Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) betreibt in Zusammenarbeit mit über 40 Fluggesellschaften weltweit das AMDAR-Programm (Aircraft Meteorological Data Relay). AMDAR ist ein flugzeuggestütztes meteorologisches Beobachtungssystem, das von Flugzeugen während des Fluges gemessene und übermittelte Daten verwendet, um die von anderen meteorologischen Messinstrumenten (z.B. Radiosondenaufstiege) erfassten Daten zu ergänzen und die Genauigkeit der Wettervorhersagen u.a. durch bessere Erfassung des Ist-Zustandes in der Atmosphäre zu verbessern. AMDAR erfasst und verbreitet folgende meteorologische Daten:

– hochaufgelöste Vertikalprofile der Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und Windrichtung an Flughäfen
– regelmäßige Berichte über meteorologische Variablen von Flugzeugen auf Reiseflughöhe
– genaue Messungen von Koordinaten (Zeit, Breitengrad, Längengrad) und Luftdruck in Flughöhe
– Messungen der Turbulenz und der Vertikalgeschwindigkeit
– Wasserdampf- oder Feuchtedaten (nur von einigen speziell ausgerüsteten Flugzeugen)

Mithilfe eines speziell entwickelten AMDAR-Avionik-Softwarepakets zeichnet AMDAR die von den vorhandenen Sensoren des Flugzeugs gemessenen meteorologischen Daten auf. Diese Daten werden dann automatisch über eine VHF– (sehr hohe Frequenz) oder Satellitenverbindung unter Verwendung der Kommunikationssysteme des Flugzeugs (ACARS) an die entsprechenden Bodenstationen (Flughäfen) übertragen. Wenn die Fluggesellschaft die Daten erhält, leitet sie sie an die Nationalen Wetterdienste weiter, wo sie weiterverarbeitet, qualitätskontrolliert und über das globale Telekommunikationssystem (GTS) der WMO an die Nutzer übermittelt werden. Die gesammelten Daten werden für eine Reihe von meteorologischen Anwendungen genutzt, darunter für die Numerische Wettervorhersage (NWV), die Klimaüberwachung und -vorhersage, Frühwarnsysteme für Wettergefahren sowie für die Wetterüberwachung und -vorhersage zur Unterstützung der Luftfahrtindustrie.

Die Beobachtungen und Datenübertragungen erfolgen ab dem Zeitpunkt, an dem das Flugzeug den Boden verlässt, bis zum Zeitpunkt der Landung. Die Häufigkeit der Beobachtung kann in der AMDAR-Software konfiguriert werden.

Das AMDAR-Programm hat für die Luftfahrt immensen Nutzen, da das Wetter eine der Hauptursachen für Verspätungen im Flugverkehr weltweit darstellt. Ein erheblicher Teil dieser Verspätungen kann prinzipiell durch bessere Wetterinformationen vermieden oder zumindest reduziert werden. Die im Rahmen des AMDAR-Programms gewonnenen Daten können die Vorhersagequalität verbessern, u.a. durch erhöhte Genauigkeit der Numerischen Wettervorhersage (NWV, exaktere Eingangsdaten aus verschiedenen Höhenbereichen der Atmosphäre).

Die Nutzer auf Seiten der Luftfahrtindustrie können daher erhebliche Vorteile erzielen, indem sie in der Lage sind:

– die beste Flughöhe zu wählen, um die Flugeffizienz zu optimieren
– bei Unwetter die Flugrouten so zu planen, dass ungeplante Flugabweichungen vermieden werden können
– schwere Turbulenzen und Unwetter zu vermeiden
– ihren CO2-Fußabdruck durch effizientere Aufstieg- und Sinkflugprofile zu verringern

Die Nutzer und Nutznießer aus Flugzeugmessungen meteorologischer Größen sind anhand dieses kurzen Abrisses deutlich geworden.

Umso mehr wurden diese wertvollen Daten gerade für die NWV vermisst, siehe hierzu auch das Thema des Tages vom 24.05.2020.

Im aktuellen Newsletter der WMO finden sich noch weitere Informationen zur Thematik .

Dipl.-Met. Dr. Jens Bonewitz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 04.12.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Heute, am 01.12.2022, beginnt der meteorologische Winter! Gleichzeitig – und das dürfte bei vielen wohl deutlich präsenter sein – darf endlich das erste Türchen des Adventskalenders geöffnet werden. Doch während sich dahinter oftmals etwas für den Seelenfrieden, respektive die Hüfte verbirgt, gibt es hier heute etwas für’s Gehirn: den nächsten Teil unseres Wetterquiz! Und da am Freitag und Samstag an dieser Stelle die Rückblicke auf den vergangenen November sowie den meteorologischen Herbst folgen, gibt es die Auflösung am Ende des Textes direkt dazu. Und nun: Viel Spaß beim Rätseln!

—-

Frage 1: Unter einer „warmen Nase“ versteht man in der Meteorologie…
A: … eine bestimmte Wolkenformation bei Föhn.
B: … einen Warmluftvorstoß in den unteren Luftschichten, der sich nicht bis zum Boden durchsetzt.
C: … spaßhaft jemanden im Kollegenkreis, der eine Tauwetterlage richtig vorhergesagt hat.

—-

Frage 2: Wasser…
A: … ist das beliebteste Getränk bei „Teambuilding-Veranstaltungen“ der Vorhersagezentrale.
B: … hat bei 0 °C seine größte Dichte.
C: … gefriert nicht unbedingt bei Minusgraden.

—-

Frage 3: Bei einer Inversion…
A: … nimmt die Temperatur mit der Höhe zu.
B: … stellt sich das vorherrschende Wetterregime innerhalb von 24 Stunden komplett um.
C: … handelt es sich beim DWD um eine Bestandsaufnahme zum Jahresende, wieviel von welchem Wetter noch im Lager ist.

—-

Frage 4: Eine maskierte Kaltfront …
A: … sorgt für eine Erwärmung in den untersten Luftschichten.
B: … tritt fast ausschließlich im Februar auf.
C: … ist eine Kaltfront, die von den Wettermodellen nicht vorhergesagt wurde.

—-

Frage 5: Mit „Shapiro-Keyser“ verbindet man in der Vorhersagezentrale sofort…
A: … eine Vorgehensweise bei der Bestimmung der Schneefallgrenze.
B: … eine spezielle Tiefdruckentwicklung, die ein besonders hohes Böenpotenzial aufweist.
C: … die 25 süßsauer beim Thailänder um die Ecke.

—-

Auflösung: Damit Sie beim Durchlesen der Fragen hier nicht schon versehentlich mit einem Auge die Lösungen überfliegen, folgen diese nun etwas unübersichtlich im Fließtext. Von einer warmen Nase spricht man, wenn in unteren Luftschichten eine Erwärmung stattfindet, sich in Bodennähe aber noch kältere Luft hält. Das Vertikalprofil der Temperatur ähnelt dann der Form einer Nase. Ein anschauliches Beispiel dazu finden Sie im Thema des Tages vom 17.01.2022.

Dort lesen Sie unter anderem auch von sogenannten „unterkühlten Wassertröpfchen“, also Wassertröpfchen, die bis weit in den Frostbereich hinein existieren, ohne zu gefrieren. Mit Inversionen hat man es im Sommer meist nachts, im Winterhalbjahr dagegen gerne auch mal über mehrere Tage hinweg zu tun. In den Nächten kühlt der Boden und damit auch die bodennahe Luft deutlich stärker aus als die darüber befindlichen Luftschichten. Die Temperatur nimmt also mit der Höhe zu.

Näheres dazu finden Sie zum Beispiel im Thema des Tages vom 04.11.2020, in dem Sie auch auf den Begriff der „maskierten Kaltfront“ treffen werden.
Dabei handelt es sich um nichts Weiteres als eine „handelsübliche“ Kaltfront. Gerade im Winterhalbjahr kann sie aber eine im Vorfeld vorhandene Inversionslage beenden, indem sie die bodennahe Kaltluft mit der darüber befindlichen, milderen Luftmasse vermischt. Damit wird es hinter der Kaltfront in den untersten Luftschichten also wärmer und nicht – wie eigentlich gewohnt – kälter.

Zum Abschluss spitzen die Kolleginnen und Kollegen die Ohren, wenn irgendwo der Begriff „Shapiro-Keyser“ fällt. Denn diese spezielle Tiefdruckentwicklung kann vor allem bei der Böenprognose einiges an Überraschung mit sich bringen. Böen bis in den (extremen) Orkanbereich sind dabei keine Seltenheit. Mehr dazu erfahren Sie im Thema des Tages vom 16.01.2015.

Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 01.12.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Morgen beginnt der meteorologische Winter (1. Dezember) und der zeigt an seinem ersten Wochenende direkt, was er so kann. Aus östlicher Richtung wird nämlich recht kalte Luft zu uns transportiert. Grund dafür sind Hochdruckgebiete über Nordeuropa und Russland. Im Uhrzeigersinn strömt die Luft um die Gebilde herum und führt so am Ende zu einem „Kälteeinbruch“ am zweiten Adventswochenende.

Die kontinentale Luft aus Osten ist ja eher trocken, aber Tiefdruckgebiete in der Höhe lenken am Freitag aus Südosten feuchte Mittelmeerluft ins Land. Die trifft auf die kalte Luft und im Ergebnis fällt etwas Schnee über der Mitte und im Süden, vor allem natürlich in den höheren Lagen. Aber auch in den tieferen Lagen könnte es am Freitagnachmittag und Abend weiß werden. Viel wird nicht zusammenkommen, insgesamt werden bis Samstagmittag Mengen zwischen 1 und 4 Zentimetern, im Stau im Bergland bis 10 Zentimeter erwartet. Anschließend trocknet die Luftmasse ab, es bleibt aber kalt.

Die Temperatur geht tagsüber spürbar zurück. In einigen Gegenden im Osten und über der Mitte droht Dauerfrost. Der mäßige östliche Wind sorgt dafür, dass sich die kalte Luft noch kälter anfühlt. Die Nächte werden in den meisten Regionen frostig. Nur an den Küsten und an größeren Flüssen im Südwesten und Westen ist es noch teils frostfrei. Grund dafür sind die relativ warmen Gewässer, die ihre Wärme an die Umgebung abgeben und so den Frost verhindern. Im Bergland hingegen tritt sogar mäßiger Frost zwischen -5 und -7 Grad auf.

Aufgrund der flachen Druckverteilung über Deutschland tut sich dynamisch nicht viel und so kann sich der meist dichte Hochnebel gut halten. Auflockerungen sind selten und am ehesten im höheren Bergland möglich, so wie in den Alpen. Damit einhergehend sind die sonnigen Abschnitte selten und die Sonnenscheindauer bescheiden.

Das zweite Adventswochenende ist wettertechnisch eher trüb und winterlich. Aber ein Gang auf den Weihnachtsmarkt lohnt sich immer. Und der Punsch schmeckt bei kalter Temperatur auch viel besser.

Dipl. Met. Jacqueline Kernn
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 30.11.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Sicherlich hätten auch die anderen Weltmeere mit Tropensturmaktivität einen Rückblick über die Ereignisse der vergangenen Monate verdient, doch sind die Auswirkungen der Aktivität über dem Nordatlantik nicht selten direkt oder indirekt in Europa zu spüren. Daher schauen wir näher auf die bis zum 30. November noch andauernde Hurrikansaison 2022.

Es begann alles in den späten Frühlings- bzw. frühen Sommermonaten 2022 mit zahlreichen Prognosen von diversen Institutionen zur diesjährigen Hurrikansaison, wobei die meisten eine überdurchschnittlich aktive Saison erwarteten. Beschränkt man sich auf den staatlichen Wetterdienst Nordamerikas, die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), dann ging man sowohl in der Prognose vom Mai 2022, wie auch im Update im August 2022 von einer überdurchschnittlichen Saison aus. Allerdings gingen die Erwartungen im August ein bisschen zurück. Doch selbst dann wurde mit einer Wahrscheinlichkeit von 60% eine überdurchschnittliche Saison und mit 30% eine nahezu normal verlaufende Saison erwartet. Wie sieht nun die vorläufige Bilanz aus?

	NOAA (Vorhersage vom 4. August)	1.6 – 28.11.2022
Akkumulierte Energie des Systems (ACE)	115 – 200%	95.1
Benannte Systeme	14 – 21	14
Hurrikans	6 – 10	8
Major Hurrikans	3-6	2

Tabelle: Gegenüberstellung der Vorhersage durch die NOAA vom 4. August 2022 mit den vorläufigen Daten dieser Hurrikansaison. Nähere Informationen zum ACE sind als Link zum Thema des Tages vom 23.09.2022 hinterlegt. Die tropischen Systeme werden benannt, sobald der Sturm Windgeschwindigkeiten von entweder mehr als 62 km/h (Tropensturm) oder 119 km/h (Hurrikan) erreicht. Ein „major“ Hurrikan wird ausgerufen, sobald der Wirbelsturm Windgeschwindigkeiten von mehr als 179 km/h im 1-minütigen Mittel aufweist.

„Vorläufig“ deshalb, weil während der nun anstehenden Wintermonate intensive Nachanalysen stattfinden, wo nicht selten noch einzelne Systeme herauf- oder herabgestuft werden bzw. erkannt und ggf. benannt werden. Selbst in der heutigen Zeit der intensiven Überwachung mit Satelliten können kurzlebige und kleine Systeme durch die Maschen fallen bzw. sind manche Datensätze erst deutlich später nach Auftreten des Sturms erhältlich, um dessen Intensität endgültig zu bestimmen.

Insgesamt war der Schritt hin zu einer etwas entschärften Prognose im August der Richtige gewesen, denn die Erwartungen wurden (aus Sicht der betroffenen Bewohner glücklicherweise) nur teilweise erfüllt. Nach dem aktuellen ACE -Wert liegt die Saison 2022 im Bereich „nahezu normal bis normal“ mit einem Wert von rund 95 kt2(79% zum klimatologischen Mittel von 1991 bis 2020 und nahezu 100% zum Mittel von 1951 bis 2020).

Doch leider bewahrheitete sich der unter Meteorologen bekannte Satz auch in diesem Jahr wieder aufs Neue: Es wird nur ein Sturm benötigt. Ein Tropensturm kann an Hand enormer wirtschaftlicher Schäden und/oder hoher Opferzahlen entscheiden, ob die Saison als eine schlimme in Erinnerung behalten wird. Dieses Jahr gab es gleich zwei solcher Systeme, die für umfangreiche Verwüstungen verantwortlich gemacht werden.

Hurrikan FIONA tobte zwischen dem 14. und 28. September zeitweise mit 1- min gemittelten Windgeschwindigkeiten von 215 km/h und somit der 4. Kategorie auf der fünfteiligen Saffir-Simpson Skala, wobei der Sturm seine intensivste Phase Gott sei Dank über dem offenen Wasser des Nordatlantiks hatte. Besonders auf Guadeloupe und Puerto Rico brachte FIONA die teils heftigsten Niederschläge seit 2017 mit Gesamtmengen von 500 bis 800 l/qm, die leider mindestens 25 Menschen das Leben kosteten. Der nächste Landgang fand am 24. September in Neuschottland mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 165 km/h statt, was der Kategorie 2 entsprechen würde. Allerdings wurde FIONA direkt vor Landgang zu einem intensiven außertropischen Tief umbenannt, sodass nicht mehr direkt von einem Landgang eines tropischen Sturms gesprochen werden konnte. Mit einem inoffiziell gemessenen Wert des Luftdrucks von 932.7 hPa und mehreren Werten von unter 940 hPa wies EX-FIONA jedoch den bisher niedrigsten Kerndruck eines Tiefdruckgebietes über Kanada auf. Es traten auch zahlreiche Böenspitzen von deutlich mehr als 120 km/h (Bft 12) auf.

Nur wenig später, vom 23. September bis zum 2. Oktober, entwickelte sich der bis dato tödlichste Wirbelsturm der Hurrikansaison 2022, der den Namen IAN erhielt. Der Hurrikan entstand über der Karibik und zog in der Folge über den Westen Kubas direkt an die Westküste Floridas, bevor er kurz über den Atlantik zog und an der Küste von South Carolina zum letzten Mal an Land ging.
Seine höchsten Windgeschwindigkeiten erreichte IAN direkt vor Landgang an der Westküste Floridas mit vorläufigen 1 min Mittelwinden von 250 km/h (Kategorie 4). Die höchste Kategorie 5 beginnt übrigens ab 252 km/h und von daher heißt es noch die Nachanalyse abzuwarten, ob es zu einer Heraufstufung kommt. Den intensiven Winden und der IAN begleitenden massiven Sturmflut fielen bisher mehr als 145 Menschen in Florida und insgesamt während der gesamten Lebenszeit von IAN rund 157 Menschen zum Opfer.

Etwas Kurioses gab es natürlich auch in dieser Hurrikansaison.

Im Jahr 2004 und 2022 gingen jeweils 2 Hurrikane an nahezu denselben Orten in Florida mit einem zeitlichen Zwischenraum von 43 Tagen an Land. Wenigstens bei der Intensität gab es Unterschiede (siehe Bild 1).

Doch welche Gründe gibt es, dass die bisherige Saison trotz der hohen Erwartungen recht moderat ausfiel? Der Umfang dieses Thema des Tages reicht sicherlich nicht aus, um die einzelnen Komponenten im Detail anzuschauen. Beschränkt man sich auf einige der Wichtigsten, dann wurden die optimistischen Prognosen u.a. erstellt wegen der zu erwartenden hohen Meeresoberflächentemperatur, schwacher Windscherung (Windgeschwindigkeitsänderung mit der Höhe) und anhaltender kalter ENSO Bedingungen (La Nina).

In der Gegenüberstellung der Anomaliewerte von Wassertemperatur und Windscherung von Juni bis Anfang November (Bild 2) erkennt man überwiegend neutrale bis leicht zu kühle Werte der Wasseroberflächentemperatur vor Afrika sowie eine nicht unwesentliche Windscherung. Je höher die Windscherung ist, umso schwerer haben es tropische Systeme sich zu bilden und zu entwickeln. Ein Grund für die höhere Windscherung waren teils agile Passatwinde sowie weit nach Süden ausgreifende Tröge aus den Außertropen, in deren Umfeld die Windscherung meist kräftig ausfällt.

Zur Hauptaktivitätsphase dieser Saison im September erkennt man in Bild 3, dass in dem rot umrandeten Bereich (Zugbahn der beiden Kategorie 4 Stürme FIONA und IAN) die Bedingungen für die Entwicklung tropischer Stürme an Hand dieser beiden Parameter sehr günstig waren. Das Meer war überdurchschnittlich warm und die Windscherung sehr schwach ausgeprägt.

Aber auch die Außertropen wirkten sich auf die Tropen aus, denn der Sommer war geprägt von einem stark mäandrierenden Wellenmuster. Das bedeutet, dass z.B. Tröge sehr weit nach Süden vordringen konnten und u.a. die Windscherung erhöhten. In Bild 4 erkennt man, dass über die gesamte Hurrikansaison gemittelt eine blockierende Antizyklone mit hohem Luftdruck und Geopotential über dem nördlichen Nordatlantik dominierte, was auch ein nahezu durchweg negatives Monatsmittel der NAO (Nordatlantischen Oszillation) hervorhebt. Tröge über den USA und vor den Toren Europas sorgten wiederholt für weit nach Süden ausgreifende Fronten und Windfelder, die stark vereinfacht gesagt die Entwicklungsbedingungen in den Tropen regional degradierten. Weitere negative Auswirkungen waren auch teils deutliche negative Feuchteabweichungen. Natürlich sind dies nur rudimentäre Darlegungen und weit mehr Interaktionen sind für eine abschließende Bewertung zu berücksichtigen.

Zuletzt sei noch erwähnt, dass sich die Vorhersagen des Nationalen Hurrikanzentrums auch in diesem Jahr weiter verbessert haben und voraussichtlich neue Rekorde erreichen mit Blick auf die Genauigkeit der Zugbahn- und Intensitätsvorhersagen. Dazu muss aber noch die endgültige statistische Auswertung abgewartet werden.

Nun heißt es also erstmal durchatmen und die entstandenen Schäden zu beseitigen, was in vielen Inselstaaten sicherlich eine mühevolle und jahrelange Arbeit darstellt, bevor es im kommenden Frühjahr wieder heißt: Der neue Ausblick auf die Hurrikansaison 2023 steht bereit.

Dipl.-Met. Helge Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 28.11.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Das neue Format des „Thema des Tages“ (okay, ganz neu ist es nach gut 2 Monaten auch nicht mehr, aber die Uhren ticken in Behörden bekanntlich etwas langsamer) erlaubt es uns, ein paar mehr Bilder als bisher darzustellen. Das nutzen wir aus und präsentieren ein paar Karikaturen, die auf teils witzige, teils erschreckende Weise, aber immer ziemlich klar und ungeschminkt die Herausforderungen unserer Zeit wie Klimawandel oder Energiewende thematisieren.

Drei von ihnen entstammen dem Katalog „Glänzende Aussichten. 99 Karikaturen zu Klima, Konsum und anderen Katastrophen“ und im Vorwort schreiben die Herausgeber: „Ein herzhaftes Lachen hilft oft mehr als der erhobene Zeigefinger, um etwas zu verändern.“ Ganz so einfach ist es zwar vielleicht nicht immer (und manchmal bleibt das Lachen auch im Halse stecken), aber in einem Punkt haben sie sicherlich recht: Karikaturen halten uns oft schonungslos den Spiegel unseres individuellen Verhaltens und der gesellschaftlichen und politischen „Absurditäten“ vor, regen zum Nachdenken an und machen Mut, zu handeln. Den Humor zu verlieren, ist also keine Option. Oder? In diesem Sinne: Genug der vielen Worte (die finden sich schon oft genug an dieser Stelle) – lassen wir die Bilder sprechen!

Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach
Offenbach, den 26.11.2022
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst