Hoch STEFAN sorgt für ruhiges Herbstwetter

Zwar liegt Hoch STEFAN aktuell (Dienstag, 20.9., mittags) noch über England, aber über seinen weiteren Weg sind sich die Vorhersagemodelle weitgehend einig. Am morgigen Mittwoch wird STEFAN bei uns in Deutschland vorbeischauen, von wo aus es weiter nach Ost- bzw. Südosteuropa wandert. Damit steht uns einerseits eine hochdruckgeprägte und damit ruhige Witterungsphase bevor. Andererseits trifft der Hochdruck auf die zuvor eingeflossene Polarluft, und damit wird der Wettercharakter insgesamt herbstlich.

DWD Hoch STEFAN sorgt fuer ruhiges Herbstwetter

Die Augen reiben wird sich so manche oder mancher ob der teils dichten Nebelfelder, die sich in den kommenden Nächten bilden – und die der Jahreszeit entsprechend schon ein wenig brauchen um sich aufzulösen. Der Schwerpunkt der Nebelbildung bewegt sich dabei mit STEFAN von West nach Ost, was letztendlich die Tatsache widerspiegelt, dass sich Nebel bevorzugt bei windschwachen Wetterlagen bildet und genau das in Hochdruckgebieten oft gegeben ist. Innerhalb des Hochs sind es dann – auch das nicht überraschend – die (Fluss-)Niederungen, die sich als prädestiniert für Nebel erweisen werden. Hier ist genug feuchte vorhanden, und hier sammelt sich gerne die Luft, die in der Nacht am stärksten auskühlt.
Das bedeutet aber auch, dass nicht nur Augen, sondern auch Hände gerieben werden – vor Kälte. Die nächtlichen Tiefstwerte kommen der Null-Grad-Marke hier und da nicht nur gefährlich nahe, lokal wird diese sogar erreicht oder gerissen. In “ungünstigen” Mittelgebirgslagen geht es mit den Temperaturen runter bis auf minus ein Grad. In zwei Meter Höhe wohlgemerkt. In Bodennähe dürfte es nicht nur verbreiteter für Frost reichen, sondern dieser dürfte auch noch etwas deutlicher im negativen Bereich liegen. Nebel und Frost – das bedeutet gefrierenden Nebel. Vielleicht bilden sich ja in den frostanfälligen Regionen die ersten Eisblumen an den Fenstern.

Nicht verschwiegen werden soll, dass es unter dem Hochdruckeinfluss von STEFAN mit Niederschlägen nicht weit her ist – was nicht überrascht. Heute weigert sich das kräftige Tief REILI über Nordwesteuropa noch, die von STEFAN angebotene “Beruhigungspille” zu schlucken. Entsprechend sind noch verbreiteter Schauer und kurze Gewitter unterwegs. Aber ab morgen erlahmt der Widerstand, dann sind allenfalls im äußersten Osten noch letzte Schauer unterwegs – und bis in den Freitag hinein folgt auch kein neuer Regen nach. Dies sagt zumindest das DWD-Modell ICON6.

Erst am Samstag wird es von Westen wieder wechselhafter, dann ist auch wieder etwas Regen möglich. Aber ein durchgreifender Luftmassenwechsel ist nicht zu sehen. Dadurch bleibt uns auch das aktuelle Temperaturniveau von meist 16 bis 20 Grad auch erhalten, nur am Oberrhein kann es auch mal knapp über 20 Grad warm werden. Für den Frühherbst sind das durchaus angemessene Temperaturen.

DWD Hoch STEFAN sorgt fuer ruhiges Herbstwetter 1

Dipl.-Met. Martin Jonas
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 20.09.2022

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Wasser – wichtig und spannend zugleich

Wasser ist, rein wissenschaftlich betrachtet, eine chemische Verbindung aus den Elementen Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H). Die chemische Formel des sogenannten Wassermoleküls lautet H2O. Fachsprachlich korrekt ausgedrückt würde man Wasser auch als Dihydrogenmonoxid bezeichnen, nach der sogenannten IUPAC-Nomenklatur als Oxidan. Es ist klar, farb- und geruchlos. Sein Siedepunkt liegt bei 100 Grad Celsius, sein Schmelzpunkt bei 0 Grad Celsius Klingt erst einmal recht langweilig, ist es aber nicht.

DWD Wasser wichtig und spannend zugleich

Wasser ist viel spannender, als es auf den ersten Blick erscheint. Es umgibt uns tagtäglich und stellt die Grundlage unseres Lebens dar. Beim Duschen, Kochen oder Eisessen nimmt man seine Besonderheiten meist gar nicht mehr wahr. Doch in seinen unterschiedlichen Formen verursacht das vielfältige Molekül eindrückliche Phänomene.

Es kommt gasförmig in der Luft in Form von unsichtbarem Wasserdampf vor. Seine flüssige Form ist auf der Erde allgegenwärtig: rund 70% unserer Erde sind von Ozeanen, Flüssen und Seen bedeckt. In seiner festen Form tritt Wasser als Eis, Schnee, Hagel und Graupel oder Reif auf. Es kommt also in allen drei Aggregatzuständen auf der Erde vor. Dies mag vielleicht nicht einzigartig sein, aber dennoch gibt es keinen anderen Stoff, der uns in allen drei Zuständen so präsent ist.

Ein weiteres, seltsam anmutendes Phänomen ist die sogenannte “Dichteanomalie”. Diese sorgt dafür, dass gefrorenes Wasser auf seinen flüssigen Nachbarmolekülen schwimmt. In der Regel nimmt die Dichte der meisten Stoffe mit zunehmender Temperatur ab – unabhängig vom Aggregatszustand. Anders ist es beim Wasser: Die höchste Dichte besitzt Wasser bei etwa 4 Grad Celsius unter Normaldruck. Dann wiegt ein Liter Wasser ein Kilogramm. Wird das Wasser nun erhitzt, dehnt es sich aus und wird in der Folge leichter. Die besondere Eigenschaft des Wassers: Sinkt die Temperatur unter 4 Grad, wird Wasser ebenfalls wieder leichter und dehnt sich aus – selbst beim Wechsel in den festen Aggregatszustand. Der Grund für diese Besonderheit liegt in der Verkettung der Sauerstoff- und Wasserstoffatome benachbarter Wassermoleküle, also in den Kräften, die die verschiedenen Wassermoleküle untereinander zusammenhalten. Diese werden, ohne hier zu ausführlich in die Tiefen der Chemie eintauchen zu wollen, als sogenannte Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnet. Nur so viel sei gesagt: Ohne diese Wasserstoffbrückenbindungen würde Wasser in seiner uns bekannten Form auf der Erde nicht existieren. Und ohne diese besondere Eigenschaft hätte sich folglich kein Leben auf der Erde entwickelt.

DWD Wasser wichtig und spannend zugleich 1

Eine eher paradoxe Eigenschaft des Wassers stellt der sogenannte Mpemba-Effekt dar. Dieser beschreibt ein Phänomen, bei dem heißes Wasser unter geeigneten Bedingungen schneller gefriert als kaltes Wasser. Dies widerspricht ein Stück weit der eigenen Intuition. Einen ausführlichen Artikel meines Kollegen Sebastian Altnau vom 19. Februar 2021 zu diesem außergewöhnlichen Effekt finden Sie im Tagesthemen-Archiv

DWD Wasser wichtig und spannend zugleich 2

Wasser besitzt darüber hinaus eine hohe spezifische Wärmekapazität. Oder einfacher ausgedrückt: Wasser kann viel Energie aufnehmen, d.h. um Wasser zu erhitzen wird viel Energie benötigt. Insgesamt sind für die Erwärmung eines Kilogramms um 1 Grad 4200 Joule an thermischer Energie notwendig. Um beispielsweise die Temperatur des gesamten Bodensees um 10 Grad zu erhöhen – immerhin besteht dieser aus 48 Billionen Litern Wasser – wären mehr als 2 Trillionen Joule (entspricht circa 558 Terrawattstunden) notwendig. Wie groß diese Energiemenge ist, zeigt sich im Vergleich zum Stromverbrauch in Deutschland, der im Jahr 2021 bei 508 Terrawattstunden lag. Die Energie, die für die Erwärmung des Bodensees notwendig wäre, könnte Deutschland also für mehr als ein ganzes Jahr (sofern sich der Autor in den Potenzen nicht verrechnet hat) mit Strom versorgen.

Wasser besitzt noch viele weitere physikalische Eigenschaften, die einiges an Spannung bieten, wie dem kühlenden Effekt beim Schwitzen oder seiner besonders starken Oberflächenspannung. Suchen Sie doch einfach mal in den Weiten des Internets. Dort werden Sie sicherlich fündig. Wie wichtig Wasser für unser Wetter ist, wird in einem weiteren Thema des Tages in den nächsten Wochen thematisiert.

MSc.-Met. Sebastian Schappert
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 19.09.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Wütender „Nanmadol”

Wenn tropische Wirbelstürme auf der anderen Seite der Erdkugel es bis in die deutschen Nachrichten schaffen, dann muss es sich schon um ein außergewöhnliches Ereignis handeln. Um ein solches handelt es bei Supertaifun „Nanmadol” zweifellos.
Entstanden ist „Nanmadol” bereits vor etwa einer Woche am 9.9.22 in der Philippinensee als sogenannte tropische Depression, quasi eine Art Tiefdruckgebiet, was sich durch rege Gewittertätigkeit bemerkbar macht. Solche Systeme erregen die Aufmerksamkeit der zuständigen Wetterdienste, denn diese tropischen Tiefs sind es, aus denen sich ausgewachsene Stürme entwickeln können. Nach einer kurzen Schwächephase begann diese Störung sich zwei Tage später, ab dem 11.9., erneut zu intensivieren. Wiederum zwei Tage später, wir schreiben nun inzwischen den 13.9., wurde dieses System als Tropensturm klassifiziert und erhielt dabei vom japanischen Wetterdienst seinen Namen.
Weil man selten davon hört, folgt an dieser Stelle ein Exkurs in die Namensgebung der pazifischen Wirbelstürme. Im Gegensatz zur atlantischen Systematik mit Namen in alphabetischer Reihenfolge werden für den Pazifik die Namen durch ein Komitee aller betroffenen Anrainerstaaten unter Federführung der WMO festgelegt. Dabei trägt jedes Land in alphabetischer Reihenfolge einen landestypischen Namen bei, das heißt den Anfang macht Kambodscha (beginnt im englischen mit „C”), zuletzt kommt Vietnam. Im aktuellen Fall entstammt der Name „Nanmadol” dem Mikronesischen und referenziert eine untergegangene Ruinenstadt auf der mikronesischen Insel Pohnpei. Ebenfalls anders als in der atlantischen Systematik kennt der Pazifik keine Tropensturmsaison; die Namensliste wird ununterbrochen weitergeführt. Im Atlantik beginnt die Namensgebung in jedem Jahr dagegen immer wieder bei „A”.
Aber zurück zu „Nanmadol”: Am 15.9. wurde der Sturm als Taifun eingestuft. Zu diesem Zeitpunkt lag die Windgeschwindigkeit immerhin schon bei 120 km/h. In den folgenden Stunden begann der Sturm nun, eine immer weiter nordwestwärts gerichtete Zugbahn einzuschlagen und intensivierte sich dabei immer weiter. Bereits am nächsten Tag, dem 16.9., wurde er vom „Joint Typhoon Warning Center” als Supertaifun klassifiziert. Die mittleren Windgeschwindigkeiten lagen inzwischen bei exorbitanten 240 km/h.

DWD Wuetender „Nanmadol

In der Folge zog der Taifun weiter nordwärts auf die südjapanische Küste zu und erreichte diese am heutigen Sonntag mitteleuropäischer Zeit direkt über der Stadt Kagoshima auf der Hauptinsel Kyūshū. Zuvor hatte er sich bereits schon leicht abgeschwächt, die mittleren Windgeschwindigkeiten lagen aber immer noch bei über 170 km/h.

DWD Wuetender „Nanmadol 1

Was aber macht den Taifun nun so gefährlich? Es ist das Zusammenspiel der zu diesem Zeitpunkt außergewöhnlich hohen Windgeschwindigkeiten in Zusammenspiel mit extrem heftigen Regenfällen und der Geländebeschaffenheit. Die japanischen Inseln bestehen zu großen Teilen aus stark zerklüftetem Gelände und von den Küsten aus schnell ansteigendem Gebirgshinterland. Das führt rasch zu schweren Überflutungen und Erdrutschen in den Tälern. Außerdem sind die Windgeschwindigkeiten so außergewöhnlich hoch, dass es für weniger stabil gebaute Gebäude kritisch werden kann bezüglich der Windlast, auch wenn der Sturm wohl nicht so extrem heftig auf das Land trifft, wie vorher prognostiziert.

Nach dem „Landfall” schwächt sich Nanmadol in der Folge rasch ab, bringt aber in den kommenden 24 bis 48 Stunden in weiten Teilen Japans noch eine ganze Menge Regen und Überflutungen.

M.Sc. Felix Dietzsch
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 18.09.2022

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Ein drittes La Niña

Das Klima im Südpazifik wird durch den Wechsel zwischen El NiñoLa Niña und den normalen Zwischenjahren geprägt. Dieser Wechsel der drei Zustände wird mit der El Niño Südliche Oszillation (ENSO) beschrieben. Ein negativer ENSO-Wert kennzeichnet dabei ein La Niña Jahr, ein positiver Wert ein El Niño-Jahr. Treiber des Ganzen ist dabei die sogenannte Hadley-Zirkulation.

DWD Ein drittes La Nina

Durch den hohen Sonnenstand über dem Äquator heizt sich die Luftmasse dort verstärkt auf und steigt somit in größere Höhen auf. In der Höhe wird die Luft dann polwärts geführt. Auf dem Weg kühlt diese ab und sinkt allmählich zu Boden. Es entsteht bodennah ein Hochdruckgürtel, der sich etwa entlang des südlichen Wendekreises über den gesamten Südpazifik erstreckt. Am Boden wird die Luft dann als Südost Passat wieder in Richtung Äquator geführt und trifft dort innerhalb der Äquatorialen Konvergenzzone auf den Nordost Passat von der Nordhalbkugel. Im englischen heißt der Wind auch Trade-Wind, da die konstante Luftströmung aus derselben Richtung von den großen Handelsschiffen genutzt wurde um möglichst effizient über die Ozeane zu segeln. Der anhaltende Südostwind über dem Pazifik führt dazu, dass die Oberflächenströmung des Ozeans in der Regel von Ost nach West verläuft. Das Abtreiben des Oberflächenwassers vor der südamerikanischen Küste führt dort zum Aufsteigen kälteren Wassers aus der Tiefe. Das in der Regel kalte Oberflächenwasser hat zur Folge, dass an der südamerikanischen Seite des Pazifiks nur wenig Niederschlag fällt. Auf der Westseite des Pazifiks sammelt sich hingegen warmes Meerwasser an der Oberfläche und es kann hier zu ergiebigem Regen kommen.

DWD Ein drittes La Nina 1

In La Niña-Jahren ist diese Konstellation besonders stark ausgeprägt. So auch dieses Jahr wieder. Der australische Wetterdienst hat seit Juni erneut sinkende Meerestemperaturen im Ostpazifik beobachtet. Zudem sprechen die Luftdruckverhältnisse mit einem ausgeprägten Hoch über dem Pazifik für sich verstärkende Passatwinde. Auch der erhöhte Bewölkungsgrad über dem Äquator ist ein typisches Anzeichen für La Niña. Die Wetter- und Klimamodelle lassen darauf schließen, dass La Niña im australischen Frühling und Frühsommer seinen Höhepunkt erreichen wird. Anfang 2023 soll sich die Konstellation jedoch bereits wieder abschwächen und der ENSO in eine neutrale Phase übergehen.
Neben der La Niña Konstellation herrscht im Indischen Ozean auch ein negativer Indischer Ozean Dipol (IOD) vor. Der IOD beschreibt ähnlich wie der ENSO die Temperaturverhältnisse des Oberflächenwassers. Dabei ist bei einem negativen IOD die Meerestemperatur an der südöstlichen Seite, die an Australien angrenzt, höher als in normalen Jahren. Am westlichen Rand des Indiks ist die Wassertemperatur hingegen niedriger als im Mittel. Beides in Kombination hat den Australischen Wetterdienst nun dazu veranlasst jetzt die erste Einschätzung für diese Saison zu veröffentlichen. Vor allem in der Osthälfte Australiens sind Überschwemmungen in den nächsten Monaten wahrscheinlich. Es ist aber noch zu früh um genauere Aussagen zu treffen.
Die Meteorologen prognostizieren jedoch für diese Saison, dass La Niña kürzer und in schwächerer Form als beim letzten Mal ausfallen wird. Im Februar und März 2022 sind vor allem im Osten und Südosten Australiens schwere Überschwemmungen aufgetreten, nachdem innerhalb eines Tages über 400 Liter pro Quadratmeter gefallen sind.
Es stellt somit das dritte La Niña Jahr in Folge dar, was ein seltenes Ereignis ist. In den Jahren 1973 bis 1976 sowie von 1998 bis 2001 gab es schon mal drei aufeinanderfolgende La Niña-Jahre. Vier aufeinander folgende La Niña Jahre wurden hingegen noch nicht beobachtet. Es bleibt also abzuwarten, wie sich der ENSO im nächsten Jahr entwickelt.

M.Sc. Met. Sonja Stöckle
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 17.09.2022

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Tag für die Erhaltung der Ozonschicht

Als Ozonschicht wird ein Bereich in der unteren Stratosphäre, etwa in einer Höhe von 15 bis 30 Kilometern über der Erdoberfläche, bezeichnet. Dort weist die Atmosphäre eine erhöhte Konzentration an Ozonmolekülen auf. Ozon besteht aus drei Sauerstoffmolekülen. Bei der Entstehung von Ozon ist energiereiche Strahlung von Bedeutung. Vor allem durch den UV-C Anteil des Sonnenlichts werden Luftsauerstoffmoleküle in ihre atomaren Teile gespalten. Die freien Sauerstoffatome verbinden sich dann umgehend mit einem weiteren Sauerstoffmolekül und bilden somit das lichtempfindliche Ozon.
Da in der Ozonschicht der UV-C Anteil sowie ein großer Teil des UV-B Anteils des Sonnenlichtes absorbiert wird, stellt sie die große Schützerin von Pflanzen und allen lebenden Organismen vor Strahlenschäden dar. Ozon ist aber auch ein Treibhausgas und in dieser Funktion wesentlich wirksamer als Kohlenstoffdioxid. Ohne die Ozonschicht wäre das Leben, so wie wir es kennen, nicht möglich.

Ab 1930 brachten aber die künstlich erzeugten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) die Ozonschicht langsam in Gefahr. Die Stoffe, die zum Beispiel in Spraydosen, als Kühlmittel oder in Feuerlöschern verwendet wurden, tragen zum Abbau von Ozon bei. Durch chemische Prozesse werden Ozonmoleküle gespalten. Infolgedessen dünnt die Ozonschicht aus. Die erste Studie über die Schädigung der Ozonschicht durch FCKW wurde 1974 veröffentlicht. 1985 erfolgte dann der erste Nachweis über ein Ozonloch über der Antarktis. Über der Antarktis kommt es schon auf natürliche Weise zu einem Ozonminimum in den südhemisphärischen Wintermonaten, da durch fehlende Sonneneinstrahlung die Ozonproduktion eingeschränkt ist. In den Jahren zeichnete sich jedoch eine weitere Ausdehnung des Ozonlochs mit gefährlich geringer Ozonkonzentration ab. Es war also höchste Zeit etwas zu unternehmen.

DWD Tag fuer die Erhaltung der Ozonschicht

Im September 1987 vereinbarten dann erstmals die Europäische Gemeinschaft zusammen mit 24 weiteren Staaten das Montreal-Protokoll, dass die Vertragsparteien dazu verpflichtet ozonabbauende Stoffe zu reduzieren. In den folgenden Jahren unterzeichneten alle 197 UN-Staaten das Abkommen. Es wird ständig weiterentwickelt und beinhaltet mittlerweile nicht nur Verbote für FCKW sondern reguliert auch die Verwendung anderer Stoffe wie teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) und Halogenen. Damit sich auch alle Länder an die Vereinbarung halten wird die Konzentration der Stoffe kontinuierlich gemessen. So können mögliche illegale Freisetzungen erkannt und geortet werden. Die Messungen erfolgen zum einen vom Erdboden aus. Eine wichtige Messstation befindet sich in der Umweltforschungsstation Schneefernerhaus auf der Zugspitze.

Zum anderen werden Ozonkonzentrationen durch Radiosondierungen gemessen. Dies erfolgt unter anderem am meteorologischen Observatorium des Deutschen Wetterdienstes. Auch durch Satelliten kann der Ozongehalt flächendeckend beobachtet werden.

Da FCKW -Moleküle eine lange Lebensdauer von 50 bis 100 Jahren in der Atmosphäre aufweisen, ist die Konzentration der Stoffe seit der Unterzeichnung des Protokolls trotz Einsparung von rund 97 Prozent zunächst nicht gesunken, sondern gestiegen. Die höchsten Konzentrationen wurden im Jahr 2000 gemessen. Seitdem gehen die Konzentrationen aber zurück und die Ozonschicht kann sich allmählich erholen. Bis sich die Ozonschicht wieder auf dem ursprünglichen Stand aufgebaut hat, werden jedoch noch einige Jahre vergehen. Wie lange es genau dauert, darüber sind sich die Wissenschaftler noch nicht einig. Es wird wohl mindestens noch bis 2050 dauern.

MSc Sonja Stöckle
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 16.09.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Der Herbst klopft an die Tür

Am heutigen Donnerstag sorgen Hoch STEFAN und Tief QUEENIE dafür, dass eine Luftmassengrenze über der südlichen Mitte Deutschlands mit schauerartigem Regen als Kaltfront allmählich südwärts vorankommt und in der Nacht zum Freitag dann die Alpen überquert. Bereits am gestrigen Mittwoch brachte die Luftmassengrenze in der Mitte verbreitet Regen. Südlich davon haben sich in der sehr feuchten und warmen Luft teils unwetterartige Gewitter gebildet.

Schauerartiger Regen und einige Gewitter bleiben in den Regionen südlich des Mains also auch heute ein Thema. Dabei besteht weiterhin örtlich Starkregengefahr bis in den Unwetterbereich. In den übrigen Regionen zeigt sich neben vielen Wolken hin und wieder mal die Sonne. Lediglich in Küstennähe bringt eine zweite Kaltfront einige kurze Schauer.

Zwischen dem Hoch STEFAN bei Island und dem Tief QUEENIE bei Stockholm wird nun in den nächsten Tagen staffelweise mit einer nördlichen Strömung kühle Meeresluft polaren Ursprungs nach Deutschland herangeführt. Am gestrigen Mittwoch wurden im Süden noch mal sommerliche Temperaturen von 25 Grad und mehr (Piding 28,1 Grad) erreicht. Diese dürfte in diesem Jahr endgültig vorbei sein. Stattdessen klopft voll der Herbst an die Tür.

Heute liegen die Höchstwerte noch zwischen 17 und 20, im Süden zwischen 20 und 23 Grad. Für die nächsten vier bis fünf Tage bleibt die Temperatur dann verbreitet unter der 20-Grad-Marke. Am Alpenrand werden sogar am Wochenende kaum 10 Grad erreicht.

Am Freitag und über das gesamte Wochenende stellt sich zudem bei wechselnder bis starker Bewölkung teils windiges Schauerwetter ein. Vereinzelt sind auch kurze Gewitter möglich und an den Alpen gibt es oberhalb von 1500 bis 2000 m den ersten nennenswerten Schnee von einigen Zentimetern.

Dipl.-Met. Marco Manitta
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 15.09.2022

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

DWD Der Herbst klopft an die Tuer

Warmes Mittelmeer – Potential für heftige Starkniederschläge im Herbst

In den Herbstmonaten zieht es viele Urlaubshungrige nochmal in die Destinationen rund um das Mittelmeer. Doch dabei sollte die Wetterprognose genauer im Auge behalten werden. Während in Mitteleuropa die Hauptaktivität der Gewittertätigkeit in die Sommermonate fällt, ist der Herbst im Mittelmeerraum die gewitterreichste Saison des Jahres. Diese Verschiebung zeigt beispielsweise die Analyse der Blitzdichte von 2008 bis 2012 im Juli und Oktober (Abb. 1). Doch welche Ursachen sind für diese Verschiebung verantwortlich?

DWD Warmes Mittelmeer Potential fuer heftige Starkniederschlaege im Herbst

In den Sommermonaten ziehen sich die Frontensysteme mit der Verlagerung des Jetstreams (siehe DWD Lexikon

relativ weit nach Norden zurück, wodurch die mediterranen Regionen häufig im Einflussbereich der subtropischen Hochdruckgebiete liegen, welche sich von den Azoren und Nordafrika ausbreiten. Dies sorgt für trockenes und heißes Sommerwetter, oft auch einhergehend mit anhaltenderen Hitzewellen. Zusätzlich stabilisierend wirkt dabei zunächst das Mittelmeer selber, da es erst im Verlauf des Sommers zunehmend erwärmt wird und somit erst auf “Betriebstemperatur” kommen muss. Aufgrund dessen fahren so viele Menschen in den Sommerferien in den Süden auf Urlaub, da längere Regenphasen – abgesehen von Gewittern – dort praktisch nicht vorkommen.

Im Herbst verlagert sich der Jetstream langsam wieder südwärts, wodurch die Ausläufer des subtropischen Hochdruckgürtels nach Nordafrika abgedrängt werden. Die Tiefdrucktätigkeit nimmt zu und damit greifen auch die Frontensysteme wieder weiter nach Süden aus und erreichen auch den Mittelmeerraum. Gelangt nun mit einem Kaltluftvorstoß kühle Luft polaren oder subpolaren Ursprungs aus dem Norden über das warme Mittelmeer, führt dies zu einer “explosiven” Mischung. Die kalte Luft über dem warmen Meer begünstigt die Entstehung von Schauern und Gewittern. Auftriebsenergie wird durch das warme Oberflächenwasser und die labile Schichtung der Atmosphäre bereitgestellt. Die untersten Luftschichten, die durch das warme Mittelmeer erwärmt werden, sind weniger dicht als die Kaltluft die darüber einströmt und haben somit das Bestreben aufzusteigen. Aufgrund der Verdunstung an der warmen Meeresfläche nehmen diese Luftpakete sehr viel Feuchte auf. Beim Aufsteigen bilden sich schließlich durch Kondensation mächtige Quellwolken mit Schauern und Gewittern. Je wärmer nun das Mittelmeer ist, desto mehr Energie hat es gespeichert und desto mehr Energie steht für die Bildung von Regenschauern und Gewittern zur Verfügung.

Genau diese Konstellation ist dieses Jahr der Fall. Die Oberflächentemperatur im Mittelmeer bewegt sich derzeit zwischen 25 bis 29 Grad, vor der Ostküste Tunesiens sind es gar um 30 Grad (Abb. 2).

 

DWD Warmes Mittelmeer Potential fuer heftige Starkniederschlaege im Herbst 1

Interessanter ist jedoch noch der Blick auf die Anomalien, also die Abweichungen der Oberflächentemperaturen zum langjährigen klimatologischen Mittel. Insbesondere das westliche Mittelmeer ist verbreitet um 3 bis 5 Grad zu warm (Abb. 3). Kommt es nun zu einem Kaltluftvorstoß über das Rhonetal Richtung Löwengolf (französisches Mittelmeerküste) und weiter bis in den Golf von Genua, können sich dort entstehende Tiefdruckgebiete intensivieren und zu sehr starken Niederschlägen führen. Gelangt die energiereiche Luft mit einer Südwestströmung schließlich zu den Alpen, kann die auch hier zu sehr starken Regen- oder im Frühwinter auch schon zu Starkschneefällen führen. (Abb.3)

DWD Warmes Mittelmeer Potential fuer heftige Starkniederschlaege im Herbst 2

Aufgrund der besonders hohen Meeresoberflächentemperatur im Mittelmeerraum ist das Potential für Starkniederschläge in den kommenden Monaten besonders groß. Die Frage ist nun aber noch, ob und wann dieses Potential auch angezapft wird. Das werden aber erst die Wetterentwicklungen der kommenden Wochen und Monate zeigen. Auf alle Fälle steht schon am Freitag und dem kommenden Wochenende ein erster Kaltluftvorstoß in das westliche Mittelmeer bevor. Insbesondere durch seine geographische Form ist dabei Italien besonders prädestiniert für Unwetter mit extremem Starkregen. Zum einen erhält Italien vom umliegenden Mittelmeer oft mit viel Wasserdampf angereicherte Luft. Des Weiteren ergeben sich durch Küstenlinie immer Gebiete mit auflandigem Wind, wodurch sich an den Apenninen sowie an den Alpen zusätzlich Staueffekte ergeben. Aber auch die Küstenregionen Südostspaniens, Südfrankreichs sowie am Dinarischen Gebirge und weiteren Gebirgsgruppen des Balkans bis hin nach Anatolien sind immer wieder von Sturzfluten betroffen.

M.Sc.-Met. Sebastian Altnau
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.09.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Kármánsche Wirbelstraßen

Wettersatelliten blicken kontinuierlich von oben auf unsere Erde und liefern uns beeindruckende Bilder von der Verteilung und Struktur der Wolken sowie von großräumigen Strömungsmustern wie beispielsweise die gigantischen Wolkenspiralen von Tiefdruckgebieten. Gerade die sogenannten polarumlaufenden Satelliten ermöglichen uns besonders hochaufgelöste Aufnahmen und nehmen bei ihren Überflügen mitunter faszinierende Wolkenformationen auf. Sie umkreisen die Erde in nur etwa 850 Kilometern Höhe auf sonnensynchronen polarumlaufenden Bahnen (siehe auch Thema des Tages vom 19.03.2021).

Richtet man sein Augenmerk zum Beispiel auf die Kanarischen Inseln, kann man nicht selten besonders stilvolle und symmetrisch angeordnete Wolkenwirbel südwestlich der Inselgruppe entdecken (Abb. 1+2). Die Rede ist von sogenannten “Kármánschen Wirbelstraßen”. Diese werden nicht nur in der Meteorologie beschrieben, sondern sind ein bekanntes Phänomen der Strömungsmechanik. Die Strömungsmuster wurden nach dem ungarischen Ingenieur und Mathematiker Théodore von Kármán (1881-1963) benannt, der sie erstmals 1910 entdeckte und ein Jahr später veröffentlichte. Grundsätzlich können Kármánsche Wirbelstraßen in allen flüssigen und gasförmigen Stoffen (Fluiden) auftreten, also beispielsweise auch im Wasser oder eben in der aus Luft und Wasserdampf bestehenden Atmosphäre der Erde. Diese Wirbelschleppen formieren sich unter bestimmen Voraussetzungen beim Umströmen eines Hindernisses auf der stromabgewandten Seite.

DWD Karmansche Wirbelstrassen

Das Verhalten des Fluids beim Umströmen des Hindernisses hängt neben den Fließeigenschaften (Viskosität) des Fluids von der Größe und Form des Hindernisses sowie von der Strömungsgeschwindigkeit ab. Bei einer geringen Geschwindigkeit kommt es zunächst noch zu keinerlei Verwirbelungen (laminare Strömung). Ab einer bestimmten Geschwindigkeit bilden sich hinter dem umströmten Hindernis zunächst ortsfeste Wirbel. Diese kann man zum Beispiel häufig an Brückenpfeilern in Flüssen beobachten. Mit etwas Geschick können Sie diese auch selbst erzeugen, wenn Sie einen Finger oder ein Lineal mit der passenden Geschwindigkeit durch eine gefüllte Badewanne auf einer geraden Linie bewegen. Bei noch höherer Geschwindigkeit lösen sich schließlich die Wirbel vom Hindernis ab und driften in Strömungsrichtung. Immer wenn sich ein Wirbel abgelöst hat, bildet sich ein neuer Wirbel mit entgegengesetztem Drehsinn. Die sich ablösenden Wirbel reihen sich hintereinander und so entsteht ein regelmäßiges Muster aus zwei versetzten Reihen mit gegenläufigen Wirbeln.

DWD Karmansche Wirbelstrassen 1

In der Atmosphäre können Kármánsche Wirbelstraßen im Kleinen hinter Flugzeugen oder im Großen hinter Inseln beobachtet werden, die hoch aus dem Meer ragen. Damit wären wir wieder bei den Kanarischen Inseln. Die zu Spanien gehörenden Kanaren sind eine Inselgruppe vulkanischen Ursprungs westlich von Marokko zwischen dem 27. und 29. nördlichen Breitegrad. Als Hindernisse dienen ihre hohen Vulkankegel wie beispielsweise der 3718 m hohe Pico del Teide auf Teneriffa, der höchste Berg Spaniens. Aufgrund der südlichen Lage werden die Kanaren vom Nordostpassat beeinflusst, der nicht selten genau die richtige Strömungsgeschwindigkeit besitzt, um im Windschatten der Vulkankegel südwestlich der Inseln beeindruckende und teils bis zu 1000 Kilometer lange Wirbelstraßen erzeugt. Sie werden aber erst durch die charakteristischen Wolkenfelder sichtbar, die durch die Turbulenzen der Wirbel ihre stilvolle Form erhalten. Im Luv der Vulkankegel entsteht zudem häufig eine Art Bugwelle ähnlich die eines fahrenden Schiffs (Abb. 2). Sie hält die nähere Umgebung der Inseln von der mit den Passatwinden mitgeführten dichten Stratokumulus-Bewölkung (nordöstlich der Kanaren) fern und beschert somit den dortigen Inseln sonniges Wetter.

Neben den Kanaren gibt es noch weitere Inseln und Inselketten, die Kármánsche Wirbelstraßen entstehen lassen. Beispiele hierfür sind Guadeloupe vor der Westküste Mexikos mit dem 1298 m hohen Monte Augusta, die Insel Jeju südlich von Südkorea (Abb. 3) mit dem 1950 m hohen Berg Hallasan oder die chilenischen Juan-Fernández-Inseln im südöstlichen Pazifik.

DWD Karmansche Wirbelstrassen 2

Falls Sie Interesse an diesen Wolkenmustern gefunden haben, brauchen Sie nur ein Archiv der Satellitenbilder von polumlaufenden Satelliten durchsuchen, online frei unter dem Link am Ende des Textes. Sie werden bei oben genannten Inseln rasch fündig werden.

Dr. rer. nat Markus Übel (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 13.09.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Queenie

Der- oder diejenige, die sich für den Erwerb der Namenspatenschaft für Tief „Queenie” bei Großbritannien verantwortlich zeichnen, muss wirklich hellseherische Fähigkeiten besitzen. Weiß man um die Rahmenbedingungen des Wetterpaten e.V., wo man diese Namen käuflich erwerben kann, und die Tatsache, dass dies in der Regel wenigstens Monate im Voraus geschieht, ist dieser Zufall des zeitlichen Zusammentreffens mit dem Ableben von Elizabeth II. mehr als bemerkenswert. So unwahrscheinlich wie ein Sechser im Lotto. Zumindest gefühlt.

Aber genug der Wahrscheinlichkeiten und Zufälle, denn Tief „Queenie” hat im Laufe dieser Woche noch einiges im Gepäck, was das Wetter bei uns betrifft. Ein erster Ausläufer zieht bereits in der kommenden Nacht zum Dienstag (13.9.2022) über den Norden Deutschlands hinweg und bringt dort etwas Regen, wobei die Mengen mit wenigen Litern pro Quadratmetern (l/m²) aber sehr überschaubar bleiben. Anders sieht es im Laufe des Dienstags aus. Mit „Queenie” fließen zunehmend kühle Luftmassen aus Norden nach Deutschland. Diese treffen über den mittleren Landesteilen auf feuchte und warme Luftmassen, die in den Vortagen aus dem Südwesten zu uns gelangt sind. Das war unter anderem ein Werk von Ex-Hurrikan „Danielle”, der inzwischen als ausgeprägtes Tiefdruckgebiet vor der galizischen Küste liegt. Mit dem Aufeinandertreffen dieser feucht-warmen Luft im Süden und der kühlen Luft von „Queenie” bildet sich im Laufe des Dienstags eine markante Luftmassengrenze über der Mitte Deutschlands, die sich von West nach Ost erstreckt und den Norden vom Süden trennt.

Entlang dieser Luftmassengrenze beginnt es, kräftig zu regnen und später auch zu gewittern. Ihren Höhepunkt erreichen diese Niederschläge in der Nacht zum Mittwoch (14.9.2022) beziehungsweise im Laufe des Mittwochs. Dann regnet es in einem Streifen, der sich voraussichtlich vom südlichen Nordrhein-Westfalen über die Mitte bis nach Sachsen erstreckt teils unwetterartig. Je nach Betrachtungszeitraum über 6, 12 oder 24 Stunden sind markante Mengen zu erwarten. Über wenige Stunden können dabei – vor allem verstärkt durch eingelagerte starke Schauer und Gewitter – schnell 25 bis 40 l/m² zusammenkommen. Darüber hinaus regnet es aber insgesamt auch noch längeranhaltend, sodass über einen längeren Zeitraum auch 50 bis 60, im Extremfall vielleicht sogar 80 l/m² fallen können. Besonders in entsprechend exponierten Staulagen der westlichen Mittelgebirge sind die höchsten Regenmengen zu erwarten, die dort wohl auch die Kriterien für unwetterartigen Stark- bzw. Dauerregen reißen werden.

Am Donnerstag (15.9.2022) wandern die Regenfälle allmählich mit der Luftmassengrenze nach Süden und schwächen sich dabei zusehends ab. Nur am Alpenrand kann es dann noch längeranhaltend regnen.

M.Sc. Felix Dietzsch
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.09.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Verbreitet langersehnte Linderung der Trockenheit

Die lange Zeit der trockenen Tage ist vorbei und in der vergangenen Woche gab es fast flächendeckend Regenfälle. Verantwortlich dafür war Tief PEGGY. Die gute Dame schaffte es immer wieder, feuchte Luftmassen nach Mitteleuropa zu schieben, in denen sich häufig Schauer und Gewitter oder teils auch mal etwas länger anhaltende und schauerartig verstärkte Regenfälle bilden konnten. Örtlich war es des Guten zu viel, denn in kräftigen Gewittern fielen auch 30 bis 60 Liter pro Quadratmeter innert ein bis zwei Stunden. Dies war beispielsweise am 07.09.2022 in Weferlingen (Sachsen-Anhalt, 37 Liter pro Quadratmeter in einer Stunde) oder in Marienberg-Rübenau (Sachsen, 60 Liter pro Quadratmeter in zwei Stunden) der Fall. Auch am 06.09.2022 schütte es zum Beispiel in Deidesheim-Niederkirchen (Rheinland-Pfalz) heftig, denn in zwei Stunden kamen 57 Liter Wasser pro Quadratmeter vom Himmel. Dies entspricht deutlich über der Hälfte der Monatssumme. Durch die trockenen und damit quasi versiegelten Böden konnte das Wasser nur oberflächlich abfließen, was lokal zu überschwemmten Wiesen und Flächen sowie vollgelaufenen Kellern geführt hat. Davon abgesehen war der Regen ein willkommener Gast, denn somit wurde die Trockenheit in einigen Regionen zumindest gelindert und auch die Waldbrandgefahr ist erst einmal gebannt. Unter anderem konnte der Katastrophenfall im Harz aufgehoben werden, nachdem dort vor allem am Donnerstag verbreitet 10 bis 20 Liter Regen pro Quadratmeter vom Himmel kamen.

Bereits im Thema des Tages vom 04.09.2022 wurde auf die prognostizierten Niederschläge eingegangen und zwei Modelle verglichen.

DWD Verbreitet langersehnte Linderung der Trockenheit

Die Schwerpunkte wurden dabei unterschiedlich gesetzt, was der schwer zu prognostizierenden Lage geschuldet war. Die Niederschlagsprognose insbesondere von Schauern und Gewittern erweist sich als schwierig, weil viele kleinräumige Faktoren, wie zum Beispiel lokale Windkonvergenzen, die Feuchteverteilung und so weiter berücksichtigt werden müssen. Radarauswertungen für den Zeitraum vom 03.09.2022 (8:00 Uhr Mitteleuropäischer Zeit) bis 10.09.2022 (8:00 Uhr Mitteleuropäischer Zeit) zeigen die tatsächlich mit dem Radar gemessenen und aufsummierten Niederschläge.

DWD Verbreitet langersehnte Linderung der Trockenheit

Vergleicht man nun die Prognosen mit dem tatsächlich gefallenen Niederschlag, so fällt auf, dass das europäische Modell (IFS) gegenüber dem deutschen Modell (ICON) die Niederschläge in Mecklenburg-Vorpommern besser vorhergesagt hat. Verbreitet gab es nämlich 20 bis 40, punktuell bis 70 Liter pro Quadratmeter. Der Großteil der Niederschläge fiel mit einer langsam durchschwenkenden Front am 08.09.2022. In der Prognose wurden diese Mengen recht gut getroffen. Anders hingegen zeigt sich das Bild am Oberrhein, im Saarland und in der Pfalz. Dort hat ICON die Nase vorn, denn die flächig gefallenen 20 bis 50 Liter pro Quadratmeter hat IFS teilweise etwas unterschätzt. Dies sind nur zwei Beispiele und es lassen sich noch deutlich mehr Unterschiede erkennen. Auf jeden Fall wird klar, dass die Modelle so lange im Voraus bei solch einer Lage die zu erwartenden Niederschläge nicht perfekt vorhersagen können.

DWD Verbreitet langersehnte Linderung der Trockenheit 1

Am gestrigen Samstag und in der vergangenen Nacht gab es gebietsweise nochmals einen ordentlichen Regennachschub. Besonders im Nordosten des Landes schüttete es punktuell wie aus Kübeln (bis zu 60 Liter pro Quadratmeter in wenigen Stunden), während in einem Streifen vom Niederrhein bis zum Bayerischen Wald schauerartig verstärkte Regenfälle teils über mehrere Stunden anhielten und den Charakter von Landregen hatten. Dabei fielen verbreitet 15 bis 30 Liter pro Quadratmeter.

Zum Start in die neue Woche bleiben die Niederschläge zunächst geringer Natur, bevor zur Wochenmitte vor allem in der Landesmitte und Teilen des Südens wahrscheinlich eine Dauerregenlage ansteht.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 11.09.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst