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

Gewittervorschau 03.-06.06.2019

„Hungerturm“, ein in trockener Höhenluft zum Scheitern verurteiltes Gewitter über dem Jura, 06.06.2016

Besser spät als nie, dafür richtig! So das Motto zur Eröffnung der neuen Gewittervorschau-Saison. Schwachstromgewitter hatten wir in den meist energiearmen Luftmassen mit Höhenkaltluft zwar bereits einige in den vergangenen Wochen, doch sommerliche Gewitter mit Potenzial für gröbere Unwetter liessen noch auf sich warten. Mit dem Beginn des meteorologischen Sommers wird es also höchste Zeit, sich die Sache mal etwas genauer anzuschauen: Kaum merklich, aber stetig haben sich die für den Frühling typischen Kaltluftausbrüche nach Westen verschoben. Haben sie im Mai noch den Alpenraum heimgesucht, rauschen sie nun über dem Ostatlantik in Richtung Westeuropa und Iberische Halbinsel. Östlich davon wird aus südlichen Richtungen sehr warme und zeitweise feuchte Luft nach Mitteleuropa geführt. An der Luftmassengrenze kommt es dabei immer wieder zu heftigen Entwicklungen. Die Herausforderung besteht nun darin, die genaue Lage der Fronten und Konvergenzen Tag für Tag zu bestimmen.

Die einleitende Beschreibung der Grosswetterlage hier noch mal in Kartenform mit der Windströmung in rund 5500 m Höhe:

Die Austrogung über dem Ostatlantik ist in Entwicklung begriffen, sie wird sich in den kommenden Tagen noch vertiefen. Interessant für die Schweiz ist am Montag und Dienstag die Position genau unter einem Höhenkeil zwischen dem neuen Atlantiktrog und einem alten Mittelmeertief. Alles, was aus Westen hereinzieht, läuft also ins hohe Geopotenzial mit trockener Höhenluft und wird ausgebremst. Wir mögen solche Konstellationen überhaupt nicht, denn sie verunmöglichen eine genaue Gewitterprognose – wer Gegenteiliges behauptet, pokert heute hoch 😉

Noch am Sonntagabend waren sich die beiden derzeit führenden, hochaufgelösten Modelle einig: Die Kaltfront produziert über Ostfrankreich am Montag einen Kaltluftpool, der kurz nach Mittag seicht über den Jura schwappt und am Jurasüdfuss einen stürmischen Joran produziert – Gewitterauslöse über dem Jura ist in solchen Fällen eher mau. Der Nordwestwind trifft am frühen Abend an den Voralpen auf ein reichliches Feuchteangebot am Boden und wird zum Aufsteigen gezwungen, entsprechend sollten dort die heftigsten Gewitter entstehen. Logisch!, denkt sich die erfahrene Meteorologin und gibt die entsprechend Prognose aus. Am Montagmorgen sehen die Modelle zwar die ganze Entwicklung um ein paar Stunden verzögert, aber die grobe Fahrtrichtung bleibt dieselbe:

Die Prognose für Montagabend sieht die kühlere Luftmasse (helleres Gelb) über der Nordwestschweiz, die energiereiche Luftmasse (orange) über den Alpen und der Ostschweiz mit einer relativ gut ausgeprägten Luftmassengrenze quer durchs Mittelland. Das aktuelle Radarbild mit einer kaum nach Osten vorankommenden Gewitterfront (sie hat um 11:00 noch nicht mal das Burgund erreicht) lässt aber erahnen: Das wird nichts mit dem überschwappenden Kaltluftpool am Nachmittag. Und wahrscheinlich basteln die Modelle gerade an einem neuen Szenario, während diese Zeilen hier geschrieben werden…

Vermutlich wird die ganze Sache derartig verzögert, dass die Gewitterauslöse am Nachmittag erst mal über dem Jura losgeht, Zugrichtung Nordost lässt die heftigsten Zellen in der Nordschweiz erwarten. Es gibt allerdings ein Problem: Die Labilität ist gar nicht mal so ausgeprägt, es fehlt schlicht die Höhenkaltluft (-14 Grad in 500 hPa, +14 bis 15 in 850 hPa). Das reicht zwar für ordentliche Gewitter, die ganz dicken Dinger bleiben aber wahrscheinlich aus. Und über den Alpen besteht das bereits oben erwähnte Problem des Höhenkeils: Der aktuelle Taupunkt von immer noch -18 Grad auf dem Jungfraujoch wird den Zellen beim Wachstum zu schaffen machen. Hungertürme wie im Titelbild abgebildet sind wahrscheinlich. Einzelne, durch punktuell optimale Hebung getriggerte Zellen können sehr schnell in die Höhe wachsen, werden aber wahrscheinlich nicht lange überleben. Die von Cosmo gezeigte Clusterbildung den Voralpen entlang darf man also zumindest in Frage stellen, aber Überraschungen durch gewisse Eigendynamiken sollte man trotzdem nie ausschliessen. Es gilt also: Adlerauge, sei wachsam! Auch in Zeiten immer besser aufgelöster Modelle bleibt das Beobachten des Himmels (Neudeutsch Nowcasting genannt) ein probates Mittel.

Am Dienstag bleibt das Problem an sich dasselbe. Allerdings vertieft sich der oben erwähnte Westeuropa-Trog und die Strömung dreht noch mehr auf Süd. Noch wärmere, zum Ausgleich aber auch trockenere Luftmassen erreichen den Alpenraum, möglicherweise auch durch das Rhonetal das Mittelland, und es kommt leichter Föhn ins Spiel. Starke Sonneneinstrahlung, sehr warme Luft, ein ausreichendes Feuchteangebot am Boden durch die starken Niederschläge der letzten Woche und starke Schneeschmelze einerseits treffen auf einen starken Deckel (trockene Luft und Inversionen in der Höhe) andererseits. Es wird also wohl nur punktuell auslösen, aber dort wo es gelingt, kann es heftig werden. Schon wieder viel Konjunktiv…

Und dann der Mittwoch. Nach aktuellem Modellstand müsste sich aus Westen die nächste Kaltfront nähern:

Der Kontrast lässt es erahnen: Die vorderseitige Luftmasse ist sehr energiereich und es bildet sich ein Hitzetief aus, das am Boden für zusätzliche Konvergenzen sorgen kann. Höhenkaltluft ist zwar immer noch keine da, aber unten ist die Luft 4-5 Grad wärmer als am Montag. Zudem zeigt die Erfahrung, dass solche Konstellationen mit steiler Front im Westen und Südströmung in der Höhe in der Grosswetterlage „Trog Westeuropa“ in der Vegangenheit die heftigsten Hagelereignisse gebracht haben (Beispiel 05.07.1999). Das Potenzial ist also vorhanden – fragt sich nur, ob es auch abgerufen wird. Jedenfalls muss man den Mittwoch ganz genau im Auge behalten.

Und wenn das alles planmässig abläuft, liegen wir am Donnerstag bereits in der rückseitigen Kaltluft. Allenfalls können sich noch Warmluft-Reste in Graubünden halten und für das eine oder andere Gewitter sorgen, auf der Alpensüdseite sowieso. Freitag wäre dann der klassische Zwischenhoch-Tag mit viel Sonnenschein und gemässigten Temperaturen, bevor sich möglicherweise auf das Pfingstwochenende der Trog über Westeuropa erneut vertieft und das Spiel von vorne losgehen kann. Das allerdings schauen wir uns dann besser zeitnah an.