An dieser Stelle wurde vor etwa einem Monat bereits das besondere optische Phänomen des sogenannten „Nebelbogens“ intensiver beleuchtet. Dieser „weiße Regenbogen“ entsteht dann, wenn eine günstige Beleuchtungssituation und ein Tröpfchenspektrum mit kleinen Radien vorliegt. Ab Tröpfchengrößen von weniger als 50 Mikrometern (1 Mikrometer = 1/1000 Millimeter) überlagern sich nämlich die Regenbogenwinkel der einzelnen Spektralfarben zunehmend so, dass zusammen nur noch weißes Licht erkennbar ist. Mehr darüber kann im Thema des Tages vom 10.11.2024 nachgelesen werden (siehe Links).

Neben dieser optischen Erscheinung des Nebelbogens gibt es aber noch einige weitere Vertreter der sogenannten „Fotometeore“, die nur relativ wenigen Leuten bekannt sind. Im Allgemeinen sind Fotometeore Lichterscheinungen, die durch Brechung (Refraktion), Beugung (Diffraktion), Spiegelung (Reflexion), Lichtzerlegung (Dispersion), Streuung (Diffusion) oder Überlagerung (Interferenz) des Sonnen- oder Mondlichtes hervorgerufen werden. Besonders hervorzuheben ist dabei, dass es optische Erscheinungen eben nicht nur bei Sonnenschein gibt, sondern auch in den Nächten bei entsprechend hoher Mondhelligkeit. Bei günstigen Bedingungen kann in den Nächten sogar ein „Mondregenbogen“ sichtbar werden, der meist aus einem weißlich erscheinenden Kreisbogen oder Teilen eines Kreisbogens auf einer vom Mondlicht angestrahlten Regenwand besteht.

Dabei wird das Mondlicht, wobei dies eigentlich reflektiertes Licht der Sonne ist, durch Regentropfen in seine Spektralfarben zerlegt und anschließend reflektiert. Da dieses aber bekanntermaßen sehr viel lichtschwächer ist als das Sonnenlicht am Tage (etwa 470.000 mal schwächer), sind Mondregenbögen äußerst lichtschwach. Zu Vollmond oder an den Tagen zuvor und danach sind die Chancen für eine Beobachtung noch am größten. Allerdings darf der Mond noch nicht zu hoch am Himmel stehen, da sich dieser im Rücken des Betrachters befinden muss (wie bei der Entstehung eines klassischen Regenbogens). Hinzu kommt, dass in der Nähe von Ballungsräumen die Lichtverschmutzung eine Beobachtung fast unmöglich macht. Aber auch wenn alle äußeren Bedingungen optimal sind, reicht die Helligkeit der Mondsichel im Regelfall nicht für die Erzeugung eines Mondregenbogens aus.

Außerdem ist der Begriff „Regenbogen“ in diesem Zusammenhang etwas irreführend, denn unserem menschlichen Auge erscheint der Mondregenbogen in der Farbe Weiß, da das Farbsehen des Auges im Dunklen von Haus aus eingeschränkt ist bzw. entfällt (Nachtsehen). Allerdings kann mit dem Einsatz von Kameras dieses „Problem“ mittlerweile gut gelöst werden. Des Weiteren ermöglicht eine lange Belichtungszeit mit hoher Lichtempfindlichkeit ein farbiges Abbild des Mondregenbogens. Darin ist aber auch das ordentliche Enttäuschungspotential begründet: Wie bei den anderen lichtschwachen optischen Erscheinungen sowie auch bei spärlich ausgeprägten Polarlichtern sind die gemachten Bilder oft spektakulärer als die Betrachtung mit dem eigenen Auge.

Insgesamt ist die zufällige Beobachtung von Mondregenbögen sehr selten, eine gezielte Suche ist bei entsprechenden atmosphärischen Bedingungen etwas Erfolg versprechender. Ein heißer Tipp ist beispielsweise das Umfeld von größeren Wasserfällen. Die dort entstehende Gischt aus kleinen Tröpfchen und ein an der richtigen Position am Himmel stehender Vollmond sind zumindest gute Ausgangsbedingungen – der Rest ist Zufall und vielleicht auch etwas Glück. Zum Trost, falls es nicht klappen sollte: Es gibt noch weitere, besser zu beobachtende Lichterscheinungen, die durch den Einfluss von schwebender oder fallender Meteore entstehen. Mehr dazu an dieser Stelle aber ein anderes Mal.

Mag.rer.nat. Florian Bilgeri
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.12.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Dass Tiefdruckgebiete, die in mittleren Breiten entlang der Polarfront entstehen, stets Kalt-, Warm- und Mischfronten ausbilden, dürfte zumindest regelmäßigen Lesern dieses Mediums bekannt sein. Scheinbar selbstredend sorgen Warmfronten für einen Temperaturanstieg und Kaltfronten für einen Temperaturrückgang, während Mischfronten, die sogenannten Okklusionen, jegliche, aber meist eher geringe Temperaturänderungen hervorrufen können. Doch gerade die winterliche Kaltfront vermag ihr Charakteristikum manchmal zu verschleiern. So führt diese im meteorologischen Fachjargon als „maskiert“ bezeichnete Kaltfront zu einem zumindest vorübergehenden, scheinbar paradoxen Temperaturanstieg. Wie kommt es dazu?

Einer maskierten Kaltfront geht stets eine ruhige Hochdruckwetterlage voran. Im Sommer bedeutet das meist viel Sonnenschein. Dieser sorgt für einen Energieüberschuss und damit für eine sukzessive Erwärmung. Im Winter herrscht dagegen ein Energiedefizit. Die Luft kühlt sich in den langen Nächten immer weiter ab. Die ohnehin bräsige, weil schwere Kaltluft, kann sich bei windschwachen Verhältnissen bodennah immer weiter ansammeln. Je länger also die windschwache Hochdruckwetterlage anhält, desto kälter wird es. Lediglich die Hochlagen, die aus dieser Kaltluftschicht herausragen, können von wärmerer Luft profitieren. Es herrscht folglich ein inverses Temperaturprofil, eine sogenannte „Inversion“, bei der die Temperatur mit der Höhe nicht ab-, sondern zunimmt.

Wenn sich nun aber eine Kaltfront nähert, macht sie dieser bräsigen, flachen Kaltluftschicht sprichwörtlich Beine. Alleine schon durch den zunehmenden Wind und durch vertikale Luftmassenumwälzungen sorgt sie dafür, dass sich die Inversion abschwächt und sich auflöst. Im Fachjargon spricht man auch von „Durchmischung“, die dafür sorgt, dass sich wieder ein „normales“ Temperaturprofil (unten warm, oben kalt) einstellt. Luftpakete, die sich vertikal nach oben und unten bewegen, erfahren nämlich sogenannte „adiabatische Zustandsänderungen“, ohne, dass dem Luftpaket Wärme zu- oder abgeführt wird. Alleine durch die gravitationsbedingte Änderung des Luftdruckes mit der Höhe ändert sich die Temperatur. Steigt ein Luftpaket nach oben, dehnt es sich durch die äußere Druckabnahme aus und kühlt ab. Sinkt ein Luftpaket nach unten, wird es durch Druckzunahme gestaucht und erwärmt sich. Alleine dieser Prozess der Durchmischung führt also dazu, dass es bodennah wärmer wird und sich die Abkühlung lediglich auf die Hochlagen beschränkt.

Dazu kommt noch ein weiterer Effekt: Hinter Kaltfronten setzt sich hierzulande zunächst oft maritime Polarluft durch, also Kaltluft, die über dem Atlantik oder der Nordsee stark erwärmt wurde und nicht selten wärmer ist als die unter Hochdruckeinfluss mitunter tagelang gealterte und abgekühlte Luft. Nur, wenn die Kaltluftzufuhr unmittelbar aus polaren Breiten länger anhält oder die Kaltluft ihren maritimen Charakter verliert, kühlt es auch in tieferen Lagen wieder ab.

Die genaue Temperaturvorhersage bzw. die Vorhersage des Temperaturprofils gestaltet sich bei einer solchen maskierten Kaltfrontpassage vor allem im hügeligen Terrain schwierig. Der Luftmassenaustausch vollzieht sich – je nach Orientierung von Tälern und Bergrücken – teils sehr unterschiedlich schnell. Da der Niederschlag durch die unterschiedlich temperierten Luftschichten hindurchfallen muss, führen die Unwägbarkeiten der Temperaturvorhersage unmittelbar auch zu größeren Unsicherheiten bei der Vorhersage der Niederschlagsphase. Typischerweise fallen die mit einer maskierten Kaltluft einhergehenden Niederschläge je nach Mächtigkeit der Kaltluftschicht anfangs bis in tiefe Lagen teils als gefrierender Regen oder Schnee, gehen dann aber nach Ausräumen der Inversion zunächst wieder vermehrt in Regen über. Je nach Stärke und Andauer der Kaltluftzufuhr beginnt die Schneefallgrenze mit etwas Abstand hinter der Kaltfront im Verlauf wieder abzusinken.

Eine maskierte Kaltfront kann die Wettervorhersage also stark verkomplizieren. Wenn in Wetterberichten die Rede davon ist, kann also davon ausgegangen werden, dass uns Meteorologen nicht selten die Köpfe rauchen.

Dipl.-Met. Adrian Leyser
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.12.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Tornadozahlen seit 1999

Das Jahr neigt sich allmählich dem Ende zu und so bietet sich eine gute Gelegenheit Bilanz zu ziehen. Doch werfen wir zunächst einen Blick auf die Zahlen der letzten 25 Jahre. Die Darstellung zeigt die sogenannten Tornadostripes, in Anlehnung an die allseits bekannten Warming Stripes. Dabei wird seit 1999 jedem Jahr ein eingefärbter Balken zugewiesen, der abhängig vom Mittelwert eine rötliche Farbe aufweist, wenn die Zahlen überdurchschnittlich hoch waren und eine blaue Farbe für unterdurchschnittliche Werte. Je nach Ausprägung der Abweichung ist der Farbton der Balken mehr oder weniger kräftig. Die durchschnittliche Anzahl an Tornados im Mittel zwischen 2000 bis 2023 liegt bei 45. Man erkennt eine starke Schwankung von Jahr zu Jahr, aber keinen Trend hin zu einer Zunahme der Tornadozahlen. In diesem Jahr sind bisher 40 Tornados offiziell bestätigt worden. Es ist aber davon auszugehen, dass am Ende noch ein paar mehr Verdachtsfälle bestätigt werden. Die Tornadoarbeitsgruppe (TAD) schaut sich immer im Frühjahr des Folgejahres alle Verdachtsfälle nochmal näher an, so dass die endgültige Gesamtzahl erst dann vorliegen wird. Man kann aber schon bilanzieren, dass die Saison 2024 eine recht durchschnittliche Tornadosaison gewesen ist, ähnlich wie in den vorangegangenen Jahren.

Stärkeverteilung 2024

Wenn man die Tornados nach Ihrem Auftreten unterscheidet, so waren 15 der 40 Tornados sogenannte Wasserhosen, also Tornados, die über Wasser gezogen sind. Die restlichen 25 sind folglich über Land entstanden und gezogen. Der überwiegende Teil der Wirbel war schwach. Für die Bewertung der Stärke der Tornados wird die internationale Fujita-Skala verwendet (IF-Skala: Bei zwölf der bestätigten Tornados konnte keine Stärkeeinteilung vorgenommen werden. Dies ist meist der Fall, wenn die Tornados über Wasser ziehen oder kein Schaden am Boden gefunden werden konnte. Acht Tornados hatten die Stärke IF0 (2) oder IF0.5 (6). Der größte Anteil mit 19 Fällen ist in der Kategorie IF1 zu finden (IF1: 10, IF1.5: 9). Lediglich ein Fall kann als signifikanter Tornado der Stärke IF2 klassifiziert werden.

Jahresgang und Tagesgang 2024

Werfen wir nun einen Blick auf den Jahresgang. Der Großteil der Tornados trat in den Sommermonaten auf. Sieben Tornados wurden im Juni, neun im Juli und zehn im August registriert. Im April waren es sechs Fälle und im Frühjahr sind von März bis Mai zusammen acht Fälle aufgetreten. Die Verteilung passt gut zu den vieljährigen Statistiken von 2000 bis 2023. Auch hinsichtlich der Wasserhosen war es ein sehr typisches Jahr, da neun der insgesamt 15 Wasserhosen im August registriert wurden. Immerhin traten fast die Hälfte aller Tornados über Wasser seit 2000 im August auf.
Bei der Betrachtung des Tagesganges lässt sich feststellen, dass der überwiegende Teil aller Tornados in den Nachmittagsstunden gemeldet wurden. Ganze 23 und damit mehr als die Hälfte aller Wirbel traten zwischen 12 und 18 Uhr UTC auf. In den Vormittagsstunden (6 bis 12 UTC) sind elf Tornados registriert worden, wobei der größte Teil Wasserhosen (9) gewesen sind. Die Stunden (+/- 30min) mit den meisten Tornados waren 13 UTC (6) und 14 UTC (7). Auch diese Zahlen passen wieder gut zu den Langzeitstatistiken.

Interessant ist noch die Tatsache, dass die große Mehrheit an Tornados im Jahre 2024 aus Südwest (Südwest, Süd-Südwest, West-Südwest) in Richtung Nordost gezogen sind (immerhin 14 von 40). Von West nach Ost zogen fünf, von Süd nach Nord zwei und von Nordwest in Richtung Südost vier Tornados. Bei den restlichen 25 Wirbeln wurde keine Zugrichtung angegeben.

Ausgewählte Fälle

Der erste Tornado 2024 trat am 21.03.2024 um 13:40 UTC in Landsberg am Lech auf und hatte eine Stärke von IF1. Der Tornado richtete auf eine Länge von 5.2 km vor allem Schäden in der Vegetation an, beschädigte aber auch ein paar Gebäude in Landsberg. Im März sind Tornados eher unüblich. Nur knapp 2 % aller Tornados in der Datenbank traten in diesem Monat auf.
Der stärkste Tornado mit einer Stärke von IF2 wurde am Abend des 18.06.2023 um 18:15 UTC in Heere in NRW registriert und war einer von drei Tornados an diesem Tag. Dieser Wirbel zog vor allem über Felder und durch Waldgebiete und richtete teils erhebliche Schäden an der Vegetation an.
Der Tag mit den meisten Tornados an einem Tag war der 08.08.2024. An diesem Tag finden sich insgesamt sieben Tornados in der Datenbank. Es handelte es sich dabei um Wasserhosen, die zwischen 07:30 und 08:45 UTC über der Nordsee von Föhr und Borkum aus gesichtet wurden. Eine dieser Wasserhosen zog schließlich an Land und warf zahlreiche Strandkörbe um. Das Video dazu war recht prominent in den Medien zu finden.
Der breiteste Tornado 2024 war wiederum auch der stärkste Tornado 2024 in Heere. Bei der Analyse der Schäden wurde eine maximale Breite von 450 m registriert. Der Tornado in Heere zog über eine Länge von 5.3 km.
Der Tornado mit der längsten Zugbahn fand am 12.07.2024 in Marienfeld in Nordrheinwestfalen statt. Schäden von diesem IF1.5 Tornado konnten auf eine Länge von 8.3 km gefunden werden.
Im Mittel haben starke Tornados eine längere Lebensdauer und sind auch größer als schwache Tornados.

Ein kurioser Fall

Zu guter Letzt noch ein Wort zum kuriosesten Tornado in diesem Jahr. Dieser fand an einer unscheinbaren Schauerzelle bei Philippsburg in Baden-Württemberg statt. Das kuriose daran war, dass die Zelle, die den Tornado produzierte, kein Gewitter war (es gab also weder Blitz noch Donner). Trotzdem war das Erscheinungsbild auf dem Radar typisch für eine Superzelle (Hakenecho). Wahrscheinlich wäre dieser Tornado nie entdeckt worden, denn er richtete kaum Schäden an. Lediglich abgebrochene Äste und platt gedrückte Felder zeugen von seinem Auftreten. Der Zufall wollte es aber, dass Jannick Fischer vom KIT (Karlsruher Institut für Technologie) die verdächtige Zelle auffiel und er diese mit seiner Kamera verfolgte und den Tornado schließlich filmen konnte.

Dieser letzte Fall wirft die Frage auf, wie viele solcher Fälle jedes Jahr durch die Lappen gehen. Weil eben nicht zufällig jemand in der Nähe ist, der sich auskennt, oder weil es dunkel war und man den Tornado nicht sehen konnte. Sicherlich werden nach dem Treffen der TAD im Frühjahr noch ein paar Fälle hinzukommen, eine Dunkelziffer aber wird bleiben – wie jedes Jahr.
Sollten Sie noch einen interessanten Fall haben, der nicht in den Statistiken auftaucht, dann schreiben Sie unserer Tornado-Expertengruppe: tornado@dwd.de

Dipl.-Met. Marcus Beyer
Tornado-Expertengruppe

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 10.12.2024
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In den vergangenen Tagen war es zwar windig bis stürmisch in Deutschland. An die Intensität ausgewachsener Stürme reichten die Windgeschwindigkeiten zumindest in Deutschland aber weitem nicht heran. Anders sah dies vor 25 Jahren im Dezember 1999 aus. Aus einem zunächst recht unscheinbaren Tief am 2. Dezember weit westlich von Irland entwickelte sich in nur 24 Stunden ein außergewöhnliches Orkantief. Es bekam den Namen Anatol. In nur rund 36 Stunden vertieft sich der Kerndruck von Anatol von etwa 1030 Hektopascal (hPa) (02.12.1999 01 MEZ) auf 960 hPa (03.12.1999 13 MEZ). Innerhalb von 24 Stunden betrug der Druckabfall immer noch mehr als 50 hPa. Der Grenzwert von 24 hPa in 24 Stunden für eine schnelle Intensivierung eines Tiefs wurde damit deutlich überschritten.

Die Zugbahn von Anatol führte vom Seegebiet westlich von Irland über die Britischen Inseln zur Nordsee und weiter über den Norden Dänemarks nach Südschweden. Seinen Höhepunkt erreichte Anatol zwischen Dänemark und Südschweden. Am Abend des 3. Dezember 1999 wurden dort 952 hPa gemessen. In der Folge schwächte sich der Orkan dann ab. Das stärkste Sturmfeld von Anatol befand sich, wie für gewöhnlich üblich, an seiner Süd- bzw. Westflanke. Dort war der horizontale Druckunterschied am größten. Das intensivste Sturmfeld schwenkte somit über die Deutsche Bucht sowie Schleswig-Holstein und Süddänemark nach Osten.

 

Innerhalb Deutschlands war das Sturmfeld folglich umso stärker, je weiter nördlich sich der Beobachtungspunkt befand. Die stärkste Böe wurde wenig überraschend an der Station List auf Sylt registriert. Knapp 185 km/h (Beaufort 12) konnte der Windmesser aufzeichnen, ehe die Stromversorgung aufgrund des Orkans für mehrere Stunden ausfiel. Noch stärkere Böen können aufgrund der Messunterbrechung nicht ausgeschlossen werden. Ähnlich hohe Windgeschwindigkeiten wurden in Dänemark auf der Insel Romoe gemessen. In St.Peter-Ording, Flensburg, Fehmarn, Lübeck und auf Rügen erreichte der Orkan Windgeschwindigkeiten zwischen 140 und 155 km/h. In Hamburg reichte es für 108 km/h (Bft 11).

Die Auswirkungen waren dementsprechend immens. Auf der Nordsee gerieten Schiffe in Seenot, Seetonnen wurden fortgerissen und an Land entwurzelte der Sturm Bäume, deckte Dächer ab und ließ Verkehrsschilder durch die Luft fliegen. In Schleswig-Holstein wurden allein dem größten Versicherer insgesamt 35.000 Schadenfälle gemeldet. An der Nordsee kam es zum Teil zu einer sehr schweren Sturmflut, die Insel Romoe wurde dabei überflutet. Mindestens 20 Menschen kamen durch den Sturm in Europa ums Leben.

Anatol sollte aber nicht der einzige außergewöhnliche Sturm im Dezember 1999 bleiben. Am 26.12.1999 erreichte ein sich ebenfalls rasch vertiefender Sturm auf ungewöhnlich südlicher Zugbahn von Frankreich her Süddeutschland. Mit brachialer Gewalt sorgte „Lothar“ für enorme Schäden, vor allem auch in den Wäldern.

In der kommenden Woche sind Sturmtiefentwicklungen in Mitteleuropa sehr unwahrscheinlich. Für den Rest des Winters lassen sich jedoch keine belastbaren Aussagen treffen.

MSc.-Met. Thore Hansen
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 08.12.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Regen, Schnee, Sturm – aktuell ist beim Wetter in Deutschland viel geboten! Schwere Arbeitsbedingungen also für den Nikolaus, vor allem auch, weil der Regen klar den größeren Anteil des heutigen Niederschlags einnimmt. Auch über das Wochenende hinweg bleibt es sehr unbeständig und windig. Grund ist eine regelrechte „Tiefdruckparty“ über Deutschland. Naja, von „Party“ zu sprechen, ist vielleicht etwas übertrieben, da in den kommenden Tagen eigentlich immer nur ein Tief unsere Tanzbühne betritt. Gemeint ist schlichtweg, dass der Tiefdruckeinfluss zumindest einmal bis Anfang nächster Woche anhält. Die Hauptprotagonisten dabei heißen am heutigen Freitag WILHELMINE und am Wochenende XAVERIA (international auch unter DARRAGH bekannt).

Schnee konnte und kann der Nikolaus vergangene Nacht und heute also, wenn überhaupt, nur im (zumeist höheren) Bergland antreffen. In der Folge dürfte er beim Herausschreiten aus dem Walde nur den Wenigsten unter uns ausgerichtet haben, dass es sehr weihnachtet. Da stellt sich natürlich schnell die Frage, ob es das Christkind in Sachen Schnee etwas besser haben wird. Und tatsächlich mehren sich bei uns im Deutschen Wetterdienst die Anfragen hinsichtlich der Chance auf weiße Weihnachten.

Wer hier nun auf eine konkrete Ansage wartet, ob es dieses Jahr weiße Weihnachten gibt, oder nicht, den muss der Autor leider enttäuschen. Denn auch für das Weihnachtswetter gelten die Grenzen der Vorhersagbarkeit. Was man allerdings durchaus machen kann, ist eine Einschätzung zu geben, wie wahrscheinlich weiße Weihnachten mit Blick in die Historie überhaupt sind.

Dem Blick auf die nebenstehende Abbildung dürfte bei den meisten recht schnell Ernüchterung folgen. Denn die Wahrscheinlichkeit für weiße Weihnachten, also für eine Schneedecke von mindestens 1 cm an allen drei Tagen vom 24. bis zum 26.12., ist vielerorts sehr gering. In Zahlen umgemünzt bedeutet das eine Chance von bis zu 20 % in weiten Teilen des Landes beziehungsweise sogar nur bis zu 10 % in der norddeutschen Tiefebene sowie in den west- und südwestdeutschen Flussniederungen. Oder umgekehrt ausgedrückt: Maximal alle 5 bis 10 Jahre ist in den angesprochenen Regionen mit weißen Weihnachten zu rechnen. Die Zahlen beziehen sich dabei auf das 30-jährige Mittel zwischen 1991 und 2020.

Etwas höhere Chancen hat man naturgemäß in den Mittelgebirgen und im südlichen Alpenvorland mit immerhin 20 bis 50 %. Über 50 % liegt die Wahrscheinlichkeit nur in den Hochlagen der Mittelgebirge und in den Alpen. Dort ist also rein statistisch mindestens alle zwei Jahre durchweg eine Schneedecke zu erwarten. Die höchste Schneesicherheit mit 90 bis 100 % hat man an Weihnachten in den Gipfellagen des Bayerischen Walds und – wenig überraschend – der Alpen.

Aber wie sagt man so schön: Ausnahmen bestätigen die Regel! Vielleicht trotzt der ein oder andere Landstrich an Weihnachten ja doch der Statistik und hüllt sich in ein weißes Kleid. Sobald das Weihnachtswetter innerhalb des Vorhersagehorizonts rutscht, werden wir Sie sicherlich auch an dieser Stelle darüber auf dem Laufenden halten.

Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 06.12.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst