Nachbetrachtung zur Schwergewitterlage vom 01.08.2017

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    • Nachbetrachtung zur Schwergewitterlage vom 01.08.2017

      Die Schwergewitterlage vom vergangenen Dienstag fiel in Thüringen aus - zum Glück. Im Großteil des Landes gestaltete sich der Ablauf am Dienstag ganz anders als bis zuletzt angedeutet. Die entscheidende Frage, die sich nun stellt, lautet:

      Die Antwort: Viele kleine Nuancen haben die großräumige Unwetterlage entspannt. Darunter sind zum Beispiel ein sehr starker Deckel, der die Gewitterbildung weiter verzögerte, eine Kaltluftschicht am Boden der Nacht- und Vormittagsgewitter, die die energiereiche Luftmasse weiter abdrängte bzw. stabilisierte und verhinderte Einstrahlung durch Restbewölkung nach Westen hin. Doch das ist noch nicht alles...

      Nochmal zum Überblick der Großwetterlage: Mitteleuropa lag auf der Vorderseite eines Langwellentroges, der von Schottland bis zur iberischen Halbinsel reichte. Gegenüber befand sich über Süd-/Südosteuropa eine Hochdruckzone, die großräumig mit äußerst warmer Luft angereichert war (850hPa-Temperaturen flächendeckend bei 20°C!). Diese beiden Uhrenwerke (Tief gegen Uhrzeigersinn, Hoch im Uhrzeigersinn) schaufelten mit süd-südwestlicher Strömung diese hochreichende maritim-afrikanische Tropikluft (mTS) nach Deutschland. Anmerken muss man, dass diese Zufuhr nur kurz anhielt und nicht über mehrere Tage.

      Die Luftmasse wird auf ihrem Weg nach Nordosten durch Gebirge "angehoben" (z.B. die spanische Hochebene, Pyrenäen, Alpen) und es entsteht eine grenzschicht-entkoppelte Mischungsschicht ("EML" - Elevated Mixed Layer) - quasi ein Trockenlufteinschub in etwa 2-4 km Höhe, der nach unten wie ein Deckel wirkt, aber einmal entstehende Gewitter dann deutlich fördern kann (denn durch die trockene Schicht erfahren aufsteigende Luftpakete noch mehr Auftrieb).

      Am Boden lag eine Luftmassengrenze über Deutschland, die kühlere Luft im Nordwesten/Westen Deutschlands von besagter heißer Luft in den übrigen Teilen des Landes trennte. In den Messwerten ist diese Grenze anhand der Temperaturen und der Windrichtung (Nordwest dahinter) erkennbar. In den Bodenanalysen des DWD wird sie als Kaltfront bzw. teils als Warmfront geführt. Generell ist anzumerken, dass das Bodendruckfeld eher flach war.

      In der Höhe lag diesmal der Jetstream günstig zur Ausgangslage. Er verlief etwa über den Norden Deutschlands und stellte hochreichende Scherung bereit, die für organisierte Gewitter (sehr hohe DLS-Werte), wie auch Rotation sprach (LLS, hohe SRH).

      Die nötige Hebung brachten Kurzwellentröge, die um den Langwellentrog nach Nordosten abliefen. Der erste Kurzwellentrog löste die Gewitter in der Nacht zum Dienstag aus. Ein weiterer Kurzwellentrog war für den Nachmittag/Abend des Dienstag zu erwarten, der dann als "Deckelbrecher" fungieren und besagte Schwergewitter auslösen sollte...


      Links oben: 500 hPa Höhenwetterkarte mit Langwellentrog (dicke schwarze Linie in U-Forum), links unten: Jetstream in 300 hPa, rechts oben: 850 hPa Temperatur, rechts unten: Rückwärtstrajektoren (zur Bestimmung der Herkunft der Luftmasse) jeweils für Dienstag, 02:00 Uhr MESZ nachts. Quelle: Wetter3



      Bodenanalyse des DWD für Dienstag, 14 Uhr MESZ zur Darstellung der Luftmassengrenze (Quelle: wetter3).

      Es verwunderte erstmal nicht, dass ESTOFEX das Gewitterpotential mit dem höchsten Level 3 würdigte:

      Merke: Je mehr Parameter eine Rolle spielen und je größer die Indizien sind, umso eher besteht die Gefahr, dass ein Parameter "negativ" beeinflusst wird oder gar gegen Null geht. Die Unsicherheiten im Vorfeld des Mittwochs lagen einerseits in der Stärke des Deckels, dem Timing der Kurzwellentröge und dem Ablauf der Nacht zuvor.

      Der Gewitter-Ablauf in der Nacht vom Montag zu Dienstag traf größtenteils so ein wie modelliert. Von Frankreich zogen aus Südwest verschiedene mesoskalige Systeme auf, die teils als Cluster, teils als Linie nordostwärts zogen (Beispiel 04:00 Uhr). Diese bildeten am Boden durch ihre gewittergekühlte Luft "cold pools" aus, also bodennahe, abgeschlossene Kaltluftschichten. Mit Abzug des Kurzwellentroges zogen die Gewitter nordostwärts/ostwärts Richtung Polen ab (siehe 08:00 Uhr). Die spannende Frage war nun, wie schnell die Restbewölkung und die bodennahe Kaltluftschicht durch Sonneneinstrahlung wieder "weggeheizt" werden konnte. Bis zur nächsten aktiven Kurzwelle war eigentlich ausreichend Zeit, es zu probieren.

      Nach dem "Morgen-Cluster" zog ein weiterer (10:00 Uhr) und dahinter noch ein weiterer Cluster (13:00 Uhr) aus Südwesten her auf. Diese wurden wahrscheinlich durch noch kleinere "Mini-Kurzwellen" getriggert, die in der Strömung eingebaut waren. Die Regencluster verlagerten sich über RLP, Hessen, Südniedersachsen Richtung Nordosten. Einerseits wurde dadurch schon die wärmere Energieluft südostwärts verschoben, und andererseits sorgte der permanente Cluster-Nachschub mit Regen und kühler Luft entlang der Zugbahn dafür, dass das bodennahe Kaltluftreservoir weiter überleben und sich "ausbauen" konnte. Die Sonne hatte hier keine Chance die Kaltluftschicht abzubauen, da stetige Bewölkung dies verhinderte. In diesen Gebieten herrschte folglich Absinken und Stabilisierung. Auf diese Entwicklungen können die Modelle nach unserer Betrachtung nur schwer reagieren (da lassen wir uns aber gern von einem erfahrenen Modell-Meteorologen aufklären).

      Zu dieser Zeit herrschten noch über Ostthüringen, Sachsen und Südbrandenburg südöstliche Winde, während entlang der Luftmassengrenze, mit bedingt durch die Kaltluftschichten am Boden, stabilisierender Nordwestwind dank des großräumigen Kaltluftreservoirs nach Südosten vordrang. Die Temperaturen sanken in Thüringen von Nordwesten beginnend langsam ab. In den übrigen Gebieten konnte sich die Luft zwar noch erwärmen, doch wurden die hohen Auslösetemperaturen einerseits nicht erreicht (über 30°C) und der Deckel war noch deutlich stärker als angenommen.

      Die 12Z-Soundings (14:00 Uhr) zeigten einen regelrechten "Beton-Deckel", stellvertretend Meiningen (CIN -170 J/kg), Lindenberg (CIN -354 J/kg, laut DWD -600 J/kg !!!) und Kümmersbruck (CIN -256 J/kg).
      Zur Erinnerung: CIN ist die Energiemenge, die benötigt wird, um Gewitter auszulösen.






      Wie dieser Deckel wirkt, hat sich an der nachmittags über Stuttgart entstandenen Superzelle gezeigt, die zw. 17:00 Uhr und 17:15 Uhr regelrecht verpuffte. Ferner war nun klar, dass die Konvektion im Großteil der Mitte und des Ostens noch schwieriger auszulösen sein wird und sich die heißeste Luftmasse noch weiter südostwärts verschob. Zur Verdeutlichung eine Animation von 11:00 MESZ - 22:00 Uhr MESZ der äquivalentpotentiellen Temperatur und Stromlinien aus dem VERAFLEX-Projekt. Schön zu sehen, wie die energiereiche Luftmasse nach Südosten abgedrängt wird:



      Was den ostdeutschen Raum anbelangt, waren die auf Nordwest drehenden Winde für das Erzgebirge ein günstiger Faktor, damit der Deckel hier gebrochen werden konnte. Von tschechischer Seite strömte der Bodenwind aus Südost gegen das Gebirge und somit konnte mit der Gebirgsanhebung und den unterschiedlichen Windrichtungen der gemeinsame Kraftakt der Auslöse bewältigt werden. Dann ging es sehr schnell und es bildete sich eine Linie aus mehreren hochbasigen Superzellen aus.

      Von Süden her näherte sich eine besser ausgeprägte Kurzwelle, die bereits aus der Schweiz heraus in Süd-Bawü und Süd-Bayern Gewitter auslöste/übergreifen ließ. Weiter nördlich konnte nun ebenfalls durch die Hebung des Kurzwellentroges + PVA (positive Vorticity-Advektion) der Deckel geknackt werden. Die Folge waren Cluster/Linien, die sich zur warmen Luftmasse hin über Nordbayern, Sachsen und Tschechien verlagerten.

      Fazit:

      Eine Gewittervorhersage ist nur so gut, wie die Modelle, auf die sie sich stützt.
      Eine Kombination vieler kleiner Nuancen hat die großräumige Schwergewitterlage entspannt.
      Der Deckel war stärker als modelliert und hat die Auslöse weiter erschwert (Warmluftzufuhr war hochreichend und sehr kräftig).
      Cold pools der früheren Cluster sorgten für gebietsweise Stabilisierung und Verschiebung der energiereichen Luftmasse nach Südosten (bodennaher Nordwestwind -> Kaltluftadvektion).
      Bewölkung im Vorfeld der Luftmassengrenze verhinderte mehr Einstrahlung.
      Mehrere kleine, undefinierte Kurzwellen, die entlang der Luftmassengrenze zogen und den Kaltluftnachschub aufrechterhielten (durch die Cluster, die sie tagsüber ausbildeten).

      Positiv:

      - großräumige Personen- und Sachschäden blieben aus
      - Vorhersagemeteorologen bekommen neuen Input zur Verbesserung ihrer Modelle
      - Chasern wird (schmerzlich) verdeutlicht, wie sie mit Erwartungshaltung umgehen können (Merke: Je größer die Lage, umso höher die "Flopp-Gefahr")
      - Chaser sollten aus solchen Lagen lernen und hinterfragen, was in ihrem taktischen Vorgehen angepasst werden sollte

      Wir hoffen, wir konnten dem interessierten Mitleser wie auch dem erfahrenen Chaser die Komplexität dieser Lage näher bringen und die Ursachen für das ausgebliebene "große Unwetter" einigermaßen verständlich erläutern. Für die zahlreichen Anfragen, hohen Besuchszahlen und die Schätzung unserer Arbeit danken wir herzlich. Wir hoffen, dieser Beitrag konnte helfen zu verstehen, woran es jelegen hat.

      Markus/Chris