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10-Tages-Wasserstandsvorhersage für ausgewählte Pegel am Rhein

Die BfG hat in den vergangenen Jahren im Rahmen ihrer Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten eine wahrscheinlichkeitsbasierte 10-Tages-Vorhersage für schifffahrtsrelevante Pegel des Rheins entwickelt und im prä-operationellen Testbetrieb umfangreich erprobt. Seit dem 4.12.2019 wird sie über den elektronischen Wasserstraßen-Informations-Service (ELWIS) der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) veröffentlicht. Mit der neuen 10-Tages-Vorhersage können Schifffahrt und verladende Wirtschaft ihre mittelfristigen Transportplanungen nun besser als bisher optimieren.

Wie sieht die 10-Tages-Vorhersage aus und wie ist sie zu interpretieren?

Bei der 10-Tages-Vorhersage handelt es sich um eine wahrscheinlichkeitsbasierte Vorhersage. Dies bedeutet, dass die prognostizierte Wasserstandsentwicklung mit einem abgestuften Vertrauensbereich versehen ist. Der Vertrauens- oder Unsicherheitsbereich wird mit Hilfe von Wahrscheinlichkeiten beschrieben und farbig dargestellt.

10-Tages-Vorhersage Pegel Kaub vom 29.11.2019 10-Tages-Vorhersage Pegel Kaub vom 29.11.2019Beispiel für eine 10-Tages-Vorhersage, Pegel Kaub vom 29.11.2019: Unterschreitungswahrscheinlichkeiten von Wasserständen in Prozent, basierend auf Tagesmittelwerten (00:00 Uhr bis 00:00 Uhr des Folgetages)

Der dargestellte symmetrische Farbverlauf gibt die Unterschreitungswahrscheinlichkeiten der zugehörigen Wasserstände an und orientiert sich an der weitverbreiteten Darstellung der Vorhersageunsicherheit in der Hydrologie. Dabei liegt der Erwartungswert im dunklen Farbbereich. Hiervon ausgehend wird mit zu- bzw. abnehmender Unterschreitungswahrscheinlichkeit der Farbverlauf schrittweise heller. Es ist zu beachten, dass im statistischen Mittel noch 10 % aller Beobachtungen außerhalb des in hellblau dargestellten Vertrauensbereichs liegen (5 % ober- und 5 % unterhalb).

Was steckt hinter der 10-Tages-Vorhersage?

Die 10-Tages Vorhersage basiert auf aktuellen Messwerten von rund 50 Pegeln des Bundes und der Länder im Rheineinzugsgebiet und den Informationen von über 900 Wetterstationen. Zusätzlich werden zahlreiche meteorologische Vorhersagen aus verschiedenen Quellen berücksichtigt (sog. Ensembles). Auf Grundlage dieser umfangreichen Echtzeitdaten ermittelt die BfG mit hydrologischen und hydraulischen Modellen ein Ensemble von Wasserstandsvorhersagen über die kommenden 10 Tage. Auf dieser Basis werden in Kombination mit statistischen Methoden an den abladerelevanten Rheinpegeln die Unterschreitungswahrscheinlichkeit der verschiedenen Wasserstände ermittelt, aus der dann die charakteristische trichter- bzw. fächerförmige Darstellung entsteht.

Warum ist die 10-Tages-Vorhersage wahrscheinlichkeitsbasiert?

Wasserstandsvorhersagen sind stets mit Unsicherheiten behaftet, die mit zunehmender Vorhersagedauer deutlich zunehmen. Über den betrachteten Vorhersagezeitraum von 10 Tagen sinkt die Zuverlässigkeit von Wasserstandsvorhersagen zunehmend, bedingt durch die Fortpflanzung von Ungenauigkeiten in der Modellierung des Zusammenspiels einer Vielzahl meteorologischer, hydrologischer und hydraulischer Prozesse in der Vorhersagekette . Die Angabe von Wahrscheinlichkeiten macht die Unsicherheit in der jeweiligen Situation explizit sichtbar und erlaubt dem Nutzer, Entscheidungen gemäß seines individuellen Sicherheitsbedürfnisses bzw. einer Risikoabschätzung zu treffen.

Für welche Pegel ist die 10-Tages-Vorhersage verfügbar?

Die 10-Tages-Vorhersage wird für die sieben abladerelevanten Rhein-Pegel Oestrich, Kaub, Koblenz, Köln, Düsseldorf, Duisburg-Ruhrort und Emmerich analog der 4-Tages Niedrig- und Mittelwasservorhersage über ELWIS bereitgestellt. Eine Aktualisierung der 10-Tages-Vorhersage erfolgt arbeitstäglich, jeweils am späten Vormittag.

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