Als Meteorologin in der Wettervorhersage arbeitet man meistens in einem schönen Büro mit höhenverstellbaren Tischen in angenehmer Atmosphäre. Nach Feierabend geht man nach Hause und überlässt die Arbeit seinen Kollegen. Ganz anders gestaltet sich die Arbeit jedoch, wenn man als Bordmeteorologin auf einem Forschungsschiff unterwegs ist.
Ich hatte das Vergnügen, an der Expedition PS133 des Forschungseisbrechers FS Polarstern teilzunehmen. Das Leben an Bord ist sehr durchgetaktet. Dienstbeginn ist jeden Tag um 6 Uhr Bordzeit. Frühstück gibt es um 7.30 Uhr. Um 8.15 Uhr beginnt das Wetterbriefing im Wetterbüro. Weitere Briefings und Meetings folgen im weiteren Verlauf bis zum Dienstende etwa um 19 Uhr.
Dabei bekommt man das Wetter hautnah zu spüren. Man spürt die Winddrehung beim Rundgang auf Deck und schaukelt mit jeder Welle im Takt mit. Einen richtigen Feierabend gibt es damit nicht. Als Meteorologin bleibt man immer Ansprechperson für Wind und Wetter auch beim abendlichen Kartenspielen.

Die Expedition startete am 02. Oktober 2022 in Kapstadt. Das Hauptforschungsgebiet sollte dann der Südliche Ozean sein. Ein Gebiet mitten in den Roaring Fifties, den Rasenden Fünfzigern, das neben den Furious Forties,
den Brüllenden Vierzigern, für seine stürmischen Westwinde bekannt ist. Und diese Breitengrade machten ihren Namen bei dieser Expedition alle Ehre.
Bereits in der ersten Woche auf See war abzusehen, dass die Stürme und der damit verbundene Seegang teils zu gefährlich waren. Es musste abgewettert werden. Auch auf der Ausweichposition blieben wir aber nicht ganz verschont. Westwind zwischen 6 und 9 Windstärken bei einer signifikanten Wellenhöhe von mindestens 4 Metern standen auf der Tagesordnung. Kurze ruhigere Phasen wurden genutzt, um das ein oder andere Messinstrument ins Wasser zu lassen.

Nach über zwei Wochen auf See mit teils Wellenhöhen bis 12 Metern kündigte sich eine länger anhaltende Wetterberuhigung an. Das Hoch über dem Südatlantik streckte seine Fühler etwas weiter nach Süden hin aus. Die Forschungsarbeit konnte damit so richtig beginnen.
Zu allem Überfluss jedoch musste die Expedition aufgrund eines medizinischen Notfalls unterbrochen werden. Das Problem: das nächste Krankenhaus liegt leider fast 2500 km, also 4 bis 5 Seetage weit entfernt auf den Falklandinseln. Mit Vollgas ging es also entgegen der Wind- und Wellenrichtung nach Westen. Zum Glück konnten die Patientinnen erfolgreich ausgeflogen werden und befinden sich mittlerweile bei ihren Familien.
Bei den Falklandinseln suchte uns das nächste Unwetter heim. Und dieses hatte es in sich. Mit Spitzengeschwindigkeiten von etwa 140 Kilometern pro Stunde fegte ein Orkan über die Insel hinweg. Zumindest konnte das Schiff im Berkley Sound bei den Falklandinseln dem schweren Seegang entgehen. Nach Durchzug des Orkans folgte das Schiff den Spuren des Sturms zurück in das Forschungsgebiet. Und endlich war das Wetter uns auch hold und sorgte für ein paar Tage ruhigeren Seegang.

Den nächsten Sturm konnte man geschützt vor Südgeorgien absitzen. Danach folgte noch ein kleiner Abstecher in den Tiefseegraben östlich von den Südlichen Sandwich Inseln. Dort wurden Sedimentproben aus über 8000 Metern Tiefe entnommen. Und dann war die Zeit auch schon fast vorbei und es folgte der Transit nach Punta Arenas.
In Südchile angekommen, wechselten einige Wissenschaftler und auch die Mannschaft. Und auch ich durfte von Bord. Der zweite Teil der Expedition startete am 20. November. Ziel des zweiten Teils, war den Island Impact rund um Südgeorgien zu untersuchen.
Der Wettergott hatte es diesmal besser gemeint mit Besatzung und Wissenschaftler. Vielleicht war das das Geburtstagsgeschenk für FS Polarstern, denn am 09. Dezember 2022 konnte das Schiff seinen 40. Geburtstag feiern (kleines Geburtstagsvideo siehe Link 1). Dieser Ehrentag wurde auf dem Schiff gebührend gefeiert. Momentan befindet sich die Polarstern auf der Zielgeraden zurück nach Kapstadt, wo schon die nächsten Wissenschaftler und der nächste Bordmeteorologe auf den kommenden Einsatz warten.
Die aktuelle Position von FS Polarstern findet man bei Link 2.

M.Sc. Sonja Stöckle
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 18.12.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Schnee, Frost, Glatteis – das sind die Stichworte für die vergangenen Tage und der Winter hat recht eindrucksvoll bewiesen, was er so auf der Pfanne hat. Verantwortlich dafür war eine kalte Luftmasse, die aus nördlichen Breiten einfließen konnte. Dieser gegenüber stand milde Luft im Süden. Im Grenzbereich kam es dadurch zu Niederschlägen. Dazu wurde in den vergangenen Themen des Tages schon einiges geschrieben.

Durch die langen Nächte, die Schneedecke und den klaren Himmel konnte die Luft stark auskühlen, was zweistellige Minustemperaturen hervorgerufen hat. Die folgenden Tabellen geben dazu einen Überblick:

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Lokal trat also in den vergangenen Nächten strenger oder sehr strenger Frost auf. Ungewöhnlich ist dies für Dezember nicht. Eindrucksvoll war die Kältewelle dennoch. Am Frankfurter Flughafen wurde beispielsweise in der vergangenen Nacht ein Tiefstwert von -11,8 °C gemessen, was der niedrigsten Temperatur seit Januar 2017 entspricht.

In den kommenden Nächten wird es gebietsweise erneut klirrend kalt. Über Schnee sind dann vor allem in Tal- und Muldenlagen der süddeutschen Mittelgebirge und der Alpen Minima um -15 °C, teils auch noch tiefer möglich. Mäßiger, teils strenger Frost tritt mit Ausnahme der Küstengebiete ohnehin auf.

Schnee hat es in den vergangenen Tagen ebenfalls gegeben. Und dies nicht nur im Süden, sondern auch einiges ganz im Norden des Landes. Ein kleines Tief über der Nordsee sorgte dafür, dass im Norden immer wieder Schauerstraßen über die gleichen Gebiete hinweggezogen sind. Vor allem in einem Streifen zwischen Sankt Peter-Ording (SH) und Kiel (SH) lagen heute Morgen 10 bis 20 cm, vereinzelt über 20 cm Schnee. Spitzenreiter ist dabei die Station Bordesholm (SH) mit gemessenen 25 cm Schnee. Lokal dürften es sogar noch ein paar cm mehr sein. Ansonsten liegt mit Ausnahme des Westens und Nordwestens verbreitet zumindest eine dünne Schneedecke. Im Süden wird diese sogar wieder etwas mächtiger, denn dort kommen vor allem südlich der Donau bis in die späten Abendstunden des heutigen Freitags noch der ein oder andere cm hinzu.

Am Wochenende wird die Schneedecke nicht weiter anwachsen, denn Hochdruckeinfluss sorgt für trockenes und ruhiges Winterwetter. Bewegung in die Wetterküche kommt erst wieder in der Nacht zum Montag, wenn sich von Westen ein Frontensystem auf den Weg nach Mitteleuropa macht und die nächste gefährliche Glatteislage ansteht. Dem Schnee geht es zu Beginn der kommenden Woche dann an den Kragen, denn mildes, nasses und windiges Wetter sorgt verbreitet für ein Abtauen der Schneedecke. Einzig im Südosten kann sich die Milderung noch nicht so richtig durchsetzen.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 16.12.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Ausgangslage:

Zu Wochenbeginn war noch größtenteils das Hoch JULIAN wetterbestimmend. Zuvor hatte es bei Dauerfrost stellenweise leicht geschneit, bevor die Wolkendecke in der Nacht zum Dienstag verbreitet auflockerte bei windstillen Verhältnissen. Das ist ein idealer Nährboden für besonders kalte Temperaturen, da die Restwärme in die Atmosphäre ausstrahlen konnte (langwellige Ausstrahlung) und der Schnee zumindest teilweise leicht isolierend für den Bodenwärmestrom wirkte. So sank das Thermometer bis zum Dienstagmorgen auf Werte vielfach unter -10 Grad ab. „Spitzenreiter“ waren Reit im Winkl (BY) mit -17,3 Grad, Geisingen (BW) mit -17,2 Grad und Oberstdorf mit -16,9 Grad. Aber auch München-Stadt mit -9,1 Grad, Stuttgart-Echterdingen mit -9,6 Grad sowie Augsburg mit -11,1 Grad waren gut dabei.

Durch die nur örtliche dünne Schneeauflage konnte der Frost zudem gut in den Boden eindringen. So wurden vor Einsetzen der Niederschläge in den heutigen Frühstunden bedingt auch durch die Frostperiode der Vortage bis in 10 cm, stellenweise auch bis 20 cm Tiefe, negative Bodentemperaturen in Süddeutschland gemessen.

Der Grundstein war mit tief gefrorenen Böden und einer ausgekühlten winterlichen Luftmasse also gelegt. Nun näherte sich aus Süden die langgestreckte Warmfront eines umfangreichen Tiefs westlich der Biskaya. Diese Warmluft ist leichter als die schwerere Kaltluft in bodennahen Schichten und gleitet somit in der Höhe langsam auf diese auf. Als Folge dieser gewissermaßen erzwungenen Hebung setzte Wolken- und Niederschlagsbildung ein.

So begannen nach Mitternacht erste leichte Niederschläge aufzukommen, die anfangs noch meist als Schnee, von der Schweiz und Österreich her aber schon immer häufiger in leichten Regen oder Sprühregen übergingen. Woran lag das? Ein Blick in die Höhe zeigt, dass die Warmluft inzwischen schon deutlich mehr Raum nach Norden gewonnen hat. Zur Mittagszeit lag die 0 Grad Isotherme (Linie gleicher Temperatur) in rund 1500 Metern schon fast auf Höhe des Großraums Stuttgart. Zur gleichen Zeit wurden in Altenstadt südwestlich von München bereits +4 Grad gemessen. Fällt nun der Niederschlag durch diese warme Schicht schmilzt er und der Weg zum Boden ist kaum noch ausreichend, um ihn wieder gefrieren zu lassen. Beobachtungen und Nutzermeldungen zufolge gab es aber am Vormittag bereits einige Regionen zwischen dem Oberrheingraben und den Großräumen Stuttgart und München mit einem ständigen Wechsel aus gefrierendem Regen, Schneeflocken und Eiskörnern. Was tatsächlich am Boden ankommt, ist selbst mit den modernsten Radarprodukten nur sehr schwer abzuschätzen. Daher sind wir im operationellen Dienst umso dankbarer für Ihre Zumeldungen – beispielsweise über die WarnWetter-App, die es uns ermöglichen, ein noch klareres Bild von der aktuellen Lage zu gewinnen.

Wie geht es nun weiter? Das Hauptproblem bei dieser Unwetterlage ist ganz klar die Stationarität – die Lage der Luftmassengrenze ändert sich kaum. Zudem tut sich die Milderung sehr schwer aus der Schweiz und den Alpen heraus nordwärts auszugreifen. Es gibt kaum Auflockerungen, so dass die Sonneneinstrahlung helfen könnte, noch sind die Luftdruckgegensätze und damit die Windgeschwindigkeiten äußerst schwach. Immerhin hat inzwischen im südlichen Alpenvorland mäßig auffrischender Südwestwind durchgegriffen und leichtes Tauwetter hat eingesetzt. Bis nach Freiburg-Stuttgart und München sollte sich das aber nicht durchsetzen. Und so werden auch die kommenden Stunden zum Drahtseilakt rechtzeitig und vor allem sicher von der Arbeit und Schule zum Sport- oder Musikunterricht und anschließend vielleicht noch kurz zum Einkaufen zu fahren.

Immerhin hat der Flughafen München inzwischen für 2 Stunden lang den Flugbetrieb eingestellt. Darüber hinaus gab es schon zahlreiche Unfälle, die Krankenhäuser sind vielerorts (auch aus nicht-meteorologischen Gründen) überfüllt und/oder überlastet. Etliche Patienten wurden aber auch als Folge von Stürzen eingeliefert. Autobahnen und Bundesstraßen wurden zeitweise gesperrt.

Und Entwarnung kann weiterhin nicht gegeben werden. Auch in den nächsten Stunden wird es zu weiteren Niederschlägen kommen, die in der Nordhälfte Bayerns und Baden-Württembergs meist als Schnee, sonst als Regen fallen. Dabei zeigen sich die Niederschläge im Laufe der kommenden Nacht zum Donnerstag zunehmend nach Süden zurück und gehen von Norden zögernd überall in Schnee über, bevor sie dann am Donnerstagvormittag langsam abklingen. Das bedeutet, dass es selbst noch einmal im inzwischen milden südlichen Alpenvorland kritisch werden kann. In den aktuell betroffenen Glatteisgebieten wachsen die Eispanzer unterdessen weiter an, so dass auch größere Schäden an der Infrastruktur nicht ausgeschlossen werden können.

Dipl.-Met. Robert Hausen
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.12.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Aktuell präsentiert sich der Winter bei uns von seiner ruhigen Seite. Gebietsweise ist es sonnig, gebietsweise ziehen aber auch dichtere Wolken durch. Dazu bläst das zuständige Hoch JULIAN II auch nicht zu sehr die Backen auf, sprich der Wind ist nur sehr zurückhaltend unterwegs.

Für den Norden und weite Teile der Mitte ist das auch die Marschrichtung in den kommenden Tagen. Im Süden jedoch verspricht das Wetter spannend zu werden. Denn Tief COLLEEN zieht von der Biskaya nach Frankreich und steuert von Südwesten her deutlich mildere Luftmassen in den Süden Deutschlands. In der Folge stellt sich dort eine Wetterlage ein, die Meteorologen gerne als „Grenzwetterlage“ bezeichnen. Der Begriff betont die dominante Rolle, die bei einer solchen Wetterlage von der vorhandenen (Luftmassen-) Grenze gespielt wird.

Häufig, aber nicht notwendigerweise, unterscheiden sich die Luftmassen an einer Luftmassengrenze durch ihre Temperatur. Und dies ist auch am Mittwoch über dem Süden der Fall. Im unteren Teil der Abbildung 1 sind entsprechend die Temperaturen in etwa einem Kilometer Höhe angegeben. Während diese im Allgäu bei bis zu +6 °C liegen, sind es in Stuttgart etwa -2 °C, in Nürnberg sogar -6 °C (so sagt es zumindest das der Abbildung zugrundeliegende Modell ICON–EU). Der Temperaturgegensatz der Luftmassen ist also beträchtlich.

In der Folge, und das sieht man im oberen Teil der Abbildung, steigt auch die Schneefallgrenze an. Sollte ICON–EU Recht behalten, so würde entlang einer wie mit dem Lineal gezogenen Linie, die von Rust am Oberrhein im Westen über Balingen und Dachau bis nach Mühldorf am Inn im Osten verläuft, die Schneefallgrenze praktisch sprunghaft von null auf etwa 1000 Meter ansteigen. Mit anderen Worten: Südlich dieser Linie würde es regnen, nördlich dieser Linie schneien. Oder?

Tja, es ist leider nicht ganz so einfach. Denn die Schneefallgrenze des Modells leitet sich von der am höchsten liegenden Nullgradgrenze ab. Dass es davon nicht nur eine geben muss, sieht man in der zweiten Abbildung. Sie zeigt für einen Punkt westlich von Freiburg (markiert durch den roten Stern im unteren Teil der ersten Abbildung) den für Mittwochmittag erwarteten Verlauf der Temperatur mit der Höhe. Oberhalb von etwa 2 Kilometer Höhe weist die Atmosphäre durchweg negative Temperaturen auf – je höher man kommt, desto kälter wird es. Zwischen dem Erdboden und einer Höhe von zwei Kilometern schwankt die Temperatur aber stark und weist keine klare Tendenz auf. Beginnt man am Erdboden, also am untersten Punkt der dargestellten Temperaturkurve, so geht die Temperatur erst etwas zurück, steigt dann bis in eine Höhe von etwa einem Kilometer an, um dann wieder zurückzugehen. Einen solchen Temperaturverlauf nennen Meteorologen Inversion, wobei die bodennah tiefen Temperaturen gerne als „kalter Fuß“, das darüber liegende Temperaturmaximum dagegen als „warme Nase“ bezeichnet werden.

Aber was bedeutet diese Temperaturschichtung für den Niederschlag? Der in der höheren Atmosphäre vorhandene Schnee fällt in die „warme Nase“ und schmilzt – vorausgesetzt, dass die „warme Nase“ stark genug ausgeprägt ist. Dann fällt der nunmehr flüssige Niederschlag in den „kalten Fuß“ und es bildet sich gefrierender Regen – vorausgesetzt, dass der kalte Fuß stark genug ausgeprägt ist. Dabei ändert sich bei der Grenzwetterlage die Ausprägung der „warmen Nase“ und des „kalten Fußes“ von Nord nach Süd extrem schnell – die exakte Vorhersage der Niederschlagsform ist folglich extrem schwierig. Hinzu kommt: Gefrierender Regen wird natürlich auch dann beobachtet, wenn flüssiger Niederschlag auf gefrorene Böden fällt. Und auch diese Situation wird ab dem morgigen Dienstagabend eine Rolle spielen.

Zusätzlich zu all diesen kniffligen Detailbetrachtungen ist es auch noch alles andere als einfach, eine präzise großräumige Vorhersage mit der genauen Lage der Luftmassengrenze hinzubekommen. Summa summarum werden die Prognosen der kommenden Tage für den Süden also diffizil. Da kann man als Vorhersagemeteorologe schon mal einen kalten Fuß bzw. kalte Füße bekommen.

Dipl.-Met. Martin Jonas
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.12.2022

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Der deutsche Meteorologe Wilhelm Jacob van Bebber hatte bereits 1891 festgestellt, dass sich bestimmte Zugbahnen von Tiefdruckgebieten über Europa wiederholen. Van Bebber nummerierte die am häufigsten vorkommenden Zugbahnen mit den römischen Ziffern I bis V, wobei in Mitteleuropa bei uns Meteorologen bis heute vor allem die Zugbahn „Vb“ ein Begriff ist.

Das liegt vor allem daran, dass diese Wetterlage häufig mit kräftigen und lang anhaltenden Niederschlägen verbunden ist. Eine ausgeprägte Vb-Lage führte beispielsweise zum Elbehochwasser 2002. Bei diesem Ereignis wurden im Erzgebirge (Zinnwald-Georgenfeld) am Morgen des 13.08. unvorstellbare 312 l/qm gemessen, wohl gemerkt innerhalb von 24 Stunden. Das ist bis heute die größte Tagesregenmenge seit Beginn routinemäßiger Wetterbeobachtungen in Deutschland. Auch das Oderhochwasser von 1997 ist auf eine solche Wetterlage zurückzuführen.

Wie sieht denn nun eine Vb-Lage aus? Typischerweise liegt in höheren Luftschichten eine weit nach Süden gestreckte Tiefdruckzone über West- und Mitteleuropa, die kalte Luft in den westlichen Mittelmeerraum transportiert. Dieser Kaltluftvorstoß sorgt für die Entstehung eines bodennahen Tiefs im Bereich Golf von Genua, Oberitalien und nördliche Adria. Das neu entstandene Tief wird klassischerweise in einem Bogen um die Alpenostseite herum weiter nach Norden über Tschechien und Polen gesteuert und landet letztlich zumeist in Skandinavien oder dem Baltikum.

Da sich Tiefdruckgebiete auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn drehen, führt unser hier beschriebenes Vb-Tief auf seiner Ostflanke aus Süden sehr feuchte und warme Mittelmeerluft mit sich. Diese wird dann häufig auch noch weiter um das Tief herumgeführt und kann somit auch in die Osthälfte Deutschlands gelangen, wo sie auf eine deutlich kühlere Luftmasse trifft. Die warme Luft gleitet auf die vor ihr befindliche kalte Luftmasse auf, was zu kräftigen und lang anhaltenden Niederschlägen führt. Besonders heftig können diese im Stau der östlichen Mittelgebirge sowie der Alpen ausfallen.

Jetzt muss es sich bei den Niederschlägen nicht zwangsläufig um Regen handeln, sondern es kann auch durchaus Schnee gemeint sein. Und damit wären wir wieder bei der aktuellen Wetterentwicklung beziehungsweise bei BIRGIT. Dieser Tiefdruckkomplex besteht aus mehreren kleinräumigen Kernen, von denen wir uns im Folgenden auf dasjenige über der Iberischen Halbinsel fokussieren wollen (der Einfachheit halber bezeichnen wir hier nur dieses eine Tief mit BIRGIT). Nach aktuellem Stand soll BIRGIT am morgigen Samstag über Mittelitalien liegen und am Sonntag in Südosteuropa ankommen. Dort schlägt BIRGIT eine nördliche Route ein und erreicht am Montag unter Verstärkung in etwa das Baltikum.

Das ähnelt schon etwas einer Vb-Zugbahn. Letztlich verläuft sie aber doch etwas zu weit südlich und östlich, als dass die östlichen und südöstlichen Landesteile von großen Schneemengen betroffen wären. Das sah gestern Vormittag zum Teil noch anders aus, als die Zugbahn von BIRGIT noch etwas näher an Deutschland gerechnet wurde. Während zum Beispiel für die Regionen südlich der Donau für kommenden Sonntagmorgen eine Gesamtschneehöhe von 5 bis 10 cm und am Alpenrand 10 bis 20 cm prognostiziert wurde, sind es – Stand heute – gerade mal noch 1 bis 5 cm südlich der Donau und 5 bis 10 cm am Alpenrand. Ebenfalls eine 10 bis 20 cm dicke Schneedecke wurde für Montagmittag zwischen Westerzgebirge und Lausitz vorhergesagt, mittlerweile sind es gerade einmal noch rund 5 cm und nur in den Staulagen beziehungsweise Hochlagen des Erzgebirges um 10 cm.

Durch die gestern noch prognostizierte „nähere“ Zugbahn wäre zudem auch der Wind deutlich stärker gewesen mit Sturmböen an der Ostsee und im östlichen Bergland, was zum Teil enorme Verwehungen mit sich gebracht hätte. Doch auch das scheint vom Tisch zu sein, beziehungsweise sich auf die Kammlagen des Erzgebirges zu beschränken.

Für den Fall, dass Sie nun vielleicht etwas enttäuscht sind, weil Sie sich auf etwas mehr Schnee gefreut haben, gibt es noch Hoffnung: Das letzte Wort ist sicherlich noch nicht gesprochen. Das Tief muss sich einfach „nur“ etwas mehr an die klassische Vb-Zugbahn halten. 😉

Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 09.12.2022

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst