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Die Land-Seewind-Zirkulation

15. April 2022/0 Kommentare/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Die räumliche Verteilung steuernder Hoch- und Tiefdruckgebiete, die man gewöhnlich auf Wetterkarten findet, sind für die großräumigen Strömungsverhältnisse verantwortlich – sie entscheiden also, aus welcher Richtung und mit welcher Stärke der Wind weht. Aber auch lokale Gegebenheiten wie Berge und Täler oder Küstenlinien können bei bestimmten Wetterlagen ihre „eigenen“ kleinräumigen Windsysteme entstehen lassen, die einen großen Einfluss auf das dortige Klima haben. Bekannte Beispiele sind der „Berg- und Talwind“ (Thema des Tages vom 11. April 2022) oder die „Land-Seewind-Zirkulation“, die wir heute erläutern.

Jeder Nord- und Ostseeurlauber kennt es: Während an heißen Sommertagen die zuhause Gebliebenen schwitzen, ist zur gleichen Zeit im schattigen Strandkorb von Hitze keine Spur und weniger Hartgesottene greifen im kühlen Wind sogar zum Pulli. Doch warum weht an der Küste und auf den Inseln allzu oft dieser kühle, vom Meer kommende Wind? Der Grund liegt im Seewind, einem Teil der Land-Seewind-Zirkulation.

Druckunterschiede werden durch Wind auszugleichen. Nehmen wir als Ausgangsbedingung an, dass am Morgen keine horizontalen Druckunterschiede vorliegen und daher auch kein Wind weht. In Abbildung 1 ist dies durch horizontale Isobaren (Linien gleichen Luftdrucks) verdeutlicht. Nach Sonnenaufgang wird am Vormittag die Landoberfläche und die darüber liegende Luft erwärmt, während sich die Wassertemperatur (und die Luft darüber) wegen der größeren Wärmekapazität des Meerwassers kaum ändert. Da wärmere Luft eine geringere Dichte und damit ein größeres Volumen als kältere Luft besitzt, dehnt sich die Luft über Land vertikal aus. Weil sich zwischen zwei Druckflächen weiterhin die gleiche Luftmasse befindet, werden dadurch die Isobaren gehoben (Abbildung 2). Folglich entsteht in der Höhe ein horizontaler Druckunterschied. Auf gleichem Höhenniveau (gestrichelte Linien) ist der Luftdruck über dem Land höher als über dem Meer, es entsteht also in der Höhe über dem Land ein kleinräumiges Hoch (H) und über der See ein Tief (T).

Da die Atmosphäre stets bestrebt ist, derartige Druckunterschiede abzubauen, entsteht in der Höhe eine Ausgleichsströmung vom Land Richtung Meer (grüner Pfeil in Abb. 2), also vom hohen zum tieferen Luftdruck. Der gleiche Vorgang passiert im Kleinen bei einem aufgepumpten Fahrradschlauch, bei dem man das Ventil öffnet. Die Luft entweicht vom Reifen (hoher Luftdruck) nach draußen. Die Ausgleichsströmung transportiert LuftMASSE Richtung Meer. Dadurch sammelt sich über der See die Masse an, die über Land in der Höhe abfließt. Ein Massegewinn in der Luftsäule über dem Meer bedeutet nichts Anderes als dass der Druck, der am Boden auf einem lastet, ansteigt. Im Gegenzug sinkt an Land der Druck am Boden (Abfließen der Luft in der Höhe). Im Gegensatz zur Höhe entsteht so direkt über dem Meer ein lokales Hoch und über Land ein Tief (Abbildung 3).

Am Boden passiert nun das gleiche wie zuvor in der Höhe. Es kommt eine Ausgleichströmung vom Hoch zum Tief in Gang, also von der See Richtung Land. Diesen Wind bezeichnet man seiner Herkunft nach als „Seewind“, der die kühle Meeresluft Richtung Küste transportiert. Abschließend entsteht eine geschlossene Zirkulation, indem über Land aufgrund der in der Höhe abfließenden Luftmasse Luft von unten nachströmt und über der See Luft nach unten absinkt. In der Fachsprache wird diese als thermisch direkte Zirkulation bezeichnet.

In der Nacht drehen sich die Strömungsverhältnisse um. Nach Sonnenuntergang kühlt der Erdboden und die darüber liegende Luft stärker ab als über dem Meer. Die kühlere Luft schrumpft und es entsteht in der Höhe über Land ein Tief, sodass als Ausgleichströmung dort die Luft von der See Richtung Land weht. Durch diese im Vergleich zu tagsüber gegensätzlichen Masseumverteilungen bildet sich über dem Boden der sogenannte „Landwind“, der Richtung See weht (Abbildung 4).

Die Land-Seewind-Zirkulation besitzt in unseren Breiten eine horizontale Ausdehnung von 10 bis 20 Kilometern, sodass schon einige Kilometer von den Küsten entfernt kaum noch eine Abkühlung zu spüren ist. Der Seewind weht meist mit Windstärke 3 bis 4 und tritt an sämtlichen Küstenverläufen auf. Auch an größeren Seen wie dem Bodensee kann man die Land-Seewind-Zirkulation beobachten. Windmessungen belegen, dass der Wind in Friedrichshafen im Sommer morgens am häufigsten aus Nord bis Nordost (also in Richtung Bodensee) und nachmittags aus Süd bis Südwest (vom See kommend) weht.

In der Realität ist die Land-Seewind-Zirkulation natürlich der großräumigen Windströmung überlagert und tritt auf, solange der großräumige Wind schwach und der Himmel nicht durch Wolkenfelder bedeckt ist. Der Seewind führt in dieser Situation dazu, dass sich der Wind bis zum Nachmittag verstärkt und Richtung Land dreht.

Nun wissen Sie, warum es an heißen Sommertagen an Nord- und Ostsee am Nachmittag und frühen Abend teils über 10, manchmal sogar bis zu 15 Grad kühler ist als im großen Rest Deutschlands. In Folge des Seewinds bleiben die Temperaturen beispielsweise auf Sylt an den meisten Tagen unter 25 Grad, 30 Grad und mehr sind die absolute Ausnahme.

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 15.04.2022

Osterwetter 2022: Oftmals sonnig, aber etwas kühler. Danach „Geeier“.

14. April 2022/0 Kommentare/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Ostern kann im Allgemeinen mit nahezu der gesamten Bandbreite an Wettererscheinungen in Verbindung stehen. Von Sommerfeeling bei über 25 Grad bis Wintereinbruch mit einer Schneedecke selbst im Tiefland ist alles drin. Das liegt einerseits daran, dass Ostern zu den beweglichen Feiertagen zählt und auf den Sonntag nach dem ersten Frühlingsvollmond fällt. Der frühestmögliche Ostersonntag wäre demnach der 22. März und der späteste der 25. April – also ein variabler Zeitraum von über einem Monat. Zudem kommt, dass die Sonne im Frühjahr einiges an „Wumms“ hat und so zum Beispiel Südeuropa schon gut erwärmen kann, während über Nordeuropa noch weiterhin kalte Luft vorherrscht. Je nach Luftströmung kann man sich also schnell mal wie in einer anderen Jahreszeit fühlen.

Und wo wird sich Ostern in Sachen Wetter dieses Jahr einordnen? Die Überschrift hat es zwar bereits verraten, gehen wir aber mal noch etwas ins Detail und beginnen mit dem Karfreitag.

Karfreitag: Der Tiefausläufer, der uns am heutigen Donnerstag südwärts überquert, kommt an den Alpen zum Liegen und sorgt dort für viele Wolken und etwas Regen. Über Skandinavien baut sich dagegen ein Hochdruckgebiet auf, das Deutschland von Norden her zunehmend unter seine Fittiche nimmt. Also Sonne satt? Mitnichten! Denn in höheren Luftschichten liegt besonders die Nordosthälfte noch im Einflussbereich eines Tiefs, welches dort für vielfach grauen Himmel, aber kaum Regen sorgt. Im Rest des Landes zeigt sich neben den Wolken aber auch häufig die Sonne. Dazu dreht die Strömung auf nördliche Richtungen, mit der wieder etwas kühlere Luft ins Land einfließt. Im Südwesten bekommt man bei Höchstwerten um 20 Grad kaum etwas davon mit, im Nordosten wird man dagegen nicht einmal die 10-Grad-Marke knacken. Kurz noch zur Nacht zum Karsamstag mit einem wichtigen Hinweis für Pflanzenbesitzer: Die Wolkendecke reißt im Norden und Nordosten auf. Dort muss also verbreitet mit Frost in Bodennähe (5 cm über dem Erdboden), vereinzelt sogar mit Luftfrost (2 m Höhe) gerechnet werden.

Karsamstag: Der Hochdruck kann sich von Norden her nun zunehmend durchsetzen. Einzig am Alpenrand hat man noch bis zum Abend mit dichterem Gewölk und ein paar Schauern zu „kämpfen“. Ansonsten gibt es im Tagesverlauf von Nord nach Süd immer mehr Sonnenschein, wenngleich das Temperaturniveau nun auch im Süden nicht mehr an das der Vortage anknüpfen kann. Trotzdem bleibt es zumindest in der Westhälfte mild, für 20 Grad reicht es dort aber nicht mehr, in der Westhälfte sind wohl selbst 15 Grad unerreichbar. Die Wolkenarmut macht sich dann natürlich auch in der Nacht zum Ostersonntag bemerkbar. Verbreitet ist Frost in Bodennähe zu erwarten, besonders in der Osthälfte auch oftmals Luftfrost.

Ostersonntag und -montag: An beiden Tagen zeigt die Sonne, was sie kann, wenngleich sie sich ihren Platz am Himmel am Ostermontag mit ein paar harmlosen Wolken teilen muss. Die Außenthermometer zeigen in der Spitze Werte zwischen etwa 14 und 20 Grad (von Ost nach West zunehmend) und bleiben vor allem in der Nacht zum Dienstag zumeist wieder im positiven Bereich – mit Bodenfrost ist aber in beiden Nächten verbreitet zu rechnen.

Und wie geht es nach Ostern weiter? Ab Dienstag steht uns wohl wieder ein etwas unbeständigerer Witterungsabschnitt fernab der 20-Grad-Marke ins Haus. Alles in allem ist die Prognose aber noch ziemlich unsicher. Wenn man so möchte, könnte man sagen: Nach Ostern beginnt das „Geeier“.

Dipl.-Met. Tobias Reinartz

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 14.04.2022

In den nächsten Jahren ist Sommer – auf Neptuns Südhemisphäre

13. April 2022/0 Kommentare/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Im ersten Moment wirken die Temperaturen auf Neptuns Oberfläche nicht gerade sommerlich. Im Durchschnitt herrschen dort minus 200 Grad Celsius. Eindeutig zu kalt für einen Badeausflug. Allerdings sucht man auf Neptun den Strand auch vergebens. Der blaue Eisriese ist im Gegensatz zur Erde ein Gasplanet. Er besitzt einen radioaktiven Kern aus Eis und Gestein. Die Atmosphäre ist im Vergleich zur Erdatmosphäre um ein vielfaches größer und besteht aus Wasserstoff, Methan und Helium. Das Methan sorgt für die schöne bläuliche Färbung des Planeten. In der Hochatmosphäre können sich Wolken bilden, die in ihrem äußeren Erscheinungsbild durchaus den irdischen Wolken ähneln.

Einige Besonderheiten weist das Wetter auf Neptun jedoch auf. Zum einen ist Neptun einer der wenigen Planten, die mehr Wärme ausstrahlen als sie von der Sonne erhalten. Neptun befindet sich 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt. Das heißt die zur Verfügung stehende Einstrahlung ist um ein vielfaches geringer als auf der Erde. Durch den radioaktiven Zerfall im Kern produziert der Planet jedoch zusätzlich Hitze, die innerhalb der Atmosphäre turbulent aufsteigt. Diese zusätzliche Wärmeenergie sorgt unter anderem für die stärksten Stürme in unserem Sonnensystem. Es wurden bereits Wirbel von der Größe unserer Erde beobachtet. Dabei traten Windgeschwindigkeiten von teils über 2000 Kilometern pro Stunde auf. In den unteren Schichten der Atmosphäre tritt noch ein weiteres interessantes Phänomen auf. Dort regnet es Diamanten. Der Druck ist dort bereits so hoch, dass die Kohlenstoffatome stark zusammengepresst werden. Dass diese Prinzessinen-Schliff aufweisen ist jedoch unwahrscheinlich. Ganz sicher sein kann man sich aber nicht, da eine in situ Beobachtung noch nicht stattgefunden hat.

Wie bereits Anfangs erwähnt, gibt es auch Jahreszeiten auf Neptun. Ausschlaggebend für die Entstehung von Jahreszeiten ist eine geneigte Rotationsachse. Durch die um 28 Grad geneigte Achse ist der Einfallswinkel der Sonnenstrahlung ähnlich wie auf der Erde, auf der Nordhemisphäre und der Südhemisphäre unterschiedlich, je nach Position des Planeten auf seiner Umlaufbahn um die Sonne. Die unterschiedlich starke Einstrahlung führt zu unterschiedlich starken Erwärmung der Halbkugeln je nach Jahreszeit. Allerdings sind die Jahreszeiten auf Neptun wesentlich länger als auf der Erde. Neptun benötigt etwa 165 Jahre um einmal die Sonne zu umrunden. Eine Jahreszeit ist somit etwa 41 Erdjahre lang.

Aktuell ist auf der Südhemisphäre Neptuns Sommer. Seit 2003 wurde die Temperatur an der oberen Atmosphäre kontinuierlich mit verschiedenen Teleskopen, sowohl von der Erde aus, als auch mit dem Spritzer Weltraumteleskop der NASA gemessen. Was die Forschenden jedoch nach über 15 Erdjahren herausgefunden haben passt nicht ins Bild. Die Atmosphäre hat sich während Neptuns Frühsommer vorübergehend um etwa acht Grad abgekühlt. Dabei wird es im Sommer doch bekanntlich wärmer. Gleichzeitig wurde zwischen 2018 und 2020 eine überdurchschnittlich starke Erwärmung um 11 Grad über Neptuns Südpol beobachtet.

Diese Beobachtungen stellen die Forschung vor ein Rätsel. Es gibt bereits mehrere Erklärungsansätze. Zum einen könnten chemische Prozesse innerhalb Neptuns Atmosphäre eine Rolle spielen. Die aufsteigenden und teils radioaktiven Gase, können chemische Prozesse auslösen die entweder endo- oder exotherm sind, also Wärmeenergie freisetzen oder binden. Eventuell lassen sich also rasche Temperaturschwankungen auf diese Weise erklären. Zum anderen könnte auch der Sonnenzyklus eine Rolle spielen. Die Sonnenaktivität ändert sich im Laufe der Jahre und wird mal schwächer und mal stärker. Dabei hat man durch Beobachtung der Sonnenflecken einen Aktivitätszyklus von 11 Jahren festgestellt. Bei starker Sonnenaktivität erreicht mehr Strahlung die Neptunoberfläche, und kann somit für einen Temperaturanstieg sorgen. Beide Erklärungsansätze konnten aber bisher noch nicht wissenschaftlich bewiesen werden.

Fest steht, dass der Eisriese noch einige interessante Phänomene bereithält. Und so spannend es auch sein kann, mehrere Monate anhaltende Stürme oder Diamanten-Schauer vorherzusagen, bin ich doch froh, dass es auf der Erde keine 12 Jahre kontinuierliches Aprilwetter gibt.

MSc Met. Sonja Stöckle

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 13.04.2022

Achtung Sonnenbrandgefahr- Auch im April hat die Sonne schon viel Kraft!

12. April 2022/0 Kommentare/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Entgegen des Märzes mach der April derzeit seinem Namen alle Ehre. In den der ersten Monatshälfte zeigt er schon sein ganzes Repertoire. Zu Beginn die Wintergrüße, nun der Kurztrip Richtung Sommer. Wie häufig üblich scheint der April dieses Jahr nicht zu wissen, was er will.

Am heutigen Dienstag dominiert vor allem in der Südhälfte sowie Teilen des Ostens noch vielfach die Sonne. Vor allem nach Südosten zu kann die maximal derzeit mögliche Sonnendosis nahezu abgerufen werden. Im Nordwesten ziehen dagegen häufiger Wolkenfelder durch. Am morgigen Mittwoch ist es dann bevorzugt die Südosthälfte des Landes, in der die Sonne noch länger scheinen kann. Allerdings hat sie auch dort im Tagesverlauf teilweise mit Quellbewölkung zu kämpfen. Im Westen und Südwesten kommt zudem ein weiterer Gegenspieler der Sonne auf die Karte. Dort trübt Saharastaub den Himmel und dämpft die Sonnenstrahlung (vgl. Grafik 1).

Doch gerade der Sonnenschein kann in der Frühlingsluft für den menschlichen Körper nicht nur förderlich, sondern durchaus auch schon gefährlich werden. Denn die Sonne hat im April schon richtig Kraft. Die biologisch wirksamen Spektren des Lichts reichen dabei vom infraroten über den sichtbaren bis zum ultravioletten Bereich (UV-Bereich). Dabei fördert die beispielsweise Infrarotstrahlung die Durchblutung der Haut. Das sichtbare Licht beeinflusst den Hormonhaushalt und die Psyche und stützt die sogenannten Frühlingsgefühle. Das größte Wirkungsspektrum besitzt jedoch die UV-Strahlung.

Die UV-Strahlung ist eine elektromagnetische Strahlung, die an der Erdoberfläche nur wenige Prozent der gesamten solaren Strahlung ausmacht. Sie umfasst dabei den Wellenlängenbereich, der kürzer als der des sichtbaren Lichtes ist. Da die einzelnen Elementarteilchen der UV-Strahlung (Photonen) über eine sehr hohe Energie verfügen, können sie teilweise tief in biologische Systeme eindringen, Molekülverbindungen irreversibel zerstören und somit wesentlichen Einfluss auf Lebewesen nehmen. Beispielsweise wird die UV-Strahlung als Auslöser für verschiedene Hautkrebsarten angesehen.

Die Haut unterliegt als Grenz- und Kontaktorgan in besonderem Maße dem Einfluss von Umweltfaktoren und somit auch der UV-Strahlung. Zahlreiche Hautkrankheiten finden ihren Ursprung in dieser Strahlungsart oder werden von ihr verstärkt. Am bekanntesten ist in diesem Sinne wohl der Sonnenbrand, der einer Verbrennung ähnelt und nach einer vom Hauttyp abhängigen Bestrahlungszeit mit einer scharf begrenzten Rötung, Hitzegefühl, Juckreiz sowie gelegentlicher Blasenbildung und Ödemen einhergeht. Schwerwiegende Folgen für die menschliche Gesundheit haben Hautreaktionen, die nach einem jahre- oder jahrzehntelangen Zeitraum der UV-Bestrahlung auftreten. In diese Gruppe sind beispielsweise die Hautalterung oder bösartige Hauttumore einzuordnen.

Als Maß für die UV-Strahlung dient der sogenannte UV-Index, der üblicherweise als Bestrahlungsstärke (Watt pro Quadratmeter) auf einem horizontal orientierten Empfänger angegeben wird. Neben dem Ozon beeinflussen auch weitere Bestandteile der Atmosphäre, wie beispielsweise Aerosole (Schwebeteilchen in der Atmosphäre) und Wolken (Wassertröpfchen), astronomische Bedingungen wie der Sonnenstand, der orographische Standort oder auch die Bodenbeschaffenheit in Form der Albedo (Rückstrahlvermögen der solaren Strahlung, z.B. 0,95 also 95% bei Neuschnee) die Menge an UV-Strahlung am Boden.

Am heutigen Dienstag ist es noch Hoch REINER, der im Süden und Osten für viel Sonne sorgt. Entsprechend steigt dort auch der UV-Index an. In der Südhälfte erreicht er verbreitet Werte von 5, die mit einer mittleren gesundheitlichen Gefährdung einhergehen. Schon bei diesen Werten sind Schutzmaßnahmen in Form von Sonnencreme und Sonnenbrille empfehlenswert. Im Süden von Baden-Württemberg und Bayern kann der UV-Wert teilweise sogar die Stufe 6 überschreiten, was gleichzeitig eine hohe gesundheitliche Gefährdung bedeuten würde. Entsprechend sollte sich im Schatten aufgehalten werden und Sonnencreme, Kopfbedeckung sowie Sonnenbrille sollten der ständige Begleiter werden. In der Nordhälfte wird, wie schon erwähnt, die Sonnenstrahlung durch aufziehende Wolken gedämpft, sodass der UV-Index nur Werte von 3 bis 4 aufweist. Aber auch diese Werte beschreiben noch eine moderate gesundheitliche Gefährdung, die durchaus schon Schutzmaßnahmen für die Haut nötig macht (vgl. Graphik 2).

Am morgigen Mittwoch nimmt die Gefährdung der UV-Strahlung durch zunehmende Gegenspieler etwas ab. Vor allem im Nordwesten und im Küstenumfeld wird durch die dichten Wolken vielerorts nur noch eine geringe UV-Gefährdung gezeigt. Ansonsten bleiben die UV-Werte bei einer mittleren gesundheitlichen Gefährdung, wobei die größte Gefahr bei einem Indexwert von 5 weiter im Süden zu finden ist.

Wer seine Haut schon beim Baden in der Frühlingssonne nicht ausreichend schützt, kann diese schädigen.

Die UV-A Strahlung (lange Wellen) führt zwar zu einer kurzfristigen Bräune, die jedoch kaum Lichtschutz bringt. Dagegen verliert die Haut an Spannkraft und altert bei langfristiger Bestrahlung frühzeitig. Auch das Hautkrebsrisiko ist bei häufiger ungeschützter Einstrahlung deutlich erhöht. Die UV-B Strahlung sorgt hingegen eher für eine langfristigere Bräune, die auch einen echten Lichtschutz (Lichtschwiele) mit sich bringt. Gleichzeitig dringen diese Strahlen nicht so tief in die Haut ein und schädigen sie daher nicht nachhaltig.

In möglichen UV-Warnungen oder auch in den entsprechenden UV-Gefahrenkarten des DWD (siehe erster Link) wird gesondert auch auf Schutzmaßnahmen und UV-Schutztipps (zweiter Link) hingewiesen.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 12.04.2022

Berg- und Talwind: ein tagesperiodisches Windsystem

11. April 2022/0 Kommentare/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Nachdem es in den vergangenen Tagen regional noch einmal für ein spätwinterliches Intermezzo gereicht hat, zeigt der April nun zu Wochenbeginn ein anderes Gesicht. Bei Hochdruckeinfluss und südlichem Wind wird es bei deutlich milderen Luftmassen teils frühlingshaft warm. So können nun auch in den Hochlagen der Mittelgebirge sowie bis in die mittleren Lagen der Alpen Ski und Snowboard gegen Wanderschuhe getauscht werden.

Wer sich bei sonnigem Wetter auf eine Wander- oder Bergtour begibt, macht dabei sehr wahrscheinlich mit der Berg- und Talwind- Zirkulation Bekanntschaft. Diese Zirkulation ist ein tagesperiodisches Windsystem, welches bei ruhigen Hochdruckwetterlagen im Gebirge entsteht und an die Sonneneinstrahlung gekoppelt ist. Mit Tagesbeginn trifft zunächst auf die nach Osten exponierten Berghänge die Sonnenstrahlung nahezu senkrecht auf und es setzt eine starke Erwärmung des Bodens ein, ähnlich einer Herdplatte. So erwärmt der Boden die hangnahe Luft. Warme Luft dehnt sich aus, wird leichter und steigt auf. Die dünne Warmluftschicht erfährt somit thermischen Auftrieb. Zunächst steigen einzelne Warmluftblasen, im weiteren Vormittagsverlauf zunehmend kontinuierlich größere Warmluftpakete auf. In der Folge entwickelt sich ein beständiger Hangaufwind. Seine Geschwindigkeit beträgt in der Regel etwa 2 bis 3 km/h.

Das lässt sich auch in einem simplen Modell mit einem idealisierten Tal und einer Strahlungsquelle simulieren. In Abbildung 1 ist die vertikale Windkomponente nach einer Modelllaufzeit von sechs Stunden dargestellt. In der hangnahen Atmosphäre hat sich erwartungsgemäß eine positive vertikale Geschwindigkeit eingestellt. Die in Abbildung 2 den Hängen folgenden Windvektoren charakterisieren ebenfalls die aufsteigende Luft. In der Natur ist die Hangwindzirkulation selbstverständlich selten so symmetrisch. So ist die Erwärmung des Bodens stark abhängig von der Hangexposition, Gelände- oder Gesteinsform sowie dem Bewuchs.

Über dem Kammniveau trennt sich schließlich die Warmluft vom Berg und wird zur Thermik und erfährt eine weitere vertikale Beschleunigung. Mit steigender Höhe kühlt sich die Luft ab und wird relativ gesehen feuchter. Wenn sie das Kondensationsniveau (mindestens 100 % Luftfeuchte) erreicht, bilden sich meist um die Mittagszeit über den Berggipfeln und -kämmen die ersten Quellwolken. Mitunter können sich bei ausreichender Labilität auch Schauer oder Gewitter bilden. Diese Labilität wird in unserem Modell durch die sich aufweitenden Linien gleicher potentieller Temperatur (Isentropen) im Kammniveau ausgedrückt.

Über den Tälern bleibt es hingegen oft wolkenlos, da über der Mitte des Tals ausgleichend Luft absinken muss. Das zeigen auch die leicht negativen vertikalen Geschwindigkeitswerte (hellgrün) in Abbildung 1 und die zur Talmitte zeigenden Windvektoren in Abbildung 2. Beim Absinken erwärmt sich die Luft und wird somit relativ gesehen trockener.

Ein Teil der an den Hängen aufsteigenden Luft muss aber zusätzlich kompensiert werden, sodass sich ein vom Vorland taleinwärts gerichteter Wind einstellt. Dieser wird oft aufgrund der Talform noch verstärkt. Am Talende ist der vertikale Transport stärker ausgeprägt, da das Luftvolumen dort in aller Regel geringer ist und somit mit derselben zur Verfügung stehenden Energie (Sonneneinstrahlung) stärker erwärmt wird als ein größeres Talvolumen am Taleingang oder dem Vorland. In unserem einfachen Modell wird dieses Einströmen in Abbildung 2 durch die gelblichen bis rötlichen Farben gekennzeichnet. Die Luft strömt dementsprechend in die Querschnittsebene hinein in das Tal. Am oberen Rand der Talatmosphäre bildet sich meist über der Talmitte zum Ausgleich zu der am Boden taleinwärts nachströmenden Luft ein talauswärts gerichteter Wind (negative Geschwindigkeitswerte in Abbildung 2), der über dem Vorland des Tals in einem Absinken endet.

Ab dem späten Nachmittag, spätestens aber sobald die Sonne untergegangen ist, schlafen Hang- und Talwind ein und das System startet in umgekehrter Richtung. Nachts kühlen sich die Berghänge und die bodennahe Luft deutlich stärker und schneller ab als die Luft im Tal. Die kühlere Luft ist schwerer und fließt daher die Berghänge hinab ins Tal. Der spürbar kühle nächtliche Bergwind ist zumeist etwas schwächer als der Talwind am Tage.

M.Sc.-Met. Sebastian Altnau

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 11.04.2022

Es geht bergauf!

10. April 2022/0 Kommentare/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Eine extrem wechselhafte Woche geht zu Ende. Von Sturm über Dauerregen, Gewitter und Schnee bis in tiefe Lagen war alles, was das Wetter zu bieten hat, dabei. Viele fragen sich nun, wann es endlich, vor allem mit den winterlichen Wettererscheinungen, vorbei ist. Auf diese Frage kann man schon mal mit „sehr bald“ antworten.

Jedoch verbleibt Deutschland am heutigen Sonntag noch in der Zufuhr maritimer Polarluft am Rande eines umfangreichen Tiefdruckgebietes mit mehreren Kernen (NASIM I und II und ORTRUD int. DIEGO) über Skandinavien. D.h. das windiges Aprilwetter mit Regen-, Graupel- und Schneeschauern in höheren Lagen setzt sich dabei fort. Lediglich im Südwesten des Landes macht sich schon das Hoch REINER bemerkbar. Dort und später auch ganz im Westen werden kaum Schauer erwartet und die Sonne setzt sich häufiger durch. Die Höchstwerte liegen noch im einstelligen Bereich zwischen 6 und 9 Grad, nur in der Westhälfte des Landes werden bis 13 Grad erreicht.

In der Nacht zum Montag liegt der Schwerpunkt des Hochs genau über Deutschland. Dies hat zu Folge, dass kaum Wind weht und der Himmel verbreitet aufklart. Somit sinken die Temperaturen verbreitet in den Frostbereich zwischen 0 und -5 Grad, in einigen Tälern der Mittelgebirge und der Alpen über Schnee bis -8 Grad. Lediglich an der Nord- und Ostsee bleibt es frostfrei.

Nach kalter Nacht klettern die Temperaturen am Montag durch die schon kräftige Aprilsonne im Westen und Südwesten auf Werte zwischen 15 und 20 Grad. Sonst werden Höchstwerte zwischen 10 und 15 Grad erwartet, nur an der Ostsee bei auflandigem Wind liegen sie im einstelligen Bereich. Ferner gelangt durch die Verlagerung des Hochschwerpunktes nach Südosteuropa zusammen mit dem Tief PAMELA (int. EVELYN) südwestlich von Irland mit einer südlichen Strömung zunehmend warme Luft nach Deutschland. Dies macht sich auch schon in der Nacht zum Dienstag in Westdeutschland bemerkbar, denn dort bleibt es trotz weniger Wolken frostfrei. Sonst tritt erneut leichter Frost bis -3 Grad auf.

Am Dienstag scheint neben einigen hohen Wolkenfelder die Sonne und die Temperaturen steigen verbreitet auf Werte zwischen 20 und 24 Grad an. Lediglich im Nordosten ist es mit 11 bis 19 Grad etwas kühler. Jedoch könnten die hohen Wolkenfelder und der mitgeführte Saharastaub die angegebenen Temperaturwerte etwas dämpfen. In der Nacht zum Dienstag bleibt es für viele frostfrei, lediglich an den östlichen Mittelgebirgen und an den Alpen tritt stellenweise leichter Frost auf.

Der Mittwoch wird wahrscheinlich mit Höchstwerten zwischen 18 und 24 Grad der wärmste Tag der neuen Wochen. Am Oberrhein könnte mit etwas Glück die 25-Grad-Marke (Sommertag) geknackt werden. Allerdings ziehen schon im Tagesverlauf in der Nordwesthälfte einzelne Schauer und Gewitter durch, die sich in der Nacht zum Donnerstag dann langsam nach Südosten ausweiten.

In der zweiten Wochenhälfte scheint es nach heutiger Sicht wieder etwas kühler und leicht wechselhaft zu werden. Eine nachhaltige, durchweg sonnige und warme Witterungsphase ist es also nicht in Sicht.

Dipl.-Met. Marco Manitta

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 10.04.2022

Von rekordverdächtigen Blitzen

9. April 2022/0 Kommentare/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Mit dem höheren Sonnenstand und den steigenden Temperaturen nimmt hierzulande die Gewitterhäufigkeit allmählich wieder zu. So traten bereits in den vergangenen Tagen häufiger Gewitter in Erscheinung. Ein faszinierendes „Nebenprodukt“ der Gewitter stellt dabei der Blitz dar. Und dieser ist nicht ganz ungefährlich. Zwar sind es häufig die Begleiterscheinungen wie heftiger Starkregen, Orkanböen, großer Hagel oder Tornados, die enorme Schäden anrichten. Aber auch ein Blitzschlag kann ein Haus in Flammen aufgehen lassen oder sogar tödlich enden. Trotzdem faszinieren uns diese Gewalten der Natur immer wieder aufs Neue.

Bei der Bildung eines Gewitters steigen feuchte und energiereiche Luftmassen rasant in die Höhe auf. Dabei wird die Luft mit zunehmender Höhe schnell abgekühlt, sodass es zur Kondensation des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes kommt. Entsprechend bilden sich Quellwolken, die schließlich zu einem ausgewachsenen Kumulonimbus (Gewitterwolke) heranwachsen. Im sogenannten Aufwindbereich des Kumulonimbus werden sehr viele Wassertröpfchen und Eiskristalle mit Geschwindigkeiten von über 100 km/h in eisige Höhen – zum Teil in über 10 km Höhe – katapultiert, um anschließend wieder in Richtung Erde zu fallen. Auf ihrem Weg durch die Gewitterwolke stoßen sie dabei aneinander, wodurch es zu einer elektrischen Ladungstrennung innerhalb der Wolke kommt. So entstehen zum einen positive Ladungen, die sich im oberen Bereich der Wolke ansammeln, zum anderen konzentrieren sich negative Ladungen im unteren Bereich. Die Spannungen sind dabei erheblich und können bis zu 1.000.000.000 Volt betragen. Um den enormen Ladungsunterschied innerhalb der Wolke bzw. zwischen Wolke und Erdboden wieder auszugleichen, kommt es schließlich zu Entladungen in Form von Blitzen.

Die Weltorganisation für Meteorologie (kurz: WMO) verkündete im Februar dieses Jahres mit der Hilfe neuer Satellitentechnologie gleich zwei neue Blitz-Weltrekorde: Zum einen wurde der längste Blitz der Welt über dem südlichen Teil der USA zwischen Texas und Mississippi am 20. April 2020 mit einer Länge von sagenhaften 768 km registriert. Der Fehlerbereich liegt dabei bei plus/minus 8 km. Dies entspricht einer Strecke etwa von Kiel in Schleswig-Holstein bis Garmisch-Patenkirchen in Bayern. Damit wurde der alte Rekord vom 31. Oktober 2018 über dem südlichen Brasilien mit einer Länge von rund 709 km um 59 km übertroffen.

Zum anderen wurde auch der Blitzrekord über die längste Andauer geknackt. Am 18. Juni 2020 dauerte ein Blitz entlang der Grenze zwischen Argentinien und Uruguay etwas mehr als 17,10 Sekunden an. Der Fehlerbereich der Messung liegt bei Zweitausendstel (als Zahl: 0,002) Sekunden. Der vorige Rekord von 16,73 Sekunden über dem nördlichen Argentinien vom 4. März 2019 wurde hierbei um 0,37 Sekunden übertroffen.

Durch die fortschreitende Technologisierung ist es aber eigentlich kein „Wunder“, dass neue Blitzrekorde aufgestellt werden. Während vorangegangene Rekorde noch mit Hilfe von bodengestützten Beobachtungen registriert wurden, die in ihrer Detektionsreichweite eine gewisse Begrenzung besitzen, half beim Beobachten der jüngsten Rekorde eine neue satellitenbasierte Technologie. Mit dieser neuen Technologie lassen sich deutlich größere geografische Areale abdecken und überwachen. Aber auch hier gibt es noch einige Begrenzungen, weswegen laut den Forscher, die an der Untersuchung beteiligt waren, durchaus größere Phänomene existieren könnten. Diese sollten mit längeren Datenreihen und verbesserter Technologien schließlich ebenfalls beobachtet werden.

Die Rekorde zeigen wieder einmal, wie faszinierend, aber auch, wie gefährlich solche Naturgewalten sein können. Blitze überwinden zum Teil große Distanzen in kürzester Zeit. Der Ort des Auftretens der rekordverdächtigen Blitze ist dabei allerdings keinesfalls Zufall. Die „Great Plains“ in Nordamerika und das „La Plata“-Becken in Südamerika sind für ihre langlebigen Gewitterkomplexe, sogenannte mesoskalige konvektive Systeme (kurz: MCS), bekannt. Dort, in vergleichsweise flachem Terrain, trifft idealerweise sehr feuchte und warme Meeresluft auf kalte und trockene Festlandsluft. In Deutschland blockieren beispielsweise meist die Alpen den direkten Zustrom sehr feuchter und warmer Mittelmeerluft.

Auch hierzulande sollten Gewitter in der näheren Umgebung nicht unterschätzt werden, wenngleich solche rekordverdächtigen Blitze in Deutschland nicht auftreten. Blitze suchen sich in der Regel den Weg des geringsten Widerstands in der Atmosphäre. Dieser Weg führt nicht immer auf direktem Weg aus der Wolke zum Erdboden. Und so kann es vorkommen, dass ein Blitz bei einem ausgewachsenen Gewitter in Deutschland vereinzelt auch gut und gerne 10 bis 20 Kilometer neben dem Zentrum der Gewitterwolke, also quasi „aus heiterem Himmel“ einschlägt. Deswegen ist es ratsam, bei aufziehenden Gewittern immer frühzeitig Schutz zu suchen.

Grafiken zu den rekordverdächten Blitzen finden Sie im Pressebericht der WMO unterhalb des Thema des Tages.

MSc.-Met. Sebastian Schappert

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 09.04.2022

Vom Winter in den Sommer?

8. April 2022/0 Kommentare/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Bereits im Thema des Tages vor zwei Tagen wurde an dieser Stelle davon berichtet, dass der April tief in seine Trickkiste greift und sein ganzes Repertoire abruft, was er beim Wetter so zu bieten hat. Dabei wurde auf den Sturm, den Dauerregen, den Schnee und das „Aprilwetter“ eingegangen, welche uns noch bis zum Samstag oder Sonntag beschäftigen werden. Die Geschichte kann aber noch weitergeschrieben werden. So ist es möglich, dass innerhalb weniger Tage gebietsweise erst Winterwetter herrscht und dann plötzlich fast schon der Sommer ausbricht.

Das Winterwetter zeigt sich vor allem am morgigen Samstag. Nicht wenige Menschen werden sich beim morgendlichen Blick aus dem Fenster vielleicht verwundert die Augen reiben, dass da draußen so „komisches weißes Zeugs“ die Landschaft bedeckt. Dabei handelt es sich tatsächlich um Schnee, der im zurückliegenden Winter in einigen Regionen Deutschlands ziemlich selten gefallen ist.

Die „weiße Überraschung“ (die dann ja keine mehr ist, weil Sie hier gespoilert wurde) könnte es vor allem in den mittleren und südwestlichen Landesteilen zum Teil bis in tiefe Lagen geben. Grob gesagt kommen dafür die Bereiche zwischen Rheinland-Pfalz und dem Saarland, dem südlichen Hessen über das nördliche Bayern bis zum westlichen Erzgebirge sowie die Regionen zwischen dem Schwarzwald, dem nordöstlichen Baden-Württemberg und dem mittleren Bayern und der Alpenrand in Frage. Während oberhalb 300 bis 400 m recht sicher Schnee fällt (und liegen bleibt), muss weiter unten im Tiefland für die Herstellung einer Schneelandschaft aber schon „alles passen“.

Möglich wird der neuerliche kleine Wintereinbruch durch die Kombination der Tiefs ORTRUD und NASIM. Während ORTRUD am heutigen Freitag von Frankreich über Süddeutschland nach Osten zieht und vor allem der Südhälfte neuen Regen und Sturm bringt, schaufelt NASIM, die am gestrigen Donnerstag für den Sturm bei uns sorgte, von Norden her kalte Luft nach Deutschland. Etwa über der südlichen Mitte Deutschlands treffen Niederschläge und kalte Luft in der Nacht zum Samstag aufeinander, was den Schneefall dort ermöglicht.

Ganz anders sieht das Wetter in der kommenden Woche aus: Statt Tiefdruckeinfluss heißt es dann wieder vermehrt Hochdruckeinfluss. Dabei dreht die Strömung auf südliche Richtungen, womit deutlich mildere Luft aus südlichen Gefilden zu uns geführt wird. Folglich steigen die Tageshöchsttemperaturen von Südwesten her außer an den Küsten bis Mittwoch zunehmend verbreitet auf 16 bis 23 Grad (siehe rechter Teil der Grafik). Bei 23 Grad sind wir aber auch nicht mehr so weit entfernt von einem (meteorologischen) Sommertag, für den die Tageshöchsttemperatur 25 Grad oder mehr betragen muss. Allerdings ist nach jetzigem Stand die Chance für das lokale Auftreten eines Sommertags doch eher gering. Die höchsten Temperaturen sind allerdings ausgerechnet im nördlichen Baden-Württemberg und im nördlichen Bayern zu erwarten, also dort, wo es morgen noch schneien kann!

Statt Winterjacke, Schal, Mütze und Handschuhe können also in der neuen Woche T-Shirt und vielleicht auch die kurze Hose oder ein Rock ausgekramt werden. Ob wir auch Ostern im T-Shirt herumlaufen und Eier suchen können, ist noch nicht geklärt. Einen neuerlichen Winter- oder Kaltlufteinbruch zeigen die Modelle aktuell nicht, allerdings soll es ab Mitte der kommenden Woche insbesondere in der Nordhälfte wieder etwas wechselhafter werden und die Temperaturen allgemein leicht zurückgehen. Das frühlingshafte Temperaturniveau bleibt dabei jedoch erhalten.

Dipl.-Met. Simon Trippler

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 08.04.2022

Abseits des normalen Wetteralltags

7. April 2022/0 Kommentare/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Zugegeben, unseren Alltag machen Wetterberichte für diverse Lebensgruppen aus. Vorhersagen für die Medien, Agrarwirtschaft und Luftfahrt gehören genauso dazu wie die Vorhersagen für die breite Bevölkerung oder den Straßenwinterdienst. Manchmal gibt es aber auch ungewöhnliche Anfragen.

Immer wieder haben wir Anfragen von Feuerwehren, die bei einem Feuer auf eine genaue Prognose von Wind und Niederschlag am Einsatzort für die kommenden Minuten und Stunden angewiesen sind. Ab und zu ruft auch die Polizei an und bittet uns um Hilfe, weil sie eine vermisste Person sucht und vor allem nachts das Wetter und insbesondere die Temperatur einen entscheidenden Einfluss auf die Überlebenschancen hat.

Eher ungewöhnlich war der Grund einer Wetteranfrage der Polizei vor wenigen Wochen. Die Dienststelle hatte eine Leiche gefunden. Der Zeitpunkt des Ablebens und auch die genauen Umstände gaben Rätsel auf. Bei der Rekonstruktion der letzten Stunden vor dem Tod kann das Wetter wichtige Hinweise liefern. Eine Anfrage der Polizei letzten Sommer ließ uns hinterher schmunzeln. Die Dienststelle fragte nach dem Wetter am Wochenende, weil man auf Gebirgsstraßen Motorradfahrer kontrollieren wollte. Der Aufwand lohne aber nur bei schönem Wetter, da nur dann eine ausreichend große Anzahl unterwegs sei, die man kontrollieren könne.

Wir stehen auch im täglichen Austausch mit dem GMLZ, dem gemeinsamen Melde- und Lagezentrum von Bund und Ländern, das in seinem Lagebericht unsere Erkenntnisse zum deutschen und internationalen Wetter verarbeitet. Sobald ein Sturmtief international sichtbar ist, schauen wir uns die Wetterlage genau an und versuchen aus den Modellen und der Klimatologie vor Ort mögliche Auswirkungen abzuschätzen. Bei größeren Schäden an der Infrastruktur rückt nicht selten ein deutsches Team zur Hilfe aus. Je früher die Prognose gestellt wird, umso zeitiger kann sich ein Hilfsteam bereitmachen.

Auch für die Bundeswehr haben wir international immer einen Blick auf interessantes Wetter. Wann immer die Hilfe deutscher Organisationen im Ausland gebraucht wird, versorgen wir diese zumeist über das GMLZ mit Wetterprognosen. Seit Beginn des Krieges in der Ukraine fertigen wir auch dafür täglich Wetterberichte und berechnen die mögliche Ausbreitung von radioaktiven Stoffen.

Eine Wettervorhersage findet also in vielen Bereichen Anwendung und so lernt der Meteorologe/die Meteorologin im täglichen Geschäft viel über die Welt und auch andere Berufe.

Dipl.-Met. Jacqueline Kernn

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 07.04.2022

April zeigt seine Zähne

6. April 2022/0 Kommentare/in Klima, Thema des Tages, Wetter, Wind/von WINDINFO

Nachdem der März vor allem durch Sonnenschein glänzen konnte, zeigt uns der April nun, wozu er wettertechnisch fähig ist. Kalte Luftmassen über Nordeuropa und warme Luftmassen über Südeuropa prallen genau über Mitteleuropa aufeinander. Turbulentes Wetter ist die Folge. Über Nordwesteuropa hat sich das veritable Sturmtief NASIM gebildet. Es sorgt in Deutschland in den kommenden Tagen für stürmisches und nasses Aprilwetter. NASIM verlagert sich bis Donnerstagabend in die östliche Ostsee und sein Frontensystem überquert uns dabei.

Am heutigen Mittwoch ist es noch vergleichsweise ruhig. Über der Südosthälfte zeigt sich gelegentlich die Sonne. Abgesehen von einzelnen Schauern am Nachmittag zwischen Oberrhein und Alpen bleibt es trocken. In der Nordwesthälfte machen sich im Tagesverlauf jedoch schon die Ausläufer NASIM´s bemerkbar und es breitet sich schauerartig verstärkter Regen aus. Der Südwestwind weht schon deutlich spürbar. Sturm gibt es bereits, vor allem im Bergland.

Deutlich in den Fokus rückt der morgige Donnerstag. Dann wird es von Nordwesten her verbreitet stürmisch mit Böen zwischen 60 und 75 km/h aus Südwest bis West. Südlich einer Linie Rheinland-Harz-Westerzgebirge und etwa bis ins nördliche Alpenvorland sowie an der Nordseeküste drohen bis in tiefe Lagen Sturmböen sowie teils schwere Sturmböen bis 95 km/h. Auf den Bergen gibt es orkanartige Böen und Orkanböen. In den Fokus rückt auch die sehr wetteraktive Kaltfront von NASIM, die sich im Tagesverlauf südostwärts verlagert. Mit Passage der Kaltfront sowie im Vorfeld ist neben den angesprochenen Sturm auch mit kräftigem, schauerartig verstärkten Regen und mitunter einzelnen Gewittern zu rechnen. Am Mittag liegt die Kaltfront über dem Nordwesten, am Nachmittag reicht sie in etwa vom Saarland bis in den Berliner Raum und in der ersten Nachthälfte erreicht sie bereits die Donau. Rückseitig lockert es kurzzeitig auf, aber es folgen rasch Schauer nach.

Am Freitag stehen mit Heranrücken eines neuen Tiefs vom Atlantik in der Südhälfte länger anhaltende und teilweise sehr kräftige Regenfälle auf der Agenda. Im Südwesten droht dabei Dauerregen mit 20-30 l/m². Im Schwarzwald sind 30-50 l/m² denkbar. Außerdem können die Niederschläge im östlichen und zentralen Mittelgebirgsraum in Schnee übergehen. Im Norden wechseln sich Sonne, Wolken und einzelne Regen- und Schneeregenschauer ab. Der Wind bleibt vor allem im Süden sowie an der Ostsee ein größeres Thema, denn dort drohen weiterhin Sturmböen aus Südwest bis West. Auf den Bergen gibt es nach wie vor schweren Sturm. Inwiefern in der Nacht zum Samstag der Niederschlag bis in tiefere Lagen in Schneefall übergeht, muss abgewartet werden.

Auf jeden Fall wird es in den kommenden Tagen sehr nass in Deutschland. Verbreitet gibt es 10-30 l/m² Niederschlag. Schwerpunkte kristallisieren sich im Südwesten und etwa entlang des Mains mit Mengen bis 50 l/m² ab. Im Schwarzwald und eventuell im Allgäu sind auch Niederschlagssummen um 80 l/m² möglich.

Am Samstag steht dann klassisches Aprilwetter auf dem Programm, bevor zum Sonntag zumindest in der Südwesthälfte eine Wetterberuhigung einkehrt. Der April macht also sprichwörtlich die nächsten Tage wirklich was er will.

Dipl.-Met. Marcel Schmid

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 06.04.2022