, sagt Kirsche und betont: „Nicht zu ersetzen: zu verbessern.“ (dpa)

12 Antworten auf “Machen Maschinen Wetterdienste bald überflüssig? – KI ermöglicht präzisere und schnellere Vorhersagen”

  1. 9102 ANOROC

    Der Wetterdienst hatte auch 2021 zeitig genug Alarm geschlagen .
    Ob nun KI unterstützt oder nicht ;
    hilft es ja nicht! wenn man in Namur für Sachen verantwortlich ist , um die man sich nicht kümmert ;
    oder der privaten Einnahmen wegen , so viele Pöstchen annimmt , dass man überfordert ist und den Überblick verliert.
    Dann soll bitte die KI auch den Befehl geben, wann die Schleusen zu öffnen sind , denn es gibt tatsächlich Leute, die durch die künstliche Intelligenz ersetzt werden müssen!!! , wie z.B unser Talsperren verantwortlicher in Namur!!! und dann am besten zurücktreten!!!
    Die Unterstadt wird es Ihnen danken!!!

    • Besorgte Mutter

      @9102ANOROC, Ihre Aussage ist zu 100% richtig!
      Die 2021er Regenfälle waren genauso wie sie gekommen sind zu 100% vorhergesagt und die grünen Trottel in Namur haben rein gar nichts mit den Vorhersagen anfangen können und die Folgen durch diese Untätigkeit, die kennen wir alle zur Genüge.
      Die besten Erkenntnisse nutzen nichts wenn sie in den Händen von unfähigen Gestalten landen. Und die Grünen sind nunmal verdammt unfähig und gefährlich, weil die mit Scheuklappen und verschlossenen Augen ihrer kranken Ideologie hinterherrennen.

  2. Oskar Wolkensteins

    Hoffentlich kommt K I demnächst auch ans Ruder in der Politik!? In dem Bereich fehlt dieses Phenomehn echt! Es würde ganz sicher ein enges Sieb sein, zur Aussortierung des jetzigen übergrossen Bündels an unfähigem Personal. Daher, wählt K I!

  3. Auric Goldfinger

    So mancher hochdotierte Konzernvorstand kann dank der KI bald, sagen wir mal von einem Hirtenhund oder auch von einem Dackel ersetzt werden. Der Dackel Als Chef Nr. 1 hat dann nur noch repräsentative Aufgaben, das Konzernergebnis steigert sich dann KI gesteuert ganz von alleine. Hat doch schon der nah am Wahnsinn agierende Wundermensch Elon Musk gesagt er wolle einen Hund zum neuen CEO und Top Chef einer Konzerntochter ernennen. Jeder wird sich dann morgens im Büro vor dem Bild des Hundes verneigen. Danke Chef für meinen Job danke das ich ihnen dienen kann.

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    Das KI-Modell sei in der Lage, „mittelfristige Wettervorhersagen mit beispielloser Genauigkeit zu erstellen“, schwärmt Remi Lam vom „Graphcast“-Forschungsteam.
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    Das ist Staubsauger-Werbung.

  5. Walter Keutgen

    Bevor es Computer gab, sagten die Meteorologen das Wetter mittels zwei Methoden voraus. Zuerst musste natürlich die Istlage gemessen und observiert werden.

    1. Die Bewegung der Luftmassen wurde extrapoliert, dabei auch das Schwinden der Tief- und Hochdruckgebiete in Betracht gezogen.
    2. In Almanachen wurden nach gleiche Wetterlagen wie die observierte gesucht und die nachfolgenden Tage wurden herangezogen.

    Mit Computern wurde bisher nach Methode 1. Verfahren, wobei man aber die Grundgleichungen der Atmosphärenphysik verarbeitet. Die neue Methode von Google gleicht der Almanachmethode.

  6. Pensionierter Bauer

    Auch die heutigen Wettervorhersagen sind in ihrer präzission nur durch Computertechnik möglich. Seit dem Beginn der Meteorologie haben sich die Methoden, die Datenerfassung, die Erfahrungswerte, die Datenmengen durch die Ausweitung der Luftfahrt und Satelliten extrem verfeinert und erhöht. In meiner Zeit als Landwirt konnte ich dies gut beobachten und sehen wie sich die Wettervorhersagen von Jahr zu Jahr verbesserten in der Zeitspanne immer ausweiteten und das wird sich in Zukunft noch immer weiter entwickeln.

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