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Full text: 15: Wasserstandsvorhersage mittels neuronaler Netze

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Windgeschwindigkeit: 
Windrichtung: 
mae 
me 
sde 
mae 
me 
sde 
KL-Modelle: 
4.7 
-1.1 
6.0 
4L 
0° 
56° 
SWA: 
4.0 
2.3 
4.7 
24° 
-1° 
35° 
DWD: 
3.9 
-0.3 
5.2 
27° 
-3° 
43° 
Tab.5.11: Windvorhersage zu Hochwasserzeiten mittels des KL-Modells abzüglich eines effektiven Zeitversatzes 
von 3 h bis 4 h . Mittlerer absoluter Fehler (mae), systematischer Fehler (me) und Standardabweichung (sde) 
nach [2.2] (Kap.2.4.4) jeweils in Knoten (Windgeschwindigkeit) oder Grad (Windrichtung). Vergleich mit 
den Windprognosen des SWA und des DWD. Insgesamt jeweils 640 Vorhersagen für 1993. 
Bei der Prognose sowohl der Windgeschwindigkeit als auch der Windrichtung kann das KL- 
Modell dem Vergleich mit dem SWA und dem DWD nicht standhalten. Bei der Windrich 
tung ist der Vorhersagefehler des entsprechenden KL-Modells zwar kleiner als die Wind 
angaben nach der zweistufigen Windrose (Abb.2.4), d.h. kleiner als 45°. Aber der Unterschied 
dieses Vorhersagefehlers zu den Vorhersagefehlern des SWA und des DWD ist im Verhältnis 
größer als der bei der Windgeschwindigkeit (siehe Vorhersagefehler in Tab.5.11). D.h. im 
Vergleich mit dem SWA und dem DWD kann das KL-Modell die Windgeschwindigkeit im 
Verhältnis etwas genauer Vorhersagen als die Windrichtung. 
Um die Vorhersagefehler der Kohonen-Netze für die Windvorhersage zu senken, müßte 
zum einen ähnlich wie bei der Stauvorhersage ein kleineres Modell gewählt (vorzugsweise 
ein MR-Modell) und der Prognosezeitraum auf einen einzigen Zeitpunkt beschränkt werden, 
nämlich auf denjenigen ungefähr 3 h vor der Eintrittszeit des nächsten Hoch- oder Niedrig 
wassers (Kap.5.5). Zum andern müßten für solch ein MR-Modell auch die entsprechenden 
Indikationsgrößen gefunden werden. Leider war dem Autor kein solcher multiregressiver 
Zusammenhang für die Windprognose wie der Gesamtansatz für die Stauvorhersage bekannt, 
an den die Kohonen-Netze hätten angelehnt werden können. Versuche in dieser Richtung 
wurden aus Zeitgründen wieder aufgegeben. 
Vergleicht man nur das SWA und den DWD untereinander, so geht bei der Windrichtung 
das SWA als klarer Sieger hervor. Der im Vergleich zum DWD kleinere Vorhersagefehler 
kann durch zwei Einflüsse bedingt sein. Der erste Einfluß hängt mit der Erstellung der 
Vorhersagen zusammen. Der Vorhersagefehler beim DWD basiert auf Prognosen, die mit 
Hilfe aerodynamischer Modelle erstellt wurden. Seit dem Jahre 1991 wird beim DWD das 
Europamodell verwendet [Majewski 93]. Die Prognosen dieses Modells für den lOm-Wind 
fließen ohne Beurteilung durch einen Meteorologen direkt in das hydrodynamische Modell 
ein. Beim SWA haben die Meteorologen bis zum Jahre 1991 ihre Prognosen fast ausschließ 
lich mit Plilfe synoptischer Verfahren erstellt. D.h. aus den Messungen an den Wetterstatio 
nen wurden Wetterkarten produziert und diese Karten interpretiert. Damals aktuelle aerodyna 
mische Modelle wurden höchstens nur mit einem Blick gestreift. Seit 1991 wird das Europa 
modell mit berücksichtigt und seit 1993 auch das Deutschlandmodell, das auf einer höheren 
Auflösung beruht als das Europamodell [Majewski 93]. Somit läßt sich für das Standardver- 
gleichsjahr 1993 sagen, daß der Meteorologe bei der Erstellung seiner Prognose auf den 
Prognosen des Europa- und Deutschlandmodells aufbaute und dabei seine Erfahrung ein 
fließen ließ. Durch diese Erfahrung ist eine erste Verbesserung der Prognose der Wind 
richtung möglich. 
Beim Europamodell wird der großräumigen Druckverteilung mehr Rechnung getragen als
	        
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