Winter zum zweiten Advent

Morgen beginnt der meteorologische Winter (1. Dezember) und der zeigt an seinem ersten Wochenende direkt, was er so kann. Aus östlicher Richtung wird nämlich recht kalte Luft zu uns transportiert. Grund dafür sind Hochdruckgebiete über Nordeuropa und Russland. Im Uhrzeigersinn strömt die Luft um die Gebilde herum und führt so am Ende zu einem “Kälteeinbruch” am zweiten Adventswochenende.

DWD Winter zum zweiten Advent

Die kontinentale Luft aus Osten ist ja eher trocken, aber Tiefdruckgebiete in der Höhe lenken am Freitag aus Südosten feuchte Mittelmeerluft ins Land. Die trifft auf die kalte Luft und im Ergebnis fällt etwas Schnee über der Mitte und im Süden, vor allem natürlich in den höheren Lagen. Aber auch in den tieferen Lagen könnte es am Freitagnachmittag und Abend weiß werden. Viel wird nicht zusammenkommen, insgesamt werden bis Samstagmittag Mengen zwischen 1 und 4 Zentimetern, im Stau im Bergland bis 10 Zentimeter erwartet. Anschließend trocknet die Luftmasse ab, es bleibt aber kalt.

DWD Winter zum zweiten Advent 1

Die Temperatur geht tagsüber spürbar zurück. In einigen Gegenden im Osten und über der Mitte droht Dauerfrost. Der mäßige östliche Wind sorgt dafür, dass sich die kalte Luft noch kälter anfühlt. Die Nächte werden in den meisten Regionen frostig. Nur an den Küsten und an größeren Flüssen im Südwesten und Westen ist es noch teils frostfrei. Grund dafür sind die relativ warmen Gewässer, die ihre Wärme an die Umgebung abgeben und so den Frost verhindern. Im Bergland hingegen tritt sogar mäßiger Frost zwischen -5 und -7 Grad auf.

DWD Winter zum zweiten Advent 2

Aufgrund der flachen Druckverteilung über Deutschland tut sich dynamisch nicht viel und so kann sich der meist dichte Hochnebel gut halten. Auflockerungen sind selten und am ehesten im höheren Bergland möglich, so wie in den Alpen. Damit einhergehend sind die sonnigen Abschnitte selten und die Sonnenscheindauer bescheiden.

DWD DWD Winter zum zweiten Advent

Das zweite Adventswochenende ist wettertechnisch eher trüb und winterlich. Aber ein Gang auf den Weihnachtsmarkt lohnt sich immer. Und der Punsch schmeckt bei kalter Temperatur auch viel besser.

Dipl. Met. Jacqueline Kernn
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 30.11.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Unwetterserie im Mittelmeer

Insbesondere der westliche und zentrale Mittelmeerraum wird seit einer Woche von einer ganzen Serie von Unwettertiefs heimgesucht. Auslöser sind derzeit wiederholte Kaltluftvorstöße von Spanien und Südfrankreich ins westliche Mittelmeer. Begünstigend auf die Entwicklung der Sturmtiefs wirken die starke Verdunstung und der Wärmeeintrag vom noch verhältnismäßig warmen Mittelmeer. Die Meeresoberflächentemperatur bewegen sich derzeit zwischen 17 und 23 Grad. Sie liegen dabei 1 bis etwa 4 Grad über dem langjährigen Mittel. Da das Wasser bei den stattfindenden Kaltluftvorstößen wärmer als die Luft ist (labile Luftschichtung), wird zusätzliche Auftriebsenergie für kräftigere Gewitterentwicklungen zur Verfügung gestellt. Weitere Informationen, warum der Herbst die Unwettersaison im Mittelmeer ist, gibt es auch im Thema des Tages vom 28.09.2021

Den Auftakt zur Unwetterserie machte Sturmtief “Denise” vergangenen Dienstag. Im Golf von Genua geboren, wanderte es in östlicher Richtung über Mittelitalien weiter über den Balkan hinweg. Bei Gewittern sowie auf dem offenen westlichen Mittelmeer erreichten die Böen vom Löwengolf über die Balearen bis nach Italien teils Orkanstärke. Insbesondere aufgrund von eingelagerten Gewittern wurden stellenweise Niederschlagsspitzen von mehr als 100 Liter pro Quadratmeter an Westküstenabschnitten im Südwesten Italiens und der Adria registriert. Mehr Informationen zum Sturmtief “Denise” sind im Thema des Tages vom 24.11.2022 hinterlegt.

Nach dem Abzug von “Denise” Richtung Schwarzes Meer war den westlichen Mittelmeeranrainern nur eine kurze Verschnaufpause gegönnt. Schon am Freitag stand das nächste Unwettertief am Löwengolf in den Startlöchern. Dieses Mal sollte es eine südlichere Zugbahn über das westliche und später südliche Mittelmeer einschlagen. Zunächst sorgte das Unwettertief am Freitagnachmittag in der Nähe von Barcelona für Gewitter. Beim Queren des westlichen Mittelmeeres “tankte” das Tief nachfolgend nochmals ordentlich Energie. Im weiteren Verlauf des Freitagabends und in der Nacht zum Samstag zogen insbesondere über das Tyrrhenische Meer und später auch zwischen Malta und Sardinen linienhaft angeordneten Gewitterkomplexe, die später auch Kalabrien erreichten (Abbildung 1).

DWD Unwetterserie im Mittelmeer

Insbesondere die Insel Ischia im Golf von Neapel traf es mit voller Wucht. Heftige Regenfälle lösten Erdrutsche und Überschwemmungen aus, wobei Häuser beschädigt und Fahrzeuge von den Sturzfluten mitgerissen wurden. An der Station Forio sind nach lokalen Angaben innerhalb von 6 Stunden 133 Liter pro Quadratmeter gefallen, ein Wert der im bisherigen Beobachtungszeitraum dort noch nie erreicht wurde. Inzwischen sind auf Ischia durch die Verheerungen bereits acht Todesopfer zu beklagen. Am Sonntag zog das Unwettertief dann unter Abschwächung über das Ionische Meer und die Große Syrte nach Libyen südwärts ab.

DWD Unwetterserie im Mittelmeer 1

Doch das Wetter kommt im Mittelmeer noch immer nicht zur Ruhe. Ganz gemäß der Redewendung “Aller guten Dinge sind drei” hat sich am gestrigen Montag ein weiteres Unwettertief mit dem internationalen Namen “Ariel” über dem westlichen Mittelmeer etabliert. Inzwischen ist es südostwärts bis zur Straße von Sizilien vorgedrungen. Damit einhergehend sind gestern schon kräftige Gewitter mit Starkregen vor allem über die Balearen hinweggezogen und haben sich dann am Abend und in der vergangenen Nacht etwas weniger organisiert nach Sardinien und ins Tyrrhenisches Meer verlagert (Abbildung 2).

DWD Unwetterserie im Mittelmeer 2

Doch das Wetter kommt im Mittelmeer noch immer nicht zur Ruhe. Ganz gemäß der Redewendung “Aller guten Dinge sind drei” hat sich am gestrigen Montag ein weiteres Unwettertief mit dem internationalen Namen “Ariel” über dem westlichen Mittelmeer etabliert. Inzwischen ist es südostwärts bis zur Straße von Sizilien vorgedrungen. Damit einhergehend sind gestern schon kräftige Gewitter mit Starkregen vor allem über die Balearen hinweggezogen und haben sich dann am Abend und in der vergangenen Nacht etwas weniger organisiert nach Sardinien und ins Tyrrhenisches Meer verlagert (Abbildung 2).

DWD Unwetterserie im Mittelmeer

Zudem hat das Tief erneut teilweise ergiebige Regenfälle und Gewitter im Gepäck, die die südlichen Regionen Italiens (insbesondere Kalabrien und Apulien sowie z.T. Sardinien) abermals heimsuchen werden. Im Verlauf der weiteren Woche gerät dann zunehmend Griechenland und die Ägäis in den Fokus. Akkumuliert werden von den Modellen in den küstennahen Gebieten der erwähnten Regionen bis einschließlich Donnerstag 50 bis 150, punktuell bis oder über 200 Liter pro Quadratmeter gerechnet. Insbesondere wegen der eingelagerten Gewitter, die sich von den Wettermodellen nicht genau verorten lassen, können die Niederschlagsspitzen in ihrer tatsächlichen Intensität von den Prognosen abweichen (Abbildung 4).

M.Sc. (Meteorologe) Sebastian Altnau
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 29.11.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Die Hurrikansaison 2022 im Nordatlantik

Sicherlich hätten auch die anderen Weltmeere mit Tropensturmaktivität einen Rückblick über die Ereignisse der vergangenen Monate verdient, doch sind die Auswirkungen der Aktivität über dem Nordatlantik nicht selten direkt oder indirekt in Europa zu spüren. Daher schauen wir näher auf die bis zum 30. November noch andauernde Hurrikansaison 2022.

Es begann alles in den späten Frühlings- bzw. frühen Sommermonaten 2022 mit zahlreichen Prognosen von diversen Institutionen zur diesjährigen Hurrikansaison, wobei die meisten eine überdurchschnittlich aktive Saison erwarteten. Beschränkt man sich auf den staatlichen Wetterdienst Nordamerikas, die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), dann ging man sowohl in der Prognose vom Mai 2022, wie auch im Update im August 2022 von einer überdurchschnittlichen Saison aus. Allerdings gingen die Erwartungen im August ein bisschen zurück. Doch selbst dann wurde mit einer Wahrscheinlichkeit von 60% eine überdurchschnittliche Saison und mit 30% eine nahezu normal verlaufende Saison erwartet. Wie sieht nun die vorläufige Bilanz aus?

NOAA (Vorhersage vom 4. August) 1.6 – 28.11.2022
Akkumulierte Energie des Systems (ACE) 115 – 200% 95.1
Benannte Systeme 14 – 21 14
Hurrikans 6 – 10 8
Major Hurrikans 3-6 2

Tabelle: Gegenüberstellung der Vorhersage durch die NOAA vom 4. August 2022 mit den vorläufigen Daten dieser Hurrikansaison. Nähere Informationen zum ACE sind als Link zum Thema des Tages vom 23.09.2022 hinterlegt. Die tropischen Systeme werden benannt, sobald der Sturm Windgeschwindigkeiten von entweder mehr als 62 km/h (Tropensturm) oder 119 km/h (Hurrikan) erreicht. Ein “major” Hurrikan wird ausgerufen, sobald der Wirbelsturm Windgeschwindigkeiten von mehr als 179 km/h im 1-minütigen Mittel aufweist.

“Vorläufig” deshalb, weil während der nun anstehenden Wintermonate intensive Nachanalysen stattfinden, wo nicht selten noch einzelne Systeme herauf- oder herabgestuft werden bzw. erkannt und ggf. benannt werden. Selbst in der heutigen Zeit der intensiven Überwachung mit Satelliten können kurzlebige und kleine Systeme durch die Maschen fallen bzw. sind manche Datensätze erst deutlich später nach Auftreten des Sturms erhältlich, um dessen Intensität endgültig zu bestimmen.

Insgesamt war der Schritt hin zu einer etwas entschärften Prognose im August der Richtige gewesen, denn die Erwartungen wurden (aus Sicht der betroffenen Bewohner glücklicherweise) nur teilweise erfüllt. Nach dem aktuellen ACE -Wert liegt die Saison 2022 im Bereich “nahezu normal bis normal” mit einem Wert von rund 95 kt2(79% zum klimatologischen Mittel von 1991 bis 2020 und nahezu 100% zum Mittel von 1951 bis 2020).

Doch leider bewahrheitete sich der unter Meteorologen bekannte Satz auch in diesem Jahr wieder aufs Neue: Es wird nur ein Sturm benötigt. Ein Tropensturm kann an Hand enormer wirtschaftlicher Schäden und/oder hoher Opferzahlen entscheiden, ob die Saison als eine schlimme in Erinnerung behalten wird. Dieses Jahr gab es gleich zwei solcher Systeme, die für umfangreiche Verwüstungen verantwortlich gemacht werden.

Hurrikan FIONA tobte zwischen dem 14. und 28. September zeitweise mit 1- min gemittelten Windgeschwindigkeiten von 215 km/h und somit der 4. Kategorie auf der fünfteiligen Saffir-Simpson Skala, wobei der Sturm seine intensivste Phase Gott sei Dank über dem offenen Wasser des Nordatlantiks hatte. Besonders auf Guadeloupe und Puerto Rico brachte FIONA die teils heftigsten Niederschläge seit 2017 mit Gesamtmengen von 500 bis 800 l/qm, die leider mindestens 25 Menschen das Leben kosteten. Der nächste Landgang fand am 24. September in Neuschottland mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 165 km/h statt, was der Kategorie 2 entsprechen würde. Allerdings wurde FIONA direkt vor Landgang zu einem intensiven außertropischen Tief umbenannt, sodass nicht mehr direkt von einem Landgang eines tropischen Sturms gesprochen werden konnte. Mit einem inoffiziell gemessenen Wert des Luftdrucks von 932.7 hPa und mehreren Werten von unter 940 hPa wies EX-FIONA jedoch den bisher niedrigsten Kerndruck eines Tiefdruckgebietes über Kanada auf. Es traten auch zahlreiche Böenspitzen von deutlich mehr als 120 km/h (Bft 12) auf.

Nur wenig später, vom 23. September bis zum 2. Oktober, entwickelte sich der bis dato tödlichste Wirbelsturm der Hurrikansaison 2022, der den Namen IAN erhielt. Der Hurrikan entstand über der Karibik und zog in der Folge über den Westen Kubas direkt an die Westküste Floridas, bevor er kurz über den Atlantik zog und an der Küste von South Carolina zum letzten Mal an Land ging.
Seine höchsten Windgeschwindigkeiten erreichte IAN direkt vor Landgang an der Westküste Floridas mit vorläufigen 1 min Mittelwinden von 250 km/h (Kategorie 4). Die höchste Kategorie 5 beginnt übrigens ab 252 km/h und von daher heißt es noch die Nachanalyse abzuwarten, ob es zu einer Heraufstufung kommt. Den intensiven Winden und der IAN begleitenden massiven Sturmflut fielen bisher mehr als 145 Menschen in Florida und insgesamt während der gesamten Lebenszeit von IAN rund 157 Menschen zum Opfer.

Etwas Kurioses gab es natürlich auch in dieser Hurrikansaison.

DWD Die Hurrikansaison 2022 im Nordatlantik

Im Jahr 2004 und 2022 gingen jeweils 2 Hurrikane an nahezu denselben Orten in Florida mit einem zeitlichen Zwischenraum von 43 Tagen an Land. Wenigstens bei der Intensität gab es Unterschiede (siehe Bild 1).

Doch welche Gründe gibt es, dass die bisherige Saison trotz der hohen Erwartungen recht moderat ausfiel? Der Umfang dieses Thema des Tages reicht sicherlich nicht aus, um die einzelnen Komponenten im Detail anzuschauen. Beschränkt man sich auf einige der Wichtigsten, dann wurden die optimistischen Prognosen u.a. erstellt wegen der zu erwartenden hohen Meeresoberflächentemperatur, schwacher Windscherung (Windgeschwindigkeitsänderung mit der Höhe) und anhaltender kalter ENSO Bedingungen (La Nina).

DWD Die Hurrikansaison 2022 im Nordatlantik

In der Gegenüberstellung der Anomaliewerte von Wassertemperatur und Windscherung von Juni bis Anfang November (Bild 2) erkennt man überwiegend neutrale bis leicht zu kühle Werte der Wasseroberflächentemperatur vor Afrika sowie eine nicht unwesentliche Windscherung. Je höher die Windscherung ist, umso schwerer haben es tropische Systeme sich zu bilden und zu entwickeln. Ein Grund für die höhere Windscherung waren teils agile Passatwinde sowie weit nach Süden ausgreifende Tröge aus den Außertropen, in deren Umfeld die Windscherung meist kräftig ausfällt.

DWD Die Hurrikansaison 2022 im Nordatlantik 1

Zur Hauptaktivitätsphase dieser Saison im September erkennt man in Bild 3, dass in dem rot umrandeten Bereich (Zugbahn der beiden Kategorie 4 Stürme FIONA und IAN) die Bedingungen für die Entwicklung tropischer Stürme an Hand dieser beiden Parameter sehr günstig waren. Das Meer war überdurchschnittlich warm und die Windscherung sehr schwach ausgeprägt.

DWD Die Hurrikansaison 2022 im Nordatlantik 2

Aber auch die Außertropen wirkten sich auf die Tropen aus, denn der Sommer war geprägt von einem stark mäandrierenden Wellenmuster. Das bedeutet, dass z.B. Tröge sehr weit nach Süden vordringen konnten und u.a. die Windscherung erhöhten. In Bild 4 erkennt man, dass über die gesamte Hurrikansaison gemittelt eine blockierende Antizyklone mit hohem Luftdruck und Geopotential über dem nördlichen Nordatlantik dominierte, was auch ein nahezu durchweg negatives Monatsmittel der NAO (Nordatlantischen Oszillation) hervorhebt. Tröge über den USA und vor den Toren Europas sorgten wiederholt für weit nach Süden ausgreifende Fronten und Windfelder, die stark vereinfacht gesagt die Entwicklungsbedingungen in den Tropen regional degradierten. Weitere negative Auswirkungen waren auch teils deutliche negative Feuchteabweichungen. Natürlich sind dies nur rudimentäre Darlegungen und weit mehr Interaktionen sind für eine abschließende Bewertung zu berücksichtigen.

Zuletzt sei noch erwähnt, dass sich die Vorhersagen des Nationalen Hurrikanzentrums auch in diesem Jahr weiter verbessert haben und voraussichtlich neue Rekorde erreichen mit Blick auf die Genauigkeit der Zugbahn- und Intensitätsvorhersagen. Dazu muss aber noch die endgültige statistische Auswertung abgewartet werden.

Nun heißt es also erstmal durchatmen und die entstandenen Schäden zu beseitigen, was in vielen Inselstaaten sicherlich eine mühevolle und jahrelange Arbeit darstellt, bevor es im kommenden Frühjahr wieder heißt: Der neue Ausblick auf die Hurrikansaison 2023 steht bereit.

Dipl.-Met. Helge Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 28.11.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Was, wo und wie misst eine Wetterstation? (Teil 2)

Jedem sind sie schon einmal begegnet, die Messwerte der Wetterstationen des Deutschen Wetterdienstes. Sie gehören zur Standardinformation in den stündlichen Wetterberichten im Radio und geraten bisweilen auch in die Schlagzeilen, wenn wieder einmal an einem bestimmten Ort ein neuer Temperaturrekord erreicht wurde oder es in einer Region besonders viel geregnet hat. Der DWD betreibt hierfür das Bodenmessnetz, bestehend aus dem “hauptamtlichen Stationsnetz” mit etwa 200 Wetterstationen sowie weiteren ehrenamtlich betreuten Wetter- und Niederschlagsstationen (siehe Teil 1, veröffentlich am 21.11.2022).

An einer hauptamtlichen Wetterstation werden kontinuierlich Lufttemperatur, Erdbodentemperatur, Luftfeuchte, Luftdruck, Windrichtung- und stärke, Niederschlagsmenge und -dauer, Niederschlagsart, Schneehöhe, Wolkenuntergrenzen und -bedeckungsgrad, Sichtweite, Sonnenscheindauer und Lufthygiene gemessen. Heutzutage geschieht dies alles vollautomatisch und in vielen (wenn auch nicht allen) Situationen können diese Automaten die früheren Tätigkeiten eines Wetterbeobachters adäquat ersetzen. Wie diese automatischen Messgeräte die genannten Wetterparameter erfassen, schauen wir uns nun genauer an.

Lufttemperatur und Erdbodentemperatur

Die Lufttemperatur wird in 2 Metern Höhe über dem Erdboden gemessen und alle 10 Minuten an die DWD-Zentrale übertragen. Zusätzlich wird der Tageshöchst- und -tiefstwert gespeichert. Die Temperatur wird mit einem Temperatursensor ermittelt, der aus einem dünnen Platindraht besteht. Gemessen wird dessen elektrischer Widerstand, der sich linear mit der Temperatur ändert und bei 0°C genau 100 Ohm beträgt. Um die Qualität der Messungen sicherzustellen, werden zwei baugleiche Sensoren parallel betrieben. Da die Lufttemperatur “im Schatten” gemessen werden muss, befinden sich die Temperatursensoren zusammen mit den Feuchtesensoren in einer kleinen, aus Kunststoff bestehenden, weißen Lamellen-Wetterhütte. Diese dient als Strahlungs- und Wetterschutz. Da sich die Wetterhütte bei starker Sonneneinstrahlung erwärmen kann, ist ein Lüfter eingebaut, der die Messfühler stets mit Umgebungsluft umströmt. Zusätzlich findet eine Temperaturmessung 5 cm über dem Erdboden statt, welche vor allem nachts von großer Bedeutung ist, z.B. für die Landwirtschaft (nächtlicher Frost in Bodennähe) oder zur Abschätzung möglicher Gefährdung vor Straßenglätte. Zudem wird die Erdbodentemperatur in 5, 10, 20, 50 und 100 cm Tiefe gemessen. Sie ist besonders bei Vorhersagen für die Land- und Bauwirtschaft von Bedeutung.

Luftfeuchte

Die Luftfeuchtigkeit wird mithilfe eines Polymer-Sensors bestimmt. Dieser Spezialkunststoff ändert mit der Feuchtigkeit seine elektrische Kapazität. Dabei unterscheidet man zwischen absoluter Luftfeuchtigkeit, die den Gehalt an Wasserdampf in der Luft (in g/m³) angibt, und der relativen Luftfeuchtigkeit (in %). Da warme Luft deutlich mehr Wasserdampf enthalten kann als kalte Luft, hängt die relative Luftfeuchtigkeit von der Temperatur ab. Bei 100 % relativer Luftfeuchtigkeit ist die Luft gesättigt und ein weiterer Feuchteeintrag würde zu flüssigem Wasser kondensieren.

Sichtweite

Damit wären wir bei der Sichtweite. Ist die Luft mit Wasserdampf gesättigt, kondensiert der überschüssige Wasserdampf zu flüssigem Wasser (oder resublimiert bei sehr kalten Temperaturen zu Eis). Die Sicht wird dadurch herabgesetzt, wobei man bei einer Sichtweite unter 8 km von Dunst und bei unter 1 km von Nebel spricht. Gemessen wird die Sichtweite mithilfe von Streulicht. Befinden sich Luftpartikel in der Luft, wird ein Lichtstrahl (z.B. von einem Autolicht oder einer Taschenlampe) auch von der Seite sichtbar und zwar umso stärker, je mehr Partikel sich in der Luft befinden. Dieses Prinzip nutzt der Sichtweitensensor, der ein Lichtbündel aussendet, von dem ein Teil des Lichts von Partikeln in der Luft gestreut wird. Das gestreute Licht wird von einem Empfänger in einem definierten Streuwinkel gemessen. Je mehr gestreutes Licht am Empfänger ankommt, desto schlechter ist die Sichtweite.

Luftdruck

Der Luftdruck wird in Hektopascal (1 hPa = 100 Pa) gemessen. Auf älteren Messgeräten findet man manchmal auch die Einheit Millibar (mbar), was gleichbedeutend mit 1 hPa ist. Moderne Messgeräte verwenden für die Erfassung des Luftdrucks ein mikromechanisches Messelement aus Silizium, etwa so groß wie ein Fingernagel. Bei Druckänderungen verformen sich Deckel und Boden des Fühlers, wodurch sich dessen elektrische Kapazität ändert. Um den Luftdruck auf Meeresniveau zu erhalten, muss der tatsächliche (von der topographischen Höhe abhängige) Stationsluftdruck mithilfe einer Reduktionsformel extrapoliert werden.

Windrichtung- und stärke

Wind wird in 10 Metern Höhe über dem Erdboden gemessen. Neben den typischen Schalenkreuz-Anemometern werden heutzutage immer häufiger Ultraschall-Anemometer angewendet. Diese bestehen aus vier Ultraschall-Wandlern, die Ultraschallwellen sowohl aussenden als auch empfangen können. Aus der Dauer der Schallausbreitung wird die Windgeschwindigkeit ermittelt. Da das Anemometer eine drehbare Achse besitzt, kann gleichzeitig die Windrichtung erfasst werden.

Die noch verbleibenden Wetterparameter (Niederschlag, Schneehöhe, Sonnenscheindauer, Wolkenbedeckung und -untergrenze, Lufthygiene) und deren Messmethoden werden im dritten und letzten Teil dieser Serie beschrieben.

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 27.11.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Humor in Krisenzeiten

Das neue Format des “Thema des Tages” (okay, ganz neu ist es nach gut 2 Monaten auch nicht mehr, aber die Uhren ticken in Behörden bekanntlich etwas langsamer) erlaubt es uns, ein paar mehr Bilder als bisher darzustellen. Das nutzen wir aus und präsentieren ein paar Karikaturen, die auf teils witzige, teils erschreckende Weise, aber immer ziemlich klar und ungeschminkt die Herausforderungen unserer Zeit wie Klimawandel oder Energiewende thematisieren.

Drei von ihnen entstammen dem Katalog “Glänzende Aussichten. 99 Karikaturen zu Klima, Konsum und anderen Katastrophen” und im Vorwort schreiben die Herausgeber: “Ein herzhaftes Lachen hilft oft mehr als der erhobene Zeigefinger, um etwas zu verändern.” Ganz so einfach ist es zwar vielleicht nicht immer (und manchmal bleibt das Lachen auch im Halse stecken), aber in einem Punkt haben sie sicherlich recht: Karikaturen halten uns oft schonungslos den Spiegel unseres individuellen Verhaltens und der gesellschaftlichen und politischen “Absurditäten” vor, regen zum Nachdenken an und machen Mut, zu handeln. Den Humor zu verlieren, ist also keine Option. Oder? In diesem Sinne: Genug der vielen Worte (die finden sich schon oft genug an dieser Stelle) – lassen wir die Bilder sprechen!

DWD Humor in Krisenzeiten

DWD Humor in Krisenzeiten

DWD Humor in Krisenzeiten 1

DWD Humor in Krisenzeiten 2

DWD Humor in Krisenzeiten 3

DWD Humor in Krisenzeiten 4

Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach
Offenbach, den 26.11.2022
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Wetter für das Wochenende

Am heutigen Freitag wird Deutschland von Tief XANA mit Kern nördlich von Schottland beeinflusst. Das zugehörige Frontensystem überquert das Land mit einem schmalen Niederschlagsband von West nach Ost und erreicht am Abend die östlichen Regionen. Dahinter folgen vor allem im Norden einzelne Schauer nach. Im Nordwesten sind vereinzelte kurze Gewitter möglich. Mit Durchgang der Front dreht der Wind vorübergehend von Süd auf West und frischt dabei etwas auf. Die Temperaturen steigen auf Werte zwischen 12 Grad am Niederrhein und 5 Grad am Bayerischen Wald an.

 

DWD Wetter fuer das Wochenende

In der Nacht zum Samstag verhindern die noch vorhandenen dichten Wolken eine starke Abkühlung, sodass es meist frostfrei bleibt. Lediglich im Südwesten, wo stärker Aufklaren kann, und im Bergland tritt leichter Frost auf. Zudem sind im Osten und Südosten noch einzelne Schauer unterwegs, während es im Rest des Landes meist trocken bleibt.

Am Samstag ist Deutschland wettermäßig zwei geteilt: In der Osthälfte liegen noch die Reste der Front mit dichteren Wolken und gelegentlichem Regen. In der Westhälfte zeigt sich zeitweise die Sonne. Dies haben wir dem Hoch FLORIAN zu verdanken, das seinen Schwerpunkt nach Frankreich und in der Nacht zum Sonntag weiter nach Süddeutschland verlagert. Die Höchstwerte liegen ähnlich als am Vortag. Aber in der Nacht kann sich die Luft stärker abkühlen, denn die Wolken lockern verbreitet auf. Dann tritt abgesehen von Norddeutschland leichter Frost zwischen 0 und -4 Grad, an den Alpen auch mäßiger Frost bis -7 auf. Bei schwachen Windverhältnissen kann sich häufig Nebel und Hochnebel bilden.

DWD Wetter fuer das Wochenende 1

Am Sonntag ist das Hoch Florian, das inzwischen seinen Schwerpunkt nach Polen verlagert, für uns noch wetterbestimmend. Die Berge und am Nordrand der Mittelgebirge zeigt sich die Sonne. In den Niederungen Mittel- und Süddeutschlands kann sich jedoch länger Nebel oder Hochnebel halten. Gegen Abend ziehen im Westen und Nordwesten echte Wolken auf, die zu nächstem Frontensystem gehört, die in der Nacht zum Montag auf Westdeutschland übergreift und dort gebietsweise Regen bringt. Im Süden und Osten bleibt das Wetter unter Hochdruckeinfluss noch ruhig mit einigen Nebelfeldern. In der Westhälfte bleibt es unten den dichten Wolken frostfrei, ansonsten tritt erneut leichter bis mäßiger Frost auf.

Für die neue Woche ist die Prognose noch unsicher, denn über dem Kontinent (Russland und Skandinavien) verstärkt sich das vorhandene Hoch und weitet sich nach Westen aus. Atlantische Tiefausläufer haben dann Schwierigkeiten, nach Mitteleuropa vorzudrängen. Mit einer überwiegend östlichen Strömung gelangt zunehmend kalte Luft nach Deutschland. Viel Niederschlag wird dabei nicht erwartet. Aber wenn er auftritt, fällt er dann zunehmend bis in tieferen Lagen als Schnee. In den Nächten gibt es dann verbreitet Frost und auch tagsüber steigen die Temperaturen vor allem in der Osthälfte auf wenig über null Grad.

DWD Wetter fuer das Wochenende 2

 

Dipl.-Met. Marco Manitta
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 25.11.2022
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DENISE macht Rabatz am Mittelmeer

Die Zyklogenese von DENISE begann am 21. November über dem Norden bzw. der Mitte Italiens sowie der Adria. Die Entwicklung fand an der südlichen Flanke des ursprünglich auf den Namen VALERIE getauften Tiefdruckkomplexes, welches sich zu diesem Zeitpunkt über den Britischen Inseln befand, statt. Ursächlich für die Entwicklung war ein dazugehöriger Tiefdruckkomplex in der Höhe, an dessen südlicher Flanke ein Randtrog in den westlichen Mittelmeerraum vordrang. Innerhalb dieses Trogs gelangten kühle Luftmassen nach Süden und begünstigten die voranschreitende Zyklogenese.

DWD DENISE macht Rabatz am Mittelmeer

Der Kerndruck fiel im Laufe des 22. November für mehrere Stunden unter 990 hPa. Bis zum Abend zog das Tiefdruckgebiet bis zur nördlichen Adria. Auf der Rückseite kamen starke Mistralwinde in Gang, die sich in Form von schweren Sturmböen bis hin zu Orkanböen auch in Richtung Sardinien und Korsika ausdehnten. Die höchste Windgeschwindigkeit wurde hierbei mit mehr als 140 km/h an der exponiert gelegenen Station Cap Pertusato gemessen.
Der Mistral ist ein böiger und kalter Fallwind, der durch die Kanalwirkung des Rhonetals in Südfrankreich weitere Beschleunigung erfährt.
Auch der Scirocco kam an der südlichen Flanke des Tiefdruckgebietes in Gang, wobei es sich hierbei um einen heißen und trockenen Wüstenwind im Mittelmeerraum handelt. Dieser äußerte sich unter anderem durch den Transport von Saharastaub in Richtung Griechenland.
Aufgrund der hohen Windgeschwindigkeiten tobten meterhohe Wellen über das Mittelmeer. Des Weiteren sorgten die starke Flut in Kombination mit einem starken Wind, der das Wasser von Osten in Richtung Adriaküste drückte, für eine Sturmflut. In der Stadt Venedig kam es zu einem Acqua alta (italienisch für hohes Wasser), das jährliche winterliche Hochwasser, bei dem unter anderem der berühmte Markusplatz regelmäßig unter Wasser steht. Das seit 2020 bestehende Hochwasserschutzsystem MOSE wurde auf eine Bewährungsprobe gestellt und konnte eine noch größere Überschwemmung verhindern.

DWD DENISE macht Rabatz am Mittelmeer 1

Wie eingangs erwähnt, sorgte DENISE nicht nur für Wind auf dem Mittelmeer und an dessen Küsten. Die Advektion warmer und feuchter Luftmassen an der Ostflanke des Tiefdruckgebietes löste starke Niederschläge insbesondere in der Po-Ebene aus, wobei örtlich dreistellige Niederschlagsmengen innerhalb von 24 Stunden gemessen werden konnten. Anders als zunächst angenommen, drehten die Winde weiter südlich gen Osten und drückten daher die feuchtwarmen Luftmassen nicht gegen den Alpenhauptkamm. Daher kam es auch nicht zu einer ausgeprägten Staulage an den Südalpen, was unter Mithilfe des orografischen Auftriebs zu hohen Neuschneemengen hätte führen können. Dennoch kamen entlang des Alpenhauptkamms Neuschneemengen von mehr als 40 cm innerhalb von 24 Stunden zusammen.

M.Sc. Tanja Sauter
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 24.11.2022
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Geburtstag europäischer Wettersatelliten

Bevor Satelliten die Erde umkreisten, war die Erstellung von Wettervorhersagen eine schwierige Angelegenheit. Zumeist standen nur Bodenbeobachtungsdaten von Luftdruck, -temperatur und -feuchte usw. zur Verfügung. Diese stammten von Wetterstationen, die sich nicht nur ungleichmäßig, sondern teilweise auch mit großen Distanzen an Land verteilten. Über den Meeren und Ozeanen, die einen Großteil der Erde bedecken, gab es abgesehen von Messungen von Schiffen oder Bojen überhaupt keine Informationen. Für dreidimensionale Informationen, d.h. aus höheren Schichten der Atmosphäre, waren zunächst ausschließlich Wetterballons, bald auch Flugzeuge die einzigen Datenlieferanten. Diese bieten allerdings nicht die Möglichkeit, die Erde als Beobachtungsfeld großflächig abzudecken.

Satelliten haben den Vorteil, das Wettergeschehen von oben beobachten zu können, so wie wenn man das Umland von einem Berg aus oder die Erde von oben aus einem Ballon oder Flugzeug betrachtet, nur eben großflächiger und ganzheitlich.

Um diesen Vorteil nutzen zu können, schickte die European Space Research Organisation (ESRO), die heutige European Space Agency (ESA), einen ersten Wettersatelliten, den Meteosat-1 ins All. Dieser war der erste einer Serie von letztendlich sieben geostationären Wettersatelliten der ersten Generation (Meteosat First Generation, kurz MFG). Geostationär bedeutet, dass sich der Satellit immer an der gleichen Stelle (in diesem Fall auf Höhe des Äquators) in einer Höhe von rund 36.000 km über der Erde befindet. Des Weiteren gibt es auch polarumlaufende Satelliten, die allerdings in geringeren Höhen die Erde umkreisen. Diese haben den Vorteil einer höheren Auflösung, dafür sind sie aufgrund der Bewegung um die Erde nicht kontinuierlich für ein bestimmtes Gebiet verfügbar.

Die ersten sechs Meteosat-Satelliten zeigten hierbei den Ausschnitt Europa und Afrika und ermöglichten in diesem Bereich die Beobachtung der atmosphärischen Zirkulation und des Wetters.

Heutzutage gibt es ein weltumspannendes Netz an Wettersatelliten und liefern nicht nur wertvolle Informationen zur aktuellen Wetterlage rund um den Globus. Aus der heutigen Wettervorhersage sind sie auch deshalb nicht mehr wegzudenken, da etwa 80% aller Messdaten, die in die numerischen Wettervorhersagemodelle eingehen, von Satelliten stammen. In den letzten zehn Jahren hat sich die Datenmenge, die von Satelliten gesendet werden, nahezu verdoppelt.

Leider war die Datenlieferung des Metosat-1 nur von kurzer Dauer, da exakt zwei Jahre und zwei Tage nach Start des Satelliten das Radiometer ausfiel. Das offizielle Missionsende war dann 1984. Auch von den anderen sechs Satelliten der ersten Generation ist keiner mehr aktiv.

In der Zwischenzeit sind seit 2004 bereits vier Satelliten der zweiten Generation aktiv im All und die Planungen für die Ablösung durch die dritte Generation ab 2023 laufen bereits auf Hochtouren.

DWD Geburtstag europaeischer Wettersatelliten

M.Sc. Tanja Sauter
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 23.11.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Außen gut, innen schlecht: Kondenswasser an den Fensterscheiben

Sicherlich konnten Sie es in den vergangenen Wochen auch schon mal beobachten: Kondenswasser an der Fensterscheibe. Auch der Autor dieses Textes wurde schon das ein oder andere Mal Zeuge davon, als er beim frühmorgendlichen Blick aus dem Kinderzimmerfenster (jaja, ein Langschläfer ist er nicht gerade, der Kleine…) unzählige Tröpfchen an der Scheibe sah – allerdings nicht innen, wie noch in der alten Wohnung üblich, sondern außen! Um physikalisch erklären zu können, warum es zu dieser Tröpfchenbildung kommt, muss man sich mit der relativen Feuchtigkeit der Luft beschäftigen.

Die relative Luftfeuchte beschreibt das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen und dem maximal möglichen Wasserdampfgehalt des betrachteten Luftvolumens (meistens 1  Luft) und wird üblicherweise in Prozent angegeben. Eine relative Luftfeuchte von 100 % bedeutet also, dass die Luft genauso viel Wasserdampf enthält, wie es ihr maximal möglich ist. Sie ist dann gesättigt und kann keinen weiteren Wasserdampf mehr aufnehmen. Wird dann doch noch Wasserdampf zugeführt oder kühlt die Luft ab, kondensiert dieser überschüssige Wasserdampf und es entstehen Tröpfchen. In freier Wildbahn kann man das zum Beispiel bei der Bildung von Tau, Nebel oder Wolken beobachten.

Wie viel Wasserdampf nun ein bestimmtes Luftvolumen aufnehmen kann, hängt von der Lufttemperatur ab. Wärmere Luft kann dabei mehr Wasserdampf aufnehmen als kältere. Während beispielsweise 1  Luft bei 11 Grad rund 10 g Wasserdampf speichern kann, sind bei 0 Grad nur noch maximal 5 g möglich. Bei -5 Grad, wie sie in der Nacht zum heutigen Dienstag in der Niederlausitz gemessen wurden, reichen sogar schon rund 3 g Wasserdampf um 1  Luft “satt” zu bekommen.

Übertragen wir das mal auf die Fensterscheibe und zwar zunächst auf die Innenseite: Vor allem im Winterhalbjahr gehören Fensterscheiben mit zu den kältesten Stellen eines Raums, d.h. die Luft, die sich direkt am Fenster befindet, hat eine niedrigere Temperatur als beispielsweise die in der Mitte des Raums. Da die Wasserdampfmenge in einem Raum aber im Groben und Ganzen überall gleich ist, ist die relative Luftfeuchte direkt am Fenster am höchsten und somit auch die Neigung zur Kondensation. Um dies so gut wie möglich zu verhindern, stehen Heizungen auch häufig unter den Fenstern.

Damit dieses Kondenswasser nicht zum Problem wird (Stichwort Schimmelbildung), ist es wichtig, der erhöhten relativen Luftfeuchte an bestimmten Stellen im Raum entgegenzuwirken – zum Beispiel indem man mehrmals täglich für wenige Minuten stoßlüftet. Dadurch gelangt zwar kühlere Luft in den Raum, die sich aber mit der Raumluft und der unmittelbar am Fenster vorhandenen, sehr feuchten Luft vermischt. In der Folge sinkt die relative Luftfeuchte in Fensternähe und damit auch die dortige Gefahr der Schimmelbildung deutlich. Betrachtet man dagegen den gesamten Raum, so steigt dort die Luftfeuchtigkeit aufgrund des Temperaturrückgangs etwas an – aber nur kurzzeitig! Denn durch das Heizen kommt die Temperatur der Raumluft rasch wieder auf Touren, während es für ihre relative Feuchtigkeit abwärtsgeht.

Und wie kommt es zur Tröpfchenbildung an der Fensteraußenseite? Physikalisch passiert genau dasselbe: Ist die Scheibe kälter als die Umgebungsluft, wird auch die Temperatur der Luft direkt an der Scheibe unter Umständen so weit abgekühlt, dass Kondensation eintritt und sich die Tröpfchen an der Scheibe ablagern – genauso verhält es sich übrigens auch auf den Autoscheiben.

Im Gegensatz zur Fensterinnenseite ist das Kondenswasser an der Außenseite kein Problem, sondern sogar eher ein Qualitätsmerkmal. Es zeugt nämlich von einer guten Dämmung. Denn bei guter Isolierung wird kaum Wärme von innen nach außen geleitet und die Außenscheibe kann entsprechend stark abkühlen.

Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 22.11.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Was, wo und wie misst eine Wetterstation? (Teil 1)

Jedem sind sie schon einmal begegnet, die Messwerte der Wetterstationen des Deutschen Wetterdienstes. Sie gehören zur Standardinformation in den stündlichen Wetterberichten im Radio und geraten bisweilen auch in die Schlagzeilen, wenn wieder einmal an einem bestimmten Ort ein neuer Temperaturrekord erreicht wurde oder es in einer Region besonders viel geregnet hat. Doch wo und wie werden diese Wetterdaten eigentlich erfasst?

Das Bodenmessnetz des DWD

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) betreibt hierfür das sogenannte “hauptamtliche Stationsnetz”. Es besteht aus etwa 200 Wetterstationen, die relativ gleichmäßig im deutschen Bundesgebiet verteilt sind (Abbildung 1). Zusätzlich zu den “hauptamtlichen Stationen” zählen weitere knapp 300 vollautomatisierte Wetterstationen zum sogenannten “Bodenmessnetz” des DWD. Diese befinden sich auf privatem Grund und werden von ehrenamtlichen Bürgern betreut. Die Ehrenamtler müssen unter anderem dafür sorgen, dass die Umgebung der Wetterstation stets den strengen Anforderungen der “World Meteorological Organisiation” (WMO) genügen (s.u.). Da Niederschlag räumlich häufig sehr variabel ist, v.a. bei Gewittern im Sommer oder in gebirgigem Terrain, reichen diese Wetterstationen für ein umfassendes Bild der Verteilung der Niederschläge immer noch nicht aus. Daher betreibt der DWD zudem noch knapp 500 automatische Niederschlagsstationen, ebenfalls betreut von ehrenamtlichen Bürgern. Damit ist das Bodenmessnetz des DWD eines der dichtesten Messnetze von Wetterdaten weltweit. (Weitere Deutschlandkarten mit den Standorten der automatischen Wetter- und Niederschlagsstationen finden Sie im unten angegebenen Link.)

DWD Was wo und wie misst eine Wetterstation Teil 1

Die Anforderungen an eine Wetterstation

Eine amtliche Wetterstation muss strengen und internationalen Standards entsprechen, die von der WMO festgelegt sind. Nur so wird sichergestellt, dass man Wetterdaten weltweit miteinander vergleichen kann. Das fängt schon bei der geeigneten Standortwahl für die Messungen an. Wetterdaten sollen nämlich repräsentativ für die Umgebung sein und beispielsweise nicht mitten im Zentrum einer Großstadt oder in einem lokalen Kälteloch gemessen werden. Wetterstationen befinden sich daher meist in relativ flachem Terrain, fernab von Gebäuden oder größeren Waldflächen. Auch der Untergrund spielt eine wichtige Rolle. Eine Messung über dunklem Asphalt oder Pflastersteinen würde beispielsweise die Temperatur negativ beeinflussen, da sich diese Beläge bei Sonneneinstrahlung stark aufheizen. Das Messfeld einer Wetterstation besteht daher aus einem für die Region natürlichen Untergrund, in Deutschland aus einer Grasfläche (Abbildung 2). Werden diese Kriterien überall in Deutschland (und natürlich auch weltweit) über Jahrzehnte hinweg eingehalten, kann mit diesen Wetterstationen ein von Ort zu Ort vergleichbarerer, kontinuierlicher und langfristiger Datensatz gewonnen werden. Diese Daten sind nicht nur für Klimabetrachtungen von großer Bedeutung, sondern liefern auch essentielle Daten für Wettermodelle, um eine präzise Wettervorhersage erstellen zu können.

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Die Datengewinnung an hauptamtlichen Stationen

Schauen wir uns nun an, welche Parameter an Wetterstationen erfasst werden. Dabei beschränken wir uns auf die hauptamtlichen Wetterstationen, da die ehrenamtlich betreuten Stationen nicht alle im Folgenden genannten Wetterparameter messen. An hauptamtlichen Wetterstationen werden kontinuierlich Lufttemperatur, Erdbodentemperatur, Luftfeuchte, Luftdruck, Windrichtung- und stärke, Niederschlagsmenge und -dauer, Niederschlagsart, Schneehöhe, Wolkenuntergrenzen und -bedeckungsgrad, Sichtweite, Sonnenscheindauer und Lufthygiene ermittelt. Zu früheren Zeiten wurden diese Wetterdaten von sogenannten Wetterbeobachtern stündlich abgelesen und der Wetterzustand sowie der Wolkenbedeckungsgrad und die Wolkenart bestimmt. In den letzten Jahren wurden die Stationen allerdings nach und nach voll automatisiert. Zweifelsohne kann ein Automat einen menschlichen Wetterbeobachter nicht 1:1 ersetzen. Dennoch wurden in Forschung und Entwicklung in den letzten Jahren und Jahrzehnten die automatischen Messgeräte immer weiter optimiert, sodass diese mit einigen Einschränkungen die Arbeit der Wetterbeobachter immer besser ersetzen. Daher entschied sich auch der DWD, auf voll automatisierte Wetterstationen umzustellen. Parallel wird auch weiterhin an der Optimierung dieser Messgeräte geforscht, sodass in Zukunft noch präzisere Wetterdaten mit automatischen Messgeräten ermittelt werden können.

Wie diese automatischen Messgeräte all die genannten Wetterparameter erfassen können, schauen wir uns in zwei weiteren Teilen dieser Serie an.

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 21.11.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst