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17. November 2019

Einführung in die Computergestützte Zyklographie: Eine Winterprognose


Ein Beitrag vom Gastautor Jonas

Dass es Wetterzyklen gibt sollte jedem Leser des Langzeit-Blog bekannt sein. Jedoch findet man keine umfassende Datenbank aller bekannter Wetterzyklen. Dies ändert sich nun: Mit dem Wetter-Zyklographen beginnt eine neue Periode in der Zyklenforschung. Auf Basis der Flächenmittel Deutschlands seit 1881 (Sonnenschein ab 1951; bereitgestellt vom Deutschen Wetterdienst) können nun Zyklen mit Hilfe einer Vielzahl an frei veränderbaren Parametern automatisiert aufgespürt werden.
Der „Zyklograph“ sucht je nach Wunsch nach kalten, warmen, nassen, trockenen, hellen oder trüben Zyklen. Ein Wunsch-Zieljahr, an den Zykle eintreffen soll oder bereits eingetroffen ist, kann ebenso eingegeben werden. So ist eine Einschätzung der weiten Langfrist einfacher denn je. Der Zyklograph erlaubt die Zyklo-Analyse für einen bestimmten Monat, aber auch für ganze Jahreszeiten oder das komplette Jahr.
Bei der Entwicklung des Zyklographen kam es zudem zu einer neuen Entdeckung. Manche Zyklen zeichnen sich dadurch aus, dass Sie bei jedem Ihrer Treffer im Vergleich zum Jahr davor und danach besonders hervorstehen, also in der Wertereihe ein lokales Maximum (oder Minimum) repräsentieren. Diese Zyklen werden wir fortan als „harte Zyklen“ bezeichnen. Unsere Theorie ist, dass harte Zyklen besonders dominant und Wetterprägend sind. Der Zyklograph bietet die Zusatzoption, nur nach harten Zyklen zu suchen.
Selbstverständlich ist das computergestützte Aufspüren von Zyklen mit Vorsicht zu genießen. Nicht alle Zyklen sind von fundierten Langzeitkenntnissen untermauert. Jede vom Zyklographen entdeckte Zykle sollte hinterfragt und analysiert werden, nicht immer handelt es sich zwangsläufig um eine echte Zykle. Ein gewisses Maß an Hintergrundwissen über die einzelnen Jahre und deren Wettercharakter ist hier durchaus hilfreich. Prominente Zyklen, aufgespürt von Langzeitexperten wie u.a. Ivo Brück, die fundiert sind und mit Sicherheit als Zykle einzustufen sind, haben weiterhin einen sehr hohen Stellenwert.
Als Einführung in die computergestützte Zyklographie wollen wir in dieser Kolumne den Winter 2019/20 betrachten. Hierbei wollen wir auf die einzelnen Monate sowie die ganze Jahreszeit eingehen und uns so an eine Prognose wagen. Die Parameter Temperatur, Niederschlag und Sonnenscheindauer werden pro Monat auf Basis der computergestützten Zyklo-Analyse aufgeschlüsselt. Unsere Prognose vergleichen wir zudem mit den Prognosen von Ivo Brück und Kai Zorn, welche in der letzten Kolumne behandelt wurden. Wir beginnen mit den einzelnen Monaten bevor wir uns der Gesamtheit des Winters widmen.

Dezember

Starten wir mit der Dezembertemperatur. Hier zeigt sich bereits ein spannendes Bild: vier Zyklen schlagen zu. Drei davon mild, eine kalt. Das Besondere: die 43-Jahres Kaltzykle ist die einzig harte Zykle unter den vieren. Zudem ist sie die älteste und hat ihren Ursprung im Jahre 1890. Solche Langstreckenzyklen mit großen Intervallen schlagen meist besonders stark ein. Auffällig ist jedoch auch, dass die Zykle nachgelassen hat (-6.1K beim ersten, -1.8K beim letzten Eintreffen). Werden sich die Mildzyklen also durchsetzen können?
Wie man sieht ist es schwierig, eine rein zyklenbasierte Prognose für den kommenden Dezember aufzustellen. Aufgrund der gegebenen Konstellation gehen wir jedoch davon aus, dass der Trend eher Richtung mild zeigt, wahrscheinlich aber nicht weit vom langjährigen Mittel abweicht:

Der Dezemberniederschlag stellt uns vor ein ähnliches Problem. Es steht zwei für nass gegen vier für trocken. Wieder ist die älteste Zykle die einzige harte und spricht für einen nassen Dezember. Betrachten wir jedoch das Gesamtbild, so gehen wir eher von einem leicht trockenen Monat aus. Das machen wir vor allem an der eindrucksvollen 21-Jahres Trockenzykle fest, welche seit 1893 ganze sechs Mal zuverlässig eingetroffen ist:

Der Sonnenschein macht es uns jedoch einfach. Es findet sich nur eine Zykle, dazu noch eine harte. Die Zykle leidet unter leichter Abschwächung. Wir sehen einen leicht trüben Dezember kommen:

Januar

Der Januar wird mild. Dies lässt sich jetzt schon mit ziemlich hoher Sicherheit sagen. Drei weiche sowie eine harte Mildzykle treffen 2020 zusammen.

Schauen wir uns den Niederschlag an, so stellen sich vier Nasszyklen gegen eine Trockenzykle. Sämtliche Zyklen sind weich. Auch wenn die Trockenzykle (C) mit fünf Treffern beeindruckt, so gehen wir davon aus, dass diese schlichtweg von der großen Menge an Nasszyklen überwältigt wird, insbesondere der starken 13-Jahres Zykle (D). Der Januar wird eher nass:

Die Sonnenscheindauer macht uns die Interpretation wieder etwas leichter. Eine helle Zykle wird den Januar 2020 prägen, der Januar wird über dem Mittel enden.

Februar

Nun zum Februar und seiner Temperatur. Vier weiche Mildzyklen stehen einer harten Kaltzykle entgegen. Die Kaltzykle hat es in sich: bei ihrem zweiten Eintreffen (1986) schloss der Februar mit gesäßkalten -7K ab. Wir glauben nicht daran, dass die Zykle folgenlos bleibt. Insgesamt könnte der Februar eher mild enden, aber eine sehr kalte Phase käme nicht überraschend!

In Sachen Niederschlag steht es drei zu zwei für trocken, wobei beide Seiten je eine harte Zykle vorweisen können. Die Nasszyklen scheinen besonders Niederschlagsreiche Monate zu zeigen, hier wurde zum Teil das doppelte des langjährigen Mittels erreicht. Alles in allem dürften sich die Zyklen die Waage halten. Ein eher durchschnittlicher Februar ist wahrscheinlich:

Der Sonnenschein zeigt einen glasklaren Trend auf. Drei Trübniszyklen verlangen einen dunklen Februar. Eine davon hart. Der Februar wird grau:

Gesamtwinter

Um unsere Monatsprognosen besser einordnen zu können wollen wir nun nach Zyklen schauen, die den Gesamtwinter 2019/20 betreffen. Beginnen wir wieder mit der Temperatur. Wir entdecken eine einzige Zykle: die noch recht junge, aber sich verstärkende 6-Jahres Mildzykle. Dies deckt sich mit unseren Monatsprognosen, die keinen kalten Wintermonat sehen. Der Winter zeigt leider Richtung mild.



Die Niederschlagszyklen machen es uns ebenfalls einfach: Der Gesamtwinter wird ausschließlich von einer harten Nasszykle geprägt werden. Blicken wir zurück auf unsere Monatsprognosen, so wird es vermutlich der Januar sein, der besonders nass ausfallen wird und somit die gesamte Jahreszeit nass ausfallen lässt.

Zwei Zyklen werden die Sonnenscheindauer im kommenden Winter beeinflussen. Beide Zyklen wollen einen eher hellen Winter. Beide Zyklen/ sind jedoch recht schwachbrüstig, ein extrem heller Winter ist somit unwahrscheinlich. Wieder wird es wahrscheinlich der Januar werden, der möglicherweise in seiner zweiten Hälfte das Sonnen-Soll der Jahreszeit über die 100%-Marke bringt.

Einordnung und Fazit
Fassen wir unsere Prognose abschließend zusammen:
Der Dezember ist mit größeren Unsicherheiten verbunden. Wir vermuten einen normalen bis leicht milden, leicht trockenen und trüben Monat. Insbesondere Temperatur und Niederschlag stehen jedoch auf wackeligen Beinen. Aufgrund der Gesamtwinter-Zyklen könnte der Niederschlag auch höher ausfallen.
Der Januar wird laut der Zyklen mild, nass und hell. Vermutlich wird der Monat also mit einer nassen Periode beginnen und mit einer sonnig-warmen Periode enden. Dieser Monat wird der prägende Monat des Winters sein, insbesondere in Bezug auf Niederschlag und Sonnenschein. Die Verifikation dieses Monats dürfte uns große Erkenntnisse in der Zyklographie erbringen.
Der Februar wird trüb – jedoch nicht trüb genug, um den hellen Januar auszugleichen. Wir gehen von milden Temperaturen aus, jedoch spricht eine Zykle auch für eine besonders kalte Phase. In Puncto Niederschlag wird der Februar nicht besonders hervorstehen.
Vergleichen wir diese Prognose abschließend mit den Einschätzungen von Ivo Brück und Kai Zorn. Brück sieht einen frühen Winter und eine kühlere Weihnachtszeit als die letzten Jahre. Dies passt zwar nicht genau zu unserer Prognose, steht jedoch auch nicht im Widerspruch. Kai Zorn sieht eine milde Strömung zum Ende des Monats. Auch dies steht nicht im kompletten Kontrast zu den Zyklen. Wir sehen jedoch Brück näher an unserer Prognose.
Laut Ivo sieht der Januar unwinterlich aus. Dies passt zu unseren Prognosen eines milden und hellen Monats. Kai jedoch sieht Winter bis ins Flachland. Dies scheint auf Basis der Zyklen nicht sehr wahrscheinlich.
Zorn sieht einen sehr winterlichen Februar. Dies könnte mit der von uns vermuteten sehr kalten Phase einhergehen. Einen sehr winterlichen Gesamtmonat halten wir jedoch für unwahrscheinlich. Ivo wartet mit seiner Februarprognose auf die erste Dezemberhälfte, welche einen Zeigermonat darstellen könnte.
Wir warten gespannt auf den kommenden Winter. In der Verifikation wird sich zum ersten Mal zeigen, wie groß das Potential der computergestützten Zyklographie in Bezug auf jahreszeitliche Vorhersagen ist.


Der Wetterzyklograph ist nun öffentlich und frei verwendbar. Die Ergebnisse dieser Prognose können somit selbst nachgeschlagen werden. Aufrufbar unter: https://wetterzyklen.de/Zyklograph.php 

Noch ein Hinweis zum Blog:
In den nächsten Tagen wird die Zyklen-Liste auf die wichtigsten Zyklen reduziert werden, da diese durch den neuen Zyklograph nun nicht mehr gebraucht wird. 
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Für die Analyse wurden folgende Standard-Einstellungen verwendet (wenn nicht anders angegeben):

Für einzelne Monate:
Temperatur: Min. Abweichung 1K, Betrachtungszeitraum ab 1881, Mindestanzahl Zyklen-Eintritte = 3, Mindestintervall 3 Jahre, Zieljahr 2019 bzw 2020, keine Unterbrechungen
Niederschlag: Min. Abweichung = 15%p, Betrachtungszeitraum ab 1881, Mindestanzahl Zyklen-Eintritte = 3, Mindestintervall 3 Jahre, Zieljahr 2019 bzw 2020, keine Unterbrechungen
Sonnenschein: Min. Abweichung = 15%p, Betrachtungszeitraum ab 1951, Mindestanzahl Zyklen-Eintritte = 3, Mindestintervall 3 Jahre, Zieljahr 2019 bzw 2020, keine Unterbrechungen

Für kompletten Winter:
Temperatur: Min. Abweichung 1K, Betrachtungszeitraum ab 1881, Mindestanzahl Zyklen-Eintritte = 3, Mindestintervall 3 Jahre, Zieljahr 2019/20, keine Unterbrechungen
Niederschlag: Min. Abweichung = 15%p, Betrachtungszeitraum ab 1881, Mindestanzahl Zyklen-Eintritte = 3, Mindestintervall 3 Jahre, Zieljahr 2019/20, keine Unterbrechungen
Sonnenschein: Min. Abweichung = 15%p, Betrachtungszeitraum ab 1951, Mindestanzahl Zyklen-Eintritte = 3, Mindestintervall 3 Jahre, Zieljahr 2019/20, keine Unterbrechungen



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