Verbesserte Messqualität des Albis-Radars

Die über 8 Bodenstationen gemittelten Tagessummen des Niederschlages, im Vergleich mit dem Albis Radar.

Nach dem Freischalten des neuen Albis-Radars ca. Mitte Juni 2012 wurde rasch klar, dass die vom neuen Radar angezeigte Regenintensität die effektiv am Boden registrierte Regenintensität markant unterschätzte. Dies wurde von diversen Anwendern bemängelt, unter anderem gab der Fehler Anlass zu einem kritischen Eintrag in diesem Wetterblog:
http://www.meteoradar.ch/wetterblog/2012/07/04/zeigt-der-neue-albis-radar-zu-wenig-niederschlag-an“
Die MeteoSchweiz reagierte am 18. Juli mit einer kurzen Mitteilung, in welcher über ein erstes „Tuning“ am Radar informiert wurde. Es wurde bei den nachfolgenden Niederschlägen rasch klar, dass der Fehler in der Tat auf ein unauffälliges Mass reduziert worden ist. Das Ende des meteorologischen Sommers 2012 (dieser dauert definitionsgemäss bis Ende August) nehmen wir zum Anlass für einen weiteren statistisch robusten Vergleich der Radarmessdaten mit den Daten von 8 Bodenstationen in der Umgebung des Albis-Radars. Die Auswertung belegt nun eine sehr gute Messqualität, was die Erfassung der Regenintensität durch den Albis-Radar angeht.

Die neue Auswertung folgt dem gleichen Schema, welches im oben zitierten Blog beschrieben wurde. Wir beschränken uns auf eine Auswhl von 10 Tagen (in der Periode 18.7. – 1.9.2012), an welchen flächige Niederschläge gegenüber lokal begrenzten Gewitterzellen dominieren. So können wir grobe Fehler bei der Zuordnung der Radarmessdaten zu den Werten der Bodenstationen vermeiden. Diese Fehler entstehen z.B. durch Windtransporte des Niederschlages, welche sich bei grossen kleinräumigen Variationen der Niederschlagsstärke besonders bemerkbar machen.

Die beigefügte Grafik zeigt die Resultate der Auswertung. Einige Auswertedaten sind in die Grafik eingefügt. Der Albis-Radar unterschätzt nun den effektiv gefallenen Niederschlag noch um etwa 15 Prozent. Die Verbesserung gegenüber der ursprünglichen Abweichung von mehr als 50 Prozent ist augenfällig. Der verbleibende Fehler ist im Rahmen des bei den anderen Radars festgestellten Fehlers (siehe den zitierten Blogeintrag). Es wäre vermessern, eine noch höhere Präzision zu fordern. Wir sind gespannt, wie stabil dieses Resultat in der Zukunft bleibt.

Die berechnete Korrelation zwischen den Radar- und Bodenwerten von 0.98 kann als geradezu hervorragend bezeichnet werden (der Idealwert wäre 1.0). Es ist anzumerken, dass die Korrelation auf einen Mittelwert der 8 Bodenstationen Bezug nimmt. Ein Blick auf die Daten der einzelnen Stationen zeigt naturgemäss grössere Schwankungen. Wir werden auf diese Schwankungen in einem weiteren Blog eingehen.

Wir sind sehr froh, dass die MeteoSchweiz den offensichtlichen Fehler des Albis-Radars rasch korrigiert hat. Nach wie vor unbefriedigend ist aus unserer Sicht die Radaranzeige im Bereich der Hagelstärke. Wir sind aber zuversichtlich, dass im Hinblick auf die nächste Sommersaison auch in diesem Bereich eine Verbesserung erzielt werden kann.

Wochenvorschau Gewitter 17. – 23.8.2012

Schöne Blitzaufnahme bei Winterthur. Foto: Andreas Hostettler

In der Gewittervorschau vor einer Woche wurde eine schleifende Kaltfront für den vergangenen Donnerstag angesagt. Diese sorgte termingerecht, d.h. in der Nacht von Mittwoch auf Donnerstag, vielerorts für nächtliche Gewitter. Im Schweizer Sturmforum sind erneut schöne Blitzaufnahmen zu finden, so u.a. ein Schnappschuss aus Winterthur, welcher Andreas Hostettler gelungen ist, und welcher diesmal den Auftakt zur aktuellen Wochenvorschau bildet.

Die Grosswetterlage ändert sich auch in den kommenden Tagen nur wenig. Der nordatlantische Tiefdrucktrog rückt noch etwas weiter westwärts. Diese eher marginale Verschiebung hat aber für einmal eine dramatische Auswirkung auf unser Wetter in den kommenden Tagen. Hinter der erwähnten Kaltfront ist ein stabiles Wärmehoch über dem Kontinent im Aufbau begriffen. Die wetteraktive SW-Windströmung liegt für einmal westlich der Atlantikküste von Frankreich und beeinflusst unser Wetter vorderhand nicht mehr. Das Bodenhoch liegt östlich unseres Landes. Damit wird die Bahn frei für die Zufuhr von heisser Subtropikluft aus dem Raum Spanien-Westafrika. Durch die Absinkbewegung im Bereich des Höhenhochs, dessen Achse genau über den Westalpen liegt, wird die Luft weiter erwärmt, so dass zunächst vor allem in den Berglagen, dann aber auch im Tiefland mit Hitzetemperaturen im Bereich von 30-40 Grad gerechnet wird. Im Laufe der kommenden Woche werden die Temperaturen nur sehr langsam zurückgehen.

Die erwähnte Absinkbewegung der Luft (sog. „Subsidenz“) trocknet die Luft aus und unterdrückt zunächst jegliche Gewitterbildung. Zu Beginn der kommenden Woche verflacht sich das Hoch etwas, so dass die Neigung zu ersten Hitzegewittern in den Bergen langsam ansteigt. Eine Grösse zur Quantifizierung des Gewitterrisikos bei sommerlichen Hitzelagen ist die sog. CIN („convective inhibition“). Das ist die Energie, die erst überwunden werden muss, damit sich überhaupt Gewittertürme bilden können. Bei stark negativer CIN werden sich keine Gewitter bilden, auch wenn die CAPE („convective available potential energy“) noch so hoch ist. Wir zeigen als Beispiel am Schluss dieses Beitrages zwei Karten der CAPE und der CIN, vorausberechnet für den kommenden Montag 18 UTC (GFS-Modell). Diese Karten zeigen über weiten Teilen Frankreichs sehr hohe CAPE und zugleich nur schwach negative CIN-Werte. So sind durchaus Gewitterentladungen möglich. Diese Konstellation gilt auch noch für Teile des Juras. Man darf von dieser Vorhersage keine lokale Präzision erwarten. Aber man kann die Karten dahingehend interpretieren, dass vor allem im Jura, allenfalls auch in den Alpen am Montag erste Wärmegewitter im Tagesgang möglich sind. Für Dienstag ist die Konstellation vergleichbar.

Ab der Wochenmitte setzt sich der atlantische Tiefdrucktrog langsam ostwärts in Bewegung. Damit geraten wir zunehmend wieder in den Einflussbereich einer wetteraktiven SW-Strömung. Die Bewölkung nimmt zu, die Temperaturen gehen langsam zurück, und es ist Mittwoch/Donnerstag mit erhöhter Gewitteraktivität zu rechnen. Die Details können wie üblich erst in der Kurzfrist genauer prognosiziert werden. Bis zum Wochenende könnte sich dann eine nachhaltige Abkühlung durchsetzen.

Vorhersagekarte CAPE (GFS-Modell) für Montag 18UTC. Quelle: wetter3.de

Vorhersagekarte CIN (GFS-Modell) für Montag, 18 UTC. Quelle: wetter3.de

 

Wochenvorschau Gewitter 27.7. – 2.8.2012

Vorhersagekarte GFS-Modell der positiven Vorticityadvektion 300 hPa, gültig für Samstag, 02 Uhr Lokalzeit (00 UTC). Quelle: wetter3.de

Das prägende Ereignis der vergangenen Woche war ohne Zweifel die Wasserhose über dem Zürichsee vom letzten Samstag. Für detaillierte Analysen dieser Wasserhose verweisen wir auf den letzten Blogeintrag, vor allem aber auch auf die ausführliche Diskussion zur Ursachenforschung im Schweizer Sturmforum. Wie so oft, entstand die Wasserhose in kühler instabiler Meeresluft im Bereich eines Kaltlufttroges, welcher unser Wetter am vergangenen Wochenende prägte. Seither ist der Hochsommer zurückgekehrt und bescherte uns gestern einen wunderschönen, beinahe auch wolkenlosen Hitzetag.

Die Prognosekarten der letzten Tage wiesen lange Zeit auf einen neuen nachhaltigen Einbruch von Polarluft zu Beginn der kommenden Woche hin. Soweit scheint es nun aber nicht zu kommen. Wie schon mehrmals diesen Sommer, ist ein ortsfester Höhentrog über Grossbritannien auch in den kommenden Tagen das prägende Element der Wetterlage. Das Trogzentrum liegt eher nördlich, über Schottland, und scheint sich dann im Laufe der Woche westwarts zu verlagern. Unser Land verbleibt so erneut in einer südwestlichen Höhenströmung, in welcher immer wieder Wellenstörungen und Zwischenhochs für wechselhaftes Wetter besorgt sind. Infolge der diesmal eher grossen Distanz zum Trogzentrum ist der Witterungscharakter freundlicher als auch schon. Das heisst, dass nach Gewitter- und Schlechtwetterzonen sich immer wieder rasch Aufhellungen durchsetzen können.

Ein erster schwacher Kurzwellentrog überquert unser Land in der zweiten Nachthälfte auf Samstag. Dies wird mindestens im GFS Modell so angezeigt. Die Karte der sog. Vorticityadvektion 300 hPa (siehe Beispielkarte) lässt solche Wellen (auch Minitröglis genannt) besonders gut als Farbpaare orange/blau-violett hervortreten. Der Vorderseite der Welle, also im orangen Bereich, werden Hebungseffekte, also Schlechtwetter zugeordnet, während auf der Rückseite, im blau-violetten Bereich, absinkende Luft (sog. Subsidenz) wieder zu einer Wetterbesserung führt. Die Welle der kommenden Nacht könnte im Zusammenhang stehen mit einem mesoskaligen Gewittersystem, welches sich heute im Bereich der Pyrenäen bilden könnte und in der kommenden Nacht unser Land überquert. Im Vorfeld werden heute gegen Abend in den Bergen erste isolierte Gewitter erwartet. Wie üblich, lässt sich Ort und Zeit dieser Gewitter nicht wirklich vorhersagen. Mit Unterstützung der Welle könnten dann in der Nacht auf Samstag oder Samstag früh auch im Flachland Gewitter auftreten.

Am Samstag geraten wir kurzzeitig auf die Rückseite des Kurzwellentroges, so dass sich rasch nochmals schöne Aufhellungen durchsetzen können. Dann aber nimmt der zyklonale Einfluss des Höhentroges über Grossbritannien auch bei uns zu. Die Sonne wird hinter Wolken verschwinden, und vor allem in der 2. Tageshälfte des Samstags werden von den aktuell verfügbaren Mesomodellen vielerorts kräftige Gewitter angedeutet. Auch am Sonntag/Montag sind Schauer, z.T. auch noch einzelne Gewitter, zu erwarten. Die Temperaturen gehen stufenweise zurück und verharren tagüber im Bereich von 20 Grad oder knapp darüber.

Ab Dienstag gelangen wir wieder unter Zwischenhocheinfluss. Der Witterungscharakter ist freundlich, bei erneut steigenden Temperaturen. Aber im Tagesgang sind auch rasch wieder wieder da und dort Gewitter möglich, gemäss den aktuellen Karten vor allem am 1. oder 2. August, wenn ein weiterer Kurzwellentrog wieder eine vorübergehende leichte Abkühlung bringen dürfte.

Gut möglich also, dass Blitz und Donner das Feuerwerk-Spektakel am Nationalfeiertag verstärken. Das genaue Timing der erwarteten Wellenstörung ist selbstverständlich aus heutiger Sicht noch sehr unsicher. Hoffen wir, dass die Feiern trocken über die Bühne gehen. Ob das so bleibt, kann erst in der Kurzfrist besser abgeschätzt werden.

Weitere Diskussion zur kommenden Gewitterlage im Schweizer Sturmforum, www.sturmforum.ch.

Wie entstand die Wasserhose über dem Zürichsee vom 21.7.2012?

Zoomloop Donnerradar, Region Zürichsee, von 1640-1710 Uhr. Quelle: meteoradar

In diesem Blog möchten wir mehrere Datenquellen ausquetschen, um Hinweise zu erhalten, wie sich die Wasserhose über dem Zürichsee bilden konnte. Die verfügbaren Daten sind sehr dürftig, wenn man die Maschenweite der Meteodaten der Grösse der Wasserhose gegenüberstellt. Somit bleiben die folgenden Aussagen spekulativ, eine gesicherte Antwort muss unterbleiben. Immerhin bestätigt sich, dass die Bildung der Wasserhose durchaus in das Bild passt, welches in unzähligen Studien in der Vergangenheit gewonnen wurde.

Zunächst einmal zur Frage, ob eine Superzelle als „Träger“ der Wasserhose in Frage kommt. Die Antwort ist nein, auch wenn im Radarloop vorübergehend eine Abweichung der Gewitterzugbahn nach rechts, d.h. Richtung Süden beobachtet werden konnte. Eine klare Antwort liefern die Winddaten der Radiosondierung von Payerne, 21.7.2012, 14h Lokalzeit. In den niedersten 3 km ist die max. Windstärke durchwegs geringer als 4 m/s. Massgebend ist die Differenz der Windstärke, sagen wir, zwischen dem Boden und 3 km Höhe über Boden. Die Differenz sollte typischerweise mind. ca. 15 m/s betragen, Zm Beispiel also eine Zunahme der Windstärke von 0 auf 15 m/s, oder ein Wechsel der Windrichtung z.B. von Ostwind, 7 m/s auf Westwind, 8 m/s. Dies ist eine vereinfachte Plausibilitätsannahme, welche in der Wissenschaft, komplizierter, der Bedingung „storm-relative Helicity 0-3km Höhe > 100 m2/s2“ entspricht. Lassen wir die Erklärungen dazu. Wichtig ist: die Windstärken waren in diesem Fall viel zu schwach, um Superzellen überhaupt erst entstehen zu lassen.

Also bleibt als Erklärung nur der sog. „non-supercell“ Mechanismus. Entscheidend bei diesem Mechanismus ist das „vortex-stretching“: das Strecken und damit gekoppelte Verengen einer rotierenden Luftsäule in die Höhe. Durch das Verengen wird die Rotation schneller – bis eine Wasserhose sichtbar wird. Eine gesunde, schnell wachsende Cumulus Wolke kann das „vorticity stretching“ auslösen, aber nur falls in der Luftmasse unterhalb der Cumulus Wolke bereits Ansätze zur Rotation vorhanden sind. Eine plausible Annahme ist, dass die Bedingungen für „vortex stretching“ entlang einer Grenze von zwei gegenläufigen Luftströmungen besonders günstig sind. Man stelle sich beispielsweise eine Süd-Nord verlaufende Linie vor. Östlich der Linie herrscht Südwind, westlich der Linie herrscht Nordwind. Bildet sich eine Cumulus Wolke genau über dieser Linie, dann kann die gegenläufige Luftströmung durch den Sog der Cumulus Wolke in eine immer rascher rotierende Luftsäule deformiert werden.

Damit kommen wir zur nächsten Frage: kann eine gegenläufige Luftströmung in Bodennähe im Fall der Zürichsee-Wasserhose nachgewiesen werden? Die vorläufige Antwort lautet nein – mind. nicht mit den uns zur Verfügung stehenden Daten. Eine vertiefte Analyse mit einem dichten Bodennetz könnte eine besser fundierte Antwort liefern. Aber wir können mindestens versuchen, aus den Daten herauszulesen, wie es allenfalls hätte sein können.

Zunächst zum Radarloop. Der Zoomloop Donnerradar (gif-Animation zu Beginn des Artikels) zeigt um 1645 Uhr erstmals eine südlich anbauende Zelle genau über Thalwil, also dem Standort der später sichtbaren Wasserhose. In den folgenden Radarbildern verschmilzt die Zelle zu einer Echolinie, welche langsam südwärts wandert. In den Vertikalprojektionen des Donnerradars 3D (am Schluss des Artikels) ist die Trägerzelle der Wasserhose besser identifizierbar (siehe rote horizontale Linie für die Zuordnung des Standortes der Wasserhose zur Vertikalprojektion). Von 1640 bis 1655 Uhr erkennt man eine deutliche Zunahme der Radarintensität – über die Farben grün, orange bis rot. Man kann davon ausgehen, dass in dieser 15-minütigen Zeitspanne tatsächlich eine mehr oder weniger ortsfeste Cumulus-Wolke mehr oder weniger ungestört anwachsen konnte. Offenbar hat es seine Zeit gebraucht, bis die Wasserhose für die Augenzeugen sichtbar wurde (ca. um 17 Uhr).

Die Bodenwindmessungen der umliegenden ANETZ-Stationen der MeteoSchweiz (Wädenswil, Zürich MeteoSchweiz, Reckenholz, Lägern) bestätigen mehr oder weniger die herrschende Schwachwindlage. Vor dem jeweiligen Durchzug der Gewitterzellen scheint eine schwache SE-Strömung vorzuherrschen, welche danach auf Nord-NE dreht. Das deutet auf Konvergenz hin, welche mit den sich regenerierenden Gewitterzellen gut zusammenpasst. Aber eine Erklärung für eine allfällig vorhandene bodennahe Scherzone können diese Daten nicht geben. Auch höhergelegene Stationen (Lägern, Hörnli, Napf) geben nur vage Hinweise. Diese sind schon in einiger Distanz zum Geschehen. Interessant wären die Windmessaten des Uetlibergs. Diese Daten sind uns leider nicht zugänlich.

Zusätzliche Hinweise lassen sich aus den Zeitrafferaufnahmen der Webcam Sellenbüren herauslesen, siehe den Video bei Youtube. Diese Webcam ist gegen Süden gerichtet. Der Standort der Wasserhose dürfte knapp ausserhalb des linken Bildrandes liegen. Immerhin kann man erkennen, wie die Trägerwolke der Wasserhose ab ca. 1650 Uhr von links ins Bild hineinläuft. Aus der gegenläufigen Wolkenbewegung kann man klare Rotation erkennen, und gegen 1710 Uhr sind markante Verwirbelungen sichtbar. Wir vermuten, dass diese Verwirbelungen der zerfallenden Wasserhose zugeordnet werden können.

Interessant ist auch die Vorgeschichte im Video. So ist generell auf Wolkenhöhe (vermutlich 1-1.5 km Höhe über Meer) eine Bewegung von West nach Ost festzustellen. Damit scheint auf dieser Höhe eine Westströmung vorzuherrschen, welche die SE-Strömung in Bodennähe überlagert. So wäre es durchaus möglich, dass auch sogenanntes „Vortex tilting“, also ein Kippen einer horizontal rotierenden Luftwalze in die Vertikale, bei der Bildung der Wasserhose eine Rolle spielte. Das ist genau der Prozess, welcher bei der Bildung von Superzellen-Tornados als vorherrschend angesehen wird. Und damit kann auch mit Fug und Recht der klassische Bildungsmechanismus eines „non-supercell“ Tornados in diesem Fall hinterfragt werden.

Damit wird es kompliziert. Als weiterer Faktor ist selbstverständlich die lokale Orographie in Betracht zu ziehen. Durchaus möglich, dass die in S-N Richtung gestreckte Albis-Kette einen entscheidenden Einfluss ausgeübt hat. Zum Beispiel, indem sie die bodennahe SE-Strömung im Osten und die etwas höher liegende Westströmung im Westen so deformierte, dass die Scherbedingungen entlang der Albis-Kette günstig wurden, um den wachsenden Cumulus Wolken Rotation beizumischen. Eine leichte Ostverlagerung einer wachsenden Cumulus-Wolke von der Albis-Kette in Richtung See hätte dann die Vorbedingungen für die Bildung der Wasserhose vollendet.

Wie gesagt: es bleiben viele Fragen offen, die geradezu nach einer gründlichen Auswertung von weiteren Messdaten in der Region rufen. Dabei bleibt fraglich, ob die individuelle Entstehungsgeschichte dieser Wasserhose jemals befriedigend geklärt werden kann.

Weiterführende Links:
Diskussion im Sturmforum
Tageswetterbericht MeteoSchweiz

Ausschnitte aus denRadarbildern Donnerradar 3D, 1640-1655 Uhr. Quelle: meteoradar

Wochenvorschau Gewitter 20. – 26.7.2012

Vorhersagekarte GFS für Montag, 00 UTC. Der Abtropfvorgang im Mittelmeer ist fast abgeschlossen. In Bodennähe bestimmt noch eine Bisenströmung unser Wetter. Quelle: wetter3.de

Zur Zeit bahnt sich eine grossräumige Wetterumstellung an, an deren Ende der bislang wetterbestimmende ortsfeste Tiefdrucktrog über den britischen Inseln durch ein ebenso ortsfestes Hochdruckgebiet abgelöst werden könnte. Bis es gegen Monatsende soweit ist, wird das europäische Wetter in den kommenden Tagen durch zwei Vorstösse von polarer Kaltluft bestimmt. Der erste Vorstoss, in Form eines langezogenen Troges, wird zu Wochenbeginn im Mittelmeer zum Abspalten eines Kaltlufttropfens führen. Das Zentrum des Tropfens verbleibt über Süditalien mehr oder weniger ortsfest und füllt sich langsam auf. Der zweite Kaltluftvorstoss wird gegen Ende der kommenden Woche erwartet, wobei aber die Details noch sehr im Graubereich der statistischen Unsicherheiten liegen.

Die mit dem ersten erwähnten Trog verknüpfte Bodenkaltluft setzt sich heute langsam von West nach Ost durch. Dabei wird es zwar Niederschläge aber kaum Gewitter geben. Dazu ist die Luftschichtung zu stabil, und die Sonne hat heute keine Chancen, so richtig aufzuheizen. Allenfalls kann es im Graubünden gegen Abend nochmals zu wenigen Entladungen kommen.

Das Wochenende wird kühl, trüb und zeitweise nass. Gewitter sind keine zu erwarten, ausser vielleicht ganz im Süden des Tessins und Graubündens. Die aufkommende Bise verstärkt den herbstlichen Eindruck der Wochenend-Witterung. Ganz anders im Mittelmeer, im Bereich des Kaltlufttropfens. Die Kaltluft trifft dort auf eine aufgeheizte Meeresoberfläche, so dass lokal kräftige Gewitter und Regengüsse erwartet werden.

Ab Montag verflacht sich die Druckverteilung über Mitteleuropa. Bei nur langsam abklingender Bise zeigt sich zeitweise die Sonne, und es setzt zögerliche Wiedererwärmung ein. Ab Wochenmitte sind im Tagesgang dann auch wieder sommerlich anmutende Gewitterregen möglich. Die weiteren Details der Witterung in der zweiten Wochenhälfte sind, wie schon zu Beginn erwähnt, zur Zeit nicht abschätzbar. Das Spektrum reicht aus heutiger Sicht von einem neuerlichen nachhaltigen Kälterückfall (ohne grosse Gewittertätigkeit) über eine gewitterreiche SW-Lage bis zu einem Andauern des mässig stabilen sommerlichen Tagesgangwetters.

Zum Abtropfprozess im Mittelmeer ist im Sturmforum ein vertiefender Beitrag erschienen.

Wochenvorschau Gewitter 6. – 12. Juli 2012

Hagelgewitter über dem Säuliamt am 5.7.2012, Foto: Willi Schmid

Die vergangenen Tage waren geprägt von wiederholten Unwettern in verschiedenen Regionen des Landes. Sehr ungewöhnlich waren die beiden Hagelzüge am frühen Sonntagmorgen in der Ostschweiz. Weiter ging es vorgestern abend mit Starkgewittern im Emmental und Hochwasseralarm für das Aareufer in der Stadt Bern. Und gestern Abend gab es gleich nochmals einen Hagelzug, welcher aus dem Napfgebiet bis zum Bodensee durchstartete (siehe Foto), und weitere starke Gewitter in der Westschweiz mit z.T. beträchtlichen Regenmengen.

In den kommenden Tagen ändert sich die Grosswetterlage zunächst nur unwesentlich. Das schon seit Tagen stationäre Höhentief über Grossbritannien bleibt bis Dienstag erhalten, zieht dann aber unter Auffüllung nach Skandinavien ab. Wer nun glaubt, dass damit Platz für einen Vorstoss des Azorenhochs geschaffen wird, muss gründlich enttäuscht werden. Im Gegenteil: ein neuer polarer Kaltluftvorstoss setzt sich gleich wieder über Grossbritannien fest und dürfte ab der Wochenmitte auf unser Wetter Einfluss nehmen. Es bleibt offen, wie stark dieser Einfluss sein wird. In der Tendenz scheint die Höhenströmung mindestens vorübergehend auf West, evtl. auch Nordwest zu drehen. Damit könnten die Temperaturen unter den Jahresdurchschnitt fallen, und die Gewittertendenz wäre gering, resp. würde sich allenfalls auf Kaltluftschauer im Tagesgang beschränken.

In der Kurzfrist ist bis Mittwoch immer wieder mit dem Durchzug von z.T. gewittrigen Wellenstörungen aus Südwesten zu rechnen. Eine stärkere Wellenstörung dürfte am Sonntag nicht nur für Schlechtwetter, sondern auch für erhöhte Gewitteraktivität sorgen. Ob es wieder zu unwetterartigen Gewittern reicht, ist zur Zeit offen. Das tageszeitliche Timing passt hierfür schlecht. Ideal wäre eine gute Aufheizung durch hohen Sonnenstand vor dem Ausbrechen der Gewitter. Da die Wellenstörung am Sonntag früh erwartet wird, bleibt für die Aufheizung keine Zeit. Allerdings haben die letzten Tage gezeigt, dass Überraschungen zu jeder Tageszeit möglich sind. Wie genau der Störungsdurchgang am Sonntag ablaufen wird, kann erst in der Kurzfrist beurteilt werden.

Eher entspannte Witterung mit schönen Aufhellungen und leicht geringerer Schauerneigung ist nach den aktuellen Karten am Samstag, und dann auch Montag/Dienstag zu erwarten. Auf Mittwoch könnte nochmals eine Wellenstörung die Gewittertendenz verstärken, bevor dann gleich das nächste Tief das Regime übernimmt.

Zeigt der neue Albis-Radar zu wenig Niederschlag an?

Tagessummenwerte Niederschlag für 8 Stationen im Bereich des Albis-Radars und die Periode 20.6.-3.7.2012

Seit der Aufschaltung des neuen Albis-Radars am 19.6.2012 durch die MeteoSchweiz wurde mehrfach gerügt, dass die Radaranzeige den gefallenen Niederschlag unterschätzt. Nach zwei Wochen Radarbetrieb bei häufigen, zum Teil auch gewittrigen Niederschlägen mit Hagel sind wir in der Lage, eine erste Bilanz zu ziehen. Wir haben hierzu einen Vergleich der Radarwerte mit den Werten an Bodenstationen der MeteoSchweiz durchgeführt. Die Resultate bestätigen den Trend zur Unterschätzung des Niederschlages durch die Anzeige des Albis-Radars, und zwar im Mittel um etwa 50 Prozent. Um diese Aussage zu untermauern, fällt dieser Blogartikel etwas länger aus als sonst üblich. Wir möchten zusätzlich zu den Resultaten unserer Analyse auch einige Probleme aufzeigen, mit welchen wir uns als Kunde eines Monopol-Anbieters von Radarprodukten herumschlagen müssen.

Die MeteoSchweiz liefert uns Radarbilder im sog. gif-Format. Das heisst, dass die Radar-Intensitäten als Binärwerte auf einer Skala von 0-255 verfügbar sind, dies mit einer Pixelauflösung 1×1 km. Zusätzlich hat uns die MeteoSchweiz eine Tabelle geliefert, mit welcher jeder Binärwert in einen Wert der Niederschlagsintensität (mm/Stunde) konvertiert werden kann.

Bei der Auswahl der Bodenstationen für unsere Vergleiche haben wir uns mit Absicht eingeschränkt. Wir haben nur Bodenstationen in der Nähe eines Radarstandortes ausgewählt, welche vom Radar gut sichtbar sind (ohne Berge dazwischen), und welche in grosser Distanz zu den anderen beiden Radars liegen. So können wir sicher sein, dass jeweils nur ein Radar den Niederschlag über einer Bodenstation erfasst. Auf diese Weise können wir auch für jede der drei Radarstationen (Albis, La Dôle und Monte Lema) eine getrennte Analyse durchführen. Dadurch fallen alle Stationen im Bereich um Bern (Mitte zwischen Albis und La Dôle) und im Hochgebirge weg. Für den Radar Albis bleiben 8 Regenstationen übrig, bei La Dole sind es 5 und beim Monte Lema 4 Bodenstationen.

Wir haben für die Periode 20.6. – 3.7.2012 die Tagessummen des Niederschlages (Boden und Radar) berechnet, für alle Tage zusammengezählt und am Schluss durch einfache Division berechnet, wieviel Prozent des Bodenniederschlages durch die 3 Radars angezeigt wurde. Genau ein extremer Tagessummenwert einer Station wurde eliminiert, da der Wert durch Hagel massiv verfälscht wurde. Anbei die Resultate:

– Der Albis-Radar sieht 51% des Bodenniederschlages
– Der Radar La Dôle sieht 85% des Bodenniederschlages
– Der Radar Monte Lema sieht 134% des Bodenniederschlages

Zusätzlich haben wir die Korrelationen der Tagessummenwerte zwischen Boden und Radar für die drei Radarstationen getrennt berechnet. Diese liegen zwischen 0.8 und 0.94. Das sind für Radar-Boden Vergleiche des Niederschlages sehr gute Werte. Die hohen Korrelationen weisen darauf hin, dass die Faktor-Unterschiede zwischen den 3 Radars systematisch sind und nicht mehr nur durch Zufallseffekte erklärt werden können. Zur wissenschaftlich korrekten Untermauerung dieser Aussage wäre allerdings ein „harter“ statistischer Test nötig.

Die beigefügte Grafik zeigt die Tagessummenwerte des Niederschlages im Bereich des Albis-Radars. Perfekte Vergleichswerte wären im Bereich der roten 1:1 Linie zu erwarten. Die meisten Messpunkte liegen unterhalb der roten Linie. Das belegt zusätzlich, dass die gefundene Unterschätzung des Niederschlages durch den Albis-Radar nicht einfach durch 1 oder 2 Ausreisserwerte erklärt werden kann.

Zum Schluss ein Kommentar zu den von der der MeteoSchweiz gelieferten Radarbildern. Diese Bilder sind das Resultat einer hochkomplexen Verarbeitung der Radarmessdaten, welche für den Anwender als riesengrosse „Black Box“ daherkommt. Die MeteoSchweiz hütet diese Black Box wie einen Goldschatz. Kein Mensch ausser den Spezialisten der MeteoSchweiz hat eine Chance, die vielen Schrauben nachzudrehen, die an der Herstellung des Produktes beteiligt sind. Der Kunde ist dem Anspruch der MeteoSchweiz ausgeliefert, den Niederschlag in der Schweiz mit Radar bestmöglich zu erfassen, Sommer und Winter, im Flachland und im Gebirge, bei Regen, Schneefall und Hagel. Dieser Anspruch in Ehren, aber was macht der Kunde, wenn er einen Faktorfehler von 100% feststellt, oder wenn die Hagelschläge vom 1. Juli frühmorgens einfach nicht zur mickrigen Radarfarbe passen, die ein mässig bis starkes Gewitterregeli vorgauckelt?

Als Kunde hätte ich einen kitzekleinen Wunsch, wenn (vielleicht) in 1-2 Jahren die MeteoSchweiz-Daten gratis bezogen werden können: die Rohdaten der Radarreflektivität, Dopplergeschwindigkeit und Polarisation (nicht die modifizierte Regenintensität), Volumendaten, 1 km Auflösung gratis zu beziehen. Dann kann ich nämlich die Korrekturen selbst machen und zwar so, dass sie für meine Kunden passen. Jetzt sind die Rohaten für Privatkunden unbezahlbar. Wieweit sind eigentlich Schweizer Universitäten an der Radarforschung beteiligt? Im Ernst: mehr Offenheit und Konkurrenz im Bereich der Radarforschung und der „Black Box“ würde auch der MeteoSchweiz guttun.

Wochenvorschau Gewitter 14. – 21.06.2012

Vorhergesagte Felder des Bodenwindes und Niederschlags in der Schweiz am Samstagabend, Quelle: wrf-model.ch

Die vergangene Woche möchte man wohl schnell wieder vergessen, was das Wetter angeht. Wir verblieben am Rand eines ausgedehnten flachen Tiefdrucktroges, welcher weite Teile von Westeuropa überdeckte. Mit schwachen Höhenwinden, vorwiegend aus SW bis West, wurden immer wieder Feuchtepakete über unser Land geführt. Die  Niederschläge waren teils länger anhaltend, teils schauerartig und von Aufhellungen  unterbrochen. Die Kraft der hochstehenden Sonne sorgte im Tagesverlauf immer wieder für vertikale Umlagerungen und kurze Gewitter, welche aber kaum grössere Intensität erreichten. Eine markante Umstellung bahnte sich dann um die Wochenmitte an. Auf der Vorderseite eines über Spanien nach Süden ausgreifenden Troges setzte zunehmend Warmluftzufuhr aus Südwesten ein und bewirkte rasch wieder freundliche und wärmere Witterung. Die vielen, bei Warmluftadvektion typischen hohen Wolkenfelder (Cirren) führten am gestrigen Donnerstag zu schönen Halo-Erscheinungen, über welche u.a. auch im Schweizer Sturmforum (www.sturmforum.ch) berichtet wurde.

Die SW-Lage scheint sich nun mindestens bis gegen Ende der kommenden Woche zu halten. Der Witterungscharackter ist mehrheitlich freundlich und hochsommerlich warm. Damit sind die Voraussetzungen für z.T. starke Gewitter mit Unwetterpotenzial gegeben: starke Sonneneinstrahlung, mässige Höhenströmung, zeitweilige Zufuhr von feuchter Mittelmeerluft und gutes Feuchteangebot aus den zur Zeit noch mit Regenwasser durchtränkten Böden. Der Teufel steckt wie üblich bei dieser Wetterlage im Detail. Letzten Endes entscheidet das Zusammenspiel von vielen Faktoren darüber, ob, wann und wo es zu Gewittern kommt, zusätzlich zu den genannten auch die lokale Orographie, Föhn, synoptisch getriggerte Vertikalbewegungen, sowie bodennahe Konvergenzen/Divergenzen und andere.

Eine erste schwach ausgeprägte Randstörung scheint am Samstag und Sonntag das Gewitterrisiko zu erhöhen. Dabei könnte am Samstagabend vor allem die klassische Gewitterschiene entlang der zentralen und östlichen Voralpen betroffen sein, zumindest wenn man dem WRF Modell für die Schweiz Glauben schenkt. Wir zeigen zwei Karten dieses Modells, welches seit einiger Zeit auf den Webseiten www.wrf-model.ch und www.wetterinfo.ch eingesehen werden kann. Die erste Karte, am Anfang dieses Blogs, zeigt für Samstagabend eine ausgeprägte bodennahe Konvergenz entlang der Voralpen, zwischen einer eher schwach ausgeprägten Föhnströmung in den Ostalpen, und aus Westen vordringender feuchter Bodenluft. Die zweite Karte am Schluss des Blogs zeigt die Höhenströmung auf 850 hPa, also ca. 1’500 müM. Über dem Jura und dem Mittelland ist die Strömung mit bis zu 50 Knoten (25 m/s) kräftig, wohl zu stark für hochreichende Konvektion. Nur die Voralpenregion ist abgeschirmt, so dass sich dort hochreichende Gewittertürme eher ungestört entwickeln können. Da aber in grösserer Höhe auch dort starke SW-Winde vorherrschen, ist das Potenzial für rasch ziehende Superzellen mit Hagel/Sturmböen im Gepäck durchaus gegeben.

Eine zweite eingelagerte Störung dürfte dann ab Montagabend eher stärkere Auswirkungen haben. Die südwestliche Höhenströmung nimmt an Stärke eher ab, bei verstärkter Feuchtezufuhr in niederen Luftschichten. Die Details lassen sich zur Zeit nur mit viel Spekulation vorhersagen. Bereits am Montagabend könnte es vor allem in den Bergen zu kräftigen Entladungen kommen. Dienstag und Mittwoch sind dann im Tagesverlauf jeweils verschiedenerorts Gewitter möglich, zum Teil dürfte stärkere Bewölkung die Gewitterentwicklung wieder hemmen. Ab Donnerstag scheint dann ein neues Hoch die Gewittertendenz wieder zu unterbinden.

Höhenwind auf ca. 1'500m Höhe, Quelle: wrf-model.ch

Wochenvorschau Gewitter 1.6. – 8.6.2012

Vorhersagekarte GFS-Modell Boden und 500 hPa für Sonntag, 12 UTC. Quelle: wetter3.de

In der vergangenen Woche sah es lange nach einem kräftigen Kaltluftvorstoss aus Norden aus, welcher unser Land etwa am Donnerstag hätte erreichen sollen. Aber es kam anders. Die Kaltluft blieb über Deutschland stecken und bog nach Osten ab, so dass sich das Wetter ab Donnerstag wesentlich freundlicher als erwartet präsentierte. Im Vorfeld kam es am Mittwoch trotzdem zu mässiger Gewitteraktivität, vor allem im Osten des Landes und in den nördlich angrenzenden Regionen. In der mässig feuchten und recht klaren Luftmasse war die Sicht auf die Gewitterzellen gut. Dies wurde von Hobby-Fotografen ausgenützt, so dass im Schweizer Sturmforum eine Reihe von schönen Gewitter- und Blitzaufnahmen und Videos gezeigt werden konnten (Link-Hinweis am Schluss dieses Artikels).

Zunächst überwiegt nun heute und am Samstag schwacher Hochdruckeinfluss, bevor auf Sonntag die Höhenströmung kurzzeitig auf Südwest zurückdreht und sich eine klassische Gewitterlage ausbildet. Eine feuchtwarme Luftmasse wird im Sandwich zwischen kälterer Luft im Norden und aus Westen heranrückender frischer Meeresluft eingeklemmt und angehoben (siehe die beigefügte Wetterkarte, gültig für Sonntag, 12 UTC). Eine Kaltfront wird uns am Sonntag erreichen und in der Folge wechselhaftes Westwindwetter einleiten. Erste gewittrige Entladungen werden bereits am Samstagabend im Westen des Landes erwartet. Diese können sich in der Nacht auf Sonntag nach Osten ausbreiten. Sollte dann am Sonntag, im Vorfeld der Kaltfront, nochmals die Sonne scheinen, könnte es im Tagesverlauf vor allem entlang der zentralen und östlichen Voralpen zu Starkgewittern mit Hagel, Sturm und kräftigen Regengüssen kommen. Sollte hingegen die Sonnenstrahlung unterbleiben, dann dürfte es eher bei flächigen Niederschlägen mit gewittrigen Entladungen bleiben.

In der kommenden Woche dürfte dann wechselhaftes und eher kühles Wetter vorherrschen. Mit eingelagerten Kaltfronten könnten auch gewittrige Schauer auftreten, gemäss den heutigen Karten vor allem am Mittwoch und/oder Donnerstag. Aufs nächste Wochenende hin könnte sich dann ein Zwischenhoch aus Westen vorschieben. Diese Tendenzen sind zur Zeit noch sehr sehr vage.

Fotos und Videos der Gewitter vom vergangenen Mittwoch, Schweizer Sturmforum:
http://www.meteoradar.ch/forum/viewtopic.php?f=2&t=8219

Wochenvorschau Gewitter 25.5. – 1.6.2012

Vorhersagekarte des GFS Modells für Sonntag. Quelle: wetter3.de

Die letzten Tage waren geprägt von einer erhöhten Tendenz zu lokalen Schauern oder Gewittern. Diese entstanden in einer flachen Druckverteilung am Nordrand einer langgezogenen Tiefdruckrinne im Mittelmeer. Dementsprechend zogen die Gewitter eher unüblicherweise aus Osten auf, waren aber in ihrer Intensität eher moderat und verkrümelten sich rasch, so dass grössere Hochwasserschäden ausblieben.

Die grossräumige Lage der nächsten Tage wird durch ein stabiles Hoch über der Nordsee bestimmt, dessen Kern sich über die Pfingsttage langsam nach Westen verlagert. Mit einer auflebenden Bisenströmung auf der SE-Flanke des Atlantikhochs wird in den nächsten Tagen recht trockene Luft gegen unser Land geführt. Die Gewitterneigung ist so erstmal im Mittelland unterdrückt. Höchstens in den Bergen, im Süden oder ganz im Westen sind einzelne Entladungen im Tagesgang nicht ganz ausgeschlossen. Im übrigen können wir uns auf schöne und meist störungsfreie Pfingsttage freuen. Eine Überraschung ist allenfalls von Samstag auf Sonntag möglich, wenn nämlich ein schwaches zyklonal geprägtes Hebungsgebiet von Nordosten her über unser Land hinwegzieht.

Am Pfingstsonntag stellt die Bise langsam ab, so dass die Gewitterneigung langsam zunimmt. Diese ist durch den Tagesgang bestimmt und dürfte sich weiterhin eher auf die Berge (Alpen und Jura) beschränken. Erst auf die Wochenmitte hin ist im Vorfeld eines neuen Kaltluftausbruches über der Nordsee und Skandinavien (d.h. auf der Ostflanke des sich nach Westen schiebenden Atlantikhochs) mit einem Zustrom von feuchteren Luftmassen aus Westen zu rechnen, so dass auch die Gewitter- und Niederschlagsneigung langsam weiter zunehmen dürfte. Auf Donnerstag könnte uns dann aus Norden die mit dem erwähnten Kaltluftausbruch verbundene Kaltfront erreichen und, mindestens vorübergehend, eine kühlere Witterungsperiode einleiten. Diese Entwicklung ist selbstredend im jetzigen Zeitpunkt spekulativ und deshalb mit der nötigen Vorsicht aufzunehmen. Allerdings stützen sowohl das GFS- wie auch das EZ-Modell die beschriebene Entwicklung, wenn auch mit Unterschieden im Ausmass und der Langzeitwirkung des Kaltluftvorstosses.

Die Vorhersagekarte für Sonntag des GFS-Modells zeigt exemplarisch die Westverlagerung des Atlantikhochs und die Kopplung dieser Verlagerung mit dem Ausbruch polarer Kaltluft in Richtung Skandinavien und Nordsee. Weiter südlich schwappen diverse Kaltlufttropfen über dem Atlantik und dem europäischen Kontinent umher. Die Zugbahn dieser „Fettaugen“ ist immer für eine Überraschung gut. Je nachdem, kann die Gewitterneigung bei uns markant zunehmen oder eher gering bleiben. Dies ist für die kommende Woche ein Unsicherheitsfaktor, welcher im Auge zu behalten ist.