GribStream Blog
ECMWF gibt Ausblick auf AIFS v3 mit einem Eingabefeld für städtische Wärmeinseln
ECMWF hat AIFS v3 benannt und einen Prototyp vorgestellt, der städtische Erwärmung aus dem Versiegelungsgrad lernt; Einsatztermin und Ausgabedetails sind noch offen.
ECMWF hat die nächste Version seines Artificial Intelligence Forecasting System öffentlich benannt: AIFS v3. Ein Entwicklungsprototyp soll eine statische Karte städtischer Flächen als Eingang erhalten. Damit weiß das System, wo Straßen und Gebäude die Landoberfläche bedecken.
Die Arbeiten befinden sich weiterhin in der Entwicklung. ECMWF hat weder einen Termin für die operative Einführung von AIFS v3 noch einen Zeitplan für Testdaten, die endgültige Auflösung oder ein Ausgabeinventar veröffentlicht. Die aktuellen operativen Versionen bleiben AIFS Single v2 und AIFS ENS v2.
Informationen über Städte für AIFS
Die neue Eingabe ist der Versiegelungsgrad: der Anteil jeder Gitterzelle, der von bebauten Flächen wie Straßen und Gebäuden bedeckt ist. Es handelt sich um ein festes Umweltfeld und nicht um eine Wetterbeobachtung, die sich von einem Vorhersagezyklus zum nächsten ändert.
ECMWF testete das Signal, indem derselbe Prototyp zweimal mit identischen Anfangsbedingungen ausgeführt wurde. Ein Lauf verwendete das normale Stadtfeld; im anderen wurde der Anteil städtischer Flächen überall auf null gesetzt. Die Differenz zwischen beiden Vorhersagen isoliert die Reaktion, die das Modell aus der städtischen Eingabe gelernt hat.
Das Experiment umfasste neun Zehn-Tage-Vorhersagen zwischen Januar und Juli 2026, darunter die europäischen Hitzewellen. Es lief mit N320 und einem Gitterabstand von ungefähr 30 km. Bei dieser Auflösung kann eine einzelne Zelle ein Stadtzentrum zusammen mit Parks, Vororten, Flüssen und dem ländlichen Umland enthalten. Dadurch wird der städtische Anteil stark verdünnt.
Ein kleines, aber konsistentes Erwärmungssignal
Trotz dieser groben Darstellung erzeugte der Prototyp eine Erwärmung, die der Karte des Versiegelungsgrads folgte. ECMWF nennt eine mittlere Erwärmung von etwa 0,25–0,30°C an den am stärksten städtisch geprägten Gitterpunkten und 0,30–0,45°C in einzelnen Stadtzentren. Die Reaktion nahm mit dem bebauten Anteil zu und zeigte sich über Jahreszeiten und Lead Times hinweg.
Diese Werte sind Mittelwerte über Gitterzellen. ECMWF erwartet ein deutlicheres Signal, wenn AIFS auf feinere Gitter wechselt, die Städte mit weniger beigemischter nichtstädtischer Fläche pro Zelle darstellen.
Paris zeigt Potenzial und Grenze
In der am 22. Juni 2026 initialisierten Zehn-Tage-Vorhersage verringerte der Prototyp mit Stadtfeld den mittleren Kältebias der 2-m-Temperatur in Paris-Montsouris von −1,11°C auf −0,41°C. Während der Hitzewelle Ende Juni sank der Betrag des Kältebias damit um 0,70°C.
Der Fall belegt keinen allgemeinen Gewinn an Vorhersagegüte. ECMWF meldet für das gesamte Experiment gegenüber der aktuellen AIFS-Version keine statistisch signifikante Verbesserung der Stationsbewertungen. In Paris überschätzte die zusätzliche Erwärmung einige spätere Spitzen leicht, der RMSE änderte sich kaum und das physikbasierte IFS blieb den Beobachtungen am nächsten. Der deutlichste Nutzen war die Verringerung des systematischen Kältebias an städtischen Standorten.
Einordnung in die weitere Entwicklung von AIFS v3
Das Stadtfeld ist ein bekannter Teil eines breiteren Entwicklungsprogramms für AIFS v3. Im Mai 2026 beschrieb ECMWF, wie AIFS v2 an die mit IFS Cycle 50r1 veränderten Analysen angepasst worden war. Oberflächennahe Temperatur blieb schwierig, besonders dort, wo Schnee, Meereis und Ozeankopplung die Eigenschaften der Analyse verändert hatten.
ECMWF stellte fest, dass mehr Kontakt mit Daten aus Cycle 50r1 künftiges Training unterstützen dürfte, und erklärte, dieses Ergebnis werde in die Entwicklung von AIFS v3 einfließen. Das Stadtexperiment vom August ergänzt eine konkretere geplante Eingabe: ein statisches Oberflächenfeld, mit dem das Modell bebaute Umgebungen ihrer typischen Temperaturreaktion zuordnen kann.
Worauf GribStream-Nutzer achten sollten
GribStream stellt die aktuellen operativen AIFS-v2-Produkte über AIFS Operational (aifsoper) und AIFS Ensemble (aifsenfo) bereit. Die derzeitigen AIFS-Ausgaben von ECMWF sind öffentliche GRIB2-Daten. ECMWF erlaubt ihre kommerzielle Weiterverwendung unter CC BY 4.0 mit Namensnennung.
Zugang und Lizenz für AIFS v3 wurden noch nicht gesondert veröffentlicht. Vor einer Umstellung in GribStream sind folgende praktische Fragen zu klären:
- wann ECMWF Testdaten bereitstellt und gegebenenfalls einen Parallelzeitraum beginnt
- ob AIFS Single und AIFS ENS gemeinsam umgestellt werden
- ob sich Gitterauflösung, Vorhersagefrequenz oder Reichweite ändern
- welche Oberflächen-, Drucklevel-, Wellen-, Ensemble- oder Diagnosefelder veröffentlicht werden
- ob das öffentliche Open-Data-Inventar und die Lizenz unverändert bleiben
Der nächste belastbare Meilenstein dürfte eine ECMWF-Seite zur Einführung oder zu Testdaten sein. Bis dahin bezeichnen aifsoper und aifsenfo weiterhin die aktuellen operativen AIFS-v2-Datenströme.