Am heutigen Sonntag ist World Snow Day 2023. Dieser Thementag wurde vom Internationalen Ski Verband 2012 ins Leben gerufen und soll den Wintersport unterstützen. Dieser ist zugegebenermaßen in den letzten Wochen aufgrund der mauen Schneelage doch etwas zu kurz gekommen. Doch nicht nur im Bergland blieben die Skischuhe im Schrank, auch sonst waren eher Gummistiefel als dicke Winterboots angesagt. Passend also zum Weltschneetag meldet sich nun der Winter wieder zurück.
Zur synoptischen Situation:
Ein Langwellentrog erstreckt sich von Skandinavien bis nach Spanien. Der Trog wird im Westen und Osten durch einen markanten Strahlstrom in 300 hPa (also in etwa 10 Kilometern über dem Boden) mit Windgeschwindigkeiten bis zu 180 km/h flankiert. Die starken Höhenwinde sind dabei das Resultat der signifikanten Temperaturunterschiede der subtropischen Luft die sich vom Atlantik über Süd- bis nach Osteuropa erstrecken und der kühlen polaren Luftmasse über dem Norden und Nordwesten Europas. In den Langwellentrog ist am heutigen Sonntag das Sturmtief FREDERIC eingebettet. Dieses zieht am heutigen Sonntag von der Nordsee über Kattegat nach Schweden und führt auf seiner Südflanke die Luft subpolaren Ursprungs auch nach Deutschland. Und das nicht gerade auf leisen Sohlen, sondern eher mit Sprintschuhen. Vor allem im Nordseebereich sind Orkanböen um 120 km/h gemessen worden.
Da Tief FREDERIC bereits eine senkrechte Achsenneigung aufweist, hat es den Höhepunkt seiner Entwicklung bereits überschritten und schwächt sich im weiteren Verlauf ab. Dadurch gehen die Windgeschwindigkeiten in der Nacht zum Montag auch runter. Es wird mit Ausnahme der Ostseeküste und dem Bergland schwachwindig. Doch die Ruhe ist nur von kurzer Dauer.

Am linken Ausgang des antizyklonal gekrümmten Jetstreams entwickelt sich durch die zunehmende Divergenz mit der Höhe südwestlich von den Britischen Inseln das nächste Tief. Dieses hat bereits in den deutschen Vorhersagekarten den Namen GERO bekommen. International wird er als GERARD bezeichnet werden. Aber egal ob GERO oder GERARD, das Tief wird am morgigen Montag mit seinem Kern über Belgien hinweg Richtung Dänemark schreiten. Südlich des Tiefdruckkerns frischt der Wind durch den starken Druckgradienten wieder auf, sodass es morgen im Südwesten zu steifen Windböen, teils auch Sturmböen kommen wird. Am Feldberg im Schwarzwald muss mit Orkanböen gerechnet werden.
Jetzt zum Winter:
Das was FREDERIC, GERO und nachfolgend auch das nächste Tief HARTO für die Wintersportfans bringen ist kühle Luft. Die Schneefallgrenze sinkt in den nächsten Tagen von zunächst 600 Metern, auf 300 bis 400 Meter am Montag ab. Später auch bis ins Flachland. Allerdings werden die geringen Mengen an Schnee im Flachland auf dem warmen Boden meist schmelzen. Das heißt vor allem die Mittelgebirge und der Alpenraum darf sich über eine Neuschneedecke freuen. Bei den erwartenden Schneemengen lässt sich vor allem im Alpenraum durch den Tiefschnee stapfen. In den Mittelgebirgen sollen laut den Modellen 5 bis 10 cm zusammenkommen. Im Alpenraum sind um 15 cm zu erwarten.

Die Wochenvorhersagen der globalen Vorhersagemodelle (Temperatur-Anomalie ECMWF) deuten für die kommende Woche eine leicht kältere Witterung als im Vergleich zum Modellklima an. Bis Anfang Februar soll es nach den Modellen zumindest nicht signifikant zu warm werden. Es besteht also die Chance, dass der Schnee im Bergland zumindest für eine Weile auch liegen bleibt. Für die Wintersportler könnte sich also das Abstauben ihrer Ski- und Snowboardschuhe diesen Winter doch nochmal lohnen.
Beim Gang vor die Haustür sollte man in den nächsten Tagen aber Vorsicht walten lassen. Und das nicht nur, weil heute auch Tag des Schlaglochs in Großbritannien ist. Vor allem nachts und in den Frühstunden besteht nicht nur durch Schnee wieder Glättegefahr. Bei negativen Minimumtemperaturen können die Straßen und Gehwege auch durch überfrierende Nässe oder Reifbildung teilweise glatt werden.

 

MSc Sonja Stöckle
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 15.01.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Der Januar startet mit dem Neujahrstag und folgender Regel: “Wenn’s um Neujahr Regen gibt, oft um Ostern Schnee noch stiebt.” In diesem Jahr war der 1. Januar einer der wärmsten der letzten Jahrzehnte. In den Stunden rund um den Jahreswechsel gab es Regen nur im äußersten Norden und Nordwesten. Am 31.12.2022 regnete es im Norden Deutschlands recht verbreitet, nach Süden hin war es meist trocken. Auch am ersten Januar gab es Regen nur im Westen und Norden, im Osten und Süden fiel kaum etwas. Für Schnee an Ostern, dieses Jahr übrigens um den 10. April, kann es nun so oder so ausgehen. Im Süden dürfte nach Bauernregel nichts fallen. Im Norden und Westen stehen die Chancen schon besser. Ungewöhnlich wäre es nicht, denn Tiefdruckgebiete mit Regen ziehen meist vom Atlantik oder der Nordsee her rein. Zapfen sie kalte Luft polaren oder subpolaren Ursprungs an, fällt Schnee. Bei ausreichend kalter Vorwitterung kann der sogar liegen bleiben.

Eine Prognose für den weiteren Verlauf des Winters liefert die Regel am 6. Januar: “Ist bis Dreikönig kein Winter geworden, verdient er bis Ostern auch keinen Orden.” Seit Winterbeginn am 21. Dezember war es mild, teils auch sehr mild und zeitweise nass. Winter hatten wir seither eigentlich nicht. Zwischendurch setzte bis auf 2000 Meter Höhe Tauwetter ein. In dieser Woche geht die Temperatur aber zurück, zeit- und gebietsweise fällt sogar etwas Schnee. Tagsüber gibt es noch leichte Plusgrade, die Nächte werden aber zunehmend frostig. Wie lang der Wintereinbruch andauert, ist noch ungewiss. Die Neuschneemengen sind gering, oftmals taut der Schnee tagsüber wieder weg. Nur in den wirklich hohen Lagen der Mittelgebirge und der Alpen bleibt er länger liegen. Ob so ein Halbwinter einen Orden wert ist, muss jeder für sich entscheiden. Nach Bauernregel kommt aber kein “richtiger Winter” mehr.

Für den gestrigen 16. Januar gibt es eine Regel, die auf den September abzielt:” Wie das Wetter an Marzellus war, wird’s im September: trüb oder klar.” Der gestrige Tag war in der Osthälfte des Landes recht freundlich, die Sonne schien zwischen 3 und 6 Stunden. Regen kam erst später am Abend und in der Nacht auf. In der Westhälfte hingegen dominierten die Wolken, Lücken waren selten, teils blieb es den ganzen Tag trüb. Dazu regnete es immer wieder. Wenn man das gestrige Wetter auf den September überträgt, so scheint er ein wechselhafter Geselle zu werden. Sonne, Wolken, Regen. Ein typischer Herbsttag also.

Auch für den heutigen Tag gibt es Bauernregeln: “Große Kälte am Antoniustag manchmal nicht lange halten mag.” Große Kälte gibt es heute nicht. Immerhin werden bis zu 7 Grad erreicht. Die Nacht wird allerdings verbreitet frostig. Wie es um den Winter bestellt ist, haben wir oben schon gesehen. Die zwei Regeln unterstützen sich quasi. Eine weitere Regel besagt:” Wenn zu Antoni die Luft ist klar, gibt’s ein trockenes Jahr.”. Der Tag startete zumindest in der Nordhälfte des Landes mit Regen und vielen Wolken. Diese verzogen sich allerdings mehr und mehr nord- und ostwärts und vielerorts kam die Sonne zum Vorschein. Im Süden kommen am Nachmittag und Abend dichte Wolken und Regen auf. So ganz klar ist die Luft also nicht. Das stimmt hoffnungsvoll, dass dieses Jahr nicht wieder so trocken wird wie die letzten Jahre, wenn man denn auf Bauernregeln setzt…

Dipl. Met. Jacqueline Kernn
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 17.01.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

2024,1 Stunden – so lange schien die Sonne im vergangenen Jahr im deutschlandweiten Flächenmittel. Damit war 2022 in Deutschland das sonnigste Jahr seit Beginn regelmäßiger Aufzeichnungen im Jahre 1951, also seit mindestens 72 Jahre. Einigermaßen mithalten konnten lediglich die Jahre 2018 und 2003 mit 2015,4 und 2013,7 Sonnenstunden. Während die “Top 3” also relativ eng beieinander liegen und jeweils die Marke von 2000 Sonnenstunden überschreiten konnten, wird der Abstand zu Platz 4 und 5 schon deutlich größer. Das Jahr 1959 (Platz 4) kam immerhin noch auf 1984 Stunden (40 Stunden weniger als 2022), 2020 (Platz 5) liegt mit 1896 Stunden aber mit 128 Stunden weit abgeschlagen dahinter. Die Jahre 2003, 2018 und allen voran 2022 stellen also absolute Ausnahmejahre in Punkto Sonnenschein dar (siehe Abb. 1).

Vergleicht man das Jahr 2022 mit der international gültigen Referenzperiode 1961 bis 1990 (1544 Sonnenstunden), so machte die Sonne stolze 480 Überstunden (im Schnitt 1h 19min pro Tag) und lag damit 31,1% über dem Jahressoll. Übrigens, im bisher sonnenärmsten Jahr 1977 zeigte sich die Sonne in Deutschland gerade einmal 1362 Stunden am Himmel, was nur etwa 2/3 der Sonnenscheindauer von 2022 entspricht. Damals schien die Sonne also 662 Stunden (1h 49min pro Tag) weniger. Allerdings gibt es in den letzten Jahrzehnten in Deutschland einen Trend hin zu mehr Sonnenschein. In der aktuelleren Referenzperiode 1991 bis 2020 registrierte man nämlich durchschnittlich 1665 Sonnenstunden, also 120 Stunden bzw. 7,8% mehr als in der vorherigen 30-jährigen Periode (Abb. 2). Betrachtet man nur das vergangene Jahrzehnt (2011 bis 2020), dann wird der Trend noch deutlicher. In dieser 10-Jahres-Periode lachte die Sonne sogar durchschnittlich 1734 Stunden vom Himmel. Auch der lineare Trend im Zeitraum von 1951 bis 2022 (gestrichelte Linie in Abbildung 1) zeigt eine deutliche Zunahme um 161,9 Stunden (ca. 10%) und im 21. Jahrhundert lagen gerade einmal 4 Jahre leicht unter dem Mittel. Diese Tendenz ist in fast allen Monaten erkennbar (graue Balken in Abb. 4). Besonders deutlich sticht allerdings der April heraus, der im Klimamittel signifikant sonniger geworden ist. Dennoch bleibt 2022 im Hinblick auf Sonnenschein ein Ausnahmejahr und liegt 359 Stunden (21,6%, 59min/Tag) über der Referenzperiode 1991 bis 2020 und 290 Stunden (16,7%, 48min/Tag) über der durchschnittlichen Sonnenscheindauer der Periode 2011 bis 2020.

Betrachtet man unterschiedliche Regionen in Deutschland (Abb. 3), so fällt auf, dass die Sonne im Südwesten und Süden (Rheinland-Pfalz, Saarland, Baden-Württemberg, Bayern) besonders selten von Wolken verdeckt war. Das sonnigste Bundesland war Baden-Württemberg mit 2176,3 Sonnenstunden (1961-1990: 1607,1 Stunden, 1991-2020: 1738,4 Stunden). Etwas seltener schien die Sonne hingegen im Norden und Nordwesten (Schleswig-Holstein, Niedersachsen) sowie in Thüringen. Das “sonnenärmste” Bundesland war Schleswig-Holstein mit 1933,9 Sonnenstunden (1961-1990: 1567,1 Stunden, 1991-2020: 1657,4 Stunden); 2022 war dort nur das viertsonnigste Jahr. Prozentual gesehen ist die Abweichung zum vieljährigen Mittel der Jahre 1961 bis 1990 im Westen am größten (+38,7% in Rheinland-Pfalz, +37,8% in Nordrhein-Westfalen) und im Nordosten am geringsten (+21,0% in Mecklenburg-Vorpommern). Der sonnigste Ort war Rheinfelden im äußersten Südwesten Baden-Württembergs mit unglaublichen 2355 Sonnenstunden (im Schnitt 6h 27min pro Tag). Im sonnenärmsten Ort Glücksburg-Meierwik bei Flensburg schien die Sonne mit 1663 Stunden (5h 33min pro Tag) fast 700 Stunden (ca. 2h/Tag) weniger!

Schauen wir uns zuletzt den Jahresverlauf an (Abb. 4). Lediglich der Januar verzeichnete eine leicht unterdurchschnittliche Sonnenscheinbilanz; der Oktober und Dezember waren in etwa durchschnittlich. In allen übrigen Monaten schien die Sonne überdurchschnittlich oft. Ganz besonders fleißig war die Sonne im März. Stolze 235 Stunden strahlte sie vom Himmel, länger als in durchschnittlichen Sommermonaten. Die alten Märzrekorde wurden regelrecht pulverisiert! Auf das zweitsonnigste Frühjahr folgte der sonnigste (meteorologische) Sommer seit Messbeginn. Fast 820 Stunden strahlte die Sonne in den Monaten Juni, Juli und August vom Himmel. Bereits Ende August – und damit so früh wie noch nie zuvor – wurde das vieljährige Mittel der Jahre 1961 bis 1990 überschritten. Danach wurde es im Kampf um den Thron aber nochmals spannend. Der September verlief nämlich “nur” durchschnittlich, sodass die Jahre 2018 und 2003 bis Ende September das vergangene Jahr doch nochmal überholen konnten. Erst zwei sehr sonnige Hochdrucklagen Anfang Oktober sowie zwischen dem 25. Oktober und 15. November stellten die Weichen für den neuen Rekord. Oktober und November konnten somit das Überstundenkonto weiter füllen. Eine extrem trübe Periode Ende November bzw. Anfang Dezember schürte erneut Zweifel, ob es mit dem Rekord klappt. Am 1. Weihnachtstag (25. Dezember) war es aber schließlich soweit – der alte Rekordhalter 2018 wurde vom Thron gestoßen und bis zum Jahresende konnte 2022 seinen Vorsprung noch um ein paar Stunden ausbauen.

Wie lange das Jahr 2022 an der Spitze bleibt (2018 konnte den Rekord gerade einmal 4 Jahre halten) bleibt ebenso abzuwarten wie die Frage, ob sich der Trend hin zu mehr Sonnenstunden in Deutschland auch in den kommenden Jahrzehnten fortsetzt.

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.01.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Flüsse schlängeln sich mal ruhig und still, mal mit tosender Gewalt durch unsere Landschaften und Städte. Doch auch in der Atmosphäre gibt es Flüsse, die jedoch kaum jemand (außerhalb des Meteorologenkreises) kennt. Um richtige Flüsse handelt es sich dabei natürlich nicht, aber “nass” ist es in den entsprechenden Atmosphärenschichten schon. In der Atmosphäre findet zu jeder Zeit und kontinuierlich ein Feuchtestrom von den (sub-)tropisch warmen Bereichen nach Norden in die kühleren mittleren Breiten statt. Gefördert wird dies durch rege Tiefdruckaktivität, die für das Vermischen der unterschiedlich temperierten Luftmassen mit variablem Feuchtegehalt verantwortlich ist.

In der Wissenschaft beschreibt ein atmosphärischer Fluss (engl. atmospheric river) ein relativ schmales, gerichtetes Band feuchtegesättigter Luft in 1 bis 2,5 km Höhe mit einer Breite von etwa 500 km und einer Länge von rund 2000 km und mehr. Angetrieben wird dieses Feuchteband zudem von starken Winden. Diese “Wasserdampfförderbänder” bewegen sich daher mit dem Wetter und transportieren dabei den größten Teil des Wasserdampfs außerhalb der Tropen. Ein einzelner Atmosphärenfluss kann laut der NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) eine Wassermenge mit sich führen, welche in etwa der 7,5 bis 15-fachen Menge entspricht, die der Mississippi an seiner Mündung normalerweise führt. An der Westküste Nordamerikas sind solche Strömungen schon länger aufgrund ihrer Herkunft aus tropischen Meeresregionen des mittleren Pazifiks rund um Haiwaii als “Ananas-Express” bekannt.

Atmosphärische Flüsse gibt es in vielen Formen und Größen und sie treten nicht nur über dem Pazifik auf. In der Erdatmosphäre sind zu jeder Zeit und pro Erdhalbkugel rund fünf solcher Wasserdampfströme unterwegs. Die folgende Animation zeigt das in der Atmosphäre verfügbare niederschlagbare Wasser aus dem ICON Modell, welches den atmosphärischen Fluss von den Subtropen in die mittleren Breiten sichtbar macht. Die atmosphärischen Flüsse nehmen eine zentrale Rolle im globalen Wasserkreislauf ein. Sie sind für mehr als 90% des globalen meridionalen (und damit polwärts gerichteten) Wasserdampftransportes verantwortlich, obwohl sie so schmal ausfallen. Es ist auch bekannt, dass atmosphärische Flüsse zu etwa 22 % des gesamten globalen Abflusses an der Erdoberfläche beitragen. An der Westküste Nordamerikas sind rund 30-50 % des jährlichen Niederschlages auf den „Ananas-Express“ zurückzuführen

Auch hier in Europa erleben wir immer wieder solche “Atmosphärenflüsse” (wie in Abbildung 1 derzeit auch erkennbar), die vor allem den Westen Europas wie die Britischen Inseln, die Iberische Halbinsel, Frankreich oder Norwegen heimsuchen können. Mit etwas Abschwächung können sie auch Mitteleuropa beeinflussen. Bisher gibt es jedoch für unsere Breiten noch keine entsprechende Namensnennung.

Welche Gefahren bergen nun solche atmosphärischen Flüsse? Wenn solche Ereignisse auf das Festland treffen, geben sie den mitgeführten Wasserdampf in Form von Niederschlägen ab. Nicht alle Flüsse verursachen jedoch gleich Schäden. Die meisten sind schwache Systeme, die nützlichen Regen oder Schnee liefern, der für die Wasserversorgung wichtig ist.

Jene Flüsse aber, die die größten Mengen an Wasserdampf und die stärksten Winde enthalten, können enorme Regenmengen verursachen, wobei allerdings weitere Faktoren eine Rolle spielen. Wenn der Fluss über einen längeren Zeitraum auf die gleiche Region trifft und insbesondere mit einer senkrechten Komponente auf eine Gebirgskette (z.B. Zentralmassiv in Frankreich oder Skandinavisches Gebirge in Norwegen) gerichtet ist, dann muss im Stau mit sehr ergiebigen Regenfällen gerechnet werden, die mehrere Tage andauern können. Zudem sorgt die herangeführte, meist auch noch sehr warme Luft aus den Subtropen dafür, dass die Schneefallgrenze außergewöhnlich hoch ansteigt und somit in den Bergen nicht in Form von Schnee gebunden werden kann. Das alles sind Bedingungen, die für einen erhöhten Abfluss förderlich sind und somit die Hochwasser- und Überschwemmungsgefahr deutlich erhöhen. Wie ausgeprägt diese Gefahr ist, hängt auch davon ab, wie schnell sich so ein “Atmosphärenfluss” verlagert. Insgesamt können diese Ereignisse in den überschwemmungsgefährdeten Wassereinzugsgebieten Verkehrswege unterbrechen, Schlammlawinen auslösen und damit verbunden katastrophale Schäden an Infrastruktur verursachen oder gar Menschenleben kosten.

Welchen Einfluss könnte nun der Klimawandel mit höheren Temperaturen auf die “Atmosphärenflüsse” nehmen? Man geht davon aus, dass atmosphärische Flüsse durch den Klimawandel um 25 % länger und um 25 % breiter werden und mehr Wasser führen werden. Dies könnte die Bewirtschaftung der Wasserversorgung erheblich erschweren, da gemäßigte atmosphärische Flüsse, die für die Wasserversorgung von Vorteil sein können, seltener auftreten und starke Flüsse häufiger und intensiver werden könnten.

Die Westküste der USA wird seit dem Jahreswechsel von einem fortdauernden atmosphärischen Fluss mit einer Serie von kräftigen Tiefdruckgebieten heimgesucht. Einzelne Niederschlagsevents luden dabei rekordverdächtige Mengen teils zwischen 100 und 150 mm innerhalb eines Tages ab. Aufsummiert über die vergangenen 14 Tage kamen dabei verbreitet in Kalifornien 200 bis 500 mm (Abb. 2, links) zusammen, was einer Abweichung von 300 bis 600 % zum Normalwert für die Jahreszeit entspricht (Abb. 2, rechts). Wiederholte Überschwemmungen, Murenabgänge, umgestürzte Bäume mit größeren Stromausfällen waren die Folge und hielten die Einsatzkräfte durchgehend beschäftigt. Leider wurden auch schon über ein Dutzend Todesopfer gezählt. In den Hochlagen der Sierra Nevada fielen die Niederschlagsmengen noch höher aus, wobei dort ein beträchtlicher Teil in Form von großen Schneehöhenzuwächsen zu verzeichnen war. Dabei wurden an nahezu 30 Stationen die bisher größte Schneedecke registriert. Vielfach kletterte die Schneedecke dabei auf 175 bis 250 % des Normalwertes.

Über die nächsten Tage hält die rege Tiefdruckaktivität über dem Pazifik an, wodurch weiterhin große Niederschlagssummen (nach dem ICON bis zu 300 mm) abgeladen werden (siehe Abb. 3).

Auch bei uns in Deutschland hält die nasse Witterung mit Tiefs am laufenden Band an, die sich auf einen atmosphärischen Fluss (wenngleich einem schwächeren) vom Atlantik zurückführen lassen. Regengebiete ziehen in den kommenden Tagen wiederholt über die Bundesrepublik. Insbesondere in den westlichen und südlichen Mittelgebirgen kommen teils ergiebige Summen zusammen (siehe Abb. 4). In den dortigen Regionen dürfte an den Flüssen und Bächen die Hochwassergefahr zunehmen.

M.Sc. Sebastian Altnau
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 11.01.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst