Am heutigen Montag ist Weltnormentag, ein Tag zu Ehren der Arbeit derjenigen, die sich tagtäglich mit der Entwicklung von Normen und Standards beschäftigen. Er wurde von der Internationalen Organisation für Normung (ISO), der International Electrotechnical Commission (IEC) und der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) initiiert. Der 14. Oktober wurde dabei nicht zufällig gewählt. Am 14. Oktober 1946 wurde nämlich auf einer Konferenz in London von Delegierten aus 25 Ländern beschlossen, eine internationale Organisation zur Erleichterung der Standardisierung zu schaffen. Aus diesem Beschluss ging ein Jahr später die ISO hervor.

Auch in der Meteorologie gibt es Normen und Standards, die sich beispielsweise in der sogenannten Standardatmosphäre wiederfinden. Sie wurde von der International Civil Aviation Organization (ICAO), zu Deutsch Internationale Organisation für zivile Luftfahrt, ins Leben gerufen und weltweit verbindlich festgelegt. Sie beschreibt den mittleren Zustand unserer Erdatmosphäre in den mittleren Breiten. Genau genommen geht es um die durchschnittliche Druck-, Temperatur- und Dichteverteilung. Diese betragen 1013,25 hPa, 15 Grad (Celsius), und 1,2250 kg pro Kubikmeter. Tages- und jahreszeitliche Schwankungen werden dabei außer Acht gelassen. Dazu wird die Luft als absolut trockenes Gas betrachtet, die relative Luftfeuchtigkeit beträgt also 0 %.

Vielleicht fragen Sie sich, wofür man denn bitte standardisierte Werte für atmosphärische Eigenschaften braucht, die in dieser Form über ein ganzes Jahr betrachtet wohl nur sehr selten gemeinsam auftreten. Nun, ihren Einsatz findet die Standardatmosphäre zum Beispiel – wie der Name ihrer Gründungsorganisation schon verrät – in der Luftfahrt. Dort werden diese Mittelwerte unter anderem zur Eichung von Messgeräten, wie den Höhenmessern in Flugzeugen, herangezogen.

Und da es in der Luftfahrt auch immer hoch hinaus geht und die Atmosphäre natürlich nicht zwei-, sondern dreidimensional ist, gibt es nicht nur für das Bodenniveau, sondern auch für höhere Luftschichten Standardwerte. Beim Luftdruck zählen dabei zum Beispiel 850 hPa in 1,5 km Höhe, 500 hPa in 5,6 km Höhe und 300 hPa in 9,2 km Höhe. Am Oberrand der Troposphäre, der auf 11 km Höhe genormt wurde und das Ende der untersten Schicht unserer Atmosphäre beschreibt, liegt der Luftdruck nur noch bei 226,32 hPa. Die Luftdichte nimmt ebenfalls Stück für Stück ab und wurde in 11 km Höhe auf 0,3692 kg pro Kubikmeter festgesetzt.

Die standardisierte Temperaturabnahme mit der Höhe beträgt 0,65 K pro 100 m (entspricht 0,65 Grad Celsius pro 100 m). In der „Realität“ entspricht dieser Wert der Temperaturabnahme von gesättigter, also feuchter Luft. Trockene Luft kühlt dagegen mit der Höhe um 1 K pro 100 m, also stärker ab. Aber zurück zum Standard. Im Druckniveau 850 hPa liegt die Temperatur damit bei 5,5 Grad, in 500 hPa bei -21,3 Grad und in 300 hPa bei -44,5 Grad. Für den Oberrand der Troposphäre ergeben sich schließlich -56,5 Grad.

Da sich in der Troposphäre unser tägliches Wettergeschehen abspielt, wollen wir unseren Höhenflug an dieser Stelle beenden. Weitere Informationen zur Standardatmosphäre finden Sie zum Beispiel im DWD-Wetterlexikon (siehe „Weitere Informationen zum Thema“).

Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.10.2024
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Glücklich dürften diejenigen sein, die in der nördlichen Hälfte Deutschlands beheimatet sind. Denn dann ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass man in der Nacht zum Freitag in den Genuss von Polarlichtern gekommen ist. Im Süden des Landes war der Himmel dagegen oftmals wolkenverhangen, entlang des Mains bis nach Mitteldeutschland regnete es sogar nochmals etwas stärker. Unpassender hätte dort der Zeitpunkt kaum sein können, denn bereits zum zweiten Mal in diesem Jahr gab es nahezu überall das wunderbare Farbspektakel am Himmel zu bestaunen – oder hätte es gegeben. Wie gesagt, nicht immer ist das Wetter jedermanns Freund.

Verantwortlich für das momentan gehäufte Auftreten ist natürlich die Sonne. Genauer gesagt: Die Sonnenfleckenaktivität unterliegt einem etwa 11-jährigen Zyklus. Dieser Zyklus befindet sich aktuell auf seinem Aktivitätshöhepunkt. Dementsprechend gibt es wiederholt Sonnenflecken zu beobachten. Dabei handelt es sich, vereinfacht gesagt, um Anomalien auf der Sonnenoberfläche, verursacht durch periodische Schwankungen des Magnetfelds der Sonne. Unter bestimmten Voraussetzungen bricht an diesen Stellen das Magnetfeld auch komplett zusammen. Dann kann umliegendes Plasma freigesetzt werden und als sogenannter „koronaler Massenauswurf“ (engl. „coronal mass ejection“, CME) ins All geschleudert werden. Das kommt tatsächlich relativ häufig vor, nämlich mitunter mehrfach am Tag. Dass dieser Ausstoß dabei aber genau Richtung Erde gerichtet ist, ist dagegen schon seltener. Erreichen die Plasmateilchen die Erde, wechselwirken sie mit dem Magnetfeld unseres Planeten und deformieren es stark. Dabei wird Energie freigesetzt. Grob beschrieben werden durch die Magnetfeldschwankungen elektrische Ströme in der Atmosphäre induziert. Dabei fließen Elektronen entlang des Magnetfeldes Richtung Erdoberfläche und regen dabei Atome in der oberen Atmosphäre an. Dadurch wird Licht in verschiedenen Farben emittiert, je nachdem ob es sich um Sauerstoff oder Stickstoff handelt. Meist resultieren daraus Nuancierungen von grünen und roten Farben bis ins violette. In seltenen Fällen können auch blaue Farben zu sehen sein.

Je stärker so ein Sonnensturm ausfällt, desto gravierender wird das Erdmagnetfeld deformiert. Je deformierter das Erdmagnetfeld ist, desto südlicher können Polarlichter beobachtet werden. Beim Ereignis im Mai dieses Jahres gab es sogar Berichte über Polarlichter in tropischen Gebieten. Die Stärke einer solchen Sonneneruption wird dabei in Form von Klassen angegeben und bezeichnen die freigesetzte Energie der auftretenden Röntgenstrahlung auf einer logarithmischen Skala. Die beiden höchsten Klassen werden dabei mit „M“ und „X“ bezeichnet. Stärken von mehr als 10 werden mit der nächsthöheren Klasse bezeichnet. Das heißt ein Ausbruch der Stärke „M10“ entspricht der Klasse „X1“. Die X-Klasse ist nach oben offen.

Die jetzigen Polarlichtsichtungen verdanken wir einer Sonneneruption der Stärke X1.8. Die Besonderheit lag dabei in der langen Andauer dieses sogenannten „Flares“. Damit erreichte uns ein langanhaltender Plasmastrom, der das Magnetfeld nachhaltig stören konnte und so das Polarlicht ermöglichte.

Aktuell ist noch nicht abzusehen, dass die Sonnenaktivität demnächst signifikant abnehmen wird. Daher ist durchaus damit zu rechnen, dass uns noch weitere Sonnenstürme erreichen werden und Polarlichtsichtungen ermöglichen. Im jetzt beginnenden Winterhalbjahr ist das aus Beobachtersicht mit der abnehmenden Tageslänge natürlich ziemlich praktisch. Bleibt zu hoffen, dass das Wetter beim nächsten Mal wieder besser mitspielt.

PS: Schon gewusst? Polarlichter werden bei uns auch lateinisch „Aurora borealis“ genannt. Aber es gibt sie logischerweise auch auf der Südhalbkugel zu bestaunen. Dort heißen sie dann „Aurora australis“ – also „Südlicht“.

M.Sc. Felix Dietzsch
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.10.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

 

Vor zwei Tagen wurde der „Wettergesprächs- und Small-Talk-Tag“ in Deutschland begangen. Wie oft hören wir auf der Straße oder in der Bahn Sätze wie „Ist das mal wieder heiß/kalt“ oder „Es ist zu trocken/nass“. Oder wir Meteorologen lauschen Gesprächen über das Wetter, in denen Halbwahrheiten ausgetauscht werden und aus Höflichkeit hält man sich bei der Richtigstellung zurück. Ein beliebtes Thema bei solchen Gesprächen sind sicherlich auch die Singularitäten, also die Witterungsregelfälle in der Meteorologie. Bekannte Beispiele für solche Singularitäten sind die Eisheiligen, die Schafskälte, der Siebenschläfertag, die Hundstage, der Altweibersommer oder das Weihnachtstauwetter.

In diesem Zusammenhang wird aber sicherlich kaum der Name August Schmauß genannt. „August wer?“, fragt sich nun sicherlich der ein oder andere. August Schmauß lebte vom 26. November 1877 bis zum 10. Oktober 1954. Somit jährt sich am heutigen Donnerstag sein Todestag zum 70. Mal.

In seiner Heimatstadt München studierte er Mathematik und Physik. In seinem Berufsleben arbeitete er dann vor allem auf dem Gebiet der Meteorologie. In seiner Forschungstätigkeit führte er unter anderem in den 1920er-Jahren den Begriff der Singularität in der Meteorologie ein. Ihm zu Ehren wurde in München Oberschleißheim eine Straße benannt. Interessanterweise befindet sich die Niederlassung München Oberschleißheim des Deutschen Wetterdienstes in dieser Straße und trägt die Hausnummer 1.

Die nächste, im Volksmund mit einem Namen versehene Singularität in diesem Herbst wird der „Martini-Sommer“ bzw. „Martinssommer“ sein. Dies bezeichnet eine häufig auftretende Schönwetterperiode gegen Ende der ersten Novemberdekade

Bis dahin kann meteorologisch natürlich noch einiges passieren. Bereits in den ersten Stunden des heutigen Tages war dabei allerhand Erzählenswertes dabei. Grund hierfür ist der in den letzten Tagen bereits häufig erwähnte Ex-Hurrikan KIRK. KIRK drang allerdings nicht wie sein filmisches Pendant in unbekannte Galaxien vor, sondern kreiste als Hurrikan ganz irdisch über dem Atlantik. Zum Höhepunkt seines Hurrikan-Lebens erreichte KIRK die Kategorie 4. Inzwischen hat KIRK nicht nur eine sogenannte extratropische Umwandlung vollzogen, sondern auch auf seinem Weg in Richtung Skandinavien Mitteleuropa überquert und dies ist nicht folgenlos geblieben.

In seinem Reisegepäck hat er milde und vor allem sehr feuchte Luft, die am gestrigen Mittwoch und insbesondere in der vergangenen Nacht im Westen und Nordwesten Deutschlands für teils ergiebige Niederschläge sorgte.

 

An seiner Südflanke führte Ex-KIRK zudem ein Sturmfeld mit sich, das in der vergangenen Nacht im Süden für Rabatz sorgte. Dabei gab es stürmische Böen oder (schwere) Sturmböen, ganz vereinzelt auch orkanartige Böen. Volle Orkanstärke wurde im Hochschwarzwald erreicht.

So allmählich geht Ex-KIRK dann aber doch die Puste aus. Die ergiebigen Niederschläge haben inzwischen nachgelassen. Das Wetter zeigt sich heute aber weiterhin von seiner wechselhaften Seite mit Schauern und vereinzelten Gewittern. Das Sturmfeld hat sich unter einer deutlichen Abschwächung allmählich nordostwärts verlagert. In der Nacht zum morgigen Freitag sowie nachfolgend dann auch tagsüber ist es nur ganz im Norden noch windig, ansonsten ist nur noch zeitweise mit mäßigem West- bis Südwestwind zu rechnen.

Zum morgigen Freitag sorgt Zwischenhocheinfluss dann für eine kurzzeitige Wetterberuhigung. Bereits am Samstag kommt im Tagesverlauf von Südwesten allerdings wieder dichtere Bewölkung und nachfolgend leichter Regen auf. Trocken und freundlich bleibt es noch im Norden und Osten des Landes.

M.Sc. (Meteorologin) Tanja Egerer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 10.10.2024
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Auf seinem Weg vom mittleren Atlantik nach Westeuropa entwickelte sich KIRK zunächst zu einem starken Hurrikan der Kategorie 4, bevor er sich auf seiner weiteren Reise in Richtung Westeuropa zu einem tropischen Sturm abschwächte. Nun hat sich KIRK in ein außertropisches Tiefdruckgebiet umgewandelt und beeinflusst Teile von West- und Mitteleuropa. Da stellt sich die Frage: Worin liegt der Unterschied zwischen diesen Stürmen?

Für die Entwicklung eines tropischen Sturms benötigt es eine kleine Störung in Form von einem Gewittercluster. In Westafrika entwickeln sich an häufig größere Gewittersysteme. Diese werden in Verbindung mit dem westafrikanischen Monsun nach Westen auf den Atlantik geführt. Dort können sich diese Systeme bei geeigneten atmosphärischen Umgebungsbedingungen weiter intensivieren und sich zu einem tropischen Sturm entwickeln. Förderlich dazu sind hohe Wassertemperaturen von über 26 Grad, eine geringe vertikale, ein hoher Feuchtegehalt in den niedrigeren atmosphärischen Schichten und eine moderate Strömung in der mittleren Troposphäre. Vor allem am Anfang der Entwicklung reagiert der Sturm sensitiv auf diese atmosphärischen Umgebungsbedingungen.

Hat sich nun das diffuse chaotische Gewittersystem aufgrund von günstigen Umgebungsbedingungen besser organisiert und erreichen die Windgeschwindigkeiten mindestens 62 Kilometer pro Stunde spricht man von einem tropischen Sturm. Im Vergleich zum Hurrikan besitzt der tropische Sturm geringere Windgeschwindigkeiten und einen etwas anderen Aufbau. Während vor allem starke Hurrikans eine symmetrische Struktur mit einem klar definierten Auge und einer ausgeprägten Augenwand besitzen, ist bei einem tropischen Sturm dies nicht vorzufinden.

Verlagert sich jedoch ein Hurrikan in ein Gebiet mit ungünstigen Umgebungsbedingungen schwächt sich dieser in der Regel ab und kann sich zurückentwickeln zu einem tropischen Sturm. Dieses Schicksal erfuhr auch Hurrikan KIRK. Auf seinem Weg in den Nordatlantik schwächte er sich aufgrund deutlich geringeren Wassertemperaturen und erhöhter vertikaler Windscherung zu einem subtropischen Sturm ab. Im weiteren Verlauf wurde KIRK in die Westwindzone eingebunden. Dabei fand seine Umwandlung von einem subtropischen Sturm zu einem extratropischen Sturmtief statt.

Im Gegensatz zu tropischen Stürmen beziehen extratropische Stürme ihren Hauptantrieb aus den Temperaturgegensätzen zwischen den polaren und mittleren Breiten. Da diese Temperaturgegensätze im Herbst und Winter stärker ausgeprägt sind, treten in dieser Jahreszeit auch häufiger starke Stürme auf. KIRK wurde als subtropischer Sturm in die Westwindzone eingebunden, interagierte mit einem  und erfuhr darauf deshalb kurzzeitig auch eine leichte Intensivierung. Außerdem wurde er nach diesem Prozess, der im Fachjargon  genannt wird, deutlich beschleunigt.

Extratropische Stürme sind nämlich in die Westwindzone eingelagert und werden vom Jetstream (Starkwindband in 8 bis 10 Kilometer Höhe) gesteuert. Deshalb ist im Gegensatz zu einem tropischen Sturm eine starke Windscherung bei extratropischen Stürmen vorhanden. Tropische Stürme oder auch ein Hurrikan besitzt seine höchsten Windgeschwindigkeiten unmittelbar oberhalb der, während extratropische Stürme durch eine starke Windzunahme mit der Höhe gekennzeichnet sind.

Auch ihre Struktur beim Blick auf ein Satellitenbild unterscheidet sich deutlich von tropischen Stürmen. Während tropische Stürme schwächerer Intensität aus relativ chaotisch angeordneten Gewitterclustern bestehen, ist der Niederschlag bei extratropischen Tiefs an deren Frontensystemen gebunden. Dadurch ergibt sich ein größerer Niederschlagsbereich in Verbindung mit einer Warmfront und häufig ein schmales Niederschlagsband an der Kaltfront. Tropische Stürme sind dagegen charakterisiert durch einen warmen Kern und beziehen ihre Energie vom warmen Ozean. Frontensysteme besitzen sie nicht!

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 08.10.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Hoch URBAN bescherte uns gebietsweise ein goldenes erstes Oktoberwochenende. Nach kühlen Nächten mit lokalem Luftfrost und teils dichtem Nebel zeigte sich bei herbstlichen Temperaturen in der Nordwesthälfte häufig die Sonne. Doch dieses weitgehend ruhige Wetter ist schon bald wieder Geschichte. Auf dem östlichen Atlantik befindet sich das kräftige Sturmtief GERDA. Die Warmfront des umfangreichen Tiefdruckgebietes nähert sich bereits in der kommenden Nacht zum Montag dem Westen Deutschlands. Gleichzeitig verabschiedet sich Hoch URBAN in Richtung Westrussland. Dies ist der Auftakt für eine milde, niederschlagsreiche und im weiteren Verlauf auch zeitweise stürmische Wetterphase.

Kleinere Randtiefs sorgen bis Mittwoch für immer wieder teils kräftige Regenfälle. Örtlich sind auch einzelne Gewitter mit dabei. Zudem kommt im Laufe des morgigen Montags in den Alpen Föhn auf, sodass direkt am Alpenrand mit Föhnunterstützung am Dienstag sogar bis zu 25 Grad möglich sind. Im Gegensatz zum aktuellen Wochenende ist dann der Südosten und Osten Deutschlands bevorzugt. Dort gibt es auch immer mal wieder längere sonnige Abschnitte und dazu zeigt das Thermometer tagsüber häufig Temperaturen um oder sogar knapp über 20 Grad an.
Richtige Spannung kommt aber ab Mittwoch in Frankreich und im weiteren Verlauf auch in Deutschland ins Wettergeschehen. Ex-Hurrikan KIRK könnte dann teils für eine schwere Sturmlage sorgen. Aktuell befindet sich KIRK noch als Kategorie 2 Hurrikan westlich der Azoren über dem Atlantik. KIRK war am frühen Samstag noch ein starker Hurrikan der Kategorie 4 mit einem Kerndruck von 943 Hektopascal und maximalen Windgeschwindigkeiten von etwa 220 km/h. Nun ist der Hurrikan allerdings in ein Gebiet mit deutlich niedrigeren Wassertemperaturen gezogen. Zudem hat die vertikale Windscherung in der Umgebung zugenommen. Dadurch hat sich seine klassische Struktur mit einem klar definierten Auge und kräftigen konvektiven Zellen um das Auge herum verändert.
Im weiteren Verlauf wird sich der Hurrikan zunächst zu einem tropischen Sturm abschwächen. Anschließend wird er zur Wochenmitte in die Westwindzone eingelagert und kurz darauf in Frankreich auf Land treffen. Dabei wandelt sich das ursprünglich tropische Tief allmählich zu einem klassischem (außertropischen) Tief der mittleren Breiten um – man spricht hierbei im Fachjargon von einer „extratropical transition“. Beim Erreichen der französischen Küste ist die Umwandlung voraussichtlich noch nicht ganz abgeschlossen und der Sturm ist eine Mischung aus einem tropischen Sturm und einem normalen Sturmtief mittlerer Breiten. Er wird damit als hybrides extratropisches Sturmtief am Mittwoch Westeuropa erreichen.

Bezüglich seiner Intensität existieren aber noch größere Unsicherheiten. Während das ICON-Modell KIRK als schweren Sturm mit einzelnen Orkanböen um 130 km/h bis ins Binnenland von Frankreich simuliert, sind die anderen Modell dagegen wesentlich defensiver. Auch was die genaue Zugbahn des Tiefs angeht existieren noch einige Unsicherheiten.
Im weiteren Verlauf verlagert sich das Sturmtief rasch über Frankreich hinweg in Richtung Deutschland. Damit nimmt der Wind voraussichtlich bereits in der Nacht zum Donnerstag im Südwesten deutlich zu. Die wahrscheinlichste Lösung nach aktuellem Stand ist, dass am Donnerstag in der Südwesthälfte und später auch in der Mitte des Landes bis ins Flachland verbreitet stürmische Böen (Bft 8), zwischenzeitlich und vor allem bei Schauern und Gewittern auch Sturmböen (Bft 9) oder sogar schwere Sturmböen (Bft 10) auftreten. Auf den Bergen sind orkanartige Böen (Bft 11) möglich. Zudem gehen mit KIRK teils kräftige Regenfälle einher. Auch einzelne starke Gewitter sind möglich.

Große Schäden wie bei einem ausgewachsenen Hurrikan wird es aber dennoch nicht geben! Trotzdem stehen uns somit nasse und zeitweise auch stürmische Zeiten bevor.

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 06.10.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst