Extreme Niederschläge in Verbindung mit intensiven außertropischen Zyklonen können mitunter zu Überschwemmungen führen, wenn letztere über Land ziehen.

In der Fachliteratur gibt es eine Debatte über den Zusammenhang zwischen Warm Conveyor Belts (WCB oder auch warme Transportbänder genannt) und atmosphärischen Flüssen. Um Verwirrung zu vermeiden, soll zunächst eine begriffliche Klärung erfolgen. Ein atmosphärischer Fluss ist ein langer und schmaler Korridor mit starkem horizontalen Wasserdampftransport. Letzterer wird anhand eines Schwellwerts für den vertikal integrierten Wasserdampftransport (IVT) identifiziert und befindet sich typischerweise vor der Kaltfront in intensiven außertropischen Zyklonen, wo sowohl die Werte für die spezifische Feuchte der Luft als auch die horizontalen Windgeschwindigkeiten in der unteren Troposphäre relativ hoch sind.

Ein warmes Transport- oder Förderband (WCB) ist eine relative Luftströmung zur Zyklone, die von der atmosphärischen Grenzschicht bis in die obere Troposphäre aufsteigt.

Die exakten dynamischen Mechanismen, durch die feuchte Luft in die Zyklonen transportiert wird, sind jedoch bislang nur unzureichend verstanden. Die Analyse einer Vielzahl von Zyklonen zeigt jedoch, dass innerhalb des Warmsektors einer Zyklone die Luftströmung relativ zur Ausbreitungsrichtung der Zyklone rückwärtsgerichtet ist. Diese niedertroposphärische Luftströmung (die so genannte Feeder-Strömung) verlangsamt sich, wenn sie die Kaltfront erreicht, was zu einer Konvergenz der Feuchteströme und damit zur Bildung eines Bandes mit hohem Feuchtegehalt führt.

Ein Zweig der Feeder-Luftströmung geht in Richtung Zentrum der Zyklone und liefert Feuchte an die untere Basis des warmen Förderbandes (auch Warm Conveyor Belt genannt), der in der Folge langsam aufsteigt und sich somit Niederschlag bildet (siehe Bild 1). Der andere Zweig dreht sich vom Tiefzentrum weg und führt Feuchte (oder Wasserdampf) aus der Zyklone heraus. In Zugrichtung der Zyklone führt dieser Export zu einem Filament mit sehr hohem spezifischen Feuchtegehalt in der Luft (Feuchtekonvergenz), der die Zugbahn der Zyklone regelrecht markiert (und oft zur Identifizierung atmosphärischer Flüsse verwendet wird). Es wurde festgestellt, dass sowohl die Niederschläge im Rahmen des Tiefs als auch der Wasserdampftransport zunehmen, wenn die Feuchtigkeit im Feeder-Luftstrom anwächst. Damit lässt sich grob gesagt die Verbindung zwischen atmosphärischen Flüssen und den Niederschlägen erklären, die aus dem Aufstieg des Warm Conveyor Belts (WCB) resultieren. Im nachfolgenden Bild sind die wesentlichen Luftströmungen nochmals zusammengefasst.

Bild 1: Schema der Luftströmungen relativ zur Zyklone, überlagert mit den typischen Merkmalen des Bodentiefs. Kalt- und Warmfront (schwarz), Niederschlag (dunkelblaue Schattierung) und hohe Werte des Gesamtwasserdampfgehaltes in der Luftsäule (TCWV, hellblaue Schattierung). Aufsteigendes warmes Förderband (WCB; rot), aufgespalten in einen unteren zyklonal eindrehenden und einen oberen antizyklonal abdrehenden Ast. Rückwärts fließender Feeder-Luftstrom in der unteren Troposphäre (FA; grün), gesplittet in einen unteren zyklonal eindrehenden und einen oberen antizyklonal abdrehenden Zweig (in Richtung WCB). Absinkende stratosphärische dry Intrusion (DI; gelb), erneut aufgeteilt in einen unteren antizyklonal drehenden Ast und einen oberen zyklonal eindrehenden Ast. Quelle: Journal of Hydrometeorology 20, 6 via DWD.

Im Thema des Tages vom 11.01.2023 wurde bereits über die Auswirkungen und regionale Verbreitung atmosphärischer Flüsse berichtet

Der Impact solcher Extremwetterereignisse liegt auf der Hand, wie aktuell an der Westküste der USA oder aber bei so genannten rapiden Zyklogenesen über Teilen des Nordatlantik mit ausgeprägten WCB’s, die West- und zuweilen auch Mitteleuropa mit heftigen Regenfällen (kombiniert mit veritablen Sturmlagen) bevorzugt im Winterhalbjahr beeinflussen können.

Dipl.- Met. Dr. Jens Bonewitz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.01.2023

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Derzeit geht es im Nordatlantik zu wie auf einer Autobahn. Ein Tief nach dem anderen zieht über den nördlichen Teil des Atlantischen Ozeans in Richtung Europäisches Nordmeer hinweg. Die dazugehörigen Ausläufer beeinflussen dabei unter anderem auch das Wettergeschehen in Deutschland. Seit Wochen ist es wechselhaft, immer wieder wechselt sich der Regen mit trockenen Phasen ab. Es fühlt sich eher nach windigem Herbstwetter statt Winter an. Warum sollte es also in dieser Woche anders sein?

Die zweite Woche des noch jungen Jahres begann wie die erste Woche aufgehört hat: Nämlich mit Regen! Tief “Constantin”, dessen Kern am heutigen Montag, den 09.01.2023 zwischen Schottland und Island zu finden ist, schickte seine Ausläufer über uns hinweg und sorgte für Regen. Insbesondere in höheren Lagen des Schwarzwalds und der Alpen kam sogar etwas Schnee vom Himmel. Dieser ist seit Wochen Mangelware in Deutschland. Dazu frischte der Wind immer wieder stark böig auf, im Bergland traten zeitweise Sturmböen auf.

Wer die Wetterkarten nun ganz genau in Augenschein nimmt, dem fällt an der Südostflanke von “Constantin” eine nordwestliche Strömung ins Auge, die bis nach Deutschland gerichtet ist. Dabei wird Meeresluft polaren Ursprungs bis nach Deutschland geführt – zumindest vorübergehend. Entsprechend sinkt auch die Schneefallgrenze allmählich etwas ab. So kommt es im Verlauf des heutigen Tages zunächst im Schwarzwald und in den Alpen zu weiteren Schneefällen. In der Nacht zum Dienstag und am Dienstag tagsüber sinkt die Schneefallgrenze dann auf bis zu 600 Meter ab. Dann reicht es sogar in einigen Mittelgebirgslagen für etwas Neuschnee und selbst in tieferen Lagen des Voralpenlands können Dienstagfrüh einige Flocken vom Himmel fallen.

Wer sich nun aber auf einen nachhaltigen “Wintereinbruch” freut, wird leider enttäuscht. Denn das nächste atlantische Tief zieht bereits in Richtung Nordeuropa. Das zunächst noch wetterbestimmende Tief “Constantin” schwächt sich am Dienstag über dem Europäischen Nordmeer und Skandinavien etwas ab. Dafür übernimmt dann Tief “Delf” über dem Nordostatlantik die Wetterregie. Dabei stellt sich einmal mehr eine westliche bis südwestliche Strömung ein, die wieder mildere Luftmassen zu uns führt. Zwar setzen ab Dienstagabend weitere Niederschläge ein, Schneefälle im Bergland stehen aber lediglich in der anfangs noch kälteren Luft auf dem Programm. Mit Eintreffen der milderen Luft steigt die Schneefallgrenze im Laufe der Nacht vielerorts auf rund 1800 bis 2000 Meter an. Und so zieht sich der Winter dann rasch wieder bis in Gipfellagen der Mittelgebirge und darüber zurück.

Das Wettergeschehen bis Freitag lässt sich dann relativ schnell zusammenfassen. Es bleibt wechselhaft, bei Temperaturen von 7 bis 13 Grad ist es weiterhin deutlich zu mild für die Jahreszeit und auch der Wind frischt immer wieder stark bis stürmisch auf – insbesondere in der Südwesthälfte. Ab Mittwochnachmittag kann es zudem im Schwarzwald sowie im Allgäu kräftiger und länger anhaltend regnen, am Donnerstag und in der Nacht zum Freitag sind davon voraussichtlich weitere Mittelgebirgslagen betroffen. Neuschnee wird dabei jedoch allenfalls auf den Gipfeln der Mittelgebirge und in den Alpen erwartet.

MSc.-Met. Sebastian Schappert
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 09.01.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Der Start ins neue Jahr 2023 verlief verbreitet sehr mild und es haben sich einige Tiefdruckgebiete quasi die Klinke in die Hand gedrückt. Dadurch kam es in vielen Teilen des Landes immer wieder zu teils kräftigen Regenfällen. Einzig im Süden machte sich immer wieder schwacher Hochdruckeinfluss bemerkbar und hat dort die Niederschlagsneigung doch erheblich gedämpft. Insgesamt ergibt sich so im bisherigen Januar eine deutliche Zweiteilung in der Niederschlagsverteilung. Während etwa südlich einer Linie Eifel-Erzgebirge sowie in der Magdeburger Börde radarbasiert 1 bis 10, im Bergland bis 20 l/qm vom Himmel kamen, schaut es in den restlichen Gebieten ganz anders aus. Verbreitet fielen 15 bis 35 l/qm. Vor allem in Teilen Schleswig-Holsteins, im Harzumfeld und im Emsland wurden auch 30 bis 50 l/qm gemessen.

Besonders am Dienstag, dem 03.01.2023, regnete es im Norden gebietsweise sehr kräftig. Beispielsweise wurden zwischen Dienstag, 7 Uhr MEZ und Mittwoch, 7 Uhr MEZ in Braunlage (Niedersachsen) 38,6 l/qm registriert. Auch Wernigerode-Schierke (Sachsen-Anhalt) und Marxen (Niedersachsen) hatten mit 34,7 bzw. 34,2 l/qm innerhalb von 24 Stunden einiges zu bieten. An manchen Orten wie Schneverdingen-Osterwede oder Rehlingen-Ehlbeck (jeweils Niedersachsen) wurden sogar mit 30,1 bzw. 28,4 l/qm die Monatsrekorde für den jemals höchsten gemessenen Tagesniederschlag im Januar geknackt.

Wenn man bedenkt, dass im Durchschnitt im Norden des Landes im Januar gerade mal 40 bis 50 l/qm fallen, dann wird deutlich, dass dieser Wert bereits innerhalb einer Woche erreicht worden ist und der diesjährige Januar dort mit großer Wahrscheinlichkeit als zu nass in die Klimazeitreihe eingehen wird. Dieser Aspekt wird dadurch untermauert, dass in der kommenden Woche noch einiges an Niederschlägen zu erwarten ist.

Bis einschließlich Donnerstagmorgen fallen im Osten 5 bis 20 l/qm. In den anderen Landesteilen liegt die Niederschlagsmenge bei 15 bis 30 l/qm. Vor allem in den West- und Südweststaulagen des Schwarzwaldes und im Bergischen Land sowie im Allgäu sind 40 bis 60 l/qm, punktuell auch noch höhere Niederschlagssummen möglich. Zumindest in den höchsten Lagen der Mittelgebirge und in den Alpen fällt aber zeitweise Schnee, sodass das Wasser vorübergehend gebunden wird. Allerdings sorgen Warmluftvorstöße dafür, dass sich kein nachhaltiges Winterwetter etablieren kann.

Dipl.-Met Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 07.01.2023

Falls Sie es noch nicht bemerkt haben sollten: Es ist Hochwinter! Laut Wikipedia im Allgemeinen “die kälteste Phase des Winters” und damit natürlich auch des gesamten Jahres. Aber in den letzten Tagen, genau genommen seit etwa zwei Wochen, ist davon nichts zu spüren. In vielen Wetterberichten lauteten die Kommentare zu den Temperaturen mild, sehr mild oder ungewöhnlich mild.

Großräumig betrachtet scheint die Wetterlage festgefahren. Nördlich von uns geben sich die Tiefdruckgebiete die Klinke in die Hand. War es gestern noch Sturmtief AXEL, das sich heute aber schon auf den Weg nach Osteuropa gemacht hat und dessen Windfeld auch allmählich nach Polen abzieht, so haben wir es ab der kommenden Nacht mit Tief BENITO und danach mit Tief CONSTANTIN zu tun.

Und letzterer ist wahrlich ein dicker Brocken – genauer muss man sagen, er entwickelt sich zu einem dicken Brocken. Denn wer aktuell auf die Wetterkarten schaut, sieht auf dem zentralen Nordatlantik, etwa auf halbem Weg zwischen Neufundland und Spanien, nur ein kleines, unscheinbares Teiltief, dessen Kerndruck von knapp unter 995 hPa erstmal keinen Anlass zu Sorge bereitet (siehe Abbildung, kleiner Ausschnitt, Zeitpunkt Donnerstag 13 MEZ).

Diesbezüglich ist allerdings Vorsicht geboten: Da unter anderem die Konfiguration der Höhenströmung () für bodennahen Druckfall sorgt und auch ein Starkwindband () in der Höhe die Tiefdruckentwicklung “anfacht”, plustert sich CONSTANTIN ganz schön auf. Der Druckfall ist beachtlich: heute um 18 UTC (früher Greenwich Mean Time; entspricht MEZ -1 Stunde) soll er bei knapp unter 985 hPa liegen, morgen früh um 06 UTC schon bei 950 hPa – um morgen Abend Werte von knapp unter 945 hPa zu erreichen!

Aber nicht nur die Druckentwicklung ist beeindruckend. Auch CONSTANTINs Ausdehnung ist gewaltig. Die Abbildung (großer Ausschnitt) zeigt eine Prognose des Bodendrucks und der Position der Fronten für den morgigen Samstag um 12 UTC. CONSTANTIN überdeckt zu diesem Zeitpunkt weite Teile des Nordatlantiks, dazu auch West- und Nordeuropas. Und da Mitteleuropa östlich bzw. südöstlich des Tiefzentrums liegt und damit im Zustrom milder Luft verbleibt (roter Pfeil), ist es mit winterlichen Verhältnissen bei uns auch erstmal nicht weit her.

Dabei hätte das Tief BENITO, das in der Abbildung (kleiner Ausschnitt) nordwestlich von Irland zu finden ist, durchaus Kaltluft im Gepäck gehabt. Sein Frontensystem ist in den Feuchtefeldern in 700 hPa (ca. 3 km Höhe) gut zu erkennen. Die Warmfront erstreckt sich als grünes Band von England nach Ostfrankreich, die Kaltfront liegt dagegen, von Nordost nach Südwest orientiert, über dem Atlantik. Allein: Die Kaltfront schafft es nicht bis zu uns. Da sich CONSTANTIN aufbläht, wird in dessen Zirkulationsfeld BENITOs Kaltluft wieder nach Norden geschoben – also dahin, wo sie herkam. Und in der Folge hält die milde Witterung auch in den kommenden Tagen an.

Wird es denn irgendwann doch noch Winter? Nach jetzigem Stand versucht ab dem 9.1. wieder kalte Luft bei uns Fuß zu fassen. Dann rutschen wir auf die westliche und somit kalte Seite von CONSTANTIN. Er bestimmt unser Wetter also weiterhin, aber dann sollte die Situation zumindest “winterlich angehaucht” sein. Aber ein veritabler Kaltlufteinbruch, der dem Hochwinter wirklich Ehre macht, ist weiterhin nicht in Sicht.

Dipl.-Met. Martin Jonas
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 05.01.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst