Die komplexe Vorhersage von Tornados

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Am letzten Donnerstag richtete in der Eifel ein Tornado kleinräumig extreme Schäden an. Dabei handelte es sich nach der internationalen Fujita-Skala (ESSL) um einen IF 2.5 Tornado mit Windgeschwindigkeiten von rund 250 km/h. Diese extremen Winde führten vor allem im Ort Nusbaum zu abgedeckten Dächern, beschädigten Fassaden und umgestürzten Bäumen. Gerade aufgrund der hohen Schadensträchtigkeit solcher Ereignisse wäre eine genaue Prognose sehr wichtig. Aufgrund ihrer Kurzlebigkeit und der sehr geringen räumlichen Ausdehnung gestaltet sich die Vorhersage allerdings alles andere als einfach.

Starke Tornados treten meistens in Verbindung mit kräftigen Gewittern auf. Dabei benötigt es verschiedene Zutaten, damit zunächst einmal die Grundvoraussetzungen für ihre Entstehung gegeben sind. Eine feuchtwarme, energiereiche Luftmasse und einen Hebungsantrieb, beispielsweise durch einen herannahenden, sind förderlich bei der Entstehung von Gewitterzellen. Zudem ist die vertikale Windscherung ein notwendiger Faktor, damit sich diese besser organisieren können. Dabei handelt es sich um die Geschwindigkeits- und Richtungsänderung des Windes mit der Höhe. Ist diese sehr hoch und liegt eine relativ labil geschichtete Atmosphäre vor, können sich Superzellen ausbilden, im Zuge derer die meisten stärkeren Tornados entstehen. Superzellen sind besonders langlebige, rotierende Gewitterzellen, bei denen neben möglichen Tornados auch großer Hagel, heftiger Starkregen und orkanartige Fallböen auftreten können. Entscheidend für ein erhöhtes Tornadopotential ist allerdings die Scherung in den unteren Schichten der Atmosphäre. Dabei wird die Windänderung zwischen 0 und 1 km betrachtet. Außerdem ist eine niedrige Wolkenbasis hilfreich bei der Entwicklung von Tornados, die häufig aufgrund von einem vorausgehenden Niederschlagsgebiet mit entsprechender Anfeuchtung der Grundschicht entsteht. Dies war auch bei dem Eifel-Tornado vom vergangenen Donnerstag gegeben.

Alle diese Zutaten werden bei der Vorhersage betrachtet um daraus eine Potenzialabschätzung durchzuführen. Somit ist es möglich im Voraus größere Regionen zu bestimmen, in denen eine Tornadogefahr vorhanden ist. Eine ortsgenaue Prognose ist aber, wenn überhaupt, nur sehr kurzfristig machbar. Zur kurzfristigen Vorhersage stehen dem Warnmeteorologen verschiedene Tools zur Verfügung. Zum einen lassen sich anhand der Radarsignale verdächtige Strukturen erkennen. Ein Beispiel hierfür ist das charakteristische „Haken Echo“ in Verbindung mit einer Superzelle. Zum anderen lassen sich rotierende Zellen anhand des Doppler-Radars identifizieren. Dabei werden mithilfe des Dopplereffektes die horizontalen Geschwindigkeiten der Niederschlagspartikel bestimmt. Somit lassen sich Superzellen mit rotierenden Aufwinden erkennen. Allerdings produziert nur ein kleiner Teil der rotierenden Superzellen auch einen Tornado. Da die Tornados selbst in den Radarbildern nur sehr selten eindeutig zu identifizieren sind, sind zusätzlich zu den technischen Hilfsmitteln auch Nutzermeldungen über die Warn-Wetter App, sowie Meldungen von Gewitterjägern für unsere Arbeit unerlässlich.

Auch das Warnmanagement bezüglich dieses kleinräumigen Phänomens erfordert Fingerspitzengefühl, da selbst eine kleinräumige Gemeindewarnungen schnell zur Überwarnung führen kann. Die Schneise des Tornados beträgt nämlich meist nur wenige hundert Meter, sodass große Teile des Gebietes vom Tornado unbeeinflusst bleiben.

Am vergangenen Donnerstag zog in Verbindung mit einer von Westen herannahenden Kaltfront eine Gewitterlinie von Frankreich heran. Unter günstigen Bedingungen waren dabei innerhalb mehrerer Gewitterzellen vor allem in unteren Schichten Rotationsstrukturen erkennbar (siehe Abbildung 1). An der Linie bildete sich an der südlichen Zelle anschließend ein kurzlebiger Tornado aus, der lokal eng begrenzt für schwere Schäden sorgte. Dieser Fall gestaltete sich warntechnisch als besonders schwierig, da es sich hierbei nicht um eine klassische, isolierte Superzelle mit typischem „Haken Echo“ im Radarbild handelte, sondern um eine in die Linie eingebettete rotierende Zelle.

Vor allem bei besonders kurzlebigen Tornados, die nicht durch klassische Strukturen mithilfe moderner Fernerkundungssysteme erkennbar sind, ist eine ortsgenaue Warnung somit bisher leider noch äußerst schwierig.

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 26.09.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

„Altweibersommer“ mit seinen typischen Wetterphänomenen nimmt Fahrt auf!

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Hoch ROSI dominiert die Wetterküche in weiten Teilen Europas! ROSI hat sich über Osteuropa eingenistet und spannt ein großräumiges Hochdruckgebiet von Nordwestrussland bis nach Griechenland sowie von Russland bis zur Iberischen Halbinsel auf. Die Tiefdruckgebiete um den ehemaligen Wirbelsturm NIGEL westlich von Norwegen müssen notgedrungen über Nordwesteuropa ihre Kreise ziehen. Neben NIGEL tummeln sich dort derzeit auch noch Tiefs südwestlich von Island und westlich von Irland. Auch deren Tiefausläufer können kaum in das Hoheitsgebiet von Hoch ROSI eindringen und streifen somit höchsten den Norden Frankreich, Benelux und den Nordwesten Deutschlands. Eine gewisse Tiefdrucktätigkeit ist ansonsten noch im östlichen Mittelmeerraum zu finden und sorgt so von Süditalien über Griechenland hinweg bis zur Türkei und Israel für einen eher unbeständigen Wettercharakter.

Deutschland liegt auf der Südwestflanke von ROSI. Allenfalls der Nordwesten gerät zeitweise in die sogenannte Frontalzone naher Tiefausläufer, sodass dort auch mal dichtere Wolken durchziehen können, die vereinzelt auch ein paar Regentropfen abladen.

Ansonsten sind bis Freitag in weiten Teilen des Landes die hochreichenden Strömungsbedingungen antizyklonal geprägt. Entsprechend dominiert Absinken, das heißt, die Luft sinkt aus größeren Höhen zum Boden ab und erwärmt sich dabei. Potentielle Wolkentröpfchen verdunsten und die Sonne kann scheinen. Wenn das Wörtchen „Wenn“ nicht wäre.

Die seit dem 23. September länger Nächte als Tage zusammen mit Hochdruckeinfluss lassen nachts typische herbstliche Wetterphänomene wie Nebel oder Hochnebel sowie Tau und Bodenfrost auf dem Spielfeld zu, während tagsüber häufig warmes und sonniges Wetter herrscht.

Genau dies ist auch derzeit zu beobachten. In der Nacht auf den Montag gab es vor allem in einem Streifen vom Südschwarzwald über die Alb und dessen Vorland bis zur Oberpfalz, dem Erzgebirge und Thüringer Wald sowie teils bis in die Lausitz hinein tiefe einstellige Werte in Bodennähe, vereinzelt wurde sogar Bodenfrost gemessen. Dies war z.B. in Bad Lobenstein (-0,8 Grad), Geislingen (-0,8), Sigmaringen-Laiz (-0,8 Grad), Rottweil (-0,9 Grad), Hof (-1,0 Grad), Lenzkirch-Ruhbühl (-1,3 Grad) und Deutschneudorf-Brüderwiese (-2,0 Grad) sowie weitere der Fall. Dazu bildete sich vor allem in Teilen Brandenburgs und Sachsen örtlich Nebel. Diesen Phänomenen stehen die Höchstwerte von 16 und 22 Grad am Sonntag gegenüber.

In den kommenden Tagen wird Frost in Bodennähe weniger ein Thema sein. Dagegen kann sich der Nebel oder Hochnebel wohl etwas ausbreiten. Durch das nächtliche Auskühlen kondensiert die Feuchtigkeit zu Tau und/oder es bildet sich Bodennebel (Strahlungsnebel, vgl. Link). Ist nun wie derzeit kaum Wind vorhanden und die Luft sinkt aus der Höhe ab, kann sich eine kräftige Inversion ausbilden. Unter Inversion versteht man in der Meteorologie die Umkehr des normalerweise mit der Höhe abnehmenden Temperaturverlaufs in einer mehr oder weniger dicken Schicht (vgl. Link). Genau an dieser Schicht bildet sich in Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit regional Hochnebel, der sich teilweise über den gesamten Tag hinweg halten kann. Ob nun viel Sonne oder Hochnebel, die Temperaturen steigen tagsüber stetig auf für die Jahreszeit deutlich überdurchschnittliche Werte an, die am Donnerstag und Freitag 19 bis 29 Grad erreichen. Insgesamt bleibt somit vielerorts ein großer Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht erhalten.

Die beschriebenen Witterungsbedingungen beschreiben somit in ganzer Fülle den sogenannten Altweibersommer.

Der Begriff „Altweibersommer“ geht auf das altdeutsche Wort „weiben“ zurück, was weben bedeutet und beschreibt beständige frühherbstliche Hochdrucklagen über Mitteleuropa, die besonders häufig Mitte September bis Anfang Oktober auftreten und mit sommerlichen Temperaturwerten am Tag und kühlen Nächten (starke Taubildung, oft Strahlungsnebel) einhergehen (vgl. Link). Der Altweibersommer ist, wie die Schafskälte, eine im mittleren Jahresgang der Lufttemperatur ausgeprägte Singularität. Die Bezeichnung „Altweibersommer“ erscheint dabei aus meteorologischer Sicht weder frauenfeindlich noch despektierlich.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 25.09.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Weltraumwetter

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Am heutigen deutschen „Tag der Raumfahrt“ wollen wir uns im Thema des Tages dem sogenannten „Weltraumwetter“ widmen. Auf den ersten Blick scheint es sich dabei um ein Oxymoron zu handeln, also eine Zusammenstellung zweier sich widersprechender Begriffe. Immerhin beschreibt das „Wetter“ im ursprünglichen Sinne den spürbaren, kurzfristigen Zustand der Atmosphäre, um genau zu sein sogar nur der Troposphäre, dem untersten Bereich der Lufthülle der Erde. Als Weltraum dagegen bezeichnet man den Raum zwischen den Himmelskörpern. Diese haben zwar keine feste Grenze zum Weltraum, sondern eher einen fließenden Übergang zwischen der Atmosphäre, die nach außen hin immer „dünner“, also immer weniger Teilchen beherbergt. Ab einer bestimmten Höhe spricht man aber vom Beginn des Weltraumes, eines Bereiches mit extrem geringer Teilchendichte. Wie passt das zusammen?

Da der Weltraum nach obiger Definition also kein wirklich „leerer Raum“ ist, sondern – genau wie die Atmosphären der Himmelkörper – kleine Teilchen beinhaltet (Gase, Staub etc.), lassen sich Analogien herstellen. So kann es durch „Sonnenwinde“ im Weltraum durchaus stürmisch zugehen und auch für „Regen“ ist gesorgt, wenn kleinste Teilchen von der Sonne auf die Erde prasseln. Immer dann, wenn die Auswirkungen vom Sonnenwind und -regen für uns Menschen auf der Erdoberfläche sichtbar oder spürbar werden, sprechen Experten vom Weltraumwetter. Eine weitere Analogie wurde damit ganz beiläufig angesprochen: Genauso wie das rein irdische Wetter wird auch das Weltraumwetter maßgeblich von der Sonne bestimmt, wenngleich es auch viele weitere Einflussfaktoren gibt.

Unter Sonnenwind verstehen wir einen Strom elektrisch geladener Gasteilchen, die von der Sonne in alle Richtungen wegströmen. „Stürmisch“ wird es dann, wenn es zu einem „koronalen Massenauswurf“ (englisch: Coronal Mass Ejection, kurz: CME) kommt. Es handelt sich dabei um eine Art Explosion auf der Sonne, bei der nicht nur eine gewaltige Menge an Teilchen, sondern auch ganze Magnetfelder von der Sonne weggeschleudert werden. Dieses Gemisch nennt man „Plasma“. Manchmal beobachtet man auch sogenannte „Flairs“, eine Art Blitz, bei der sich Röntgenstrahlung, also elektromagnetische Energie oder Licht mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen ausbreitet.

In unregelmäßigen Abständen sind Sonnenstürme zur Erde gerichtet. Generell schützt uns das Magnetfeld bzw. die darin eingefangenen geladenen Teilchen, der sogenannte Strahlungsgürtel, vor dem gefährlichen Plasma des Sonnenwindes. Ist der Partikelstrom aber zu stark, wird dieses Schutzschild verformt und es können sich vermehrt Schwachstellen auftun. Im schönsten Fall dringen nur verhältnismäßig wenige geladene Partikel des Sonnenwindes bis in die obere Atmosphäre ein, wo sie auf Sauer- und Stickstoffteilchen treffen, diese anregen und zum Leuchten bringen. Diesen Effekt kennen wir als ungefährliches, aber optisch sehr ansprechendes Polarlicht. Im schlimmsten Falle gelangen aber größere Mengen an geladenen Teilchen in die Atmosphäre und sorgen für starke elektrische Ströme. Diese beeinträchtigen in erster Linie Gerätschaften in größerer Höhe wie Satelliten oder Computersysteme in Flugzeugen. Dadurch können die Navigations- und Kommunikationssysteme auf der Erde in Mitleidenschaft gezogen werden oder gar ausfallen. Die Verformung des Magnetfeldes kann sich aber auch am Erdboden bemerkbar machen, indem sich beispielsweise in Stromleitungen große Spannungen aufbauen und starke Ströme fließen können, die zu Überlastungen und Ausfällen im Stromnetz führen.

Ähnlich wie beim Wetter gilt es diese gefährlichen Situationen möglichst zu erkennen, mögliche Auswirkungen vorherzusagen und Warnungen auszusprechen. Mit vielen unterschiedlichen Messgeräten wird die Sonne pausenlos beobachtet und die Richtung und Stärke etwaiger Sonnenstürme gemessen. Wenn sich ein solcher ereignet, bleiben noch zwei bis vier Tage Vorlaufzeit, bevor sie die Erde erreichen. Mit verschiedenen Maßnahmen können Auswirkungen und Schäden an technischen Systemen vorgebeugt werden.

Dipl.-Met. Adrian Leyser
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 24.09.2023
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Ex-Tropenstürme in Europas Wetterküche

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Recht turbulent geht es aktuell im Wettergeschehen zu. Auch wenn sich nicht alle Facetten des Geschehens bei uns in Deutschland bemerkbar macht, so ist man auch hierzulande von dem ein oder anderen Unwetterereignis nicht verschont geblieben. An vorderster Stelle sei dabei der am vorgestrigen Donnerstag aufgetretene Tornado in der Eifel genannt Dieser stand im Zusammenhang mit Ex-Hurrikan „Lee”, dessen Überreste sich zu jenem Zeitpunkt als kräftiges Tiefdruckgebiet über dem europäischen Nordmeer befanden, und dessen ausgeprägte Kaltfront uns überquerte. An der Kaltfront kam es dann zur Bildung einer ausgeprägten Gewitterlinie, in die auch die tornadoproduzierende Superzelle eingelagert war.

Hier hatte also schon einer der ehemaligen Tropenstürme seine Finger im Spiel. Aber auch danach geht die Geschichte noch weiter: Rückseitig führt Ex-„Lee” aktuell relativ kühle Polarluft nach Deutschland, während bereits der nächste Ex-Tropensturm bzw. -Hurrikan auf dem Atlantik herannaht. Dazu gleich mehr. Zunächst aber führt dieses „Sitzen zwischen den Stühlen” dazu, dass aktuell ein neues Hochdruckgebiet namens „Rosi” von den Azoren seinen Einflussbereich bis zu uns nach Mitteleuropa ausweitet und sich dabei noch verstärkt. Die Folge: Zunehmend trockenes und sonnenscheinreiches Wetter, wobei gerade anfangs noch einige Wolkenfelder mit von der Partie sind, die dem Sonnenschein im Wege stehen.

Interessant wird es auch zu Beginn der neuen Woche. Dann kommt mit Ex-„Nigel” der nächste, bereits schon erwähnte, ehemalige Hurrikan ins Spiel. Dieser zieht im Laufe der kommenden Tage vom Atlantik voraussichtlich an Schottland vorbei Richtung Nordmeer und saugt dabei aus Südwesten jede Menge Warmluft an, die uns im Anschluss auch in Deutschland erreicht. Gleichzeitig bleibt mit der Warmluftzufuhr der Hochdruckgürtel erhalten, der sich in der neuen Woche von den Azoren bis nach Nordosteuropa erstreckt, wo Hoch „Rosi” zu diesem Zeitpunkt liegen wird. Damit bleibt Deutschland zunächst auch vom Einfluss etwaiger Tiefausläufer – sprich: Fronten – verschont. Ins Wettergeschehen übersetzt bedeutet das: Eine ganze Menge Sonnenschein und nochmals spätersommerlich warme Temperaturen. Laut aktuellen Modellprognosen könnte es demnach Mitte der kommenden Woche in einigen Landesteilen nochmals auf bis zu 27 °C hochgehen mit den Temperaturen.

Aber auch der Blick über die Grenzen sollte nicht unbeachtet bleiben: Ex-„Nigel” soll dann als ausgewachsenes Orkantief über die Britischen Inseln ziehen. Je nach Variante wären entweder Schottland, oder aber auch England inklusive Großraum London betroffen, die die volle Orkanwucht zu spüren bekämen. Einige Szenarien könnte man durchaus als „wild” bezeichnen, aber die Prognosen sind auch dementsprechend derart unsicher, dass erstmal weiteres Abwarten angesagt ist. Für Details ist es ohnehin noch zu früh.

M.Sc . Felix Dietzsch
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 23.09.2023
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Starke Gewitter und Dauerregen

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Die markante Kaltfront des Ex Hurrikans und nun außertropischen Tiefs LEE zog in der vergangenen Nacht sowie am heutigen Freitagmorgen über weite Teile Deutschlands hinweg. In Verbindung mit der Kaltfront gab es gebietsweise kräftige Schauer und Gewitter. Außerdem wurde ein deutlicher Temperatursturz eingeläutet. Nachdem am gestrigen Donnerstag noch in vielen Teilen des Landes ein Sommertag registriert wurde, liegen die heutigen Höchstwerte deutlich tiefer.

Der deutschlandweite Höchstwert wurde gestern mit 30,2 Grad in Langenlipsdorf (Brandenburg) gemessen. Heute zeigt das Thermometer dort aktuell (13 Uhr MESZ) nur 18 Grad an. In Starkenberg-Tegkwitz (Thüringen) und Baruth (Brandenburg) wurde mit 29,7 bzw. 29,5 Grad die Schwelle für einen heißen Tag nur knapp verfehlt. Aber auch dort wird es wie generell im Osten schwierig im Nachmittagsverlauf die 20 Grad-Marke zu knacken. Auch in den anderen Landesteilen bleibt es deutlich kühler als zuletzt.

Neben dem ausgeprägten Temperatursturz traten regional kräftige und schauerartig verstärkte sowie mit Gewittern durchsetzte Regenfälle auf. Insbesondere im Westen und Nordwesten des Landes kamen von Donnerstagmittag bis heute Mittag verbreitet 10 bis 20, lokal um 30 Liter pro Quadratmeter vom Himmel. Oftmals fielen diese Niederschlagsmengen innerhalb von wenigen Stunden. Im Süden setzten die Regenfälle erst im Laufe der Nacht ein und intensivierten sich am Morgen vom östlichen Bodensee bis ins Allgäu. Verbreitet wurden 10 bis 30, örtlich um 50 Liter pro Quadratmeter innert 12 Stunden registriert. Die Radaranalyse bietet hier etwas zu hohe Mengen an.

Die Niederschläge halten am Alpenrand noch weiter an und klingen erst im Laufe des Samstags allmählich ab. Es werden bis Samstagvormittag weitere 20 bis 30 Liter pro Quadratmeter erwartet. Insgesamt kommen somit während dem gesamten Niederschlagsevent 30 bis 60, örtlich um 70 l/qm vom Himmel. Weitere Schauer und Gewitter treten heute und morgen lokal auch noch am im Westen und Südwesten sowie an der Nordseeküste auf. Die Niederschlagsmengen wie am Alpenrand werden dort jedoch nicht erreicht.

Neben den kräftigen Niederschlägen standen gestern Nachmittag und Abend im Zusammenhang mit den Schauern und Gewittern vor allem die Windböen im Fokus. Abgesehen vom Bergland gab es vor allem im Saarland, im südlichen Rheinland-Pfalz und in Westhessen einige stürmische Böen oder Sturmböen (Bft 8-9). Die stärkte Böe wurde in Berus (Saarland) mit 92 km/h registriert. Dies entspricht sogar einer schweren Sturmböe (Bft 10).

Noch deutlich stärker wehte der Wind in Nusbaum, etwa 14 km südwestlich von Bitburg in der Südeifel. Dort kam es am Nachmittag gegen 15:50 Uhr zu einem Tornado, der für zahlreiche und teils erhebliche Schäden gesorgt hat. Nach vorläufigen Schätzungen hat es sich dabei um einen Tornado der Stärke EF2 gehandelt. Erklärungen zu unterschiedlichen Tornado-Intensitätsskalen sind im TdT vom 21.08.2021 unter zu finden.

Am Wochenende beruhigt sich das Wetter deutlich und der Altweibersommer findet seine Fortsetzung. Tagsüber wird es dabei angenehm warm, aber nachts erinnern Tiefstwerte im einstelligen Bereich doch schon deutlich an den nahenden Herbst.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 22.09.2023
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Tagundnachtgleiche läutet (kalendarischen) Herbstbeginn ein

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In den vergangenen Wochen war es deutlich spürbar: Die Tage wurden merklich kürzer und die Nächte länger. Besonders in den Abendstunden ist es am ehesten wahrnehmbar, dass die Sonne zeitiger untergeht. Aber auch den morgendlichen Arbeitsweg beginnen viele nun schon im Dunkeln oder zumindest in der Dämmerung. Ein untrügliches Zeichen, dass das Jahr fortgeschritten ist und wir uns dem kalendarischen Herbstbeginn nähern.

Am kommenden Samstag, den 23. September 2023, ganz genau um 08:50 Uhr Mitteleuropäische Sommerzeit beginnt der Herbst. Zu diesem Zeitpunkt zieht die Sonne direkt über den Erdäquator hinweg. Die Sonne geht an diesem Tag überall auf der Erde fast genau im Osten auf und im Westen unter. Man spricht dabei von der Tagundnachtgleiche oder dem Äquinoktium (von lat aequus – gleich und nox – Nacht). Während bei uns auf der Nordhalbkugel also die dritte Jahreszeit beginnt, markiert das Äquinoktium auf der Südhalbkugel den Beginn des Frühlings. Am Tag des Äquinoktiums dauern somit lichter Tag und Nacht überall auf der Erde zumindest theoretisch gleich lang.

Jedem ist bekannt, dass Jahreszeiten existieren. Aber wodurch entstehen sie? Das ist eine Frage, bei deren Beantwortung viele Menschen regelmäßig in eine kleine Falle tappen. Oft hört man, dass es auf der Erde kälter wird, wenn sie sich weiter von der Sonne entfernt, und wärmer, wenn sie näher an unsere Wärmequelle herankommt. Schließlich reist unser Planet auf einer Umlaufbahn um die Sonne, die kein perfekter Kreis, sondern eher eine Ellipse ist. Die Schlussfolgerung aus dieser Tatsache ist jedoch falsch. Unser Erdorbit weicht nur zu drei Prozent von einem Kreis ab. Im nördlichen Winter ist die Sonne der Erde eigentlich am nächsten und im Sommer am weitesten entfernt. An der unterschiedlichen Entfernung zur Sonne liegt es also nicht. Was beschert uns dann die Jahreszeiten?

Die Antwort ist schlicht gesagt: die Neigung! Die Erdachse ist relativ zur Sonne gesehen nicht senkrecht ausgerichtet, sondern steht in einem leicht schrägen Winkel von etwa 23,5 Grad. Während sich die Erde um die Sonne dreht, bleibt dieser Winkel erhalten, weshalb das Licht der Sonne nicht direkt auf die komplette Erdoberfläche trifft. Wenn die Nordhemisphäre der Sonne weggeneigt ist, werden deren Lichtstrahlen nur in einem schrägen Winkel aufgefangen. Während dieser Phase herrschen kürzere und somit in der Regel auch kühlere Tage. Gleichzeitig ist die südliche Hemisphäre der Sonne zugeneigt, weshalb ihre Strahlen in einem steileren Winkel eintreffen und für längere Tage sorgen. Nur zweimal im Jahr wird die Erde gleichmäßig in das Licht der Sonne getaucht – nämlich zu den Tagundnachtgleichen. Das zweite Äquinoktium findet um den 21. März statt, wenn sich die eben beschriebenen Gegebenheiten auf der nördlichen und südlichen Hemisphäre umkehren. Die Äquinoktien selbst definieren nur den Zeitpunkt eines Ereignisses. Sie finden nicht wirklich statt, wenn der Tag und die Nacht gleich lang sind, obwohl man das vielleicht annehmen würde. Eigentlich ist es der Zeitpunkt, zu dem die Sonne am Äquator genau im Zenit und die Sonnenstrahlen dort im 90 Grad Winkel auf die Erdoberfläche treffen. Dann sind Tag und Nacht überall auf der Erde nahezu gleich lang.

In unseren Breiten allerdings sind zum Äquinoktium Tag und Nacht nicht exakt gleich lang und es ergibt sich ein Unterschied von einigen Minuten. Der Tag erscheint tatsächlich etwas länger als die Nacht. Zum einen erklärt sich diese Diskrepanz durch die Ausdehnung der Sonnenscheibe. Während der Äquinoktien wird der geometrische Mittelpunkt der Sonnenscheibe betrachtet, der an diesen Tagen etwa 12 Stunden oberhalb des Horizontes steht. Da allerdings die ersten und letzten Sonnenstrahlen eines Tages vom oberen Rand der Sonnenscheibe ausgehen, dauert der Tag also etwas länger. Zum anderen spielt die Brechung des Sonnenlichts durch die Atmosphäre eine Rolle. Die Erdatmosphäre beugt das Licht, weshalb es aussieht, als befände sich die Sonne noch über dem Horizont, obwohl sie bereits untergegangen ist. Der Kalendertag, an dem tatsächlich zwölf Stunden lichter Tag und zwölf Stunden Nacht herrschen, ist somit um ein paar Tage in Richtung Wintersonnenwende verschoben. Dieser Tag wird als Equilux bezeichnet und liegt für den 50. Breitengrad (geografische Breite von Frankfurt am Main) um den 25 September.

Zur diesjährigen Tagundnachtgleiche hält sich das Wetter zumindest ein wenig an die Vorgaben. Der Samstag gestaltet sich vor allem in der Nordwesthälfte mit einzelnen Schauern leicht wechselhaft. Insbesondere an der See kann auch mal ein kurzes Gewitter dabei sein. Südlich der Donau muss man sich bei dichter Bewölkung mit zeitweisem Regen begnügen. In den Regionen vom Südwesten bis in den Nordosten hingegen zeigt sich neben einigen Quellwolken häufiger die Sonne bei nur geringer Schauerneigung. Während in Alpennähe die Höchstwerte unter 15 Grad verharren, klettert das Quecksilber in den übrigen Regionen auf 16 bis 21 Grad.

M.Sc (Meteorologe) Sebastian Altnau
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 21.09.2023
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Ex-Hurrikan LEE bringt als Gastgeschenke Wind und Regen mit

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Auch wenn Regen am heutigen Mittwoch eher weniger von der Partie ist, so mutet das Wetter in Teilen des Nordwestens und Westens mit den vielen Wolken doch etwas herbstlich an. Vielleicht ist der wenige Regen heute dahingehend ganz gut, dass einem der Regenschirm nicht weggepustet wird. Der Südwestwind zeigt sich heute nämlich in der Nordwesthälfte von seiner lebhafteren Seite und wartet an der Nordsee mit stürmischen und auf dem Brocken auch mit Sturmböen auf. Verantwortlich hierfür ist Ex-Hurrikan LEE, der sich mit seinem Kern aktuell über Schottland befindet und uns nicht nur mit Wind, sondern ab morgen auch mit Regen beehrt.

Die Höchsttemperaturen von 20 bis 24 Grad sind heute in der Nordwesthälfte zwar alles andere als spätsommerlich, aber doch so, dass man durchaus mal einen Streifzug durchs Grüne machen kann. Nach Süden und Osten zu wechseln sich Sonne und Wolken ab. Je weiter südlich, umso größer die Chance, heute in Summe mehrere Stunden Sonnenschein zu genießen. Im Osten und Südwesten wird es bei 25 bis 27 Grad auch noch einmal sommerlich warm, am Oberrhein könnte es örtlich auch für 28 Grad reichen.

In der Nacht zum Donnerstag ist es allenfalls an der See oder auf dem Brocken noch windiger, aber ansonsten zeigt sich das Wetter eher von der ruhigen Seite. Im Süden ist es zeitweise wolkig, ansonsten ziehen kaum Wolken über den Nachthimmel, örtlich kann sich jedoch Nebel bilden. Die Temperaturen gehen zurück auf Werte von 18 bis 15 Grad an den Küsten und im äußersten Westen und sonst auf Werte von 14 bis 8 Grad.
Am morgigen Donnerstag kommt von Westen ein lang gestrecktes Regengebiet herein und bringt einem Gebiet von Schleswig-Holstein bis zum Schwarzwald gebietsweise schauerartigen, teilweise auch länger anhaltenden Regen, ganz vereinzelt auch Gewitter. Je weiter östlich, umso länger hat man was von einem spätsommerlichen Tag. Viel Sonnenschein und Höchsttemperaturen von bis zu 29 Grad laden dazu ein, den Tag noch einmal im Freien zu nutzen, denn am Freitag erreichen die Höchsttemperaturen dort gerade einmal 17 bis 20 Grad.

In der Nacht zum Freitag zieht das Regengebiet dann weiter ostwärts. In der Südosthälfte hält der Regen dann am Freitag und gebietsweise noch am Samstag an, an den Alpen kann dieser zeitweise auch mal kräftiger sein. Ansonsten zeigt sich das Wetter im Nordwesten und Westen noch von seiner unbeständigen Seite und wartet mit Schauern und kurzen Gewittern auf. Die Höchsttemperaturen erreichen mancherorts Werte von bis zu 20 Grad, an den Alpen werden kaum 15 Grad erreicht.
Erst der Sonntag wird dann wieder mit viel Sonnenschein seinem Namen gerecht. Die 20 oder 21 Grad liest man zwar wieder häufiger als Höchsttemperaturen auf der Vorhersagekarte als noch an den Vortagen, aber für mehr reicht es an diesem Tag dann leider nicht.

M.Sc (Meteorologin) Tanja Sauter
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 20.09.2023
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„Zwischen Skylla und Charybdis“

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Es gibt Orte auf der Welt, die so besonders sind, dass sie Gegenstand von Mythen und Legenden geworden sind und darüber sogar Bücher geschrieben wurden wie z.B. die „Odyssee“ von Homer in der griechischen Mythologie. Einer dieser Orte ist die Straße von Messina, eine Meerenge zwischen Kalabrien an der Stiefelspitze des italienischen Festlands und der Insel Sizilien. An der Meerenge sollen demnach Charybdis und Skylla, zwei Meeresungeheuer, gelebt haben. Skylla hauste auf dem größeren der beiden sich gegenüberstehenden Felsen der Meerenge und Charybdis unterhalb des kleineren Felsens. Charybdis saugte dreimal am Tag das Meerwasser ein, um es danach brüllend wieder auszustoßen. Schiffe, die in den dadurch entstandenen Sog gerieten, waren verloren und nicht einmal der Meeresgott Poseidon konnte diese Schiffe retten. Eventuell überlebende Schiffbrüchige wurden dann von Skylla gefressen.

Daraus hat sich in der Alltagssprache der Region die Redewendung „zwischen Skylla und Charybdis“ entwickelt. Denn für die Schiffskapitäne sind Skylla und Charybdis wie Pest und Cholera, zwischen denen sie sich entscheiden müssen. Es ist unmöglich, ohne Schaden aus diesem Dilemma herauszukommen.

Nachfolgend soll eine wissenschaftliche Erklärung geliefert werden. Die Straße von Messina verbindet das Tyrrhenische Meer im Norden und das Ionische Meer im Süden. Die Meeresstraße ist 32 km lang, zwischen 3 und 8 km breit und maximal 250 m tief (Abbildung 1). Die Durchfahrt durch die Straße von Messina gestaltet sich tatsächlich aufgrund der Wind- und Strömungsverhältnisse sowie der beiderseits nahen Steilküsten von je her sehr schwierig.

Da die beiden o.g. Meere unterschiedliche Gezeiten und Salzgehalte aufweisen, ergibt sich eine Meeresströmung, die eigentümliche hydrodynamische Phänomene zur Folge hat. Weil die Gezeiten der beiden Meere gegensätzlich verlaufen, also in dem einen Ebbe und im anderen Flut herrscht, weisen die Meeresspiegel einen Höhenunterschied von bis zu 27 cm auf. Dies führt zu wechselnden Ausgleichsströmungen und so zu einem Wasseraustausch.

Bei einer Strömung vom Tyrrhenischen Meer ins Ionische Meer (Nord-Süd-Richtung) fließt das aufgrund des niedrigeren Salzgehaltes leichtere tyrrhenische Wasser über das schwerere ionische Wasser. Andersherum bei einer Strömung vom Ionischen Meer ins Tyrrhenische Meer (Süd-Nord-Richtung) taucht das schwerere ionische Wasser, nachdem dieses einen unterseeischen Sattel überquert hat, unter das tyrrhenische Wasser (siehe Grafik).

Daraus entstehen Turbulenzen wie „Meeresrippen“ oder „Strudel“. Beim Ersten sind es Wellen, die durch das reine Strömen des Wassers verursacht werden (siehe Abbildung 2). Letztere werden durch entgegengesetzte Strömungen und die unterseeische Orographie hervorgerufen.
Diese Phänomene können durch die vorherrschenden Winde über der Meerenge noch verstärkt werden, vor allem wenn der Wind gegen die Meeresströmung weht.

Im Sommer dominieren nordöstliche Winde („Vento Cavaliere“) – eine „Brise“, die im Mittel 30 bis 40 km/h erreicht und in den Nachmittagsstunden am stärksten ist (Abbildung 3). Manchmal kann der Nordostwind auch Windgeschwindigkeiten über 60 km/h erreichen und gegen den Tagesgang anhaltend stark bleiben. Dies passiert, wenn hoher Luftdruck im westlichen und niedriger Luftdruck im östlichen Mittelmeerraum herrscht.

Im Herbst, im Winter sowie im Frühjahr weht abhängig von der großräumigen Luftdruckverteilung entweder der sogenannte „Mistral“ oder der „Scirocco“. Der Mistral ist ein Nordwestwind, der manchmal Orkanstärke über 120 km/h erreichen kann. Bei solchen Lagen bleibt die Wellenhöhe allerdings niedrig, da die Straße von Messina nach Norden hin ihre engste Stelle hat und deswegen vor den Wellen aus dem Tyrrhenischen Meer geschützt ist.

Beim Scirocco hingegen – ein Süd- bis Südostwind, der vor allem in den Wintermonaten besonders kräftig bis zur Orkanstärke sein kann, können sich die Wellen vom Ionischen Meer leicht in die Meerenge ausweiten, da die Straße von Messina nach Süden hin offen ist. Bei einer nord-südlichen Meerströmung können die Wellen sogar ihre Amplitude vergrößern. Bis zu 7 m hohe Wellen sind dann keine Seltenheit (Abbildung 4). Dadurch treten große Probleme auf wie Küstenerosion an der sizilianischen Seite der Meerenge. Aber vor allem die Fährverbindung zwischen Messina und dem Festland ist dann eingestellt, mit großen negativen Auswirkungen für den Transport und für die Menschen, die täglich zwischen Sizilien und Kalabrien pendeln.

Dipl.-Met. Marco Manitta
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 19.09.2023
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Wetter fährt Achterbahn

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Das bisher wetterbestimmende Hochdruckgebiet QUITERIA hat sich mittlerweile nach Osteuropa zurückgezogen und verliert damit zunehmend seinen Einfluss auf das Wettergeschehen in Deutschland. Dafür hat heute Tief JAN mit Kern über Großbritannien das Zepter in die Hand genommen. An seiner Vorderseite strömt heute noch warme und feuchte Luft aus dem Mittelmeerraum ein, sodass im Osten nochmals Höchstwerte zwischen 26 und 30 Grad erreicht werden können. Auch sonst wird es mit 24 bis 28 Grad erneut spätsommerlich warm. Eine erste Kaltfront liegt dabei am Nachmittag über der Osthälfte des Landes und sorgt vor allem im Süden und Südosten für teils kräftige, schauerartig verstärkte und mitunter gewittrig durchsetzte Regenfälle. Lokal fallen dabei 20 bis 30, punktuell um 40 l/qm in einer oder wenigen Stunden. Sonst sind Schauer eher selten.

Erst am Abend droht von Westen neues Ungemach. Dann zieht eine zweite Kaltfront samt kräftigen Schauern und Gewittern auf. Bei diesen Gewittern ist Starkregen mit Mengen um 20 l/qm in kurzer Zeit und kleinkörniger Hagel möglich. Augenmerk muss vor allem auf die stürmischen Böen und eventuell Sturm- oder sogar schweren Sturmböen mit Windgeschwindigkeiten zwischen 70 und 90 km/h gelegt werden. Die Gewitter verlagern sich in der Nacht unter deutlicher Abschwächung ostwärts.

Am morgigen Dienstag verstärkt sich der Druckgradient zwischen tiefem Luftdruck über Nordeuropa und hohem Luftdruck über Südeuropa. Dies ist an der Drängung der Isobaren im nachfolgenden Bild gut zu erkennen.

Durch die Verschärfung des Druckgradienten lebt der Südwest- bis Westwind in weiten Teilen des Landes deutlich auf. Insbesondere im Westen, Nordwesten und Norden sind bis in tiefe Lagen steife Böen zu erwarten. An der Nordsee und generell im Bergland drohen stürmische Böen und Sturmböen, auf den Inseln auch einzelne schwere Sturmböen mit Windgeschwindigkeiten um 100 km/h.

Die Niederschlagsneigung lässt in den meisten Landesteilen jedoch deutlich nach und nur an den Alpen regnet es anfangs noch etwas. Die Sonne kann sich dabei häufig zeigen, hauptsächlich in einem breiten Streifen vom Schwarzwald bis zur Uckermark. Im äußersten Norden und Nordwesten, später auch weiter im Binnenland regnet es aus dichter Bewölkung zeitweise. Mit Höchstwerten um 19 Grad im Nordwesten entsteht dort fast schon ein herbstlicher Wettereindruck. Sonst liegen die Höchstwerte mit 20 bis 24 Grad oftmals 4 bis 8 Grad unter denen des Vortags. Insgesamt ist der September deutschlandweit derzeit etwa 5 Grad wärmer als im vieljährigen Mittel.

Am Mittwoch geht es mit den Temperaturen dann schon wieder aufwärts. In der Südosthälfte steht in vielen Orten mit Höchstwerten über der 25-Grad-Marke der nächste Sommertag ins Haus. Meist reicht es für 26 oder 27 Grad. Im Nordwesten und Norden wird es mit 22 bis 24 Grad ebenfalls angenehm warm. Regen ist am Mittwoch selbst im Norden die Ausnahme und in weiten Teilen des Landes kann ein schöner Spätsommertag genossen werden: Vor allem im Süden scheint die Sonne teils über 10 Stunden lang. Nur an der Donau können sich Nebelfelder mitunter zäh halten.

Im weiteren Verlauf der Woche wird es von Westen her deutlich wechselhafter und zeitweise windig. Am Donnerstag steht im Osten und Süden nochmals verbreitet ein Sommertag ins Haus. Ab Freitag sind die Sommertage erst einmal gezählt und es werden maximal noch 17 bis 22 Grad erreicht.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 18.09.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Wo bleibt der Regen im September?

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Es waren regenreiche Tage im August. Mit 125 Liter pro Quadratmeter fiel dieser in der Fläche deutlich zu nass aus. Rund 60 % übertraf der Niederschlag das Soll des klimatologischen Mittels (sowohl bezogen auf die Referenzperiode 1961 bis 1990 als auch auf 1991 bis 2020). Im bisherigen September fehlt allerdings der Niederschlag in vielen Teilen des Landes. Zwar gab es durchaus vom Westen bis in den Nordosten sowie an den Alpen insbesondere am 12. und 13. September teils heftige Starkregenfälle, die örtlich zu Überflutungen und vollgelaufenen Kellern führten, in der Fläche lässt die Niederschlagsbilanz im September bisher jedoch zu wünschen übrig.
Mithilfe von Radardaten lassen sich die im September bisher gefallenen Niederschlagsmengen recht gut abschätzen. Diese bieten den Vorteil, dass sie im Gegensatz zu den Punktmessungen der Wetterstationen auch in der Fläche verfügbar sind. So werden auch lokal eng begrenzte Unterschiede sichtbar, die gerade bei kleinräumig auftretenden Schauern und Gewittern teilweise recht groß sein können. Verschneidet man die Radardaten jedoch zusätzlich noch mit den Messwerten der Stationen aus dem DWD-Messnetz, wird die Abschätzung noch etwas genauer.

Bei der Betrachtung der Gesamtniederschlagsmenge in Deutschland seit Monatsbeginn (1. September) in Liter pro Quadratmeter (auch „absolute Niederschlagsmenge“ genannt; siehe Abbildung 1) fallen auf den ersten Blick die Farben Blau und Grün ins Auge. Insbesondere in der Südhälfte, im Osten sowie im Nordwesten sind also meist weniger als 10 bis 15 Liter pro Quadratmeter seit Monatsbeginn niedergegangen. Schaut man jedoch die gelb bis violett eingefärbten Bereiche an, kann man vom Westen bis in den Nordosten einen Streifen mit Niederschlagsmengen zwischen 40 und 80, vereinzelt über 100 Liter pro Quadratmeter erkennen. Diese Werte lassen sich bei einem Vergleich mit den Wetterstationen im DWD-Messnetz auch bestätigen. Die Station Bad Salzuflen (Nordrhein-Westfalen) weist derzeit eine Niederschlagsmenge von 103 Liter pro Quadratmeter auf. Anders sieht es an den Stationen in Karlsruhe-Rheinstetten (Baden-Württemberg) oder in Altomünster-Maisbrunn (Bayern) aus. Dort wurden bisher lediglich 0,1 Liter pro Quadratmeter registriert, der Niederschlag blieb dort also bisher aus.

Aber wie ordnet man die absoluten Niederschlagsmengen nun ein? Um die sogenannten absoluten Niederschlagsmengen besser interpretieren zu können („Welche Niederschlagssummen sind viel für die Region und Jahreszeit, welche wenig?“), setzt man sie in einen klimatologischen Kontext. Dabei werden die aktuell gemessenen Daten mit den bis zum Analysetag (Sonntag, 17.09.2023) mittleren langjährigen Niederschlagsmengen von 1991 bis 2020 verglichen. Entsprechend erhält man bei der relativen Betrachtung eine Prozentzahl, wobei Werte unter 100 % ein Niederschlagsdefizit (rote bis hellgrüne Flächen) beschreiben, Werte über 100 % (blaue bis violette und weiße Flächen) stellen eine zu nasse Witterung dar. Die dunkelgrünen Flächen repräsentieren hingegen Regionen, in denen der Regen ungefähr der im Mittel zu erwartenden Niederschlagsmenge entspricht (siehe Abbildung 2).

Dabei überwiegen in Deutschland derzeit die roten bis hellgrünen Flächen. Dies entspricht einem Anteil von 0 bis 70 % des bisherigen Monatssolls. Insbesondere in der Südhälfte sowie im Nordwesten war es also deutlich zu trocken im bisherigen September! Im Gegensatz dazu wurde das Niederschlagssoll im einem breiten Streifen vom Westen bis in den Nordosten bereits weitgehend erfüllt oder sogar regional übertroffen (siehe dunkelgrüne bis violette Flächen). Insbesondere zwischen dem Ruhrgebiet und Hannover kam bei kräftigen Gewittern so viel Niederschlag zusammen, dass die Bilanz dort aktuell 200 % der üblichen Regenmenge aufweist.

Nach dieser längeren weitgehend trockenen Witterungsperiode steht allerdings ab der kommenden Nacht zum Montag ein Wetterwechsel ins Haus, wie man dem vom 16.09.2023 bereits entnehmen konnte. Damit stehen auch wieder etwas wechselhaftere Tage an. Abbildung 3 zeigt die Vorhersage der akkumulierten Niederschlagsmengen bis nächsten Sonntagmorgen, den 24.09.2023 (Wettermodell ICON des DWD). Insbesondere im Südwesten und Nordwesten sollten kräftigere Niederschläge die bisherige Niederschlagsbilanz aufbessern können. Ob von München bis Berlin lediglich einstellige Niederschlagsmengen fallen werden, muss jedoch noch abgewartet werden.

MSc.-Meteorologe Sebastian Schappert
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 17.09.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst