Wetterblog

Themenschwerpunkt des neuen Wetterblogs von meteoradar ist der Radarblick auf das aktuelle Wetter. Wir möchten die User von Radar- und Blitzkarten bei deren Interpretation unterstützen. Zu bestehenden Beobachtungen, Vorhersagen und Warnungen werden in loser Folge vertiefende Erklärungen und Link-Hinweise auf externe Informationsquellen gegeben. Selbstverständlich finden auch im Nachhinein Analysen von besonderen Wetterereignissen ihren Platz.

Es ist uns ein Anliegen, bei den Lesern des Wetterblogs einen Lerneffekt auszulösen, und auf diese Weise zu einem bewussteren Umgang mit kurzzeitigen Wettergefahren wie Gewitter, Sturm, Sturzfluten, Hagel im Sommer, oder Glättegefahr im Winter beizutragen.

Der Wetterblog wird in Zusammenarbeit mit fotometeo Muriset betrieben.

Der Downburst über Birsfelden am 26.7.2019

Webcambild St. Chrischona

Niederschlagsvorhang der Gewitterzelle über Wyhlen, Aufnahme um ca. 20.20 Uhr der Webcam auf dem St. Chrischona, Blick Richtung Süden. Quelle: Swisscom.

Am Abend des 26.7.2019 führten Sturmböen eines starken Gewitters zu erheblichen Schäden in Birsfelden, Muttenz und Münchenstein. Bei der lokalen Polizei wurden knapp 200 Schadenmeldungen registriert. Der grösste Einzelschaden entstand durch das Kippen eines Hafenkrans in Birsfelden. Eine Dokumentation mit Bildern des Schadenereignisses findet sich im Schweizer Sturmarchiv. In diesem Beitrag wird mit Hilfe der Radarbilder und Bodenwindmessungen die Gewitterentwicklung beschrieben, welche schliesslich zur Bildung eines Downbursts führte. Dieser entstand gegen 21 Uhr über Riehen und entlud sich südwärts in Richtung der drei betroffenen Gemeinden. Die Radarsignatur des Downbursts passt sehr gut zu den Windmessungen im Bereich und der nahen Umgebung des Downbursts.

Infos zu Downbursts
Der 26.7.2019 war einer der heissesten Tage des vergangenen Sommers. Die Temperaturen stiegen da und dort nochmals auf über 35 Grad. Eine Tiefdruckrinne im Westen steuerte aber zunehmend feuchte Luftmassen Richtung Zentraleuropa. Dadurch erhöhte sich die Gewitterneigung deutlich. Im Wetterblog von Fabienne Muriset wurde auf ein hohes Sturmpotenzial durch lokale Downbursts hingewiesen. Entscheidend für die Entwicklung von Downbursts sind Einschübe von trockenen Luftmassen in Gewitterwolken. Durch die Verdampfung des Niederschlages, resp. das Schmelzen von Hagelkörnern wird der Luft Wärme entzogen, die Luft wird schwerer und beginnt mit dem Niederschlag Richtung Boden zu fallen. Der Luftstrom kann senkrecht oder schräg gerichtet sein. Am Boden kommt es zu einer Umlenkung, und die Luft breitet sich fächerförmig aus. Je nach Stärke des Luftstromes können dann am Boden lokale, teils schwere Sturmböen auftreten.

Im Gegensatz zu den Tornados sind kurzlebige, «normale» Gewitterzellen häufige Auslöser von Downbursts. Erst in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden die Downbursts von Fujita, einem Gewitterforscher an der Universität von Chicago, als eigenständige Wettererscheinung erkannt und beschrieben. Die treibende Motivation für diese Forschungsarbeit war eine Serie von Unfällen, bei welchen Flugzeuge durch die Abwinde von Downbursts auf dem Boden zerschellten. Die spannende Geschichte der Entdeckung der Downbursts kann in einem Artikel von Wilson und Wakimoto (2001) nachgelesen werden.

Vorgeschichte
Ab Mitte Nachmittag des 26.7.2019 bildeten sich, bei flacher Druckverteilung und schwachen Höhenwinden, erste Gewitter im Berner Oberland und ab ca. 18 Uhr im Jura. Diese Regionen wurden am stärksten von den Gewittern getroffen, lokal gab es bis 100 mm Niederschlag. In der Region Basel blieben die Regensummen unter 40 mm. In der Ost- und Nordschweiz östlich von Basel gewitterte es deutlich weniger, vielerorts blieb es auch komplett trocken, siehe die untenstehende Regensummenkarte des Tages. Die Region um Basel befand sich anscheinend im Grenzbereich zwischen feuchten Luftmassen im Südwesten und etwas trockeneren Luftmassen im Osten. Dieser Cocktail kann für die Entwicklung von Downbursts durchus günstige Voraussetzungen bereitstellen.

Tagessumme des Niederschlags am 26.7.2019. Quelle: www.meteoradar.ch/regenkarten

Ab 20 Uhr zog eine kompakte Gewitterzelle von Rheinfelden langsam westwärts Richtung Basel. Das um 20.20 Uhr aufgenommene Webcambild der Niederschlagskaskade (siehe rechts oben) zeigt Anzeichen einer Verwirbelung in Bodennähe an der Frontseite des Niederschlagsvorhanges. Bereits zu diesem Zeitpunkt könnte ein Vorläufer-Downburst den Boden erreicht haben. Zwanzig Minuten später wurde im Radarbild ein Neuanbau über Riehen, knapp nördlich der bestehenden Zelle sichtbar, welche sich zu diesem Zeitpunkt ziemlich exakt über Birsfelden befand. Dieses neue Zentrum blieb während der folgenden 10 Minuten über Riehen ortsfest und bewegte sich danach etwas nordwärts, bevor es sich auflöste und vom Radarbild verschwand. Das 3D-Radarbild um 20.45 Uhr (siehe nächste Abbildung) zeigt, nebst der Niederschlagskarte, zwei Seitenprojektionen, welche den Höhenbereich 0 – 18 km und damit Höhenrisse durch die projizierten Gewitterzellen wiedergeben. Nur die Seitenprojektion in W-E Richtung am rechten Bildrand ist auswertbar, da die Seitenprojektion der Basler Zelle in S-N Richtung durch eine starke Gewitterzelle über der Po-Ebene gestört wird. Im Seitenriss rechts ist die rot-rosa Starkregen- und Hagelsäule über Riehen bei y-Koordinate 270, markiert durch eine graue horizontale Linie, gut erkennbar.

Radarbild um 20.45 Uhr mit Seitenrissen rechts und oben. Für Details siehe Text. Quelle: meteoradar.ch, , Datenquelle: Meteoschweiz

Ausschnitte aus den Seitenrissen rechts der 3D-Radarbilder im Zeitbereich 20.45 –
21.00 Uhr. Die pink-rote Säule in der jeweiligen Bildmitte (bei y-Koordinate 270) zeigt die
Niederschlagskaskade der höchsten Intensitätsstufe des Gewitterzentrums über Riehen. Der
schwarze Strich markiert die maximale Höhe dieser Niederschlagssäule. Diese Höhe sinkt
innert 5 Minuten (von 20.50 bis 20.55 Uhr) von 9 auf 5 km, und nochmals 5 Minuten später
auf 3 km Höhe. Quelle: meteoradar gmbh, Datenquelle: Meteoschweiz

Bildung des Downbursts
In der Abb. oben wird ein Ausschnitt aus den West-Ost Projektionen der Riehener Zelle von 20.45 bis 21.00 Uhr wiedergegeben. Zur besseren Darstellung sind die Bildausschnitte um 90 Grad gedreht. Die maximale Höhe der pink-roten Säule (die Starkniederschlagsszone über 100 mm/h, evtl. auch begleitet von Hagel) ist mit einer schwarzen horizontalen Linie markiert. Diese Höhe sinkt ab 20.50 Uhr von zunächst 9 auf 5 km Höhe (5 Minuten später) und auf 3 km Höhe nochmals 5 Minuten später. Anscheinend kollabiert die Zelle um 20.50 Uhr, der Aufwind, welcher den Niederschlag in der Höhe hält, bricht zusammen und macht einem Abwind Platz, welcher als Quelle eines Downbursts angesehen werden kann. Die Verdampfung des Niederschlages in einem Einschub von trockener Luft gilt in der Regel als der entscheidende Prozess, welcher das betroffene Luftpaket in Bodenrichtung beschleunigt. Aus diesem Grund gehen wir davon aus, dass sich die Quelle des mutmasslichen Downbursts im Bereich oder in der Nähe des Niederschlagsmaximums befindet. Das wäre dann ebenfalls die Region über der Ortschaft Riehen.

Der Standort Riehen befindet sich im Norden der drei von den Sturmschäden betroffenen Gemeinden Muttenz, Birsfelden und Münchenstein. Damit kann das folgende Szenario formuliert werden, welches erklärt, wie es zu den Sturmschäden in den drei Gemeinden kam, vgl. hierzu untenstehende Abbildung.

Schematische Darstellung des mutmasslichen Downbursts. Quelle Kartenhintergrund: Swisstopo

Der Downburst bewegte sich auf einer schräg nach Süden gerichteten Achse in Richtung Boden und breitete sich danach in Richtung Süden aus. Das Schadengebiet umfasst etwa eine Fläche von 6×3 km. Es gibt mehrere Faktoren, welche dieses Szenario unterstützen. Der wichtigste Faktor stammt von der Windmessung des Kraftwerks Birsfelden, welche in der folgenden Abbildung wiedergegeben ist. Diese Grafik zeigt eine kurzlebige Windspitze von 85 km/h um ca. 20.50 Uhr. Die Windrichtung zu diesem Zeitpunkt ist aus Nordosten. Sowohl der Zeitpunkt der Windspitze wie auch die Windrichtung passen perfekt zum beschriebenen Szenario, siehe obenstehende Abbildung. In dieser Abbildung sind drei weitere Windmessungen eingetragen. Die stärkste Windböe (113 km/h, Quelle: Sturmarchiv) stammt vom Standort Basel St. Jakob-Park. Allerdings sind weder der Zeitpunkt dieser Messung noch die gemessene Windrichtung bekannt. Von der Meteoschweiz sind weitere Windmessungen an den Standorten Basel-Binningen und St. Chrischona-Turm verfügbar. Die dort gemessenen Böenspitzen sind geringer, aber die Windrichtungen bestätigen ein Auseinanderfliessen («divergente» Strömung) der Luftmasse zwischen den beiden Stationen, vgl. die Windvektoren in der obenstehenden Abbildung, gültig für den Zeitpunkt 20.55 Uhr.

Registrierung von meteorologischen Messdaten beim Kraftwerk Birsfelden. Zur
Bestimmung der Winddaten zum Zeitpunkt des Downbursts wurden einige Hilfslinien
eingezeichnet. Um 20.50 Uhr wird eine kräftige, kurzzeitige Böenspitze von 85 km/h
registriert. Die Windrichtung (mit einem roten Kreis markiert) ist zu diesem Zeitpunkt aus
Nordosten. Die Verläufe der Temperatur, des Luftdruckes und des Niederschlages reagieren
ebenfalls mit heftigen Ausschlägen zum gleichen Zeitpunkt.
Quelle: sturmarchiv.ch, Datenquelle: meteo.srf.ch

Windspitzen im Bereich des Downbursts
Es stellt sich die Frage, in welchem Bereich die maximalen Sturmböen des Downbursts einzuordnen sind. Die beiden Windmessungen im Schadenbereich geben nur eine sehr unvollständige Antwort. Die Böenspitzen variieren bei solch lokalen Sturmereignissen bereits auf einer Skala von 10 – 100 m. Die Schäden selbst geben mehr Aufschluss über die Sturmstärke, allerdings nur mit Hilfe von Erfahrungswerten, welche zur Definition von Schadenskalen geführt haben. Die bekannteste Skala ist die Fujita-Skala, welche im Jahr 2007 zur sog. „EF-Skala“ („enhanced Fujita-Skala“) modifiziert wurde. Aufgrund der Schadenbilder im Sturmarchiv gehen wir davon aus, dass mittelgrosse Bäume entwurzelt oder gebrochen sind. Damit liesse sich das Ereignis als EF1, vielleicht sogar als EF2 klassieren. Allerdings fehlen, nebst den gefallenen Bäumen, weitere Hinweise, welche die Stärke EF2 unterstützen. Wir gehen deshalb davon aus, dass die Spitzenböen im Bereich des Downbursts Geschwindigkeiten von ca. 150 km/h erreicht haben. Diese Werte sind wohl da und dort, aber nicht überall im Bereich des Downbursts aufgetreten. Höhere Spitzenwerte als 150 km/h (bis Stufe EF2 oder 200 km/h) würden wir nicht ausschliessen, aber von einer geringen Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens ausgehen. Diese Aussage liesse sich mit einer gründlicheren Auswertung der zahlreichen Schadenmeldungen weiter präzisieren. Hingegen kann der Kranschaden aus unserer Sicht nicht dazu verwendet werden, die Sturmstärke abzuschätzen, da es sich um ein unübliches Bauwerk handelt, für welches kaum genügend zahlreiche Schadenbeobachtungen aufgrund von Sturmböen vorliegen.

Druckminimum vor Eintreffen der Sturmböen
Zum Schluss dieses Blogs wenden wir uns nochmals der obenstehenden Messgrafik beim Kraftwerk Birsfelden zu. Nebst den Windböen und der Windrichtung sind auch die weiteren Ausschläge der Messkurven zum Zeitpunkt des mutmasslichen Downbursts bemerkenswert. In kurzer Zeit fielen etwas über 20 mm Niederschlag, und die Temperatur sank um 10 Grad. Sehr spannend ist der Druckverlauf. Ein kurzzeitiger Abfall des Luftdrucks um 6 hPa führt, vor Eintreffen der Sturmböen, zu einem Druckminimum, einer Art „Luftloch“. Wodurch wurde dieses Luftloch generiert? Wir haben eine einzige Publikation gefunden, in welcher ein mindestens qualitativ vergleichbarer Druckverlauf bei der Passage eines Downbursts gezeigt wird (Mahale und Zhang, 2016, siehe Figur 3a). In jener Studie wurde ca. 15 min vor Eintreffen der Downburst-Böen ebenfalls ein Druckminimum beobachtet. Der Druckabfall war mit 2 hPa deutlich weniger ausgeprägt als in unserem Fall. Nichtsdestotrotz könnte die bei Mahale und Zhang gegebene Interpretation des Druckminimums auch in unserem Fall zutreffen: „It is speculated that the pressure decrease ahead of the gust front was dynamically induced by converging and rising air along the leading edge of the gust front.“ Dies würde bedeuten, dass eine Aufwindzone, eine Art „Staubsauger“ über dem Standort der Druckmessung, den Druckabfall am Boden ausgelöst hat. Diese Annahme lässt sich nicht weiter verifizieren. Wir sehen sie jedoch trotzdem als plausibel an, vor allem deshalb, weil uns eine alternative Erklärung fehlt.

Wie häufig sind Downbursts?
Downbursts in der Schweiz sind keine seltenen Ereignisse. Auf jeden Fall sind sie markant häufiger als Tornados. Im Sturmarchiv sind über die letzten Jahre ca. 5 – 10 Downbursts pro Jahr dokumentiert. Aus dieser Angabe lässt sich mit einer Überschlagsrechnung die Wiederkehrperiode von Downbursts an einem festen Standort abschätzen. Für diese Milchbüechlirechnung müssen weitere Annahmen getroffen werden:
– Pro Jahr wird mit 10 Ereignissen gerechnet, unter der Annahme, dass nicht alle Ereignisse im Sturmarchiv erfasst sind.
– die unbewohnten Bergregionen werden ausgeblendet, ohne diese rechnen wir mit einer „bevölkerten Flachlandfläche“ von ca. 20’000 Quadratkilometer.
– Alle Downbursts haben eine „einheitliche“ Schadenfläche von 20 Quadratkilometern.
Mit diesen Annahmen dauert es 100 Jahre, bis die aufsummierte Schadenfläche der definierten Flachlandfläche entspricht. Die 100 Jahre können also als mittlere Wiederkehrperiode angesehen werden. Selbstverständlich gibt es markante lokale statistische Abweichungen. Wenn man ein statistisches Verteilmodell der Downburstflächen zugrundelegt, dann muss man über viele Jahrhunderte aufsummieren, bis sich die statistischen Zufallsschwankungen der Wiederkehrperiode ausgleichen. Es kommt dazu, dass sich die Wiederkehrperiode regional ändert, je nachdem, ob Gewitter mit Downburst-Potenzial häufiger oder weniger häufig sind. Und die Schadenfläche der Downbursts variiert selbstverständlich ebenfalls, wir wissen nicht, ob die angenommene mittlere Schadenfläche von 20 Quadratkilometern zutrifft oder nicht.

Gemäss den Klimaszenarien für die Zukunft wäre mit einer Zunahme von Schadenereignissen durch Downbursts in der Schweiz zu rechnen. Da sich die Polregionen stärker erwärmen als die Tropen, dürfte sich in Zukunft der Jetstream in mittleren Breiten abschwächen. Der 26.7.2019 war ein typischer Gewittertag, wie er in Zukunft öfters auftreten kann: begleitet von schwachen Höhenwinden (schwacher oder nicht existierender Jetstream) in einer Umgebung, in welcher die Luftfeuchtigkeit vielerorts, aber nicht überall für die Gewitterbildung ausreicht. Demgegenüber scheinen Gewittertage mit starken Höhenwinden (starker Jetstream) – ideal für die Bildung von Superzellen mit langen Hagelzügen und gelegentlichen Tornados – seltener zu werden. Dies war jedenfalls auch mein persönlicher Eindruck der letzten Jahre. Somit dürfte es sich lohnen, dem Phänomen der Downbursts in der Schweiz mehr Beachtung zu schenken.

Dieser Blog entstand aus einem internen Bericht zu Handen eines Kunden von meteoradar. Wir danken den Betreibern des Sturmarchivs für ihre langjährige, hartnäckige und sorgfältige Erhebung der meteorologischen Schadenereignisse in der Schweiz.

Neue Wetter-Webcams mit Nachtsicht bei meteoradar

Webcam-Blick im Dämmerlicht nach Sonnenuntergang, Aeugst, Panoramabild Richtung Süden

Wetter-Webcams gibt es wie Sand am Meer. In der Schweiz allein findet man mehrere hundert, wenn nicht über tausend Standorte, an welchen das lokale Wetter anhand eines Webcam-Bildes oder eines Zeitraffer-Filmes beurteilt werden kann. Bei den allermeisten Kameras gibt es jedoch Einschränkungen. Je nach Sonnenstand wird ein Teil des Bildes vom Sonnenlicht überstrahlt und erscheint weiss. Und in der Nacht sieht man kein vernünftiges Bild, sondern nur schwarz oder Rauschen. Aber die Bildqualität von modernen Webcams hat dank Verbesserungen der Bildsensoren und Software deutliche Fortschritte erzielt. Somit stellt sich folgende Frage: gibt es die universelle, kostengünstige Wetter-Webcam, welche
1. auch in der Nacht ein gutes Wolkenbild liefert?
2. in der Lage ist, die Überstrahlung durch das Sonnenlicht effektiv zu korrigieren?

Nach dem Defekt einer alten Kamera haben wir uns entschlossen, die Webcams in Stallikon und Aeugst zu ersetzen. Unsere Wahl fiel dabei auf die 180 Grad Panorama Cam von Milesight. Der Werbeprospekt des Modells verspricht einiges, unter anderem:
– eine gute Pixel-Auflösung (2560×1440 Pixel)
– ein verzerrungs-korrigiertes Bild
– eine Korrektur der Überstrahlung durch helle Lichtquellen
– eine hohe Empfindlichkeit bei Nachtaufnahmen
Nach der Installation wurde schnell klar, dass die beiden letztgenannten Eigenschaften – die Überstrahlungs-Korrektur und der Nachtbildmodus – die Bildqualität gegenüber den Vorgängermodellen markant verbessern. In dieser Rezension konzentrieren wir uns auf diese beiden Eigenschaften.

Überstrahlungs-Korrektur
Webcams haben in der Regel Mühe, die Details der hellsten und dunkelsten Bildstellen wiederzugeben. Zur Verbesserung der Wiedergabe stehen u.a. Techniken zur Verfügung, welche mit den Abkürzungen BLC, HLC und WDR bezeichnet werden. Wir verweisen auf die Google-Suche für eine Beschreibung dieser Techniken. Alle drei Verfahren können in der neuen Kamera konfiguriert werden. Interessant ist vor allem der Modus HLC, welcher die durch die Sonne überstrahlten Bereiche dunkler macht und so die Wolkenstrukturen in der Nachbarschaft der Sonne sichtbar machen kann. Dieser Modus bietet zwei Optionen: „General“ und „Enhanced“ sowie einen Schiebebalken. Für die Korrektur des Sonnenlichts empfehlen sich die Einstellungen „General“ und „0“ (Position ganz links) des Schiebebalkens. Wir zeigen einen Vergleich der drei Modi anhand von Bildern der Webcam Sellenbüren:

Webcam-Bild, mit dem Modus WDR generiert. Der weisse Flärren um die Sonne ist sehr gross. Die Helligkeitsabstufumg der Landschaft ist ausgewogen.

Webcam-Bild, mit dem Modus BLC generiert. Der weisse Flärren um die Sonne ist kleiner als beim Modus WDR. Aber die Landschaft ist zu dunkel.

Webcam-Bild, mit dem Modus HLC generiert. Der weisse Flärren um die Sonne ist nochmals markant kleiner geworden. Im Nachbarbereich der Sonne sind Strukturen sichtbar, welche in den oberen zwei Bildern überstrahlt werden. Die Helligkeitsabstufumg der Landschaft ist ähnlich ausgewogen wie beim Modus WDR. Das Bild wirkt etwas gelblich.

Insgesamt überzeugt der Modus HLC am meisten, was die Ausgewogenheit der Helligkeitsabstufung und die Darstellung der Feinstrukturen im Nachbarbereich der Sonne angeht. Auf der Negativseite steht eine manchmal etwas unnatürliche Veränderung des Farbspektrums, welche mehr oder weniger grosse Bildteile erfassen kann. Bei sehr niederem Sonnenstand kann ein gelblicher Farbstich auftreten, und bei höherem Sonnenstand kann die Farbgebung in Sonnennähe ins Gräuliche mutieren. Der am Wetter interessierte Betrachter wird sich an diesen Effekten kaum gross stören.

Nachtbild
Sobald die Lichtstärke einen gewissen Schwellenwert unterschreitet, wechselt der Bildmodus automatisch auf ein Graustufenbild. Bei Tagesanbruch wird wieder auf ein Farbbild umgestellt. Leider lässt sich der massgebende Schwellenwert für die Umstellung nicht einstellen, obwohl diese Option im Handbuch dokumentiert ist. Wir haben wiederum getestet, welcher der drei Bildmodi (BLC, HLC und WDR) das bestmögliche Nachtbild liefert und haben eine klare Antwort gefunden: es ist der Modus BLC, verwendet mit der Einstellung „Minimum Shutter = 1“ im Menu „Image –> Day/Night Mode“. Mit dieser Einstellung wird die maximale Belichtungszeit auf eine Sekunde eingestellt. Die beiden anderen Modi kann man vergessen, entweder ist das Bild verrauscht oder zu dunkel.

Nachtbild der Webcam Sellenbüren, erstellt mit dem Modus BLC.

Die Bildqualität des so konfigurierten Nachtbildes ist erstaunlich stabil. Auch wenn das Mondlicht fehlt, ist kaum ein Abfall der Bildqualität auszumachen. Der folgende Zeitraffervideo zeigt die nächtliche Bildung von Bodennebel, die Umstellung von Graustufen zu Farbbildern in der Morgendämmerung und die Auflösung des Nebels am Vormittag.

Installation
Die Kamera wird via PoE mit einem Router verbunden und so ins lokale Netzwerk eingebettet. Die Montage ist einfach, die Ausrichtung mit einem wenig griffigen schwarzen Drehring etwas knifflig. Wenn man diesen Ring zudreht, bewegt sich die Kamera mit, es braucht also beide Hände und etwas Fummelarbeit, auch Kontrollblicke auf das Webcam-Bild, um die gewünschte Position der Kamera zu fixieren. Am besten stellt man die Kamera so ein, dass der imaginäre Horizont auf Standorthöhe in der Bildmitte liegt. Dann erscheint er auf dem Bild gerade. Ist die Kamera schräg nach oben oder nach unten gerichtet, dann wird der imaginäre Horizont gekrümmt, was bei einem Bildwinkel von 180 Grad nicht weiter erstaunt.

Zeitrafferfilme
Ein Kleincomputer (Raspberry Pi) greift sich das Webcambild alle 10 Sekunden und erstellt aus der Bildsequenz Zeitrafferfilme, welche online auf der Webseite https://www.meteoradar.ch/webcam
angeschaut werden können. Bis anhin wurde die Anzeige des Webcambildes und der Filme eine Stunde vor Sonnenaufgang bis eine Stunde nach Sonnenuntergang aktiviert. Die aktive Aufnahmeperiode der Webcam Sellenbüren (Panorama-Modus) wurde nun auf 22 Stunden pro Tag verlängert: von 01 Uhr morgens bis 23 Uhr abends, so dass der grösste Teil der Nacht auf den Bildern und den Zeitrafferfilmen eingesehen werden kann.

Fazit
Unsere Erwartungen an die neue Webcam werden deutlich übertroffen. Die Nachtbilder und Filme geben praxisrelevante meteorologische Zusatzinformationen zur Bewölkung und zur Nebelbildung. Tagsüber kann die Bewölkung auch in Sonnenähe praktisch ungestört verfolgt werden. Damit mausert sich der Gerätetyp zu einer universellen, Tag und Nacht aktiven Beobachtungsstation des Lokalwetters. Die Möglichkeiten zur automatisierten Bildverarbeitung (z.B. Nebelerkennung) eröffnen interessante Perspektiven für die Zukunft.

Gewittervorschau 18.-22.08.2019

Der Sonntag verspricht noch mal nächtliche Gewitter

Am besten nehmen wir es gleich vorweg: Der vor einer Woche für beendet erklärte Hochsommer unternimmt noch mal einen letzten Versuch, muss sich aber als Eintagsfliege am Sonntag zufrieden geben – und dann ist endgültig Schluss. Gerade mal vier Tage hielt die etwas kühlere Westlage (die regional in erhöhten Lagen immerhin den ersten Bodenfrost brachte), heute Samstag dreht die Strömung bereits wieder auf Südwest und führt noch mal sehr warme bis heisse Luft zur Alpennordseite. Danach wiederholt sich das Spiel vom letzten Wochenende bzw. Montag und eine nahezu stationäre Front fordert uns Prognostiker heraus. Wir wollen nicht hoffen, dass sich dieses 7-Tage-Muster nun durch den ganzen Spätsommer zieht, da diese schleifenden Fronten den auch heute immer noch zu trockenen Gebieten fast gar nichts bringen und immer wieder dieselben Regionen „beglücken“.

Um die grossräumige Wetterlage zu verstehen, schauen wir heute mal auf den Jetstream:

Der Jetstream greift auf dem Atlantik für die Jahreszeit aussergewöhnlich weit nach Süden aus, das Azorenhoch ist zumindest in der Höhe inexistent und auch am Boden nur schwach ausgeprägt. Erst auf dem Kontinent wird der Jetstream nach Norden umgelenkt, und zwar genau vor unserer Nase. Aufgrund der stark gedrängten Linien ist das Pluszeichen auf der Alpennordseite nur schlecht zu erkennen, aber es zeigt eine starke Divergenz in der Höhe an, das Sonntagnacht präfrontal für einen mächtigen Hebungsantrieb sorgt. Allerdings findet dieser in föhnbedingt trockener Luft statt. Sollten sich aber irgendwo Feuchtenester versteckt halten, kann eine solche Konstellation rasch sehr ungemütlich werden.

Doch zuvor zeigt sich der Sonntag von der sonnigen, bis in den frühen Nachmittag sogar weitgehend wolkenlosen Seite. Die Temperaturen steigen noch mal in den Hitzebereich: 30 Grad sind am Rhein zu erwarten, bis zu 32 Grad mit etwas Föhnunterstützung etwa in Chur und im Zentralwallis. Für die Alpinisten unter uns sei noch erwähnt, dass der Südwestwind in der Höhe bereits in der Nacht auf Sonntag und somit auch am Sonntagmorgen recht stark weht: Mit Böen von etwa 60 km/h in 2500 m ist zu rechnen, was vor allem an exponierten Graten noch ruppiger werden kann. Tagsüber lässt aber dieser Wind vorübergehend nach und somit steht einem risikofreien Wandertag nichts im Weg. Zum späteren Nachmittag nehmen die Wolken in höheren und mittleren Schichten allmählich zu, auch Quellwolken gesellen sich hinzu, haben aber aufgrund der starken Deckelung vorerst noch kaum Chancen für Überentwicklungen. Richtig spannend wird es erst, wenn sich die Front aus Frankreich nähert und das hohe Geopotenzial abgebaut wird. Man mache sich keine Illusionen darüber, den zeitlichen und örtlichen Beginn der Gewitteraktivität bereits heute kennen zu wollen: Letzte Woche haben wir mal wieder eindrücklich vorgespielt bekommen, wie bei Südwestlagen die Hauptaktivität locker über die Voralpen statt wie modelliert über den Jura ziehen kann. So erstaunt denn auch nicht, dass die Modelle genau diese bunte Palette zeigen: Am Sonntagabend wird entweder zuerst die Juraschiene zünden oder auch die Voralpenschiene – oder beide zusammen, was auch ein Ausgreifen ins Mittelland wahrscheinlich macht. Da der Höhenwind vor allem über dem Jura stark anzieht, ist mit Zuggeschwindigkeiten von rund 70 km/h zu rechnen. Diese Geschwindigkeitsscherung zusammen mit der bereits erwähnten Höhendivergenz verursacht hohes Hagelpotenzial, auch schwere Sturmböen sind in der Nordschweiz sowie am Jurasüdfuss (Joran) möglich. In solchen Situationen sagt eine alte Meteorologenweisheit: Rechne mit allem, um dann doch überrascht zu sein, wenn es anders kommt…

Am Montag liegt dann die Front irgendwo – sei es direkt über den Alpen, vielleicht auch mal nördlicher oder südlicher. Man mache sich erst gar nicht die Mühe, die Wellen in einem höher aufgelösten Modell zählen zu wollen:

Lesart der heutigen Ausgabe (die selbstverständlich in 48 Stunden noch ein paar Mal ändern kann): Am Montag tagsüber sorgt schwacher Zwischenhocheinfluss für eine leichte Beruhigung, am Nachmittag oder Abend wird die Front aber wieder aktiviert. Wo genau, das lassen wir vorerst noch offen. Jedenfalls wird wie schon vor einer Woche über viele Stunden hinweg bis in den Dienstag hinein immer wieder gewittriger Starkregen über dieselben Gebiete ziehen und hohe Niederschlagssummen mit den üblichen Begleiterscheinungen bringen.

Irgendwann im Verlauf zwischen Dienstagabend und Mittwoch wird die Front dann nach Osten abziehen oder wird langsam durch ansteigenden Druck am Boden geschwächt. Allerdings soll nach den meisten Modellen in der Höhe noch eine Trogstruktur erhalten bleiben, sodass überhaupt noch nicht klar ist, wie rasch es abtrocknet und wann sich allmählich wieder die Sonne durchsetzt. Nebenbei darf noch bemerkt werden, dass in der Nacht auf Mittwoch in den Nordalpen die Schneefallgrenze auf 2500 m, möglicherweise (so denn noch Niederschlag fällt) sogar etwas tiefer sinkt. Allerdings wird das, was liegenbleibt, wohl nicht mehr als ein paar Stunden, eventuell ein bis zwei Tage liegen bleiben. Denn obwohl noch nicht klar ist, wie rasch der Prozess abläuft: In der zweiten Wochenhälfte soll die Strömung auf Ost bis Südost drehen und wieder wärmere Luftmassen bringen. Wie stabil die folgende Wetterlage wird und somit die erste spätsommerliche Hochdruckphase einleitet oder ob schon bald aus Westen neues Ungemach aufzieht, müssen wir allenfalls in einer Woche näher anschauen.

Gewittervorschau 09.-15.08.2019

Irgendwann kommt es recht zuverlässig – wenn wir nicht gerade das Jahr 2018 oder 2003 schreiben – in der Regel zwischen dem 10. und 20. August: das Hochsommer-Ende. Dieser Knall, einhergehend mit einer Umstellung der Grosswetterlage, steht uns dieses Jahr auch wieder bevor. Ist die subtropische Luftmasse Mitte August in Mitteleuropa mal ausgeräumt und etabliert sich dahinter eine mässig warme West- oder gar kühle Nordwestlage, dann wird es mit dem rapide sinkenden Sonnenstand und kürzer werdender Tageslänge zunehmend schwierig, die Luft noch mal auf hochsommerliche Werte aufzuheizen. Kommt danach irgendwann noch mal eine warme Luftmasse aus südlichen Gefilden zu uns, ist die Atmosphäre in der Regel bereits recht stabil geschichtet, sodass es schwierig wird, noch mal eine Schwergewitterlage zu produzieren. Also ja: Die aktuelle Konstellation sieht ganz danach aus, als wäre das kommende Wochenende die letzte Gelegenheit in dieser Saison, noch mal wirklich heftige Gewitter bestaunen zu können – oder je nach persönlicher Präferenz: Man darf danach froh sein, dass die Wahrscheinlichkeit für schadbringende Unwetter markant sinkt.

Das Titelbild zeigt die aktuelle Ausgangslage heute Freitagabend mit der Höhenströmung in rund 5500 m. Wenn man ganz genau hinschaut (ein grösseres Bild lässt sich mit einem Klick öffnen) dann erkennt man, wie die Höhenströmung über der Schweiz von antizyklonal (Wind dreht im Gegenuhrzeigersinn) auf zyklonal (Uhrzeigersinn) wechselt. Das ist natürlich in der dieser Auflösung nur ganz grob: In der Strömung eingebettet können kleine Wellen oder Kurzwellentröge liegen, die – falls überhaupt – nur von hoch auflösenden Modellen erkannt werden. Über dem Jura beträgt die Windgeschwindigkeit in 3000 m Höhe bereits 70 km/h, in 5500 m knapp 100 km/h, also liegt eine extreme vertikale Scherung vor, was nicht nur sehr hohe Zuggeschwindigkeiten der sich nähernden schleifenden Front zur Folge hat, sondern das Potenzial für grossen Hagel und heftige Sturmböen birgt. Die alles entscheidende Frage ist nun, wie rasch die Front vorankommt und das Mittelland erfasst. Die Modellwelt ist sich dahingehend einig, dass dies in der zweiten Nachthälfte oder am frühen Morgen des Samstags geschieht – allerdings nicht, in welchem Zustand die ins hohe Geopotenzial hineinlaufende Front hier ankommt und wie weit sie es als aktive Front noch schafft. Denn im Lauf des Samstags wölbt sich sowohl der Höhenrücken erneut auf, wie auch am Boden der Druck bereits wieder steigt. Die Front wird also irgendwo quer über der Schweiz liegend aufgerieben:

Bei aller Modellunschärfe kann man mal davon ausgehen, dass der Vormittag in weiten Teilen des Mittellandes, eventuell auch in den Westalpen inkl. Wallis verregnet wird, wobei auch Gewitter eingelagert sein können. Da es sich um eine schleifende Front handelt, können die Niederschlagmengen dort, wo die Front über Stunden hinweg entlang zieht, recht hoch ausfallen. Am grössten ist die Gefahr von Überflutungen wahrscheinlich im Jura und in der Nordschweiz. In Richtung Alpen verliert die Front immer mehr an Aktivität und wahrscheinlich löst sie sich um die Mittagszeit oder am frühen Nachmittag in Wohlgefallen auf – es ist also gut möglich, dass die Ostschweiz sogar trocken bleibt. Da die feuchte Warmluft inneralpin nicht ausgeräumt wird, muss man hier (insbesondere vom Nordtessin bis ins Graubünden) am Nachmittag und Abend mit einigen Gewittern rechnen, in den anderen Gebieten sollte es am Abend trocken bleiben.

Der Sonntag beginnt unter erneutem Hochdruckeinfluss sonnig und es wird noch mal heiss. Aus Südwesten wird aber im Tagesverlauf zunehmend energiereiche, sprich feuchtere Luft (sehr warm ist sie ja bereits) zugeführt. Am Boden bildet sich ein Hitzetief und in der Höhe rückt die extreme Höhenströmung mit der nächsten wellenden Front wieder näher:

Vergleicht man die Luftmassengrenze über Frankreich mit jener vom Samstag, dann sieht man den Unterschied sofort: Der Temperaturgradient ist auf kürzerer Distanz viel extremer. Das wäre dann eben: tschüss Hochsommer! Was genau da in der Nacht auf Montag geschieht, ist aufgrund der zeitlichen Distanz noch schwierig einzuschätzen, zumal die hoch aufgelösten Modelle noch gar nicht bis dahin rechnen. Zum Teil werden aber bereits am Sonntagabend heftige Entwicklungen gerechnet, fragt sich nur: Bleibt es vorerst noch auf den Jura beschränkt oder kommt es auch aus den Voralpen heraus zu Schwergewittern mit Hagel und Sturm? Die noch weitaus höheren Windgeschwindigkeiten in der Höhe lassen jedenfalls keine Zweifel aufkommen, dass da ordentlich Potenzial für schwere Schäden vorhanden ist:

Man sieht in dieser Modellvariante aber auch, dass die südöstliche Hälfte der Schweiz noch unter dem Einfluss des Hochdruckrückens liegt. 100 Kilometer mehr oder weniger oder eine Verschiebung um 3 bis 6 Stunden ist aber auf diese zeitliche Distanz ein Klacks, also sollte man besser bereits am Sonntagabend auf alles gefasst sein. Und sonst wird es spätestens in der Nacht auf Montag ruppig. Auf jeden Fall folgt dann der Luftmassenwechsel sehr rasch und mit der Winddrehung auf West bis Nordwest wird die ganze Feuchte an der Alpennordseite gestaut.

Der Montag zeigt sich also trüb, regnerisch und kühl, wobei es bei der Niederschlagsmenge insbesondere im Nordstau noch einige Fragezeichen gibt. Manche Modellfantasien schiessen völlig ins Kraut, also sollte man zumindest darauf gefasst sein, dass hier und da Bäche oder kleinere Flüsse über die Ufer treten können.

Spätestens am Dienstag wird einem dann bewusst, dass der Hochsommer vorbei ist. Nämlich dann, wenn der Niederschlag nachlässt und die Wolken trotzdem nicht so recht aufreissen wollen und die Temperatur unter 20 Grad verharrt. Die folgenden Tage bleiben eher kühl, wobei noch nicht ganz klar ist, wie gut sich die Sonne wieder durchsetzen kann. Tut sie dies zumindest zeitweise, liegen etwa 22-24 Grad drin, das ist also noch nicht gerade Herbst, aber eben auch nicht mehr so richtig Sommer. In der Westströmung eingebettet wird auch die eine oder andere Störung im Verlauf der Woche vorbeischauen, in dieser energiearmen Luftmasse wird es jedoch mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht mehr für Gewitter reichen. Immerhin müssen wir aber noch nicht gleich über die Schneefallgrenze sprechen…

Gewittervorschau 26.07.-01.08.2019

Verclusterte Gewitterzellen mit sehr starkem Regen und kleinkörnigem Hagel prägen den Samstag

Auch wenn die Details noch unklar waren, so hat sich bereits letzte Woche abgezeichnet, dass auch diese Woche die Tage mit der stärksten Gewitteraktivität auf das Wochenende fallen. Zu verdanken hatten wir diese relative Sicherheit dem starken Hoch über Mitteleuropa, das für die aktuelle Hitzewelle besorgt war. Dass sich dieses Hoch nach Skandinavien verschieben wird, darüber waren sich die Modelle einig – einzig der Zeitpunkt und wie rasch sich die flankierenden Tiefs über Mitteleuropa ihr Stelldichein geben, war noch längere Zeit unklar. Und wieder mal hat sich in dieser Frage der Hauptlauf des EZMWF als am konstantesten erwiesen: Dass die Kaltluft bereits von Donnerstag auf Freitag bei uns eintreffen soll, hat sich als zwischenzeitliche Phantasie der anderen Modelle entpuppt. Nächste Woche sieht das völlig anders aus: Mit der Normalisierung der Zirkulation ist wechselhaftes Westwetter angesagt. Die genaue zeitliche Abfolge von Tiefs und Zwischenhochs kann heute noch nicht abschliessend eingeschätzt werden.

Die grossräumige Ausgangslage präsentiert sich wie folgt:

Unser Mitteleuropahoch wird von den beiden flankierenden Omega-Tiefs aus Osten und Westen abgeschnürt und nach Norden gedrängt, dabei wird für uns der Westeuropa-Trog wetterbestimmend. Auf seiner Vorderseite gelangt aus südwestlicher Richtung nach wie vor sehr warme, aber auch zunehmend feuchte Luft in den Alpenraum. Dabei setzt in allen Höhenlagen massiver Druckfall ein, was zu Konvergenzen und Hebung führt: zusammen mit der energiereichen Luft der optimale Zutatenmix für heftige Gewitter.

Am Freitagnachmittag beginnt die Entwicklung von Gewittern wie üblich im Hochsommer bei noch flacher Druckverteilung und wenig Bewegung in allen Luftschichten über den Alpen. Damit wird eine Kettenreaktion in Gang gesetzt, die erfahrungsgemäss sehr chaotisch verlaufen kann, wenn aus den höheren Schichten keine eindeutige Verlagerungsrichtung vorgegeben ist:

Zwar ist eine zunehmende Tendenz zu Südwest in rund 3200 m Höhe erkennbar, die Geschwindigkeit ist aber mit rund 20 km/h noch sehr bescheiden. Die Verlagerung der Gewitter ist also nur zu einem geringen Teil grossskalig vorgegeben, sondern folgt der Orographie und zufällig entstehenden Konvergenzen. So wird es beispielsweise für die weitere Entwicklung von grosser Bedeutung sein, ob sich der erste Gewittercluster im westlichen oder östlichen Berner Oberland bildet und ob dessen Outflow eher über den Brünig oder durch das Aaretal abfliesst und dort weitere Zellen triggert. Wann und wo also ein starkes Gewitter durchzieht, ist von vielen Zufällen abhängig und wieder einmal Nowcastingsache. Klarer ist hingegen der Charakter der Gewitter: Durch die geringe Scherung sind Superzellen und grosser Hagel eher ausgeschlossen, kleiner bis mittelgrosser (schätzungsweise 2 bis max. 3 cm) Hagel kann aber durch die hohe Energie und starken Auftrieb durchaus auftreten. Die grösste Gefahr geht von Überflutungen aus, denn die Luft ist in allen Schichten sehr feucht und hält enorme potenzielle Regenmengen bereit, was lokal durch die langsame Verlagerung der Zellen noch verstärkt wird. Das Sturmpotenzial ist hoch und betrifft zu Beginn lokale Downbursts. Vor allem mit dem zunehmenden Alter der Gewittercluster können Sturmböen den Gewittern weit voraus eilen. Werden sie durch Täler kanalisiert, ist auch mit schweren Sturmböen lokal von 90 km/h und mehr zu rechnen. Noch etwas unklar ist die Lebensdauer der Cluster. Es würde aber nicht erstaunen, wenn durch die Eigendynamik Mesotiefs entstehen, die bis in den späten Abend hinein noch recht weit durchs Flachland ziehen.

In der Nacht zum Samstag wird es wohl nur kurzzeitig ruhiger, denn das aufrückende Tief aus Westen bringt weitere Unruhe in die Atmosphäre. Mit neuen Entwicklungen bereits in den frühen Morgenstunden aus dem Jura und den Alpen heraus ist zu rechnen, erfahrungsgemäss bringen diese Morgengewitter aber noch nicht das grosse Unwetterpotenzial.

Am Samstagnachmittag geht das Spiel dann von vorne los, allerdings mit einem gewichtigen Unterschied zum Freitag:

Während die Temperatur im 500 hPa-Niveau noch etwa gleich wie am Vortag bei rund -10 Grad verharrt, sickert in den tieferen Schichten bereits eine um ungefähr 5 Grad kühlere Luftmasse ein. Folge davon: Die Labilität nimmt ab, nicht aber die Feuchte und die Hebung. Dadurch bleibt die Gefahr von Starkregen mit lokalen Überflutungen bestehen (die Gewitter ziehen nur unwesentlich schneller als am Freitag), das Hagelrisiko beschränkt sich aber auf kleinkörnige (aber möglicherweise sehr dichte) Ansammlungen und auch die Sturmböen werden nicht mehr ganz so giftig sein. Am Abend dreht der Wind mit dem Durchschwenken des Bodentiefs nach Osten allmählich auf westliche bis nordwestliche Richtung, wodurch sich in der Nacht auf Sonntag der Regen noch längere Zeit an den Nordalpen stauen und für ergiebige Mengen sorgen kann.

Am Sonntag selbst wird es interessant, was die eingangs erwähnten Omegatiefs genau vorhaben:

Nach dieser Version des amerikanischen Modells soll das östliche Tief über Norddeutschland nach Westen ziehen und das westliche Tief südlich der Alpen nach Osten, wodurch die Alpennordseite quasi ins Niemandsland gerät. Trifft das so ein, dürfte sich das Wetter am Sonntag im Norden rasch beruhigen, während Gewitter mit dauerhaften Starkregen möglicherweise noch die Alpensüdseite längere Zeit behelligen (möglich ist aber auch bei ausreichend südlicher Zugbahn, dass die Unwetter in der Poebene verbleiben). Da wir aber wissen, dass solche Cut-Offs gerne ein eigenwilliges Leben führen, sollte man sich auch 48 Stunden vor dem Ereignis noch nicht allzu sehr darauf verlassen. Das gilt folgedessen auch für die weitere Entwicklung am Montag und Dienstag. Zwischenhoch mit ruhigem, mässig warmem Wetter wahrscheinlich, Überraschungen aber nicht völlig ausgeschlossen.

Die Zirkulation soll sich in der Folge normalisieren, da das Skandinavienhoch nicht wie ursprünglich gerechnet zurück nach Süden plumpst (die ehemaligen Omega-Tiefs bilden eine zonal ausgerichtete Tiefdruckrinne, die dem Hoch den Weg zurück versperren), sondern mitsamt seiner Heissluft den Grönländern einen Besuch abstattet und dort für eine aussergewöhnliche Schnee- und Gletscherschmelze sorgen soll:

Damit stellt sich bei uns eine wechselhafte und mässig temperierte Westlage ein. Noch nicht klar ist, wann das nächste Randtief bei uns eintrifft: Je nach Modell kann das bereits am Dienstagabend geschehen, im Lauf des Mittwochs – oder gar nicht: Nämlich dann, wenn die Zugbahn nördlicher liegen sollte als in der Karte oben gezeigt. Jedenfalls macht diese Unsicherheit eine Prognose zur Bundesfeier am 1. August derzeit noch sehr unsicher. Die Chance, dass sich gerade zum Donnerstag eine ruhige Phase einstellt, ist aber durchaus intakt.

Gewitter- und Hitzevorschau 19.-25.07.2019

Man könnte es sich einfach machen als Blogautorin: Beitrag vom 21. Juni kopieren, ein paar Sätze ändern, Karten durch aktuelle ersetzen und fertig. Da dies nicht der Arbeitsmoral der Autorin entspricht und doch einige Details von der Lage vor einem Monat abweichen, wird solcherlei „Aufgewärmtes“ unserer Leserschaft nicht zugemutet, das erledigt das Wetter schon selbst. Kurzum: Nach den zwei gemässigten Wochen mit Lufmassen aus meist nordwestlicher Richtung steht die nächste Hitzewelle ins Haus, diesmal angetrieben von einem lehrbuchmässigen „Hoch Mitteleuropa“. Dass diese pünktlich zum Beginn der Hundstage eintritt, ist Zufall, wenn auch der langjährigen Statistik Rechnung tragend. Offen ist noch, wie lange die Hitzephase diesmal dauern wird.

Die paar Regengüsse und Schwachstrom-Gewitterchen am Freitag, wie in den vorangegangenen Tagen mehrheitlich auf das Gebiet südlich und östlich des Gotthards beschränkt, sind kaum der Rede wert. Bis Sonntag ist noch eine antizyklonale Westlage vorherrschend, inzwischen der Klassiker im Hochsommer mit sehr warmem Alpenraum inkl. Süddeutschland und stetig über Norddeutschland hinwegziehenden Fronten, deren kümmerliche Reste gelegentlich bis zu uns vordringen. In der Titelgrafik erkennen wir ein kleines, eingebettetes Tröglein, auf dessen Vorderseite die Höhenströmung vorübergehend auf Südwest dreht und uns am Samstag heisse Luft bringt.

Waren die Modelle für Samstag in den letzten Tagen noch mehrheitlich auf Krawall gebürstet, so scheint sich nun auch dieser Einschub von Labilität als relativ zahm zu entpuppen: Zu stark ist der Einfluss des sich immer häufiger bis zu den Alpen ausdehnenden Subtropenhochs. Die Höhen“kalt“luft kommt gerade mal mit -13 Grad in 5500 m daher. Entsprechend bekunden auch die hoch aufgelösten Kurzfristmodelle ihre liebe Mühe mit dieser Pseudo-Südwestlage (in den Alpen wird sogar ein kurzer Föhnschub gerechnet). Während die COSMO-Varianten wie auch Euro4 am Nachmittag einige doch anschauliche Gewitterzellen in den Alpen rechnen, die auch die Voralpenschiene aktivieren können, will Arome davon nichts wissen und beschränkt die Gewitteraktivität auf den Jura am Abend, die in der Nacht möglicherweise aufs Mittelland übergreift. Also wird es wieder mal auf Nowcasting, sprich sehr kurzfristige Prognosen hinauslaufen, was den einen oder anderen Veranstalter mitunter etwas nervös machen könnte. Während also noch nicht klar ist, wen es zu welcher Zeit überhaupt treffen könnte, ist die Art der Gewitter schon etwas klarer: In der recht zügigen Höhenströmung handelt es sich um rasch ziehende (ca. 50 km/h), mitunter linienförmig verbundene Zellen, was zumindest das Risiko von Überflutungen mindert. Hingegen ist die Scherung gut für mittelgrossen Hagel und wie immer bei solchen Lagen muss man damit rechnen, dass heftige Sturmböen auftreten. Auch die Gefahr von lokalen Downbursts ist aufgrund der trockenen Grundschicht erhöht – immer vorausgesetzt, dass sich die Gewitter überhaupt weit genug entwickeln können.

Die Sache zieht sich wahrscheinlich noch etwas in den Sonntag hinein, denn die schleifende Kaltfront soll genau über das Mittelland zu liegen kommen:

Allerdings sieht man bereits, wie sich das Bodenhoch zu entwickeln beginnt und in der Höhe steigt die Temperatur auch schon wieder auf über -10 Grad, kurzum: Die Front wird sowohl von oben wie unten zerlegt. Möglicherweise reicht das mit etwas Restfeuchte im Nordstau der Alpen noch für den einen oder anderen Regenguss am Nachmittag, für Gewitter scheint die Labilität aber bereits nicht mehr auszureichen.

Und dann können wir es kurz machen: Von Montag bis Mittwoch,  ev. noch Donnerstag liegt das Zentrum eines kräftigen Höhenrückens konstant genau über der Schweiz:

Obwohl aus südwestlicher Richtung sehr heisse Luft zugeführt wird, die sich in der Grundschicht allmählich mit Feuchtigkeit anreichert und somit die Schwüle von Tag zu Tag zunimmt, wird es für Quellwolken selbst in den Alpen schwierig, diesen massiven Deckel zu brechen – gute Nachrichten für alle, die schon lange auf Bergtour gehen möchten. Der Höhepunkt der Hitze wird am Mittwoch/Donnerstag mit verbreitet 32 bis 35 Grad erreicht, an den neuralgischen Punkten wie dem Hochrhein, Genf und dem Zentralwallis kann es auch etwas darüber gehen.

Noch unklar ist, wie sich dieses Hoch in der Folge verhält. In obiger Karte ist bereits der Beginn einer Omegastruktur zu erkennen. Die meisten aktuellen Modellläufe gehen davon aus, dass sich das Mitteleuropahoch nach Norden verschiebt und wir von den flankierenden Tiefs sowohl von Westen wie von Osten in die Zange genommen werden. Am progressivsten ist das kanadische Modell, das bereits am Donnerstagabend den Westeuropatrog auf unser Wetter Einfluss nehmen lassen will, nach EZ und den GFS-Ensembles bleibt der Hochdruckrücken ein bis zwei Tage länger wetterbestimmend:

Aus aktueller Sicht könnte es also genau auf das nächste Wochenende wieder spannend werden, wir bleiben selbstverständlich dran!

Analyse Gewittersturm Zentralschweiz 06.07.2019

Böenfront über Bern am 06.07.2019 14:00 MESZ

Manche Ereignisse eignen sich geradezu exemplarisch, um als Lehrstück für zukünftige Gewitterprognosen herzuhalten. Ein solches Beispiel ist der Gewittersturm vom 06.07.2019, der in der Zentralschweiz grosse Schäden anrichtete und mehrere Verletzte durch entwurzelte Bäume forderte (Spitzenböe von 136 km/h an der SwissMetNet-Station auf der Luzerner Allmend). Bereits am Vorabend wurde vor den heftigen Gewittern mit zu erwartenden schweren Sturmböen gewarnt (siehe Gewittervorschau vom 05.07.2019). Allerdings hielten sich die Gewitter weder an die geographischen noch an die zeitlichen Vorgaben der Prognose, doch das ist ein anderes Thema… Wir wollen hier kurz und bündig die Ursache der Orkanböen erläutern und was auch der Laie aus diesem Beispiel für die Zukunft lernen kann.

Einleitend müssen wir kurz ein paar Grundbegriffe erklären. Sturmwinde als Begleiterscheinung von Gewittern haben drei wesentliche Ursachen:
Tornados (in der Schweiz ein seltenes Ereignis und für unseren Fall nicht von Belang, weshalb hier nicht weiter darauf eingegangen wird).
Druckwellen. Sie entstehen durch den Temperaturunterschied z.B. an Kaltfronten, aber auch in grösseren Gewitterclustern und sind ein grossskaliges Phänomen. Weil kalte Luft schwerer ist als warme, entsteht unter einer Gewitterzelle ein Überdruck, der sich von der Zelle oder dem Cluster in alle Richtungen weg ausgleichen möchte, wobei am effizientesten der Weg hin zum tiefen Luftdruck, also in die warme Vorderseite gesucht wird. Je älter eine Gewitterzelle wird, umso weiter voraus eilt eine Druckwelle dem eigentlichen Gewitter. Eine Druckwelle kann also gut eine halbe Stunde oder im Extremfall auch mehr vor einem Gewitter an einem bestimmten Ort eintreffen (Sturm aus heiterem Himmel) und daher recht zuverlässig und mit genügend Vorwarnzeit prognostiziert werden.
Downbursts oder zu Deutsch Gewitterfallböen. In dem Moment, wo innerhalb einer Gewitterzelle der Niederschlag in eine trockene Luftschicht fällt, verdunstet ein Teil des Niederschlags. Der Vorgang der Verdunstung entzieht der Umgebung Energie, wodurch sich die Luft abkühlt und schwerer wird, sie fällt wie ein Sack zusammen mit dem kalten Niederschlag (z.T. Hagel) zu Boden und breitet sich dort in alle Richtungen aus, wobei der stärkste Strom wiederum zum tiefen Luftdruck, also zur warmen Vorderseite gerichtet ist. Gewitterfallböen sind ein kleinskaliges Phänomen von oft nur ein bis zwei Kilometern Durchmesser und treten vor allem an noch relativ jungen Gewitterzellen auf. Die aufmerksame Leserschaft hat jetzt bestimmt schon gemerkt, dass mit der Alterung eines Gewitters sich die Downbursts zu grossräumigeren Druckwellen umwandeln können.

Widmen wir uns also unserem konkreten Fall. Bereits am Vormittag zog eine schwache Gewitterstörung durch das westliche Mittelland, um sich auf dem Weg nach Osten allmählich aufzulösen. Das hinterliess bis 13:00 MESZ folgendes Bild:

Das gesamte westliche Mittelland bis zum Napfgebiet wurde durch die Niederschläge angefeuchtet und abgekühlt (im Schnitt Mittagstemperaturen um 20 Grad), während in den Alpentälern und im östlichen Mittelland trockene 25-28 Grad vorherrschten. Im Waadtländer Jura sieht man zu diesem Zeitpunkt bereits das Übergreifen eines grösseren und bereits recht alten Gewitterclusters. Die Frage war nun, was passiert mit diesem Cluster, sobald er über den Jura ins Mittelland zieht? Die vorangegangene Gewitterlinie hatte der Atmosphäre bereits ein gutes Stück Energie entzogen, somit war zu erwarten, dass sich der Cluster aus Frankreich in diesem Gebiet abschwächen würde, weil ihm hier sowohl die Nahrung wie auch die orographische Unterstützung fehlt (wenngleich er noch genug Schwung in Form von Blitzaktivität, Starkregen und Wind mitbringen würde, bevor er endgültig stirbt). So waren auch die Böen in der Westschweiz von 70-80 km/h nicht weiter beunruhigend und im Rahmen der Erwartungen. Diese Windgeschwindigkeiten haben wir als Druckwelle durch das gesamte Mittelland erwartet und entsprechend in einem Update des Unwetterberichts von meteoradar veröffentlicht, was auch ganz gut gepasst hat, wenn man sich die Böenspitzen im Mittelland anschaut (Klick ins Bild öffnet die Originalgrösse):

Werte über 80 km/h im Mittelland stammen fast allesamt von exponierten und erhöhten Stationen, auch das wurde im Unwetterbericht erwähnt. Man sieht also an diesem Beispiel: Die Druckwelle eines alternden Clusters kann ganz gut prognostiziert werden, wenn nichts dazwischen kommt. Doch nun müssen wir uns (leider) auch dem „Dazwischengekommenen“ widmen. Es ist in der Karte durch orange bzw. rote Markierungen hervorgehoben. Was ist geschehen?

Wir haben einleitend erläutert, dass Downbursts dann auftreten, wenn der Niederschlag eines relativ jungen Gewitters in eine trockene Luftschicht fällt. Angesichts der durch die erste Gewitterline angefeuchteten Luftschicht im Mittelland bestand dort diesbezüglich nur eine geringe Gefahr. Auch entstand in diesem Gebiet kaum Hagel, aber durchaus sehr starker Regen, der aber dank der raschen Zuggeschwindigkeit kaum Probleme bereitete. So sehr „waagrecht schiffen“ bei Böen um 70 km/h beeindrucken mag: Es gehört zu jedem durchschnittlich kräftigen Gewitter, die dadurch entstehenden Gefahren sind aber überschaubar und daher nach unserem Verständnis kein schweres Unwetter.

Wenn wir aber die Niederschlagssummenkarte mit der Karte der Böenspitzen vergleichen, dann fällt auf, dass die stärksten Böen genau dort aufgetreten sind, wo zuvor noch kein Niederschlag gefallen war. Hier war also offensichtlich noch eine sehr trockene Luftschicht vorhanden. Am Genfersee waren die Böen noch vergleichsweise moderat (die 110 km/h wurden in Oron gemessen, diese Station steht abseits von Dörfern auf einem exponierten Hügel). Schauen wir genau hin, wie sich der alte Cluster abgeschwächt hat, und was an seiner Vorderseite geschehen ist:

Offensichtlich hat der Outflow (= Druckwelle) des Clusters auf der Vorderseite neue Entwicklungen getriggert. Im nördlichen Teil des Clusters, also im Mittelland, waren diese wie oben geschildert vergleichsweise harmlos (mit Ausnahme der Hagelzelle, die vom nördlichen Jura ins Baselbiet zog). Der südliche Teil des Clusters zog aber in die warme und trockene Grundschicht und wurde zusätzlich durch die Hebung an den Voralpen reaktiviert. Die 94 km/h aus Thun waren noch nicht weiter beunruhigend, da diese Station bei Westwind für ihre Anfälligkeit auf heftige Böen bekannt ist. Nordöstlich von Thun entstanden jedoch an der Front des Clusters neue Zellen in sehr kurzer Zeit. Als die Meldung von 120 km/h aus dem Entlebuch (Schüpfheim) eintraf, war es für eine Warnung bereits zu spät: Kurz darauf traf die volle Wucht der Böenfront auf den Pilatus (162 km/h) und der Downburst einer dieser jungen Vorläuferzellen die Stadt Luzern (135 km/h). Auf dem weiteren Weg nach Osten waren die Böen dann wieder gemässigter mit Werten zwischen 80 und 100 km/h, was wiederum auf die Alterung der Zellen schliessen lässt: Aus den Downbursts ist wieder eine „normale“ Druckwelle geworden.

Dieser Fall zeigt einerseits die Dynamik solcher Gewitterlagen auf (zwischen dem Eintreffen der Böenfront in Bern und Luzern lagen gerade mal 50 Minuten, sie war also im Schnitt mit 72 km/h unterwegs). Andererseits werden dadurch auch die Grenzen der Warnmöglichkeiten schonungslos aufgedeckt. Vor einer Druckwelle kann man wie gezeigt sehr gut eine Stunde (oder im Idealfall sogar länger) im Voraus warnen. Auf die Gefahr von Downbursts könnte man zwar sehr allgemein hinweisen, sie nützen aber dem Nutzer konkret nichts, weil der Zeitpunkt und der Ort des Auftretens immer nur sehr kurzfristig absehbar ist. Im Rahmen einer professionellen Intensivüberwachung z.B. eines Festes, von Freilichttheatern oder eines Sportanlasses beträgt die Vorwarnzeit in solchen Fällen oft nur etwa eine Viertelstunde. Umso wichtiger ist es, dass die Veranstalter für solche Fälle bereits im Voraus Notfallpläne bereit halten, die bei einer Warnung sofort umgesetzt werden können.

Und was kann der normale Bürger daraus lernen, wenn er einfach draussen unterwegs ist? Der wichtigste Tipp einer Meteorologin mit langjähriger Erfahrung im Warnmanagement: Verlassen Sie sich nicht einfach auf ihre Wetter-App, diese kann wie im jüngsten Fall alle drei Stunden etwas völlig anderes anzeigen, und das erst noch falsch! Wenn der meteoradar-Wetterbericht vor möglichen schweren Gewitter warnt, behalten Sie das Niederschlagsradar im Auge. Zieht ein grösseres Gewitter, auch wenn es noch weit entfernt ist, in Ihre Richtung, überlegen Sie rechtzeitig, wo Sie sich in Sicherheit bringen können. Zieht die Wolkenfront über dem Horizont auf, kann es bei solchen Lagen oft sehr rasch gehen: 10 Kilometer werden von der Böenfront in weniger als 10 Minuten zurückgelegt. Sieht der Himmel so aus wie im Titelbild, dann stehen die Sturmböen unmittelbar bevor (ca. 1 Minute!). Befinden Sie sich zudem in einer trockenen Luftmasse mit guter Fernsicht, ist die Gefahr sehr heftiger, lokal begrenzter Gewitterfallböen deutlich erhöht. Dies umso mehr, wenn diese durch Bergflanken oder in einem Tal zusätzlich kanalisiert und beschleunigt werden können.

Kommen Sie auch weiterhin gut und sicher durch den Sommer!

Gewittervorschau 06.-11.07.2019

Eigentlich müsste jetzt der Hochsommer beginnen. Doch witterungsmässig haben wir bald zwei Wochen Hochsommer hinter uns, und genau jetzt, wo nach der modernen Auslegung der Siebenschläfer-Regel der Hochsommer beginnen sollte, kippt die Grosswetterlage und bringt uns deutlich gemässigtere Temperaturen. Je nach Verlauf – so sicher ist das alles noch nicht, wie manche tun – könnte es nächste Woche erstmals seit Pfingsten wieder ein paar Tage mit Temperaturen unter der jahreszeitlichen Norm geben. Wie das alles eingefädelt wird, ist synoptisch höchst interessant und soll daher am Schluss dieses Beitrags ausgeführt werden, zunächst müssen wir uns aber mit der Gewitterlage am Wochenende auseinandersetzen.

Betrachten wir die grossräumige Verteilung der Druckgebiete und Windströmungen in 5500 m Höhe (Klick auf die Titelgrafik öffnet die grössere Version), so sehen wir eine Westwindlage über Mitteleuropa, wie sie für den Hochsommer gar nicht so unüblich ist. Vom Schwung her natürlich nicht vergleichbar mit Westlagen im Winterhalbjahr, aber dennoch beeindruckend zielgerichtet. Auffällig ist dabei, wie bei uns die Strömungen unterschiedlicher Herkunft zu diesem Westwindband zusammenlaufen: Über Norddeutschland ist es Polarluft aus Grönland, bei uns Subtropikluft. Entsprechend verläuft eine recht ausgeprägte Luftmassengrenze nördlich von uns quer durch Deutschland, wir befinden uns bis Montag (vielleicht sogar noch länger?) auf der warmen Seite:

Am Samstag erreicht uns mit zunehmender Anfeuchtung sehr energiereiche, maritime Subtropikluft, was bei Temperaturen um 30 Grad eine hochexplosive Mischung bereitstellt. Das von einigen Modellen gezeigte Vorgeplänkel um die Mittagszeit ist höchstens dazu geeignet, die zuvor noch trockene Grundschicht anzufeuchten, mit anderen Worten: Es wird nach der erträglichen Hitze vom Freitag unangenehm schwül. Der zu erwartende Sonnenschein am Nachmittag wärmt dann die Suppe so richtig auf, doch der Trigger für die Auslöse liegt im grösserskaligen Bereich, sodass kaum mit lokalen Entwicklungen in den Alpen und Voralpen zu rechnen ist, denn dort drüber liegt wahrscheinlich noch ein recht stabiler Deckel. Zudem: Sollte sich in den Voralpen trotzdem etwas bilden, bleiben diese Gewitter bei der vorherrschenden Westströmung in den Voralpen drin und greifen nicht wie bei einer klassischen Südwestlage ins Mittelland aus. Sehen wir uns die für die Gewitterzugbahnen massgeblichen Windströmungen in etwas über 3000 m Höhe genauer an:

Nebst der fürs Mittelland eher unerheblichen Voralpen-Entwicklung fällt auf, dass von Ostfrankreich über den Jura hinweg bis in die Ostschweiz konvergente Strömungen vorherrschen. Der Jura wird somit nur eine zusätzliche Verstärkung sein, gebildet werden die Gewitter wahrscheinlich bereits weiter westlich. Weiter ist zu beachten: Die mittlere Windgeschwindigkeit und somit auch die Verlagerungsgeschwindigkeit der Gewitter liegt bei etwa 60-70 km/h. Sehr energiereiche Luft, starke Windscherung und konvergente Strömung lässt auf heftige Entwicklungen schliessen. Es ist ab dem späten Nachmittag bis in die Nacht hinein mit grösseren, sehr blitzreichen Clustern zu rechnen, wobei die Regensummen in kürzester Zeit etwa 40 mm betragen können. Trotzdem ist die Überflutungsgefahr dank der hohen Zuggeschwindigkeit nicht das Hauptproblem, sondern mittelgrosser bis grosser Hagel und vorallem (auch zum Teil weit vor den Gewittern vorlaufend, falls ein Cluster bereits eine gewisse Lebensdauer aufzuweisen hat) schwere Sturmböen. Sollte ein erster Cluster nördlich des Juras ziehen, so ist am Jurasüdfuss mit heftigen Joran-Böen aus nahezu heiterem Himmel zu rechnen. Einen genauen Ablauf kann man bei dieser Lage nicht vorhersagen, denn die Kettenreaktionen, die Outflows aus bestehenden Gewittern hervorrufen, können völlig chaotisch ablaufen. Entsprechend wird auch jeder neue Modelllauf wieder ein anderes Szenario auftischen. Das ist zwar nett anzusehen, aber nicht wirklich hilfreich. Auf verlorenem Posten stehen dann wieder mal alle, die sich bei der Planung ihrer Outdoor-Aktivitäten auf Wetter-Apps verlassen.

Am Sonntag wiederholt sich das Spiel, allerdings ziehen die Gewitter vom Vortag schon einige Energie aus der Luft, sodass die Entwicklungen am Sonntag nicht mehr so heftig ausfallen werden. Trotzdem ist weiterhin mit kräftigen Gewittern zu rechnen, denn wir befinden uns immer noch auf der warmen Seite der Luftmassengrenze. Mit nachlassender Windgeschwindigkeit in der Höhe nimmt die Sturm- und Hagelgefahr etwas ab, hingegen das Risiko für Überflutungen zu. Ohne Deckelung des sich nach Süden verkrümelnden hohen Geopotenzials wird es unorganisiert und verbreitet auslösen und somit auch recht flächig nass.

Am Montag rückt die Luftmassengrenze noch ein Stück näher, es ist noch weniger Energie in der Luft, und zudem fängt aus Westen bereits ein aufrückender Hochdruckkeil an zu wirken. Mit dem in den unteren Schichten auf Nordwest drehenden Wind verlagert sich die Schauer- und Gewittertätigkeit zunehmend in die Alpen, im westlichen und zentralen Mittelland sowie in der Nordwestschweiz wird es wohl im Lauf des Tages allmählich trocken.

Dabei dürfte es ab Dienstag auch bleiben: Der Hochdruckeinfluss und die aus Nordwesten einfliessende trockenere Luft lassen im Flachland und wahrscheinlich auch im Jura keine Entwicklungen mehr zu. In den Alpen muss hingegen mit Tagesgangwetter und entsprechenden, teils gewittrigen Regengüssen gerechnet werden.

Die Entwicklung in der zweiten Wochenhälfte wird dann zunehmend unsicher. Grund dafür ist eine recht seltsame Entwicklung der nordhemisphärischen Zirkulation. Die eingangs erwähnte Westlage wird nämlich durch eine aus Norden einwandernde Hochdruckzelle massiv gestört. Noch ist nicht klar, in welchem Zustand und vor allem wo genau diese in Europa eintreffen, und welche Verbindung sie mit dem Azorenhoch eingehen wird. Die Geschichte ist mehr als kurios und kann eigentlich nur mit den massiv veränderten Verhältnissen in der Arktis erklärt werden. Man achte am Beginn der Animation auf das nördliche Zentralsibirien, wo sich ein weit nach Norden aufgesteilter Hochdruckrücken mit sehr warmer Luft im Gepäck vom Subtropenhoch abkalbt und sich selbständig macht:

Nach dem gängigen synopischen Verständnis müsste sich die Warmluft über dem vereisten Nordmeer derart abkühlen, dass auch das Hoch in der Höhe zum Sterben verurteilt ist. Wie wir aber wissen: Vereistes Nordmeer war einmal. Das Hoch zieht unbehelligt über Novaja Semlja und verstärkt sich über Spitzbergen sogar nochmal, um dann geradewegs nach Süden Richtung Europa zu ziehen. Dort sorgt es dafür, dass die jetzt noch über dem Nordmeer und Skandinavien lauernde Kaltluft erst mal zu uns runter gedrückt wird, das verursacht die etwas kühlere Phase bei uns zur Wochenmitte. Spannend wird es dann, wenn sich dieses Hoch zentralasiatischer Herkunft mit Arktis-Odyssee bei uns mit dem Azorenhoch verbindet. Es könnte (muss aber nicht) der Beginn einer neuen Hitzewelle oder zumindest einer trockenen Phase sein, denn bekanntlich benötigen wir im Hochsommer keine südlichen Luftmassen dazu, das produzieren wir mit viel Sonnenschein unter einem fetten Hoch auch selbst. Affaire à suvire…

Hitzevorschau 21.-27.06.2019

Das Motto der nächsten Woche lautet: Möglichst nah ran an die Quelle!

Wie jetzt… keine Gewittervorschau??? Ja doch, ein klein wenig schon. Aber das dominierende Thema der nächsten Tage wird die Hitzewelle sein, die – nach dem aktuellen Stand der Modelle und bereits seit einigen Tagen recht zuverlässig gerechnet – auf uns zurollt. Nun impliziert ja Hitze in unseren Gefilden fast automatisch auch Gewitter, doch gerade in diesem Punkt ist es interessant, die nächsten Tage etwas genauer unter die Lupe zu nehmen. Und auch Hitze ist nicht gleich Hitze, da dürfte in der nächsten Woche so ziemlich das ganze Spektrum abgerufen werden von noch relativ angenehm trocken-heiss bis tropisch anmutend, vor allem zum Ende hin (wobei dieses zeitlich noch alles andere als fixiert ist, so viel sei schon mal vorweggenommen). Egal wie man persönlich zur Hitze steht, synopisch ist die Lage auf jeden Fall höchst spannend, zumal kleine Veränderungen in der Positionierung der Druckfelder rasch mal grössere Auswirkungen auf das regionale Wetter haben können.

Doch zunächst können wir uns doch noch den Gewittern widmen. Dabei kann man Freitag und Samstag zusammenfassen:

Die Ausgangslage zeigt etwas untypisch für eine Südwestlage ein Zwischenhoch über Frankreich, das bis Sonntag nördlich der Schweiz nach Nordosten zieht und am Boden eine Bisenlage verursacht. Dabei schleift während der ganzen Zeit die Kaltfront über uns hinweg, in der Karte als Grenze zwischen den orangen und gelben Tönen zu erkennen. Wir haben also in der Höhe Südwestwind und am Boden Nordostwind, ausreichend Feuchtigkeit, mässige Labilität und als Zugabe Reste von Warmluftnestern in den Alpentälern. Entsprechend bekunden die Wettermodelle Mühe, was mit diesem kuriosen Mix anzufangen sei. Als Meteorologe steht man da wie der Esel am Berg, denn genausogut könnte man auch eine Münze werfen: Kopf oder Zahl – Gewitter oder keine Gewitter? Eins ist klar: Nass kann es fast überall während diesen zwei Tagen mal werden. Die Frage stellt sich nach der Form und der Intensität. Ich würde sagen: Es hängt davon ab, ob sich in der Wolkendecke auch mal längere Sonnenfenster auftun, damit die Suppe aufgeköchelt wird. Wenn ja, dann können rasch Gewitter entstehen, einzelne davon mitunter auch kräftig, aber kaum organisiert, was das Hauptaugenmerk vor allem auf den Starkregen richten lässt. Ohne Unterstützung unseres Tagesgestirns bleibt es eher bei schauerartig verstärkten Regenbändern, die durch kleine Wellen in der Front und Hebung in höheren Luftschichten begünstigt werden. Das alles mag ja verdammt gescheit klingen, und trotzdem hilft es der geschätzten Leserschaft, die ganz einfach wissen möchte, ob ihr Anlass an diesem Wochenende einigermassen trocken über die Runden kommt, herzlich wenig. Daher noch ein kleiner Versuch der Präzisierung, ohne Gewähr: Am Freitag ist die Luft noch einen Tick wärmer und energiereicher als am Samstag, das Risiko für ein kräftiges Gewitter ist somit Samstag etwas geringer, wenn auch ein ordentlicher Regenguss auch nicht immer angenehm ist. Und als regionale Eingrenzung kann man noch hinzufügen, dass die energiereicheren Luftnester in den Alpentälern lauern, dort das Risiko für Gewitterauslöse somit höher ist als im Mittelland oder in der Nordwestschweiz.

Deutlich konkreter kann man für den Sonntag werden: Über Westeuropa beginnt sich ein Hochdruckkeil aufzubauen, die Feuchtigkeit wird damit gleichzeitig nach Osten verdrängt und von oben her abgetrocknet. Im Osten bedeutet dies am Vormittag noch etwas hartnäckige, hochnebelartige Restbewölkung, es sollte aber bereits überall trocken sein. Im Lauf des Tages setzt sich landesweit die Sonne durch und man kann noch einmal angenehm sommerliche Temperaturen um 25 Grad geniessen.

Und dann beginnt sich mit dem Wochenstart die Hitzewelle aufzubauen:

Wir sehen hier den prognostizierten Temperaturverlauf der verschiedenen Wettermodelle in rund 1600 m Höhe. Als grobe Faustregel kann man für Bern 11 Grad draufrechnen, für Basel 14 Grad, das tiefere Mittelland liegt entsprechend der Höhenlage dazwischen. Wenn sich nicht gerade die extremsten Modellläufe durchsetzen, dann gibt der grobe Rahmen Höchstwerte zwischen 33 und 37 Grad vor. Die ominöse 40, die bereits seit einigen Tagen verschiedentlich durch den virtuellen Blätterwald geistert, wird allenfalls an Extremstandorten und vermutlich nur ausserhalb der Schweiz (West- bis Nordwesteuropa) erreicht.

Limitierende Faktoren für Rekordwerte könnten sein:
– Schleierwolken, angereichert durch Saharastaub. Die Modelle rechnen aber derzeit die Luft in den höheren Schichten derart trocken, dass die Kondensationkerne wahrscheinlich gar keine Feuchtigkeit vorfinden, die sie an sich binden könnten. Trotzdem sei die Möglichkeit hier vorsorglich erwähnt, diesbezügliche „Überraschungen“ gab es ja bei ähnlichen Wetterlagen zuhauf.
– Die Bodenfeuchte. Durch die verbreiteten Gewitter und Regenfälle der vergangenen Tage und Wochen ist die obere Bodenschicht und die Vegetation derzeit in einem guten Zustand. Ein Teil der Sonnenenergie wird somit für die Verdunstung benötigt. Anders als in den Sommern 2015 und 2003, als die Hitze auf bereits durch wochenlange Trockenheit ausgedörrte Böden traf, muss diesmal nicht mit einem überadiabatischen Zuschlag von 2-3 Grad gerechnet werden.

Und dann wäre da noch die Grosswetterlage. Liess in den letzten Tagen noch das Gespenst einer klassischen Südlage (im Sommer höchst selten), so manchen Modelllauf in utopische Sphären von bis zu 29 Grad im 850-hPa-Niveau entschwinden, so werden nun die steuernden Druckzentren nach und nach etwas westlicher gerechnet. Für Mitteleuropa kommt dabei die Lage Südost antizyklonal heraus, und je nachdem, wie sich die kleinräumigeren Bodendruckfelder anordnen, kann mitunter sogar etwas „kühlere“ Luft aus Nord bis Ost reingemischt werden:

Auf dieser Karte sieht man, wie Polarluft von Island her um das Hoch über Dänemark zuerst nach Osteuropa geführt und dann zu uns umgelenkt wird. Auf diesem langen Weg rund um das Hoch und über den aufgeheizten Kontinent wird die Polarluft allerdings sehr stark erwärmt, aber das ist dann doch eine andere Geschichte, als wenn der Ursprung der Luftmasse in der Sahara liegen würde. Auf der anderen Seite sieht man auch sehr gut den Strom, der ebensolche Saharaluft über Spanien nach Frankreich lenkt. Nach aktuellem Stand müsste die heisseste Luft also in Westfrankreich aufschlagen. Angesichts des noch langen Zeitraums und der bekannten Tatsache, dass einsame Tiefdruckgebiete wie jenes über dem Ostatlantik mitunter sehr eigenwillig sein können, ist das letzte Wort wahrscheinlich noch nicht gesprochen. Dies gilt auch für das Gewitterrisiko in der nächsten Woche: Erreicht uns die knochentrockene Luft aus Osten so wie in der obigen Karte gezeigt, dann liegt die Wahrscheinlichkeit für Gewitter selbst in den Bergen nahe bei Null. Eine südlichere Anströmung mit mehr Hitze und vor allem mehr Feuchtigkeit vom Mittelmeer her würde die Sache aber schon wieder anders aussehen lassen. Dann haben wir zwar immer noch den immensen Deckel des starken Höhenkeils, der verbreitete Gewitterauslöse hemmt. Bei ausreichendem Feuchteangebot in mittleren Lagen könnten aber die am Boden durch lokale, orografisch bedingten Konvergenzen gesammelten Feuchtepakete (Verdunstung, Schneeschmelze), die kritische Schicht überwinden. Dass solche vereinzelte Gewitter bei diesen extremen Verhältnissen sehr heftig ausfallen können, versteht sich von selbst. Es gilt also in den nächsten Tagen die prognostizierte Anströmungsrichtung in den verschiedenen Höhenlagen sehr genau im Auge zu behalten.

Nationales Hagelprojekt – Aufbereitung historische Hageldaten

Hagelwolken über dem Jura, 3.6.2019. Foto: W. Schmid

Im Mai 2018, vor einem Jahr, begann ein nationales Forschungsprojekt zur Erfassung des Hagelrisikos in der Schweiz.

Federführend in diesem Projekt ist die Meteoschweiz, welche in den letzten Jahren massiv in die Modernisierung ihrer Messsysteme zur Erfassung der Hagelschläge investiert hat. Nebst einer neuen Radargeneration mit Polarisationstechnik (im Betrieb ab 2012) und dem Aufbau eines automatischen Hagelmessnetzes am Boden (80 Hagelsensoren im Jura, Napfgebiet und Südtessin) wird mit einer App auch die Bevölkerung ermuntert, Rückmeldungen über Hagelschläge und die Grösse von Hagelkörnern zu geben.

Wie die Meteoschweiz selbst in einem ihrer Blogs schreibt, sind die Messreihen dieser neuartigen Messsysteme zu kurz für eine klimatologische Auswertung. Nimmt man die Messdaten des Radars ohne die neue Polarisationstechnik dazu, dann verlängert sich die Reihe auf aktuell 17 Jahre (ab 2002). Das reicht für die Berechnung der Wiederkehrperiode von kleineren Hagelschlägen. Bei grossen aber seltenen Ereignissen (Wiederkehrperiode über 20 Jahre) nimmt die Präzision solcher Berechnungen rasch ab. In der Regel wird dabei angenommen, dass sich das Hagelklima nicht ändert, dass also das Hagelrisiko in 50 Jahren immer noch das gleiche ist, wie es in den letzten 17 Jahren beobachtet worden ist. Im Zeitalter des menschengemachten Klimawandels ist das eine höchst spekulative und kaum ernsthaft vertretbare Annahme. Ein gangbarer Weg ist die Simulation des zukünftigen Hagelrisikos in Klimamodellen, hierzu aber muss bekannt sein, wie sich das Hagelrisiko bei Klimaschwankungen verhält.

Es ist deshalb naheliegend, bei der Beurteilung des zukünftigen Hagelrisikos auch auf Daten zurückzugreifen, welche weit über die letzten 20 Jahre hinaus in die Vergangenheit zurückreichen. Solche Messreihen sind äusserst wertvoll, um Trends und periodische Schwankungen der Hagelhäufigkeit zu erfassen und im Kontext mit anderen meteorologischen Messgrössen (Temperatur, Niederschlag, Wind, Wetterlagen etc.) auszuwerten. Wir erwarten aus solchen Datenreihen fundamentale Erkenntnisse, welche die Fehlerschranken berechneter Wiederkehrperioden verkleinern und so das zukünftige Hagelrisiko besser fassbar machen.

Das Hagelkonsortium H2016 (Meteotest AG, meteoradar gmbh und H.H. Schiesser) hat sich als Projektpartner des nationalen Hagelprojektes zum Ziel gesetzt, Langzeitreihen zu Hagelschlägen in der Schweiz aufzuarbeiten und in eine homogene Klimareihe überzuführen. Die bedeutendste Chronik stammt von der Schweizer Hagel und umfasst Schadenmeldungen aus den Schweizer Gemeinden seit 1881. Dazu kommen eine Chronik des Rückversicherungsverbandes (1850 – 1935) und die Annalen der Meteoschweiz (ehemals SMA) seit 1864. Weitere Reihen sind jüngeren Datums, liefern aber wertvolle Detailinformationen zum Hagelgeschehen: Messdaten von Hageldetektoren und Radardaten aus der Zeit des Grossversuchs IV der ETH (1970 – 1983), auf Film archivierte, teils digitalisierte Radarbilder der Meteoschweiz seit 1983, und gesammelte Hagelmeldungen und Berichte aus den Medien, dem Sturmforum (sturmforum.ch) und dem Sturmarchiv (sturmarchiv.ch). Wir werden in weiteren Blogbeiträgen auf die Langzeitreihen, deren Auswertung und Resultate zurückkommen.

Stefan Müller, Meteotest
H.H. Schiesser, ehem. ETH-Mitarbeiter
Willi Schmid, meteoradar

Referenz: https://www.meteoschweiz.admin.ch/home/suche.subpage.html/de/data/blogs/2019/4/eine-hagelklimatologie-fuer-die-schweiz.html

Karte der Gemeinden mit Schadenmeldungen durch Hagel (rot eingefärbt) am 23.5.1950. Quelle: Schweizer Hagel, Meteotest AG