Unwetter durch Luftmassengrenzen

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Bereits im gestrigen Thema des Tages wurde davon berichtet. Morgen formiert sich über der Mitte Deutschlands eine markante Luftmassengrenze, an deren Nordseite es vor allem im Bereich der westlichen Mittelgebirge zu unwetterartigen Schneefällen kommt. Im Übergangsbereich fällt in einer Zone vom südlichen Rheinland-Pfalz bis nach Nordbayern teils kräftiger gefrierender Regen mit erheblicher Glättegefahr. Nähere Informationen finden Sie dazu jederzeit auf unserer  oder in der Warn-Wetter-App.

Grund für die Entstehung einer solchen Luftmassengrenze ist häufig ein sogenanntes Vierer-Druckfeld. Dabei stehen sich in Form eines Quadrats jeweils zwei Hoch- und Tiefdruckgebiete so gegenüber, dass Luftmassen unterschiedlicher Temperatur und Feuchte aufeinander zuströmen. Eine ähnliche Druckkonstellation ergibt sich momentan auch über Europa. Tief GERTRUD befindet sich aktuell vor den Toren Frankreichs. Gleichzeitig herrscht über Südosteuropa und bei Island hoher Luftdruck, welcher über Skandinavien von tiefem Luftdruck flankiert wird. Dabei strömen von Norden kalte Luftmassen polaren Ursprungs nach Süden und gleichzeitig auf der Vorderseite von GERTRUD feuchtwarme Luftmassen nach Norden. In dem Bereich, in dem sich diese treffen sorgen starke Hebungsimpulse häufig für kräftige Niederschläge. Die Warmfront von Tief GERTRUD richtet sich zum Mittwoch zonal durch die zur Strömung parallele Komponente als Grenze aus an der die verschiedenen Luftmassen aufeinandertreffen (siehe Abbildung 1 und 2). Diese Grenzen sind nicht immer an ein Tiefdruckgebiet gebunden, sondern es können sich in diesem Bereich auch eigenständige kleine  ausbilden.

Aufgrund ihrer zur Strömung parallelen Ausrichtung und der starken Hebungsvorgänge kann es im Übergangsbereich, welcher in etwa 20 bis 200 Kilometer breit ist, zu kräftigen und langanhaltenden Niederschlägen kommen. Je nach Jahreszeit sind dabei verschiedene Wettergefahren möglich. Im Winter ist – wie auch am morgigen Mittwoch- auf der kalten Seite intensiver Schneefall und auf der warmen Seite gefrierender Regen oder Eisregen mit erheblicher Glättegefahr möglich. Im Sommer geht dagegen die Gefahr hauptsächlich von heftigem Starkregen oder langanhaltendem, intensiven Dauerregen aus. Zudem sind in dieser Jahreszeit häufig auch Gewitter mit heftigem Starkregen und Hagel mit dabei, die durchaus Sturzfluten auslösen können.

Die bekannteste Unwetterlage der letzten Jahrzehnte in Verbindung mit solchen Grenzwetterlagen ist sicherlich immer noch die Schneesturmkatastrophe aus dem Winter 1978/79. Damals gab es in Verbindung mit einer Luftmassengrenze über Tage anhaltende kräftige Schneefälle und starke Schneeverwehungen, welche vor allem in der Nordosthälfte Deutschlands für Chaos sorgten. Ein weiteres markantes Ereignis war die extreme Eisregenlage aus dem Jahre 1987. Stundenlanger Dauerregen bei negativen Temperaturen überzog ganze Landstriche mit einer dicken Eisschicht. Zehntausende Bäume brachten unter der Eislast zusammen.

Auch Morgen steht uns zumindest gebietsweise eine ähnliche Lage bevor. Deshalb ist gerade im Straßenverkehr große Vorsicht angesagt. Zudem kann es örtlich zu Schäden an der Infrastruktur durch Vereisung kommen!

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 16.01.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Tief GERTRUD – da kommt was auf uns zu…

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Kurz angedeutet wurde es auch schon hier im Thema des Tages. Am vorgestrigen Samstag gab es einen kleinen Hinweis darauf, dass sich am kommenden Mittwoch über dem Süden und der Mitte eine gefährliche Glatteislage einstellen wird. Inzwischen haben sich die entsprechenden Hinweise verdichtet.
Entscheidend ist dabei die Entwicklung des Tiefs GERTRUD. Es befindet sich aktuell (Stand Montag, 15.01.2024, 13 Uhr MESZ) über dem subtropischen Ostatlantik (Abbildung 1) und schlägt allmählich einen Kurs in Richtung Biskaya und Zentralfrankreich ein. GERTRUD führt dabei Luftmassen mit sich, die durchaus 20 Grad wärmer sind als diejenigen, die zurzeit unser Winterwetter prägen. Diese Aussage gilt sowohl für höhere wie auch für bodennahe Luftschichten, bei den bodennahen ist eine Bestätigung der Aussage sogar relativ einfach. Denn während die Station Funchal auf Madeira heute Vormittag um 11 Uhr MESZ genau 22°C meldet, sind es in Deutschland sehr verbreitet um die null Grad.

Die warmen Luftmassen, die GERTRUD mitbringt, treffen also ab Mittwochmorgen auf die mitteleuropäische Kaltluft (blauer Pfeil in Abbildung 1). In der Folge werden Hebungsprozesse induziert, insbesondere durch Aufgleiten der warmen Subtropikluft auf die kalte Polarluft. Bisher sieht es so aus, als sollten die Niederschläge nach Norden bis ins Münsterland, nach Südniedersachsen, nach Sachsen-Anhalt sowie bis in den Raum Berlin vorankommen. Klar ist auf jeden Fall: Von Schnee über Schneeregen und Regen bis hin zu gefrierendem Regen ist alles vertreten.
Obwohl der genaue Ablauf des Ereignisses und in der Folge auch die zeitliche und räumliche Verteilung der Niederschläge noch unsicher sind, soll hier der Versuch unternommen werden, die erwarteten Abläufe zu skizzieren. In einem Streifen vom Niederrhein bis zur Lausitz sowie nördlich davon bleibt eine dicke Kaltluftschicht erhalten, so dass dort durchweg Schnee fallen sollte. Dieser kann durchaus länger anhalten und ergiebig sein. Bis zu 10 cm, in Staulagen auch bis zu 20 cm Neuschnee stehen in 12 Stunden auf der Agenda, über 24 Stunden können sich lokal sogar bis zu 40 cm akkumulieren. Das Wort „lokal“ bezieht sich hier speziell auf den westlichen Teil der genannten Region, wo nach jetzigem Stand mit besonders starken Schneefällen und Verkehrsbeeinträchtigungen gerechnet werden muss.

Glätte ist auch südlich des genannten Streifens zu erwarten. Dort bleibt aber nur eine dünne kalte Grundschicht übrig, oder aber die Kaltluft wird im Laufe des Tages komplett ausgeräumt. Die Böden dort werden allerdings, speziell anfangs, noch gefroren sein. In diesem Gebiet, das sich nach Süden bis an die Alpen zieht, dominiert der gefrierende Regen. Da der Regen durchaus kräftig sein kann, ist mit der Ausbildung auch dickerer Eisschichten zu rechnen. Eine Momentaufnahme der Entwicklungen, so wie sie sich unser Modell ICON–EU vorstellt, zeigt Abbildung 2. In der Fläche sind die erwarteten 12-stündigen Niederschlagsmengen bis Mittwochmittag angegeben. Die Symbole deuten die Niederschlagsphase zur Mittagszeit an, wobei die roten „Schlangen“ für gefrierenden Regen, die violetten Sterne für Schnee und die grünen Punkte für Regen stehen.
Soweit der grobe Blick auf die Abläufe. Einige Detailfragen werden, wenn überhaupt, erst in den kommenden Stunden und Tagen geklärt werden können. So spielt im Süden die Orografie bei der Wetterentwicklung eine große Rolle. Einerseits kann in höheren Lagen noch Schnee fallen, während in tieferen Lagen schon die gefrierende (oder auch die flüssige) Phase überwiegt, andererseits kann sich in ungünstigen Tal- und Muldenlagen die Kaltluft länger halten als in freien Lagen.
Beim Ausräumen der Kaltluft spielt grundsätzlich die Windstärke eine Rolle. Ein kräftiges Auffrischen des Windes verbessert die Durchmischung und Beschleunigt die Erwärmung. Zu alldem kommt noch die grundsätzliche Timingfrage. Greift der Regen ausgangs der Nacht über, wenn die Temperaturen nahe am Tiefpunkt liegen, oder eher am Vormittag. Letztendlich stellen sich, obwohl die groben Abläufe feststehen, noch einige Fragen. Ob und wie sie beantwortet werden können, werden die kommenden Modellläufe zeigen.

Dipl.-Met. Martin Jonas
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 15.01.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Gefrierender Regen unter Hochdruckeinfluss?

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Nachdem sich zu Wochenbeginn deutschlandweit arktische Luftmassen durchgesetzt hatten, verlagerte sich zur Wochenmitte Hoch HANNELORE zu den Britischen Inseln. Damit drehte die Strömung auf nördliche Richtungen und es gelangten unter Hochdruckeinfluss feuchtere Luftmassen in die Nordhälfte. Die Anfeuchtung erfolgte allerdings nur in den unteren Schichten. Ab 900 Hektopascal (etwa 1 Kilometer Höhe) zeigte sich ausgelöst durch das kräftige Hochdruckgebiet über den Britischen Inseln weiterhin eine markante Absinkinversion. Am Donnerstag sorgte dann ein kleiner Randtrog, welcher sich von Skandinavien nach Osteuropa verlagerte, für einen leichten Hebungsimpuls. Zudem spielte die Orographie der zentralen Mittelgebirge eine wichtige Rolle, wodurch die bodennahe feuchte Schicht etwas angehoben wurde. Aus der dichten, tiefen Stratusbewölkung fiel daraufhin ab dem Mittag gebietsweise Sprühregen und teils auch etwas Schnee. Dies geschah vor allem in der nördlichen Mitte von Nordrhein-Westfalen bis nach Brandenburg, denn dort lagen die Temperaturen verbreitet bis etwa 1 Kilometer Höhe noch im negativen Bereich.

Warum kam es aber nun recht verbreitet zu gefrierenden Regen und nicht zu Schneefall?

Dazu lohnt sich ein Blick auf den Radiosondenaufstieg von Essen um Mitternacht 00 UTC (Abbildung 1). Dort ist die gesättigte Grundschicht, sowie die Absinkinversion (Temperaturumkehr mit der Höhe) ab etwa 1 Kilometer deutlich zu erkennen. Mit dem leichten Hebungsantrieb durch den herannahenden Randtrog wurde die feuchte Schicht etwas gehoben, wodurch rasch Sättigung einsetzte. Da dies nur in einem begrenzten Bereich ablief, in dem die Temperaturen zwischen 0 und -5 Grad lagen, waren kaum Eiskristalle in den Wolken vorhanden. Somit konnten die unterkühlten Wassertröpfchen nicht überall zu Schneekristallen heranwachsen. Diese Eiskristalle dienen nämlich als Kondensationskeime, damit die Tröpfchen in der Wolke zu Schnee heranwachsen können. Im Unterschied zu gewöhnlichen Wetterlagen mit gefrierenden Regen ist hierbei keine markante Warmfront im Spiel, sondern lediglich Hochdruckwetter mit einer feuchten Grundschicht und einem leichten Hebungsimpuls. Die Niederschlagsmengen sind bei dieser Entstehungsart von gefrierenden Regen zwar gering, können aber trotzdem gerade auch aufgrund ihrer langen Andauer für markante Glätte auf den gefrorenen Böden sorgen. Verbreitet lagen die 24-stündigen Mengen bis Donnerstag lediglich zwischen 0 und 1 Liter pro Quadratmeter (Abbildung 2).

Solche Lagen stellen den Warnmeteorologen vor größere Herausforderungen. Die Vorhersagemodelle hatten zeitweise große Schwierigkeiten, die Gebiete, in denen gefrierender Regen fällt zu identifizieren. Häufig wird dabei -wie auch am vergangenen Mittwoch- der gefrierende Regen in den Modellen nicht simuliert, da diese eine zu geringe vertikale Auflösung besitzen um die dünne, niederschlagsproduzierende Wolkenschicht zu simulieren. Außerdem gestaltet sich auch das Nowcasting schwierig, da vor allem höhergelegene Radarstationen die tiefliegende Wolkenschicht nicht erfassen können und somit die Informationen über die räumliche Verteilung der Niederschläge teils nicht ausreichend zur Verfügung stehen. Die Radarstrahlen der Radargeräte erfassen nämlich lediglich nur Niederschlagsprozesse oberhalb 1-2 Kilometer Höhe. Gerade in diesen Fällen sind Beobachtungen und Nutzermeldungen auch durch die Warn-Wetter App von großer Bedeutung für unsere Arbeit.

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.01.2024

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Wetterumstellung

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Hoch HANNELORE, welches in den letzten Tagen in Deutschland für ruhiges und teils sonniges Winterwetter gesorgt hat, weicht immer mehr nach Nordwesten Richtung Island aus und macht den Weg für Tief DAVINA über Skandinavien frei. Im Norden und in der Mitte des Landes ist die Umstellung bereits in Form von dichter Bewölkung mit leichten Niederschlägen erfolgt. Schneegriesel und Sprühregen haben zudem in den vergangen Tagen auf dem gefrorenen Boden zu Glatteisbildung auf Gehwegen und Straßen geführt.

Am heutigen Samstag erreichen die Tiefausläufer des Tiefs DAVINA Norddeutschland und bringen neue Niederschläge mit. Mit dem stark auffrischenden westlichen Wind steigen die Temperaturen dort auf Werte zwischen 6 und 3 Grad an, so dass keine Glättegefahr mehr besteht. Lediglich in den Mittelgebirgen, wo sich die Kaltluft hartnäckig hält, kann es stellenweise zu Glätte durch etwas Schnee oder gefrierenden Sprühregen kommen. Südlich des Mains ist es hingegen unter Hochdruckeinfluss niederschlagsfrei und südlich der Donau zeigt sich sogar die Sonne bei Höchstwerten zwischen +2 und -3 Grad.

In der Nacht zum Sonntag bleibt es im Norden bis zur Mitte stark bewölkt und windig mit zeitweiligem leichtem Regen. In den Mittelgebirgen besteht weiterhin Glättegefahr durch etwas Schnee oder gefrierenden Sprühregen. Südlich des Mains ist der Himmel teils stark bewölkt, teils auch klar vor allem südlich der Donau. Dabei kann sich stellenweise Nebel bilden. Die Tiefstwerte liegen im Norden zwischen +4 und +1 Grad, in der Mitte um den Gefrierpunkt und im Süden zwischen -2 und -9, in einigen Alpentälern um -11 Grad.

Am Sonntag profitiert der Süden weiterhin von der Sonne. Zudem sorgt der auffrischende westliche Wind für stärkere Durchmischung der Luftmassen, sodass die Temperaturen teils auf Werte über 0 Grad ansteigen. Nördlich der Donau zeigt sich der Himmel meist bedeckt und gebietsweise kommt es zu leichten Niederschlägen, die vor allem im Bergland als Schnee oder gefrierenden Sprühregen niedergehen. Dabei ist es sehr windig, im Bergland sowie an der See stürmisch bei Höchstwerten zwischen 0 Grad in den Mittelgebirgen und 5 Grad an der Nordsee.

Die neue Woche beginnt wechselhaft mit zahlreichen Regen-, Schnee- und Graupelschauern. Im Nordwesten sind sogar vereinzelte Gewitter dabei. Am Nordrand der Mittelgebirge kann es zudem längere Zeit schneien. Tagsüber liegen die Höchstwerte zwischen 0 und +5 Grad, nachts zwischen 0 und -5 Grad. Dabei muss tagsüber im Bergland und bei kräftigen Schauern sowie allgemein nachts mit Glätte durch Schnee oder überfrierenden Nässe gerechnet werden. Dazu weht ein frischer, in Böen starker bis stürmischer Westwind. Im Bergland und an der See gibt es Sturm.

Nach einer kurzen Wetterberuhigung am Dienstag bahnt sich zur Wochenmitte eine gefährliche Wetterlage an. Denn von Südwesten greifen neue Niederschläge auf die Südhälfte Deutschlands über. Dabei sind starke Schneefälle und gefrierender Regen mit erheblichen Verkehrsbehinderungen wahrscheinlich. Welche Regionen dann besonders betroffen sind kann man noch nicht genau vorhersagen.

Dipl.-Met. Marco Manitta
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 13.01.2024
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Wie sich der 12. Januar in der Vergangenheit von seiner kalten Seite zeigte

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In Anlehnung an die Themenreihe „Der Einfluss von Wetter und Klima auf die Menschheitsgeschichte“ (Links zu den beiden bisherigen Teilen siehe unten) geht es heute um den „Schoolchildren’s Blizzard„.

Dieser Schneesturm fegte am 12. Januar 1888 über die US-amerikanischen Bundesstaaten der nordamerikanischen Great Plains und jährt sich am heutigen Freitag somit zum 135. Mal. Er forderte mindestens 200 Todesopfer, wobei die genaue Zahl eher höher liegen dürfte, da viele Menschen noch in den darauffolgenden Wochen an den Folgen ihrer Erfrierungen starben. Unter den Opfern waren viele Schulkinder, was dann auch letztendlich namensgebend für den Schneesturm war. Entweder wurden sie zu Beginn des Schneesturms von den Lehrern nach Hause geschickt oder sie harrten teils unzureichend bekleidet in den schlecht gedämmten Schulgebäuden aus, wo häufig das Heizmaterial ausging.

Bereits wenige Tage zuvor wehte ein Schneesturm über das Land. Der 12. Januar begann hingegen mild und sonnig. Viele Schulkinder wurden daher wieder zur Schule geschickt und die Farmer verrichteten liegengebliebene Arbeiten im Freien. Sie wussten nicht, dass am 11. Januar im Bereich von Alberta (Kanada) ein Bodentief entstanden war. Dieses war nach Montana und nachfolgend in den Nordosten von Colorado gezogen und hatte sich dabei verstärkt. Am 12. Januar gegen 15 Uhr erreichte es den Südosten von Nebraska und gegen 23 Uhr schließlich den Südwesten von Wisconsin. Dessen Warmfront führte zu den milden Bedingungen am Morgen. Der Schneesturm wurde dann durch das Zusammentreffen der (arktischen) Kaltfront mit einer warmen und feuchten Luft aus dem Golf von Mexiko ausgelöst. Die Temperaturen rasten binnen weniger Stunden in den Keller. Es wird davon berichtet, dass auch -40 Grad gemessen werden konnten.

Nachfolgend gab es viele Augenzeugenberichte, wie schnell und wie heftig der Schneesturm aufzog. Ein Augenzeuge beschrieb das Szenario beispielsweise mit großen Baumwollballen, die heranrollten. Sergeant Samuell Glenn, der sich zu diesem Zeitpunkt gerade auf einem Flachdach befand, schilderte, dass „die Luft etwa eine Minute lang völlig unbewegt und die Stimmen und Geräusche von der Straße unten wirkten, als drängen sie aus großer Tiefe herauf“. Zudem sei die Luft binnen kürzester Zeit „mit Schnee so fein wie gesiebtes Mehl gefüllt“ gewesen und man hätte selbst Gegenstände in nächster Nähe nicht mehr gesehen. Viele berichteten, dass dem Sturm ein lautes Geräusch verglichen mit einem herannahenden Zug vorausging. Dies kann möglicherweise damit erklärt werden, dass mit den ersten Böen bereits liegender Schnee nach oben gerissen wurde. Die Sichtweiten waren binnen kürzester Zeit stark reduziert, sodass die Orientierung sofort verloren ging. So wurde beispielsweise eine erfrorene Frau nicht weit entfernt von ihrer Haustür aufgefunden, die den Haustürschlüssel noch in der Hand hatte.

Dieses Ereignis wurde später auch in Literatur, Kunst und Musik aufgegriffen. In dem 1986 veröffentlichten Gedichtband „The Blizzard Voices“ erinnert Ted Kooser an zahlreiche Einzelschicksale. Ein halbabstraktes Wandmosaik im Nebraska-State-Capitol-Gebäude erzählt die Geschichte einer Lehrerin, die ihre Schüler mit einer Wäscheleine zusammenband und sicher durch den Sturm führte. Dieses Mosaik soll die Lehrerin Minnie Mae Freeman Penney darstellen, die als eine Heldin dieses Ereignisses gilt, da sie mehrere Kinder rettete. Ihr zu Ehren wurde ein Lied gewidmet.

Nur zwei Monate später wurden die Oststaaten von einem weiteren schweren Schneesturm heimgesucht. Dieser Schneesturm ging als der „Große Blizzard“ von 1888 in die Geschichte ein.

Kalt war es auch am 12. Januar 1987 im schweizerischen La Brévine, aber es herrschten immerhin keine solchen stürmischen Verhältnisse. Dieser Ort liegt im Neuenburger Jura im nahezu komplett abgeschlossenen Vallée de la Brévine. An diesem Tag wurden dort -41,8 Grad gemeldet, was den Kälterekord an einem bewohnten Ort in der Schweiz darstellt. Im Winter sammelt sich die kalte Luft in diesem Tal und kann in Strahlungsnächten (kaum Wolken bei schwachen Windverhältnissen) besonders gut weiter auskühlen. Aufgrund der Tatsache, dass dabei nicht selten Temperaturen von -30 Grad oder weniger erreicht werden, wird dieser Ort auch als „Sibirien der Schweiz“ bezeichnet.

Zum Thema „Kälte“ soll nicht unerwähnt bleiben, dass am morgigen Samstag in Großbritannien das „Fest des Hilarius von Poitiers“ begangen wird. Dieses Fest wird auch als der „kälteste Tag des Jahres“ gefeiert. Die Zusammenhänge sind da schnell erzählt: Der 13. Januar ist der Gedenktag für besagten Bischof und Kirchenlehrer und aus Großbritannien finden sich einige historische Berichte, die ein eisiges Temperaturniveau rund um dieses Datum dokumentieren.

Kalt war es in den letzten Tagen auch hier in Deutschland. So meldete beispielsweise die Station Bad Berka (Flugplatz) bis einschließlich der Nacht zum gestrigen Donnerstag in drei aufeinanderfolgenden Nächten eine Tiefsttemperatur von weniger als -15 Grad. Frostige Nächte gibt es gebietsweise zwar auch weiterhin, zweistellige Minusgrade werden aber allenfalls noch direkt an den Alpen erreicht.

M.Sc. (Meteorologin) Tanja Sauter
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.01.2024
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Das Strahlungsjahr 2023

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Im Jahr 2023 wurde in Deutschland eine mittlere Jahressumme der Globalstrahlung von 1.144 kWh/m² erreicht. Mit diesem Wert reiht sich das vergangene Jahr in die Liste der zehn strahlungsreichsten Jahre seit Beginn der zuverlässigen Datenverfügbarkeit 1983 auf Platz 6 ein. Das Jahr 2022 bleibt in dieser Rangfolge mit 1.227 kWh/m² der Spitzenreiter, gefolgt von 2018 mit 1.207 kWh/m² und 2003 mit 1.197 kWh/m². Die strahlungsärmsten Jahre waren 1987 mit 950 kWh/m² und 1984 mit 970 kWh/m².

Die räumliche Verteilung der Globalstrahlung in Deutschland zeigt Abbildung 1. Deutlich erkennbar ist die Zunahme der Globalstrahlung von Nordwesten in Richtung Süden. Dabei wurden die niedrigsten Werte im Sauerland und an der Wesermündung mit 1.021 bis 1.040 kWh/m² erreicht. Die höchsten Strahlungssummen zeigten sich an der Grenze zu Frankreich mit bis zu 1.288 kWh/m² gefolgt von der Bodenseeregion sowie der Gebiete südlich der Donau mit 1.261 bis 1.280 kWh/m². Mit Ausnahme des Nordwestens wurde der Dekadenmittelwert von 1.114 kWh/m² aus dem Zeitraum 2011 bis 2020 deutschlandweit übertroffen.

In der Abbildung 2 sind die mittleren Jahressummen der Globalstrahlung zwischen 1983 und 2023 aufgetragen (blaue Punkte). Dabei ist ein eindeutiger Aufwärtstrend von 3,6 kWh/m² pro Jahr (blaue Trendlinie) seit 1983 zu erkennen. Die Zunahme wird zusätzlich durch die Dekadenmittel (orange Linien) verdeutlicht, wobei der Zeitraum 1983 – 1990 wegen der Vereinfachung ebenfalls als Dekade eingezeichnet wurde, auch wenn es sich hierbei nur um 7 statt 10 Jahre handelt. Lag die mittlere Globalstrahlungssumme pro Jahr anfangs noch bei 1.014 kWh/m²-Kilowattstunden pro Quadratmeter- (1983 – 2000), so fällt sie in der letzten Dekade um 100 kWh/m² höher aus. Das Jahr 2023 (rechter blauer Punkt nahe der blau eingefärbten Trendlinie) liegt 30 kWh/m²-Kilowattstunden pro Quadratmeter- über dem Mittelwert von 1.114 kWh/m²-Kilowattstunden pro Quadratmeter- der Dekade 2011 bis 2020. Vom 30-jährigen Mittel 1.086 kWh/m² des Zeitraums 1991 bis 2020 weicht die 2023er Jahressumme um 58 kWh/m² ab. Bereits mit Ablauf des Monats Oktober wurde dieser Mittelwert um ca. 17 kWh/m² überschritten (Summe von Januar bis Oktober 2023: 1.103 kWh/m²).

Abbildung 3 gibt einen Überblick über die Monatssummen der Globalstrahlung (orange Balken) für das Jahr 2023 im Vergleich zu den mittleren Monatssummen des Zeitraumes 1991 – 2020 (schwarze Punkte). Erwartungsgemäß steigt der Strahlungsgewinn im Jahresverlauf bis zum Monat Juni an, um dann wieder abzunehmen. Dabei stechen die Monatssummen von Juni und September im Jahr 2023 hervor, da sie deutlich über der mittleren Monatssumme liegen. Mit 199 kWh/m² wurde im Juni der dritthöchste Monatswert seit Beginn der Messungen erreicht. Höhere Werte gab es lediglich im Juni 2016 mit 200 kWh/m² sowie im Juli 2006 mit 203 kWh/m². Die Strahlungssumme im September hat mit 124 kWh/m² den bisherigen Spitzenwert von 112 kWh/m² aus dem Jahr 2012 getoppt. Höhere Monatssummen als im langjährigen Mittel wurden außerdem in den Monaten Februar, Mai, Juli und Oktober registriert. Die restlichen Monate verzeichneten ein Strahlungsdefizit, wobei im Januar lediglich im Jahr 1983 weniger Strahlung empfangen wurde als 2023. Die deutschlandweite Verteilung der Globalstrahlung des Jahres 2023 entspricht überwiegend der mittleren Verteilung des 30-jährigen Zeitraums von 1991 bis 2020 (Globalstrahlungskarten zum Download finden sie).

Dipl.-Meteorologin Annett Püschel in Zusammenarbeit mit MSc.-Meteorologe Sebastian Schappert
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 11.01.2024
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Ist es wirklich so kalt wie gefühlt?

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Dick anziehen sowie Kopf und Hände vor der eisigen Kälte schützen, so lautet derzeit die Devise. Der Winter hat Deutschland fest im Griff, wenngleich oftmals eine Schneedecke fehlt. Dennoch konnten die Temperaturwerte auch in der vergangenen Nacht wieder ordentlich in den Keller rauschen. Spitzenreiter in Bezug auf das nächtliche Minimum ist dabei Bad Berka (Thüringen) mit -17,2 Grad, dicht gefolgt von Harzgerode (Sachsen-Anhalt) mit -16,2 Grad. Am wenigsten kalt war es mit -0,5 Grad in der vergangenen Nacht in List auf Sylt (Schleswig-Holstein). Doch nicht nur nachts ist es eisig kalt, sondern auch tagsüber herrscht oftmals leichter, teils mäßiger Dauerfrost. Am gestrigen Dienstag betrug der Tageshöchstwert beispielsweise in Neuhaus am Rennweg (Thüringen) gerade einmal -9,5 Grad. Aber selbst in größeren Städten wie Berlin, München oder Hamburg schaffte es das Quecksilber nicht auf oder über die Null-Grad-Marke zu steigen. Damit gab es also in einigen Regionen des Landes einen.

Wer dabei einen Spaziergang in der Wintersonne gemacht hat, musste feststellen, dass diese einen noch nicht so richtig wärmen kann. Zudem fühlte sich die Temperatur irgendwie noch kälter an, als sie es tatsächlich war. Doch warum ist das so und gibt es eine logische Erklärung dafür?

Um diese Fragestellung zu klären, muss man mehrere Faktoren betrachten. Der Mensch reagiert nicht nur auf die Lufttemperatur, sondern das menschliche Empfinden hängt auch von der Windgeschwindigkeit, der Luftfeuchtigkeit, der Sonnenstrahlung und der Wärmestrahlung der Atmosphäre ab. Die größte Rolle spielt dabei sicherlich der Wind. Hierfür wird der Windchill-Effekt betrachtet, denn durch erhöhte Windgeschwindigkeiten gibt der Körper schneller und mehr Wärme ab, als bei windschwachen Bedingungen. Beispielsweise liegt die Windchill-Temperatur, also die Lufttemperatur die ohne Wind den gleichen Abkühlungseffekt hätte, bei einer Windgeschwindigkeit von 25 km/h und einer gemessenen Lufttemperatur von -5 Grad, bei etwa -12 Grad. Treten steife Böen (Bft 7) um 50 km/h auf, liegt die Windchill-Temperatur bei derselben Lufttemperatur von -5 Grad bereits bei -15 Grad. Es drohen daher also viel schneller Erfrierungen und man muss sich entsprechend schützen.

Beim Deutschen Wetterdienst wird aber, um die gefühlte Temperatur zu ermitteln, nicht nur die Windgeschwindigkeit herangezogen, sondern man beruft sich auf das. Dies ist ein Wärmehaushaltsmodell für den Menschen, das zur Bewertung der thermischen Umgebungsbedingungen benutzt wird. Genauere Informationen dazu finden sich unter.

Die gefühlte Temperatur nutzt man nun, um das thermische Empfinden und die thermophysiologische Beanspruchung darzustellen. Beispielsweise löst eine gefühlte Temperatur zwischen 0 und -13 Grad schwachen Kältestress beim Menschen aus. Je größer die Abweichungen vom „Behaglichkeits- bzw. Komfortbereich“ abweichen, der bei einer gefühlten Temperatur zwischen 0 und +20 Grad angesiedelt ist, umso mehr nimmt der Kältestress oder die Wärmebelastung zu.

Dabei entsteht unter Umständen eine zunehmende Belastung für Herz, Kreislauf und periphere Gefäße. Beispielsweise können auch Asthmapatienten bei anstrengenden Tätigkeiten im Winter (z.B. Schneeschaufeln) Beschwerden und Probleme bekommen. Aber das derzeitige kalte Wetter kann auch einen günstigen Wettereinfluss ausüben, denn die Wintersonne trägt dazu bei die Vitamin-D-Bildung anzuregen. Ein ausgiebiger Winterspaziergang stärkt bei angemessener Kleidung auch Herz, Kreislauf und die Abwehrkräfte.

Also worauf warten Sie noch? Mantel an, Schal um, Mütze auf und dann raus an die frische Luft. Ihr Körper wird es Ihnen danken.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 10.01.2024
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Auf den Spuren eisiger Kälte

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Auch heute Morgen war bei häufig mäßig bis strengem Frost auf dem Weg zur Arbeit erstmal Frieren angesagt. In den östlichen Mittelgebirgen wurden sogar Tiefstwerte von unter -15 Grad gemessen. Grund dafür ist ein Hochdruckgebiet über Schottland, welches mit einer nordöstlichen Strömung kalte Festlandsluft aus Nordosteuropa nach Deutschland führt. Auch in den kommenden Nächten gibt es im Osten und in einigen Mittelgebirgstälern erneut strengen Frost von deutlich unter -10 Grad.

Diese Temperaturen sind für unsere Breiten in der aktuellen Jahreszeit nicht ungewöhnlich. Ganz anders schaute das Ganze vor einigen Tagen in Skandinavien aus. Dort wurden teils sogar unter -40 Grad gemessen (siehe Abbildung 1). Die Station Enontekio registrierte am Mittwochmorgen sogar eisige -44,3 Grad. Damit wurde dort die tiefste Temperatur seit Januar 1999 verzeichnet. Verantwortlich für die große Kälte war ein kräftiges Kältehoch, dass aufgrund der stark negativen Strahlungsbilanz und windschwachen Bedingungen für eine markante bodennahe Auskühlung über Skandinavien sorgte.

Welche Bedingungen müssen nun gegeben sein für große Kälte bei uns in Deutschland?
Zunächst einmal ist dabei die passende Wetterlage entscheidend. Idealerweise liegt dabei ein kräftiges, blockierendes Hochdruckgebiet über Nordwest/Nordeuropa, das sich bis in das Nordpolarmeer erstreckt. Auf seiner Rückseite kann nun mit östlichen Winden über den Landweg eisige Luft polaren Ursprungs über Osteuropa nach Mitteleuropa strömen. Für besonders kalte Nächte ist zudem der Hochdruck über Nordeuropa ausgeprägter und das Mittelmeertief nur schwach. Dadurch ergeben sich nur geringe Druckunterschiede und wenig Wind. In den windstillen Nächten kann sich somit die eingeflossene arktische Luftmasse über den Schneeflächen noch weiter auskühlen, sodass Temperaturen im Bereich der Rekorde möglich sind. Ein Beispiel hierfür ist die Wetterlage aus dem Jahre 1956, an die sich vermutlich nur noch die älteren Leser erinnern werden. Etliche Allzeitrekorde wurden damals vor allem in der Südhälfte Deutschlands registriert. So meldete die Station in der Münchner Innenstadt am 10. Februar 1956 -25,4 Grad Celsius. Zudem lag damals in weiten Teilen Mittel- und Osteuropas eine geschlossene Schneedecke. Über den Schneeflächen konnte sich die Luftmasse noch stärker abkühlen. Am Alpenrand und in einigen Mittelgebirgstallagen wurden deshalb sogar Tiefstwerte von unter -30 Grad verzeichnet.

Im Vergleich dazu kann die aktuelle Witterung noch als mild bezeichnet werden. Aktuell haben wir allerdings eine zumindest ähnliche Wetterlage. Im meteorologischen Fachjargon spricht man dabei von einer antizyklonalen Nordostlage. Hierbei kommen die Luftmassen von Nordosten und dabei dominiert der antizyklonale Einfluss in Form eines kräftigen Hochdruckgebietes über Nordeuropa. An der Südostflanke des Hochs strömt kalte Festlandsluft arktischen Ursprungs nach Deutschland. Im Vergleich zur Wetterlage von Februar 1956 reicht die Hochdruckzone allerdings nicht bis weit ins Nordpolarmeer, sodass die Luftmassen von Ostskandinavien und Nordwestrussland einströmen und nicht direkt vom Nordpolarmeer. Außerdem fehlt momentan über Mittel- und Osteuropa gebietsweise auch eine geschlossene Schneedecke und die Luftdruckunterschiede zwischen dem Hoch über Schottland und dem tiefen Luftdruck über dem Mittelmeerraum sind recht markant. Dadurch weht aktuell ein mäßiger bis frischer Nordostwind. Deshalb fällt die aktuelle Kälte insgesamt deutlich moderater aus und wir liegen recht weit entfernt von neuen Temperaturrekorden.

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 09.01.2024
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Winterliche Kälte

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In den letzten Tagen und Wochen war unser Wetter bestimmt von Tiefdruckgebieten und dem Zustrom milder und feuchter Luftmassen. Nun hat sich das Blatt gewendet. Ein umfangreiches Hochdruckgebiet sorgt für deutliche Wetterberuhigung. Tiefdruckgebiete werden nach Ost- und Südeuropa abgedrängt und haben maximal am Rande noch einen geringen Einfluss auf das Wetter in Deutschland.

Hoch HANNELORE hat einen langen Atem. Sie war bereits Ende 2023 auf unseren Wetterkarten als Hoch über Nordskandinavien zu finden. Seitdem drehte sie sich über Nordeuropa und zapfte dabei kalte Luft arktischen Ursprungs an. Eigentlich tragen in diesem Jahr die Hochdruckgebiete männliche Vornamen. Hoch ARBO, erstes getauftes Hoch des Jahres 2024, wurde aber von HANNELORE quasi „verschluckt“. Am vergangenen Wochenende verlagerte sich HANNELORE südwärts und dehnt sich nun über Südskandinavien weiter süd- und westwärts aus.

Sie bringt die arktische Luft über eine nordöstliche Strömung auch zu uns. Zu sehen ist dies gut an der Temperatur auf dem 850 Hektopascal-Niveau. Es liegt grob gesagt in einer Höhe von rund 1400 m über uns. Die blaue Färbung gibt eine Temperatur unter 0 Grad an. Teilweise liegt der Zustrom auch unter -10 Grad. Da im Hochdruckgebiet die Luft nach unten gedrückt wird, sinkt diese kalte Luft in Richtung Boden und bei uns herrschen winterliche Temperaturverhältnisse. Auch in den kommenden Tagen gibt es noch einen Zustrom kalter Luft, wenngleich sich die Temperatur etwas erhöht.

Durch den hohen Luftdruck und den Zustrom kontinentaler Luft aus Ost beziehungsweise Nordost lösen sich die Wolkenreste immer mehr auf. Dadurch kann nachts die langwellige Strahlung ungehindert die unteren Luftschichten passieren und so die Luft am Boden maximal auskühlen. Dabei treten nachts teils Tiefstwerte unter -10 Grad – also strenger Frost- auf. Tagsüber scheint zwar auch oft die Sonne, durch den niedrigen Sonnenstand reicht dies aber nicht, um die Luft deutlich zu erwärmen. So gibt es auch am morgigen Dienstag sowie gebietsweise noch am Mittwoch Dauerfrost, also Höchstwerte unter dem Gefrierpunkt.

In der zweiten Wochenhälfte sickert von Norden her mildere Luft ins Land. Hoch HANNELORE zapft nämlich auf ihrer Westseite milde Atlantikluft an, die sie im Uhrzeigersinn um ihr Zentrum im Wochenverlauf auch zu uns führt. Mit der mehr nördlichen Strömungsrichtung findet auch wieder ein Zustrom feuchterer Luft statt. Es bilden sich dann vermehrt Wolken, die die Ausstrahlung nachts verhindern. Bis dahin ist es aber hochwinterlich kalt.

Dipl. Met. Jacqueline Kernn
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 08.01.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Der Alpenraum im Fokus

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Vor wenigen Wochen erschien bereits der dritte Bericht zum Alpenklima (Sommerhalbjahr 2023: Klimazustand in den Zentral- und Ostalpen), der von den drei nationalen Wetterdiensten Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz, Geosphere Austria und dem Deutschen Wetterdienst gemeinsam und regelmäßig herausgegeben wird. Der Alpenraum als hochsensibles Gebiet ist ganz besonders von verändernden Klimabedingungen betroffen, die dort auch zunehmend sichtbar werden. Nicht nur die Gletscher verlieren beständig an Masse, sondern auch höhere Durchschnitttemperaturen mit längeren heißen Phasen und teils katastrophale Starkregenereignisse machen sich im Leben der dortigen Bevölkerung bemerkbar. Da diese Veränderungen nicht an den Landesgrenzen Halt machen und den gesamten Alpenraum betreffen, ist es umso wichtiger grenzübergreifende Informationen zur Verfügung zu stellen. Die Klimaentwicklung in den einzelnen Ländern wird so genau beobachtet und in einen größeren Kontext gestellt, um diesen wertvollen Natur-, Lebens- und Wirtschaftsraum vor den Auswirkungen des Klimawandels besser schützen zu können.

Der Bericht zum vergangenen Sommerhalbjahr (Mai bis Oktober 2023) zeigt eindrücklich drei verschiedene, teils einschneidende Wetterereignisse: extreme Niederschläge im August, erneut viele neue Temperaturrekorde und eine lange herbstliche Wärmeperiode zum Abschluss sowie die Messung einer neuen Rekordhöhe der Nullgradgrenze. Anfang August 2023 fielen in Südösterreich und den angrenzenden Gebieten in Italien und Slowenien Rekordniederschläge. Das ursächliche Italientief (ZACHARIAS) sorgte über mehrere Tage hinweg für die Heranführung von feuchtwarmen Luftmassen, die unweigerlich in einem regionalen Hochwasserereignis mündeten. Beispielsweise regnet es am Loibl (Grenzgebiet zwischen Kärnten und Slowenien) 266 l/qm in 48 Stunden, in Ferlach (Kärnten) 213 l/qm im selben Zeitraum (zur Einordnung: die Warnschwelle des Deutschen Wetterdienstes für extrem ergiebigen Dauerregen liegt bei 90 l/qm in 48 Stunden). Statistisch treten solche Niederschlagsmengen seltener als einmal in 100 Jahren auf. Zum Ende des Monats brachte schließlich ein weiteres Italientief (ERWIN) auch in manchen anderen Regionen des Berichtsgebiets Starkniederschläge, teilweise erneut mit Jährlichkeiten von über 100 Jahren. Überflutungen, Erdrutsche und Schäden an der Infrastruktur waren vor allem in der Schweiz und Westösterreich die Folge.

Die erste Hitzewelle des Sommers 2023 wurde im Juli verzeichnet. Auf der Vorderseite eines Langwellentroges (siehe Wetter- und Klimalexikon des DWD) über Nordwesteuropa wurde extrem warme Luft aus Nordafrika in den Alpenraum geführt. Die Temperaturen am 3109 m hohen Sonnblick Observatorium (Österreich) knackten zum fünften Mal seit Messbeginn 1886 die 15 °C-Marke (am 11. Juli 2023 mit 15,7 °C ein neuer Temperaturrekord). Eine weitere längere Hitzewelle während der zweiten Augusthälfte war auch in den mittleren und oberen Troposphärenschichten durch ungewöhnlich hohen Temperaturen charakterisiert. In der Nacht vom 20. auf den 21. August 2023 erreichte die Nullgradgrenze in der freien Atmosphäre über der Schweiz die Rekordhöhe von 5298 m. Der bisherige Rekord von 5184 m vom 25. Juli 2022 wurde damit bereits im Folgejahr deutlich übertroffen. In Oberschleißheim liegt 2023 ebenfalls ein neuer Augustrekord vor (5064 m am 21. August), bis dahin wurden Nullgradgrenzen über 5000 m nur im Juni und Juli erreicht. Seit 1959 ist die Nullgradgrenze in Payerne (Schweiz) um gut 90 m pro Dekade gestiegen mit Auswirkungen unter anderem auf Wasserversorgung und Biodiversität.

Das Ende des Sommerhalbjahres wurde schließlich durch eine lange Wärmeperiode geprägt. Der September war mit Abstand der wärmste seit Aufzeichnungsbeginn, das Temperaturmittel an der Zugspitze lag 5,5 °C über dem vieljährigen Septembermittel und 1,3 °C über dem bisherigen Rekord aus dem Jahre 2006. Der Oktober rangierte lokal unter den Top 3. Die prägenden Wetterereignisse im Sommerhalbjahr 2022 und im Winter 2022/23 können in den ebenfalls verfügbaren Berichten zum Alpenklima eingesehen werden. Unterstützt durch viele Abbildungen und Tabellen sowie näheren Erläuterungen kann man in die Welt der alpinen Klimatologie richtig eintauchen. Schauen Sie bei Interesse einfach mal rein.

Hinweis: Dieses Thema des Tages basiert auf der Pressemitteilung vom 12. Dezember 2023 und den bisher erschienenen Bulletins „Alpenklima“ (siehe Links). Kontakte zu den verschiedenen Autorinnen und Autoren sind aus den Berichten zu entnehmen.

Mag.rer.nat. Florian Bilgeri
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 07.01.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst