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Wenn die Müdigkeit im Frühjahr zuschlägt

19. März 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Nach den kalten und grauen Wintertagen zeigt sich der Frühling derzeit von seiner besten Seite. Bei nahezu wolkenlosem Himmel scheint vielerorts die bereits kräftige Märzsonne. Das geht auch an der Natur nicht spurlos vorbei. Diese erwacht aus ihrem Winterschlaf und läuft gerade zu Hochleistungen auf. Viele Frühlingsblumen schmücken die Wiesen mit ihren bunten Blüten und man spürt das Wiedererwachen. Bis Ende April kehren dann Abermillionen Zugvögel zurück in unsere Breiten, die balzenden Herren der Schöpfung stimmen ein herrliches Konzert im heimischen Garten oder im öffentlichen Park an und die Winterschläfer „kriechen ebenfalls aus ihren Federn“. Vielleicht nicht alle: Der Siebenschläfer kann da nur müde lächeln und dreht sich bis Mai, teilweise sogar bis in den Juni lieber noch einmal in seiner Erdhöhle um.

Auswahl verschiedener Nutzerbilder aus der DWD-WarnWetter-App. Blüten von oben links nach unten rechts: Mirabelle in Hamburg-Nord, Kornelkirsche in Groß Twülpstedt, Küchenschelle in Lenningen, Krokus in Husum, Mandel in Neustadt an der Weinstraße, Sal-Weide in Carmzow-Wallmow.

Auch wenn sich im Frühling unser Allgemeinbefinden und Gemütszustand mit jedem weiteren wärmenden Sonnenstrahl bessert, so spüren viele Menschen statt eines nachhaltigen Energieschubs eher die große Frühjahrsmüdigkeit. Dann würde man sich lieber wieder zurück auf die Couch kuscheln, ist etwas wetterfühliger als sonst oder leidet unter Stimmungsschwankungen. Tagsüber macht sich dann eine intensive Schläfrigkeit breit, in den Nächten treten Schlafstörungen auf. Weiterhin sorgen Kopfschmerzen, Gereiztheit, Konzentrationsschwächen oder sogar Kreislaufprobleme für Unmut.

Die Frühjahrsmüdigkeit ist recht weit verbreitet. Häufig trifft es besonders Wetterfühlige, Ältere oder Menschen mit einem niedrigeren Blutdruck. Auch Frauen spüren das Phänomen gewöhnlich häufiger als Männer. Es gibt jedoch nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen dazu, weshalb die genauen Ursachen noch nicht hinreichend bekannt sind. Dennoch gibt es Faktoren, die für die Müdigkeit verantwortlich sein können.

Was verursacht die Frühjahrsmüdigkeit?

Es handelt sich bei der Frühjahrsmüdigkeit nicht um eine Krankheit, sondern vielmehr um eine durch Jahreszeiten- bzw. Klimawechsel hervorgerufene Erscheinung. Evolutionsbedingt läuft unser Körper im Winter auf Sparmodus, aufgrund der kürzeren Tage schlafen viele im Durchschnitt etwas länger und unser Hormonhaushalt stellt sich quasi auf „Winterschlaf“ ein. Im Frühjahr steht die Sonne bereits etwas höher am Himmel und kann die Erde tagsüber nach einer frostigen Nacht schon kräftig erwärmen. In der Folge schwankt die Temperatur im Tagesverlauf stärker. Das wirkt sich direkt auf unsere Blutgefäße aus, die sich bei Kälte zusammenziehen, um wenig Wärme zu verlieren. Bei steigenden Temperaturen weiten sie sich hingegen und der Blutdruck fällt etwas ab, was zu Müdigkeit oder Kreislaufproblemen führen kann. Zudem stellt auch unser Hormonhaushalt auf „Aufwachen“ um. Aufgrund der zunehmenden Lichtintensität und der längeren Tage wird das stimmungsaufhellende „Glückshormon“ Serotonin verstärkt ausgeschüttet, gleichzeitig wird die Produktion des „Schlafhormons“ Melatonin gehemmt. Unser Hormonhaushalt gerät also kurzzeitig durcheinander, was ebenfalls ermüdend auf den Organismus wirken kann.

Die Temperatur hat derzeit einen großen Tagesgang von 20 bis 25°C. Nachts herrscht noch leichter Frost, tagsüber kann die kräftige Märzsonne die Erde stark erwärmen. Links: Tiefstwerte der vergangenen Nacht zum Mittwoch. Rechts: Vorhersage der Höchstwerte für den heutigen Mittwoch, den 19. März 2025.

Was kann man dagegen tun?

Wenngleich die genauen Ursachen noch nicht vollständig bekannt sind, so kann man doch die Symptome der Frühjahrsmüdigkeit bekämpfen. Dabei ist es jedoch keine gute Idee, sich der Müdigkeit hinzugeben und einen Mittagsschlaf zu machen. Dann wird wieder vermehrt Melatonin gebildet und Serotonin verbracht. Dies möchte man jedoch vermeiden. Stattdessen kurbeln Bewegung an der frischen Luft und Sport den Kreislauf an. Das Tageslicht spielt dabei eine wichtige Rolle, denn es fungiert als eine Art „biologischer Wecker“. Wem das nicht reicht, der bringt das eigene Blut zusätzlich mit Wechselduschen oder einem Saunabesuch ins Wallen. Außerdem raten Experten auf ausreichende Flüssigkeitsaufnahme und frische, nährstoffreiche Kost mit viel Obst, Gemüse, Getreideprodukten sowie Hülsenfrüchten zu achten.

Dass die atmosphärische Umwelt die Gesundheit und das Wohlbefinden des Menschen in vielerlei Hinsicht beeinflusst, ist allgemein bekannt. Das Zentrum für Medizin-Meteorologische Forschung des Deutschen Wetterdienstes stellt dementsprechend ein vielfältiges Spektrum an Produkten und Leistungen zur Verfügung, wobei dabei der Vorsorge-Gedanke im Vordergrund steht. Weitere Informationen finden Sie im Anhang unter „Produkte des Zentrums für Medizin-Meteorologische Forschung des Deutschen Wetterdienstes“.

MSc.-Meteorologe Sebastian Schappert
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 19.03.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Die Zeichen stehen auf Frühling

18. März 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Was war das doch kalt in der vergangenen Nacht im Osten Deutschlands! Im südlichen Brandenburg wurden an der Station Schipkau-Klettwitz knappe -10 Grad registriert, an der Station Deutschneudorf-Brüderwiese im Erzgebirge sogar -11,2 Grad. Bereits am gestrigen Montag überquerte uns ein schwacher Tiefausläufer südwärts. Dieser brachte rückseitig einen Schwall maritimer Kaltluft aus polaren Breiten mit sich. Diese Kaltluft liegt nun unter dem Einfluss von Hoch „Konstantina“, das heute seinen Schwerpunkt nach Mitteleuropa verlagert. So stellt sich hierzulande ruhiges, meist störungsfreies Hochdruckwetter mit viel Sonnenschein ein. Niederschläge sind dagegen Mangelware. Die Trockenheit, die in vielen Teilen Deutschlands seit Wochen anhält, setzt sich weiter fort.

DWD-Vorhersagekarte für den Bodendruck und die Luftmassengrenzen für Dienstag, den 18. März 2025, 14 Uhr MEZ auf Basis des ICON-Modelllaufs vom 17. März 2025, 02 Uhr.

Die Temperatur steigt im Westen und Südwesten tagsüber mit Unterstützung der kräftigen Märzsonne auf bis zu 13 Grad an, am morgigen Mittwoch werden sogar frühlingshafte 18 Grad erreicht. Dennoch zeigt sich in den Nächten, was in der trockenen Polarluft steckt. Bei klarem Himmel sinkt die Temperatur recht verbreitet in den leichten bis mäßigen Frostbereich ab. In der kommenden Nacht zum Mittwoch sind im Osten vereinzelt erneut bis zu -10 Grad nicht ausgeschlossen.

MOSMIX-Vorhersage der Tiefstwerte für die Nacht zum Mittwoch sowie der Höchstwerte am Mittwoch, den 19. März 2025.

Bis zum Donnerstag verlagert das Hoch seinen Schwerpunkt allmählich nach Südosteuropa. Deutschland gelangt damit mehr und mehr zwischen die Stühle. Zum einen liegt Hoch „Konstantina“ dann mit seinen Schwerpunkten über Italien, der Balkanhalbinsel und dem östlichen Mittelmeer. Zum anderen findet man in Biskaya-Nähe über dem Nordostatlantik ein weiteres Tief, das vergangene Nacht international auf den Namen „Martinho“ getauft wurde. Somit dreht die Strömung bei uns auf südliche Richtungen und es kann deutlich mildere Luft aus subtropischen Breiten nach Deutschland einfließen.

DWD-Vorhersagekarte für den Bodendruck und die Luftmassengrenzen für Donnerstag, den 20. März 2025, 14 Uhr MEZ auf Basis des ICON-Modelllaufs vom 18. März 2025, 02 Uhr.

So ganz störungsfrei bleibt das Wettergeschehen jedoch nicht. Am Donnerstag ziehen die Reste eines ehemals kräftigeren Tiefs, das international auf den Namen „Laurence“ getauft wurde, in Deutschland auf. In der Wetterkarte in Abbildung 1 lässt sich dieses über Spanien wiederfinden. Dort sorgte das Tief in den vergangenen beiden Tagen lokal für unwetterartige Regenfälle und kräftigen Wind. Bis es Deutschland erreicht, ist es nur mehr „ein Schatten seiner selbst“. So ziehen am Donnerstag vorübergehend dichtere Wolken über die Nordwesthälfte hinweg, dabei bleibt es meist aber trocken. Sonst scheint vielerorts die Sonne.

Die Temperatur klettert tagsüber noch etwas höher, im Südwesten werden bereits bis zu 20 Grad erreicht. Zudem nimmt die Frostgefahr sukzessive ab. In der Nacht zum Freitag bleibt es im Westen und Nordwesten sowie im küstennahen Binnenland frostfrei. Sonst wird nochmals leichter Frost bis -3 Grad vorhergesagt.

MOSMIX-Vorhersage der Höchstwerte am Donnerstag, den 20. März 2025 und am Freitag, den 21. März 2025.

Am Freitag scheint dann erneut vielerorts die Sonne, nur im Westen und Südwesten zeigen sich hohe Wolkenfelder. Die Kombination aus subtropischer Luft und kräftiger Sonne lässt die Temperatur noch ein wenig weiter klettern. Örtlich sind im Westen bis zu 23 Grad möglich.

DWD-Vorhersagekarte für den Bodendruck und die Luftmassengrenzen für Freitag, den 21. März 2025, 14 Uhr MEZ auf Basis des ICON-Modelllaufs vom 18. März 2025, 02 Uhr.

In der Wetterkarte von Freitag lässt sich jedoch bereits erahnen, was uns im Laufe des Wochenendes erwartet. Das Tief, welches weiterhin im Bereich der Biskaya zu finden ist, schickt seinen Ausläufer nach Deutschland, der das Wochenendwetter mit dichten Wolken und etwas Regen wieder wechselhafter gestalten wird – zumindest in der Westhälfte. Die Details werden derzeit aber noch etwas ungenau von den Wettermodellen vorhergesagt. Allerdings ist bereits heute klar: Mit dem Wetterwechsel geht auch ein Rückgang der Temperaturen einher. Während am Samstag im Westen voraussichtlich noch ungewöhnlich milde 20 Grad erreicht werden können, nähern wir uns am Sonntag mit 9 bis 16 Grad etwas mehr der für die Jahreszeit üblichen Temperatur an.

M.Sc. Sebastian Schappert
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 18.03.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Hey JUDE!

17. März 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Das Lied „Hey Jude“ aus dem Jahr 1968 ist mit rund acht Millionen verkauften Exemplaren die erfolgreichste Single der Beatles. Paul McCartney schrieb es für John Lennons Sohn Julian. Dessen Spitzname war/ist Jules, weswegen der Titel auch zunächst „Hey Jules“ lautete. Paul McCartney komponierte das Lied, während er auf dem Weg zu Julian und dessen Mutter Cynthia war. Kurz zuvor hatte sich John Lennon von ihr getrennt und Julian sah seinen Vater fortan nur noch selten. Paul McCartney war für Julian eine Art väterlicher Freund oder Onkel. Er wollte ihm mit diesem Lied Mut zusprechen. Da Paul McCartney der Bezug zu Julian zu offensichtlich erschien, änderte er den Titel des Lieds letztendlich zu „Hey Jude“ ab.

JUDE ist auch der Name eines Zyklons, der bis vor ein paar Tagen mit wechselnden Intensitätsstufen Madagaskar, Mosambik und den Süden Malawis beschäftigte. JUDE erreichte zwar nur für kurze Zeit den Status eines Zyklons, dennoch sorgten Sturm- und Orkanböen sowie kräftige Regenfälle für Zerstörungen und Überschwemmungen. Auch Todesopfer, Vermisste und Verletzte sind zu beklagen. Die Zugbahn von JUDE war hierbei sehr interessant.

An dieser Stelle folgt zunächst noch ein kleiner Exkurs über tropische Tiefdruckgebiete, bevor genauer auf JUDE eingegangen wird.

Tropische Tiefdruckgebiete entstehen meist über den warmen (sub)tropischen Ozeanen. Sie weisen einen warmen Kern sowie eine axial-symmetrische und barotrope Struktur auf (barotrop = Flächen gleicher Temperatur verlaufen parallel zu Flächen gleichen Drucks). Die barotrope Struktur erkennt man beispielsweise daran, dass sie keine Fronten besitzen, da keine oder nur geringe Temperaturunterschiede am Boden vorliegen. Charakteristisch ist das kreisförmige, nahezu wolkenlose „Auge“ im Zentrum. Um das Auge herum befindet sich eine Wolkenwand aus hochreichender Konvektion, die sogenannte „eyewall„.

Bedingungen für das Auftreten von tropischen Tiefdruckgebieten sind:

1) Gewisse Entfernung zum Äquator (geografische Breite > 5 Grad), da ein signifikanter Coriolisparameter für die Rotation nötig ist

2) Meeresoberflächentemperaturen von über 26,5 Grad bis in eine Tiefe von 50 bis 150 m

3) Geringe vertikale Windscherung

4) Hochreichend labil geschichtete Atmosphäre

5) Feuchte mittlere Troposphäre

6) Anfangsstörung

Sobald eine solche Anfangsstörung eine geschlossene Zirkulation mit Windgeschwindigkeiten (über 10 min gemittelt) von bis zu 61 Kilometern pro Stunde aufweist, wird von einem tropischen Tiefdruckgebiet bzw. einer tropischen Depression gesprochen. Das nächste Entwicklungsstadium ist ein tropischer Sturm mit im Zentrum konzentrierter Konvektion und den spiralförmig angeordneten Regenbändern. Ab Windgeschwindigkeiten von 119 Kilometern pro Stunde spricht man dann je nach Ort ihres Auftretens von Hurrikans, Taifunen oder Zyklonen. Im südindischen Ozean und damit auch im Gebiet rund um Madagaskar wird der Begriff „Zyklon“ verwendet.

Zyklon JUDE entwickelte sich im südindischen Ozean nordöstlich von Madagaskar. Die Anfangsstörung verlagerte sich unter Verstärkung allmählich west-/südwestwärts und erreichte am Freitag, 07. März als tropischer Sturm den Norden Madagaskars. Dieser zog bei weiterhin west-/südwestlicher Verlagerung über die Straße von Mosambik hinweg, verstärkte sich dabei zu einem Zyklon und erreichte in der Nacht zum Montag, 10. März die Küste Mosambiks. Die Folge waren vor allem kräftige Regenfälle, bei denen Niederschlagsmengen innerhalb von wenigen Tagen zusammenkamen, die das für März übliche Mittel teils weit übertrafen.

Nachfolgend schwächte sich JUDE zügig zu einer tropischen Depression ab und verlagerte sich mit langsamer Zuggeschwindigkeit südwestwärts bis in die Grenzregion von Mosambik und dem Süden Malawis. Als JUDE erneut südostwärts in die Straße von Mosambik zog, erfolgte abermals eine Verstärkung zu einem tropischen Sturm und kurz vor der Südwestküste Madagaskars zu einem Zyklon. Die darauffolgende Zugbahn wurde von den Modellen zeitweise unterschiedlich gesehen. Dabei gab es zwei Varianten: JUDE könnte von dort entweder weiter südostwärts auf den Indischen Ozean ziehen oder einen Kurs erneut zurück in die Straße von Mosambik einschlagen. Letztendlich „entschied“ sich JUDE für die erste Variante und zog unter Abschwächung weiter auf das offene Meer hinaus.

Grafik vom 14. März 2025 des europäischen Emergency Response Coordination Centre mit den von JUDE betroffenen Regionen (Quelle: https://erccportal.jrc.ec.europa.eu/ECHO-Products/Maps#/maps/latest)

M.Sc. (Meteorologin) Tanja Egerer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 17.03.2025
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St. Patrick‘s Day

16. März 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Der St. Patrick’s Day geht zurück auf den irischen Bischof Patrick von Irland zurück. Er war der Überlieferung nach der erste christliche Missionar des Landes und gilt als Schutzpatron der grünen Insel. Er soll den Heiden Irlands die heilige Dreifaltigkeit anhand eines Kleeblattes erklärt haben. Daraus leiten sich auch das Kleeblatt als Symbol dieses Tages und die Farbe Grün als Mottofarbe ab. Nach seinem Tod am 17. März 461 (oder 493) nach Christus wurde der Tag als Gedenktag ins Leben gerufen.

Im Laufe der Jahrhunderte wandelte sich der Tag von einem religiösen Fest zu einer ausgelassenen Party. Auswanderer nahmen den Brauch unter anderem mit in die USA und nach Kanada, Australien, Südafrika und Argentinien. Überall auf der Welt, wo es verstärkt irische Einflüsse gibt, wird am St. Patrick’s Day ausgelassen gefeiert, meist in grün gekleidet und mit dem Kleeblatt als Symbol. In Dublin, Irlands Hauptstadt, und New York City (USA) gibt es am morgigen Montag sogar eine Parade.

Das Wetter in Irland ist am morgigen Montag durchwachsen. Zwar liegt Irland im Einflussbereich des Hochs KONSTANTINA, auf der Rückseite wird aber in südöstlicher Strömung feuchte Luft herangeführt.

Karte Europa und Nordatlantik mit Isobaren und Fronten für Montag, 17.03.2025 mittags (Quelle: DWD)

Vor allem in den südlichen Küstengebieten sind Schauer wahrscheinlich. Dazu weht ein mäßiger bis frischer Südostwind, der an exponierten Küstenabschnitten sowie im höheren Bergland durchaus stürmische Böen hervorbringen kann. Nach meist 1 bis 4 Grad am Morgen steigt die Temperatur tagsüber auf 8 bis 11 Grad. Die Sonne zeigt sich kaum. Die Nacht zum Dienstag ist ebenfalls stark bewölkt, die Schauerneigung lässt etwas nach. Die Temperatur geht auf Tiefstwerte zwischen 7 und 2 Grad zurück. Der Südostwind weht weiterhin teils frisch.

Karte Irland mit Vorhersage für Temperatur (oben) und Wind (unten links), Sonnenschein (unten mittig) und Niederschlag (unten rechts) am Montag und in der Nacht zum Dienstag. (Quelle: DWD)

Wenn Sie sich also aufmachen, um den St. Patrick‘s Day in Irland draußen zu feiern, denken Sie an eine Jacke.

Dipl. Met. Jacqueline Kernn
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 16.03.2025
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Extreme Wetterbedingungen in den USA

15. März 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Ein Tief über den zentralen Teilen der USA zieht heute nordostwärts zu den großen Seen. Dies allein ist nicht ungewöhnlich. Ungewöhnlich ist der tiefe Luftdruck im Kern des Tiefs von unter 980 Hektopascal. Dieser ist für März nicht weit entfernt von den Rekordwerten für diese Jahreszeit und die Region in den USA, siehe Link 1.

Besonders im Frühling können in den USA sehr unterschiedliche Luftmassen aufeinandertreffen. So ist es auch dieses Mal. Von Süden werden feuchte und warme Luftmassen vom Golf von Mexiko herangeführt. Von Westen werden warme und trockene Luftmassen nach Osten gelenkt und von Norden fließt arktische Kaltluft über Kanada nach Süden. Gepaart mit diesem sehr kräftigen Tief waren und sind Wetterphänomene am „oberen Rand“ des Möglichen zu erwarten.

Satellitenbild von Teilen der USA vom 14.03.2025 21:21 MEZ.

Die Bandbreite der Wetterphänomene im Zusammenhang mit dieser Wetterlage sind selbst für nordamerikanische Verhältnisse ungewöhnlich und in Europa kaum vorstellbar. In der feucht-warmen Luftmasse kam es gestern zu kräftigen Gewittern, die teilweise neben Großhagel und Orkanböen auch Tornados entwickelten. In Missouri kamen durch Tornados drei Menschen ums Leben. Für den heutigen Samstag ergeben sich für den Südosten der USA besonders „gute“ Bedingungen für schwere Gewitter mit Tornados. Der US-amerikanische Wetterdienst hat deswegen zur höchsten Vorwarnung gegriffen. Ein „high risk“ (Stufe 5 von 5) gilt für Teile von Mississippi und Alabama, siehe Abbildung 2. Zudem kam und kommt es in dieser mit Feuchtigkeit angereicherten Luft zum Teil zu kräftigen Regenfällen und Überflutungen.

Abbildung 2: Vorhersage des Storm Prediction Centers der NOAA für den 15.03.2025 https://www.spc.noaa.gov/products/outlook/

Weiter westlich waren es starker Wind und eine sehr trockene Luftmasse, die zu Problemen führten. In Amarillo im Norden von Texas erreichte der Sturm zum Beispiel 133 km/h. Für diese Station nicht nur ein Märzrekord, sondern auch ein Allzeitrekord für „nichttornadische“ Böen. Die genannten Bedingungen hatten zudem im Vorfeld den Wetterdienst zur höchsten Warnung vor „wildfires„, also Flächenbränden veranlasst. Die Befürchtungen bewahrheiteten sich, als im gestrigen Tagesverlauf zahlreiche Brände in Texas und Oklahoma entstanden. Allein in Oklahoma waren es mehr als 130 Stück. Als Folge kam es zu Evakuierungen. Damit noch nicht genug kam es über den trockenen und staubigen Böden zu gewaltigen Staubstürmen. Bei nahezu null Sicht kam es zu zahlreichen Unfällen.

Satellitenfilm vom 15.05.2025 nachmittags, abends US-amerikanischer Zeit.

Damit noch nicht genug kam und kommt es im Norden der USA, vornehmlich im Bundesstaat Minnesota zu einem Blizzard. Sturm und heftige Schneefälle sorgen dort für Probleme. Am Sonntag verschiebt sich das Risiko für heftige Gewitter in den Osten der USA, wahrscheinlich aber nicht mit der Häufigkeit und Intensität wie heute. Ansonsten beruhigt sich in weiten Teilen der USA die Wetterlage.

Warnkarte des US-amerikanischen Wetterdienstes vom 15.03.2025 https://www.weather.gov/

MSc.-Met. Thore Hansen
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 15.03.2025
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Tag der Mathematik

14. März 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Der IDM – internationale Tag der Mathematik – wurde im Jahr 2020 ins Leben gerufen. Auf der 40. Generalkonferenz der UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) 2019 wurde der Welttag beschlossen und verkündet. Ziel ist es, ein globales Bewusstsein für die Wichtigkeit der Mathematik zu schaffen. Es gibt keinen Beruf, der ohne mathematisches Wissen auskommt. In vielen Berufen findet die höhere Mathematik Anwendung. Umso wichtiger ist es, das Wissen verständlich zu vermitteln und alle Geschlechter in mathematischen Fächern gleich zu fördern.

In diesem Jahr steht der internationale Tag der Mathematik unter dem Motto „Mathematics, Art and Creativity“. Diverse Schulen und Universitäten bieten auch in Deutschland Aktivitäten zum Tag der Mathematik an. Manchmal geht es um bestimmte Zahlen, manchmal aber auch um das spielerische Erlernen von Mathematik.

In der Meteorologie sind wir umgeben von Mathematik. Die Wettermodelle basieren auf komplexen mathematischen Gleichungen. Radarbilder werden aus Messungen berechnet. Die Wetterrückblicke zum Beispiel am Ende eines Monats, eines Jahres oder einer Saison bedienen sich meist einfacher Mathematik wie Summen oder Mittelwerten oder Abweichungen von der Norm.

Auch bei den Warnungen spielen Berechnungen eine Rolle. Den Hitzewarnungen zum Beispiel liegt neben der Berechnung der gefühlten Temperatur auch eine Berechnung der Abkühlung in Innenräumen zugrunde. Bei den Gewitterwarnungen spielen Berechnungen der voraussichtlichen Zugbahn eine große Rolle. Außerdem werden die vertikalen Strukturen aus den Radarbildern mittels höherer Mathematik ausgewertet, um Angaben über mögliche Regenmengen oder Hagelkorngrößen zu machen.

All das geschieht oft im Hintergrund, ohne dass der Meteorologe noch selbst rechnen muss. Aber das Grundverständnis muss vorhanden sein, damit man die automatischen Ergebnisse einordnen und gegebenenfalls revidieren kann.

Dipl.-Met. Jacqueline Kernn
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.03.2025
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Phänomen Nebel – Teil 4: Optische Nebelerscheinungen und Nebelauflösung

13. März 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Unter speziellen Voraussetzungen kann Nebel faszinierende optische Erscheinungen hervorbringen, die wir im heutigen Thema des Tages kurz beschreiben. Und jeder Nebel löst sich früher oder später wieder auf. Welche Prozesse bei der Nebelauflösung eine Rolle spielen, wird ebenfalls im heutigen und damit letzten Teil dieser Themenreihe erläutert.

Nebelbogen

Während der Regenbogen, der im von der Sonne angestrahlten Regenvorhang erstrahlt, jedem allseits bekannt ist, ist der sogenannte Nebelbogen quasi der unscheinbare Bruder. Anders als der bunte Regenbogen erscheint das Band des Nebelbogens weiß und ist etwa doppelt so breit wie jenes des Regenbogens (Abbildung 1). Dies liegt an dem im Vergleich zu Regentropfen wesentlich kleineren Durchmesser der winzigen Nebeltröpfchen. Bei einer Tröpfchengröße unterhalb von 50 Mikrometern überlagern sich die Regenbogenwinkel der einzelnen Spektralfarben derart, dass sie zusammen weißes Licht ergeben. Ausführlichere Informationen zum Nebelbogen können im Thema des Tages vom 10. November 2024 nachgelesen werden.

Abbildung 1: Teil eines Nebelbogens (aufgenommen im Bereich einer heißen Geothermalquelle auf Island)

Brockengespenst und Glorie

Das Brockengespenst ist eine weitere interessante optische Erscheinung. Sie wurde erstmals von Johann Esaias Silberschlag im Jahre 1780 auf dem Brocken beobachtet und beschrieben. Befindet sich die tiefstehende Sonne hinter dem Betrachter und strahlt eine vor ihm befindliche Nebelbank an, kann auf ihr der stark vergrößerte Schatten des Betrachters zu sehen sein. Da die Wolken-/Nebelwand keine glatte Oberfläche aufweist und in Bewegung ist, ist der Schatten verschwommen und in Bewegung; er wirkt daher durchaus gespenstisch. Johann Wolfgang von Goethe wurde ebenfalls bei einem seiner drei Besteigungen des Brockens (auch „Blocksberg“ genannt, auf dem sich im „Faust“ der Hexentanzplatz in der Walpurgisnacht befindet) von seinem eigenen Brockengespenst erschreckt. Der Name soll auch auf Goethe zurückgehen. Mit seinen vielen Nebeltagen ist der Brocken zwar prädestiniert für die Sichtung derartiger Nebelgespenster, die meisten Beobachtungen in Deutschland stammen aber aus den Alpen. Daher gibt es verschiedene Namen für diese optische Erscheinung. Häufig beobachtet man es auf dem Sudelfeldpass (Gebirgspass in den Bayerischen Alpen in 1.123 m über NN) und spricht dort vom sogenannten „Sudelfeldmonster“. Ein eindrucksvolles Exemplar ist in Abbildung 2 zu sehen, wobei in diesem Fall der Schatten nicht auf Nebeltropfen, sondern auf Eiskristallen erscheint.

Abbildung 2: Das Sudelfeldmonster (aufgenommen in einer kalten Winternacht bei Eisnebel)

Häufig ist beim Schatten des Brockengespenstes der Kopf von farbigen Ringen umgeben. Hierbei handelt es sich um eine Glorie (Abbildung 3). Sie entsteht durch Rückstreuung von Licht an feinverteilten, kugelförmigen Nebeltropfen. Dabei umgibt eine runde, helle Fläche den Schatten des Beobachters. Dessen Kopf befindet sich in der Mitte der hellen Fläche im Sonnengegenpunkt. Dadurch ergibt sich ein Eindruck, der einem Heiligenschein ähnelt. Die helle Fläche ist durch einen farbigen Lichtkranz von der Umgebung abgesetzt. Auch vom Flugzeug aus kann man mit etwas Glück eine Glorie beobachten, wenn das Flugzeug eine tiefliegende Wolkenschicht durchbricht. Dabei wirft das Flugzeug einen Schatten auf die Wolkendecke, welcher von einer bunten Glorie umgeben sein kann.

Abbildung 3: Die Glorie (aufgenommen am Abend des 11.07.2021 etwas unterhalb des Gipfels des Großen Hundstods im Steinernen Meer in den Berchtesgadener Alpen)

Nebelauflösung

Widmen wir uns zum Abschluss noch einem ganz anderen Thema, nämlich der Nebelauflösung. Hierbei spielen die gleichen physikalischen Phänomene wie bei dessen Bildung eine Rolle. Erwärmt sich die Luft über den Taupunkt (Temperatur, bei der die Luft mit Wasserdampf gesättigt ist, d.h. 100% relative Luftfeuchte), löst sich der Nebel wieder auf. Dies kann zum einen durch Sonneneinstrahlung geschehen. Die Erwärmung der Nebelluft erfolgt sehr langsam, da ein Großteil des Sonnenlichts an der Nebeloberseite reflektiert wird. Der Restanteil der solaren Strahlung wird zum einem in der Nebelschicht absorbiert, sodass Nebeltropfen verdunsten. Zum anderen kann ein Teil der Strahlung den Nebel bis zum Erdboden durchdringen und diesen erwärmen. Mithilfe des turbulenten, vertikalen Wärmetransportes erwärmt sich so auch die darüberliegende Luft. Der Nebel löst sich in diesem Fall von unten her auf und geht zunächst in Hochnebel über. Im Frühling und Herbst verzieht sich der Nebel am Vormittag meist noch vollständig. Im Winter ist die Einstrahlung aber oft zu gering für eine effektive Nebelauflösung, sodass es besonders in Talregionen auch ganztags neblig-trüb bleiben kann.

Auch durch Advektion kann sich Nebel auflösen. Wird dieser aus seinem Entstehungsgebiet in Gegenden mit einer höheren Untergrundtemperatur verfrachtet, wird die ursprünglich gesättigte Luft erwärmt und die Nebeltröpfchen können wieder verdunsten. Dabei handelt es sich um den umgekehrten Vorgang, der zur Bildung des Advektionsnebels geführt hat (siehe Teil 2 dieser Reihe).

Zudem kann einsetzender Föhn entlang der Alpen eine bestehende Nebelschicht aufbrechen. Bewegen sich Luftströmungen hangabwärts, erwärmen sie sich und der Nebel löst sich auf. Man spricht herbei von Nebelauflösung durch adiabatische Erwärmung.

Neben der Nebelauflösung durch Erwärmung kann auch die Mischung von Nebelluft mit ungesättigter Luft die Sichtweite rasch erhöhen. Dieser Vorgang kann durch Heranführung einer trockeneren Luftmasse ausgelöst werden. In dieser liegt die relative Luftfeuchte deutlich niedriger als in der ursprünglich gesättigten Luftmasse. Die so vermischte Luft lässt die kondensierten Nebeltröpfchen wieder verdunsten. Hierbei handelt es sich um den umgekehrten Fall, der zur Bildung von Mischungsnebel geführt hat (siehe Teil 3 dieser Reihe).

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 13.03.2025
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Niederschläge hierzulande und weltweit

12. März 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Am morgigen Donnerstag wird in den USA der „Öffne-drinnen-einen-Regenschirm-Tag“ begangen. Dann soll man einen Regenschirm innerhalb eines geschlossenen Gebäudes öffnen. Einem Aberglaube zufolge bringt dies allerdings Unglück. Thomas Edward Knibb rief den Aktionstag mit der Intention ins Leben, diesen Aberglauben zu widerlegen. Seine Hypothese war, dass das Öffnen eines Regenschirms innerhalb eines geschlossenen Gebäudes ohne Konsequenzen bleiben würde. Knibb wollte mit dem Aktionstag einen Anreiz schaffen, seine Hypothese zu überprüfen.

Hierzulande benötigte man erst zum Beginn der neuen Woche gebietsweise wieder einen Regenschirm. Davor war meist ruhiges und sonniges Hochdruckwetter vorherrschend. Dabei blieb es durchweg niederschlagsfrei. Wie sieht es also bezüglich der bisherigen Niederschlagsstatistik in diesem Monat aus?

Wetterstationen können hierbei Aufschluss geben, wie viel Niederschlag an einem bestimmten Ort in einer gewissen Zeit gefallen ist. Allerdings kann man durch Wetterstationen nur ein unzureichendes Bild davon bekommen, wie viel Niederschlag in der Fläche gefallen ist. Auch können teilweise kräftige Niederschläge nicht erfasst werden, wenn sie nicht gerade über eine Wetterstation hinwegziehen. Die Lösung für dieses Problem sind die aus Radardaten abgeleiteten Niederschlagsmengen.

Die nachfolgende Abbildung zeigt die aus Radardaten interpretierten Niederschlagsmengen seit dem 01. März. Um genauer zu sein, müsste man eher sagen, dass es sich um die Niederschlagsmengen der vergangenen 48 Stunden handelt. Die Abbildung wird nämlich jeden Morgen um 06 UTC mit den täglich übermittelten 24-stündigen Niederschlagsmengen aktualisiert.

Aus Radardaten abgeleitete Niederschlagsmengen in Liter pro Quadratmeter seit dem 01. März

Es stellt keine Herkulesaufgabe dar zu erkennen, dass abgesehen von einzelnen Ausnahmen kaum nennenswerte Niederschlagsmengen zusammenkamen. Im Norden blieb es abgesehen von einzelnen Schauern bislang gänzlich niederschlagsfrei. In den mittleren Landesteilen gab es in den vergangenen 48 Stunden vermehrt Schauer und auch einzelne Gewitter. Im Süden traten sowohl stratiforme als auch konvektive Niederschläge auf. Allenfalls der Streifen von Südbaden bis in den Stuttgarter Raum „sticht“ mit Werten zwischen 10 und 25 Liter pro Quadratmeter hervor.

Im Durchschnitt fallen im Monat März 30 bis 80 Liter pro Quadratmeter. Da die bisherigen Niederschlagsmengen abgesehen von einzelnen Ausnahmen nur geringfügig waren, lohnt ein Vergleich relativ zum vieljährigen Mittel somit nicht wirklich.

Und wie sieht es in den kommenden Tagen hinsichtlich Niederschlag aus?

In der Zwischenzeit bestimmt Tiefdruckeinfluss unser Wettergeschehen. An der Westflanke von Tief TOBBE, das sich mit seinem Kern über Dänemark befindet, strömt von Norden her allmählich Meeresluft polaren Ursprungs nach Deutschland.

Prognosekarte Bodendruck und Lage der Fronten mit Namen der steuernden Hoch- und Tiefdruckgebiete für den heutigen Mittwoch, 12.03.2025 12 UTC

Am heutigen Mittwoch trennt eine Luftmassengrenze die mildere Luftmasse der vergangenen Tage im Südosten Deutschlands von der einströmenden kühleren Luft in den übrigen Landesteilen. Diese Luftmassengrenze macht sich in einem breiten Streifen von der Südpfalz und Baden bis in die Lausitz durch zeitweilige Niederschläge bemerkbar. Nördlich und nordwestlich davon kann es bei wechselnder Bewölkung einzelne Schauer geben. Die höchsten Wahrscheinlichkeiten hierfür gibt es im Nordseeumfeld.

In der Nacht zum Donnerstag regnet es in der Südosthälfte zeitweise. Im Bergland gehen die Niederschläge dann zunehmend in Schnee über und verleihen dem Landschaftsbild dort einen Hauch von Spätwinter, auch wenn hinsichtlich Niederschlagsmengen nicht allzu viel zusammenkommen wird. Für vorübergehende Glätte könnte es aber allemal reichen. Neben gelegentlichen Schauern im Nordseeumfeld bleibt es in den übrigen Landesteilen meist niederschlagsfrei.

Am morgigen Donnerstag werden von Süden her erneut Niederschläge in Gang gesetzt, die im Bergland und dort vor allem in den Alpen als Schnee fallen. Selbst dort kommen aber auch nur ein paar Zentimeter zusammen. Richtung Nordwesten muss erneut mit einzelnen Schauern gerechnet werden.

Auch für den Freitag zeigt sich ein ähnliches Bild beim Wetter. Zum Wochenende wird man wahrscheinlich nur im Süden nass. In den übrigen Landesteilen ist es hingegen heiter bis sonnig und niederschlagsfrei.

Doch die Niederschlagsmengen bei uns sind nichts im Vergleich zu anderen Niederschlagsereignissen weltweit. In den vergangenen Tagen gab es beispielsweise auf der Iberischen Halbinsel kräftige, teils gewittrige Niederschläge. In den Medien kursierten auch Meldungen eines Starkregenereignisses auf Gran Canaria, infolgedessen es dort zu Überschwemmungen kam.

Im Nordosten Argentiniens kam es gebietsweise ebenfalls zu kräftigen, gewittrig durchsetzten Regenfällen. Hierbei hört und liest man leider traurige Berichte vor allem aus der Hafenstadt Bahía Blanca. Dort sind Todesopfer, Vermisste und Verletzte zu beklagen. In der Region rund um Bahía Blanca fielen zwischen dem 07. und 10. März 100 bis 250 Liter pro Quadratmeter. Durch Betrachtung der in Abbildung 3 markierten Stationen wird deutlich, dass die Niederschlagsmengen von besagtem Zeitraum 150 bis 170 Prozent den für März üblichen Niederschlagsmengen entsprechen. Diese Niederschlagsmengen führten schließlich zu Überschwemmungen, infolgedessen die dortige Infrastruktur zum Erliegen kam.

Grafik des europäischen Emergency Response Coordination Centre mit der von Überschwemmungen betroffenen Region rund um die argentinische Hafenstadt Bahía Blanca

M.Sc. (Meteorologin) Tanja Egerer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.03.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

An der Schwelle zum Erstfrühling

11. März 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Das frühlingshafte Wetter mit Höchsttemperaturen verbreitet über 15 Grad und vielerorts Sonne von früh bis spät hat sich mittlerweile verabschiedet. Das aktuelle Wetter gestaltet sich unter Tiefdruckeinfluss zunehmend wechselhaft und von Nordwesten sickert peu à peu eine kältere Luftmasse ein. Die Folge sind zeit- und gebietsweise auftretende Niederschläge, die im Wochenverlauf vor allem im Bergland auch wieder in Form von Schnee fallen können. Nennenswerte Neuschneemengen werden mit Ausnahme höherer Lagen der Alpen dabei zwar meist nicht erwartet, aber zumindest vorübergehend muss dann hier und da mit entsprechender Glätte gerechnet werden.

Auch wenn somit die winterlichen Themen wie Schnee, Glätte und (Nacht-) Frost in dieser „Saison“ noch nicht ganz ausgedient haben, ist der Frühling auf dem Vormarsch. Bereits im Thema des Tages vom 22. Februar 2025 wurden die unterschiedlichen Definitionen des Frühlings beleuchtet. So lässt sich der Frühlingsbeginn meteorologisch, kalendarisch/astronomisch oder eben aufgrund der Entwicklung der Pflanzenwelt phänologisch festlegen.

Abb 1: Phänologische Uhr mit Beginn und Dauer der phänologischen Jahreszeiten, vieljähriges Mittel und aktuelles Jahr 2025 im Vergleich

Phänologisch betrachtet, befinden wir uns (noch) im sogenannten Vorfrühling. In der Phänologie werden die Jahreszeiten mit Hilfe der Wachstumsphasen ausgewählter Pflanzenarten bestimmt. Im Gegensatz zur kalendarischen Definition, bei der der Sonnenstand den Beginn der einzelnen Jahreszeiten bestimmt und damit wenig Variabilität aufweist, hängen die phänologischen Jahreszeiten von den Entwicklungsstadien der Pflanzenwelt ab: Blühbeginn, Beginn der Blattentfaltung, Reifegrad der Früchte und schließlich im Herbst von Laubverfärbung und Laubfall. Mit Hilfe dieser sogenannten Leitphasen unterschiedlicher Pflanzenarten werden Frühling, Sommer und Herbst jeweils in drei Phasen unterteilt. Ein deutschlandweites Netzwerk ehrenamtlicher Beobachter meldet, wann und wo bestimmte Wachstumsphasen auftreten. Entsprechende Grafiken zur aktuellen Pflanzenentwicklung wie die sogenannte „Phänologische Uhr“ in Abb. 1 können auf der Homepage des Deutschen Wetterdienstes abgerufen werden [siehe „Weitere Informationen zum Thema(Link 2)]

Abb 2: Karte der aktuellen Meldungen zur Forsythienblüte vom 11.03.2025

Gegenwärtig trudeln allerdings die ersten Meldungen zu Forsythienblüte ein, wie auch die Karte in Abb. 2 zeigt. Die Forsythienblüte ist unter anderem neben der Blüte von Traubenhyazinthen, Buschwindröschen (auch diese hat die Autorin am vergangenen Wochenende bereits im lichtdurchfluteten, noch blattlosen Buchenwald entdecken und fotografieren können – Abb. 3) und Himmelschlüssel eine der Leitphasen für den Erstfrühling. Auch die ersten Bäume wie Rosskastanien, Ebereschen und Hängebirken treiben im Erstfrühling langsam aus und auch die Europäische Lärche entfaltet allmählich ihre Nadeln. Für die Darstellung des Erstfrühlings anhand der Forsythienblüte in der Phänologischen Uhr (Abb. 1) wird eine gewisse Meldequote benötigt, die aktuell noch nicht erreicht ist. Man kann aber sicher feststellen, dass wir am Übergang vom Vor- zum Erstfrühling stehen.

Tab 1: Tabelle der Sonnenauf- und -untergangszeiten für Berlin und Frankfurt/Main sowie Änderung der Tageslänge in den Monaten März bis Mai

Die Entwicklung der Pflanzenwelt ist dabei nicht allein von meteorologischen Einflussfaktoren wie der Temperatur abhängig, sondern wird zum Beispiel auch vom Sonnenstand bzw. der Tageslänge beeinflusst. Und in puncto Tageslänge tut sich im März und April einiges. Die folgende Tabelle (Tab. 1) zeigt die Sonnenauf- und -untergangszeiten für Berlin und Frankfurt am Main an ausgewählten Tagen und die entsprechende Änderung der astronomisch möglichen Tageslänge für die Monate März, April und Mai. Dabei zeigt sich, dass vor allem der März, aber auch der April einen sehr hohen „Zuwachs“ an Tageslicht zu verzeichnen haben. Je nach geografischer Lage nimmt die Tageslänge im Verlauf des März um etwa zwei Stunden zu, im April sind es nur ein paar Minuten weniger, im Mai „nur noch“ durchschnittlich etwa eineinhalb Stunden. Kein Wunder also, dass die Natur im Frühjahr förmlich zu explodieren scheint und an jeder Ecke etwas sprießt und blüht.

Abb 3: blühende Buschwindröschen in noch lichtdurchflutetem, blattlosen Buchenwald in der Nähe von Stuttgart

Die Abbildungen und Grafiken zum heutigen Thema des Tages sind auf der Homepage des DWD unter www.dwd.de/tagesthema zu finden(siehe „Weitere Informationen zum Thema).

Dipl. Met. Sabine Krüger
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 11.03.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Waldbrandbekämpfung macht erfinderisch

10. März 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Ob in Kanada, Kalifornien, im Mittelmeerraum, im Harz oder in Brandenburg – in vielen Regionen Deutschlands und weltweit beherrsch(t)en großflächige Waldbrände die Schlagzeilen in jüngster Vergangenheit. Dem ein oder anderen im Gedächtnis sind sicherlich noch die Bilder der diesjährigen Oscar-Verleihung vom 02. März, bei der sich die Prominenz aus Film und Fernsehen bei den Einsatzkräften von Los Angeles für deren Arbeit bei den Bränden Anfang 2025 mit stehenden Ovationen bedankte. Doch wir brauchen dieser Tage gar nicht so weit über „den großen Teich“ schauen. Durch die spärlichen Niederschläge der letzten Wochen gab es vor wenigen Tagen auch in Südtirol sowie kleinräumig nahe des Wendelsteins bei Bayrischzell die ersten lokalen Waldbrände in diesem Jahr.

In der Wissenschaft unstrittig ist, dass die Folgen des Klimawandels ihren Teil dazu beitragen. Hitze, Trockenheit und stark böiger Wind aus unterschiedlichen Richtungen machen Brände gerade im Sommer oft zum Inferno. Unzugängliche Regionen, ein steiles Relief, fehlende Infrastruktur oder ungünstige Bodenbeschaffenheit: Faktoren wie diese erfordern nicht selten den – zumindest unterstützenden – Einsatz von Löschflugzeugen, da die Feuerwehrkräfte am Boden rasch an Grenzen stoßen können. Laut einer kürzlich erfolgten Pressemitteilung ist es Forschenden des Frauenhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik / Ernst-Mach-Institut (EMI) und des Start-Up CAURUS Technologies GmbH nun gelungen, diese Löscharbeiten geradezu zu revolutionieren. Gemeinsam entwickeln sie ein innovatives Löschverfahren, mit dessen Hilfe sich großflächige Feuer effizienter aus der Luft bekämpfen lassen. Das modulare System, bestehend aus Hard- und Software, vereint Digitaltechnologie mit innovativen Löschansätzen und ergänzt die herkömmlichen Löschmethoden. Das Frauenhofer AHEAD-Programm fördert das Projekt.

Hoher Löscheffekt durch gezielt erzeugte Wasser-Aerosol-Wolke

Die heutige Technik der luftgestützten Brandbekämpfung stammt größtenteils noch aus den 70/80er-Jahren. Noch immer fliegen Helikopter oder Flugzeuge mit Löschwasser-Tanks über die brennenden Wälder. Bei einer Flughöhe von 40 bis 50 Metern öffnen die Piloten den Boden des Eimers. Winde und Thermik verwehen das Löschwasser, das sich dann großflächig verteilt. Infolgedessen landet nur eine geringe Menge tatsächlich in den Flammen. Als Löschmittel wurde reines Wasser, welches beim Abwurf rasch zu verdampfen droht, bevor es den eigentlichen Brandherd erreichte, schon damals durch ein robusteres Wasser-Chemikalien-Gemisch ersetzt. Worin besteht nun der Mehrwert der neuen Methodik? „Wir können Feuerwehren bessere und nachhaltigere Löschmethoden an die Hand geben und die Löschwassermenge mit verbesserter Abwurfpräzision durch digital gestützte Steuerung zielgenau einsetzen“, sagt Dr. Dirk Schaffner, Wissenschaftler am Frauenhofer EMI in Freiburg.

Die Projektpartner arbeiten außerdem an einem Öffnungsmechanismus, der eine deutlich effizientere Löschwolke hervorruft. Dieser ermöglicht sowohl möglichst kleine, feine Wassertröpfchen als auch die präzise Platzierung der Löschwolke nahe am Brandherd. „Löschwolke“ also deshalb, da das Wasser vor dem Abwurf gewissermaßen „zerstäubt“ wird und als feiner Nebel die Glutnester erreicht. Diese Faktoren beeinflussen den Löscherfolg entscheidend, indem sie helfen, die Temperatur des Feuers schnell zu senken und unter den Entzündungspunkt zu bringen sowie dem Feuer breitflächig den benötigten Sauerstoff zu entziehen (Löschen durch Ersticken). „Durch den Mechanismus können wir gezielt eine Wasser-Aerosol-Wolke erzeugen, die in einer Höhe von einigen Metern über oder in den Flammen aktiviert wird. Das Wasser wird so nicht vorher auseinandergetrieben, sondern in einem Sack bis knapp über dem Brand zusammengehalten. Nahezu 100 Prozent der Wassermenge landen zielgenau in den Flammen“, so Schaffner. Rein bildlich betrachtet kann man sich das quasi wie bei einer Mammatuswolke (siehe dazu Thema des Tages vom 01.09.2018) vorstellen, an dessen Unterkante ebenfalls Wassertröpfchen sackartig zu Boden stürzen (dabei allerdings verdunsten).

Von einer Wasser-Aerosol Wolke wird deshalb gesprochen, da gerade in der Umgebung von Waldbränden sehr viele Luftpartikel (Aerosole) in der Atmosphäre vorkommen, an denen sich die Wassertröpfchen anlagern können. Mit dieser Wolke gelingt es, dem Feuer sehr schnell die Hitze zu entziehen. „Die Wärmetransferrate, mit der man Energie aus einem System nehmen kann, ist oberflächenabhängig. Je mehr Oberfläche das aufnehmende Medium zur Verfügung stellt, desto schneller wird die Wärmeenergie aus dem brennenden in das aufnehmende Medium transferiert. Und die Aerosol-Wolke weist eine extrem hohe Oberfläche auf“, erläutert der Forscher. Mit einer Aerosol-Wolke lasse sich also eine deutlich höhere Wärmetransferrate erreichen als mit einem „Block“ Wasser. Auch die Verdrängung von Sauerstoff funktioniere sehr gut, wodurch sich der Verbrennungsprozess abschwäche. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Kompatibilität der neuen Methode mit erfolgreichen, bestehenden Löschtaktiken am Boden und der Sicherheit aller Einsatzkräfte.

Löschflugzeug bei der Brandbekämpfung am 22.07.2007 auf Samos (Griechenland). Quelle: Steffen Temp (Wikipedia)

Effizienz des Wassereinsatzes vervielfacht sich

Die neue Technologie beziehungsweise die Aerosolisierung kommt heute bereits in Hochdruck-Dispersionsdüsen, die die Feuerwehr am Boden nutzt, zum Einsatz – die Forschenden am Frauenhofer EMI und CAURUS Technologies wenden sie nun erstmals in der Luft an und erweitern damit die Einsatzgebiete erheblich. Im Prinzip läuft es wie bei der Tröpfchenbewässerung in der Landwirtschaft, bei der auch mit höchster Effizienz ohne große Verluste direkt an der Wurzel bewässert wird. Aufgrund von Studien erwarten die Projektpartner eine um fünf- bis zehnfach erhöhte Löschwirkung im Vergleich zum aktuellen System. „Pro eingesetztem Liter Wasser können wir ein fünf- bis zehnfach größeres Feuer mit dem neuen Verfahren löschen“, betont Schaffner einen wesentlichen Vorteil der Technologie angesichts weltweit immer knapper werdender Wasserressourcen. Auch die Sicherheit der Einsatzkräfte ist gewährleistet, da sie nicht unnötig nah an die Brandherde heranfliegen müssen und höhere Abwurfdistanzen einhalten können. Ein weiterer Pluspunkt: Die neue Löschmethode trägt zur Reduktion von Kohlenstoffdioxid bei, da sich Vegetationsbrände deutlich schneller eindämmen lassen. Denn Waldbrände sind ein immenser CO2-Verursacher: Im Durchschnitt wurden in den letzten 20 Jahren 6,9 Gigatonnen CO2-Emissionen pro Jahr durch Waldbrände freigesetzt. Das entspricht mehr als dem Doppelten der Emissionen aller 27 Mitglieder der Europäischen Union im gleichen Zeitraum.

Erste Prototypen des innovativen Löschverfahrens wurden bereits erfolgreich getestet, aktuell arbeiten die Projektpartner an einem Demonstrator. Bleibt zu hoffen, dass der Ernstfall in den kommenden Wochen und Monaten möglichst ausbleibt. Doch bei allem technologischen Fortschritt darf eines nicht vergessen werden: Die finanziellen Aufwendungen für ein komplettes Umrüsten der gesamten Löschflugzeugflotte dürften nicht unerheblich sein. Und: Trotz meteorologisch „günstiger“ Randbedingungen wie langanhaltende Trockenheit, Hitze und starke Winde ist die Hauptursache der allermeisten Waldbrände in letzter Konsequenz auf unachtsames, fahrlässiges oder gar mutwilliges Verhalten der Menschen zurückzuführen! Hier beginnt bei allem technologischen Fortschritt die eigentliche Prävention.

Dipl.-Met. Robert Hausen
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 10.03.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst