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.

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!

Unsere Dienstleistung am Beispiel 08.08.2015, Thunerseespiele

Unwetter-Prognose von fotometeo Muriset unter dem Radarbild von meteoradar.ch. Der Screenshot zeigt die Prognose vom Mittag und die Situation um 20:25 MESZ mit einem Gewitter genau über Thun

Unwetter-Prognose von fotometeo Muriset unter dem Radarbild von meteoradar.ch. Der Screenshot zeigt die Prognose vom Mittag und die Situation um 20:25 MESZ mit einem Gewitter genau über Thun

„Wetterprognose war Lotterie“ titelt heute die „Berner Zeitung“ in ihrer Online-Ausgabe zu den Ereignissen am Wochenende vom 8./9. August 2015. Ist dem wirklich so? Je nach Standpunkt kann man dem zustimmen, doch so plakativ darf diese Aussage nicht stehen gelassen werden. Wenig hilfreich ist aus unserer Sicht der Tipp eines Mitbewerbers in besagtem Artikel, bei Wetterlagen mit Gewitterrisiko mit einem Blick aus dem Fenster die Lage kurzfristig zu beurteilen: Für den Grillabend im eigenen Garten mag das durchaus sinnvoll sein. Für Veranstalter, welche für das Wohlergehen ihrer Gäste und Mitwirkenden die Verantwortung tragen und oft schon am Mittag entscheiden müssen, ob und allenfalls mit welchen Vorsichtsmassnahmen ihr Anlass am Abend durchgeführt werden kann, wäre dieser Blick aus dem Fenster wie am vergangenen Samstag trügerisch. In solchen Fällen helfen nur die langjährige Erfahrung und das Gespür von Meteorologen, die sich auf genau solche Fälle spezialisiert haben. Am Beispiel der von uns betreuten Thunerseespiele möchten wir aufzeigen, wie eine solche Beratung aussieht.

Freilichtveranstalter müssen oft aus logistischen Gründen und um die Gäste frühzeitig informieren zu können, bereits am Mittag darüber entscheiden ob ihr Programm am Abend durchgeführt werden kann oder nicht. In den meisten Fällen ist diese Prognose-Vorlaufzeit problemlos, sowohl bei stabilen Hochdrucklagen wie auch bei Tiefdruckeinfluss mit breiten Fronten und relativ gut vorauszuberechnenden Niederschlagsgebieten. Am heikelsten ist die Entscheidung jeweils bei Gewitterlagen, wo auch mit der heutigen Technik der genaue zeitliche und örtliche Verlauf erst sehr kurzfristig (bestenfalls zwei Stunden, in der Regel weniger) sicher prognostiziert werden kann. In solchen Fällen kann einzig eine Risikoabwägung abgegeben werden: Welche Intensitäten (Blitzaktivität, Sturmgefahr, Hagel, Überflutung) gibt die Luftmasse her? Über welchen Gebieten entstehen die Gewitter bevorzugt bei der vorherrschenden Grosswetterlage und welche Zugbahn nehmen sie? Wettermodelle geben Anhaltspunkte, sind aber je nach Lage wie bei unserem Beispiel vom 08.08.2015 sehr widersprüchlich, sodass oft nur die langjährige Erfahrung von Meteorologen weiterhilft, die sich auf die Gewitterklimatologie des Alpenraums spezialisiert haben.

Anhand dieser Erfahrung wurde von uns die Wahrscheinlichkeit, dass am Abend ein heftiges Gewitter die Region Thun treffen könnte, als hoch eingestuft. Die sehr warme und schwüle Luftmasse sowie die Verteilung der Windrichtung in der Höhe hielt zudem ein Potenzial für Sturmgefahr am exponierten Festgelände sowie von grösserem Hagel bereit. Der Entscheid der Verantwortlichen, die Vorstellung zu verschieben, war somit folgerichtig, wenn auch unpopulär. Denn auf den öffentlichen Kanälen wurde den ganzen Tag wie schon am Vorabend herausgestrichen, dass die Gewitter am Samstag schwächer bzw. weniger verbreitet auftreten würden als noch wenige Tage zuvor prognostiziert. Das war aus gesamtschweizerischer Sicht zwar richtig, unterschlägt jedoch das lokale Gefahrenpotenzial. Nicht wenige Besucher, die am Abend die Thunerseespiele besuchen wollten, wurden zudem beim nachmittäglichen „Blick aus dem Fenster“ eines nahezu wolkenlosen Himmels über weiten Teilen der Alpennordseite gewahr:

Satellitenbild vom 08.08.2015, 14:00 UTC = 16:00 MESZ  (Quelle: Eumetsat, chmi.cz)

Satellitenbild vom 08.08.2015, 14:00 UTC = 16:00 MESZ (Quelle: Eumetsat, chmi.cz)

Da gleichzeitig am Nachmittag Wettermodelle, welche weit verbreitete Wetter-Apps beliefern, die Gewittertätigkeit am Abend vom Berner Oberland bis in die Ostschweiz völlig aus dem Programm strichen, liessen sich einige Besucher des Anlasses auf der Facebook-Seite des Veranstalters zu empörten Kommentaren über die verschobene Vorstellung hinreissen. Wir befinden uns eben im Zeitalter der allumfassenden und allgegenwärtigen Information, deren Qualität der nicht geschulte Laie keineswegs zu beurteilen in der Lage ist. Da aufgrund der meist sehr billigen, wenn nicht gar kostenlosen Hilfsmittel jedermann/frau zum Wetterexperten aufgestiegen ist, kommt es nicht selten zu fatalen Fehleinschätzungen. Was bei privaten Anlässen und Unternehmungen meist glimpflich ausgeht oder nur wenige Personen betrifft, hat jedoch vor zwei Jahren an einem Grossanlass an einem anderen Schweizer See bei ähnlicher Wetterlage viele Verletzte und gar ein Todesopfer gefordert. Die Besucher der Thunerseespiele hatten Glück, dass der Veranstalter verantwortungsvoll mit der Sicherheit seiner Gäste und Mitwirkenden umgeht und sich eine professionelle Beratung leistet und sich im Zweifelsfall gegen das Risiko entscheidet.

Ein über den Savoyer Alpen entstandener Gewitterkomplex zog im Lauf des frühen Abends langsam nordostwärts über das Unterwallis und via Waadtländer Alpen ins westliche Berner Oberland. Exakt zum geplanten Spielbeginn traf das Gewitter in Thun ein. Der gewaltige Platzregen hätte jedenfalls einen Abbruch der Vorstellung bewirkt, bzw. die Gäste wären aufgrund der durch fotometeo Muriset und meteoradar überwachten Wetterlage noch vor Vorstellungsbeginn nach Hause geschickt worden. Die etwas westlich der Stadt gelegene Station von MeteoSchweiz meldete Windböen von 54 km/h, direkt am Seeufer werden in der Regel höhere Werte erreicht. Die Blitzortung ergab während der ersten Stunde der geplanten Spielzeit 11 Blitzeinschläge im Umkreis von 3 km um die Bühne, der naheste Einschlag war nur 900 m entfernt. Das Risiko eines Blitzschlages in das Festgelände kann somit auf etwa 1:50 geschätzt werden. Ein Blitzschlag in die mit annähernd 2000 Menschen voll besetzte Tribüne wäre verheerend, auch bei einer rechtzeitigen Evakuation wären immer noch viele Leute im Freien bzw. im Zelt unzureichend geschützt und die Folgen von Hektik bzw. Panikreaktionen wären nicht absehbar.

Die nachfolgende Regensummenkarte von Samstag 08:00 bis Sonntag 08:00 MESZ zeigt sehr schön die Zugbahn des Gewitters, das aus Südwesten kommend bei Thun nach Norden abbog und in der Folge über das Emmental und den Jura bis ins Baselbiet zog:

20150810-3Dem umsichtigen Handeln der Veranstalter sei Dank wurde niemand dem Risiko eines noch heftigeren Gewitters ausgesetzt, das bei dieser Wetterlage durchaus möglich gewesen wäre. Am gleichzeitig stattfindenden Stadtfest in Thun (bedauerlicherweise nicht unser Kunde) wurden die Gäste hingegen vom Gewitter überrascht, die laufenden Konzerte mussten abgebrochen werden.

Das Konzept mit der Zusammenarbeit von fotometeo Muriset und meteoradar GmbH hat sich in den letzten Jahren nicht nur bei den Thunerseespielen, sondern auch bei etlichen anderen Anlässen bewährt. Während meteoradar.ch die Niederschlags- und Blitzdaten übersichtlich aufbereitet zur Verfügung stellt und automatische kurzfristige Lokalprognosen anbietet, ergänzt fotometeo Muriset diesen Dienst durch die persönliche Beratung. Diese umfasst je nach Bedürfnis des Kunden eine mittelfristige Prognose über mehrere Tage, Beratungsgespräche über die Durchführbarkeit von Anlässen im Lauf des Tages sowie bei Bedarf die zeitnahe Überwachung und Einschätzung der Gefahrenlage mit aktiver Warnung im Akutfall, damit rechtzeitig sinnvolle Massnahmen vor Ort eingeleitet werden können. Diese Dienstleistung eignet sich besonders für kleinere bis mittelgrosse Anlässe wie Freilichttheater, Konzerte, Openair-Kinos, Sportveranstaltungen und Vereinsanlässe jeder Art, die den Risiken von Unwettern ausgesetzt sind. Egal ob nur für ein Wochenende oder für eine ganze Saison, die Betreuung erfolgt jeweils durch dieselbe Person mit langjähriger internationaler Erfahrung im Unwetterwarndienst und hervorragender Ortskenntnis. Dank der persönlichen und flexiblen Betreuung ohne Schichtwechsel und zu jeder Uhrzeit ist eine sehr hohe Konsistenz der Prognoseleistung gewährleistet, denn fixe Dienst- bzw. Bürozeiten sind bei uns ein Fremdwort. Die Leistungen (Abwägung zwischen automatischen und personalisierten Prognosen) werden individuell den Risiken der Veranstaltung, deren Grösse und der Umgebung (Rückzugsmöglichkeiten) angepasst und sind somit dank flexibler Preisgestaltung auch für kleine Anlässe mit schmalem Budget bezahlbar.

Wenn Sie also einen solchen Anlass planen oder für dessen Sicherheit verantwortlich sind, zögern Sie nicht mit uns Kontakt aufzunehmen. Wir werden gemeinsam die für Sie geeignetste Variante eruieren und sichern Ihnen eine unkomplizierte und zuverlässige Betreuung zu.

Radarloop vom 08.08.2015 09:00 bis 23:55 MESZ (Archiv Donnerradar von meteoradar.ch, kostenpflichtig)

Radarloop vom 08.08.2015 09:00 bis 23:55 MESZ (Archiv Donnerradar von meteoradar.ch, kostenpflichtig)

Eröffnung der potenziellen Gewittersaison

Die Schauerzelle zwischen Grenchen und Lyss um 18:23 Uhr, gesehen von der Mündung des Broyekanals in den Neuenburgersee

Noch überwiegt der Jööh-Faktor: Die Schauerzelle zwischen Grenchen und Lyss am 18.03.2015 um 18:23 Uhr, gesehen von der Mündung des Broyekanals in den Neuenburgersee

Am Freitag beginnt gerade mal der kalendarische Frühling, und wir wollen bereits die Gewittersaison eröffnen? So seltsam es klingen mag, aber mit dem Erreichen des Gleichstands zwischen Tag und Nacht nähern wir uns mit grossen Schritten den Voraussetzungen an, bei denen Gewitter nicht nur an Kaltfronten oder unter Höhenkaltluft entstehen. Bei optimalen Bedingungen können sich breits jetzt sogenannte Wärmegewitter, also kurzlebige Einzelzellen entwickeln. Am 18.03. hat jedenfalls nicht allzu viel gefehlt.

Wie das nachfolgende Radarbild von 18:20 Uhr MEZ zeigt, entstanden über den Vogesen, am Jurasüdfuss zwischen Grenchen und Lyss sowie an den Voralpen südlich von Thun kleine Schauerzellen mit Zugrichtung Süd-Südwest:

Die Aufnahme aus dem Donnerradar-Archiv (kostenpflichtig) zeigt um 18:20 Uhr mehrere kleine Schauerzellen

Die Aufnahme aus dem Donnerradar-Archiv (kostenpflichtig) zeigt um 18:20 Uhr mehrere kleine Schauerzellen

Diese kleinen, nur wenig mehr als eine halbe Stunde existierenden Zellen sind die Vorboten dessen, was uns bei noch höherem Sonnenstand schon bald wieder erwartet. Die Meteoradar-Prognose am Vorabend war vorsichtig formuliert und am Morgen bekräftigt worden, denn die Zutaten stimmten:

  • Allgemein flache Druckverteilung über Mitteleuropa mit einer fragilen Hochdruckbrücke im Norden und je einem Höhentief über Spanien und Osteuropa.
  • Knapp ausreichende Labilität mit einem Spread von 27 Grad zwischen 850 und 500 hPa
  • Feuchte Grundschicht mit tagsüber kräftiger Erwärmung (verbreitet 16 bis 19 Grad)
  • Gegen Abend auffrischender Nordwind setzt an orografischen Hindernissen (Vogesen, Jura, Voralpen) lokale Hebung in Gang

Die Voraussetzungen reichten für Schauerzellen mit einem Wolkentop von 5000 bis 6000 m aus. Ein tageszeitlich etwas günstigeres Timing am Nachmittag hätte vermutlich noch höhere Türme hervorgebracht, dank der untergehenden Sonne fielen die Schauer aber rasch in sich zusammen. Bereits bei der nächsten passenden Gelegenheit (ev. in ein bis zwei Wochen?) könnten Tageslänge und Bodenerwärmung ausreichen, damit solche Einzelzellen auch blitzaktiv werden. Im Frühling 2014 war dies erstmals am 11. April im Berner Oberland der Fall.

Eine  kleine Zugabe bescherte der aufkommende Nordwind nach Sonnenuntergang dem Jurasüdfuss mit einem schwachen Joran (Böen um 40 km/h). Während es an anderen Mittellandstationen bei nahezu Windstille rasch auf unter 10 Grad abkühlte, verzeichneten sämtliche Stationen direkt am Jurasüdfuss von Neuenburg bis in den Aargau um 20:20 Uhr noch 13 bis knapp 15 Grad. Nicht nur war die Luft nach dem Überströmen der Jurakette 3 bis 4 Grad wärmer als am Nordfuss, sie war auch trockener (Taupunkt in Grenchen 0.9 Grad gegenüber 4.2 Grad in Basel (Karte am Schluss des Beitrags). Ein schönes Beispiel dafür, wie auch kleine Gebirge föhnige Effekte hervorrufen können.

Allgemeine Lage Europa am Nachmittag des 18.03.2015

Allgemeine Lage Europa am Nachmittag des 18.03.2015

Die Windkarte in rund 1500 m Höhe zeigt den auffrischenden Nordwind in den Abendstunden

Die Windkarte in rund 1500 m Höhe zeigt den auffrischenden Nordwind in den Abendstunden

 

Temperatur und Taupunkt um 21:20 MEZ. Der Joran lässt am Jurasüdfuss die Temperatur nur zögerlich sinken

Temperatur und Taupunkt um 21:20 MEZ. Der Joran lässt am Jurasüdfuss die Temperatur nur zögerlich sinken

Analyse Sturmtief „Verena“ 13.08.2014

Analysekarte der Luftmassen mit eingezeichneten Fronten (rot = Warmfront, blau = Kaltfront, violett = Okklusion)

Analysekarte der Luftmassen mit eingezeichneten Fronten (rot = Warmfront, blau = Kaltfront, violett = Okklusion). In der Bodenkarte ist das Tief nur schwach angedeutet.

Es stellte so manchen Herbst- oder Wintersturm in den Schatten: Das auf den Wetterkarten auf den ersten Blick so unscheinbare Randtief „Verena“ wirbelte am Nachmittag des 13. August 2014 auf der Alpennordseite alles durcheinander, was nicht niet- und nagelfest war. Diese Analyse soll erklären, wie es einerseits zu einem solch starken Windereignis im Sommer ohne Einwirkung von Gewittern kommen konnte, und andererseits worin die Schwierigkeiten einer genauen Prognose lagen. Und er soll auch aufzeigen, dass der Kurzwetterbericht unter dem Radarloop von metradar wichtige Zusatzinformationen liefert, die nicht aus den Radarbildern heraus interpretiert werden können.

Die Möglichkeit eines kräftigen Randtiefs über dem südlichen Mitteleuropa zeigten die Wetterkarten bereits im Lauf des Sonntags, allerdings wurde hier das Hauptaugenmerk vorerst mal auf das zu erwartende Starkregen-Ereignis gelenkt. Am Montagmorgen wurde die Diskussion um einen möglichen Sturm erstmals im Sturmforum aufgegriffen. Zu diesem Zeitpunkt zeigte das amerikanische Modell GFS das Sturmfeld in rund 1500 m mit einem maximalen Mittelwind von etwa 105 km/h (= 11 Beaufort) knapp nördlich der Schweiz:

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Im Lauf des Dienstags kam die Diskussion auf, ob der Regen die Atmosphäre nicht zu sehr stabilisieren würde und der starke Wind aus höheren Lagen nicht bis in die Niederungen durchzudringen vermag. Die Karten zeigten aber auch ein regional begrenztes labiles Feld hinter der Kaltfront knapp nördlich der Schweiz, hervorgerufen durch die Höhenkaltluft im Kern des Höhentiefs. Am späten Dienstagabend wies daher metradar im Unwetterbericht nebst der Starkregengefahr in der Südosthälfte der Schweiz auch auf mögliche Sturmböen in der Nordschweiz für Mittwochnachmittag hin.

Am Mittwochmorgen zeigte die Windkarte von GFS für das Sturmfeld in 1500 m Höhe nur noch rund 80 km/h (= 9 Beaufort an), worauf entschieden wurde, die am Vorabend getroffene Unwetterwarnung mit einem mässigen und regional begrenzten Windereignis so zu belassen:

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Aller Augen waren immer noch auf den Starkregen im Süden und Südosten der Schweiz gerichtet, der Wind wurde – wenn überhaupt – in den meisten Wetterberichten nur am Rande erwähnt. Welche Faktoren waren für die unsichere Prognose ausschlaggebend?

– Kleinräumigkeit des Randtiefs
– Unsichere Zugbahn und -geschwindigkeit des Tiefs
– saisonale Aussergewöhnlichkeit des Ereignisses, daraus folgend mangelnde Erfahrung
– zu starke Gewichtung der Stabilisierung durch den Regen

Das Tief über Frankreich zeigte im Satellitenbild bereits im Lauf des Vormittags Strukturen, die erfahrene Meteorologen wachsam werden lassen. Auf der Rückseite der Kaltfront (im folgenden Bild an der Linie über der Westschweiz erkennbar) schob sich allmählich eine trockene Zunge von Süden her ins Zentrum des Tiefs. Diese so genannte „Dry Intrusion“ wird durch Absinken der Luft hinter der Front verursacht. Damit wird sehr trockene Stratosphärenluft in tiefere Schichten heruntergmischt und löst die Wolken auf. Das Absinken dieser trockenen und kalten Luftmassen löst einen starken Druckanstieg am Boden aus – mitunter stärker, als von den Modellen berechnet.

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Mit den 06z-Karten von GFS wurde die Labilität auf der Rückseite der Kaltfront nun stärker gerechnet, was ebenfalls für eine bessere Durchmischung des Höhenwindes bis zum Boden spricht:

Der KO-Index ist ein Indikator für Labilität (blaue Felder = stabile Schichtung, grüne Felder = labile Schichtung)

Der KO-Index ist ein Indikator für Labilität (blaue Felder = stabile Schichtung, grüne Felder = labile Schichtung)

fotometeo.ch setzte daher kurz vor Mittag auf seiner Facebook-Seite eine Warnung vor schweren Sturmböen (= min. 90 km/h) in exponierten Lagen ab. Die Sturmwarnung im Unwetterbericht von metradar wurde auf die gesamte Alpennordseite ausgedehnt und das Mittelland speziell erwähnt, als sich in der Westschweiz die ersten Böen von 60 bis 75 km/h bemerkbar machten. Im Lauf des Nachmittags zog die Böenfront, eng gekoppelt an die sonnige Phase, von West nach Ost durch das gesamte Mittelland. Die stärkste Böe im Flachland wurde in Grenchen mit 96 km/h gemessen, auf den Gipfeln der Voralpen und den höheren Lagen des Mittellands lagen die Spitzenböen zwischen 100 und 121 km/h. Eine Übersichtskarte der Böenspitzen findet man hier: klickmich

Welche Faktoren waren für ein stärkeres Ereignis als vorhergesehen verantwortlich?

– leicht südlichere Zugbahn des Tiefs und somit Verlagerung des Sturmfelds ins Mittelland
– Dry Intrusion, stärkerer Druckanstieg rückseitig der Kaltfront
– jahreszeitlich bedingt starke Sonneneinstrahlung hinter der Kaltfront und somit stärkere Labilisierung der Luftschichtung, dadurch volles Heruntermischen des Höhenwindes bis zum Boden
– Kanalisierung des Südwestwinds am Jurasüdfuss

Ebenfalls stellt sich die Frage, wieso sich die Böenfront in der Ostschweiz abschwächte und Sturmböen nur noch an stark exponierten Stationen registriert wurden:

– Verlagerung des Tiefzentrums nach Nordosten und somit mehr Abstand zu den Alpen
– wegfallender Kanalisierungseffekt, das Windfeld fächert in der Bodenseeregion auf
– tageszeitlicher Faktor: keine starke Sonneneinstrahlung mehr am Abend, Stabilisierung der Luftschichtung, schlechtere Durchmischung

Zum Schluss noch zwei Analysekarten zum Zeitpunkt Mittwoch 18z zum Vergleich mit den weiter oben gezeigten Prognosekarten:

Analyse des Windfelds in rund 1500 m Höhe: Das Feld mit 10 Beaufort (um 90 km/h) ragt bis in die Nordschweiz

Analyse des Windfelds in rund 1500 m Höhe: Das Feld mit 10 Beaufort (um 90 km/h) ragt bis in die Nordschweiz

Analyse des KO-Index am frühen Nachmittag: Stärkere Labilität und grössere Ausdehnung der labilen Fläche (grün) als prognostiziert

Analyse des KO-Index am frühen Nachmittag: Stärkere Labilität und grössere Ausdehnung der labilen Fläche (grün) als prognostiziert

Gewittervorschau 14.-20.06.2014

Luftmassenverteilung am Samstag, 14.06.2014: orange: (sub-)tropische Luft, gelb: gemässigte Luft, grün: Polarluft

Luftmassenverteilung am Samstag, 14.06.2014:
orange: subtropische Luft, gelb: gemässigte Luft, grün bis blau: Polarluft

Nach einer turbulenten Woche in einer energiereichen Luftmasse kehrt nun wieder Ruhe ein. Nicht untypisch für den Juni folgt auf eine Südlage das Gegenteil: Eher kühle und trockene Luft gelangt aus Norden in unser Land. Damit wird die Gewitterneigung stark unterdrückt, einzig die Kaltfront am Samstag und eventuell ein Einschub etwas feuchterer und wärmerer Luft zur Wochenmitte könnten für etwas Spannung sorgen.

Am Samstag befindet sich die tropische Luftmasse, welche für die zahlreichen und teils heftigen Gewitter in dieser Woche verantwortlich war, bereits südlich der Alpen. Sie wurde am Freitagabend von einer mässig warmen und feuchten Luftmasse verdrängt, die nun wiederum durch ebenso kühle, aber trockenere Polarluft ersetzt wird. Dieser Verdrängungsprozess zwingt die im Mittelland liegende Luft an den Voralpen zum Aufsteigen und produziert noch mal einige Schauer und Gewitter, das Unwetterpotenzial der vergangenen Tage wird jedoch nicht mehr erreicht.

Ab Sonntag gerät diese Polarluft unter den Einfluss eines Hochs bei den Britischen Inseln, weitere trockene Luft wird mit der Bise ins Land geführt. Einzig inneralpin und auf der Alpensüdseite können sich dank eines Italientiefs Reste der feuchten Warmluft halten und regnen sich aus, mitunter örtlich gewittrig verstärkt.

Am Dienstag und Mittwoch kommt es auf die Lage des Hochs an, ob die Strömung vorübergehend auf Ost dreht und sich wieder feuchtere Luft in den nördlichen Alpenraum schleichen kann. Sie kann das Risiko für Schauer und Gewitter wieder anheben, in der nur mässig warmen Luft sind allerdings keine spektakulären oder gar gefährliche Entwicklungen zu erwarten.

Die weitere Lage ab Donnerstag ist noch unsicher, der Trend geht aber mehrheitlich in Richtung einer kühlen Nordwestlage. Sie kann allenfalls Kaltluftschauer bringen, sommerlich fühlt sich das jedoch nicht an. Eine weitere Hitzewelle mit hohem Gewitterpotenzial ist vorerst nicht in Sicht.

Zum Schluss noch ein Rückblick auf die Lage am Donnerstag, 12.06.2014 mit der chaotischen Entwicklung im Schnelldurchlauf:

Film aus dem kostenpflichtigen 3D-Radar von meteoradar, 12.06.2014 12-24 Uhr

Film aus dem kostenpflichtigen 3D-Radar von meteoradar, 12.06.2014 12-24 Uhr

Erkennbar ist die zunächst generelle Verlagerung von WNW nach ESE mit der Höhenströmung in ca. 5000 m Höhe. Sobald die Voralpengewitter Überhand nehmen, wird die Entwicklung in der West- und Nordschweiz unterdrückt (Subsidenzzonen). Das bodennahe Ausfliessen der durch die Gewitter ausgekühlten Luft von den Voralpen weg ins Mittelland sorgt dann dort durch das Anheben noch „unverbrauchter“ schwüler Luft für gewaltige Neuentwicklungen (Emmental-Olten-Basebiet und Zürich/Winterthur bis St. Gallen).

Ein Lehrstück: Squall-Line vom 07.09.2013

Radaranimation 07.09.2013 20:00 bis 02:00 MESZ

Radaranimation 07.09.2013 20:00 bis 02:00 MESZ (Klick öffnet den Film)

Ungewöhnlich heftig für die fortgeschrittene Jahreszeit präsentierte sich die Gewitterlage am Samstag, 7. September 2013. Sehr warme und zunehmend feuchte Luft aus dem Raum Spanien – westliches Mittelmeer erreichte aus Süd bis Südwest den Alpenraum. Wurden an den Tagen zuvor noch Spitzenwerte bis zu 30 Grad gemessen, mussten die Temperaturen am Samstag unter der feuchteren Luft besonders nach Westen hin bereits etwas nachgeben. Die energiereiche Luft sorgte allerdings für ein Phänomen, das als Lehrstück in der schweizerischen Gewitterklimatologie gelten kann.

Im Animationsfilm des Niederschlagsradars ist am frühen Abend in der Region südlich von Genf ein unorganisierter Haufen zahlreicher kleiner Einzelzellen zu sehen, welche mit der Höhenströmung ziemlich genau nach Norden ziehen. Westlich davon befindet sich ein flächiges Niederschlagsgebiet ohne wesentliche Blitzaktivität, hier hat sich bereits ein Kaltluftpool durch die Niederschlagsabkühlung gebildet. Um ungefähr 20:30 MESZ bildet sich von Genf bis zum nördlichen französischen Jura allmählich eine Gewitterline aus. Unter diesem sich formierenden Komplex wird zunehmend kalte Luft zu Boden befördert, die sich entsprechend der Druckverteilung zum Bodentief verlagern muss, das sich zu diesem Zeitraum im Oberrheingraben befindet. Nördlich des Juras kann sie dies auf direktem Weg tun, im westlichen Mittelland ist dieser Weg allerdings durch den Jurabogen versperrt: sie muss in östliche Richtung ausweichen. Die kalte Luft schiebt sich unter die warme weiter im Osten und hebt diese an: Es entsteht zwischen 21:30 und 22:00 eine zusammenhängende Gewitterlinie (Squall-Line) mit einer zunehmend Fahrt aufnehmenden Böenfront. Bemerkenswert ist nun die Tatsache, dass durch die Kanalisierung am Jurasüdfuss der südliche Teil der Squall-Line deutlich schneller voran kommt als der nördliche, sehr gut zu erkennen am Knick in der Linie genau über der Jura-Hauptkette um 22:45 Uhr:

Donnerradar-Archivbild 07.09.2013 22:45 MESZ

Donnerradar-Archivbild 07.09.2013 22:45 MESZ

Während am Juranordfuss ohne Kanalisationseffekt nur Böen von rund 60 km/h erreicht werden, sind es im Mittelland verbreitet 70 bis 80 km/h. Die stärksten Böen werden nicht ganz unerwartet direkt am Jurasüdfuss gemessen: Cressier 87 km/h, Grenchen 91 km/h. Die durch den Jura erzwungene Divergenz am Boden nimmt der Gewitterlinie etwas den Schwung, was sich in rasch abnehmender Blitzaktivität und nachlassender Niederschlagsintensität in der Nordwestschweiz manifestiert. Dies hätte den Tod der Squall-Line bedeuten können, würde der Jura nach Osten hin nicht zunehmend niedriger. Die schnelle Böenfront am Jurasüdfuss findet im Aargauer Jura den Weg über das kleinere Hindernis und kann wieder den ursprünglichen Weg nach Norden einschlagen, wo sie mit dem nördlichen Ast der Squall-Line konvergiert: Und oha! – schon bildet sich eine neue, schön zusammenhängende Line über dem Schwarzwald aus. An deren südöstlichem Ende wird um 01:00 Uhr in Schaffhausen eine Spitzenböe von 94 km/h gemessen.

Die Squall-Line war das Ergebnis einer vorlaufenden Konvergenz (schwarz) in der Tiefdruckrinne weit vor der Kaltfront (blau), die sich zu diesem Zeitpunkt noch weit im Westen über Frankreich befand:

Luftmassen- und Frontenanalyse 08.09.2013 02:00 MESZ

Luftmassen- und Frontenanalyse 08.09.2013 02:00 MESZ

Die Eigendynamik an der vorlaufenden Konvergenz liess eine Druckwelle in der Nacht bis weit nach Osten auslaufen, sie reichte am frühen Morgen bereits weit nach Bayern hinein:

Luftmassen- und Frontenanalyse 08.09.2013 08:00 MESZ

Luftmassen- und Frontenanalyse 08.09.2013 08:00 MESZ

Anhand der Theta-E-Karte kann man gut die Rolle von Kaltfront und vorlaufender Konvergenz erkennen: Die Karte stellt den Energiegehalt der Luft dar, welche sich aus Temperatur (Wärme) und Feuchtigkeit zusammensetzt. Die Aktivität der vorlaufenden Konvergenz hat die subtropische Luftmasse stark abgekühlt, daher ist die Luft westlich der Konvergenz energieärmer als im Osten. Beidseits dieser schwarzen Linie befindet sich jedoch dieselbe Luftmasse, sie weist denselben Taupunkt (=Feuchtegehalt) auf. Die Kaltfront trennt somit nicht mehr kühle von warmer Luft, sondern bloss noch trockenere von sehr feuchter Luft. Das ist der Grund, warum im Bereich zwischen Konvergenz und Kaltfront am Sonntag nur geringe Gewitteraktivität auftritt und die Kaltfront in erster Linie nur noch kräftigen Regen bringt.

Gewittervorschau 23.-29.08.2013

Auch Waschküchenwetter kann seinen Reiz haben

Auch Waschküchenwetter kann seinen Reiz haben

Das uns bevorstehende Muster könnte man als typische Aprilwetterlage bezeichnen. Eigentlich stimmt alles: Der Sonnenstand (entspricht derzeit jenem von Mitte April) wie auch die stetig vom Nordmeer Richtung Alpen abtropfenden Tröglein. Einzig die Höhenkaltluft weist zum Ende des Sommers ungefähr 10 Grad mehr auf als im April, was aber in Bezug auf die Labilität durch die höhere Boden- und Wassertemperatur teilweise ausgeglichen wird. Statt Schnee- und Graupelschauer sind somit niederschlagsintensive Schauer und Gewitter zu erwarten.

Heute Freitag zieht ein erster schwacher Randtrog über die Alpen hinweg ostwärts. Das Timing ist im Tagesgang für Gewitterentwicklungen ungünstig, am Nachmittag und Abend befindet sich der Trog bereits so weit im Osten, dass sich lokale Schauer und Gewitter auf die Ost- und Südalpen konzentrieren. Allenfalls können in der west-nordwestlichen Höhenströmung Entwicklungen vom Schwarzwald in Richtung Nordostschweiz ziehen, allzu stark dürften diese aber nicht ausfallen.

Am Samstag beschäftigt uns die markante Kaltfront eines Tiefs mit Zentrum über den Benelux-Ländern. Der Vormittag dürfte noch weitgehend sonnig werden, sodass sich die Luft noch mal auf sommerliche Werte erwärmen kann, besonders in der Ostschweiz. Um die Mittagszeit erreicht die Kaltfront den Jura und zieht in der Folge wahrscheinlich recht zügig über die Schweiz hinweg nach Osten. Dabei können kräftige Gewitter mit Sturmböen auftreten und hohe Regenmengen in sehr kurzer Zeit sind wahrscheinlich, während die Hagelgefahr zumindest was grössere Kaliber betrifft eher geringer einzustufen ist. Im Mittelland wird sich die Lage wahrscheinlich zum Abend hin rasch beruhigen, besonders am östlichen Alpennordhang ist aber noch länger mit teils intensivem Regen zu rechnen.

Ab Sonntag beginnt der Eiertanz mit einem Höhentief ziemlich genau über der Schweiz und mehreren Bodentiefs, welche den Kaltlufttropfen im Gegenuhrzeigersinn umkreisen:

Boden- und Höhendruckkarte für Sonntagmittag

Boden- und Höhendruckkarte für Sonntagmittag

Diese Konstellation macht eine genaue Prognose bezüglich Schwerpunkt der Schauertätigkeit und zeitlichen Abläufen nahezu unmöglich. Klar ist: Der Kaltlufttropfen dürfte sich bis Dienstag nur unwesentlich verlagern und somit für sehr unbeständiges Schauerwetter besorgt sein. Je nach Länge der Sonnenfenster tagsüber kann es dabei auch zu Gewittern kommen. Abends und nachts dürfte es jeweils deutlich ruhiger werden.

Wie geht es zur Wochenmitte weiter? Das Zünglein an der Waage spielt eine Schwachstelle in der Hochdruckbrücke, die sich von den Azoren über die Britischen Inseln bis nach Nordrussland erstreckt. Bleibt diese Schwachstelle bestehen, kann wie bei einem undichten Wasserhahn immer wieder Höhenkaltluft in Richtung Alpen abtropfen. Einzelne Modelle haben den Klempner bestellt und lassen den  tropfenden Hahn abdichten, das derzeit wahrscheinlichere Szenario geht aber von einem weiteren Abtropfen am Mittwoch und dann wieder zum Wochenende aus. Hier gibt es aber ebenfalls noch mehrere Möglichkeiten, je nachdem ob sich die Schwachstelle noch etwas nach Osten verlagert oder in der für uns ungünstigen Position über der Nordsee verbleibt.

Mögliche Grosswetterlage am Mittwoch, markiert ist die wahrscheinliche Zugrichtung weiterer Kaltlufttropfen durch die Schwachstelle in der Hochdruckbrücke

Mögliche Grosswetterlage am Mittwoch, markiert ist die wahrscheinliche Zugrichtung weiterer Kaltlufttropfen durch die Schwachstelle in der Hochdruckbrücke

Gewittervorschau 16. – 22.08.2013

Fotogene nachtgewitter waren diesen Sommer dünn gesät. Sammelfoto einer Reihe von Blitzen über Muri AG, 09.07.2013. Foto: Willi Schmid

Fotogene Nachtgewitter waren diesen Sommer dünn gesät. Sammelfoto einer Reihe von Blitzen über Muri AG, 09.07.2013. Fotos: Willi Schmid

Das Ende der wunderschönen, wolkenlosen und angenehm warmen Spätsommertage ist in Sicht. Ab heute Abend greift die atlantische Westwinddrift wieder weiter nach Süden aus und wird uns mit einer Reihe von wenig aktiven Wellenstörungen beglücken. Der Witterungscharakter bleibt bis inklusive Sonntag freundlich und mässig warm. Allerdings werden variable Wolkenfelder immer wieder die Sonne verdecken, und gelegentlich sind einige Regenspritzer, vielleicht sogar das eine oder andere kleine Gewitter, nicht ausgeschlossen.

Das heute noch wetterbestimmende Hoch zieht langsam nach Osten ab. Damit verflacht sich die Druckverteilung. Für starke Gewitterentwicklungen fehlt aber der über Westeuropa weit nach Süden ausgreifende Höhentrog. Dieser Trog führt normalerweise zur Zufuhr von Bodenfeuchte aus dem westlichen Mittelmeerraum, welche dann die Gewitterentwicklung begünstigt. Zudem nimmt nun die Sonneneinstrahlung von Tag zu Tag ab, und damit verliert auch der thermische Gewitterauslöser an Kraft. In der westlichen, an Stärke allmählich zunehmenden Höhenströmung sind mehrere Wellenstörungen eingelagert, welche temporär für günstige Hebungsverhältnisse sorgen. Für Gewitter braucht es bei dieser Konstellation ein optimales Timing, da diese Wellenstörungen immer auch von Wolkenfeldern begleitet sind, welche die Sonne abdecken. Ideal wäre eine ungestörte Sonneneinstrahlung tagsüber, kombiniert mit dem Durchzug eines Hebungsgebietes am späten Nachmittag und Abend.

Diese Konstellation ist heute Freitag noch am klarsten gegeben. Einzelne Gewitter sind somit am späten Nachmittag und am Abend in den Bergen nicht ausgeschlossen. Weitere Wellenstörungen folgen am Samstag (siehe Prognosekarte GFS am Artikelende) und am Sonntag, leider vorwiegend tagsüber. Damit dürfte betr. Gewitter nicht viel passieren. Überraschungen sind nicht ausgeschlossen, so möglicherweise morgen Nachmittag ganz im Osten, und dann auch am Sonntagabend, falls tagsüber die Sonne nochmals gut einheizen kann. Der Sonntagabend wäre nicht uninteressant, weil die Höhenströmung zunimmt und damit auch die Scherbedingungen für rotierende Gewitterzellen besser werden. Am Montag rückt die Kaltfront ebenfalls zu ungünstiger Tageszeit an, vielleicht reicht es für den einen oder anderen elektrischen Kaltluftschauer auf der Rückseite der Kaltfront.

Mit der Kaltfront wird ein Schwall kühlerer Atlantikluft unser Land aus Nordwesten überschwemmen und damit wohl die erste herbstlich anmutende Witterungsperiode einleiten. Diese kühlere Luft gerät zwar rasch wieder unter Hochdruckeinfluss, das Hochzentrum scheint aber längere Zeit über der Nordsee steckenzubleiben. Damit ist Bise angesagt, und beim aktuell sinkenden Sonnenstand bedeutet dies eine Zunahme der ach so sattsam bekannten langweilig-grauen Hochnebelfelder, die Killer der Sonnenwärme schlechthin. Für Gewitter ist da kein Platz mehr in Sicht, damit könnte diese Vorschau auch die letzte des aktuellen Sommers werden.

Vorherswagekarte des GFS-Modells, Vorticityadvektion 300 hPa. Quelle: wetter3.de

Vorherswagekarte des GFS-Modells, Vorticityadvektion 300 hPa. Quelle: wetter3.de

Gewittervorschau 26.07.-01.08.2013

In der bisherigen Saison Mangelware: Nachtgewitter könnten Sonntagnacht verbreitet auftreten

In der bisherigen Saison Mangelware: Nachtgewitter könnten Sonntagnacht verbreitet auftreten

Nach der erfolgten Umstellung von Nordost- auf Südwestlage in den vergangenen Tagen ist das Potenzial für heftige Gewitter markant gestiegen. Bis Samstag und dann ab Dienstag wieder bremst Hochdruckeinfluss die Gewittertätigkeit, vereinzelte Hitzegewitter kann man aber an keinem Tag (am ehesten noch am Dienstag) gänzlich ausschliessen. Sehr spannend gestaltet sich der Kaltfrontdurchgang von Sonntag auf Montag.

Am Freitag und Samstag liegt ein Höhenkeil über Mitteleuropa, seine Achse befindet sich allerdings bereits leicht östlich der Schweiz. Somit sind vereinzelte, aber durchaus kräftige Hitzegewitter zu erwarten. Am Freitag liegt der Schwerpunkt noch auf der Linie Jura-Schwarzwald, am Samstag dürften eher die Alpen betroffen sein.

Bereits in der Nacht auf Sonntag sind im Jura erste kräftige Gewitter möglich, dies aufgrund der weiteren Verschiebung des Höhenkeils nach Osten und der Annäherung eines Höhentrogs aus Westen. Die Luft ist zudem extrem energiegeladen, was sich durch schwüle Hitze bereits am Samstag bemerkbar macht. In der Nacht auf Sonntag dürfte es vielerorts eine Tropennacht (Tiefstwert nicht unter 20 Grad) geben.

Am Sonntag nähert sich von Frankreich her langsam eine Kaltfront. Die Verlagerungsgeschwindigkeit und die Eigendynamik der auf der Vorderseite der Front auftretenden Gewitter sind auch zwei Tage vor dem Ereignis immer sehr schwer einzuschätzen, ein genauer Fahrplan der Entwicklung meist nur sehr kurzfristig zu bestimmen. Aufgrund des enormen Unwetterpotenzials empfehlen wir daher, regelmässig den Wetterbericht unter dem Radarbild von meteoradar zu konsultieren, eine vertiefte Diskussion zur Lage findet zudem im Sturmforum statt.

Extrem energiereiche Luft am Sonntagabend im Alpenraum, über Frankreich nähert sich die Kaltfront

Extrem energiereiche Luft am Sonntagabend im Alpenraum, über Frankreich nähert sich die Kaltfront

Die Erfahrung mit ähnlichen Wetterlagen lässt mehrere Szenarien zu. Zwei davon sind wahrscheinlich:

– Der für die Jahreszeit relativ starke Südföhn lässt in der Osthälfte der Schweiz kaum Gewitterentwicklungen tagsüber zu. Die Hauptaktivität geht vom Jura aus, wo sich aufgrund der starken Höhenströmung aus Südwest Schwergewitter mit Grosshagel und Sturmböen entwickeln, die wiederholt den Juranordfuss erreichen. Auch von den Savoyer- und Waadtländer Alpen ausgehend können heftige Gewitter ins westliche Mittelland ziehen.

– Die Hauptaktivität liegt sehr früh bereits in Ostfrankreich und induziert eine zusammenhängende Gewitterlinie, mitunter auch eine Squall-Line. Von ihr ausgehend kann bodennah ein starker Ausfluss kühler Luft über den Jura strömen und am Jurasüdfuss einen Joran-Sturm auslösen. Die damit verbundene Gewitteraktivität wäre eher moderat, die Hauptgefahr geht vom Windereignis aus.

In beiden Fällen dürfte die Kaltfront bzw. eine vorlaufende Konvergenzlinie die östliche Hälfte der Schweiz erst spät abends oder in der Nacht erreichen. Die Heftigkeit des Ereignisses hier hängt wiederum stark von der vorausgehenden Entwicklung tagsüber weiter westlich ab. Die Gefahr von Starkregen, Hagel und Sturmböen ist auf jeden Fall im Auge zu behalten und kann sich unter Umständen bis in den Montag hinein ziehen. Nach den aktuellen Unterlagen dürfte die Kaltfront zumindest verbreitet den von der Natur sehnlichst erwarteten Regen bringen, wobei sich die Lage am Montag in der zweiten Tageshälfte von Westen her allmählich beruhigt.

Am Dienstag macht sich von Westen her bereits wieder Hochdruckeinfluss bemerkbar, vereinzelte Restschauer dürften sich auf die östlichen Alpen beschränken. Die Temperaturen liegen im angenehmen sommerlichen Bereich. Am Mittwoch und Donnerstag steigt die Temperatur wieder an, der Sonnenschein überwiegt und die Gewitterneigung ist eher gering.