Wasser marsch - Sommerwetter auf Sparflamme

Datum 28.06.2017

Fast pünktlich zum Monatswechsel stellt sich die Wetterlage um. Nachdem im Juni vor allem in der Südhälfte Deutschlands immer wieder von subtropischen Luftmassen, Hitzetagen und tropischen Nächten die Rede war, ändert sich nun das Vokabular. Im heutigen Thema des Tages beleuchten wir die großräumige Wetterumstellung und ihre Folgen.

Tief RASMUND leitet heute mit Pauken und Trompeten, siehe Thema des Tages vom gestrigen Dienstag (http://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2017/6/27.html) einen markanten Wetterwechsel ein. Statt mit sich immer wieder aufwölbenden Hochdruckkeilen über Mitteleuropa haben wir es nun mit der Großwetterlage "Tief Mitteleuropa" (TM) und im weiteren Verlauf mit Varianten des Typs "Nordwest" (NW), mehrheitlich in der tiefdruckgeprägten Version, zu tun. Das Azorenhoch befindet sich auf seinem namensgebenden Platz und macht vorerst keine Anstalten diesen für uns wetterwirksam zu verlassen.

Doch was hat dies nun für Folgen für unser Wettergeschehen? Zunächst einmal räumt Tief RASMUND nach und nach die sehr warme und feuchte Luftmasse aus Deutschland raus und ersetzt sie durch eine kühlere, allerdings kaum weniger feuchte. Dies bedeutet häufige Niederschläge. Durch die kühlere und damit energieärmere Luft sowie die nur langsame Verlagerung von RASMUND ändert sich jedoch der Charakter weg von heftigen Gewittern hin zu länger andauernden und ergiebigen Regenfällen, gerne auch als "Landregen" betitelt.

Hobbygärtner, Landwirte und auch die Binnenschifffahrt dürften diese Nachrichten erfreuen, sind die Böden vielerorts doch sehr trocken und die Pegelstände der Flüsse außergewöhnlich niedrig, anhaltende und vor allem flächige Niederschläge also gern gesehen. Doch Vorsicht: die sehr feuchte Luftmasse bietet Raum für "atmosphärische Übertreibungen". Regional wird es dann schnell zu viel des guten Wassers und Unwetter mit Überschwemmungen drohen! In der Nacht zum morgigen Donnerstag kann dies zunächst im Süden, am Donnerstag selber sowie in der Nacht zum Freitag dann im Osten und Nordosten der Fall sein.

Das Temperaturniveau wird in der einfließenden kühleren und zusätzlich durch die häufig starke Bewölkung und wiederholten Niederschläge deutlich gedämpft. Von Hitzetagen, das heißt Werten von mindestens 30 Grad sind wir weit und von Sommertagen (mindestens 25 Grad) auch ein Stück entfernt. Vor allem im Dauerregen wird selbst die 20-Grad-Marke ein unüberwindbares Hindernis. Teils zeigt das Thermometer nur 16 oder 17 Grad.

Im Laufe des Wochenendes gibt es dann einen erneuten Wechsel des Wettercharakters. Von Nordwesten erreicht uns ein Schwall nochmal kühlerer, aber etwas trockener Luft, der die länger andauernden Niederschläge beendet und den Weg zu Schauern und Gewittern ebnet. Diese sollten dann aber ohne Unwetter über die Bühne gehen. In den Genuss von stabilerem Wetter könnte der Südwesten kommen, dort schiebt sich von Westen her ein Hochdruckkeil langsam herein. Dann sind im Laufe der kommenden Woche in der Südwesthälfte auch wieder Temperaturen jenseits der "Sommertagsschwelle" zu erwarten.

Tief "RASMUND" bringt kräftige Gewitter mit Starkregen

Datum 27.06.2017

Bereits am gestrigen Montagabend machte Tief "RASMUND" mit ersten Gewittern im Südwesten auf sich aufmerksam. Aber auch in den kommenden Tagen muss mit teils kräftigen Gewittern gerechnet werden, die besonders im Hinblick auf Starkregen auch unwetterartig ausfallen können.

Zum Wochenstart wurde am gestrigen Montag, den 26.06.17, meist sehr ruhig in der Wetterküche gekocht. Gebietsweise zeigte sich die Sonne, lediglich ein schwacher Ausläufer des von Skandinavien nach Russland ziehenden Tiefs "QUIRIN" sorgte für etwas dichtere Wolken und örtlich leichten Regen über der Mitte Deutschlands. Unter Hochdruck wurden in den südlichen Landesteilen erneut Temperaturen von teils über 30 Grad verzeichnet, an der Station im bayerischen Regensburg wurden sogar 32,9 Grad Celsius gemessen. Rückseitig des Ausläufers floss etwas kühlere Meeresluft ein, sodass die Messstationen im Norden lediglich Werte um 17 Grad Celsius aufzeichneten.

Seit den gestrigen Abendstunden zeigt allerdings Tief "RASMUND", das sich allmählich von Westen her den Britischen Inseln nähert, seinen zunehmenden Einfluss im Südwesten. Dort konnten sich am späten Abend in der einfließenden feucht-warmen Subtropikluft bereits einzelne Gewitter im Schwarzwald und der Alb sowie im Allgäu entwickeln, die sich im Laufe der Nacht nordostwärts verlagerten. Dabei ging die Gefahr vor allem von lokal auftretendem Starkregen aus. An der Station in Großerlach-Mannenweiler nordöstlich von Stuttgart (Baden-Württemberg) traten wiederholt kräftige Schauer auf, wodurch innerhalb von sechs Stunden ganze 33,1 l/qm verbucht wurden. Besonders am Alpenrand konnte beim Blick auf die Radarbilder zeitweise auch kleinkörniger Hagel nicht ausgeschlossen werden.

Am heutigen Dienstag (27.06.17) wird auch weiterhin mit einer südwestlichen Strömung zunehmend feucht-warme und energiereiche Luft heran geführt. Dabei muss erneut im Süden und Westen mit teils kräftigen Gewittern gerechnet werden, die vor allem mit Starkregen, kleinkörnigem Hagel und stürmischen Böen einhergehen und sich im Tagesverlauf allmählich nordostwärts bis in die mittleren Landesteile ausbreiten. In der energiereichsten Luft im Süden kann auch lokal eng begrenzt größerer Hagel nicht ausgeschlossen werden.

Allerdings geht die örtliche Unwettergefahr besonders von heftigem Starkregen aus. Als Indikator für die Abschätzung des Starkregenpotenzials dient dem Vorhersagemeteorologen vor allem das sogenannte "niederschlagbare Wasser" der Atmosphäre (engl. "precipitable water", kurz ppw). Darunter versteht man die Menge an Wasserdampf, die in einer vertikalen Luftsäule vom Boden bis zum Oberrand der Troposphäre enthalten ist. Das ppw wird dabei meist in Millimetern angegeben. Liegen also am heutigen Dienstag im Westen lokal Werte von etwa 40 mm vor, befinden sich in der Luftsäule vor Ort etwa 40 Liter Wasser, die dann, wenn sie vollständig ausregnen und nicht abfließen würden, am Boden auf einer Grundfläche von einem Quadratmeter 40 mm bzw. 4 cm hoch stehen.

In der Nacht zum Mittwoch sowie am Mittwoch selbst bewegt sich RASMUND nur sehr langsam von der Stelle und erstreckt sich von Irland über den Ärmelkanal bis nach Tschechien. Entsprechend muss auch weiterhin mit schauerartigem Regen und teils kräftigen Gewittern gerechnet werden, wobei örtlich weiterhin unwetterartiges Starkregenpotenzial besteht, das sich am Mittwoch tagsüber immer weiter in die Nordosthälfte Deutschlands verlagert. Dort werden nach den aktuellen Modellläufen am Mittwochnachmittag ppw-Werte um 45 mm simuliert. Im Westen und Südwesten fließt hingegen etwas trockenere Luft ein, womit das Unwetterpotenzial geringfügig sinkt. Allerdings können auch dort in der zweiten Tageshälfte noch einzelne Gewitter auftreten.

In der Nacht zum Donnerstag und am Donnerstag zieht Tief RASMUND dann langsam mit seinem Kern nach Nordostdeutschland und Polen. Bereits in der Nacht formiert sich über dem Süden ein schauerartiger Gewitterkomplex, der allmählich nordostwärts zieht. Im Tagesverlauf muss dann in der gesamten Osthälfte mit schauerartigen Regenfällen gerechnet werden, die mit Gewittern durchsetzt sind. Bei ppw-Werten um 35 mm scheint das Unwetterpotenzial auf den ersten Blick etwas geringer, als an den Vortagen zu sein. Allerdings können die Niederschläge durchaus länger anhalten, sodass ein Erreichen der Unwetterschwelle auch weiterhin als wahrscheinlich gilt.

Am Freitag zieht RASMUND in Richtung Südschweden, womit sich der Schwerpunkt der schauerartigen Regenfälle in den Nordosten und Norden verlagert. Sonst kommt es nur noch örtlich zu Schauern und einzelnen Gewittern. Allgemein nimmt das Potenzial für Unwetter aber wieder ab.

MSc.-Met. Sebastian Schappert

Ein natürlicher Kühlschrank im Wald

Datum 26.06.2017

Im Urlaub stößt man hin und wieder auf wahre Raritäten. So erging es mir kürzlich auf einer Wandertour in der Steiermark. Auf einem Wasserschaupfad wiesen Schilder auf ein äußerst seltenes Moor mit einer natürlichen Kühlung hin, die nur an heißen Sommertagen ihre Wirkung entfaltet. Lesen Sie mehr im heutigen Thema des Tages.

Einige unter uns Vorhersagemeteorologen sind schon eine besondere Spezies. Fahren wir in den Urlaub, denken wir häufig über das Wetter nach, machen unsere persönlichen Vorhersagen, um Tagesausflüge zu planen, und können dennoch - oder gerade deswegen? - entspannen. Auf einem Waldweg im Naturpark Sölktäler in der Steiermark entdeckte ich kürzlich eine wahre Besonderheit. Obwohl die Sonne auf uns nieder brutzelte und es sehr warm war, ließ es sich im Wald sehr gut aushalten. Nicht nur herrschte hier Schatten und ein naher Gebirgsfluss kühlte mit seinem frischen Wasser die Luft, auch mitten im Wald trat aus Löchern im dortigen sogenannten "Fichten-Kondenswassermoor" kalte Luft aus. Ursache dafür ist der sogenannte "Windröhreneffekt".

Kaum vorstellbar, dass die Sonne der Motor für diesen Effekt ist, denn ein gewisses Temperaturgefälle muss vorhanden sein, damit der "Windröhreneffekt" zum Tragen kommt. Weitere Bedingungen müssen jedoch auch erfüllt sein. Aber zurück zum Anfang: Das "Kondenswassermoor" ist ein sehr seltener Moortyp. Bisher sind nur sechs dieser Moore bekannt, die allesamt in Österreich liegen. Voraussetzung für die Entstehung dieses Moores ist eine sogenannte "Blockhalde", eine große Ansammlung von Steinblöcken, welche mindestens einen Durchmesser von 20 Zentimetern besitzen. Diese Blockhalde muss zudem ein Gefälle von mehr als 33 Grad und somit einen großen Höhenunterschied aufweisen. Auf die Vegetation des Fichten-Kondenswassermoors soll im heutigen Thema des Tages nicht weiter eingegangen werden. Viel interessanter für uns Meteorologen ist der erwähnte "Windröhreneffekt". Durch die Sonneneinstrahlung an heißen Sommertagen wird die Luft an der Oberfläche der Halde erwärmt und steigt auf. In den Hohlräumen zwischen den Steinblöcken im Inneren der Halde bleibt die Luft jedoch kühl, da sie von der Einstrahlung abgeschottet ist. Je wärmer es in der Umgebung ist, desto größer ist das Temperaturgefälle zwischen Innerem und Äußerem der Halde. Da kalte Luft schwerer als warme Luft ist, strömt die kühle Luft im Inneren der Halde nun zu ihrem Fuße der Blockhalde. Dort baut sich ein großer Druck auf und die kalte Luft tritt aus Öffnungen der Halde aus. Dabei dehnt sie sich abrupt aus und kühlt sich dadurch noch mehr ab. Diese Austrittsöffnungen werden "Kaltluftlöcher" genannt. Die warme Außenluft wird hingegen im oberen Haldenbereich angesaugt und so bleibt die Luft in der Halde beständig in Bewegung.

Wie kommt es nun zur Kondensation, wodurch das "Kondenswassermoor" seinen Namen erhält? Die angesaugte warme Außenluft strömt durch das Gangsystem im Inneren der Halde. Das unterirdische Wasser beginnt zu verdunsten. Dadurch wird Energie verbraucht, die wiederum einen starken Abkühlungsprozess bewirkt. Die Luft kühlt sich dabei weiter ab, fließt noch schneller zum unteren Ende der Halde und es baut sich dort ein noch höherer Druck auf. Dadurch kühlt sich die Luft beim Ausströmen aus der Halde (schlagartiges Ausdehnen) noch stärker ab. Direkt am Kälteloch wird die warme Außenluft sodann durch die kühle Haldenluft zum Kondensieren gebracht. Selbst an heißen Sommertagen beträgt die Temperatur an der Ausströmöffnung der Blockhalde nur wenige Plusgrade. In Extremfällen kann es dazu kommen, dass dort sogar kleine Eiszapfen entstehen.

Die Sonne spielt hier eine entscheidende Rolle. Ohne ihren Einfluss käme die Temperaturdifferenz nicht zustande und der Windröhreneffekt sowie die Kondensation an den Austrittsöffnungen blieben aus.

Und was hat es nun mit dem "natürlichen Kühlschrank im Wald" auf sich? Der beschriebene Effekt ist der Funktionsweise eines Kühlschranks ähnlich. So haben sich früher die Almbauern und Bergbewohner diesen Effekt zunutze gemacht und ihre Vorräte in den Kältelöchern gekühlt. Wäre es nicht schön, wenn wir in unseren Großstädten an den gegenwärtigen heißen Sommertagen auch solch natürliche Kaltluftlöcher hätten?

Gletscher und Klima

Datum 24.06.2017

Die physikalischen Prozesse zwischen solarer Strahlung und "Kryosphäre" sind als "Eis-Albedo-Wechselwirkung" bekannt und stellen in der Regelungstheorie eine "Positive Rückkopplung" dar. Seit etwa 1850 verlieren die meisten Gletscher auf der Erde an Masse. Das Schwinden insbesondere der "Festlandgletscher" (Inlandeis) hätte auch in Mitteleuropa drastische Auswirkungen auf Wetter, Witterung und Klima.

Die "Kryosphäre" oder "Eissphäre" der Erde umfasst als Gesamtheit des auf der Erde vorkommenden Wassers im festen Aggregatzustand das Meer- und Schelfeis, das Inlandeis, die Hochgebirgsgletscher, das in Eishöhlen und in Dauerfrostböden enthaltene Eis sowie nicht zuletzt im Winter zugefrorene Binnengewässer und verschneite Oberflächen, letztere als saisonal sehr stark variierende Komponenten. Dabei bildet das Inlandeis, also die ausgedehnten, festes Land bedeckenden Gletscher ("Festlandgletscher") die bei weitem größte Komponente.

Aufgrund der Strahlungseigenschaften des Eises, vor allem bei vorhandener Neuschneedecke, ein hohes Reflexionsvermögen für kurzwellige solare Strahlung (Albedo) und einen hohen Emissionsgrad für langwellige terrestrische Strahlung zu besitzen, hat die Kryosphäre eine große Bedeutung für das Klimasystem der Erde. Insbesondere die riesigen Eisschilde der Antarktis und Grönlands steuern als Kältereservoire die "planetare Zirkulation der Atmosphäre" und darüber hinaus als Süßwasserquelle auch die "thermohaline Zirkulation der Ozeane" (Stichwort Golfstrom). So hat das grönländische Inlandeis einen entscheidenden Einfluss auf Wetter, Witterung und Klima im nordatlantisch-europäischen Raum. Kleinere Gletscher wirken sich zumindest auf das lokale Klima im Hochgebirge aus.

Entstehung, Wachstum und Verschwinden von Gletschern hängen sowohl von der Umgebungstemperatur als auch von den regionalen Niederschlagsverhältnissen ab. Dabei erfolgt im Falle der "warmen oder temperierten" Gletscher der Rückgang des Eises infolge Erwärmung der Atmosphäre zunächst wegen der Temperaturerhöhung selbst, und zwar durch vermehrtes Schmelzen und Verdunsten an der Gletscheroberfläche in den Sommermonaten. Dazu könnten nach einer Änderung des Niederschlagsregimes die Neuschneefälle ausbleiben, so wie es bei den südamerikanischen Andengletschern in El-Niño-Jahren der Fall ist.

Neuschnee reflektiert das Sonnenlicht sehr stark, verhindert somit die Energieübertragung und schützt das darunter liegende Gletschereis vor Erwärmung. Fehlender Neuschnee bzw. eine tauende Eisoberfläche mit geringerem Reflexionsgrad führen zu stärkerer Absorption der einfallenden Sonnenstrahlung und zu weiterer Erwärmung. Einen derartigen, sich selbst verstärkenden Prozess nennt man in der Regelungstheorie eine "Positive Rückkopplung".

Ein zweiter Aspekt ist das entstehende Schmelzwasser. Sammelt es sich in Pfützen und Tümpeln an der Gletscheroberfläche, so verringert es deren Reflexionsvermögen. Frisst sich der Schmelzwasserstrom dagegen in Schloten und Gletscherspalten durch das Eis und gelangt auf diesem Wege an die Unterseite des Gletschers, könnte er auf dem "Gletscherbett" einen Gleitfilm zwischen Gestein und Eis bilden, der die Fließgeschwindigkeit des Gletschers erhöht und den Abgang der Gletschermasse forciert. Auch bringt ein im Unterlauf in seiner Dicke reduzierter Gletscher den vom Hang nachrückenden Eismassen einen geringeren Widerstand entgegen, wird also leichter zu Tal geschoben und abgebaut.

Was wären nun die Folgen einer globalen Erwärmung auf die Kryosphäre, insbesondere auf die Gletscher? Wenig verwundbar ist das Inlandeis der Antarktis, denn die Südpolregion ist einfach zu kalt, um durch die von den Klimaforschern projektierte Temperaturerhöhung von einigen Grad Celsius einfach abzuschmelzen. Jedoch könnte das küstennahe Eis der Antarktischen Halbinsel dezimiert werden. Das Grönlandeis ist empfindlicher, als Überbleibsel der letzten Eiszeit konnte es bisher nur überdauern, weil es aufgrund seiner schieren Masse sein eigenes Klima bildet. Es erzeugt ein "Kältehoch", das die atlantischen Tiefdruckgebiete, die an ihrer Vorderseite Warmluft nordwärts führen, südwärts abdrängt. Ein Rückgang des grönländischen Eises würde also direkt die Westwinddrift im nordatlantisch-europäischen Raum und damit auch unser Klima in Mitteleuropa beeinflussen. Der mit einem Abtauen des Grönlandeises einher gehende Eintrag von Süßwasser in die nördlichen Meere hätte Wirkung auf die thermohaline Zirkulation des Nordatlantiks, möglicherweise sogar auf Stärke und Verlauf des Golfstromes. Des Weiteren könnte sich beim Abschmelzen des arktischen Inlandeises der Meeresspiegel erhöhen, allein das Wasser aus dem Grönlandlandeis in flüssiger Form würde den Meeresspiegel weltweit um bis zu sieben Metern ansteigen lassen. Hunderttausende Quadratkilometer Land würden überflutet, beispielsweise in Bangladesch, Florida oder den Niederlanden. Eben beschriebene Effekte könnten in einer Zeitspanne von wenigen hundert Jahren auftreten.

Wesentlich zeitnaher sind die Folgen des Rückganges der Gletscher in den Hochgebirgen. Schon in wenigen Jahrzehnten könnten die meisten Alpengletscher verschwunden sein, mit dem Resultat des regionalen Wassermangels, denn Gletscher fungieren als Süßwasserreservoir. Beispielsweise speichern die Schweizer Gletscher insgesamt so viel Wasser, wie es der Menge des Jahresniederschlages des Landes entspricht. Millionen von Menschen in den Alpenländern, aber auch in Staaten wie Bolivien, Peru oder Indien benötigen das Schmelzwasser der Gletscher als Trinkwasser, zur Bewässerung landwirtschaftlicher Kulturen oder zur Energiegewinnung in Wasserkraftwerken. Sie säßen beim Verschwinden der Gletscher buchstäblich auf dem Trockenen.

Das unten publizierte Foto von Luca Galuzzi zeigt den Perito-Moreno-Gletscher ("Kalbungsfront" bei ca. 50°29'S, 73°02'W), einen der größten "Auslassgletscher" im Campo de Hielo Sur, in den südamerikanischen Anden (Patagonien, Provinz Santa Cruz, Argentinien). Er entspringt in 2950 m Höhe nahe des Berges Cerro Pietrobelli und fließt nach 30 km Länge ostwärts in den Lago Argentino auf 185 m Höhe. Seine Flächenausdehnung beträgt ca. 254 km², die Fließgeschwindigkeit an der bis zu 77 m mächtigen Gletscherfront wird mit knapp 800 m pro Jahr angegeben. Im Gegensatz zu den meisten anderen Gletschern auf der Welt, die sich seit dem Ende der "Kleinen Eiszeit" (um 1850) zurückziehen, zeigt der "temperierte" Perito-Moreno-Gletscher in seiner Massenbilanz keinen eindeutigen Trend.

Hitze und Blitze - eine Retrospektive

Datum 23.06.2017

Irgendwann endet jede Schönwetterperiode, meist durch Luftdruckfall und Passage eines atlantischen Frontensystems, an dessen Vorderseite auch noch Luftmassen aus südlichen Regionen herangeführt werden. Im Sommer entlädt sich die Energie der zuvor dominanten Warmluftmasse oftmals mit Blitz und Donner.

Etwa seit dem vergangenen Wochenende schob sich in der mittleren und höheren Troposphäre vom Nordatlantik her ein Geopotentialrücken nach West- und Mitteleuropa, im korrespondierenden Bodendruckfeld gelangte die zuvor nach Mitteleuropa eingeflossene Meeresluft polaren Ursprungs unter Hochdruckeinfluss und konnte sich an den langen Frühsommertagen bei hohem Sonnenstand und größtenteils heiterem Himmel kräftig erwärmen.

Dies führte zur ersten "Hitzewelle" dieses Jahres, seit Montag, den 19.06.2017, wurden vielerorts in Deutschland Tageshöchsttemperaturen von mehr als 30 °C (statistisch-klimatologischer Begriff - "heißer Tag") gemessen. Erreichte "das Quecksilber" am Dienstag im deutschen Südwesten örtlich bereits 35 °C oder 36 °C, so war nach einem durch erneute Meeresluftzufuhr etwas kühleren Mittwoch der gestrige Donnerstag mit Temperaturmaxima von verbreitet deutlich über 30 °C, örtlich über 37 °C der bislang wärmste Tag des Jahres. Spitzenreiter im Messnetz des Deutschen Wetterdienstes war das linksrheinische Andernach mit 37,1 °C!

Schließlich fiel der Luftdruck in Mitteleuropa und von Westen her näherte sich ein Randtief mit seinem Frontensystem. An dessen Ostflanke ("Vorderseite") verharrte der größte Teil Mitteleuropas zunächst im Warmsektor. Zunehmende Labilisierung und ein heranziehender kurzwelliger Höhentrog setzten bereits am Donnerstagvormittag konvektive Prozesse in Gang, als sich im Küstenbereich ein Gewittercluster bildete, das zunächst östlich der Weser nach Südosten zog.

Am späten Nachmittag spannte sich dann im weiten Bogen von den Vogesen bis in die Lausitz eine Gewitterlinie, die nach dem klassischen Modell der Synoptik mit einer Konvergenzlinie innerhalb des Warmsektors des Randtiefs einherging. Die eigentliche Kaltfront erstreckte sich zu diesem Zeitpunkt noch entlang der belgisch-holländischen Nordseeküste, griff am Abend von Nordwesten her auf Deutschland über und vereinigte sich im Verlaufe der Nacht mit der Konvergenz, so dass die Gewittertätigkeit im Osten des Landes bis zum Morgen andauerte.

Vor allem im Zusammenhang mit der allmählich südostwärts vorankommenden Konvergenzlinie und später mit der schneller ziehenden Kaltfront bildeten sich am gestrigen Nachmittag sowie am Abend und in der Nacht verbreitet schwere Gewitter, die gebietsweise Unwettercharakter, d.h. Böen von mehr als 103 km/h, Starkregen von mehr als 25 mm/h und Hagel vom Kaliber größer als 1,5 cm aufwiesen. Schwerpunkte der Gewittertätigkeit lagen zunächst in Niedersachsen, wo es bei Verkehrsunfällen mit umgestürzten Bäumen zwei Tote gab, später dann in den mittleren und östlichen Teilen Deutschlands.

Die unten stehende Abbildung zeigt oben und rechts den Aufriss des mittigen Radarbildes vom Standort Offenthal (Landkreis Offenbach) von gestern Abend, 22.06.2017, 16:00 Uhr UTC. Starke blaue Radarechos ragen schlotartig bis ca. 10 km Höhe aufwärts. Die Zahlen in den schwarzen Kästchen sind die einstündigen Niederschlagsmengen. In Neu-Ulrichstein (Mittelhessen, 350 m Höhe) fielen 42 mm in den Messbecher, zeitgleich wurde eine Orkanböe von 127 km/h gemessen. Beide Zahlen sind jeweils Spitzenwerte des gestrigen Unwetterereignisses im Rahmen des DWD-Messnetzes. Wenn Sie Ihren Blick etwas schärfen und sich die Linien gleicher Lufttemperatur anschauen, finden Sie innerhalb der fetten roten 30-°C-Isotherme im Zentrum der Karte einen durch die Verdunstungskälte des gefallenen Niederschlages abgekühlten Bereich (gelbe 20-°C-Isolinie) innerhalb der Warmluftmasse. Oben links zeigt sich bereits die mit der Kaltfront aus Nordwesten herangeführte frische Meeresluft (ebenfalls gelbe Linien).

"Warme" und "kalte" Gletscher

Datum 22.06.2017

Gletscher existieren in allen geografischen Zonen der Erde. Man unterscheidet die "kalten und trockenen" Gletscher der Polargebiete von den "warmen oder temperierten" Formen in den mittleren und niederen Breiten. In jedem Falle spielen Gletscher eine wichtige Rolle im Klimasystem der Erde.

Gletscher sind aus gefallenem Schnee hervorgegangene Eismassen, die sich talwärts bewegen, bis sie (im "Zehrgebiet") durch Zerbrechen, Schmelzen und Verdunsten des Eises abgebaut werden. Sie entstehen in den Polarländern sowie in den Hochgebirgen jenseits der Schneegrenze, und zwar dort, wo im Jahresmittel mehr Schnee fällt, als abtauen oder verdunsten kann ("Nährgebiet"). So kommt es im Laufe der Zeit zur "Akkumulation" (Ansammlung) des Schnees und zur "Metamorphose" (Umwandlung) in Gletschereis. Dabei verwandeln sich die Schneekristalle zu größeren, einheitlichen Eiskristallen mit unregelmäßigen Oberflächen, die "Gletscherkörner" genannt werden, gelenkartig ineinander greifen und so Bewegungen des Gletschers ermöglichen.

Frisch gefallener Neuschnee bildet zunächst eine Schicht aus Schneekristallen und mit Luft gefüllten Hohlräumen (Dichte ca. 30 bis 60 kg/m³, Luftgehalt ca. 90 %). Daraus entsteht nach etwa einem Jahr eine Altschneedecke mit ersten Gletscherkornbildungen und einer Dichte von ca. 200 bis 500 kg/m³. Durch den Druck ihrer eigenen Masse, ggf. durch Schmelzen und erneutes Gefrieren ("Regelation") verdichtet sich nach mehreren Jahren die Schneedecke immer mehr und es entstehen Firn (Luftgehalt ca. 60 %) bzw. Firneis (Dichte über 400 kg/m³, Luftgehalt ca. 30 %). Die Bildung von Gletschereis geht mit einer starken Kompression des Materials einher, stellenweise kann durchaus die Dichte massiven Eises (ca. 900 kg/m³ bei nur wenigen luftgefüllten Poren) erreicht werden.

Die Metamorphose des Schnees zu Gletschereis hängt stark von den herrschenden klimatischen Bedingungen ab. Man unterscheidet sogenannte "warme oder temperierte" Gletscher, wie beispielsweise diejenigen in den Alpen, von den "kalten und trockenen" Gletschern, wie sie beispielsweise in der Arktis und Antarktis anzutreffen sind. Aufgrund des hohen Reflexionsvermögens kurzwelliger Sonnenstrahlung und der großen spezifischen Wärmekapazität bei geringer Wärmeleitfähigkeit des Eises gelten Gletscher als thermisch träge. Je nach Größe und Gestalt, können Gletscher sowohl das lokale als auch das weltweite Klima beeinflussen. Unversehrte Gletscheroberflächen reflektieren bis zu 90 % des einfallenden Sonnenlichtes, das dann nicht mehr zur Erwärmung beitragen kann, und emittieren andererseits sehr stark im langwelligen Strahlungsbereich (hoher Wärmeverlust). Sie bilden also prinzipiell eine Quelle stetiger Abkühlung, man spricht auch von einer "Wärmesenke" im irdischen Klimasystem.

In den warmen Gletschern der Tropen (z.B. Kilimandscharo), Subtropen (z.B. Himalaya) und mittleren Breiten (u.a. Alpen) liegt die Temperatur des Eises nicht weit unter dem Gefrierpunkt, bei ihnen hat sich der Schnee in wenigen Jahren zu Gletschereis transformiert. Sie reagieren empfindlicher als kalte Gletscher auf Masse- bzw. Druckverlagerungen sowie auf Temperatur- bzw. Klimaänderungen. Ab einer Mächtigkeit von etwa 30 m fangen temperierte Gletscher an, sich vermöge der Anomalie des Wassers (Erniedrigung des Schmelzpunktes des Eises durch Druckerhöhung) unter dem Einfluss der Schwerkraft "zu bewegen", man sagt dann, die Gletscher "fließen". Beispielsweise übt ein 30 m mächtiger Gletscher einen Druck von knapp 265000 Pascal (Einheitenzeichen Pa, 1 Pa = 1 N/m², Newton pro Quadratmeter) auf das darunterliegende "Gletscherbett" aus.

Bei den kalten und trockenen Gletschern der Polargebiete wird die Eisbildung aufgrund der dort herrschenden, tiefen Temperaturen nicht durch Schmelzprozesse unterstützt, sie bleiben quasi ganzjährig durchweg gefroren. Beispielsweise liegt die Temperatur im Inneren des grönländischen Inlandeises (Stichwort "Deckgletscher") etwa zwischen -13 °C und -25 °C, in diesem Temperaturbereich spielt die anomale Druckschmelzpunkterniedrigung keine Rolle mehr. Die Umwandlung von Schnee in Eis muss auf "rein mechanischem Wege" erfolgen und dauert im Falle des grönländischen Inlandeises bis zu 200 Jahre. Kalte Gletscher bewegen sich kaum, sind häufig am Untergrund angefroren und reagieren nur träge auf Temperatur- bzw. Klimaänderungen.

Auf der Abbildung unten (fotografiert von Steve Jurvetson, http://flickr.com/photos/jurvetson/29800121) sehen Sie einen zumindest in seinem Oberlauf im Bereich des grönländischen Inlandeises kalten "Talgletscher", der mit seiner mehrere Kilometer langen Zunge an der Südostküste Grönlands bei etwa 69,3° nördlicher Breite und 25,2° westlicher Länge in die Dänemarkstraße fließt. Die dunklen Bänder bestehen aus abgetragenem Geröll, das von den zusammenfließenden Gletscherströmen mitgeschleppt wurde ("Mittelmoränen").

Donnerstag: Höhepunkt der Hitzewelle und Unwetter

Datum 21.06.2017

Der morgige Donnerstag wird nicht nur der bisher heißeste Tag des Jahres, es werden auch zum Teil heftige Gewitter mit Unwetterpotential erwartet. Hintergründe und Erklärungen dazu im heutigen Thema des Tages.

Während der Norden in der vergangen Nacht mit Tiefstwerten von zum Teil nur 6 Grad weit entfernt vom Hochsommer war, blieb die Thermometeranzeige in den südwestdeutschen Ballungsgebieten vereinzelt bei 20 Grad hängen. Man spricht dann von einer sogenannten Tropennacht.

Diese großen Unterschiede wird es auch bei den heutigen Höchstwerten geben. Während in Teilen von Schleswig-Holstein kaum 20 Grad erreicht werden, bleibt die hohe Wärmebelastung im Süden und Südwesten bestehen. Spitzenwerte von über 35 Grad werden entlang der Flussniederungen vereinzelt überschritten. Der Höhepunkt der Hitzewelle wird am morgigen Donnerstag erreicht. Tief PAUL verstärkt auf seiner Vorderseite die Warmluftzufuhr nochmals, sodass abgesehen vom äußersten Norden die 30 Grad Marke vielerorts überschritten wird. Am heißesten wird es im Südwesten mit Spitzenwerten bis 38 Grad.

Neben der steigenden Hitzebelastung verspricht der morgige Tag aber auch mit Blick auf die Gewitter ein sehr brisanter zu werden. Viele Signale deuten darauf hin, dass morgen abgesehen vom Süden eine Schwergewitterlage mit hohem Unwetterpotential bevorsteht, wenngleich es noch Unsicherheiten in der genauen Ausprägung und beim zeitlichen Ablauf gibt.

Warum gehen wir von eine brisanten Gewitterlage aus?

Für Gewitter braucht es im Wesentlichen drei verschiedene Zutaten. Zum einen ist eine hohe Luftfeuchte von Nöten. Eine bewährte Maßzahl dafür ist der Taupunkt. Sind diese hoch empfindet man die Luft als drückend und schwül. Darüber hinaus ist es wichtig, dass die Temperatur mit der Höhe rasch abnimmt. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer labil geschichteten Atmosphäre. Vor allem durch eine tagesgangbedingte Erwärmung der unteren Luftschichten, aber auch durch kältere Luftmassen in der mittleren Atmosphäre fördert man eine erhöhte Labilität. Nun fehlt noch Zutat Nummer 3 und das ist die Hebung. Die Luft kann gehoben werden, wenn beispielsweise eine Front auf den Vorhersageraum übergreift. Aber auch Prozesse in höheren Luftschichten und lokale Effekte wie Berge oder das Land-See-Wind System können zu Hebung führen. Im Vergleich zur Feuchte und Labilität ist dieser Parameter am komplexesten und schwierigsten zu erfassen. Alles läuft aber darauf hinaus, dass in den unteren Schichten ein Zusammenströmen der Luft vorhanden ist (Konvergenz). Da dieser "Überschuss an Luft" ausgeglichen werden muss, bleibt nichts anderes übrig als Hebung.

Wenn man nun weiß, wo in etwa Gewitter entstehen, interessiert man sich auch noch für ihre Stärke und die Begleiterscheinungen (Hagel, Regen, Wind). Um diese näher beurteilen zu können, braucht es ein entscheidendes Gewürz: Die vertikale Windscherung. Kurz gesagt, betrachtet man dafür, wie sich die Richtung und Stärke des Windes mit der Höhe verändert. Je größer die Unterschiede sind, desto höher ist die vertikale Windscherung. Die Scherung ist das Salz in der Gewittersuppe und entscheidet meist, ob eine "normale" Gewitterlage oder eine Schwergewitterlage mit erhöhtem Schadenspotential bevorsteht.

Und was passiert nun morgen?

Die oben erläuterten Zutaten sind reichlich vorhanden. Hohe Labilität und viel Feuchte sorgen für ordentlich Energie in der Luft und auch am Gewürz Windscherung mangelt es nicht. Einzig die Zutat Hebung macht uns etwas Sorgen. Dabei ist gar nicht mal die Frage des Vorhandenseins - Hebungsmechanismen stehen ohne Frage zur Verfügung. Die große Schwierigkeit besteht eher in der genauen Positionierung der Schwerpunkte und dem genauen zeitlichen Ablauf. Entsprechend ist eine genaue Festlegung - zeitlich wie räumlich - noch etwas schwierig.

Fest steht aber: Im Norden und der Mitte sind morgen kräftige Gewitter mit Unwetterpotential zu erwarten, die mit einer ostwärtigen Verlagerung auch noch in der Nacht zum Freitag anhalten. Die genaue Ausprägung der Begleiterscheinungen sind dabei lokal sehr unterschiedlich - wie üblich bei Gewittern. Es muss in der Spitze mit großem Hagel (lokal >5 cm), schweren Sturmböen und orkanartigen Böen (um 100 km/h) sowie heftigem Starkregen gerechnet werden. Im Süden beschränken sich die Gewitter zumeist auf das Bergland und fallen wohl nicht ganz so heftig aus.

Auch wenn es an den Details noch fehlt, muss am morgigen Donnerstag die zu erwartende (Un)wetterlage unbedingt genauer verfolgt werden! Fortlaufend wird es auch auf der Seite des Deutschen Wetterdienstes Aktualisierungen geben, sobald die Details klarer werden. Auch die Warnwetter-App des DWD kann dabei als Informationsquelle genutzt werden (http://www.dwd.de/DE/leistungen/warnwetterapp/warnwetterapp.html).

Die Zellteilung in der Meteorologie

Datum 20.06.2017

Die genaue Zugbahn von Gewittern ist in der Regel nicht leicht vorherzusagen, ziehen sie doch teils sehr eigenwillig durch die Lande. Einer der Gründe, wieso die Verlagerung von Gewittern so schwer abzuschätzen ist, soll im Folgenden näher erläutert werden.

In der Vorhersage- und Beratungszentrale erreichen uns besonders während der Sommerzeit wiederholt Anfragen von Kunden, die entweder beklagen, dass die Gewitter immer wieder an ihrem jeweiligen Standort vorbeiziehen oder aber, dass ein Gewitter auf einer vollkommen atypischen Zugbahn mit all seinen Begleiterscheinungen über ihren Standort hereingebrochen ist. Diese Fragen haben sicherlich schon häufig für Diskussionen gesorgt, denn wer kennt sie nicht, die bevorzugten Gewitterzugbahnen aus seiner Heimat. Mal ziehen die Gewitter immer wieder weit entfernt am Horizont entlang und werden zum Beispiel durch orografische Einflüsse wie ein Gebirge am Beobachtungsort vorbeigelenkt. Doch dann gibt es auch die Tage, wo alles anders läuft. Dann werden bisher geschützte Regionen auf einmal von einem Unwetter getroffen und nicht selten zieht solch ein Gewitter aus einer für die Region eher ungewöhnlichen Richtung auf. Für all diese Beobachtungen gibt es sicherlich unzählige (lokale) Gründe, die hier gar nicht alle erwähnt werden können. In der Folge soll aber ein Beispiel gezeigt werden, wieso es zu ungewöhnlichen Zugbahnen eines Gewitters kommen kann. Dazu wird ein Ereignis vom 19. Mai 2017 betrachtet, das sich vor den Toren Münchens abgespielt hat.

Stellen Sie sich vor, sie wohnen in München und schauen um 14 Uhr kurz vor einem späten Mittagsschlaf zum Beispiel auf das Radar der Warnwetter-App des Deutschen Wetterdienstes. Sie sehen, wie sich südöstlich der Stadt ein kräftiges Gewitter entwickelt hat, das aber im Radarloop gut erkennbar nach Nord bis Nordost und somit an München vorbeizieht. Dabei bedeutet die rote oder blaue Farbe im Radar, dass es sich um ein kräftiges Gewitter handelt und in diesen Bereichen mit heftigem Regen oder gar mit Hagel gerechnet werden muss. Sie sind nun beruhigt, legen sich hin, nur um eine knappe Stunde später von lautem Donnerschlag geweckt zu werden. Sie schauen wieder auf das Radar und erkennen, dass sich abgesehen von dem einen Gewitter keine neue Gewitterzelle südlich von München entwickelt hat, die auf die Stadt hätte zuziehen können. Doch was war geschehen?

Gewitter entwickeln sich je nach den entsprechenden Zutaten mit unterschiedlichen Intensitäten. Eine der Zutaten für Gewitter ist dabei eine feuchte und warme Luftmasse, die sich mit zunehmender Höhe rasch abkühlt. Dieser Zustand der Troposphäre wird in der Meteorologie als "labil" bezeichnet. Das bedeutet, dass ein Luftpaket sehr schnell sehr hoch aufsteigen kann und sich die Luft dabei rasch abkühlt. Durch Kondensation entstehen Regen- und Wolkentröpfchen und letztendlich eine hochreichende Gewitterwolke. Eine weitere Zutat ist eine hohe Windscherung. Dabei nimmt der Wind mit der Höhe deutlich zu und ändert auch seine Richtung. Am 19. Mai nahm der Wind von 10 km/h in rund 1,5 km über Grund auf über 90 km/h in 6 km über Grund zu. Das ist eine starke Windscherung. Der kräftige Höhenwind verfrachtet den gebildeten Niederschlag, so dass die regengekühlte Luft abseits vom Gewitter zu Boden fällt. Das erlaubt dem Gewitter weiter feuchte und warme Luftmassen einzubeziehen und das Resultat ist ein sehr langlebiges Gewitter, wie am 19. Mai dieses Jahres.

Wenn die Zutaten stimmen, sich also viel Labilität und hohe Windscherung überlappen, können sich sogenannte "Superzellen" bilden. Das sind Gewitter, die stark rotieren und mit den schlimmsten Begleiterscheinungen wie Großhagel, schweren Sturmböen und/oder heftigen Starkregen einhergehen. Superzellen sind sehr dynamische Gebilde, deren Entstehung, aber auch Entwicklung ein hochkomplexer Prozess sind. Die einen Superzellen tendieren im Verlauf ihres Lebens immer weiter nach "rechts" auszuscheren, während andere Superzellen sich in eine links ausscherende und eine rechts ausscherende Gewitterzelle teilen.

Letzteres ereignete sich am 19. Mai (siehe a)). Das Gewitter südöstlich von München entwickelte sich in einer Umgebung, die eine in Zugrichtung links und rechts ausscherende Zelle förderte. Dabei traf das links ausscherende Gewitter gegen 14:45 Uhr den Osten Münchens und überquerte die Stadt mit Hagel von örtlich bis zu 3 cm Durchmesser. Im beigefügten Bild wurden die Gewitterzellen alle 15 Minuten über eine Stunde hinweg übereinandergelegt. In b) ist die Verlagerung der beiden Gewitter über mehrere Stunden hinweg zu erkennen. Die links ausscherende Zelle zieht nach Nordwest und über München hinweg, die andere nach Nordost. Ein Gewitteraufzug aus Südost ist für München nicht alltäglich, kommen die meisten Gewitter doch eher aus dem westlichen Sektor.

Es ist nicht selten der Fall, dass Gewitter, die aus einer eher ungewöhnlichen Richtung aufziehen auch außergewöhnlich kräftige Begleiterscheinungen hervorrufen, da sie durch Prozesse getrieben werden (wie hier die Zellteilung), die bei sehr starken und langlebigen Gewittern beobachtet werden.

Sommerbeginn - astronomisch, meteorologisch oder doch phänologisch?

Datum 19.06.2017

Wann ist Sommerbeginn? Keine einfache Frage, kommt es doch auf die Perspektive an. Meteorologen sind dabei etwas früher als der Kalender dran. Die Phänologie ist völlig unberechenbar und startet Jahr für Jahr zu verschiedenen Terminen in den Sommer.

Am Mittwoch, dem 21. Juni um 6:24 Uhr ist es wieder soweit. Die Sonne erreicht auf der Nordhalbkugel ihren höchsten Stand der Umlaufbahn um die Erde. Damit wird der astronomische Sommerbeginn bezeichnet.

Die Sonne steht zu diesem Zeitpunkt an ihrem nördlichsten Punkt. Den damit erreichten Breitenkreis, der sich in etwa auf 23 Grad Nord (23°26'16" N) befindet, nennt man auch nördlicher Wendekreis. Bis zu diesem Wendekreis bewegt sich die Sonne die gesamte erste Jahreshälfte über täglich ein Stück weiter nach Norden, was wir durch längere Tage oder auch durch einen höheren Sonnenstand am Himmel beobachten können. Auf diesem Wendekreis gibt es genau einen Ort bzw. Punkt, wo die Sonne um 6:24 Uhr mitteleuropäischer Sommerzeit bzw. an dem besagten Punkt um 12 Uhr Ortszeit genau senkrecht über der Erde steht. Danach macht sich die Sonne wieder auf den Weg in Richtung Äquator, welchen sie am 22. September um 22:02 Uhr (Herbstanfang) überschreitet. Die Tage werden nun also wieder kürzer.

Die Meteorologen sind schon seit dem 1. Juni auf Sommer eingestellt. Dies hat allerdings nur Arbeit vereinfachende Gründe. Für die Auswertung von Wetter- oder Klimadaten und die Erstellung von Statistiken ist es, insbesondere im Computerzeitalter, angenehmer und auch einfacher, volle Monate zu betrachten. Daher wurden die Monate Juni, Juli und August aus meteorologischer Sicht als Sommer definiert.

Der phänologische Sommerbeginn richtet sich nach der Natur und deren Entwicklung. Das "phänologische Jahr" wird grundsätzlich in 10 physiologisch-biologisch begründete "phänologische Jahreszeiten" eingeteilt, gekennzeichnet durch spezielle phänologische Indikatoren (Leitphasen). Der Sommer wird dabei nochmals in Frühsommer, Hochsommer und Spätsommer untergliedert. Mit dem Blühbeginn der Gräser setzt der Frühsommer ein. Auf den Wiesen blüht zuerst der Wiesenfuchsschwanz und auf den Getreidefeldern der Winterroggen. Blühen die Sommerlinden und die Kartoffeln, dann kommt der Hochsommer.

Mit dem Wissen der verschiedenen Definitionen stellt sich nun die Frage, warum der Sommer nicht genau um den Sonnenhöchststand (21.06.) herum definiert ist, an dem die Sonne den größten Energieeintrag auf die Nordhalbkugel abstrahlt. In diesem Sinne müssten die Monate Mai, Juni und Juli den Sommer bilden!?!

Wie oben beschrieben, umfasst der Sommer aus astronomischer Sicht allerdings denjenigen Zeitraum, in dem sich die Sonne vom nördlichen Wendepunkt zum Äquator zurückbewegt. Bei den Meteorologen wird auch nur ein kleiner Zeitraum vor Sonnenhöchststand dem Sommer zugesprochen. Die Phänologie ist komplett von meteorologischen Parametern wie Niederschlag, Temperatur und Sonnenstrahlung abhängig und kann in dieser Diskussion nicht berücksichtigt werden.

Für eine genauere Betrachtung muss man zusätzlich zur Sonneneinstrahlung auch die Speicherung und den Transport von Energie betrachten. Die Atmosphäre und erst recht die Ozeane sind grundsätzlich träge Medien, bei denen alles etwas langsamer abläuft. Ab Frühlingsbeginn, wenn sich die Sonne über den Äquator hinweg nach Norden bewegt, können sich die Ozeane und Landflächen auf der Nordhalbkugel verstärkt erwärmen und somit die einstrahlende Sonnenenergie aufnehmen bzw. speichern. Da in nördlichen Breiten (>60°N) durch die Kugelform der Erde der Energieeintrag trotz höherem Sonnenstand sehr gering bleibt, muss weiterhin Wärme aus Süden nach Norden transportiert werden. Dies übernehmen bis ca. 30° N hauptsächlich die Ozeane und deren Strömungen (z. B. Golfstrom). Oberhalb von 30° N sind unsere wohlbekannten Tiefdruckgebiete für den Wärmetransport größtenteils verantwortlich. Bis also die maximale Energie bzw. Wärmemenge in den mittleren bzw. nördlichen Breiten erreicht wird, vergeht etwas Zeit. Aus diesem Grund können im Normalfall die maximal möglichen Temperaturen für die mittleren und nördlichen Breiten, vom Sommeranfang zeitlich nach hinten verschoben, in den typischen Hochsommermonaten Juli und August gemessen werden.

Die Hitzeperiode in dieser Woche ist dabei ein Zusammenspiel zwischen Großwetterlage und Sonneneinstrahlung. Da die Sonne in diesem Zeitraum ihren nördlichsten Punkt erreicht hat, liegt Mitteleuropa im Zeitraum der größten Einstrahlung. Durch hohen Druck am Boden und entsprechend vielfach wolkenlosen Himmel über Deutschland kann die Sonne das Land gut erhitzen. Zudem herrscht an der Vorderseite eines Tiefdruckkomplexes über Südwesteuropa und südwestlich einer Hochdruckzone von Grönland über Deutschland hinweg weiter nach Süden verbreitet eine südliche bis südwestliche Strömung vor, die uns die stark erhitzte Luft von der Iberischen Halbinsel und Nordafrika nach Deutschland führt. Die fast maximale Einstrahlung und die erhitze Luft aus Süden führen in weiten Teilen Deutschlands zu sehr warmen bis heißen Temperaturen, die die bisherigen Jahreshöchstwerte toppen werden.

In diesem Sinne hoffen viele Menschen, dass es nicht die letzte Wärmeperiode in diesem Jahr ist und dass noch viele sonnige Tage in diesem Sommer folgen

Eine Hitzewelle wird angekündigt

Datum 17.06.2017

Für nächste Woche wird eine Hitzewelle angekündigt, kommt sie tatsächlich oder nur gefühlt?

Die nächste Hitzewelle ist in Sicht, so konnte man es gestern insbesondere im Internet vernehmen. Dabei ist von Temperaturen über 30 Grad die Rede. Aber wie lange sollten solche Temperaturen andauern, um eine Hitzewelle zu definieren? Üblich sind hier 3 oder 5 Tage an einem bestimmten Ort. Eine exakte Definition einer Hitzewelle gibt es nur von der WMO, der Unterabteilung der UN für Meteorologie. Dabei müssen an mindestens fünf aufeinanderfolgenden Tagen die durchschnittlichen Höchstwerte des Zeitraums von 1961-1990 um mindestens 5 Grad überschritten werden. (Danach könnte es auch bei -20 Grad in Sibirien eine Hitzewelle geben. Vermutlich finden sich im Originaltext einige Einschränkungen in Bezug auf die Temperaturen.) In der unten folgenden Auswertung ist auch der Temperaturanstieg berücksichtigt, der in Deutschland etwa ab 1990 erfolgte und die Mittelwerte im Süden Deutschlands Mitte Juni um ein bis zwei Grad steigen ließ. (Ausgiebiger können Sie sich im Thema des Tages vom 17.07.2017 informieren. http://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2016/7/17.html )

Gehen wir das mit der angekündigten Hitzewelle einmal mit den oben genannten Kriterien durch. Da die Ankündigungen bereits gestern erfolgten, betrachten wir das sowohl aus gestriger als auch aus heutiger Sicht. Wir gehen dabei zugunsten einer Hitzewelle davon aus, dass die Kaltfront nur den Norden erreicht hätte, eine gestern noch umstrittene Vorhersage. Nach den heutigen Vorhersagen kommt sie bis zum Neckar voran.

Danach ergibt sich:

In Hamburg und Berlin wurde und wird keines der Kriterien erfüllt. In Düsseldorf und Frankfurt und München hätte gestern noch das Kriterium dreier aufeinanderfolgenden heiße Tage und das WMO Kriterium gegriffen, in Frankfurt und München allerdings nur mit den Daten von 1961-1990. Nur am Oberrhein bestand gestern und besteht auch heute die Chance auf eine Hitzewelle nach allen Definitionen.

Ob man unter den einschränkenden Bedingungen für Deutschland eine Hitzewelle ankündigt, ist den einzelnen Redaktionen überlassen, zudem so etwas am Oberrhein nicht mal ein Sensatiönchen darstellt.

Gefühlt aber, also unter Berücksichtigung auch der Schwüle, sollte man sich zumindest im Süden auf eine Hitzewelle einstellen.

Blitz und Donner an Fronleichnam

Datum 16.06.2017

Gestern gab es erneut einige Gewitter, die durch deren Begleiterscheinungen wie Wind, Starkregen oder Hagel zu Unwettern definiert wurden. Details dazu lesen Sie im heutigen Thema des Tages.

Für den gestrigen Donnerstag wurden wieder Gewitter angekündigt, teilweise sogar mit Unwetterpotenzial. War das mal wieder nur Panikmache, wie ein Leser aus der Lausitz schrieb?

Werfen wir mal einen Blick auf Informationen und meteorologischen Daten: Entlang der Grenze zu Belgien und Holland lag die Kaltfront des Tiefs Ludger, an der sich die Gewitter entwickelten, die schließlich über den Niederrhein und das Ruhrgebiet ostwärts zogen und gebietsweise kräftige Gewitter, teilweise sogar Unwetter brachten. Das Gewitter, das in Mönchengladbach Keller und Straßen volllaufen ließ, entwickelte sich im 25 km entfernten Heinsberg und "explodierte" dann über dem 9 km südwestlich gelegenen Wegberg. Das bedeutete nur wenig Vorlaufzeit für die dann ausgegebene Unwetterwarnung. Im benachbarten Kerschenbroich ließ das Gewitter in einer Stunde 48 l Wasser pro m² zurück, was gut der Hälfte des Monatssolls im Juni entspricht. Auch in Gelsenkirchen und Umgebung wurden Keller leergepumpt und umgestürzte Bäume mussten von den Verkehrswegen geräumt werden. Dabei hat es auch die Bahn getroffen. Die Strecken zwischen Gladbeck-Zweckel und Dorsten sowie Bottrop Hbf und Haltern am See wurden gesperrt. Aus dem Bereich allerdings gingen nur Regenmeldungen bis zu 27 l/m² bei uns ein, die Radarauswertungen lassen aber auch Mengen bis zu 35 mm pro Stunde wahrscheinlich erscheinen. Wind im Bereich dieser Gewitter wurde nur bis Stärke 8 (72 km/h) gemessen. Aber auch hier gilt, dass die kräftigsten Böen nicht unbedingt über die Messstationen hinweg gingen. Videoclips im Internet lassen auf 100km/h und mehr schließen.

Glück hatten die Bewohner in Rheinland Pfalz und dem Saarland. Die dicken Unwetter, die sich vor deren Haustür in den westlichen Nachbarländern bildeten, schwächten sich, bevor sie Deutschland erreichten, ab. Nur 20 bis 40 km von der deutschen Grenze entfernt hat es örtlich nahezu ein Monatssoll Regen in einer Stunde gegeben.

Anders war die Lage im Süden Deutschlands. Dort wurden kräftige Wärmegewitter bis in den Unwetterbereich erwartet. Das hat sich lokal auch bestätigt. Unter anderem führte eine sogenannte Multizelle mit etwa 50 km Durchmesser zu etwa 40.000 elektrische Entladungen im Bereich zwischen Baden-Baden, Freiburg und dem Neckar. Mehrere(!) Stationen meldeten über 30 l/m² pro Stunde, ein dort eher gewöhnlicher Wert bei solchen Wetterlagen. Radarmessungen lassen aber auch auf 50 l/m² und mehr schließen. Das war dann ein Unwetter vom Feinsten.

Wir sehen also, von Panikmache kann keine Rede sein. Nur wird halt zum Glück nicht jeder von den Unwettern getroffen; schon gar nicht Leute in der Lausitz, für die ganztägig Sonnenschein und trockenes Wetter vorhergesagt wurden.

Gewittervielfalt

Datum 15.06.2017

Kein Gewitter gleicht dem anderen und doch definiert man drei Gewittergrundformen. Was Einzel-, Multi- und Superzellen voneinander unterscheidet, erfahren Sie im heutigen Thema des Tages.

Am heutigen Donnerstag steht Deutschland eine markante Gewitterlage bevor, die regional zu Unwettern führen kann. Wenn von besonders schweren Gewittern die Rede ist, fällt nicht selten der Begriff "Superzelle". Vielleicht haben sie ja auch schon mal davon gehört und sich gefragt, was es damit auf sich hat.

Nun, wie so häufig sorgt die Natur auch bei Gewitterzellen für eine schier unendliche Vielfalt. Kein Gewitter gleicht dem anderen und doch lassen sich immer wiederkehrende Merkmale finden, durch die eine grundsätzliche Einteilung in drei Gewittergrundformen möglich wird. Neben den Einzel- und Multizellen identifiziert man auch die bereits erwähnten Superzellen, die in gewisser Hinsicht, insbesondere aber durch ihre Stärke, die "Königsklasse" darstellen.

Am Anfang einer jeder Gewitterentwicklung, lange bevor eine Einordnung in eine der drei Grundformen möglich wird, steht ein "schlotartiger" Aufwind. Dies ist eine recht schmale, meist vom Boden aus viele Kilometer in die Höhe reichende Luftsäule, in der feucht-warme Luft mit hoher Geschwindigkeit (teils über 100 km/h) nach oben steigt. Durch Kondensation des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes wird der Aufwind schließlich durch eine mächtige Quellwolke erkenntlich. Der Grundbaustein eines Gewitters, eine "Zelle" ist damit entstanden. Das Zusammenspiel verschiedener atmosphärischer Parameter (wie z. B. Temperatur, Feuchte und Wind) entscheidet nun darüber, welcher Grundform das Gewitter angehören wird. Von besonderer Relevanz bei der Einordnung in eine der drei Grundformen sind neben der Stärke vor allem die Lebensdauer und räumliche Ausdehnung bzw. die Anzahl der Gewitterzellen.

Gewitter, die nur einen Aufwind (also eine Zelle) aufweisen, bevor sie wieder vollständig zerfallen, nennt man "Einzelzellen". Sie entstehen bei Wetterlagen, die durch eine geringe Windscherung, also durch geringe Änderungen des Windes mit der Höhe, gekennzeichnet sind. Die verschiedenen Mechanismen in der Gewitterwolke sorgen nun dafür, dass der Aufwind bereits nach wenigen Minuten "abstirbt". Die Einzelzelle durchläuft die verschiedenen Entwicklungsstufen (Entwicklungs-, Reife- und Zerfallsstadium) folglich sehr schnell, sodass der gesamte Lebenszyklus lediglich 30 bis 60 Minuten dauert. Die allseits bekannten Wärme- oder Hitzegewitter gehören meist diesem Typ an und können lokal durchaus für heftigen Starkregen, Hagel und Gewitterfallböen sorgen.

Nimmt die Geschwindigkeit des Windes mit der Höhe rasch zu bei gleichzeitig geringen Änderungen der Windrichtung (starke Geschwindigkeitsscherung, schwache Richtungsscherung), entstehen bevorzugt "Multizellen". Sie bestehen aus einer Gruppe von Einzelzellen, die sich in unterschiedlichen Entwicklungsstadien befinden und sowohl haufenförmig als auch linienartig angeordnet sein können. Im Gegensatz zu Einzelzellen weisen Multizellen eine weitaus größere horizontale Ausdehnung (typisch sind 15 bis 30 km) sowie eine gewisse "selbsterhaltende Neigung" auf, durch die immer wieder neue Einzelzellen entstehen. Die Einzelzellen bilden sich dabei etwa alle 5 bis 10 Minuten, wobei insgesamt bis zu ca. 30 Zellen aufeinander folgen können. Nicht selten "lebt" ein solcher "Multizellencluster" dadurch mehrere Stunden. Neben Starkregen und Hagel wartet die Multizelle aufgrund ihrer Ausdehnung und Lebensdauer auch mit einer erhöhten Überschwemmungsgefahr auf.

Wenn nun die starke Geschwindigkeitsscherung durch eine ebenso starke Richtungsscherung des Windes ergänzt wird, können sich unter bestimmten Voraussetzungen die berüchtigten "Superzellen" entwickeln. Die Windscherung ist im Zusammenspiel mit sehr energiereicher Luft maßgeblich für die Ausbildung eines starken, im Wolkeninneren rotierenden Aufwindstroms, der sozusagen den Motor des Gewitters darstellt und es stets mit feucht-warmer Luft versorgt. Komplexe atmosphärische Prozesse resultieren zudem in zwei Abwinden an der Vorder- und Rückseite des Gewitters. Durch die räumliche Trennung von Auf- und Abwinden kann die Superzelle lange wüten, in Extremfällen durchaus 12 Stunden und länger. Die Interaktion zwischen Auf- und Abwinden kann zudem unter bestimmten Voraussetzungen zu einem Tornado führen. Große Gefahr geht darüber hinaus von riesigem Hagel und extrem heftigem Starkregen aus. Nicht umsonst sind Superzellen in ihrer mächtigsten Ausprägung die räumlich und zeitlich größten und gefährlichsten Gewitterzellen.

Und was erwartet uns heute? Fakt ist, die Luftmasse ist sehr warm und besonders in der Südwesthälfte feucht - und damit äußerst energiereich. Das sind schon mal gute Voraussetzungen für die Entstehung kräftiger Gewitter. Da zudem moderate Geschwindigkeitsscherung und eher geringe Richtungsscherung des Windes vorherrscht, sollten (linienartig geformte) Multizellen die vorherrschende Gewitterform sein. Die eine oder andere Superzelle kann allerdings nicht ausgeschlossen werden, vor allem dann, wenn das Windfeld beispielsweise durch Mittelgebirge modifiziert wird und doch ausreichend Richtungsscherung vorhanden ist.

Ob Einzel-, Multi- oder Superzelle, jedes Gewitter ist potenziell gefährlich. Informieren Sie sich daher zeitnah über Wetter- und Warnlage, beispielsweise im Internet über dwd.de oder in der WarnWetter-App.

CIN - der Deckel der freien Konvektion

Datum 13.06.2017

Gewitter gehören gerade im Sommer fast zum täglichen Alltag. Doch welche Bedingungen müssen vorliegen und wie muss die Atmosphäre beschaffen sein, damit schwere Gewitter entstehen können? Ein kleines Puzzlestück ist dabei die sogenannte CIN!

Sommerzeit ist Gewitterzeit! Wie Gewitterzellen entstehen und zu welcher Intensität sich diese entwickeln, ist im Wesentlichen von der atmosphärischen Temperatur- und Feuchteschichtung abhängig. Die erste Voraussetzung für die Entwicklung einer Gewitterzelle ist aufsteigende Luft, die das Kondensationsniveau - also die Höhe der Wolkenbildung - erreicht. Dies kann entweder thermisch bedingt geschehen, indem im Vergleich zur Umgebung bodennahe warme und somit leichtere Luft aufsteigt oder aber durch erzwungenes Aufsteigen bei einer Windströmung gegen orographische Hindernisse (z.B. Gebirge) hervorgerufen werden. In beiden Fällen kühlt sich die Luft auf ihren Weg nach oben ab. Da kalte Luft jedoch weniger Feuchte als warme Luft aufnehmen kann, fällt ab dem Niveau der Sättigung überschüssige Feuchte als kleine Wolkentröpfchen aus (Kondensationsniveau; vgl. auch Eintrag "Kondensation" im Wetterlexikon des DWD). Fehlt allerdings ab dem Kondensationsniveau der weitere Antrieb in größere Höhen zu steigen, sind lediglich flache Schichtwolken die Folge. Um jedoch eine hochreichende Gewitterwolke entstehen zu lassen, muss die Luft irgendwie bis zum sogenannten "Level of Free Convection" (LFC) gelangen.

Der LFC stellt dabei die geringste Höhe eines vom Erdboden aufsteigenden feucht warmen Luftpakets dar, ab dem seine Temperatur höher als die seiner umgebenden Luft ist (vgl. Abbildung). Als gesättigtes Luftpaket ist es in der Lage, sich ab dem LFC durch eigenen Antrieb selbständig frei aufwärts zu bewegen. Je tiefer das LFC liegt, desto eher tritt bei Aufstiegsvorgängen (Hebungsvorgängen) Konvektion ein und umgekehrt.

Als Gegenspieler entpuppt sich dabei aber die CIN (Convective Inhibition). Der "CIN-Wert" (CIN = Convective Inhibition, dt. Konvektionshemmung) ist eine meteorologischer Größe, die die Energiemenge beschreibt, die ein aufsteigendes Luftpaket daran hindert, vom Boden bis zum LFC aufzusteigen. Der CIN-Wert spiegelt somit die Stärke des "Deckels" wider, der eine Auslösung von Konvektion (hochreichend auftürmende Wolken) verhindert. Je größer die CIN-Werte sind, desto unwahrscheinlicher ist also die Entstehung von Gewittern.

Geringe CIN-Werte können hingegen für die Entwicklung von schwerer Konvektion sogar förderlich sein. Ein "Deckel" macht eine flächige Entstehung von Gewittern eher unwahrscheinlich. Lokal begrenzt können Luftpakete beispielsweise durch erzwungene Hebung an Gebirgen den CIN überwinden und somit dennoch den LFC erreichen und weiter aufsteigen. Die Gewitterzellen, die sich dann bilden, haben die komplette in der Atmosphäre vorhandene Energie verfügbar und können damit zu kräftigen Gewitterclustern heranwachsen. Wenn kein CIN vorhanden ist, kann sich dagegen jeder kräftige Aufwind zu einer Gewitterwolke entwickeln. Eine flächige Auslösung dieser ist somit wahrscheinlich, sodass sich alle entstehenden Gewitter die vorhandene Energie in der Atmosphäre aufteilen müssen.

Ursachen für hohe "CIN-Werte" können vielfältig sein. Eine Möglichkeit ist das Vorhandensein einer Inversion (vgl. Eintrag "Inversion" im Wetterlexikon des DWD) oder eine sehr trockene Grenzschicht in der unteren Troposphäre mit geringen Werten an relativer Feuchtigkeit. Auch Kaltluftadvektion, also der Zustrom kälterer Luft in bodennahen Schichten oder die in den Abendstunden einsetzende Abkühlung der unteren Luftschichten durch Ausstrahlung führt zu einer deutlichen Erhöhung der CIN-Werte und verhindert, dass sich neue Gewitter vom Boden her weg bilden können.

Radausflug mit Köpfchen

Datum 12.06.2017

Eventuell steht bei Ihnen im nahenden Sommer ein Urlaub in den Alpen an. Mit etwas Kenntnis über die dortigen meteorologischen Besonderheiten können sie bei einem etwaigen Radausflug durchaus ein bisschen Energie sparen.

An sonnigen Tagen (insbesondere an wolkenlosen Strahlungstagen) entwickeln sich in gebirgigem Gelände bevorzugt im Sommerhalbjahr sehr gut ausgeprägte Windsysteme, die aber in den verschiedenen Wetterberichten aufgrund deren Variabilität nur eingeschränkt kommuniziert werden können. Während die großräumigen Windentwicklungen mit den heutigen Methoden sehr gut zu prognostizieren sind, braucht es für die Vorhersage dieser kleinräumigen Windphänomene einige Erfahrung und eine große Portion Lokalkenntnis.

Das beste Beispiel dafür sind die unterschiedlichen Windsysteme in den Alpen. Jeder, der schon einmal einen Wanderurlaub dort unternommen hat, wird bemerkt haben, dass der Wind in einem Gebirgstal im Tagesverlauf deutlichen Schwankungen in Stärke und Richtung unterliegt. Sobald die Sonne am frühen Morgen über den Horizont gestiegen ist, wird eine Talseite aufgrund der geometrischen Gegebenheiten stärker beschienen als der gegenüberliegende Hang. Entsprechend kann an einem der Sonne zugeneigten Berghang deutlich mehr Sonnenenergie vom Boden absorbiert werden, als auf der schattigen Seite. Durch die absorbierte Energie wird der Boden je nach Beschaffenheit mehr oder weniger stark erwärmt.

Diesen Wärmeüberschuss gibt der Untergrund sogleich wieder an die darüber liegende Luft ab. Die nun erzeugte dünne Warmluftschicht ist aber deutlich leichter als die kalte Umgebung und beginnt daher in Form von Warmluftblasen aufzusteigen. Damit ergibt sich eine Luftströmung, die den Hang entlang hinaufsteigt. In der Fachsprache wird daher folgerichtig von einem sogenannten "Hangaufwind" gesprochen. Als Gegenbewegung strömt in der Talmitte oder auf der Schattenseite die Luft abwärts und bildet damit zusammen mit dem Hangaufwind die sogenannte "Hangwindzirkulation".

Diese Zirkulation ist zunächst nur zu spüren, aber nicht zu sehen (höchstens an wogenden Sträuchern oder Gräsern). Erst, wenn die Luftfeuchtigkeit im aufsteigenden Warmluftpaket auskondensiert und sich damit an den Hängen Wolken bilden, werden die Strömungen auch visuell wahrnehmbar. Das Hangwindsystem ist auch die Ursache, warum sich Schauer und Gewitter selten in der Mitte eines Tales bilden, sondern bevorzugt an den Kämmen. In der Nacht passiert der gegenteilige Effekt: Die unmittelbar über den Hängen befindliche Luftschicht kühlt stark ab und fließt die Berge hinab.

Am Talboden werden diese Hangwinde vom Talwindsystem überlagert. Dieser Effekt lässt sich damit erklären, dass in den Tälern deutlich weniger Luft erwärmt werden muss als im angrenzenden Flachland. Damit steigt die Temperatur auch deutlich schneller an. Die in den Tälern aufsteigenden Luftmassen müssen aber ersetzt werden und so beginnt im Tagesverlauf eine in das Tal hinein gerichtete Luftströmung. Bei sonst unveränderten Randbedingungen setzt der Taleinwind an aufeinander folgenden Tagen meist um eine ähnliche Uhrzeit ein. In der Nacht kehrt sich dieser Effekt wie beim Hangwindsystem um: die Luftmasse in den Tälern kühlt deutlich schneller und stärker ab. Diese Kaltluft fließt nun talauswärts ins Flachland.

Pfiffige Radfahrer nützen diese tageszeitliche Schwankung und fahren am Nachmittag mit Windunterstützung talaufwärts und am späten Abend mit dem Talauswind im Rücken in die Gegenrichtung. Allerdings ist diese Windunterstützung nur in flach ansteigenden Tälern wirklich relevant, hohe Pässe müssen hingegen ausschließlich mit eigenproduzierter Energie erklommen werden. Abschließend sei noch angemerkt, dass Täler mit vergletscherten Einzugsgebieten von diesen Gesetzmäßigkeiten abweichen können, mehr dazu aber in einem anderen Thema des Tages.

Die kommenden Tage bieten ausreichend Gelegenheit dazu, die alpinen Windsysteme kennenzulernen. Am bayerischen Alpenrand beispielsweise wird vor allem vormittags viel Sonnenschein erwartet, der ab den Mittagsstunden durch die beschriebene Quellwolkenbildung an den Hängen etwas eingeschränkt wird.

Die Gefahr aus dem All - Solare UV-Strahlung und ihre Wirkung auf den Menschen

Datum 11.06.2017

Dank Hoch "Anni" kann in der Mitte und im Süden am heutigen Sonntag die Sonne länger vom Himmel strahlen. Aufgrund des Sonnenstandes trifft sie die Bewohner der Region mit voller Macht. Den positiven Effekten stehen dabei auch diverse Gefahren gegenüber!

Neben dem thermischen Wirkungsprozess, der den Austausch von Wärme zwischen dem lebenden Organismus und der ihn umgebenden Atmosphäre beschreibt und schon im Thema des Tages am Freitag, den 26. Mai thematisiert wurde, soll in den folgenden Abschnitten nun der aktinische Wirkungskomplex, also die Komponenten der biologisch wirksamen Sonnenstrahlung behandelt werden.

Die biologisch wirksamen Komponenten reichen vom infraroten über den sichtbaren bis zum ultravioletten Bereich (UV-Bereich) und haben sowohl gesundheitsfördernde als auch -schädigende Einflüsse auf den Menschen. So fördert beispielsweise Infrarotstrahlung die Durchblutung. Sichtbares Licht beeinflusst den Hormonhaushalt und die Psyche. Das größte Wirkungsspektrum besitzt jedoch die UV-Strahlung.

Die UV-Strahlung ist eine elektromagnetische Strahlung, die an der Erdoberfläche nur wenige Prozent der gesamten solaren Strahlung ausmacht. Sie besitzt dabei Wellenlängen (Wellenlänge: griechisch Lambda, der kleinste Abstand zweier Punkte gleicher Phase einer Welle), die kürzer sind als die des sichtbaren Lichtes. Da die einzelnen Elementarteilchen der UV-Strahlung (Photonen) über eine sehr hohe Energie verfügen, können sie teilweise tief in biologische Systeme eindringen, Molekülverbindungen zerstören und somit wesentlichen Einfluss auf das Leben nehmen. Beispielsweise wird die UV-Strahlung als Auslöser für verschiedene Hautkrebsarten angesehen.

Die Haut unterliegt dabei als Grenz- und Kontaktorgan in besonderem Maße dem Einfluss von Umweltfaktoren und somit auch der UV-Strahlung. Zahlreiche Hautkrankheiten finden ihren Ursprung in dieser Strahlung oder werden von ihr verstärkt. Am bekanntesten ist in diesem Sinne wohl der Sonnenbrand, der einer Verbrennung ähnelt und innerhalb von 1 bis 6 Stunden Bestrahlungszeit mit einer scharf begrenzten Rötung, Hitzegefühl, Juckreiz sowie gelegentlicher Blasenbildung und Ödemen einhergeht.

Schwerwiegende Folgen für die menschliche Gesundheit haben jedoch Reaktionen, die nach einem jahre- oder jahrzehntelangen Zeitraum zwischen der UV-Bestrahlung und der sichtbaren Reaktion auftreten. In diese Gruppe sind beispielsweise die Hautalterung oder bösartige Hauttumore einzuordnen.

Traditionell wird die UV-Strahlung auf Basis der Ozonabsorption in drei Teilbereiche aufgegliedert. Demnach wird zwischen der UV-A Strahlung in dem Wellenlängenbereich von 315 bis 400 Nanometer, der UV-B Strahlung im Bereich zwischen 280 bis 315 Nanometer sowie der UV-C Strahlung zwischen 100 und 280 Nanometer unterschieden. Während die UV-A Strahlung nur wenig vom atmosphärischen Ozon gehindert wird, die Erdoberfläche zu erreichen, sind UV-B und UV-C stark von der Ozonabsorption abhängig. Die UV-C Strahlung wird unabhängig von der Ozonkonzentration auf dem Weg durch die Atmosphäre fast komplett aus der Luft herausgefiltert. Dagegen ist die Menge an UV-B Strahlung am Boden stark von der Ozonkonzentration sowie der Dicke der Ozonschicht abhängig. Als Maß für die UV-Strahlung dient der sogenannte UV-Index, der üblicherweise als Bestrahlungsstärke (Watt pro Quadratmeter) auf einem horizontal orientierten Empfänger angegeben wird. Neben dem Ozon beeinflussen auch weitere Bestandteile der Atmosphäre, wie beispielsweise Aerosole (Schwebeteilchen in der Atmosphäre) und Wolken (Wassertröpfchen), astronomische Bedingungen wie der Sonnenstand, der orographische Standort oder auch die Bodenbeschaffenheit in Form der Albedo (Rückstrahlvermögen der solaren Strahlung) die Menge an UV-Strahlung am Boden.

Insgesamt hat die UV-Strahlung, wie zu Beginn des Artikels schon aufgeführt, bedeutende Wirkung auf den menschlichen Organismus. Wer seine Haut beim Sonnenbaden nicht ausreichend schützt, schädigt diese nachhaltig. Die UV-A (lange Wellen) Strahlung führt zu einer kurzfristigen Bräune, die jedoch kaum Lichtschutz bringt. Dagegen verliert die Haut an Spannkraft und altert bei langfristiger Bestrahlung frühzeitig. Auch das Hautkrebsrisiko ist bei häufiger ungeschützter Einstrahlung deutlich erhöht. Die UV-B Strahlung sorgt hingegen eher für eine langfristigere Bräune, die auch einen echten Lichtschutz mit sich bringt. Gleichzeitig dringen diese Strahlen nicht so tief in die Haut ein und schädigen sie daher nicht nachhaltig. Ein allgemein schädigender Effekt der UV-Strahlung ist zudem die Immunsuppression, eine Verringerung der Körperabwehr z.B. gegenüber Infektionskrankheiten.

Positiv ist jedoch anzuführen, dass die UV-Strahlung hauptverantwortlich für die Entstehung von Vitamin D in der Haut ist. Dieses Vitamin ist im Körper für den Calcium- und Phosphatstoffwechsel essentiell. Allerdings wird die notwendige Vitamin D-Dosis in Deutschland im Sommer bei wolkenlosen Bedingungen gegen Mittag innerhalb von etwa 15 Minuten durch die Sonnenexposition von Händen, Armen und Gesicht erreicht.

Auch am heutigen Sonntag, den 11. Juni kann die Sonne vor allem in der Mitte und im Süden vielerorts vom gering bewölkten oder wolkenlosen Himmel scheinen. Aufgrund des Sonnenstandes kann sie dabei auch eine beachtliche Menge an UV-Strahlung am Boden ankommen. Auch in den nächsten Tagen sollte man die Haut bevorzugt südlich von Mosel und Main besonders schützen. Insgesamt kommt es in den genannten Regionen zu einem hohen bis sehr hohen UV-Index. In weiten Teilen der Südhälfte Deutschlands wurde dementsprechend eine UV-Warnung herausgegeben, die auf für die Jahreszeit ungewohnte Werte des UV-Indexes hinweist. Als Schwellenwert wird dabei ein UV-Index von größer 5 angesehen (vgl. Warnkarte).

In den Warnungen wird besonders darauf hingewiesen, dass Schutzmaßnahmen unbedingt erforderlich sind. Dabei sollte zwischen 11 und 15 Uhr der Aufenthalt im Freien grundsätzlich vermieden werden. Auch im Schatten gehören ein sonnendichtes Hemd, lange Hosen, Sonnencreme (SPF 15+), Sonnenbrille und ein breitkrempiger Hut zum sonnengerechten Verhalten. Ergänzend zu diesen international einheitlichen Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation finden Sie weitere UV-Schutztipps unter http://www.dwd.de/DE/klimaumwelt/ku_beratung/gesundheit/uv/uv_schutz_node.html.

Affenhitze in Spanien

Datum 09.06.2017

In großen Teilen Spanien rollt eine massive Hitzewelle mit Temperaturen lokal über 40 Grad heran. Warum diese "Affenhitze" im Juni dort nicht ungewöhnlich ist, können sie im Thema des Tages vom heutigen Freitag lesen.

Während hierzulande nach den Gewittern am heutigen Freitag die Temperaturen am Wochenende wieder gen 30 Grad streben und damit zumindest vorübergehend freibadtaugliches Wetter Einzug hält, muss man sich in großen Teilen Spaniens mit noch viel größerer Hitze auseinandersetzen. Dort dürften vor allem im Süden in den nächsten Tagen bis weit in die kommende Woche hinein zum Teil über 40 Grad gemessen werden (siehe dazu auch die beigefügte Grafik der Tageshöchsttemperaturen für Spanien in den nächsten Tagen, zu finden unter unter http://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2017/6/9.html).

Betroffen von der "Affenhitze" in Spanien sind insbesondere die autonomen Gemeinschaften bzw. Regionen (in etwa vergleichbar mit unseren Bundesländern) von Andalusien und Extremadura über Kastillen-La Mancha sowie Madrid bis in Teile Aragoniens. Dort ist mit Tageshöchsttemperaturen von 35 bis 40 Grad zu rechnen, vor allem in Andalusien und Extremadura liegen sie lokal mit bis zu 42 oder 43 Grad auch noch darüber.

Der Begriff der "Affenhitze" wurde im Übrigen wahrscheinlich Ende des 19. Jahrhunderts im Berliner Zoo geprägt. In dessen Affenhaus kam es wohl zu einer großen Hitze, weshalb man von "Hitze wie im Affenstall" redete. Im weiteren Verlauf verkürzte sich dieser Begriff zur "Affenhitze", der sich dann überall in Deutschland durchsetzte.

Die Affenhitze in Teilen Spaniens wird durch die Zufuhr heißer Luft aus der Sahara ausgelöst. Diese kann vom nördlichen Afrika über das westliche Mittelmeer auf kurzem Weg nach Norden in Richtung Spanien vorstoßen und bei entsprechender Sonneneinstrahlung erhitzt sie sich vor allem über dem Festland immer weiter. Etwas kühler mit Höchsttemperaturen von "nur" 28 bis 34 Grad bleibt es dagegen an den meisten Küstenabschnitten am Mittelmeer (von der südlichen Costa del Sol bis zur nordöstlichen Costa Brava) und auf den Balearen. An der Costa de la Luz an der Altantikküste im Südwesten des Landes werden aber wiederum heiße 33 bis 38 Grad erwartet.

In den Nächten kühlt es auch nur noch auf 21 bis 17 Grad ab. Sinkt die Temperatur in der Nacht zwischen 20 und 8 Uhr MESZ nicht auf unter 20 Grad ab, so spricht man in der Meteorologie von einer "Tropennacht". Des Weiteren ist ein Tag mit einem Maximum von 30 Grad oder mehr per Definition ein "heißer Tag" (früher auch "Tropentag"). Bei mehr als 35 Grad werden - allerdings nur inoffiziell - die Begriffe "extrem heißer Tag" oder neuerdings sogar "Wüstentag" verwendet.

Hitzewellen solchen Ausmaßes mit Wüstentagen und Tropennächten sind in Spanien im ersten Sommermonat Juni durchaus nicht ungewöhnlich. So gab es in den vergangenen Jahren immer wieder Phasen, in denen Temperaturen von 35 bis 40, zum Teil sogar um 45 Grad vor allem in der zweiten Junihälfte registriert wurden. Im Prinzip muss dafür ja nur die heiße Luft aus Nordafrika bzw. der Sahara angezapft werden. Dort bildet sich Jahr für Jahr im Frühling ein Hitzepool, wobei Temperaturen um oder über 40 Grad zum Ende des Frühjahrs völlig normal sind.

Etwas Erleichterung durch etwaige kühlende Schauer oder Gewitter ist kaum zu erwarten. So liegt die Wahrscheinlichkeit dafür nur bei 5 bis 20 %. Saharaluft ist eben nicht nur heiß, sondern auch extrem trocken und der relativ kurze Weg über das Mittelmeer reicht meist nicht aus, dass die Luftmasse genügend Feuchtigkeit aufnehmen kann. Immerhin ist damit kein schwüles Wetter zu erwarten, liegt die relative Luftfeuchtigkeit tagsüber meist nur bei 10 bis 30 %.

Ein Ende der extremen Hitze ist zunächst nicht abzusehen. So soll es den Vorhersagen zufolge in der ganzen nächsten Woche bei diesem heißen Wetter bleiben. Erst zum übernächsten Wochenende hin deutet sich eine leichte Abkühlung bei etwas ansteigendem Schauer- und Gewitterrisiko an.

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