Höhenkorrektur: warum die Temperatur mit der Höhe sinkt
Die Temperatur nimmt mit der Höhe im Mittel um etwa 0,65 °C je 100 Meter ab — diese Rate heißt Lapse-Rate. Weil Wettermodelle ein grobes Geländeraster nutzen, weicht ihre Modellhöhe oft von der echten Ortshöhe ab. buscosun korrigiert die Temperatur über ein digitales Geländemodell und eine ortsabhängige Lapse-Rate auf die tatsächliche Höhe.
Warum die Temperatur mit der Höhe sinkt
Luft, die aufsteigt, gerät in Bereiche geringeren Drucks, dehnt sich aus und kühlt dabei ab — ohne dass ihr Wärme entzogen würde. Trockene Luft verliert auf diesem Weg rund 1 °C je 100 Meter (trockenadiabatisch). Sobald Wolken entstehen, wird bei der Kondensation Wärme frei; die Abkühlung verlangsamt sich auf etwa 0,5 bis 0,6 °C je 100 Meter (feuchtadiabatisch).
Der Mittelwert dazwischen — die Standard-Lapse-Rate von 0,65 °C je 100 Metern beziehungsweise 6,5 K je Kilometer — beschreibt die reale Atmosphäre im Durchschnitt gut. Sie ist aber genau das: ein Durchschnitt. Je nach Luftmasse und Schichtung schwankt die tatsächliche Rate etwa zwischen 3 und 10 K je Kilometer, und bei einer Inversion dreht sich das Vorzeichen sogar um.
Warum Wettermodelle eine Korrektur brauchen
Ein Wettermodell wie ICON-D2 rechnet auf einem Gitter von 2,2 Kilometern. Seine Modelloberfläche ist eine geglättete Landschaft: Ein 2500 Meter hoher Gipfel und das 700 Meter tiefe Tal daneben können sich eine Gitterzelle auf 1400 Metern teilen. Die Modelltemperatur gilt dann für diese Zwischenhöhe — für den Gipfel ist sie zu warm, für das Tal zu kalt.
Bei 6,5 K je Kilometer sind das im genannten Beispiel rund 7 Grad Fehler nach oben und 4,5 Grad nach unten. Genau daher stammt der Eindruck, Wetter-Apps lägen im Gebirge regelmäßig daneben: Sie zeigen die Temperatur einer Landschaft, die es so nicht gibt.
So rechnet buscosun
Unter jedes Modellpixel legt buscosun ein digitales Geländemodell (Terrarium-Höhenkacheln, rund 30 Meter Auflösung im DACH-Raum). Die Modellhöhe (Feld hsurf) reist in derselben Textur mit wie die Temperatur, und der Shader rechnet je Bildpunkt Tkorr = Tmodell − γ · (hgelände − hmodell) mit γ = 6,5 K/km. Die Ortslabels auf der Temperaturkarte nutzen exakt dieselbe Arithmetik — was am Label steht, ist der Wert der Fläche darunter.
Für einen einzelnen Ort geht der Punktforecast einen Schritt weiter: Aus den nächstgelegenen Messstationen (DWD, TAWES, SMN) wird die Lapse-Rate per Regression geschätzt statt fest angenommen; liefert der Stationssatz keine belastbare Steigung, greift der Standardwert 0,0065 K/m. Dieselbe Korrektur steckt in der Schneefallgrenze, im Tal/Grat-Vergleich des Regenradars und in der Tourenplanung, die ihre Wetterpunkte zusätzlich in Höhenbändern von 300 Metern bündelt — ohne diese Bänderung lagen Talwerte im Test bis zu 4 °C zu kalt. Die ausführliche Herleitung steht unter Methodik: Höhenkorrektur.
Wo die Korrektur an ihre Grenze kommt
Eine Lapse-Rate ist ein Mittelwert, und bei einer Inversion — Kaltluftsee im Tal, Sonne am Berg — kehrt sich das Verhältnis um; die Flächenkarte kann das Tal dann zu warm zeigen. Das Geländemodell kennt weder Gebäude noch Bewuchs, der städtische Wärmeinseleffekt steckt nicht darin. Korrigiert wird ausschließlich die Temperatur, nicht der Wind: Düsen und Kuppen unterhalb der Gitterweite bleiben geglättet. Und das Ergebnis bleibt ein Modellwert; die Messung daneben zeigt der Stationslayer.
Häufige Fragen
Was ist die Lapse-Rate?
Die Abnahme der Lufttemperatur mit der Höhe. In der freien Atmosphäre beträgt sie im Mittel rund 0,65 °C je 100 Meter, schwankt aber je nach Luftmasse und Schichtung etwa zwischen 3 und 10 K je Kilometer — und kehrt sich bei Inversionen sogar um.
Warum ist eine Höhenkorrektur nötig?
Weil das Geländeraster der Wettermodelle gröber ist als die echte Topografie. Bei 2,2 Kilometern Gitterweite kann die Modellhöhe im Gebirge um hunderte Meter von der echten Höhe abweichen, was ohne Korrektur zu Fehlern von mehreren Grad führt.
Welche Lapse-Rate nutzt buscosun?
Auf der Karte fest 6,5 K je Kilometer, angewandt auf die Differenz zwischen dem digitalen Geländemodell und der Modellhöhe. Im Punktforecast wird die Rate zusätzlich aus den umliegenden Messstationen geschätzt, mit 6,5 K/km als Rückfallwert.
Warum ist es im Tal manchmal trotzdem kälter als angezeigt?
Weil eine Lapse-Rate keine Inversion abbilden kann. Sammelt sich in einer klaren Nacht Kaltluft im Tal, ist es unten kälter als die Rechnung ergibt. Solche Lagen zeigt die Atmosphäre-Ansicht mit Inversionshöhe und Nebelobergrenze.