Wie Saharastaub die Wolken formt

Wolken sind die wohl vielfältigste Wetterscheinung und schier unendlich facettenreich. Ihr teilweise fast künstlerisch anmutendes Erscheinungsbild regte die Phantasie der Menschen seit jeher wie wohl kein anderes Naturphänomen an. Manchmal nehmen Wolken aber auch erstaunlich akkurate, fast geometrische Formen an. In einer ansonsten chaotischen Atmosphäre vermag man diese indoktriniert wirkenden Muster kaum zu erklären. So ergeht es einem vermutlich auch beim Anblick der Wolkendecke über Süd- und Mitteleuropa vom Morgen des 6. Mai 2022. Von der Satellitenperspektive aus offenbart sich ein ausgesprochen gleichmäßiges „Rippenmuster“. Verantwortlich dafür zeigt sich Mineralstaub aus der Sahara.

Bei bestimmten Strömungsverhältnissen können große Mengen Staub in der Sahara aufgewirbelt werden und in der Troposphäre bis etwa 10 Kilometern Höhe quer über den Globus verteilt werden. Es handelt sich dabei um Mineralstaub, also winzig kleine Schwebeteilchen, sogenannte „Aerosole“. Diese Teilchen sind hygroskopisch. Das bedeutet, dass sie als Kondensationskeime dienen. Wasserdampf aus der Luft kann an den Teilchen also zu kleinen Tröpfchen kondensieren. Wenn durch den zusätzlichen Eintrag von Saharastaub nun mehr hygroskopische Aerosole in die Luft gelangen, kann dadurch die Wolkenbildung angeregt werden. Nicht selten führen Saharastaubereignisse zu Bildung dichter Schleierwolken, die den Himmel stark eintrüben können. Was für uns also statt eitel Sonnenschein Tristesse bedeuten kann, ist aus Sicht der Meteorologen durchaus problematisch. Denn bis heute haben die Wettermodelle so ihre Schwierigkeiten mit der Vorhersage dieser „staubgeschwängerten“ Bewölkung.

Doch wie kommt es nun zu diesem Rippenmuster? Um das erklären zu können, muss man wissen, dass Aerosole nicht nur die Wolkenbildung fördern, sondern auch einen direkten Einfluss auf den Strahlungshaushalt der Atmosphäre haben. Offenkundig ist, dass in der Troposphäre befindlicher Mineralstaub weniger kurzwellige Sonnenstrahlung zum Erdboden durchlässt und dafür sorgt, dass es dort kühler ist. Doch was passiert mit der Sonnenstrahlung, die nicht bis zum Erdboden durchkommt? Nun, ein Teil wird direkt zurück in Richtung Weltraum reflektiert. Der andere Teil wird absorbiert und in langwellige Wärmestrahlung umgewandelt. Diese führt zu einer Erwärmung im Bereich des Staubes beziehungsweise der damit in Verbindung stehenden Wolkendecke. Die Temperatur nimmt also mit der Höhe weniger stark ab. Die Veränderung des Strahlungshaushaltes durch den Staub führt tagsüber daher zu stabileren Verhältnissen im Bereich der Wolkendecke (siehe Abbildung 2).

Wenn die Sonne abends untergeht, wird die Wärme nach oben in Richtung Weltraum abgegeben. Die Wolkendecke kühlt insbesondere an ihrer Oberseite demnach stärker ab. Das wiederum führt zu einer langsamen Labilisierung, also einer zunehmend starken Temperaturabnahme mit der Höhe. Bei labilen Verhältnissen ist ein Luftpaket, das aus der Wolkendecke nach oben steigt, stets wärmer und damit leichter als seine Umgebung. Es bekommt damit wie ein heliumgefüllter Luftballon Auftrieb und steigt ungehindert weiter nach oben. An seinen Flanken kommt es zu einer ausgleichenden Abwärtsbewegung von Luft. Das Resultat ist eine mehr oder weniger gleichmäßige Wellenform an der Oberseite der Wolkendecke, die vom Satelliten aus gesehen wie ein Rippenmuster erscheinen kann. Wenn die Sonne nun wieder aufgeht und sich die Luftschichtung stabilisiert, geht das zumindest vom Weltraum aus schön anzusehende Rippenmuster allmählich wieder verloren.

Dipl.-Met. Adrian Leyser

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 06.05.2022

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DWD Wie Saharastaub die Wolken formt

Kaltlufteinbrüche im Frühjahr – Teil 2: Meister Schnee

Auch wenn aktuell die Gewittersaison vor allem im Süden Deutschlands bereits begonnen hat, so wollen wir uns im heutigen Thema des Tages nochmals den Kaltlufteinbrüchen im Frühjahr und dabei speziell dem Schnee zuwenden. Nachdem wir uns im ersten Teil auf das späteste Auftreten einer Schneedecke konzentriert haben (Link unterhalb des Textes), wo für die Erfassung bereits Höhen von mindestens 1 cm ausschlaggebend waren, liegt der Fokus heute auf den maximalen Schneehöhen. Vielen Dank an dieser Stelle für Ihre zahlreichen Rückmeldungen zu dem Thema, sei es durch das Teilen eigener Erfahrungen, Lob, Anregungen oder auch Kritik. Nach nochmaliger unabhängiger Prüfung der Datenbanken sind dabei nachträglich zwei Erfassungsfehler zutage getreten. Dies betraf die Stationen Husum und Halle. Deren spätestes Auftreten einer Schneedecke wurde nun von ehemals 11.05.1897 (Husum) auf den 27.04.1929 beziehungsweise 10.06.1893 (Halle) auf den 07.04.1956 korrigiert. Wir bitten dies zu entschuldigen. Ein entsprechender Vermerk im Tagesthema vom 03.04.2022 ist in Bearbeitung.

Wie heftig hat es denn nun im Frühjahr in der Vergangenheit nochmal geschneit? Um diese Frage zu klären, müssen wir erst einmal den Zeitraum etwas eingrenzen. In der oberen Hälfte der beigefügten Abbildung ist eine Deutschlandkarte mit dem durchschnittlichen Datum der spätesten Schneedecke im Winterhalbjahr zu sehen. Dies ist ein Flächenmittel über den Zeitraum 1971 bis 2000. Während entlang des Rheins sowie von Ostfriesland bis zur Elbmündung im Mittel teilweise schon im Februar die „Skisaison“ endet (orangene Einfärbung), ist es im übrigen Flachland eher Mitte März (grün), in den Hochlagen, je nach Höhenniveau, entsprechend später bis teilweise in den Juni hinein (blau). Wie wir im ersten Teil der Reihe gesehen haben, kann es in Extremjahren aber auch in tiefen Lagen teilweise noch im April und Mai Schnee geben, der (zumindest vorübergehend) liegen bleibt. Um nun die Fälle mit einer bis ins Frühjahr hinein „überlebenden“ Altschneedecke auszuschließen, fokussieren wir uns in dieser statischen Auswertung auf den Monat April als „bestmöglichen“ Kompromiss. Schließlich möchten wir doch die seltenen Ereignisse filtern, die von „Jetzt“ auf „Gleich“ beträchtliche Schneemengen brachten. Im Mai und später liegen die Höhen in der Mehrzahl der Fälle mit Müh und Not bei 1 cm, für diese Betrachtung also eher uninteressant.

Im unteren Teil der abgebildeten Grafik sehen Sie nun eine exemplarische Auswahl der maximalen Schneehöhen in Deutschland im April, versehen mit dem zugehörigen Datum. Dies beruht selbstverständlich nicht auf Vollständigkeit und ist ebenfalls stark davon abhängig, wie lang die Zeitreihen der entsprechenden Stationen sind. Auch kann es kleinräumig größere Unterschiede geben. Markant ins Auge stechen vor allem die teils langen und strengen Winter in den 70er und Anfang der 80er Jahre, die vermehrt Rekorde brachten. Auch die 20 cm in Flensburg und Rostock sind sehr bemerkenswert. Gerade im Südwesten Deutschlands wurden jedoch beim diesjährigen Spätwintereinbruch an einigen Stationen Rekorde verzeichnet – wie beispielsweise bei uns vor der Haustür am Offenbacher Wetterpark mit 7 cm. Schreiben Sie uns doch gerne, woran Sie sich noch erinnern. Wie hoch lag einst im April bei Ihnen der Schnee?

Von derartigen „Schneemassen“ sind wir aktuell weit entfernt – nun gut, es ist ja auch schon Mai ;). Wozu die doch noch recht langen Nächte bei geeigneter Luftmasse und idealen Abkühlungsbedingungen (klarer Himmel, windstill, trockene/sandige Böden) gut sind, konnte man in den vergangenen Nächten aber im Norden beobachten, wo es hier und da leichten Frost gegeben hat (zum Beispiel in Quickborn/Schleswig-Holstein und Worpswede/Niedersachsen mit -1,5 Grad). Freuen Sie sich daher schon auf den 3. Teil dieser Reihe, der sich dem Thema Spätfröste widmen wird.

Dipl.-Met. Robert Hausen

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 05.05.2022

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DWD Kaltlufteinbrueche im Fruehjahr Teil 2 Meister Schnee

Nicht viel Bewegung

Am heutigen Mittwoch herrschen wie bereits auch in den vergangenen Tagen über Mitteleuropa schwache Luftdruckgegensätze. Die Tiefdruckgebiete bleiben weiter fern über dem Nordatlantik bzw. über dem Nordmeer. Gegenüber steht eine Hochdruckzone, die vom Ostatlantik bis zum Baltikum bzw. nach Südosteuropa reicht. Deutschland liegt zwar unter dieser Hochdruckzone, aber das Wetter wird von der vorherrschenden Luftmasse und der Druckverteilung in den höheren Luftschichten gesteuert. Daraus ergibt sich eine Wetterzweiteilung über Deutschland.

Die Nordhälfte liegt dabei meist im Bereich der kühleren und relativ trockenen Luftmasse. Freundliches Wetter ist die Folge und die Sonne zeigt sich neben harmlosen Quellwolken oder durchziehenden Wolkenfeldern häufig. Regen fällt quasi kaum. In den Nächten kann die Luft allerdings stark abkühlen, sodass noch mit Bodenfrost gerechnet werden muss. Frostempfindliche Pflanzen sollten daher abgedeckt werden.

In der Mitte und vor allem im Süden des Landes ist die Luftmasse hingegen feuchter und wärmer. Mit der Sonnenunterstützung und der relativ kälteren Luft in den höheren Luftschichten herrschen die besten Bedingungen für Gewitterbildung. Aufgrund der schwachen Windverhältnisse ziehen die Gewitter kaum. Somit ist die Starkregengefahr hoch und im Vergleich zu den vergangenen Tagen ist das Unwetterpotential noch etwas höher.

Bei einem Platzregen sind dann häufig Mengen 15 bis 20 Liter pro Quadratmeter (l/m²), vereinzelt auch über 25 l/m² wahrscheinlich. Zudem kann es auch zu Hagelansammlungen kommen. Die Folge sind vollgelaufene Keller und überschwemmte Straßen. Aber wie immer bei solchen Lagen geht in einem Dorf oder einem Stadtteil die Welt unter und ein paar Kilometer weiter bleibt es fast trocken.

In der Nacht zum Donnerstag klingen mangels Sonnenunterstützung die meisten Gewitter ab. Übrig bleiben im Süden und Osten einzelne kleinräumige Niederschlagsgebiete.

Am Donnerstag wiederholt sich die Geschichte in der Südosthälfte des Landes, wobei die Unwettergefahr wieder sinkt. Auch ganz im Westen ist ein Regenguss möglich. An den Alpen kann es dann in der Nacht zum Freitag längere Zeit kräftig regnen.

Am Freitag nimmt der Hochdruckeinfluss über Deutschland zu, sodass nur in Südostbayern noch Schauerneigung herrscht. Der große Rest kann sich über einen meist sonnigen Tag freuen.

Am Samstag überquert eine Kaltfront Deutschland und sorgt für Schauer und einzelne Gewitter. Rückseitig der Kaltfront fließt zwar kühlere, aber trockenere Luft heran, sodass am Sonntag für viele ein sonniger Tag bevorsteht. Lediglich am Alpenrand besteht ein leichtes Schauerrisiko.

Dipl.-Met. Marco Manitta

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 04.05.2022

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Einzel- und Multizellengewitter

Gewitter unterscheiden sich in ihrer Lebensdauer, in ihrer räumlichen Ausdehnung, ihrer Entstehung und ihrer Dynamik. Man unterscheidet zwischen Einzelzellen, Multizellen, Superzellen und mesoskaligen konvekiven Systemen (MCS), zu denen auch Gewitterlinien (engl. squall lines) gehören. Die unterschiedlichen Arten von Gewitterzellen bringen auch ein stark differierendes Gefahren- bzw. Schadenspotenzial mit sich. Die höchste Gefahr geht dabei von Superzellen aus. Doch heute soll das Augenmerk zunächst einmal auf Einzel- und Multizellen gelegt werden.

Einzelzellen: Sie sind die kleinsten konvektiven Systeme mit einer relativ kurzen Lebensdauer von 30 bis 60 Minuten und entstehen häufig an Sommertagen durch bodennahe Aufheizung als sogenannte Wärmegewitter. Dabei muss die Auslösetemperatur erreicht werden, damit ein Luftpaket ungehindert aufsteigen kann und es somit zur Quellwolken- bzw. Gewitterbildung kommt. Die Auslösetemperatur ist die Temperatur, die man in Bodennähe benötigt, damit ein Luftteilchen aufgrund seiner geringeren Dichte, verglichen mit der Umgebungsluft aufsteigen kann. Die vertikale Scherung des Horizontalwindes, die die Richtungsänderung und die Geschwindigkeitsänderung des Windes in unterschiedlichen Höhen beschreibt, ist bei Einzelzellen gering. Zuerst entsteht bei der Zellneubildung ein einzelner Aufwindbereich (der Updraft), indem bodennahe feuchtwarme Luftmassen aufsteigen. Die Gewitterwolke durchläuft in ihrem Lebenszyklus dabei drei Entwicklungsstadien. Das erste Entwicklungsstadium wird „Cumulusstadium“ genannt. Hier bildet sich ein Cumulus Congestus (eine Wolkenart), in dem es zu starken Aufwinden kommt, was dazu führt, dass feuchtwarme Luftmassen in höhere Luftschichten gelangen. Danach folgt das „Reifestadium“, in dem sich starke Abwinde (der Downdraft), hervorgerufen durch ausfallenden und verdunstenden Niederschlag, entwickeln. Durch das rasche Herabfallen von kälterer Luft aus größeren Höhen kommt es im Bereich des Downdrafts am Boden zu einem symmetrischen horizontalen Auseinanderströmen und kräftige Böen sind die Folge. Im letzten Stadium, dem „Dissipationsstadium“, stirbt die Gewitterwolke quasi ab. Anfangs ist die Niederschlagsintensität der Zelle zwar am stärksten, aber durch fehlende Windscherung dreht der Downdraft dem Updraft quasi „den Hahn zu“. Damit wird der Nachschub an feuchter und warmer Luft abgeschnitten und die Zelle stirbt. Einzelzellen bringen kurzzeitigen Starkregen und bei stärkeren Entwicklungen auch stürmische Böen oder kleinkörnigen Hagel hervor.

Multizellen: Sie bestehen aus mehreren, miteinander gekoppelten Einzelzellen, die sich in unterschiedlichen Entwicklungsstadien befinden. Dafür muss allerdings eine mäßige vertikale Scherung des Horizontalwindes vorliegen, damit Auf- und Abwindbereich der Zelle räumlich voneinander getrennt werden. Da der Wind unterschiedlich stark weht, fließt die Luft im Downdraft nicht wie bei der Einzelzelle symmetrisch und gleichmäßig nach allen Seiten aus, sondern es formiert sich an der warmen Seite des Gewitters eine sogenannte Böenfront. Die hierbei herabfallende schwere und kalte Luft schiebt sich unter die vorgelagerte Warmluft, hebt diese an und dient damit als Trigger für eine Zellneubildung. So entwickelt sich ein System, das durchaus mehrere Stunden Bestand haben kann. In Mutlizellen können heftiger Starkregen, Sturmböen und mittelgroßer Hagel um 3 cm auftreten.

Derzeit treten vor allem über der Südhälfte Deutschlands Einzelzellengewitter auf. Diese verlagern sich allerdings nur sehr langsam (weniger als 10 km/h), wodurch es vor allem zu Starkregen kommt. Dabei können in kurzer Zeit um 20 l/qm, vereinzelt auch etwas mehr fallen. Es trifft aber bei weitem nicht jeden und oftmals bleibt es sogar trocken. Nachts fallen die Gewitter rasch wieder in sich zusammen, da die Sonne als treibende Kraft fehlt und damit die Auslösetemperatur nicht erreicht werden kann.

Dipl.-Met. Marcel Schmid

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 03.05.2022

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Deutschlandwetter im April 2022

Erste Auswertungen der Ergebnisse der rund 2000 Messstationen des DWD in Deutschland.

Besonders warme Orte im April 2022*

1. Platz Köln-Stammheim (Nordrhein-Westfalen) 10,7 °C – Abweich. +0,8 Grad 2. Platz Freiburg (Baden-Württemberg) 10,6 °C – Abweich. +1,6 Grad 3. Platz Waghäusel-Kirrlach (Baden-Württemberg) 10,5 °C – Abweich. +0,4 Grad

Besonders kalte Orte im April 2022*

1. Platz Carlsfeld (Sachsen) 3,0 °C – Abweich. -0,3 Grad 2. Platz Zinnwald-Georgenfeld (Sachsen) 3,3 °C – Abweich. +0,1 Grad 3. Platz Neuhaus am Rennweg (Thüringen) 3,8 °C – Abweich. +0,2 Grad

Besonders niederschlagsreiche Orte im April 2022**

1. Platz Ruhpolding-Seehaus (Bayern) 174,8 l/m² -99 Prozent 2. Platz Todtmoos (Baden-Württemberg) 172,3 l/m² -117 Prozent 3. Platz Anger-Stoißberg (Bayern) 168,2 l/m² -110 Prozent

Besonders trockene Orte im April 2022**

1. Platz Wiesenburg (Brandenburg) 8,6 l/m² -19 Prozent 2. Platz Bad Lauchstädt (Sachsen-Anhalt) 10,6 l/m² -26 Prozent 3. Platz Boltenhagen (Mecklenburg-Vorpommern) 11,6 l/m² -29 Prozent

Besonders sonnenscheinreiche Orte im April 2022**

1. Platz Arkona (Mecklenburg-Vorpommern) 284 Stunden -156 Prozent 2. Platz Greifswalder Oie (Mecklenburg-Vorpommern) 256 Stunden -128 Prozent 3. Platz Rostock-Warnemünde (Mecklenburg-Vorpommern) 255 Stunden -147 Prozent

Besonders sonnenscheinarme Orte im April 2022**

1. Platz Neuhaus am Rennweg (Thüringen) 139 Stunden -99 Prozent 2. Platz Kahler Asten (Nordrhein-Westfalen) 145 Stunden -107 Prozent 3. Platz Zwiesel (Bayern) 147 Stunden -99 Prozent

oberhalb 920 m NHN sind Bergstationen hierbei nicht berücksichtigt.

* Jahreszeitmittel sowie deren Abweichung vom vieljährigen Durchschnitt (int. Referenzperiode 1961-1990). ** Prozentangaben bezeichnen das Verhältnis des gemessenen Jahreszeitwertes zum vieljährigen Jahreszeitmittelwert der jeweiligen Station (int. Referenzperiode, normal = 100 Prozent).

Hinweis: Einen ausführlichen Monatsüberblick für ganz Deutschland und alle Bundesländer finden Sie im Internet unter www.dwd.de/presse.

M.Sc.-Met. Sebastian Altnau

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 02.05.2022

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Weltlachtag

Trockenheit im Norden und Osten sowie die Krux mit der Niederschlagsstatistik

Ufos und Rüssel

Wetter und Wein

Tim und die Störenfriede