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…