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KI-Wettermodell hätte D-Day nur teilweise richtig vorhergesagt
Treffer mit Haken: Ein modernes KI-Wettermodell hätte die Verschiebung der D-Day-Landungen vom 5. auf den 6. Juni 1944 wohl gestützt. Für den entscheidenden Morgen hätte es jedoch zu viel Ruhe und zu wenig Bewölkung vorhergesagt. Die Studie zeigt damit, wie trügerisch selbst ein scheinbar sicheres Ensemble bei seltenen, folgenreichen Wetterlagen sein kann.
Reading (England). Die Wettervorhersage für den D-Day gehörte zu den folgenreichsten Entscheidungen des Zweiten Weltkriegs. Für die Landungen an der normannischen Küste mussten Wind, Seegang, Sicht, Bewölkung und Gezeiten in ein enges Zeitfenster passen. Als sich für den geplanten 5. Juni 1944 ein Sturm näherte, empfahl der britische Meteorologe James Stagg die Verschiebung um einen Tag.
Am Morgen des 6. Juni waren die Bedingungen besser, aber keineswegs ideal, und genau diese heikle Entscheidung haben Wissenschaftler nun mit einem modernen, auf maschinellem Lernen beruhenden Wettermodell nachgestellt. Dabei ging es nicht nur darum, ob die künstliche Intelligenz den Sturm erkennen würde, sondern auch darum, wie sicher ihre Prognosen gewirkt hätten.
Forscher der University of Reading um Prof. Andrew Charlton-Perez haben dafür das Ensemble-System AIFS-ENS eingesetzt. Es erzeugt nicht nur eine einzelne Prognose, sondern viele plausible Entwicklungen der Atmosphäre. Für die historischen Briefing-Zeitpunkte ließen die Forscher 50 Varianten berechnen und verglichen sie mit der ERA5-Reanalyse, einer nachträglichen Rekonstruktion des damaligen Wetters aus Beobachtungen und einem modernen Wettermodell.
Der Test ist für ein KI-System besonders interessant, weil das D-Day-Wetter weit außerhalb seines Trainingszeitraums liegt. AIFS-ENS wurde mit Wetterdaten aus den Jahren 1979 bis 2017 trainiert, sodass das historische Ereignis vollständig außerhalb des Trainingszeitraums lag.
Für den ursprünglich vorgesehenen 5. Juni schnitt die KI überzeugend ab. Die zwei bis zweieinhalb Tage vorher gestarteten Ensembles trafen Lage und Stärke des entscheidenden Tiefdruckgebiets L5 vergleichsweise gut und zeigten nur wenig Streuung. Nach Einschätzung der Autoren hätte diese Prognose Staggs Entscheidung zur Verschiebung wahrscheinlich zusätzlich gestützt.
Für den 6. Juni kippte das Bild, denn die späteren Prognosen verlagerten L5 zu schnell in Richtung Norwegische See und schwächten dadurch den Druckgradienten über der Normandie. Das Ensemble vermittelte so den Eindruck von ruhigeren Bedingungen, obwohl der Sturm in der historischen Rekonstruktion näher blieb. Zugleich lag die Wahrscheinlichkeit, den für die Landungsboote wichtigen Windgrenzwert von 8 Metern pro Sekunde zu überschreiten, selbst in den späteren Vorhersagen noch bei rund 30 Prozent.
Auch die Bewölkung war tückisch, denn für den 5. Juni sagte das Modell im Mittel zu viel, für den 6. Juni dagegen zu wenig Wolken voraus. Gerade die frühen Prognosen für den Invasionstag lagen mit ihrem Median nahe oder unter dem militärisch relevanten Grenzwert. Das hätte eine trügerische Sicherheit erzeugen können, obwohl die tatsächliche Wolkendecke Luftoperationen zeitweise erschwerte.
Die Sensitivitätsanalyse zeigt, warum der Irrtum schwer zu erkennen war. Entscheidend war die Entwicklung eines großräumigen Musters aus Tiefs, Rücken und Trögen über dem Nordatlantik. Schon kleine Abweichungen in diesem Muster verschoben L5 zu schnell nach Nordosten. Das beeinflusste anschließend Wind und Wolken über den Stränden, obwohl das Ensemble in Teilen erstaunlich geschlossen wirkte.
Die historische Vergleichsbasis hat allerdings selbst Lücken, wie neu digitalisierte Luftdruckmessungen aus Tórshavn auf den Färöern zeigen. Sie deuten darauf hin, dass ERA5 das Tief um etwa zwei bis vier Hektopascal zu schwach rekonstruiert oder räumlich beziehungsweise zeitlich etwas falsch platziert haben könnte. Weitere alte Wetteraufzeichnungen könnten deshalb künftig zeigen, wie groß der Modellfehler tatsächlich war.