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ERA6 ist in Produktion: Was sich gegenüber ERA5 ändert

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Die ECMWF-Reanalyse ERA6 bringt eine Atmosphäre mit 14 km Auflösung, eine Ozeankomponente und neue Variablen. Erste öffentliche Daten werden Ende 2027 erwartet.

ECMWF hat mit der Produktion von ERA6 begonnen, der nächsten globalen Reanalyse für den Copernicus Climate Change Service (C3S). Die Atmosphäre wird mit ungefähr 14 km Auflösung berechnet, gegenüber 31 km bei ERA5. Hinzu kommen eine Ozeankomponente und ein breiteres Angebot an Wetter- und Klimavariablen.

Die erste öffentliche Datenfreigabe wird gegen Ende 2027 erwartet und soll Daten für die Zeit ab 2007 umfassen. Weitere historische Zeiträume folgen schrittweise. Die technischen Angaben und Veröffentlichungspläne stehen in ECMWFs Artikel zur ERA6-Produktion.

Was sich gegenüber ERA5 ändert

Eine Reanalyse verbindet historische Beobachtungen mit einem konsistenten Modell und Datenassimilationssystem, um vergangenes Wetter zu rekonstruieren. Sie dient als Referenz für die Vorhersageverifikation, Klimaanalysen und das Training von Modellen des maschinellen Lernens. ECMWF erläutert in seiner Übersicht zur Reanalyse, weshalb ein langer, zusammenhängender Datensatz wichtig ist.

ERA6 erneuert sowohl das Rekonstruktionssystem als auch die verwendeten Beobachtungen. Die wichtigsten angekündigten Eigenschaften sind:

MerkmalERA5ERA6
Atmosphärisches GitterEtwa 31 km, TL639Etwa 14 km, TCo799
Vertikale Modellschichten der Atmosphäre137137
IFS-Zyklus41r249r2
Ensemble zur Unsicherheitsschätzung (EDA)9 Mitglieder + 1 Kontrolllauf, 63 km10 Mitglieder + 1 Kontrolllauf, 28 km
OzeankomponenteVorgegebene Meeresoberflächentemperatur und MeereisbedeckungNEMO-4-Ozean und SI³-Meereis; 0,25°, 75 Ozeanschichten
SchneeEine SchichtFünf Schichten sowie Schnee auf Eis
AusgabeformatGRIB1 und GRIB2Durchgehend GRIB2 mit WMO-Einheiten
Historischer ZeitraumAb 1940Geplant bis mindestens 1950 zurück

Die 14 km beschreiben das native atmosphärische System. Auf welchem Gitter die einzelnen CDS-Produkte später zum Download angeboten werden, steht damit noch nicht fest. ERA6 behält stündliche Ausgaben bei; EDA-Felder werden im Allgemeinen alle drei Stunden ausgegeben, mit stündlichen Akkumulationen auf einer einzelnen Ebene. Das Ensemble liefert Unsicherheitsschätzungen mit 28 km Auflösung.

Bessere Beobachtungen sind ebenso wichtig wie das Gitter

ERA6 nutzt gerettete und neu aufbereitete Satellitenaufzeichnungen sowie zusätzliche Beobachtungen an Land, auf See und in der freien Atmosphäre. Dazu gehören Messdaten älterer Satelliteninstrumente und die Berücksichtigung der Abdrift von Wetterballons während des Aufstiegs. Gerade für Jahrzehnte mit einem weniger dichten Beobachtungsnetz sind solche Verbesserungen wertvoll.

Laut ECMWF erhöhen die zusätzlichen Beobachtungen die Qualität der Analyse besonders auf der Südhalbkugel und in der Stratosphäre. Die überarbeitete Assimilation behandelt auch systematische Fehler der Stratosphärentemperatur. Das feinere Gitter ist somit Teil einer umfassenderen wissenschaftlichen Weiterentwicklung: Sowohl die historischen Beobachtungsdaten als auch ihre Verbindung mit dem Modell verbessern sich. ECMWF beschreibt diese Fortschritte in der ERA6-Ankündigung.

Mehr nutzbare Details nahe der Oberfläche

Der geplante Katalog enthält ausgewählte Parameter auf 11 Höhen zwischen 15 m und 500 m über der Oberfläche. Neue Variablen sind unter anderem relative und spezifische Feuchte in 2 m Höhe, direkte solare Normalstrahlung, Sonnenscheindauer, urbane Bedeckung, der Kehrwert der Obukhov-Länge, dreidimensionale Klarluftturbulenz sowie spezifischer Regen- und Schneewassergehalt. ECMWF nennt außerdem tägliche und monatliche Statistiken mit Standardabweichung, Minimum und Maximum.

Bei der Bewertung des Windenergiepotenzials könnten diese Höhen die Abhängigkeit von Extrapolationen aus wenigen Standardhöhen verringern. Für die Solarenergie ist ein Feld der direkten Normalstrahlung vorgesehen; Feuchte- und Grenzschichtvariablen könnten Nachfrage- und Umweltmodelle erweitern. Das sind mögliche Anwendungen der angekündigten Felder. Ihr Nutzen an einem konkreten Standort muss anhand von Beobachtungen bewertet werden.

Eine Ozeankomponente mit besseren Anfangsbedingungen

ERA6 wird zweimal täglich dreidimensionale Ozeananfangsbedingungen aus ORAS6 übernehmen, neben den Komponenten für Atmosphäre, Land und Wellen. ORAS6 nutzt 3D-Var-Assimilation mit Satellitenbeobachtungen und ozeanischen In-situ-Messungen. Die geplanten ERA6-Produkte umfassen zwei- und dreidimensionale Ozeanfelder.

Der wissenschaftliche Vorteil liegt in einer physikalisch konsistenteren Darstellung der Bedingungen an der Luft–Meer-Grenze, einschließlich der Austauschprozesse, die die marine Atmosphäre beeinflussen. ECMWF erläutert im Artikel zur Ozeandatenassimilation, wie Ensembleinformationen die Unsicherheitsschätzung an den sich verändernden Ozeanzustand anpassen. Berichtet wird eine Verringerung systematischer Fehler der Meeresoberflächentemperatur gegenüber dem früheren ORAS5-Ansatz. Der erweiterte Ozeandatensatz könnte Untersuchungen mariner Bedingungen und ihrer Zusammenhänge mit Wetter und Klima unterstützen.

Sturm Egon zeigt das Potenzial

ECMWF veranschaulicht die Änderung anhand von Sturm Egon nahe Dieppe in Frankreich am 12. Januar 2017 um 20 UTC. Die gemeldete maximale Böe beträgt 38,7 m/s in ERA6, gegenüber 32,7 m/s in ERA5 und einem beobachteten Maximum von 40,6 m/s.

ECMWF-Karten von Sturm Egon mit stärkeren maximalen Windböen in ERA6 links als in ERA5 rechts sowie Konturen des Luftdrucks auf Meereshöhe
Sturm Egon am 12. Januar 2017 um 20 UTC. Die Farben zeigen die stärkste Böe der vorhergehenden Stunde in m/s, die Konturen den mittleren Luftdruck auf Meereshöhe in hPa. Originalabbildung aus Hersbach et al., ECMWF Newsletter 188, unverändert übernommen unter CC BY 4.0.

In diesem Fall liegt das Maximum näher an der Beobachtung. Daraus folgt keine allgemeine Fehlerreduktion für jeden Sturm, jede Variable oder jeden Ort. Bei einer rückblickenden Bewertung von Wetterauswirkungen ist entscheidend, wie Änderungen der Ereignisstärke und des zeitlichen Verlaufs das Ergebnis in einer repräsentativen Stichprobe beeinflussen.

Warum die Veröffentlichung schrittweise erfolgt

ECMWF verarbeitet Zehnjahresabschnitte parallel. Jedem geht ein Jahr zur Einschwingung voraus, um Sprünge in Komponenten mit langem Gedächtnis zu reduzieren. Die Abschnitte ab 2007 und 2017 laufen bereits; 1987 und 1997 sollen folgen. Für jeden Abschnitt wird etwas mehr als ein Jahr Rechenzeit erwartet.

Das Ziel Ende 2027 betrifft die ersten veröffentlichten Abschnitte, nicht das gesamte historische Archiv. Der geplante Datensatz reicht bis mindestens 1950 zurück; ERA5 umfasst zusätzlich die 1940er-Jahre. ECMWF plant auch, ERA5T nach Veröffentlichung ausreichender ERA6-Daten abzulösen. Der Übergangstermin und die Latenz von ERA6T bleiben jedoch unbestätigt.

Warum ERA6 für die Arbeit mit Wetterdaten relevant ist

Reanalysen bilden die historische Grundlage vieler wetterabhängiger Entscheidungen. Änderungen bei Windextremen, Strahlung oder Feuchte können eine Bewertung der Wetterrisiken an einem Standort, eine Abschätzung des Energiepotenzials oder die Wettervariablen eines Nachfragemodells beeinflussen. Das feinere Gitter und die zusätzlichen Variablen von ERA6 eröffnen die Möglichkeit, solche Analysen mit mehr Details zu wiederholen. Lokale Beobachtungen bleiben notwendig, um die Repräsentativität des Gitters für einen bestimmten Standort zu beurteilen.

Für Vorhersageverifikation und maschinelles Lernen ändert sich zugleich die Referenz, mit der Modelle bewertet oder trainiert werden. ERA5 und ERA6 sollten über gemeinsame Zeiträume mit einheitlichen Einheiten, Akkumulationsfenstern und räumlicher Abtastung verglichen werden. Eine bessere Rekonstruktion der Vergangenheit kann die Bewertung einer Vorhersage ändern, obwohl die Vorhersage selbst gleich bleibt. Die Dokumentation der Reanalyseversion macht solche Ergebnisse reproduzierbar.

Für Projekte, die heute historische Daten benötigen, beschreibt die ERA5-Seite auf GribStream das verfügbare Archiv. Die ersten öffentlichen ERA6-Daten werden Ende 2027 erwartet; ein Verfügbarkeitstermin auf GribStream wurde noch nicht angekündigt. Mit Stand vom 6. September 2026 enthält der CDS-Katalog keine ERA6-Sammlung. Der endgültige Bereitstellungskatalog und die Datensatzlizenz stehen noch aus.

Quellen