Die Farbe der Ozeane verändert sich

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Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology und des nationalen Zentrums für Ozeanografie in England stellten fest, dass sich die Farbe der Ozeane in den vergangenen 20 Jahren signifikant verändert hat. Diese Veränderung lässt sich jedoch nicht mit den üblicherweise während eines Jahres auftretenden Schwankungen in Verbindung bringen, sondern ist vielmehr auf den menschengemachten Klimawandel zurückzuführen.

In ihrer Studie fassten die Forschenden zusammen: Auf mehr als der Hälfte der Fläche der Weltmeere ist eine für das menschliche Auge nicht erfassbare Farbveränderung festzustellen. Diese Fläche ist größer als die gesamte Landfläche der Erde. Des Weiteren sind die Ozeane insbesondere in subtropischen und tropischen Regionen in der Nähe des Äquators im Laufe der Zeit immer grüner geworden.

Eine Veränderung der Ozeanfarbe weist auf eine Veränderung der Ökosysteme an der Meeresoberfläche hin. Denn die Farbe der Ozeane ist ein visuelles Produkt der Organismen und Materialien, die sich im Wasser befinden. Eine tiefblaue Farbe deutet auf sehr wenig Leben hin, grüne Gewässer hingegen zeigen das Vorhandensein von Ökosystemen und vor allem von Phytoplankton an. Plankton stellt nicht nur die Grundlage der marinen Nahrungskette dar, es spielt auch eine wichtige Rolle bei der Fähigkeit des Ozeans, Kohlendioxid zu binden und zu speichern. Durch Photosynthese wandelt Phytoplankton Kohlendioxid in Sauerstoff um.

DWD Die Farbe der Ozeane veraendert sich

Derzeit können die Wissenschaftler noch nicht sagen, in wie fern sich die marinen Ökosysteme verändern, um die Farbänderungen widerzugeben. In einem Punkt sind sie sich aber sicher: Der wahrscheinlichste Grund dafür ist der durch den Menschen verursachte Klimawandel. Doch wie fanden die Forscher dies heraus?

Hierzu wurden Messungen der Ozeanfarben der letzten 20 Jahre – vor allem in (sub-)tropischen Regionen – ausgewertet. Diese wurden mit dem Radiospektrometer MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) auf dem Aqua-Satelliten aufgenommen. Das Ergebnis ist eindeutig. Es ergibt sich ein klarer Trend der Farbveränderung, der über die typische jährliche Variabilität hinausgeht. Denn aufgrund der nicht vorhandenen Jahreszeiten in den Tropen und Subtropen variieren die Farben an sich nicht so sehr, wodurch Langzeitveränderungen eher sichtbar werden.

Um abzuschätzen, in wie fern der menschengemachte Klimawandel dazu beigetragen hat, wurde ein Modell verwendet, das die Farbveränderungen zum einen MIT und zum anderen OHNE den Einfluss von Treibhausgasen berechnet hat. Bei der Simulation inklusive Treibhausgasen ergab sich ein Trend innerhalb von 20 Jahren, der Veränderungen der Ozeanfarbe auf mindestens 50 Prozent der Ozeanoberfläche zeigt. Dies entspricht in etwa dem, was die Wissenschaftler der Studie bei der Auswertung der realen Daten herausfanden.

Die Forschenden kamen somit zu folgendem Ergebnis: Die Farbe der Ozeane hat sich verändert. Noch ist aber nicht bekannt, wie dies von statten geht. Allerdings spiegeln die Veränderungen der Farbe Veränderungen in den Planktongemeinschaften wider, welche wiederum alles beeinflussen, was sich von Plankton ernährt. Des Weiteren verändert sich die Fähigkeit des Ozeans, Kohlenstoff zu speichern, da unterschiedliche Arten von Plankton diesbezüglich unterschiedliche Fähigkeiten haben. Computermodelle simulierten schon seit Jahren Farbveränderungen der Ozeanoberfläche, nun zeigt sich in realen Daten, dass diese Prozesse tatsächlich stattfinden.

Diplom-Meteorologin Julia Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 20.10.2023
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Oststurm und Dauerregen

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Eine brisante Wetterlage steht an. Die zwei Protagonisten stellen dabei Tiefdruckkomplex WOLFGANG über Westeuropa und Hochdruckgebiet WIBKE über Nordeuropa dar. Zwischen diesen beiden Druckgebilden sind die Luftdruckgegensätze vor allem über der Nord- und Ostsee sehr stark ausgeprägt und es kommt eine veritable Oststurmlage samt einer schweren Sturmflut an der Ostsee sowie Niedrigwasser an der Nordsee in Gang. Darauf wurde im gestrigen Thema des Tages  bereits umfangreich eingegangen.

Doch nicht nur der Wind gewinnt an Stärke, sondern auch die Niederschlagsaktivität nimmt deutlich zu. Der Schwerpunkt liegt dabei über dem Norden des Landes im Bereich einer Luftmassengrenze, die arktische Polarluft von subtropischer Warmluft trennt. Durch kräftige und länger anhaltende Hebungsvorgänge kommt es ab heute Nachmittag und bis in die Nacht zum Samstag nördlich einer Linie Münsterland – Uckermark zu teils länger anhaltenden Regenfällen. Verbreitet fallen in diesem Bereich innerhalb von 36 Stunden meist zwischen 20 und 30 l/qm. In Schleswig-Holstein sind sogar Mengen zwischen 30 und 60 l/qm möglich, wobei der Großteil des Niederschlags Freitagnachmittag und eingangs der Nacht zum Samstag fallen wird.

DWD Oststurm und Dauerregen

Auch in den anderen Landesteilen regnet es immer wieder und mitunter schauerartig verstärkt. Allerdings sind die Regenpausen deutlich länger als im Norden. In der Fläche fallen bis Samstagmorgen akkumuliert 5 bis 15, im Südwesten und im Stau der südwestlichen und westlichen Mittelgebirge auch bis 30 l/qm. Nahezu trocken bleibt es mit Föhnunterstützung im äußersten Südosten.

Ein Rückblick auf die bisherigen Niederschlagsmengen im Oktober zeigt, dass es vor allem im Norden und Nordwesten des Landes bisher sehr nass war. Immer wieder kam es in diesen Gebieten zu kräftigen Regenfällen.

DWD Oststurm und Dauerregen 1

Aufsummiert fielen bis heute Morgen um 100, teils um 150 l/qm, was bereits der doppelten Monatssumme entspricht. Im krassen Gegensatz dazu fiel südlich der Donau und am Ostrand des Pfälzerwaldes bisher nur sehr wenig Niederschlag. Lokal kamen dort weniger als 5 l/qm zusammen.
Eines ist auf jeden Fall gewiss, das Niederschlagssoll im Norden und Nordwesten wird im diesjährigen Oktober deutlich überschritten. Ob die Niederschlagsbilanz im Süden noch maßgeblich aufgebessert wird, muss abgewartet werden.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 19.10.2023

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Küstensturm im Herbst – alles wie immer?

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Nach langer, überdurchschnittlicher Wärmeperiode, die teils neue Temperaturrekorde mit sich brachte, liegt jetzt auch schon die erste herbstliche Phase mit nennenswerten Nachtfrösten hinter uns. Begünstigt wurde diese durch Hoch „Verena”, das für sternenklare Nächte in trockener Polarluft mit entsprechend niedrigen Temperaturen gesorgt hat. Doch damit ist es jetzt auch schon wieder vorbei.

Auf dem Atlantik herrscht rege Tiefdruckaktivität, und diese macht sich auch in Deutschland bemerkbar. Zentraler Taktgeber ist hier zunächst Tief „Viktor” (international auf den Namen „Babet” getauft), das sich als Doppelgebilde mit zwei Kernen von der Biskaya bis nach Großbritannien und Irland erstreckt. Dabei wird eine Menge milder Luft aus Südwesten nach Deutschland geschaufelt, die dem oft sonnigen und ruhigen Herbstwetter der letzten Tage den Garaus macht. Denn Tief „Viktor” ist noch lange nicht fertig – im Gegenteil: Es wird sich in den nächsten Tagen noch verstärken und als komplexes Gebilde mit immer neuen Tiefdruckzentren entlang der Nordseeküste nordwärts Richtung Niederlande und Ärmelkanal ziehen. Mit im Gepäck ist dabei zunächst jede Menge Regen. Beginnend im Südwesten zieht im Laufe der kommenden Nacht zum Donnerstag ein frontaler Ausläufer nordostwärts über Deutschland hinweg und sorgt vielerorts für erstes Nass von oben.

DWD Kuestensturm im Herbst – alles wie immer

Am Donnerstag geht es dann munter weiter mit den Niederschlägen. Zum einen regnet es dann im Norden weiter, zum anderen kommen im Südwesten gleich die nächsten Niederschläge nach, die diesmal recht kräftig ausfallen können, und sogar für das ein oder andere kurze Gewitter gut sind. Diese Niederschläge sind aber nur ein Aspekt. Im Auge sollte man vor allem den Wind behalten, denn der spielt diesmal eine ungewöhnliche Rolle. Denn „Viktor” hat einen mächtigen Gegenspieler: Hoch „Wiebke” über Skandinavien. So kräftig, wie sich „Viktor” entwickelt, so kräftig hält „Wiebke” im Norden dagegen. Die Folge: Es baut sich ein mächtiger Luftdruckgegensatz  vom Ärmelkanal bis nach Südschweden bzw. –norwegen auf. Dementsprechend nimmt in den nächsten Stunden und Tagen der Wind auch an der deutschen Küste zu. Und hier liegt die Krux: Das Hoch liegt im Norden, das Tief im Süden. Das heißt nichts anderes als dass der Wind, anders als sonst, aus Osten kommt! Und das nicht zu knapp: Bereits am morgigen Donnerstag erreicht er Sturmstärke mit Böen Bft 8-9, in Ostholstein und der Lübecker Bucht vereinzelt sogar schon schweren Sturm mit Bft 10.

DWD Kuestensturm im Herbst – alles wie immer 1

In der Nacht zum Freitag legt der Sturm dann nochmal eine ordentliche Schippe drauf und erreicht im Laufe des Freitags seinen Höhepunkt mit einzelnen, aber wiederholt auftretenden orkanartigen Böen der Stärke Bft 11 an der Ost-, aber auch der Nordsee, wo besonders die Insel Helgoland einiges abbekommen dürfte. Auf der offenen See sind dabei sogar Orkanböen, also Stärke Bft 12, denkbar (siehe Modellprognose in).

Die anstehende Sturmlage wird also eine recht ungewöhnliche Geschichte. Betroffen sind diesmal Gegenden, die normalerweise bei Sturmlagen eher wenig abbekommen. Besonders beachtenswert ist hierbei auch das zu erwartende und sonst eher selten auftretende Ostseehochwasser. Dabei werden die Höchststände teilweise über einen Meter nach oben abweichen, und das bereits am Donnerstag. Am Freitag dürften vermutlich noch höhere Wasserstände erreicht werden. Betroffen sind hier vor allem die Küstenregionen zwischen Lübecker Bucht und Schlei, die genau frontal im Ostwind liegen. Aber auch entlang der restlichen Ostseeküste ist mit nennenswertem Hochwasser zu rechnen.

DWD Kuestensturm im Herbst – alles wie immer 2

M.Sc Felix Dietzsch (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 18.10.2023
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Großwetterlagen im Großen und Kleinen

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Die deutschen Meteorologen P. Hess und H. Brezowsky veröffentlichten 1952 einen Katalog mit einer subjektiven Einteilung der großräumigen Drucksituation über Europa in Klassen. Hierbei benannten sie 30 mögliche Großwetterlagen. Die Statistik der Großwetterlagen ist für jeden Tag seit 1881 verfügbar und wird bis heute vom Deutschen Wetterdienst fortgeführt. Für den Katalog mit den 30 Großwetterlagen und für die bis zum August 2023 aufgetretenen Großwetterlagen sei auf die Links am Ende des Textes verwiesen.

Eine Großwetterlage ist definiert als „die mittlere Luftdruckverteilung eines Großraumes, mindestens von der Größe Europas während eines mehrtägigen Zeitraumes, in welchem gewisse Züge aufeinanderfolgender Wetterlagen gleichbleiben, eben jene Züge, welche die Witterung in den einzelnen Teilgebieten des Großraums bedingen“.

Um eine Großwetterlage bestimmen zu können, ist es wichtig, die geografische Lage der Steuerungszentren (Höhenhoch- und Höhentiefdruckgebiete, Tröge) sowie den Verlauf und die Erstreckung der Frontalzone zu kennen. Zur Beurteilung werden Höhenkarten (500hPa-Geopotential) herangezogen. Allerdings ist es ebenso wichtig, die Verteilung des auf Meeresniveau reduzierten Luftdrucks zu kennen, da für die ersten Jahrzehnte der Statistik (1881 bis 1938) nur Bodenwetterkarten für Europa und den östlichen Nordatlantik zur Verfügung standen. Bei der Festlegung einer Großwetterlage spielt zudem der Witterungscharakter über Mitteleuropa eine wichtige Rolle, der zumeist zyklonal oder antizyklonal geprägt ist. Außerdem soll die Zugrichtung wandernder Druckgebilde (hierzu zählen unter anderem Einzelzyklonen oder Zwischenhochkeile) sowie Gebiete gleicher Drucktendenz berücksichtigt werden.

Wie der Definition einer Großwetterlage zu entnehmen ist, muss eine Luftdruckverteilung über mehrere Tage in Grundzügen gleichbleiben, um als Großwetterlage bezeichnet werden zu können. Nach Hess und Brezowsky beträgt dieser Zeitraum mindestens drei Tage. Allerdings besteht die Möglichkeit, dass eine Großwetterlage nicht eindeutig genug in eine andere übergeht. Daher können auch ein bis zwei Übergangstage vorkommen. Diese erkennt man in der Statistik an dem Buchstaben „U“ für „unbestimmt“ oder der Nummer 30.

Die 30 Großwetterlagen können zunächst je nach Strömungsrichtung zehn Großwettertypen und diese wiederum drei Zirkulationsformen zugeordnet werden. Es gibt drei Arten von Zirkulationsformen: die Zonale, die Meridionale und die Gemischte.

Zur zonalen Zirkulationsform zählen alle Westlagen. Diese werden durch eine glatte West-Ost-Strömung ermöglicht, wobei die Frontalzone nahezu parallel zu den Breitengraden verläuft. Einzelne Tiefdruckgebiete ziehen von ihrem Entstehungsgebiet im östlichen Nordatlantik über das europäische Festland hinweg.

Bei der meridionalen Zirkulationsform verläuft die Frontalzone überwiegend parallel zu den Längengraden. Stationäre, blockierende Hochdruckgebiete über dem subpolaren Raum sowie alle Troglagen, deren Achse sich in nord-südlicher Richtung erstreckt, sind charakteristisch für diese Zirkulationsform. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die einzelnen Tiefdruckgebiete sowohl von Nord nach Süd als auch von Süd nach Nord ziehen können. Neben den Nord- und den Südlagen zählen auch die Ostlagen zu dieser Zirkulationsform. Bei den Nordost- und den Südostlagen erscheint es zunächst als offensichtlich, diese der gemischten Zirkulationsform zuzuordnen, dennoch zählen auch sie zur meridionalen Zirkulationsform.

Die gemischte Zirkulationsform liegt dann vor, wenn die Strömungskomponenten aus zonaler und meridionaler Richtung ungefähr gleich groß sind. Hierbei verläuft die Frontalzone in einem Winkel von etwa 45° zu den Breiten- bzw. Längengraden. Der Austausch von Luftmassen, die aus verschiedenen geografischen Breiten stammen, kann zwar erfolgen, allerdings nicht mit der gleichen Intensität wie auf dem meridionalen, also dem kürzesten Weg, da eine deutliche zonale Strömungskomponente wirken kann. Charakteristische Großwetterlagen dieser Zirkulationsform sind die Südwest- und die Nordwestlagen. Zudem zählen auch die Großwetterlagen „Hoch Mitteleuropa“ und „Tief Mitteleuropa“ zur gemischten Zirkulationsform.

Doch was bedeutet all dies quasi im Kleinen vor Ort? Nehmen wir als Beispiel die Station Frankfurt (Main) und den Sommer 2023. Nun kann man eine Art Statistik erstellen. Man zählt die Sommertage (Tageshöchsttemperatur gleich oder größer 25 Grad) und die Hitzetage (Tageshöchsttemperatur gleich oder größer 30 Grad) sowie die Tage, an denen Niederschlag gefallen ist. Dies bringt man dann in den Zusammenhang, ob an diesem Tag eine antizyklonale oder eine zyklonale Großwetterlage vorherrschend war. Eine antizyklonale Großwetterlage bedingt gemeinhin großräumiges Absinken, Wolkenauflösung und in der Folge bleibt es trocken. Bei einer zyklonalen Großwetterlage würde man automatisch von Niederschlag ausgehen. Ganz so einfach ist es natürlich nicht, dennoch lässt sich dem Diagramm tatsächlich eine dementsprechende Tendenz entnehmen. Bei einer antizyklonalen Großwetterlage gab es in Frankfurt (Main) meist einen Sommer- oder Hitzetag ohne Niederschlag. Bei einer zyklonalen Großwetterlage gab es meist Niederlag und die Tageshöchsttemperatur erreichte nicht die 25-Grad-Marke. Trotzdem gab es beispielsweise mehr Sommertage mit zyklonaler Großwetterlage, an denen es trocken blieb.

DWD Grosswetterlagen im Grossen und Kleinen

Man sieht also durchaus, dass man manchmal doch vom Großen auf das Kleine schließen kann.

M.Sc. (Meteorologin) Tanja Sauter
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 17.10.2023
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Energieinput von oben

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Ein maßgeblicher Faktor der Strahlungsbilanz in unserem Klimasystem Erde-Atmosphäre ist die sogenannte Globalstrahlung. Unter dieser versteht man die gesamte an der Erdoberfläche auf einer horizontalen Ebene empfangene Solarstrahlung. Die Globalstrahlung setzt sich dabei aus der direkten Strahlung (d.h. jene Strahlung, die Schatten werfen kann) und der gestreuten (diffusen) Sonnenstrahlung aus der Himmelshalbkugel zusammen. Die extraterrestrische Strahlung (d.h. die auf die Atmosphäre auftreffende Strahlung) wird nämlich beim Passieren der Erdatmosphäre verändert und erfährt beispielsweise eine Abschwächung (Extinktion) durch die Streuung/Reflexion an Luftmolekülen, Wolken, Wasser- und Staubteilchen. Zudem erfolgt auch eine Absorption durch Wasserdampf und atmosphärische Spurengase, diese soll an dieser Stelle aber nicht weiter behandelt werden. Als Faustregel gilt, dass bei Sonnenhöhen von mehr als 50° und wolkenlosem Himmel die Globalstrahlung zu ca. 75 % aus direkter Sonnenstrahlung besteht, bei einem deutlich tieferen Sonnenstand (ca. 10°) nur noch zu 33 %. D.h. bei tieferen Sonnenständen überwiegt die diffuse Himmelsstrahlung gegenüber der direkten Strahlung deutlich.

DWD Energieinput von oben

Die Globalstrahlung kann mit einem sogenannten Pyranometer  sehr gut gemessen werden. Dieses besteht aus für die kurzwellige Strahlung durchlässigen und auch als Witterungsschutz dienenden Halbkugeln und hintereinander geschalteten Thermoelementen (geschwärzte Thermosäule) als Sensor. Die geschwärzten Empfangsflächen der aktiven Lötstellen der Thermoelemente absorbieren die einfallende Strahlung und erwärmen sich gegenüber den passiven Lötstellen innerhalb des Geräts. Die auftretenden Temperaturdifferenzen erzeugen Thermospannungen, die ein Maß für die empfangene Bestrahlungsstärke sind. Mit einer entsprechenden Abschattung (Schattenring) kann mit diesem Gerät auch die diffuse Strahlung bestimmt. Auf jeden Fall ist eine sogenannte Horizontfreiheit, d.h. kein Horizonteinschränkung durch Bäume, Gebäude oder Bergrücken erforderlich.

DWD Energieinput von oben 1

Aufgrund der starken Abhängigkeit der Globalstrahlung vom Sonnenstand besteht in unseren Breiten ein immenser Jahresgang. So liegt die mittlere Monatssumme für Deutschland im Zeitraum 1991 bis 2020 für den Monat Dezember beispielsweise unter 20 kWh/m², bei höchstem Sonnenstand in den Sommermonaten Juni und Juli bei über 160 kWh/m² . Außerdem ist in der Abbildung anhand des „Box-Plots“ auch das 25 % und 75 % bzw. das 10 und 90 % Perzentil (d.h. die wahrscheinlichste Schwankungsbreite bzw. der fast maximale Erwartungswert) ersichtlich (Erklärung in der unteren Legende beachten). Für das aktuelle Jahr 2023 lag die Monatssumme im Juni beispielsweise bei sehr hohen 199 kWh/m² und damit deutlich über dem normalerweise erwarteten Wertebereich. Auch im kürzlich abgelaufenen September ist dieser Effekt aufgetreten: die Monatssumme von 124 kWh/m² liegt deutlich oberhalb des Mittelwerts, der bei etwas unter 100 kWh/m² zu finden ist. Diese deutlichen Ausreißer führen nun dazu, dass die mittlere Jahressumme der Globalstrahlung von 1086 kWh/m² (1991 bis 2020) dieses Jahr wahrscheinlich schon im Oktober übertroffen wird. Den absoluten Spitzenrang nimmt im Bezugszeitraum seit 1983 das vergangene Jahr 2022 mit einer Jahressumme von 1227 kWh/m² ein.

Generell ist festzustellen, dass es seit 1983 einen eindeutigen positiven Trend der Jahressummen der Globalstrahlung gibt . Legt man einen linearen Trend in die Datenpunkte ergibt sich eine Steigerung von etwa 3,6 kWh/m² pro Jahr. Das bedeutet, dass in 10 Jahren im Deutschlandmittel 36 kWh/m² hinzugekommen sind. Sehr schön ersichtlich sind auch die zwei „Ausreißer“ in den vergangenen Jahren sowie das Jahr 2003.

DWD Energieinput von oben 2

Außerdem unterliegt die Globalstrahlung in Deutschland aufgrund der Geographie und der Geometrie der einfallenden Strahlung einer regionalen Differenzierung. In den Mittelwerten der Jahressummen im Zeitraum von 1991 bis 2020 gibt es im Süden der Bundesrepublik deutlich höhere Werte als im Norden und Nordwesten Deutschlands. Die höchsten Werte der Globalstrahlung werden etwa in einem Streifen vom Bodensee über das Alpenvorland bis zum Inn und der Salzach sowie am Oberrhein und am Neckar erreicht. Im Vergleich zu den geringeren Werten im Norden (knapp über 1000 kWh/m²) werden im Süden fasst 200 kWh/m² im Jahr mehr erreicht.

Die erwähnten Abbildungen sind unter zu finden.

Mag.rer.nat Florian Bilgeri
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 16.10.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Herbstzeit ist Nebelzeit

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Nach einem sehr warmen September ist der Herbst nun endgültig bei uns angekommen. Eine markante Kaltfront sorgte von Freitag auf Samstag für einen deutlichen Temperatursturz. Doch zum Herbst gehören nicht nur kühle Tage und Nächte, sondern gerade ab Oktober auch häufig dichte Nebelfelder.

Bei Nebel handelt es sich um eine Wolke an der Erdoberfläche. Gerade im Herbst, wenn die Nächte länger werden, kommt es häufiger zu diesem Wetterphänomen. In wolkenarmen Nächten findet eine Auskühlung der bodennahen Luftschichten statt, wodurch die Temperatur häufig bis zum Taupunkt absinkt. Der Taupunkt ist die Temperatur, die erreicht wird, wenn die Luft nicht mehr Wasserdampf aufnehmen kann und damit gesättigt ist. Ist dies der Fall, kondensiert der Wasserdampf in der Luft zu kleinen Wassertröpfchen, die wir als Nebel wahrnehmen. Da kalte Luft weniger Wasserdampf aufnehmen kann als warme Luft, ist dieser Prozess in der kalten Jahreszeit häufiger zu beobachten.

In der Meteorologie wird dabei zwischen 3 unterschiedlichen Nebelarten unterschieden.

Am häufigsten tritt in unseren Breiten der Strahlungsnebel auf. Dieser entsteht durch nächtliche Ausstrahlung bei windschwachen Wetterlagen. Dabei tritt Strahlungsnebel im Herbst und Winter bei ruhigen und windschwachen Hochdrucklagen auf. Damit sind häufig Inversionswetterlagen verbunden, bei denen eine atmosphärische Sperrschicht in Form einer Temperaturinversion vorhanden ist, sodass ein vertikaler Austausch der Luft nicht möglich ist. Bei dieser Wetterlage ist es in den Niederungen gerade im Spätherbst und Winter oftmals ganztägig trüb und kühl durch Strahlungsnebel, während auf den Bergen der Mittelgebirge und der Alpen sonniges und mildes Wetter mit bester Fernschicht herrscht.

Advektionsnebel kommt am häufigsten im Winter vor und entsteht bei der Advektion feuchtwarmer Luftmassen in eine kältere Region. Damit tritt Advektionsnebel häufig in Verbindung mit Warmfronten auf. An Nord- und Ostsee ist diese Nebelform im Frühjahr oft anzutreffen, wenn warme Luftmassen aus Süden über das noch relativ kühle Wasser der See strömen und sich dabei bis zur Sättigung abkühlen.

Ebenfalls im Herbst wird an Seen gelegentlich auch Verdunstungsnebel beobachtet. Dieser entsteht durch die großen Temperaturgegensätze zwischen der Umgebungsluft und dem Wasser des Sees. Umgangssprachlich wird auch von Dampfnebel oder Seerauch gesprochen.

Mischungsnebel ist die vierte Art und entsteht bei Abkühlung der Luft bei gleichzeitiger Erhöhung des Wasserdampfgehaltes. Diese Nebelart tritt im Bereich von Fronten auf, wo es zur turbulenten Durchmischung von feuchtwarmer und kalter Luft kommen kann.

Dichter Nebel stellt durch die Einschränkung der Sichtweite vor allem für den Straßenverkehr eine große Gefahr dar. Gerade plötzlich auftretende Nebelbänke sind häufig Ursachen von Autounfällen und Massenkarambolagen. Deshalb warnt der DWD vor diesem Wetterphänomen, wenn die Sichtweite weniger als 150 m beträgt und es somit zu signifikanten Einschränkungen im Straßenverkehr kommen kann.

Ruhiges Hochdruckwetter wird vor allem bis zur Wochenmitte gebietsweise für Nebel in den Frühstunden sorgen. Relativ windschwache Bedingungen und nur wenige hohe Wolken fördern in der kommenden Nacht die Nebelbildung vor allem im Südosten und in der Mitte Deutschlands. Im Südwesten ist es dagegen zu windig, sodass sich dort trotz teils klarer Bedingungen nur in windgeschützten Senken und Tälern Strahlungsnebel ausbilden kann. Stärkerer Wind sorgt nämlich für eine Durchmischung der feuchten bodennahen Luftmasse, sodass die Bildung von tiefen  nicht möglich ist. In der Nacht auf Dienstag sind die Bedingungen für warnwürdigen Nebel im Nordwesten am besten, während am Mittwoch dieser im Osten gebietsweise auftritt, da von Südwesten die hohe Bewölkung zunimmt.

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 15.10.2023
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Vom Oktobersommer mit Vollgas in den Vollherbst

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Die T-Shirts und kurzen Hosen können eingemottet werden. Dafür müssen nur warme Klamotten und eventuell sogar Schal und Mütze aus dem Schrank gekramt werden. Schuld daran ist eine markante Wetterumstellung. Während seit Wochen fast ununterbrochen ungewöhnlich warme Luftmassen in weiten Teilen des Landes vorherrschend waren, erfolgt nun eine 180-Grad-Wende. Schuld daran ist eine markante Kaltfront, zugehörig zu einem Tief über der nördlichen Ostsee, die die sehr warme Luftmasse subtropischen Ursprungs verdrängen konnte. Auf der Rückseite der Kaltfront fließt Meeresluft polaren Ursprungs ein. Die einfließende Luftmasse ist dabei etwa 15 Grad kälter als die Luftmasse der vergangenen Tage.

DWD Vom Oktobersommer mit Vollgas in den Vollherbst

Dies zeigt sich auch deutlich bei den Höchstwerten. Während am Freitag im Süden des Landes der späteste heiße Tag (Höchstwert über der 30-Grad-Marke) der in Deutschland seit Messbeginn jemals registriert wurde, auftrat, reicht es dort am Sonntag maximal noch für Höchsttemperaturen um 15 Grad. Die Spitzenreiter des gestrigen Freitags waren nach derzeitigem Stand Rheinfelden und Müllheim (jeweils Baden-Württemberg) mit 30,1 Grad. In einigen Orten des Südens wurde sogar ein neuer Monatsrekord verzeichnet und das Mitte Oktober, was doch recht ungewöhnlich ist. Der Allzeitoktoberrekord mit 30,9 Grad in Müllheim vom 07.10.2009 wurde dabei nur knapp verfehlt.

Fast noch eindrucksvoller waren die Tiefstwerte der vergangenen Nächte. In der Nacht zum heutigen Samstag lagen die vorläufigen Minima lokal nicht unter der 20-Grad-Marke, was einer Tropennacht entspricht. Beispielsweise war dies in Cottbus (Brandenburg) mit 20,8 Grad, Schipkau-Klettwitz (Brandenburg) mit 20,7 Grad und Dresden-Klotzsche (Sachsen) mit 20,5 Grad der Fall. Dabei ist der Wert aus Cottbus nach derzeitigem Stand das höchste Minimum, das jemals in Deutschland im Oktober gemessen wurde.

Dass der Temperatursturz mit ordentlich Wind einherging, erklärt sich fast von selbst, denn irgendwie müssen die immensen Temperaturunterschiede ja ausgeglichen werden. An und vor der Kaltfront kam es verbreitet zu stürmischen Böen und Sturmböen. An der Küste traten teils auch schwere Sturmböen auf. Die Station Darßer Ort (Mecklenburg-Vorpommern) meldete in der Nacht zum Samstag sogar eine orkanartige Böe mit 112 km/h, Bft 11. Im Küstenumfeld bleibt der Wind auch in den kommenden Tagen noch stürmisch und weht aus West bis Nordwest. Auch sonst lebt er am Sonntag im Nordosten nochmals deutlich auf. In den anderen Landesteilen bleibt der Wind zwar spürbar, aber bei weitem nicht so kräftig wie in der vergangenen Nacht und heute tagsüber.

Am Sonntag zieht über die Nordosthälfte des Landes ein Höhentief hinweg und sorgt dort für sehr wechselhaftes Wetter samt Regen- und Graupelschauern, die im Umfeld der Küsten mitunter gewittrig sein können. In den anderen Landesteilen macht sich bereits eine schwache Hochdruckbrücke bemerkbar, die von den Britischen Inseln über Mitteleuropa bis in den Balkan reicht. Dabei gibt es einen freundlichen Mix aus Sonne und Wolken, Schauer sind eher selten. Nur am Alpenrand regnet es noch etwas häufiger. Mit 8 bis 15 Grad wird es herbstlich kühl. In der Nacht zum Montag droht dann gebietsweise Luftfrost, weshalb empfindliche Pflanzen nun definitiv ins Warme gebracht werden müssen!

Zum Beginn der neuen Woche beruhigt sich das Wettergeschehen dann verbreitet, denn das Höhentief verabschiedet sich nach Nordosteuropa und Deutschland liegt dann fast vollständig unter der Hochdruckbrücke. Nur im Küstenumfeld bleibt es leicht wechselhaft. Insgesamt bleibt die Luftmasse kühl, sodass die Höchstwerte meist unter 15 Grad liegen werden. Exemplarisch dafür ist im nachfolgenden Bild der Temperaturverlauf für die Städte Frankfurt am Main, Berlin und München dargestellt.

DWD Vom Oktobersommer mit Vollgas in den Vollherbst 1

Der herbstliche Wettercharakter wird außerdem dadurch unterstrichen, dass sich Nebel- und Hochnebelfelder mitunter nur sehr zögerlich auflösen. Inwiefern zur Wochenmitte wieder Tiefdruckeinfluss die Oberhand gewinnt, muss noch abgewartet werden. Zum jetzigen Zeitpunkt deuten sich allerdings von Südwesten teils länger anhaltende Regenfälle an. Eins ist auf jeden Fall gewiss, der Sommer 2023 ist Geschichte.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.10.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Vom Oktobersommer mit Vollgas in den Vollherbst

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Die T-Shirts und kurzen Hosen können eingemottet werden. Dafür müssen nur warme Klamotten und eventuell sogar Schal und Mütze aus dem Schrank gekramt werden. Schuld daran ist eine markante Wetterumstellung. Während seit Wochen fast ununterbrochen ungewöhnlich warme Luftmassen in weiten Teilen des Landes vorherrschend waren, erfolgt nun eine 180-Grad-Wende. Schuld daran ist eine markante Kaltfront, zugehörig zu einem Tief über der nördlichen Ostsee, die die sehr warme Luftmasse subtropischen Ursprungs verdrängen konnte. Auf der Rückseite der Kaltfront fließt Meeresluft polaren Ursprungs ein. Die einfließende Luftmasse ist dabei etwa 15 Grad kälter als die Luftmasse der vergangenen Tage.

DWD Vom Oktobersommer mit Vollgas in den Vollherbst

Dies zeigt sich auch deutlich bei den Höchstwerten. Während am Freitag im Süden des Landes der späteste heiße Tag (Höchstwert über der 30-Grad-Marke) der in Deutschland seit Messbeginn jemals registriert wurde, auftrat, reicht es dort am Sonntag maximal noch für Höchsttemperaturen um 15 Grad. Die Spitzenreiter des gestrigen Freitags waren nach derzeitigem Stand Rheinfelden und Müllheim (jeweils Baden-Württemberg) mit 30,1 Grad. In einigen Orten des Südens wurde sogar ein neuer Monatsrekord verzeichnet und das Mitte Oktober, was doch recht ungewöhnlich ist. Der Allzeitoktoberrekord mit 30,9 Grad in Müllheim vom 07.10.2009 wurde dabei nur knapp verfehlt.

Fast noch eindrucksvoller waren die Tiefstwerte der vergangenen Nächte. In der Nacht zum heutigen Samstag lagen die vorläufigen Minima lokal nicht unter der 20-Grad-Marke, was einer Tropennacht entspricht. Beispielsweise war dies in Cottbus (Brandenburg) mit 20,8 Grad, Schipkau-Klettwitz (Brandenburg) mit 20,7 Grad und Dresden-Klotzsche (Sachsen) mit 20,5 Grad der Fall. Dabei ist der Wert aus Cottbus nach derzeitigem Stand das höchste Minimum, das jemals in Deutschland im Oktober gemessen wurde.

Dass der Temperatursturz mit ordentlich Wind einherging, erklärt sich fast von selbst, denn irgendwie müssen die immensen Temperaturunterschiede ja ausgeglichen werden. An und vor der Kaltfront kam es verbreitet zu stürmischen Böen und Sturmböen. An der Küste traten teils auch schwere Sturmböen auf. Die Station Darßer Ort (Mecklenburg-Vorpommern) meldete in der Nacht zum Samstag sogar eine orkanartige Böe mit 112 km/h, Bft 11. Im Küstenumfeld bleibt der Wind auch in den kommenden Tagen noch stürmisch und weht aus West bis Nordwest. Auch sonst lebt er am Sonntag im Nordosten nochmals deutlich auf. In den anderen Landesteilen bleibt der Wind zwar spürbar, aber bei weitem nicht so kräftig wie in der vergangenen Nacht und heute tagsüber.

Am Sonntag zieht über die Nordosthälfte des Landes ein Höhentief hinweg und sorgt dort für sehr wechselhaftes Wetter samt Regen- und Graupelschauern, die im Umfeld der Küsten mitunter gewittrig sein können. In den anderen Landesteilen macht sich bereits eine schwache Hochdruckbrücke bemerkbar, die von den Britischen Inseln über Mitteleuropa bis in den Balkan reicht. Dabei gibt es einen freundlichen Mix aus Sonne und Wolken, Schauer sind eher selten. Nur am Alpenrand regnet es noch etwas häufiger. Mit 8 bis 15 Grad wird es herbstlich kühl. In der Nacht zum Montag droht dann gebietsweise Luftfrost, weshalb empfindliche Pflanzen nun definitiv ins Warme gebracht werden müssen!

Zum Beginn der neuen Woche beruhigt sich das Wettergeschehen dann verbreitet, denn das Höhentief verabschiedet sich nach Nordosteuropa und Deutschland liegt dann fast vollständig unter der Hochdruckbrücke. Nur im Küstenumfeld bleibt es leicht wechselhaft. Insgesamt bleibt die Luftmasse kühl, sodass die Höchstwerte meist unter 15 Grad liegen werden. Exemplarisch dafür ist im nachfolgenden Bild der Temperaturverlauf für die Städte Frankfurt am Main, Berlin und München dargestellt.

DWD Vom Oktobersommer mit Vollgas in den Vollherbst 1

Der herbstliche Wettercharakter wird außerdem dadurch unterstrichen, dass sich Nebel- und Hochnebelfelder mitunter nur sehr zögerlich auflösen. Inwiefern zur Wochenmitte wieder Tiefdruckeinfluss die Oberhand gewinnt, muss noch abgewartet werden. Zum jetzigen Zeitpunkt deuten sich allerdings von Südwesten teils länger anhaltende Regenfälle an. Eins ist auf jeden Fall gewiss, der Sommer 2023 ist Geschichte.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.10.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

(Un)Wetterwarnungen des DWD -Teil 2: Gibt es die „perfekte Warnung“?

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Im Tagesthema vom 07. Oktober wurde erklärt, dass (Un)Wetterwarnungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) für unterschiedlichste Zielgruppen relevant sein können. Heute geht es darum, inwieweit die hohen Anforderungen erfüllt werden können, die viele Kunden an diese Warnungen stellen.

Zusammengefasst sollte die Bevölkerung frühzeitig, präzise und ortsgenau vor Wettergefahren informiert werden. Frühzeitig, damit Großveranstalter sowie Privatpersonen rechtzeitig Schutzvorkehrungen treffen können. Steht der Keller von Michael Nassfuß (Name fiktiv) bereits unter Wasser, hilft ihm eine Starkregenwarnung nichts mehr. Präzise, denn Aussagen wie „es wird stürmisch“ oder „es schneit kräftig“ reichen nicht aus. So könnte man sich unter der ersten Aussage stürmische Böen (um 65 km/h) oder schwere Sturmböen (um 100 km/h) vorstellen. Würden bei ersterem nur Äste von Bäumen abbrechen, können bei schweren Sturmböen Bäume umstürzen und Häuser beschädigt werden. Zuletzt ist wichtig, WANN und WO mit gefährlichem Wetter zu rechnen ist. Schneit es nur oberhalb von 800 m oder bis in die Niederungen? Welche Orte werden vom Gewitter mit Hagel und Sturmböen erfasst?

Vielleicht ahnen Sie bereits, dass die „perfekte Warnung“, die alle drei Anforderungen optimal erfüllt, kaum möglich ist. Dies veranschaulicht beigefügte Grafik. Liegt das Wetterereignis noch viele Tage in der Zukunft, ist die Unsicherheit groß, die Präzision und Regionalisierung gering. Oft sind mehrere Tage im Voraus noch unklar, wie stark der vorhergesagte Sturm ausfällt, wohin er genau zieht oder ob er überhaupt eintritt. Kurz vor Eintreffen des Unwetters kann es zwar genau lokalisiert und dessen Stärke sicher und präzise vorhergesagt werden, für eine Warnung wäre es aber möglicherweise schon zu spät. Wie geht der DWD mit diesem Dilemma um?

Die Lösung ist ein dreigliedriges Warnsystem. In Phase 1, der sogenannten „Wochenvorhersage Wettergefahren“ werden mögliche Wettergefahren der kommenden 7 Tage aufgeführt. Mithilfe der Ergebnisse aus Vorhersagemodellen analysiert der Mittelfristmeteorologe, wie sich die Wetterlage im Laufe der kommenden Woche entwickelt und welche Wettergefahren möglicherweise zu erwarten sind. Zur Beurteilung der Unsicherheit der Wettervorhersage, sichtet er gleich mehrere Modelle verschiedener Wetterdienste. Sagt beispielsweise das eine Modell in sechs Tagen eine schwere Sturmlage vorher und ein zweites Modell eine ruhige Hochdrucklage, so ist die Vorhersage offenbar noch sehr unsicher. Zusätzlich werden sogenannte Ensembleprognosen betrachtet. Dabei handelt es sich um eine Vielzahl von Vorhersagen des gleichen Modells mit leicht variierenden Anfangsbedingungen. Je stärker sich die einzelnen Prognosen unterscheiden, desto unsicherer ist die Prognose. Die „Wettervorhersage Wettergefahren“ liefert also frühzeitig Informationen und Wahrscheinlichkeitsaussagen zu warnwürdigen Wetterereignissen, präzise und ortsgenau sind diese aber noch nicht.

DWD UnWetterwarnungen des DWD Teil 2 Gibt es die erfekte Warnung

Maximal zwei Tage (in der Regel aber 24 Stunden) vor dem Wetterereignis beginnt Phase 2, die sogenannten „regionalen Warnlageberichte“. Diese enthalten die erwarteten Wettergefahren für jedes Bundesland. Nun stehen den Meteorologen hochaufgelöste Vorhersagemodelle zur Verfügung, mit denen die Intensität möglicher Wetterereignisse meist schon relativ präzise beurteilt und lokalisiert werden können. Dennoch spielen Wahrscheinlichkeitsaussagen weiterhin eine wichtige Rolle. Erwarten wir eine überörtliche Unwetterlage, wird zusätzlich zu den Warnlageberichten etwa 12 bis 24 Stunden im Voraus eine „Vorabinformation Unwetter“ (rot schraffierte Gebiete auf der Warnkarte) sowie ein Unwetterclip erstellt, beides zu finden auf der DWD-Homepage oder in der WarnWetter-App.

Die letzte Phase ist die „Gemeinde-genaue (Un)Wetterwarnung“, in denen nun konkrete Angaben zur Stärke und Dauer der Wettergefahr gemacht werden. Der Zeitpunkt der Ausgabe hängt allerdings vom Wetterereignis ab. Bei einer relativ sicher eintretenden großräumigen Sturmlage werden Warnungen bis zu 24 Stunden im Voraus ausgegeben. Bei kleinräumigen Ereignissen (z.B. Gewitter) ist dies allerdings nicht möglich. Eine Gemeinde-genaue Gewitterwarnung kann erst einige Minuten bis etwa eine Stunde vor Eintreffen erfolgen. Sie ist präzise und ortsgenau, aber nicht mehr unbedingt frühzeitig.

Zum Schluss machen wir die Funktionsweise des dreigliedrigen Warnsystems an einem Beispiel deutlich. Der Veranstalter eines großen Volksfestes im Sommer kann bei Beachtung der „Wochenvorhersage Wettergefahren“ sich bereits Tage zuvor auf eine mögliche gefährliche Gewitterlage einstellen. Am Vortag erhält er durch die „Warnlageberichte“ und eine mögliche „Vorabinformation“ genauere Informationen über potentielle Wettergefahren und kann Personal bereitstellen oder sonstige Vorkehrungen für einen Notfall treffen. Die eigentliche Gewitterwarnung hilft ihm letztendlich bei der Entscheidung zur Evakuierung des Festivalgeländes.

Auch wenn jede dieser drei Phasen für sich gesehen unzureichend wären, kommt man mit deren Kombination den Anforderungen an eine „perfekte Warnung“ bestmöglich heran.

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 13.10.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Die Smigielski – Mogil – Burt Vorhersagetechnik für außertropische Tiefdruckgebiete

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Im Thema des Tages vom 04.02.2023 wurde bereits eine Vorhersagetechnik vorgestellt, mit der man anhand von Satellitenbildern die Intensität tropischer Stürme ermitteln kann. Dabei zeigte sich, dass diese Technik ihre Stärken und Schwächen hat, jedoch bis heute trotz des Fortschritts in der Vorhersagetechnik nicht aus dem operationellen Dienst wegzudenken ist.

Heute soll eine davon abgewandelte Technik vorgestellt werden, die zwar in den Außertropen bei weitem nicht so häufig im operationellen Dienst angewandt wird, wie die Dvorak Technik in tropischen Gefilden, doch auch sie hat ihre Bewandtnis und Stärke. Der Fokus dieser Technik liegt auf der Intensitätsbestimmung der uns bekannten Herbststürme u.a. im Nordatlantik. Es handelt sich um die sogenannte „Smigielski – Mogil – Burt Vorhersagetechnik, kurz: SMB Technik.

Sie wurde in den 80-iger Jahren entwickelt und somit zu der Zeit, wo Herr Dvorak mit seiner Vorhersagetechnik beim Vorhersagedienst in (sub)tropischen Bereichen immer mehr an Beachtung gewann. In der Tat wurden einige Ansätze der Dvorak-Vorhersagetechnik mit eingebaut und verschmolzen mit Beobachtungen u.a. von Junker und Haller. Diese beiden Meteorologen versuchten bereits 1980 eine sinnvolle Abschätzung des Bodendrucks an Hand von bestimmten Wolkenmustern im Satellitenbild zu erstellen. Die SMB Technik kann daher als eine Verschmelzung des Wissens von unterschiedlichen Meteorologen und Vorhersagegebieten angesehen werden.

Der Nutzen dieser Technik liegt damals wie heute auf der Hand: die Meere sind vergleichsweise datenarme Regionen mit Blick auf reale Messungen. Natürlich werden mittlerweile alle Bereiche mehr oder weniger häufig von Satellitenmessungen abgedeckt, die jedoch ebenfalls ihre (Mess)Unschärfen haben. Viele dieser Messungen finden zudem auf polarumlaufenden Satelliten statt, die einen vergleichsweise kleinen Bereich mit sehr geringer zeitlicher Auflösung abdecken. Schiffe, die Meldungen vom aktuellen Wetter übermitteln könnten, meiden verständlicherweise die Regionen, wo es für uns Meteorologen erst so richtig spannend und interessant wird bzw. wo sich innerhalb der Numerik durch erhöhte Ungenauigkeiten numerische Fehler entwickeln können. Die SMG Technik erlaubt es einem Meteorologen mit vergleichsweise geringem Aufwand ggf. diese Lücken zu überbrücken.

Nach der Durchsicht von Satellitenbildern von mehr als 60 Winterstürmen zwischen Oktober und April auf der Nordhemisphäre ergab sich ein einheitlicher Ablauf, wo grob gesagt eine Zunahme mehrschichtiger Bewölkung um ein Tiefzentrum (verstärkte hochreichende Hebung) sowie eine zunehmende Krümmung dieser Bewölkung für eine Intensivierung des Tiefdruckgebiets sprach. Verifiziert wurde die Technik mithilfe jedmöglicher Daten, die in der Nähe oder zentrumsnah ermittelt wurden (Bojen, Schiffsmeldungen, Landstationen et cetera). Anhand dieser Daten und physikalisch nachvollziehbaren Extrapolationen konnte man sehr häufig die durch die SMB Technik ermittelten Werte verifizieren bzw. falsifizieren. Um nicht die Auswertung der SMB Technik zugunsten dieser Stationen zu verfälschen, fand der Werteabgleich zwischen Messung und SMB Technik erst nach deren Durchführung statt.

Die grobe Annahme in dieser Technik ist die, dass wenn sich ein Tiefdruckgebiet entwickelt, sich dieses nach einem nachvollziehbaren Muster bis zum Reifestadium weiterentwickelt. Dank dieser Annahme war es nun auch möglich u.a. Entscheidungsbäume zu erstellen, die man in der Folge an jedem außertropischen System anwenden konnte. Ein solcher wurde mal eingefügt.

DWD Die Smigielski – Mogil – Burt Vorhersagetechnik fuer aussertropische Tiefdruckgebiete

Ohne jetzt zu tief in die Handhabe dieser Technik einsteigen zu wollen, so fällt auf, dass einer bestimmten Wolkenstruktur des Tiefdruckgebietes ein entsprechender Luftdruckwert (mittig im Bild und rot umrandet) zugeordnet wurde. Je besser der Wolkenwirbel ausgeprägt ist, umso
tiefer wird dessen Kerndruck angesetzt.

Auch hier ist das Hauptwerkzeug die sogenannte „logarithmische Spirale“, mit der bei der Dvorak-Technik das Ausmaß der gekrümmten Konvektionsbänder für die Intensitätsbestimmung bei tropischen Stürmen ermittelt wird. Wie bereits erwähnt, deutet die Krümmung der Bewölkung auch bei den außertropischen Tiefdruckgebieten eine Intensitätsänderung an. Je stärker gekrümmt, umso intensiver das System, weshalb auch hier eine Verwendung diese Spirale möglich ist. Je stärker das Tiefdruckgebiet ist, umso größer sind die Werte der Vorticity
und umso besser bilden sich bestimmte Wolkenstrukturen aus, die um das Zentrum des Sturms angeordnet und repräsentativ für die Intensität des Tiefs sind. Natürlich ist das nur ein Teil der Geschichte/SMB Technik, aber bereits ausreichend,
um sich an ein Beispiel heranzuwagen.

Schauen wir uns mal einen Wetterfall an, der vor wenigen Wochen im September dieses Jahres auftrat. Am 27.09. entwickelte sich über dem östlichen zentralen Nordatlantik ein kräftiges Sturmtief, das in der Folge unter Abschwächung nach Irland zog und auf den Namen KILIAN (international AGNES) getauft wurde. Betrachten wir nun mal die von unterschiedlichen Wetterdiensten durchgeführte Intensitätsabschätzung zum 00 UTC Termin für diesen Tag, so wurden Werte von 968 hPa, 970 hPa und 980 hPa analysiert. Kann hier die SMB Technik etwas Licht ins Dunkle bringen, wer hier näher an der vermeintlichen Wahrheit lag? Das Satellitenbild sollte helfen.

DWD Die Smigielski – Mogil – Burt Vorhersagetechnik fuer aussertropische Tiefdruckgebiete 1

Im Bild links und in der Mitte ist das Wasserdampfbild abgebildet, wobei das linke Bild die oberen Bereiche und das mittlere die tieferen Bereiche der Troposphäre zeigt. Je roter/schwärzer, umso trockener ist die Luftmasse. Rechts ist das RGB – Wolken Tag und Nacht-Bild eingebaut. Je weißer die Farbe, umso hochreichender (vereister) ist die Bewölkung.

Es ist eindrücklich zu erkennen, dass KILIAN zu diesem Zeitpunkt ein veritables Sturmtief war, denn besonders im rechten Bild erkennt man einen wunderschönen Wolkenkringel. Wenden wir nun die SMB Technik an.

DWD Die Smigielski – Mogil – Burt Vorhersagetechnik fuer aussertropische Tiefdruckgebiete 2

Dazu setzen wir die logarithmische Spirale auf das Satellitenbild und rotieren sie so lange, bis sie alle wichtigen Bereiche abdeckt. Anschließend muss man nur noch die Zehntel der Spirale abzählen zwischen dem Beginn des gekrümmten Wolkenkringels (in der Meteorologie dank seines Aussehens als der „Hammerkopf“ bezeichnet) und dem Bereich, wo sich die Spirale dem rückseitigen Ende des baroklinen Bandes parallel nähert. In diesem Fall können wir auch die Vorderseite des Bandes nehmen, dank seiner parallelen Ausrichtung. Nun erhalten wir einen Wert von 7.5 Zehntel und wenn man das mit dem Entscheidungsbaum abgleicht (rechts oben) kommen wir auf rund 970 hPa (abzüglich 1 oder 2 hPa, da der Kommakopf weiter anwächst und sich dem 8. Zehntel nähert). Von daher ist eine Intensitätsabschätzung von rund 970 hPa sehr plausibel und wurde gegen 11 Uhr MESZ von der Boje K2 mit etwas unter 970 hPa bestätigt (zu dem Zeitpunkt bereits wieder auffüllend).

Wofür ist diese Technik heutzutage also noch gut? Zunächst muss man im Hinterkopf behalten, dass die Technik trotz ihrer Stärken nur eine Näherung darstellt und in einigen Fällen auch versagen kann (wenn z.B. eine Tiefdruckentwicklung nicht nach einem typischen Schema abläuft). Im besten Fall kann man sein Ergebnis mit realen Messwerten vergleichen und ggf. den abgeschätzten Wert anpassen. Die Stärke dieser Technik, auch in der heutigen, technisch beinahe schon überfrachteten Zeit, ist aber vor allem in der einfachen Handhabung zu finden, denn mit nur einem Bild und dem Wissen der bisherigen Entwicklung lassen sich recht schnell gute Intensitätsabschätzungen erzielen. Selbst heute kann man dann z.B. abschätzen, inwieweit die Realität im Satellitenbild mit der numerischen Interpretation übereinstimmt und inwieweit den numerischen Vorhersagen zu trauen ist. Vor allem für marine Vorhersagen/Schiffsberatungen in datenarmen Bereichen ist diese Vorhersagetechnik von daher sicherlich von Interesse, insbesondere wenn auf den Schiffen nur eine begrenzte Datenübermittlung möglich ist.

Dipl. Met. Helge Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.10.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst