Vier Dienste, eine Vorhersage
HARMONIE-AROME ging aus zwei europäischen Forschungskonsortien hervor: HIRLAM, 1985 von überwiegend nordeuropäischen Wetterdiensten gegründet, und ALADIN, 1991 von Météo-France und den Wetterdiensten Mitteleuropas ins Leben gerufen. Nach einem 2005 unterzeichneten Kooperationsabkommen übernahmen die HIRLAM-Länder AROME, das französische Feinmaschenmodell, und passten seine Physik an nördliche Verhältnisse an. 2017 lieferte das Ergebnis, HARMONIE-AROME, bereits die operationellen Kurzfristvorhersagen von Dänemark, Estland, Finnland, Island, Irland, Litauen, den Niederlanden, Norwegen, Spanien und Schweden. Heute wird es im Rahmen von ACCORD gepflegt, einem Konsortium aus 26 nationalen Wetterdiensten.
Jahrelang rechnete jeder dieser Dienste das Modell auf seinem eigenen Computer, über seinem eigenen Gebiet. Im Februar 2018 kamen vier von ihnen, Dänemark, Island, Irland und die Niederlande, zusammen, um es gemeinsam zu tun; im Juli desselben Jahres unterzeichneten sie eine Absichtserklärung und im April 2020 ein verbindliches Abkommen, mit dem die United Weather Centres West, UWC-West, entstanden. Ihr gemeinsames Gebiet erhielt die Anfangsbuchstaben der vier Länder: DINI. Eine erste gemeinsame Vorhersagekette startete im September 2021, für Tests und für wöchentliche Rückmeldungen der Vorhersagemeteorologen.
Im November 2021 kündigten die vier Dienste einen gemeinsamen Supercomputer an, gebaut von Hewlett Packard Enterprise und in Island aufgestellt, wo Wasserkraft und Geothermie ihn betreiben und das kühle Klima bei seiner Kühlung hilft. Er sollte 4.000 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde leisten und Anfang 2023 in Betrieb gehen; der Zeitplan verzögerte sich. Geliefert wurden zwei HPE-Cray-Systeme, eines für die operationelle Vorhersage und eines für die Wetter- und Klimaforschung.
Nach Angaben von Met Éireann laufen die gemeinsamen Modelle seit März 2024 operationell; das KNMI begann seine eigenen operationellen Läufe am 20. Juni 2024 nach einem Testjahr, und am 23. September 2024 gaben die vier Dienste bekannt, dass UWC-West in seine operationelle Phase eingetreten war. Das neue Modell reicht von Ostgrönland bis zur Adria, in Quadraten von 2 km und mit 90 Schichten, während die nationalen Modelle, die es ersetzte, 2,5 km und 65 Schichten verwendeten; beim DMI löste DINI das Modell NEA ab. Es rechnet mit Zyklus 43h2.2 von HARMONIE-AROME, und das KNMI veröffentlicht seit August 2026 Testdaten aus Zyklus 46.
Die Wissenschaft: die Physik von AROME auf einem 2-km-Gitter
HARMONIE-AROME verwendet denselben dynamischen Kern wie AROME-France, entwickelt im Rahmen von ALADIN. Es löst die vollständig kompressiblen Gleichungen der Atmosphäre, ohne anzunehmen, dass die Vertikalbewegung im Gleichgewicht ist, und genau das erlaubt ihm, die starken Aufwinde eines Gewitters oder die Strömung über einer steilen Küste zu berechnen. Die meisten Felder werden als Wellen geführt (ein Spektralverfahren), und die Luft wird mit einem semi-impliziten Semi-Lagrange-Verfahren, das aus dem IFS des ECMWF stammt, entlang ihrer Bahn verfolgt; es erlaubt lange Zeitschritte, ohne dass die Rechnung instabil wird.
Bei dieser Auflösung wird hochreichende Konvektion nicht parametrisiert: Schauer und Gewitter berechnet die Dynamik des Modells selbst, mit ihren Aufwinden, Abwinden und Böenfronten. Nur die flache Konvektion, die kleinen Cumuluswolken eines Schönwettertags, beschreibt ein Massenflussschema namens EDMFm. Wolken und Regen stammen aus ICE3, einem Mikrophysikschema, das Wasserdampf, Wolkentröpfchen, Regen, Wolkeneis, Schnee und Graupel verfolgt, und in der Referenzkonfiguration wird die vollständige Strahlung alle 15 Minuten berechnet.
Die Durchmischung in den untersten Schichten, die bestimmt, wie viel vom Höhenwind die Meeresoberfläche erreicht, übernimmt HARATU, ein Turbulenzschema aus dem niederländischen Klimamodell RACMO. Das Konsortium berichtete, dass es den Tagesgang des systematischen Fehlers im 10-m-Wind über den Niederlanden nahezu beseitigte, diesen Fehler in allen Gebieten, in denen das Modell läuft, verringerte und den Wind über dem Meer im Abgleich mit Scatterometern verbesserte. Die Oberfläche modelliert SURFEX, das jede Gitterzelle in Meer, Seen, Städte und natürliche Landflächen aufteilt; über dem Meer stammen die Flüsse von Wärme, Feuchte und Impuls aus einem Schema namens ECUME.
Ein 2-km-Gitter zeichnet die Küste im Detail: Ein Fjord, ein Sund zwischen zwei Inseln oder ein wenige Kilometer breites Kap erstreckt sich über mehrere Zellen statt über einen Bruchteil einer einzigen. Das Relief wird vor der Verwendung geglättet, sodass das Modell tatsächlich Strukturen darstellt, die etwas größer sind als seine Gitterweite von 2 km, doch es sieht den Seewind, den zwischen Inseln kanalisierten Wind, den Schutz einer hohen Küste und den Gewitterausfluss, was ein Modell mit 10 bis 30 km nicht kann. Die veröffentlichte Referenzkonfiguration, mit 2,5 km und 65 Schichten, verwendete einen Zeitschritt von 75 Sekunden.
Wie ein Modelllauf berechnet wird
Jede Stunde startet auf dem Supercomputer von UWC-West in Island ein neuer Lauf. Seine Beobachtungen bereitet SAPP auf, das Beobachtungsverarbeitungssystem des ECMWF, das die vier Dienste gemeinsam nutzen: 24 Extraktionen pro Tag, jede mit einem Datenschluss von 60 Minuten. Dazu gehören konventionelle Beobachtungen von Wetterstationen, Schiffen, Bojen und Ballonen, Mode-S-Meldungen von Flugzeugen, gesammelt vom europäischen Zentrum EMADDC, von EUMETSAT weitergeleitete Satellitenstrahldichten sowie zusätzliche Daten, die jeder Partner liefert.
Der Systementwurf von 2022 sieht eine 3D-Var-Datenassimilation vor: Die kurze Vorhersage des vorherigen Laufs wird zu den neuen Beobachtungen hin korrigiert, abgewogen nach dem, was über die Fehler beider bekannt ist, um den Anfangszustand zu bilden. DINI ist ein Regionalmodell und muss daher wissen, was jenseits seiner Ränder geschieht: Seine seitlichen Randbedingungen stammen aus dem globalen IFS des ECMWF und werden über eine Relaxationszone rund um das Gebiet eingemischt. Die großen Wettersysteme, die in das Gebiet eintreten, sind daher die des IFS.
Bei DINI rechnet das Konsortium das Modell als kontinuierliches Ensemble. Jede Stunde werden ein Hauptlauf und fünf Vorhersagen aus leicht veränderten Bedingungen berechnet; alle drei und alle sechs Stunden werden sie zu einem Ensemble zusammengefasst, 30 Mitglieder über sechs Stunden, um die Wahrscheinlichkeit von Starkwind oder Starkregen abzuschätzen. Die Störungen wirken auf die Physik des Modells (ein Verfahren namens SPP), und die gestörten Mitglieder beziehen ihre Randbedingungen aus dem IFS-Ensemble. Jede Vorhersage reicht bis 60 Stunden.
Das DMI veröffentlicht die deterministische Vorhersage jeder dritten Stunde, um 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 und 21 UTC, stündlich vom Start bis 60 Stunden, als GRIB-Dateien in seinem öffentlichen Cloud-Speicher in der Sammlung HARMONIE_DINI_SF, unter der Lizenz CC BY 4.0. Ein Lauf ist etwa 2 Stunden 30 bis 2 Stunden 40 nach seinem nominellen Termin vollständig. Das veröffentlichte Gitter ist eine Lambert-konforme Projektion aus 1906 × 1606 Punkten im Abstand von 2 km, maßstabstreu bei 55,5°N und zentriert auf den Meridian 8°W; auf einer Karte bildet es einen Fächer von etwa 37,7°N bis 69,9°N und von 43°W bis 40°E. Sein 10-m-Wind wird entlang der Gitterachsen angegeben, nicht in geografischer Ost- und Nordrichtung.
Auf See lesen
HARMONIE DINI ist in Landnähe und in den ersten zwei Tagen am stärksten. Es bringt 2-km-Wind an Küsten, die sonst nur gröbere Modelle abdecken: die Fjorde von Bergen bis zu den Lofoten bei Svolvær, Shetland um Lerwick, den Westen Irlands bei Galway, die Färöer bei Tórshavn, Island von Reykjavik bis Akureyri, den Finnischen Meerbusen zwischen Helsinki und Tallinn, den Bottnischen Meerbusen bis Oulu und die Adriainseln von Split bis Dubrovnik. Dort zeigt es die Beschleunigungen um Kaps, den durch einen Sund kanalisierten Wind und die Flaute im Lee hoher Landmassen.
Über der Biskaya, dem Ärmelkanal, der Nordsee, dem Golfe du Lion und dem Ligurischen Meer ist es eine zweite feinmaschige Meinung neben AROME und, im Ärmelkanal und in der Nordsee, ICON-D2. Sind sie sich bei einem Seewind oder einer Winddrehung einig, verdient die Vorhersage Vertrauen; widersprechen sie sich, ist der Unterschied ein Maß dessen, was noch kein Modell weiß. Auf der großen Skala ist es jedoch nicht unabhängig: Seine Randbedingungen stammen aus dem IFS, sodass ein Tief, das das IFS falsch platziert, auch in DINI falsch platziert eintrifft. Für eine unabhängige Sicht auf die Wettersysteme sehen Sie sich ICON oder das GFS an.
Schauer und Gewitter werden berechnet, nicht erraten, sodass eine Böenlinie mit ihrer plötzlichen Winddrehung erscheinen kann. Ein einzelner Lauf liefert jedoch nur ein mögliches Gewitter: Sein Ort und sein Zeitpunkt sind unsicher, und ein über Ihrer Route gezeichnetes Gewitter ist eine Warnung, kein Fahrplan. Der 10-m-Wind ist ein Mittel über jede 2-km-Zelle: Böen, die unter einem Schauer oder bei einer plötzlichen Beschleunigung stärker sind, sind darin nicht enthalten. Die Verifikation gegen Scatterometer und Bojen hat außerdem gezeigt, dass der systematische Fehler des Modells beim bodennahen Wind bei Starkwind zunimmt; vergleichen Sie bei Sturm seine Geschwindigkeiten mit denen der anderen Modelle.
Mit seinem Vorhersagezeitraum von 60 Stunden ist es ein Modell für das Küstensegeln, für Tagestörns und Überfahrten wie von Holyhead nach Dublin oder von Kiel nach Kopenhagen oder für das Timing einer Front auf dem letzten Abschnitt einer längeren Route. Nahe den Rändern seines Gebiets, vor Grönland oder entlang seines Südrands im Mittelmeer, kann es dem IFS-Wind, den es dort erhält, wenig hinzufügen. Jenseits von zweieinhalb Tagen übernehmen die globalen Modelle.
HARMONIE DINI in Saily WR
Saily WR lädt alle acht Läufe des Tages aus dem öffentlichen Cloud-Speicher des DMI herunter, sobald jeder veröffentlicht ist, stündlich vom Start bis 60 Stunden. Jeder Vorhersageschritt ist eine Datei von etwa 600 MB, von der die App nur den 10-m-Wind liest: zwei Nachrichten von je etwa 6 MB, über Byte-Bereichsanfragen abgerufen.
Die App interpoliert diesen Wind bilinear auf ein regelmäßiges Gitter von 0,03° in der Länge mal 0,02° in der Breite, etwa 2 km, das das ganze Rechteck um den Fächer des Modells abdeckt, und dreht ihn von den Gitterachsen auf Ost und Nord. Punkte des Rechtecks außerhalb des Fächers tragen keine Vorhersage und werden als Windstille geschrieben.
Eine Route erhält eine Version von HARMONIE DINI, wenn ihr Start und ihr Ziel beide im Gebiet des Modells liegen, dessen Rand um eine Zelle nach innen versetzt angenommen wird. Sie wird mit der Polare Ihres Bootes in diesem Wind gesegelt, räumlich und zwischen den stündlichen Schritten interpoliert, und neben den Routen der anderen Modelle gezeichnet, die dasselbe Seegebiet abdecken, wo sie sich überschneiden: AROME, ARPEGE-EU, ICON-EU, ICON-D2 und die globalen Modelle. Die Strömung und die Landvermeidung, die Sie wählen, gelten für sie wie für die anderen.
Nur Start und Ziel werden gegen das Gebiet geprüft. Eine Route zwischen zwei Punkten darin kann trotzdem durch eine windstille Ecke des Rechtecks führen, etwa vor Portugal oder südlich von Sardinien, wo sie keinen Wind findet und der Route von HARMONIE DINI nicht zu trauen ist. Die Seite „Daten“ zeigt live, mit welchem Lauf von HARMONIE DINI die App arbeitet, wie weit er reicht und welches Gebiet er abdeckt.
Quellen
- The HARMONIE–AROME Model Configuration in the ALADIN–HIRLAM NWP System, Bengtsson et al., Monthly Weather Review (2017)
- UWC-West operational cooperation: organization aspects and status, Whelan, Tijm et al., EUMETNET SRNWP (2022)
- Joining forces in weather forecasting and climate research, Met Éireann (2021)
- New Icelandic Met Office weather and climate supercomputer becomes operational, Icelandic Met Office (2024)
- Using ECMWF's observation processing (SAPP) in four countries in northwest Europe, Darcy, ECMWF Newsletter 182 (2025)
- Improving cloud forecasting in HARMONIE-AROME, special project request, Gleeson, Met Éireann und ECMWF (2024)
- Weather Model (HARMONIE) for Netherlands, Europe and Caribbean, KNMI (2026)
- HARMONIE-AROME Cy46 forecast Netherlands meteorological parameters (test phase data), KNMI Data Platform (2026)
- Weather Model (HARMONIE) for DINI and IG, DMI
- Migration guide to DINI and IG, DMI
- Danish Meteorological Institute (DMI) Open Data Forecasts, Registry of Open Data on AWS (2026)