MeteoSchweiz misst Pollen in Echtzeit und kann so die Vorhersagen verbessern

Dank unserer Echtzeit-Pollendaten konnte MeteoSchweiz die Erweiterung des numerischen Modells zur Vorhersage des Pollenflugs erheblich verbessern.

Allergiker/innen bekommen genaue Informationen über die Pollenkonzentration in der Luft. Dies ist sehr wertvoll, gerade jetzt im März zu Beginn der Birkenpollensaison.

Numerische Wettermodelle bei MeteoSchweiz nutzen seit langem aktuelle Messungen für die Vorhersagen. Für die Pollenvorhersage war das bis zum letzten Jahr nicht der Fall. Grund dafür war, dass keine aktuellen Pollenmessungen verfügbar waren, sondern Pollenkörner unter dem Mikroskop von Hand bestimmt und gezählt wurden. Erst 2-9 Tage nach der Erhebung waren die Pollendaten verfügbar – zu spät für die direkte Verwendung in der numerischen Pollenvorhersage.

Mit der Einführung des automatischen Pollenmessnetzes SwissPollen Anfang 2023 hat sich die Situation grundlegend geändert. 15 Stationen in der Schweiz messen die Pollen in Echtzeit. Diese Daten werden automatisch an MeteoSchweiz geschickt, wo sie bereits nach weniger als einer Stunde abgerufen werden können.

Wie bringt man aber das Pollenvorhersagemodell dazu, diese Daten sinnvoll zu verwenden? Das Vorhersagemodell COSMO-ART (COnsortium for Small-scale MOdeling – Aerosols and Reactive Trace gases) berechnet das Wetter und die Pollenkonzentrationen für hunderttausende Gitterpunkte, die mit unseren 15 Stationsmessungen korrigiert werden sollen.

Werfen wir einen Blick in die Funktionsweise von ART: Ein wichtiger Teil ist die Phänologie der Pflanzen, also wie sie sich im Laufe des Jahres entwickeln. Mithilfe des Temperaturverlaufs im Frühjahr werden die Zeiträume berechnet, in denen die Pflanzen blühen. Warme Witterung begünstigt frühes Blühen und kühlere Temperaturen sorgen für spätes Blühen. Den Blühbeginn exakt vorherzusagen, ist aber nicht möglich – Fehler von einigen Tagen kommen durchaus vor. Das heisst, dass die Pollenprognose in der für allergische Personen sensiblen Zeit des Blühbeginns ungenau sein kann.

Echtzeitdaten korrigieren Prognose

An diesem Punkt kommen die Echtzeitdaten ins Spiel. Sie werden verwendet, um den Blühbeginn korrekt zu berechnen. Meldet eine Station erhebliche Pollenkonzentrationen und ist die berechnete Phänologie im Modell im Rückstand, so wird die Phänologie im Modell entsprechend angepasst. Auf gleiche Weise kann ein zu früh vorhergesagtes Blühen im Modell durch die Echtzeitdaten korrigiert werden. Abbildung 1 zeigt das aktuelle, angepasste Phänologie-Feld für die Birkenpollen.

Abbildung 1: Anteil der blühbereiten Birken im numerischen Pollenvorhersagemodell am 21. März. Je dunkler das Grün, desto höher der blühbereite Anteil der vorhandenen Birken. Weiss bedeutet, dass die Birken noch nicht blühen. (Quelle: MeteoSchweiz. )

Die Echtzeitdaten werden aber noch an einem anderen Ort im Modell verwendet. Weil die Pflanzen nicht jedes Jahr gleich stark blühen, schwankt auch die Pollenanzahl entsprechend. Dazu kommen noch weitere Unsicherheiten im Modell wie zum Beispiel in der Pflanzenverteilung aber auch im vorhergesagten Wetter. Das Verhältnis zwischen Echtzeitdaten und Modelldaten der letzten fünf Tage wird nun verwendet, um die Anzahl der freigesetzten Pollen im Modell zu vergrössern oder zu verkleinern.

Start der Birkenpollensaison

Die Birkenpollensaison hat auf der Alpensüdseite bereits begonnen, auch auf der Alpennordseite wurden erste Birkenpollen registriert. Wie schon die Hasel und Erle blüht auch die Birke dieses Jahr früh. Im Mittel dauert die Zeit mit starkem Birkenpollenflug rund vier Wochen.

Auf der MeteoSchweiz-Webseite (Abbildung 2) wie auch in der MeteoSchweiz-App kann die kommende Entwicklung der Birkenpollenbelastung räumlich und zeitlich detailliert mitverfolgt werden. Es sind die bodennahen Pollenkonzentrationen dargestellt. Dank der geringen Maschenweite von 1.1 Kilometer werden die grossen und auch die mittleren Alpentäler gut aufgelöst. Heute werden die Birkenpollen im Tagesverlauf vom Regen teilweise ausgewaschen.

Abbildung 2: Modellierte Birkenpollenbelastung vom 21. März um 6 Uhr. Auffallend ist die hohe Pollenanzahl in einigen Alpentälern und den tiefsten Lagen des Mittellandes. Weitgehend pollenfrei sind mittlere und höhere Lagen in den Bergen. (Quelle: MeteoSchweiz.)

Für die Berechnungen der Pollenkonzentrationen (Abbildung 2) werden neben der Phänologie (Abbildung 1) auch die Pflanzenverteilung, der Einfluss des Wetters und der Transport durch den Wind berücksichtigt. Neuerdings wird auch der „Fehler“ des Modells während der vergangenen 5 Tage miteinbezogen. Aus diesen Gründen kann die Pollenbelastung deutlich von der Verteilung der blühbereiten Birken (Abbildung 1) abweichen. Die Methodik, wie Echtzeitmessungen bei der Erstellung numerischer Pollenmodelle verwendet werden, wird in Zukunft noch verfeinert. Dies kann zu weiteren Verbesserungen der Pollenprognose führen.

Anmerkung: Dieser Blog ist zum ersten Mal am 28. März 2023 veröffentlicht worden und wurde nun aktualisiert.

Mehr Informationen:

• Numerische Birkenpollenprognosen
• Hintergrundinformationen zu den numerischen Pollenprognosen
• Automatisches Pollenmessnetz

Die Birkenblühte in der Schweiz hat begonnen. Die Blühte der Birkenpollen kann bereits ab Anfang Februar beginnen und bis Ende Juli dauern.

Quelle: Bundesamt für Meteorologie MeteoSchweiz / MeteoSchweiz misst Pollen in Echtzeit und kann so die Vorhersagen verbessern – MeteoSchweiz (admin.ch)
Titelbild: Regula Gehrig / MeteoSchweiz