Synoptische Meteorologie

Die synoptische Meteorologie oder kurz Synoptik (griech.: syn = zusammen, opt = sehen; Synopse = Gesamtschau, Zusammenschau), ist ein Teilgebiet der Meteorologie, das sich mit der Beobachtung und Untersuchung des Wetters und seinen Änderungen, mit dessen Darstellung und Vorhersage beschäftigt. Sie betrachtet die meso- und großskaligen Wettervorgänge in Raum und Zeit mit dem Ziel der Wetteranalyse und Wettervorhersage.

Um diese „Zusammenschau“ zu ermöglichen, gibt es weltweit ein Netz von Beobachtungsstationen, die gleichzeitig Wetterbeobachtungen nach einem einheitlichen Verfahren durchführen. Dazu werden an den Beobachtungsstationen die atmosphärischen Zustandsgrößen (z.B.: Temperatur, Feuchte, Wind) zu bestimmten Zeiten gemessen. Die für die Beobachtungen vorgesehenen Termine sind weltweit einheitlich. Die Hauptbeobachtungstermine sind 00, 06, 12 und 18 Uhr UTC. Die Stationen unterscheidet man nach Bodenbeobachtungsstationen (weltweit ca. 10.500), die Daten von der Erdoberfläche sammeln und aerologische Beobachtungsstationen (weltweit ca. 1.000), die Daten aus bis zu 30 km Höhe für die dreidimensionale Betrachtung des Wetters liefern. Zusätzlich werden Daten auch von mobilen Meßstationen wie Schiffen, Bojen,  Flugzeugen, Radiosonden oder Satelliten ermittelt. Zusätzliche Datenquellen sind Fernerkundungssysteme wie Wetterradar und Blitzortungssysteme. Die Synthese aller Beobachtungsdaten zu einem Gesamtbild des dreidimensionalen (globalen) Zustandes der Atmosphäre, der Analyse, erfolgt mit Hilfe von numerischen Modellen.

Die von den Stationen gemessenen Parameter sind unter anderem: Luftdruck, Luftdruckänderung während der letzten drei Stunden, Lufttemperatur, Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Taupunkt, Wolkenart, Höhe der Wolkenuntergrenze, Bedeckungsgrad, Sichtweite, Niederschlagsmenge und -art u.a.m. Die gesammelten Daten, also der Wetterzustand zu einem gegebenen Zeitpunkt, wird dann in Wetterkarten eingetragen. In der Bodenwetterkarte werden dann z.B. die Linien gleichen Druckes (Isobaren), und Fronten, evtl. Linien gleicher Druckänderung (Isallobaren) eingezeichnet. Früher geschah dies von Hand, heute wird diese Aufgabe vom Computer erledigt.

Mit Hilfe der in Wetterkarten eingetragenen Daten als Anfangszustand können nun die Wetterverhältnisse analysiert und Wettervorhersagen erstellt werden. Der ermittelte Ausgangszustand dient somit zur Abschätzung der weiteren Entwicklung (empirische Wettervorhersage) oder er geht in ein numerisches Modell ein, um mit Hilfe der hydrodynamischen Grundgleichungen eine Prognose der Entwicklung zu erstellen (numerische Wettervorhersage).

Heute können so mit Hilfe des Computers sämtliche Daten zielgruppengerecht aufbereitet und visualisiert werden, was die persönliche Wettervorbereitung für den Piloten wesentlich erleichtert.

Maßstab

Atmosphärische Erscheinungen und Vorgänge treten in unterschiedlichen Maßstäben auf. So kann man den Ablauf dynamischer Prozesse im planetaren Maßstab abbilden. Lokale Zirkulationssysteme wie die Land-Seewind-Zirkulation werden dagegen mit horizontalen Abmessungen von nur ca. 100 km untersucht. Zugleich ist auch die zeitliche Dimension der Abläufe von Bedeutung. Man spricht deswegen von der Maßstabsgebundenheit der meteorologischen Prozesse und unterscheidet gesetzmäßig gekoppelte räumliche und zeitliche Maßstäbe (scales). Zu jeder betrachteten meteorologischen Fragestellung muß somit auch der Maßstab der beteiligten Prozesse berücksichtigt werden.

Daher umfaßt der synoptische Maßstab alle atmosphärischen Erscheinungen, die in den Werterkarten analysiert werden können. Er enthält sowohl Anteile des Makromaßstabes als auch wichtige Erscheinungen der Mesoskala. Zu diesen gehören Fronten, zyklogenetische Prozesse, größere Bereiche mit Konvektion, Wolken- und Niederschlagsstrukturen usw. Die zugehörigen Zeitmaßstäbe betragen Stunden bis Tage. Die kleinsten Maßstäbe in der Atmosphäre betreffen die Mikroturbulenz mit Abmessungen in der Größenordnung ab Zentimetern und Zeitmaßstäben ab Sekunden.

Synop-Schlüssel

Sämtliche Informationen der Wetterbeobachtungen werden mit Hilfe eines einheitlichen Codes, dem Synop-Schlüssel, kompakt in Zahlengruppen zusammengefaßt. Der Code ist von der World Meteorological Organization (WMO) definiert worden. SYNOP (Wortstamm von "synchron" und "optisch") ist dabei ein Kurzwort für synoptische Observation, also eine Wettermeldung. Der Code enthält unter anderem Informationen über Temperatur und Taupunkt, Luftdruck und Luftdruckverlauf der letzten drei Stunden, Windrichtung und Windgeschwindigkeit, den aktuellen Wetterzustand und den der letzten 1, 3 bzw. 6 Stunden, auch Sichtweite, Bedeckungsgrad und Wolkenartensind darin enthalten. Jede besondere Beobachtungsart hat ihre eigenen Schlüssel. Der Schlüssel für synoptische Beobachtungen an Landstationen ist dabei natürlich anders als der für Beobachtungen an Wetterschiffen oder Seestationen oder Handelsschiffen. Außerdem gibt es besondere Codes für die Luftfahrt und für andere besondere Zwecke. Jeder Synopcode besteht aus Zifferngruppen zu je fünf Zahlen. Dabei werden die wichtigsten Wetterinformationen der Reihe nach eingetragen. Jede Gruppe beinhaltet jeweils einen Meßwert, mit Ausnahme der ersten Zeilen zur Identifikation der meldenden Wetterstation. Die erste Zahl jeder Zahlengruppe (mit Ausnahme der Stationsmeldegruppe) gibt die Art des gemeldeten Meßwertes an.

Synop-Code: IIiii iihVV Nddff 00fff 1sTTT 2sTTT 3PPPP 4PPPP 5appp 6RRRt 7wwWW 8NCCC 9GGgg

Die Synop-Codes sind den Angaben des Stationsmodells in festgelegter Weise zugeordnet, wie die Abbildung links zeigt.

Beispiel:
AAXX 09101
10637 41570 53035 10054 21011 40158 52021 72186 82842  NNNN

Auf weitere Details des Wetterschlüssels soll hier nicht eingegangen werden. Die nationalen Wetterdienste wie z.B. der DWD geben Zusammenstellungen über diese Beobachtungscodes heraus, auf die bezuglich der Einzelheiten verwiesen werden muß.

Zu bemerken ist, daß auf die Schlüssel der in der Luftfahrt gebräuchlichen METAR- und TAF-Meldungen an anderer Stelle eingegangen wird.