Zukunft Forschung 01/2017

METEOROLOGIE
SCHLECHTE Sichtverhältnisse haben
großen Einfluss auf den Betrieb auf
Flughäfen.
zu Stopps an Flughäfen, von denen aus
Flugzeuge Wien anfliegen wollen. „Angegeben
werden die Behinderungen nach
Kapazitätseinbußen des Flughafens. Bei
der schlechtesten Stufe – abgesehen von
einer Totalsperre – liegt die Kapazität
des Flughafens in Wien bei nur noch 40
Prozent des Normalwerts“, erklärt der
Statistiker.
Mit ihren Modellen sagen Achim Zeileis
und Georg Mayr für den Flughafen
deshalb auch nicht voraus, wie die Sicht
genau sein wird, sondern geben Wahrscheinlichkeiten
für die Kapazitätsklassen
an. „Wir sagen dann sowas wie:
Mit 70 Prozent Wahrscheinlichkeit wird
morgen Vormittag die volle Kapazität
erreicht, mit 25 Prozent Wahrscheinlichkeit
sinkt sie um eine Stufe und mit fünf
Prozent wird sie sogar noch eine Stufe
weiter sinken“, erläutert Zeileis. Die
Verantwortlichen am Flughafen können
sich besser auf die Situation vorbereiten,
wenn sie die Wahrscheinlichkeit für jede
Kapazitätsklasse bekommen anstelle der
Vorhersage, dass exakt eine bestimmte
Kapazität vorhanden sein wird.
Datengrundlage
Den Rechenmodellen liegt eine Reihe
von Daten zugrunde, die einerseits physikalisch
modelliert, andererseits mit
statistischen Methoden hochgerechnet
werden. „Die physikalische Modellierung
benötigt viel Rechenzeit am Computer
– ein möglichst genauer Blick sechs
Stunden in die Zukunft benötigt bis zu
einer Stunde Rechenzeit, da verliere ich
schon wieder einen Teil der Prognose allein
durch die Zeit, die die Berechnung
braucht“, erläutert Georg Mayr. Statistische
Methoden, die auf aktuellen Messungen
vom Flughafen und der unmittelbaren
Umgebung zurückgreifen und
auch historische Daten berücksichtigen,
liefern rascher Vorhersagen. „Für den
Flughafen sind jeweils die nächsten beiden
Stunden wichtig. Mit physikalischen
Modellen schärfen wir dann bei Vorhersagen
nach, die weiter in die Zukunft
reichen“, sagt Achim Zeileis. Testweise
hatten die Forscher ihr Modell im Winter
bereits im Einsatz, dabei konnten sie unterschiedliche
Methoden testen und auf
Erfolg kontrollieren.
Insgesamt verbessern die Innsbrucker
Methoden die Datenbasis für Entscheider
an Flughäfen: Sie erhalten deutlich präzisere
Informationen als bisher, die Eintrittswahrscheinlichkeiten
für bestimmte
Sichtbedingungen sind feiner aufgelöst.
„Letzten Endes liegt die Entscheidung
natürlich beim Menschen, unsere Modelle
liefern lediglich genauere Daten als die
bisher eingesetzten Verfahren“, sagt Georg
Mayr. Bevor die neuen Methoden am
WEBCAM-BILDER vom Flughafen Wien,
hier mit Morgennebel.
Flughafen in Wien eingesetzt werden
können, müssten sie noch auf die Software-Umgebung
dort abgestimmt und
angepasst werden – die Innsbrucker Forscher
liefern einen „Proof of Concept“.
Die Methoden sind zudem auf Flughäfen
weltweit übertragbar, sagt Achim Zeileis:
„Bei der Anpassung an andere Standorte
ist etwas administrative Arbeit nötig, die
Datenquellen sind zwangsläufig andere,
aber die Grundstruktur ist generell anwendbar.“
sh
IM PROJEKT „Forecasting Low Visibility Procedure States and Resulting Capacities
of Airports“ (LowVisCapFX) entwickeln Georg Mayr (li.) und Achim Zeileis mit ihren
Doktoranden Sebastian Dietz und Philipp Kneringer ein experimentelles Vorhersage-
System für die Wahrscheinlichkeit
von schlechten Sichtverhältnissen am
Flughafen Wien. Dabei kombinieren sie
moderne statistische Methoden mit der
Auswertung von historischen und aktuellen
Wetterdaten. Kooperationspartner
ist die Austro Control, gefördert wird das
Projekt von der Forschungsförderungsgesellschaft
FFG.
zukunft forschung 01/17 27