Analyse: Rückblick auf die Gewitterlage der letzten Tage

Starkregen, Hagel, Überflutungen – warum ?

In den letzten Tagen machten immer wieder Unwetter von sich reden, an dem es immer wieder zu Überflutungen gekommen ist. Straßenzüge, Bahnanlagen, Keller oder Unterführungen wurden Überflutet oder liefen voll. Feuerwehren waren im Dauereinsatz. Was war die Ursache ?

Nun zum einen müssen wir wissen, was ein Gewitter überhaupt braucht :

  • Hebung ( durch Sonneneinstrahlung oder erzwungene Hebung )
  • Feuchte
  • Energie ( Cape )
  • Labilität

 


Hebung : Die Hebung kann durch Sonneneinstrahlung in eine feuchten Luftmasse erzeugt werden in dem dann die Warmluft aufsteigen kann, solange diese wärmer ist als die Umgebungstemperatur. Erzwungene Hebung kommt durch die Orografie ( Gebirge ), Konvergenzen oder Fronten zu Stande.

Feuchte : Damit Wolken überhaupt entstehen können und damit auch Niederschlag entstehen kann benötigt es Feuchte. Diese wird als relative Feuchte in % wiedergegeben aber auch der Taupunkt kann uns einen Hinweis geben. Je näher Taupunkttemperatur und Lufttemperatur zusammen liegen ( Spread ) desto feuchter ist die Luftmasse. Sind Temperatur und Taupunkt gleich, so spricht man von einer Luftfeuchtigkeit von 100 % ( Nebel ).

Energie : Auch Energie wird im Zusammenhang mit der Feuchte generiert. Dabei kann man sich zum einen den Cape anschauen aber auch der Theta E Wert gibt einen Hinweis daraus. der Theta E ist nämlich die Temperatur, die man erreichen würde, wenn man die komplette Feuchtigkeit aus der Luft herauskondensieren lassen würde. Daher ist der Theta E immer höher als die Lufttemperatur. Je höher der Theta E desto mehr Feuchte ist in der Luftmasse vorhanden. Es gibt verschiedene Arten von Cape. Cape stellt die für Gewitter verfügbare Energie dar und wird in j/kg angegeben.

  • ML Cape = Mixed Layer Cape = wird oft in den Radiosondenaufstiegen dargestellt
  • MU-Cape = Most Unstable Cape = wird aus dem höchsten Theta E der untersten 300 hPa gerechnet
  • SB-Cape = Surface Base Cape = wird direkt aus der bodennahen Temperatur und des Taupunktes ermittelt ( entsteht durch Sonneneinstrahlung )
  • D-Cape = Downcraft Cape = Aus diesem kann man schliessen ob es ein Downburstrisiko gibt ( Downburst = Fallböe )

 

Als Energie gibt es aber auch noch die kinetische Energie. Diese kommt durch die vertikale Windscherung zu Stande und kommt zum Tragen wenn die Konvektion bereits ausgelösst hat.

 

Diese grobe Grafik zeigt welche Höhen ( Drucklevel ) bei einer Gewitterwolke zu bedeuten haben. Es gibt dabei verschiedene Höhen die für uns Synoptiker interessant sind. Das LCL gibt die Höhe wieder, wo sich die Wolkenbasis befindet. Der Wind in 700 hPa ( 3 km Höhe ) gibt in etwa die Verlagerungsgeschwindigkeit von Regengebieten wieder und kann auch die Verlagerungsgeschwindigkeit der Schauer und Gewitter bestimmen. Das Gleichgewichtsniveau bestimmt die Höhe an dem das aufsteigende Luftpaket die gleiche Temperatur erreicht wie seine Umgebungstemperatur. Hier findet sich der Amboss bzw. der Eisschirm der Gewitterwolke.

 

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Die Gewittersituation

Über Deutschland zeigt sich über Tage eine sehr zähe feuchtwarme instabile Luftmasse die immer wieder dazu geführt hat, das es zu Schauer- und Gewitterbildung kam. Diese Luftmasse gestaltete sich teilweise fast stationär oder waberte nur sehr langsam hin und her. Ein weiteres Problem war der Höhenwind. Dieser war nämlich sehr schwach. Ein dritter Punkt war die Temperatur in der Höhe. Der resultierende vertikale Temperaturabfall ( Delta T ) kann ab einem Schwellenwert von -25 Grad Temperaturabnahme zu einer Labilisierung führen und ab -30 Grad gilt die Atmosphäre als sehr labil. Dieses war in unserem Fall gegeben denn es ergab sich immer eine vertikale Temperaturabnahme von -25 bis -28 teils auch -30 Grad. Teilweise zeigte sich die Luftmasse auch sehr energiereich mit Energiewerten von mehreren 100 j/kg, teils auch über 1000 j/kg.

Als Beispiel habe ich hier den Radiosondenaufstieg vom 08. Juni 2021 12z / 14 Uhr. Wir sehen hier deutlich das Vorhandensein von Energie in Form von MLCape ( rot ) und SBCape ( gelb ). Auch der Delta T lag im deutlichen Bereich der Labilisierung. Das Gleichgewichtsniveau lag bei etwa 10 bis 11 km Höhe. Hier war dementsprechend der Amboss zu finden. Es zeigt sich aber besonders der schwache Wind der rechts anhand der Windfedern angegeben ist. ein kurzer Strich auf der Windrichtungslinie zeigt 5 Knoten und ein langer Strich 10 Knoten. Wir sehen das in fast allen Höhen kaum Wind vorhanden war. Gepaart mit dem Gehalt an niederschlagbaren Wassers zeigte sich das deutliche Risiko für die Sturzfluten die es gab.

Durch die geringe Windgeschwindigkeit verlagerten sich die Zellen nur sehr langsam oder bleiben an Ort und Stelle wodurch es punktuell sehr hohe Regenmengen gab.

 

 

Am Folgetag zeigte sich eine fast ähnliche Wettersituation. Wenig Wind, Energie und Feuchte waren genügend vorhanden um erneut Unwetter durch Starkregen auszulösen. Der Delta T war zwar etwas niedriger aber weiterhin im Bereich der Schwellenwerte zur Labilisierung.Am Folgetag zeigte sich eine fast ähnliche Wettersituation. Wenig Wind, Energie und Feuchte waren genügend vorhanden um erneut Unwetter durch Starkregen auszulösen. Der Delta T war zwar etwas niedriger aber weiterhin im Bereich der Schwellenwerte zur Labilisierung.

Am Folgetag zeigte sich eine fast ähnliche Wettersituation. Wenig Wind, Energie und Feuchte waren genügend vorhanden um erneut Unwetter durch Starkregen auszulösen. Der Delta T war zwar etwas niedriger aber weiterhin im Bereich der Schwellenwerte zur Labilisierung.

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Das gleiche Bild auch im Südwesten von Deutschland wie hier über Stuttgart. Hier gab es hohe Energiewerte, Feuchte eine deutlich labile Umgebung und wenig Wind. So zeigte sich erneut das deutliche Risiko für Schwergewitter mit dem Starkregen als Fokus.

Die Wetterlage war zunächst durch ein Tiefdrucksystem geprägt das im weiteren Verlauf abgezogen ist aber die feuchtwarme Luftmasse zurück gelassen hat.

Später dann breitete sich ein Hochdruckgebiet aus aber die feuchte Luftmasse blieb wetterbestimmend. So verhielt sich die Gewitterlage dem Tagesgang entsprechend. Am Tage brodelte die Luftmasse wie Wasser in einem Kochtopf und es entstanden rasch Schauer und Gewitter bevor dann im Verlauf der Abendstunden die Gewitter in sich zusammen fielen. Hier stand besonders die Sonneneinstrahlung im Vordergrund durch die das Gebrodel in gang kam.

Fazit : Die Analyse zeigt, das ausreichender Energiegehalt, ein hoher Gehalt an niederschlagbaren Wassers, wenig Wind in allen Höhenschichten, Labilität ausreichend waren um die Unwetter zu produzieren.

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