NOAA Modelle und Vorhersagen

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Severin Sadjina
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NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von Severin Sadjina » 10. Jan 2014, 10:45

Wieder einmal wurde aus einem scheinbar fast sicheren Feuerwerk ("90% chance for severe storm for high latitudes") ziemlich genau gar nix.

Ich verfolge die NOAA Vorhersagen und die damit verbundenen Ereignisse nun doch schon ein paar Jahre und ich habe das starke Gefühl dass die NOAA forecasts im Schnitt merklich in Richtung optimistischer Ausgang abweichen.
Nun lieg ich mit diesem Gefühl entweder falsch oder aber die Damen und Herren bei NOAA sollten ihre Modelle schnellstmöglich entsprechend anpassen um nicht an wissenschaftlicher Glaubwürdigkeit zu verlieren.
Mir ist, das sei der Vollständigkeit halber erwähnt, aber völlig bewusst dass die Vorhersage von Auroraevents ein recht kompliziertes Unterfangen mit großen Unsicherheiten ist. Dennoch sollten die Vorhersagen im Schnitt mit den tatsächlichen Ereignissen einigermaßen übereinstimmen.

Wie seht ihr das so?
Bin ich mit meiner Einschätzung alleine?
Habt ihr eventuell sogar Erklärungen warum das so sein muss wie es ist?

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Martin Hahn
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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von Martin Hahn » 10. Jan 2014, 10:56

Ich hab vor allem den Eindruck, dass die vorhergesagte Ankunftszeit immer zu früh angegeben ist und die CMEs deutlich später kommen. Die Zeitabweichungen streuen also nicht um die tatsächlichen CME-Ankünfte, sondern liegen immer nur auf der "zu früh vorhergesagt"-Seite. Was vielleicht auch gewollt ist, denn wenn Satelliten abgeschaltet und andere Vorbereitungen getroffen werden müssen, die sich auf dieses Modell berufen, würde es Sinn machen, die Ankünfte tendenziell etwas früher vorherzusagen, damit bei der Ankunft auch tatsächlich alle bereit sind.

Letztlich wissen wir halt noch zu wenig für wirklich akkurate Modelle im Moment.
Clear Skies!
Martin

Severin Sadjina
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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von Severin Sadjina » 10. Jan 2014, 11:18

Sehr guter Punkt, Martin. Die Zeitangaben sind ein hervorragendes Beispiel! Ich kann mich kaum an Ereignisse erinnern die Stunden vor der vorhergesagten Ankunft eintrafen, aber zahllose wo das Gegenteil der Fall war.
Und ja, es würde aus Sicht von Komplikationen mit Satelliten etc. Sinn machen wenn NOAA der Vorsicht halber die Ankunftszeiten früher ansetzt und die Stärken höher.

ABER: Ich tu mir als Wissenschaftler einfach schwer mit dieser Diskrepanz, denn ich sehe keinen Grund die allgemeinen Vorhersagen abzuändern oder in irgendwelche Richtungen zu verschieben. Die Modelle und Vorhersagen selbst müssen im langfristigen Schnitt einfach mit den tatsächlichen Ereignissen übereinstimmen. Stattdessen könnten sie doch extra Warnhinweise angeben, bzw. die Fehlerbereiche mit angeben. Streng genommen hat eine solche Vorhersage keine Aussagekraft ohne Angabe der Fehlerbereiche - noch etwas dass mich stört.

Ich kann damit leben wenn der Wetterdienst das nicht macht, aber von einer vermeintlich wissenschaftlichen Einrichtung wie NOAA würde ich mir wirklich etwas anderes erwarten.

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Ulrich Rieth
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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von Ulrich Rieth » 10. Jan 2014, 12:20

Hallo zusammen!

Also mal ehrlich, die Vorhersage von Weltraumwetter ist noch um einiges jünger, als die Vorhersage des troposphärischen Wetters.
Und letztere ist noch nicht wirklich gut, über lange Zeiträume und große Distanzen.
Beim Weltraumwetter liegt es mit Sicherheit an der noch größeren Komplexität des Ganzen.
Die Magnetohydrodynamik ist sicherlich nicht einfach zu verstehen und erst recht zu modellieren.
Dann gibt es genau einen Datenpunkt, mit dem man den Sonnenwind vor dem CME erfassen kann und der liegt meist 1 bis zwei Tage vor dem Ereignis.
Damit kennt man die "Straßenbeschaffenheit" für den CME überhaupt nicht.
Seit es die STEREO-Sats gibt, hat man zwar zwei zusätzliche Informationsquellen, aber momentan stehen die auch schon wieder in einer schlechten Perspektive hinter der Sonne.
Also mich wundert die Ungenauigkeit nicht.
Im Gegenteil, mich freut sehr, dass die Amerikaner und die Europäer bei unabhängigen Modellen wenigstens gleiche Ergebnisse herausbekommen, auch wenn beide falsch waren.
Betrachtet man jetzt noch die Finanzierung der ganzen Weltraumwettervorhersage, die gerade erst so richtig hochgefahren wird, kann man möglicherweise erwarten, dass man im kommenden Sonnenzyklus evtl. nicht mehr 12 sondern vielleicht nur noch 6 Stunden daneben liegt.
Was die Modellierung der IMF Werte und Ausrichtung angeht, so würde ich mal auf den Sonnenzyklus 26 oder 27 tippen, bis man da mal soweit ist, dass es halbwegs stimmt.
Sollte aber demnächst, was nicht sehr unwahrscheinlich ist, auch mal der ACE ausfallen, so kann man alles noch um ein bis zwei Sonnenzyklen nach hinten verschieben.
Und dann muss man auch noch im Auge behalten, wie der aktuelle Sonnenzyklus verläuft. Kommt mit Zyklus 25 noch ein schwacher hinterher, wird die Finanzierung mit Sicherheit deutlich runtergefahren, was dann nochmals zu 1 bis 2 Sonnenzyklen langsamer Entwicklung führen wird.
Will heißen, wir werden präzise Vorhersagen von CMEs und deren inneren Strukturen sehr wahrscheinlich nicht mehr erleben.
Aber ehrlich gesagt ist mir das auch ganz recht.
Die Beobachtung von Polarlichtern ist die Beobachtung einer NATUR-Phänomens.
Der Zauber ginge komplett verloren, wenn ich heute schon wüsste, dass ich im nächsten Frühjahr ein tolles Display sehen kann.
Die Spannung vom Flare über den CME bis zum Impakt ist doch gerade das tolle an diesem Geschäft.
Wer das nicht aushält, sollte sich vielleich lieber mit Laubsägearbeiten und Kreuzworträtseln beschäftigen.
Soviel mal von mir dazu.
Gruß!

Ulrich

Georg V.
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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von Georg V. » 10. Jan 2014, 18:07

Hallo Severin,

Martin hat bestimmt recht.

Die NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) ist eine Behörde der USA und untersteht dem Handelsministerium. Wenn auch zur Verfolgung der Ziele Wissenschaft betrieben wird, liegen diese Ziele wohl nicht vorrangig in der Wissenschaft selbst, sondern in der Wahrung wirtschaftlicher Interessen der USA.

Dazu gehört dann bestimmt auch die Abwendung oder Begrenzung von Katastrophen aller Art. Mir leuchtet es also durchaus ein, wenn man lieber häufig zu früh und umsonst warnt, als einmal zu wenig. Auf der anderen Seite gehen sicherlich auch Kalkulationen ein, welche Kosten durch einen Fehlalarm entstehen. Irgendwo wird dann ein idealer Mittelweg liegen, der aber nicht mit den Idealen der Wissenschaft übereinstimmt.

Schöne Grüße
Georg

Severin Sadjina
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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von Severin Sadjina » 10. Jan 2014, 21:06

@Ulrich: Wundern tut mich die große Ungenauigkeit auch nicht. Soweit ich das bisher verstanden habe ist das ganze Unterfangen recht kompliziert und Vieles ist noch unbekannt, wie du schön beschreibst. Was mich aber wundert ist eben die durchschnittliche Abweichung zwischen tatsächlichem Ereignis und Vorhersage, wie es scheint in Richtung schnellerer CMEs und höherer Aktivitäten.

Das lässt darauf schließen dass entweder eben noch wichtige unbekannte Faktoren nicht berücksichtigt werden (und diese statistische Abweichung wäre dann eben ein starkes Indiz dafür dass diese signifikant sind) oder, wie Georg und Martin meinten, eine Agenda (z.B. die potentiellen Gefahren einzudämmen indem man bewusst "übertreibt").

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Ulrich Rieth
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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von Ulrich Rieth » 10. Jan 2014, 21:13

Naja, ich könnte noch einen Punkt hinzufügen, der aber zugegebenermaßen provokativ ist.
Bei NOAA-SWPC arbeiten nicht die Besten UND der Laden ist notorisch unterbesetzt.
Das sieht man schon alleine dann, wenn man sich die Sonnenfleckenzählingen bei Jan Alvestad von Solar Terrestrial Activity Report anschaut. Der hat IMMER mehr Flecken als NOAA, wobei auch er öfters mal übertreibt und Flecken sieht, die keine sind.
Aber NOAA-SWPC hat ziemlich oft Mist im Programm.
Gleiches gilt für den "NOAA - Kp"-Wert, der mit dem "offiziellen" vom GFZ in Potsdam vor allem zu europäischen Tag-Zeiten selten etwas zu tun hat.
Ich bedauere sehr, dass das private kanadische Solar Terrestrial Dispatch das letzte Sonnenfleckenminimum praktisch finanziell nicht überlebt hat. Die Infos von dort waren meist wirklich richtig und zuverlässig, weil eben dort Spitzenleute gearbeitet haben, die auch bereit waren, ihr Wissen mit anderen zu teilen. Bei NOAA-SWPC sehe ich das derzeit leider nicht.
Andererseits sind die immer noch besser, als alles was europäisch finanziert ist, denn hier ist die Veröffentlichungspolitik einfach grauslig.
Gruß!

Ulrich

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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von Stefan Schwager » 10. Jan 2014, 22:19

Hallöchen

ich würde gerne den Kommentaren von Ulrich etas Nachdruck verleihen, denn es ist NATUR, was wir hier beobachten und die Menschheit hat eben noch nicht die allzu oft gepriesene Weisheit mit Löffeln gefressen, die sie gern hätte haben wollen.

Wir wissen noch lange nicht alles und sollten über die Daten froh sein, die bisher schon möglich sind. Überlegen wir doch einmal, noch vor 100 Jahren wusste man nicht einmal, woher diese Lichter am Himmel kommen und dass diese mit der Sonne zusammenhängen. Heute können wir wenigstens ein wenig an Daten sammeln und sogar schon auswerten, so dass wir in der Lage sind ungefähre ANgaben zu machen - das ist doch schon etwas und man hat damit die Chance auch die "Ungeduldigen" etwas in diesem Thema mitzunehmen und eine Sichtbarkeitschance zeitlich einzugrenzen. Noch in den 90ern musste man auf Grund von Beobachtungen oder durch Glück zu einer SIchtung kommen.

Ich und wir fanden es jedenfalls sehr spannende, die letzten Tage zu verfolgen und bei einer weiteren Chance dabei zu sein, wenn es Möglichkeiten zu einer PL Sichtung gegeben hätte. Hat nicht geklaptt, aber so ist das nun einmal und zum Glück kann man die Natur noch nicht in einem Show Event planen. Das zeigt den Menschen, dass sie noch nicht alles wissen und das sollten die meisten in diesem Prozess einmal erkennen.

Das nächste PL kommt bestimmt, oder wir müssen den AKM mal am Polarkreis versammeln, dann sehen wir alle was :P

Aber zumindest die Focusleser hatten Ihren Sonnesturm gehabt :lol: das ist doch schon was und ein Teil der Bevölkerung wurde vorzüglich unterhalten :lol:

Beste Grüße und bis bald

Stefan :P

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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von Severin Sadjina » 11. Jan 2014, 16:19

Ulrich Rieth hat geschrieben:Naja, ich könnte noch einen Punkt hinzufügen, der aber zugegebenermaßen provokativ ist.
Bei NOAA-SWPC arbeiten nicht die Besten UND der Laden ist notorisch unterbesetzt.
Das kann natürlich auch eine Erklärung sein.

Stefan Schwager hat geschrieben:ich würde gerne den Kommentaren von Ulrich etas Nachdruck verleihen, denn es ist NATUR, was wir hier beobachten und die Menschheit hat eben noch nicht die allzu oft gepriesene Weisheit mit Löffeln gefressen, die sie gern hätte haben wollen.

Wir wissen noch lange nicht alles und sollten über die Daten froh sein, die bisher schon möglich sind. Überlegen wir doch einmal, noch vor 100 Jahren wusste man nicht einmal, woher diese Lichter am Himmel kommen und dass diese mit der Sonne zusammenhängen.
Nach der Logik hätten wir aber vor den besagten 100 Jahren schon froh sein können was wir alles haben und wissen und es dabei belassen können.
Wobei das halt auf persönliche Präferenzen hinaus läuft: ich persönlich genieße die Natur und ihre Schönheit und Magie halt gerne von der wissenschaftlichen Seite (was dem Nordlichtphänomen für mich übrigens kein bisschen die Wunderhaftigkeit stielt), andere haben andere Herangehensweisen und Prinzipien.


Nach dieser interessanten Diskussion - danke an alle bisher Beteiligten - vermute ich dass folgendes die Hauptgründe sind dass die Vorhersagen im Schnitt zu optimistisch sind (ist zumindest meine Beobachtung, mit der ich natürlich völlig falsch liegen kann):
  1. Es gibt Mechanismen/Effekte die noch unvollständig verstanden sind und die, wenn sie richtig in die Modelle eingearbeitet werden würden, die Tendenz zu zu optimischen Vorhersagen veringern oder beseitigen würden. Da könnte ich mir z.B. die Interaktion zwischen mehreren CMEs/CHs auf dem Weg zur Erde vorstellen, oder Mechanismen die CMEs auf den Weg zur Erde Geschwindigkeit und damit Energie nehmen.
  2. Die Herrschaften bei NAOO sind eventuell wirklich unterbesetz und/oder (teils) unterqualifiziert, um's mal provokant zu sagen wie Ulrich. Beurteilen kann ich das selber nicht und wie gesagt scheint das Thema an sich sehr komplex zu sein (bin selber Physiker und von dem bisschen was ich bisher mitbekommen habe sind derartige Simulationen wahrscheinlich keine peanuts), aber eine Erklärung wäre es. Hinzu kommt dass die finanziellen Mittel der Nordlichtvorhersage und der damit verbundenen Forschung vermutlich eher knapp bemessen sind.

Gibt's hier im Forum übrigens jemanden, der in Nordlicht-Forschung involviert ist/war? Würde mich sehr interessieren :)

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PeterKuklok
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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von PeterKuklok » 11. Jan 2014, 18:31

Hallo Severin,

meine Erfahrung ist noch perfider. ;-)
Und zwar dass das SWPC/NOAA die dann tatsächlich stattfindenden geomagnetischen Stürme ab G3 praktisch durchweg und teilweise erheblich zu niedrig prognostiziert. Meine Beobachtung stützt sich auf die 'Space Weather Alerts' des SWPC/NOAA (WATA-Code: http://www.swpc.noaa.gov/alerts/AlertsTable.html).

Grüße
Peter

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2. Spalte: SWPC/NOAA-Watch
3. Spalte: eingetretene Sturmstärke

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01.06.2013 G1 G3 
17.03.2013 G2 G3 
09.10.2012 G1 G3 
01.10.2012 -- G3 
15.07.2012 G1 G3 
09.07.2012 G1 G3 
24.04.2012 G1 G3 
09.03.2012 G3 G4 
24.10.2011 -- G3 
05.08.2011 G3 G4 
03.08.2010 G2 G3 
05.04.2010 -- G4 
14.12.2006 G3 G4 

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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von Severin Sadjina » 11. Jan 2014, 20:01

Interessant!

Wie sieht es mit den hoch prognostizierten Stürmen aus die dann doch nichts wurden? Ist mein Gefühl dass Stürme im Schnitt zu hoch und zu schnell prognostiziert werden korrekt?

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PeterKuklok
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Re: NOAA Modelle und Vorhersagen

Beitrag von PeterKuklok » 11. Jan 2014, 21:40

Da muss ich leider passen. Aber ich hab den Eindruck, dass man dort mit G3 und ≥G4 Watches recht sparsam umgeht.
Ich kann nur sagen, dass es seit 2002 lediglich drei ≥G4 Watches (WATA99) gab, die alle um das Halloween-Event herum 2003 herauskamen. Zwischen Anfang November 2003 und Januar 2014 wurden, so wie es ausschaut, 24 G3-Watches (WATA50) inkl. einigen Cancels veröffentlicht.
Bei Dir ist die Lage aber noch spezieller. Du scheinst insbesondere mit den SWPC/NOAA-Prognosen für die hohen Breiten nicht zufrieden zu sein. Das kann sich ja im Vergleich zu den planetaren Sturmprognosen auch nochmal unterscheiden.

Vom Gefühl her würde ich auch sagen, dass die Ankunft der CMEs im Schnitt zu früh erwartet wird. Neben dem bereits erwähnten Aspekt, ist es halt auch leichter den Speed eines CMEs an seiner schnellsten Kante zu ermitteln, als die Geschwindigkeit der in der Regel (teilweise erheblich) langsameren erdgerichteten Komponente.
Jetzt im aktuellen Zyklus waren aber auch schon ein paar sehr gute Treffer dabei. Da hat man richtig gemerkt, dass die STEREOs mitgeholfen haben.

Grüße
Peter

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