Zunehmend leben Menschen in Städten, die immer weiter wachsen. Eine Hitzewelle ist hier erheblich belastender als auf dem Land. Die 7.000 Toten im Hitzesommer 2003 sprechen eine deutliche Sprache. Dass eine Erwärmung von durchschnittlich 1,5 Grad schon sehr bald erreicht ist, ist für die Wissenschaft eine Tatsache.

Heiße Sommer nehmen zu

Wir werden also mit heißen Sommern rechnen müssen, die insbesondere in den Städten massive Auswirkungen haben werden. Städteplaner können helfen, die Auswirkungen steigender Temperaturen erträglich zu halten. So spielen Größe und Art von Grünflächen, Dachbegrünung, Feuchtigkeit der Böden oder die Anlage von Wasserflächen ebenso eine Rolle wie Art, Höhe und Baumaterial neuer Gebäude. Helle Dächer etwa, können Sonnenstrahlen reflektieren.

Mit diesen und zahlreichen weiteren Faktoren lässt sich in Computermodellen die Wärmebelastung neuer Bebauung simulieren. So kann sich im Projekt INKAS jeder ausrechnen lassen, in welchem Ausmaß bauliche Maßnahmen helfen, das Leben in der Stadt auch an heißen Tagen erträglich zu gestalten.

Schutz von Leben und Eigentum

Das Projekt ist nur ein Beispiel für die Forschungsarbeiten des Deutschen Wetterdienstes (DWD). "Wir verstehen uns eigentlich gar nicht als typische Forschungseinrichtung, trotzdem machen wir Forschung", sagt Prof. Dr. Gerhard Adrian, Präsident des DWD. Eine der gesetzlich festgelegten Hauptaufgaben ist die Wetterbeobachtung und -vorhersage zum Schutz von Leben und Eigentum der Bürgerinnen und Bürger in Deutschland. Mit einem flächendeckenden Netz von Messstationen, Wetterradargeräten und Satelliten überwacht der DWD die physikalischen und chemischen Prozesse in der Atmosphäre.

Die Wetterprognosen des DWD kann man direkt abrufen. Sie werden auch von den Medien für ihre Wetterberichte genutzt. Von besonderer Bedeutung sind die Wetter- und Unwetterwarnungen, mit denen der DWD die Bevölkerung, aber vor allem Rettungskräfte über drohende Gefahren informiert.

Neben dem aktuellen Wetter beobachtet der DWD auch die längerfristige Entwicklung des Klimas und stellt seine Analysen Wissenschaftlern, Planern und Politikern zur Verfügung, wie am Beispiel des Stadtklima-Projekts INKAS gezeigt. Forschung ist aber auch erforderlich, um Wetterprognosen immer genauer zu machen.

Wetter ist chaotisch

Eine perfekte Vorhersage über mehrere Tage wird es jedoch nie geben, denn die Vorgänge in der Atmosphäre sind chaotisch. Dennoch hat sich die Qualität der Vorhersage durch Forschung und die Entwicklung der Computertechnik immer mehr verbessert. Heute ist die Prognose über sechs Tage so sicher, wie die Prognose für 24 Stunden im Jahr 1968.

Vor gut fünfzig Jahren begann die numerische Wettervorhersage. Bis dahin zeichneten die Meteorologen des DWD Wetterkarten mit der Hand und erstellten Prognosen, die selbst für den Folgetag nicht immer zuverlässig waren. Diese übermittelten sie dann mit festgelegten Textbausteinen an Zeitungs- und Hörfunk-Redaktionen oder direkt an die Tagesschau-Wetterkarte.

Datenflut bewältigen

Mit dem Einzug des Computers in den 1960er Jahren wurde es dann möglich, die immer größer werdenden Datenmengen von Messstationen und Satelliten zu verarbeiten. Wissenschaftler waren in der Lage, aus diesen Daten über Temperaturen in unterschiedlicher Höhe, Feuchtigkeit, Strahlung und weiterer Parameter auf mathematischem Wege Simulationsmodelle der Wetterentwicklung aufzustellen. Inzwischen berechnet ein Supercomputer aus allen verfügbaren Beobachtungsdaten für 265 Millionen Punkte in der Atmosphäre ein eigenes Wetter. Dafür benötigt er nur drei Stunden.

Forscher arbeiten ständig daran, die mathematischen Wettermodelle zu verbessern. Dabei stützen sie sich stets auch auf den Vergleich von Prognose und tatsächlich eingetretenen Wetterdaten. Die  Zahl der verfügbaren Daten nimmt ständig zu. So liefert eine wachsende Zahl von Satelliten mit immer neuen Messmöglichkeiten immer mehr Daten. Ihr Anteil an der Gesamtdatenmenge liegt bereits bei 90 Prozent – Tendenz steigend. Damit muss die Computertechnik Schritt halten.

Prognosen immer präziser

Forscher des DWD sind sicher, dass die Prognosen immer präziser auch für mehrere Tage im Voraus werden. Aufgrund der zunehmend höheren Genauigkeit kann der Wetterdienst inzwischen für einzelne Kommunen Wetterprognosen abgeben. Per Smartphone kann jeder alle aktuellen Warnungen und Informationen über die WarnWetter-App des DWD bekommen und sich dort die Details anschauen.

Der Deutsche Wetterdienst ist eine Einrichtung im Bereich des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur. Der Vorstand des DWD wird von einem Wissenschaftlichen Beirat und einem Bund-Länder-Beirat beraten. Hauptaufgabe des DWD ist die Erbringung meteorologischer Dienstleistungen, die meteorologische Sicherung der Luft- und Seefahrt. Er gibt amtliche Warnungen über Wettererscheinungen heraus und erfasst kurz- und langfristig Struktur und Zusammensetzung der Atmosphäre. Er archiviert und dokumentiert alle meteorologischen Daten und erstellt Klimaanalysen. Darüber hinaus überwacht er die Atmosphäre auf radioaktive Spurenstoffe.