Das Wetter in Mitteleuropa und somit auch Deutschland wird derzeit sowie bis zur kommenden Wochenmitte von dem Hoch GAYA und den Tiefs NICK I und II bestimmt. Beide Drucksysteme ringen um den Platz über der Mitte des europäischen Kontinents. Dabei thront Hoch GAYA zunächst mit Würde und großem Einfluss nördlich der Britischen Inseln. Die Tiefs NICK I und II tummeln sich dagegen über dem östlichen Mitteleuropa und spannen zusammen mit Tief OVE, nahe des Schwarzen Meeres, eine große Tiefdruckzone auf, die auch den östlichen Mittelmeerraum und die Schwarzmeerregion umfasst (vgl. Abb. 1). Im Kräftevergleich sind die kleinräumigen Tiefs der mächtigen GAYA allerdings deutlich unterlegen, sodass sie nur gemeinsam genügend Druck ausüben können, um das Hoch noch auf Abstand zu halten. Über Deutschland prallen die beiden Druckmuster schließlich aufeinander. Dort wird zwischen dem Hoch und den Tiefs Meeresluft subpolaren Ursprungs von Norden bzw. Nordosten ins Land geführt. Vor allem NICK I mit Zentrum über dem Osten Deutschlands kann dabei zunächst weiter seine Muskeln spielen lassen. Zusammen mit Prozessen in höheren Luftschichten bringt er die Troposphäre ordentlich in Schwung und sorgt so für Niederschlagsbildung. Da die Tiefs NICK I und II zudem wärmere Luft aus dem östlichen Mitteleuropa herumholen und über Deutschland auf die subpolare Luft treffen lassen, werden die vertikalen Umlagerungen zusätzlich befeuert. Die Folge sind schauerartige Niederschläge, die regional bevorzugt im Nordstau der Berge auch länger anhalten können. Vor allem im Bereich der eingemischten wärmeren Luft sind auch einzelne Gewitter möglich.

In den nächsten Tagen schwächeln die Tiefs um NICK zwar etwas und verlagern ihre Zentren etwas nach Osten, sodass Hoch GAYA von Nordwesten allmählich mehr Einfluss auf das Wetter in Deutschland gewinnt, grundsätzlich bleibt jedoch vor allem in der Südosthälfte des Landes der regenreiche Wettercharakter bis zur kommenden Wochenmitte erhalten. Vor allem im Harz und an den Alpen sowie in Teilen Mitteldeutschlands soll es weiter ordentlich schütten. Von Sonntagfrüh bis Mittwoch sollen an den Alpen nochmals 30 bis 70 l/m² fallen, im Harz hört es schon dienstags auf, bis dahin sind aber ebenfalls 30 bis 60 l/m² zu erwarten (vgl. Abb. 2). Aber auch sonst kommt noch etwas „Nass“ vom Himmel dazu. Mit der Nähe zum Hoch weisen die Regionen vom Niederrhein bis nach Schleswig-Holstein die geringsten Regenmengen auf. Dort klingen diese auch schon am morgigen Montag weitgehend ab.

Da das Hoch GAYA bis über die kommende Wochenmitte seine Lage kaum verändert und die Seeluft bei den Britischen Inseln genießt, bleibt Deutschland trotz zunehmendem Hochdruckeinfluss von Nordwesten auf der Ostseite von GAYA. Entsprechend erholen sich auch die Temperaturen nur langsam und schaffen es mit Sonnenunterstützung zumindest verbreitet auf ein mäßig warmes Niveau (18 bis 23 Grad), am Oberrhein und im Rhein-Main-Gebiet wird ab Mittwoch auch wieder an der Sommerschwelle von 25 Grad geschnuppert. Vielleicht kann ja der sonnige Sommer nochmals im meteorologischen Herbst zuschlagen?! Denn am kommenden Mittwoch, dem 1. September, sagen die Meteorologen schon Servus Sommer 2021 und Willkommen Herbst.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 29.08.2021

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Wie bereits im gestrigen Thema des Tages konstatiert, beschert uns das Tiefdruckgebiet NICK am Wochenende und sogar bis über den Monatswechsel hinaus ein kühles, oft nasses und eher herbstlich anmutendes Wetter. Sommerliche Temperaturen von über 25 Grad rücken somit vorerst in weite Ferne. Die Beständigkeit der vorherrschenden Wetterlage wird dabei von drei Hauptakteuren bedingt. Seit Wochenbeginn hat sich das mächtige Hoch GAYA über den Britischen Inseln festgesetzt. Am vergangenen Mittwoch und Donnerstag schnürte sich an der Ostflanke des Hochs Tief NICK ab und verlagerte sich von Skandinavien kommend südwärts und nistet sich mit seinem Drehzentrum nun im östlichen Mitteleuropa ein. Zudem hat sich ein weiteres Tief über den Azoren positioniert. Somit wird GAYA an dessen Südrand von beiden Tiefs flankiert.

Wir Meteorologen sprechen bei solch einer Druckverteilung von einer Omega-Wetterlage. Auf einer Wetterkarte erinnert die Position der Druckgebilde und das daran gekoppelte Strömungsmuster an den griechischen Großbuchstaben Omega. Die Omegalage ist dabei von einer gewissen Stabilität gekennzeichnet, da sich alle drei Druckgebilde einander verstärken und die Westdrift blockieren. Manchmal kann sich solch eine Wetterlage über einige Tage bis hin zu mehreren Wochen hinweg fortsetzen. Sommerliche Omega-Wetterlagen zeichnen sich oft durch längere Schönwetterphasen aus und sind teils auch für Hitzewellen in Mitteleuropa verantwortlich. Die Bedingung ist dafür allerdings, dass sich das Hoch dann über Mitteleuropa platziert. Derzeit liegt das blockierende Hoch weiter westlich und somit leider am „falschen“ Platz für uns. So verbleibt das Bundesgebiet im anhaltenden Einflussbereich von Tief NICK in einer nördlichen Strömung in Zufuhr feucht-kühler Luftmassen. Über das Wochenende und zu Beginn der neuen Woche kommt es daher immer wieder zu teils ergiebigeren Regengüssen. „Beständig unbeständig“ eben.

Der meteorologische Sommer verabschiedet sich daher salopp gesagt sang- und klanglos. Zeit also, eine kleine vorläufige Bilanz für zwei wichtige sommerliche Kenntage zu ziehen Als Sommertag definieren Meteorologen einen Tag mit einem Höchstwert von mindestens 25 Grad. Tage, an denen die Temperatur 30 Grad oder mehr erreicht, werden als Hitzetage geführt. Diese bilden somit eine Untermenge der Sommertage.

Der diesjährige Sommer verlief bis auf wenige, kurze heiße Phasen eher durchschnittlich, phasenweise sogar unterkühlt. Mit im Bundesdurchschnitt 31,6 Sommertagen fällt die Gesamtbilanz im Vergleich zum aktuellen Klimamittel 1991-2020 nur geringfügig unterdurchschnittlich aus. Allerdings lässt sich in den Daten ein Nordost-Südwest Gefälle konstatieren. So lagen die registrierten Sommertage in den nördlichen und östlichen Bundesländern über dem Durchschnitt. Mecklenburg-Vorpommern und Brandenburg/Berlin verzeichneten im Schnitt 6 weitere Sommertage als im langjährigen Mittel. Im Westen und Südwesten ergibt sich ein ganz anderes Bild. Speziell Rheinland-Pfalz, das Saarland und Baden-Württemberg registrierten im Vergleich zum Klimamittel einen Rückgang von 5-8 Sommertagen.

Die Anzahl der Hitzetage liegt in diesem Sommer im bundesweiten Schnitt bei 4,4 Tagen. Im Vergleich zum langjährigen Klimamittel 1991-2020 von durchschnittlich 8,3 Sommertagen ist dies ein Rückgang um etwa die Hälfte. Dennoch unterstreichen die Differenzen zum Klimamittel, dass die Anzahl der Hitzetage in den nördlichen bis nordöstlichen Bundesländern (Schleswig-Holstein, Mecklenburg-Vorpommern und Brandenburg/Berlin) nur wenig, in den übrigen Regionen deutlich unterdurchschnittlich ausfielen.

Zuletzt noch ein Blick auf den absoluten Spitzenreiter: Die Station Lübben-Blumenfelde im südlichen Brandenburg belegte sowohl mit 56 registrierten Sommertagen als auch mit 14 Hitzetagen die Spitzenposition unter allen Messstationen. Im Vorjahr 2020 lag Rheinstetten (Baden-Württemberg) noch mit jeweils 66 Sommer- und 24 Hitzetagen an der Spitze.

M.Sc.-Met. Sebastian Altnau

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 27.08.2021

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Das Wetterradar ist heutzutage unverzichtbar geworden. Gerade im Nowcasting, also bei einer Vorhersage von bis zu zwei Stunden, spielt es eine große Rolle. Dabei kann beispielsweise die Verlagerung von Niederschlagsgebieten abgeschätzt werden. Besonders im Sommer bilden sich innerhalb von wenigen Minuten auch kleinräumige Gewitterzellen mit starkem Niederschlag und hohen Windgeschwindigkeiten. Diese können in der Fläche nur über das Wetterradar erkannt werden. Außerdem hilft dieses bei der Abschätzung der Stärke der einzelnen Gewitter. Damit gehört es zu einem der wichtigsten Bausteine des DWD-Warnmanagements.

Wie bereits in Teil 2 zum deutschen Radarverbund beschrieben wird bei einer Radarmessung vom Radarstandort aus ein sehr kurzer elektromagnetischer Impuls im Mikrowellenbereich in eine bestimmte Richtung ausgesendet. Dieser Impuls breitet sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit aus. Trifft er auf seinem Weg durch die Atmosphäre einen Streukörper, d.h. beispielsweise ein Niederschlags- oder Staubpartikel, wird ein bestimmter Anteil des Impulses zum Wetterradar zurückgestreut und dort registriert. Aus dem vom Wetterradar empfangenen Signal kann aus der Laufzeit des Impulses auf die Entfernung eines Niederschlagsgebietes und aus der Stärke des rückgestreuten Signals auf die Niederschlagsart und -intensität geschlossen werden. Gibt das Wetterradar von seinem Standort aus Impulse in verschiedene Höhen und Richtungen ab, können Niederschlagsgebiete im Umkreis dreidimensional analysiert werden.

Doppler-Radarsysteme haben aber noch einen weiteren Vorteil: Sie nutzen den sogenannten „Dopplereffekt“, um darüber hinaus auch Informationen zur Geschwindigkeit der Niederschlagspartikel zu ermitteln. Aber wie genau funktioniert ein solches Doppler-Radarsystem?

Der ausgesendete Impuls lässt sich generell als schwingendes Wellensignal mit gleichmäßigen Wellenbergen und -tälern beschreiben. Die Frequenz des Signals beschreibt die Anzahl dieser Berge und Täler in einem bestimmten Zeitintervall. Wird das Signal an einem ruhenden Streukörper reflektiert, empfängt man am Radarstandort den zurückgestreuten Anteil des Signals mit der gleichen Frequenz wie das gesendete Signal. Bewegt sich der Streukörper jedoch auf den Radarstandort zu, werden aufeinanderfolgende Wellenberge und -täler jeweils einen kleinen Moment früher zurückgestreut. Dadurch wird am Radarstandort im Vergleich zum gesendeten Signal in der gleichen Zeit eine höhere Anzahl an Wellenbergen und -tälern registriert. Es liegt also eine zeitliche Stauchung des Wellensignals vor Folglich ist die Frequenz des rückgestreuten Signals höher als die des gesendeten. Umgekehrt kommt es zu einer zeitlichen Dehnung des Signals, also einer Frequenzerniedrigung, wenn sich ein Streukörper vom Radarstandort entfernt. Diesen Effekt der Frequenzverschiebung bezeichnet man als Dopplereffekt.

Akustisch kennt man ihn meist von vorbeifahrenden Polizei- oder Krankenwagen. Während sich diese auf den ruhenden Beobachter zubewegen, registriert dieser das ausgesendete Signal des Martinshorns mit einer zeitlichen Stauchung, also einer erhöhten Frequenz. Das Gehör nimmt eine höhere Tonlage wahr. Nachdem der Krankenwagen den Beobachter passiert hat und sich von diesem entfernt, ändert sich jedoch die Tonlage. Das vom Beobachter registrierte Signal besitzt aufgrund des Dopplereffekts eine niedrigere Frequenz, er nimmt eine tiefere Tonlage des Signals wahr.

Mithilfe der Frequenzunterschiede zwischen gesendetem und rückgestreutem Radarsignal lassen sich nun beim Doppler-Radar die Radialgeschwindigkeiten der Streukörper ableiten. Dabei ist zu beachten, dass Partikel, die sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit genau auf das Radar zu bzw. vom Radar wegbewegen, einen maximalen Radialwindgeschwindigkeitsbetrag aufweisen. Partikel, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit exakt tangential zum Radarstandort bewegen, zeigen dagegen eine Radialwindgeschwindigkeit von 0 m/s. Damit erhält man Aufschluss über die vorherrschenden Windgeschwindigkeiten relativ zum Radarstandort und kann Aussagen über potenzielle, am Boden auftretende Windböen treffen.

In Grafik B ist das Dopplerradarbild am Standort Flechtdorf am 29.03.2015 um 15 Uhr in 1000 m Höhe dargestellt. Dabei lassen sich Windgeschwindigkeiten von 24,5 m/s bis zu 31,5 m/s (umgerechnet bis zu 113 km/h) in Richtung des Radarstandorts (Mitte des Fadenkreuzes) erkennen. Am Boden wurde beispielsweise in Düsseldorf westlich des Radarstandorts eine Windböe von etwa 29 m/s (104 km/h) registriert, was die Aussage des Doppler-Radars bestätigt. Anhand der Nulllinie (lila eingefärbt) kann man die Windrichtung (siehe weißer Pfeil) ableiten. Auf dieser Nulllinie bewegen sich die Streukörper tangential zum Radarstandort.

Gibt das Radar nun von seinem Standort aus Impulse in verschiedene Höhen und Richtungen ab, können Streukörper in einem Umkreis von 180 km in verschiedenen Höhen detektiert werden. Anschließend werden die Informationen der gesendeten und empfangenen Radarstrahlen zusammengetragen und ausgewertet. Damit lassen sie die Windverhältnisse flächendeckend und in verschiedenen Höhen in einem Radarbild darstellen.

Beim Deutschen Wetterdienst werden die Daten der Doppler-Radarsysteme insbesondere im Hinblick auf sogenannte „Rotationsscherungen“ analysiert, die Aufschluss über rotierende Windsysteme geben. Außerdem wird ein Algorithmus zur Mesozyklonenerkennung angewandt (Mesozyklonen sind atmosphärische Wirbel mit einer horizontalen Ausdehnung von rund 2 bis 10 km). Durch diese Verfahren können beispielsweise Gewitterzellen mit rotierenden Aufwindsystemen identifiziert werden. Rotierende Windsysteme, zu denen neben Superzellen auch sogenannte „Bogenechos“ gehören, sind mit erhöhtem Risiko für das Auftreten von schadensträchtigen Wetterereignissen wie Hagel, Starkregen, Böen und Tornados verbunden, und sind damit im DWD-Warnmanagment auch von besonderer Bedeutung.

Das Doppler-Radar stellt somit ein nützliches Hilfsmittel zur dreidimensionalen Erkennung von Niederschlagsgebieten und deren Bewegung dar.

MSc.-Met. Sebastian Schappert

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 25.08.2021

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Tief MANFRED, das vor allem in höheren Luftschichten ausgeprägt ist, hat gestern das Wetter-Zepter in die Hand genommen und gebietsweise für heftige Regenfälle gesorgt. Es verlagerte sich von der Nordsee über Mitteldeutschland hinweg und befindet sich nun im Grenzbereich zwischen Polen und Tschechien. Die über Deutschland liegende Luftmasse war dabei sehr feucht und auch instabil geschichtet, sodass es am gestrigen Sonntag gebietsweise zu teils heftigen Gewittern kam. In der vergangenen Nacht wuchsen diese Gewitter zunehmend zusammen und verlagerten sich als größeres zusammenhängendes Regengebiet in den Osten des Landes. Hier kam und kommt es aktuell (Stand: 23.08.2021, 10:30 Uhr MESZ) immer noch zu länger andauernden Niederschlägen, die sich kaum verlagern. Diese sind oftmals schauerartig verstärkt, wodurch Stundensummen von 5 bis 10 l/qm, teils auch um 15 l/qm erreicht werden. Erst am Nachmittag bzw. Abend schwächen sich die Niederschläge deutlich ab und verlagern sich zunehmend in Richtung Erzgebirge und Oberlausitz. Regional sind von Ostthüringen bis zur Niederlausitz und südlich davon bis zum Abend nochmals 20 bis 30, punktuell um 40 l/qm möglich.

Genau in diesem Bereich sowie rund um den Spreewald schüttete es vergangene Nacht bereits wie aus Eimern und es fielen von gestern Nachmittag bis heute morgen 60 bis 80 l/qm, punktuell auch etwas über 100 l/qm. Spitzenreiter ist dabei Wettin-Löbejün-Neutz, nördlich von Halle an der Saale, wo beachtliche 113 l/qm innerhalb von 24 h vom Himmel prasselten. Das ist fast das Doppelte des durchschnittlichen Monatsniederschlags im August für diese Region, denn er liegt bei ungefähr 60 bis 70 l/qm. Auch in Belgershain, südöstlich von Leipzig fielen knapp über 100 l/qm. Das Rhein-Main-Gebiet war punktuell ebenfalls von sehr starken Niederschlägen betroffen, wobei dort mehrere durchziehende Gewitter am Sonntagnachmittag und -abend für die lokal sehr hohen Niederschlagsmengen verantwortlich waren. Vor allem ein Streifen vom Taunus über das nördliche Frankfurt bis hinüber nach Hanau war davon betroffen. Hier liefen auch einige Keller voll. An der Station Mühlheim am Main wurden knapp 62 l/qm in wenigen Stunden registriert. Auch sonst regnete es in Deutschland verbreitet und in der Fläche kamen 5 bis 20 l/qm vom Himmel. Nur im äußersten Norden und Nordosten blieb es überwiegend trocken.

In der Grafik ist links die absolute Gesamtniederschlagsmenge und rechts die relative Gesamtniederschlagsmenge seit dem 01.08.2021 abgebildet. Dabei werden die bisher gemessenen Niederschläge ins Verhältnis gesetzt zu den bis zum 23. August im vieljährigen Mittel zu erwartenden Niederschlägen. Durch die Schauer- und Gewitterlage der vergangenen Wochen treten auf kleinem Gebiet recht große Unterschiede auf. Dies spiegelt sich durch die inhomogene Verteilung der Niederschlagssummen auch in der Grafik wieder, wenngleich einige Schwerpunkte auszumachen sind. Das wäre zum einen der Nordwesten des Landes, wo es vor allem zur Monatsmitte zu teils länger anhaltenden und gewittrigen Niederschlägen kam. Außerdem zeigt sich ein Schwerpunkt im südlichen Sachsen-Anhalt und daran angrenzend, was auf die Niederschläge der vergangenen 24 Stunden zurückzuführen ist. Über die südliche Mitte zogen seit der Nacht zum Sonntag einige schauerartig verstärkte und teils gewittrige Regengebiete hinweg. Und die positive Abweichung im Südosten Bayerns ist vor allem auf die Dauerregenfälle anfangs des Monats zurückzuführen. Zu trocken ist es in weiten Teilen NRWs, am Erzgebirge und auch im Südschwarzwald, wobei dort die Messdaten durch einen längeren Ausfall des Feldberg-Radars fehlerhaft sein können. Insgesamt zeigt sich auch im August das Muster dieses Sommers: Eher zu nass als zu trocken.

Dipl.-Met. Marcel Schmid

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 23.08.2021

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