Unter Hagel verstehen Meteorolog:innen festen Niederschlag in Form von Eiskugeln oder -klumpen ab einem Durchmesser von 5 Millimetern. Diese Eisklumpen sind dabei nicht zwingend rund, sondern können auch sehr unförmig aussehen, beispielsweise kleine Stacheln besitzen. Kleinere Eiskörner, die Minischneebällen ähnlich sind und sich in der Art ihrer Entstehung von Hagel unterscheiden, bezeichnet man als Graupel.
Hagel besteht aus Eis, tritt aber vor allem in kräftigen Gewittern auf, die wir in Deutschland eher aus dem Sommer als dem Winter kennen. Wie passen Eisklumpen und Sommergewitter zusammen?

Gewitterwolken bilden sich bei der raschen Aufwärtsbewegung von feuchten und energiereichen Luftmassen, der sogenannten „Konvektion“. Wenn feucht-warme Luft in kühlere Luftschichten aufsteigt, kühlt sie dabei ab und kann nicht mehr ganz so viel Feuchtigkeit halten. Es kommt zur Kondensation: Es bilden sich winzige Wassertröpfchen, die durch die Aufwärtsbewegung in der Luft gehalten werden und so Wolken formen.
Wenn die Luftmasse bei ihrem Aufstieg die Nullgradgrenze in der Atmosphäre überquert, fällt auch die Temperatur der Wassertröpfchen. Die absinkende Temperatur leitet den Prozess der sogenannten Nukleation ein, d.h. die Bildung von sehr feinen Eispartikeln. Dadurch entsteht ein Gemisch aus unterkühltem Wasser und Eiskristallen. Sie bieten anderen Eiskristallen und Wassertröpfchen so eine Fläche, an die sie sich anlagern können, dienen also als sogenannte „Gefrierkerne“. Friert unterkühltes Wasser daran fest, wächst das „Hagelembryo“. Je länger sich ein Hagelkorn in dieser kalten Zone mit unterkühltem Wasser aufhält, umso mehr Wasser kann sich anlagern und umso größer werden die Eiskörner. Werden diese so schwer, dass die Aufwinde sie nicht mehr in der Luft halten können, fallen sie als Hagel zu Boden.

Je wärmer ein Luftpaket im Vergleich zu seiner Umgebung ist, desto schneller steigt es auf. Und je stärker diese Aufwinde somit ausfallen, desto schwerer können die Eispartikel sein, die davon in der Luft gehalten werden. Auch die Luftfeuchtigkeit und die Lage der Nullgradgrenze haben Auswirkung darauf, ob sich Hagel bildet und wie groß er werden kann. Eine hohe Luftfeuchtigkeit und eine niedrige Nullgradgrenze begünstigen sowohl die Bildung von Hagel als auch das Wachstum der Hagelkörner.

Hagelkörner bestehen aus dichtem, hartem Eis und fallen dazu noch auch großer Höhe. So entwickeln sie überraschend viel Durchschlagskraft für eine kleine Eiskugel. Ab einer Größe von circa 5 Zentimetern kann Hagel genug Energie zum Einschlagen von Glasscheiben entwickeln. Besonders häufig beschädigt werden auch Rollläden, Autos, Verputz und natürlich Dächer, Dachziegel und Dachpfannen. Da Gewitter häufig nicht nur mit Hagel, sondern zusätzlich mit Starkregen oder Sturm einhergehen können, können Hagelschäden zusätzlich Angriffspunkte für andere Naturgefahren darstellen. Hagel ist damit nicht nur für Menschen und Tiere gefährlich, sondern für jegliche Art von Infrastruktur und den Verkehr inklusive der Luftfahrt eine Bedrohung. Und selbst kleinere Hagelkörner können zur Gefahr werden. Da sie eine größere Menge an Einschlägen verursachen, können sie vor allem in der Landwirtschaft mehr Schaden anrichten als wenige große Hagelkörner. Geht einem Starkregenereignis Hagel voraus, steigt mitunter auch das Risiko einer Überflutung, da Abflusswege durch die Hagelmassen verstopfen können.

Obwohl Hagel in einem Gebiet zwischen dem Schwarzwald und der Schwäbischen Alb statistisch betrachtet etwas häufiger vorkommt, kann es in ganz Deutschland zu Hagelereignissen kommen. Schwere Hagelereignisse, wie etwa 1984 in München, sind dabei aber eher selten. Wenn allerdings mal große Eiskugeln vom Himmel fallen, ist das ein Ereignis, das Betroffene so schnell nicht vergessen. Erst vor kurzem, am 21.06.2024, hat ein Unwetter mit einem kurzen aber kräftigen Hagelschauer Fans der Fußball-Europameisterschaft auf der Fanmeile in Frankfurt am Main „kalt“ erwischt.

B.Sc. Lea Wilbert
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 24.09.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

J.R.R. Tolkien war Offizier während des Ersten Weltkrieges und zeitweise mit an der Front. Nach dem Krieg fand er eine Anstellung in Oxford und wurde schließlich zu einem der bekanntesten Schriftsteller der Welt. Er schuf mehrere Werke, unter anderem veröffentlichte er 1937 die erste Fassung des „Hobbit“. Er erfand eine ganze Welt, in die die Leser noch heute immer wieder gerne eintauchen. Er vermischte dabei seine persönlichen Erfahrungen mit fantasierten Wesen und Geschichten. Er entwickelte mehrere Fantasiesprachen die beispielsweise auf dem Finnischen als auch auf dem Walisischen basierten. Sowohl Isländersagas als auch englische Landschaftsbilder wurden miteinander verwoben, um diese faszinierende Welt um Mittelerde zu erschaffen.

Die Geschichte des „Hobbit“ sowie die weiteren Bücher, die unter der „Herr der Ringe“- Reihe veröffentlich wurden, spielen in der fiktiven Welt Mittelerde. Das Auenland ist ein Teil von Mittelerde, in dem die Hobbits in Höhlen wohnen. Die Landschaft ist geprägt von sanften Hügeln und saftig grünen Wiesen, ähnlich wie in den Regionen nordöstlich von Oxford. Diese Landschaften waren vermutlich das Vorbild für das Reich der Hobbits. Das Wetter in England ist heute eher schlecht für die Geburtstagsfeier von Bilbo und Frodo Beutlin. Auch in den kommenden Tagen wird es eher ungemütlich und spricht eher für einen ruhigen Tag in der Höhle.

Ein Tief liegt über Cornwall und überquert England bis Montagabend. Heute wird dabei noch milde aber zunehmend feuchte Luft herangeführt. Durch die Labilisierung der Luftmasse wird der frontale Niederschlag lokal schauerartig verstärkt und vereinzelt sind auch Gewitter nicht ausgeschlossen. Die Höchstwerte liegen am heutigen Sonntag bei 18 bis 20 Grad. Im Laufe des Montags gelangt der Norden Englands allmählich auf die kalte Seite des Tiefs. Es muss weiterhin mit viel Regen gerechnet werden bei Temperaturen zwischen 15 und 18 Grad.

Viele der Drehorte für die filmische Umsetzung der Buchreihe „Hobbit“ und „Herr der Ringe“ befinden sich in Neuseeland. Dort liegt der Drehort für das Auenland auf der Nordinsel Neuseelands etwa 150 Kilometer südlich von Auckland. Die Kulissen stehen noch heute auf einer Farm und sind eine absolute Touristenattraktion. Da sich Neuseeland auf der Südhalbkugel befindet, ist dort heute Frühlingsbeginn. Das Wetter gestaltet sich dort zunächst ähnlich wie im „englischen Auenland“. Es kommt zu Schauern und einzelnen Gewittern bei Höchstwerten bis zu 17 Grad. Die nächsten Tage versprechen aber eher ruhiges Wetter. Von Australien breitet sich ein Hochdruckgebiet in Richtung Neuseeland aus. Dieses verspricht für den morgigen Montag freundliches und trockenes Wetter bei Temperaturen zwischen 12 und 18 Grad. Erst in der Nacht zum Mittwoch greift eine Kaltfront von Südwesten über, die rückseitig polare Luft zur Nordinsel steuert.

In der Geschichte „Herr der Ringe“ kämpfen die Völker Mittelerdes gegen Sauron, einen mächtigen Heerführer. Am Ende des Buches wird Sauron besiegt und seine Produktionsstätten zur Waffenherstellung vernichtet. Gleichzeitig bricht ein Vulkan aus. Welche klimatologischen Folgen dies auf Mittelerde hatte, ist nicht bekannt. Man kann aber vermuten, dass durch die Zerstörung der Waffenschmieden der Kohlenstoffdioxidausstoß erheblich reduziert wurde. Gleichzeitig kann der Ausbruch des Vulkans aufgrund von Schwefeldioxidgas, welches in die Stratosphäre geschleudert wurde, kühlende Wirkung auf die Troposphäre gehabt haben. Eventuell gab es daher in den folgenden Jahren härtere Winter und geringere Ernteerträge im Auenland. Für den ein oder anderen Hobbit fiel dann das zweite Frühstück oder der Elf-Uhr-Imbiss eventuell kleiner aus. Aber das sind nur Spekulationen.

M.Sc. (Meteorologin) Sonja Stöckle
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 22.09.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Auch wenn es auf den ersten Blick unintuitiv erscheint: Das Wettergeschehen wird von den obersten Stockwerken der sogenannten Troposphäre bestimmt. Dabei handelt es sich um den Atmosphärenbereich etwa zwischen fünf und zehn Kilometern über der Erdoberfläche. Um das Wetter vernünftig vorhersagen zu können, muss man als Meteorologe also wissen, was dort oben eigentlich los ist. Nun kann man sich sicher vorstellen, dass das gar nicht so einfach ist, schließlich kann man sich schlecht dauerhaft in diesen luftigen Höhen aufhalten. Also ist Findigkeit gefragt. Und diese gibt es auch in Form sogenannter Radiosonden, gerne auch umgangssprachlich als „Wetterballon” bezeichnet.

Dabei handelt es sich um große Ballons, die mit einem Gas gefüllt sind, das eine geringere Dichte als die Luft hat, die den Ballon umgibt. Dieses Füllgas verleiht ihm Auftrieb, sodass dieser Ballon nach oben steigt. Es handelt sich quasi um ein Quietscheentchen in der großen Badewanne namens Atmosphäre. Klassischerweise wird dafür eigentlich Helium verwendet. Aus Gründen der Verfügbarkeit und Kosten – die irdischen Helium-Ressourcen sind endlich – findet aber inzwischen mehrheitlich Wasserstoff Verwendung.

Nun hat so ein aufsteigender Ballon ganz praktische Eigenschaften. Zum Beispiel lassen sich jetzt Messgeräte an ihm befestigen, die auf dem Weg nach oben die für eine weitere Vorhersage notwendigen Parameter messen. Dabei handelt es sich in erster Linie um Temperatur, Feuchte und Luftdruck. Des Weiteren haben die verwendeten Sensoreinheiten noch einen GPS-Empfänger an Bord. Dieser liefert zusätzliche Informationen zur Höhe und Horizontalgeschwindigkeit des Ballons. Aus der Eigengeschwindigkeit des Ballons lassen sich gleichzeitig Windrichtung und -geschwindigkeit ableiten, sodass keine zusätzliche Windmessung benötigt wird. Damit werden praktischerweise gleich noch Platz und Gewicht gespart.

Radiosondenaufstieg

Die Sensoren wiegen insgesamt nur einige Gramm, sodass der Ballon nur wenig Gewicht mitzuschleppen hat auf dem Weg nach oben. Die Daten, die die Messeinheit unterwegs erfasst, werden dabei auf direktem Wege an eine Empfängerstation am Boden gesendet, sodass man den Weg des Ballons und die gemessenen Profile fast in Echtzeit mitverfolgen kann. Theoretisch könnte so ein Ballon bis fast ins Weltall aufsteigen. Praktisch ist das nicht der Fall. Irgendwann erreicht der Ballon so große Höhen, dass der innere Druck gegenüber dem äußeren Luftdruck die Oberhand gewinnt. Er wird also unterwegs immer größer und größer… bis er platzt. Das ist meist in einer Höhe zwischen 10 und 20 km der Fall, wo der Luftdruck weniger als 10 % des Druckes am Boden beträgt. Es gab auch schon Aufstiege von DWD-Radiosonden, bei denen erst nach etwa 40 km Schluss war.

Nachdem so ein Wetterballon geplatzt ist, fallen die daran befestigten Messinstrumente wieder nach unten. Das ist natürlich kein ganz ungefährliches Unterfangen, auch wenn die Geräte insgesamt sehr leicht sind. Deswegen ist zusätzlich noch ein kleiner Fallschirm am Instrumentarium befestigt, damit das ganze Konstrukt wieder sanft auf dem Boden landet.

Für die findigsten unter Ihnen gibt es sogar die Möglichkeit, sich auf Schnitzeljagd zu begeben:  wird die Lokalisierung der herunterfallenden Ballons visualisiert, mit Hilfe derer man versuchen kann, die Überreste zu finden und entweder zu behalten oder zu entsorgen oder sogar – im Falle sogenannter Ozonsonden – auch an den Wetterdienst gegen Finderlohn zurückzusenden!

Zum Schluss noch ein Hinweis in eigener Sache: Kurzentschlossene haben am morgigen Samstag (21.09.2024) Gelegenheit, an der regionalen DWD-Niederlassung in Potsdam zum Tag der offenen Tür einen Radiosondenaufstieg mitzuerleben. Am Stand der Mobilen Messeinheit finden jeweils um 10:45 Uhr und um 15:00 Aufstiege als Live-Vorführung statt.

M.Sc. Felix Dietzsch (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 20.09.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Schon gestern drehte sich hier im Thema des Tages alles um den Altweibersommer. Heute wollen wir die kommenden Tage entsprechend aus synoptischer Sicht beleuchten. Welche Druckkonstellation sorgt für den Altweibersommer, wie lange bleibt der Altweibersommer – und ist wirklich alles eitel Sonnenschein (im wahrsten Sinn des Wortes) oder gibt es vielleicht kleine Wetter-Schönheitsfehler.

Die erste oben gestellte Frage lässt sich recht einfach beantworten. Prägender Protagonist auf den europäischen Wetterkarten der kommenden Tage ist Hoch SERKAN (Abbildung 1). Es soll sich am morgigen Donnerstag von Island über den Süden Skandinaviens bis ins Baltikum erstrecken, seine „Fühler“ in Form von Hochdruckkeilen streckt es dabei bis nach Grönland und Westrussland aus. Grundsätzlich ist SERKAN ein zuverlässiger Zeitgenosse, seine Position räumt er nicht überstürzt. Aber er nimmt bis zum kommenden Wochenende Verbindung mit einem Hoch über Grönland auf und verschiebt seinen Schwerpunkt allmählich über den Nordatlantik. Erkennbar ist dabei schon jetzt, dass uns bis dahin keine Frontensysteme behelligen werden. Denn auch diesbezüglich liefert die Abbildung 1 Hinweise. SERKAN führt die Fronten auf seiner Nordflanke an uns vorbei und hält sie damit auf Abstand.
Da SERKAN es über dem Mittelmeer und damit auf seiner Südflanke mit mehr oder weniger klar aufgestelltem Tiefdruckeinfluss aufnehmen muss, stellt sich über Mitteleuropa und Deutschland eine zumeist östliche Strömung ein (blaue Pfeile in Abbildung 1). Und Luftmassen aus Osten sind oft ziemlich trocken. Das sind natürlich gute Voraussetzungen für einen sonnigen Altweibersommer.

Das Stichwort „sonnig“ führt uns unmittelbar zur Abbildung 2. Sie liefert für die kommenden drei Tage (Donnerstag 19.9. bis Samstag 21.9.) die erwartete relative Sonnenscheindauer. Grob über den Daumen gepeilt stehen uns in den kommenden Tagen 60 bis 90 % Sonne ins Haus. Ja, die Tage sind schon deutlich kürzer als im Sommer und die Tag- und Nachtgleiche steht vor der Tür. Aber 80 % relative Sonnenscheindauer bedeuten auch aktuell noch so etwa 10 Stunden Sonne – wenn das nix ist. Also Gesicht in die Sonne und genießen. Ein wenig Vorsicht ist aber angebracht. Denn in den 20 % des Tages, an denen die Sonne nicht scheint, stecken nicht nur die gebietsweise auftretenden Frühnebelfelder drin, sondern auch ein paar Quellwolken, die über den Mittelgebirgen hier und da ganz vereinzelt mal einen Schauer bringen können.

Was der Tagesverlauf im Altweibersommer so zu bieten hat, darüber gibt Abbildung 3 Auskunft. Das dort dargestellte Meteogramm für die Station Frankfurt/Flughafen (bzw. den dem Flughafen zugeordneten Vorhersagepunkt) zeigt im oberen Teil in Rot den Temperaturverlauf. Auffällig ist der große Tagesgang. Etwa 24 °C am Tage stehen nachts etwa 14 °C gegenüber – anfangs etwas mehr, ab Freitag etwas weniger. Dabei sind die prognostizierten Höchstwerte am Tage mit grünen Kästchen markiert, die Tiefstwerte in der Nacht mit blauen. In der mittleren Zeile werden Informationen über den Wind angegeben, einerseits bezüglich des Mittelwindes (Wind 10m), andererseits über dessen Böigkeit. Im Laufe des Tages nimmt der Wind immer wieder etwas zu, um dann in der Nacht wieder nachzulassen. Dies ist typisch für Wetterlagen mit viel Sonnenschein, weil sich die unteren Luftschichten stark erwärmen und mit der aufsteigenden Luft (Stichwort) Böen aus höheren Luftschichten nach unten gemischt werden. Und dann bleibt noch der Sonnenschein. Nur wenige Wolken trüben den Blick in den blauen Himmel, eine Aussage, die gut zu Abbildung 2 passt.

Dipl.-Met Martin Jonas
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 18.09.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Am 14.09.2024 standen die Türen der DWD-Zentrale in Offenbach weit offen für die Öffentlichkeit. Von 10 bis 18 Uhr präsentierten wir uns dem interessierten Publikum. In Führungen gab es Einblicke in alle Abteilungen des Deutschen Wetterdienstes. Im hauseigenen TV-Studio konnte man sich an einer Wettervorhersage vor der Kamera probieren. Eröffnet wurde die Veranstaltung von unserer Präsidentin Prof. Dr. Sarah Jones sowie dem Oberbürgermeister Offenbachs Felix Schwenke.

Es gab viele Nachfragen zu unserer Arbeit und einige staunten nicht schlecht über die Vielfältigkeit unseres täglichen Tuns und Wirkens. Immer wieder tauchten Fragen zu den Wetterstationen und unseren Warnungen auf. Auch die Finanzierung des DWD war hier und da Thema. Daher möchten wir heute ein paar Fakten und Zahlen zum Deutschen Wetterdienst veröffentlichen.

Aufbau des DWD:

Der DWD betreibt neben der Zentrale in Offenbach noch 6 weitere große Außenstellen mit zum Teil mehr als 100 Beschäftigten. Insgesamt arbeiten rund 2150 Menschen beim Deutschen Wetterdienst. Es gibt fünf Standorte mit regionaler Klima- und Umweltberatung und zwei meteorologischen Observatorien. Insgesamt gibt es fünf Luftfahrtberatungszentren, wobei die Zentrale in Frankfurt sitzt. Des Weiteren gibt es drei agrarmeteorologische sowie eine maritim-meteorologische Beratungsstelle.

Wetterbeobachtung:

Der DWD unterhält 181 hauptamtliche Wetterstationen, davon stehen 15 an Hauptverkehrsflughäfen in der gesamten Republik. An 43 Regionalflughäfen gibt es Flugwetterbeobachtungen. Die Zahl der nebenamtlichen Wetterstationen sowie der Niederschlagsmessstationen beläuft sich auf 1726. Dabei melden 829 Stationen alle 30 Minuten. Zudem haben wir Zugriff auf mehr als 1760 Straßenwetterstationen aus Partnernetzen.

Auf dem Wasser erhalten wir Daten von mehr als 450 freiwilligen Beobachtern, davon sind 150 fest installierte Bordwetterstationen. Auf den Forschungsschiffen der Bundesrepublik Deutschland betreuen wir zwei Bordwetterwarten. Es gibt außerdem acht fest installierte Bojen in Nord- und Ostsee, die vollautomatisch regelmäßig Daten liefern. Zudem gibt es auf acht Schiffen aerologische Stationen.

Deutschlandweit gibt es 18 Radarstandorte, die (nahezu) rund um die Uhr in Betrieb sind und Daten liefern. Zudem wird an 48 Standorten die Radioaktivität verfolgt. An 1070 Stationen wird rund ums Jahr die Phänologie beobachtet und gemeldet. An den zehn Radiosondenstationen steigen pro Jahr etwa 7500 Wetterballons in den Himmel.

Alle Daten fließen in unsere zwei Hochleistungsrechner, die jährlich etwa 64 Millionen Karten und Grafiken mit Wetter- und Klimavorhersagen produzieren.

Die Arbeit (Zahlen aus 2023):

Im Jahre 2023 wurden vom DWD rund 180.000 manuell erstellte Vorhersagen ausgegeben. Davon etwa die Hälfte in Form standardisierter Vorhersagen. Es gab knapp 200.000 Wetterwarnungen sowie 5200 Warnungen vor Unwetter und extremem Unwetter. Über die WarnWetter-App wurden gut 1,4 Millionen Push-Meldungen versendet. Außerdem kamen 1,2 Millionen Nutzermeldungen bei uns an.

In der Luftfahrt wurden im gleichen Zeitraum 550.00 Vorhersagen und Warnungen erstellt. Zudem gab es dort 25.000 telefonische Beratungen. Die maritim-meteorologische Abteilung kommt auf rund 240.000 Warnungen, Berichte und Beratungen für unter anderem die Seeschifffahrt und den Küstenschutz.

Außerdem wurden mehrere Hundert Gutachten für Behörden, Katastrophenschutz und andere Nutzer gefertigt.

Die Nutzung (Zahlen aus 2023):

Auf die Flugwetter-App des DWD wurde 2023 gut 7,3 Millionen Mal zugegriffen. Die Warnwetter-App hatte etwa eine Million Nutzer. Das Straßenwetterportal SWIS wurde in der vergangenen Saison von etwa 36.000 Kunden genutzt. Das Katastrophenportal FEWIS hatte im vergangenen Jahr fast 330.000 Aufrufe. Die Selfbriefingportale für die zivile Luftfahrt, Rettungseinheiten, Flughäfen und Luftfahrtdienstleister verzeichneten 2023 etwa 64 Millionen Zugriffe.

Auf den Open-Data-Server wurde 2023 rund 60 Milliarden Mal zugegriffen. Abgerufen wurden dabei etwa 16.800 Terabyte an Daten.

Finanzierung (geplant für 2024):

In diesem Jahr gehen wir von einem Etat von 382 Millionen Euro aus. Davon werden 148 Millionen Euro für internationale Organisationen wie EUMETSAT (europäische Satellitenanstalt) verwendet. Für Personalausgaben werden 123,3 Millionen Euro veranschlagt. Für knapp 49,5 Millionen Euro müssen Investitionen getätigt werden.

Die vorausberechneten Einnahmen belaufen sich auf gut 20 Millionen Euro, 16,8 Millionen allein aus den Gebühren für die Luftfahrt. Der Steuermittelbedarf liegt bei etwa 362 Millionen Euro.

Diplom-Meteorologin Jacqueline Kernn
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 16.09.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst