Im Thema des Tages vom gestrigen Mittwoch wurde bereits ausgiebig über die erwartete Entwicklung von Tief YOGI berichtet. Unter anderem eine unruhige Nacht wurde in diesem Zusammenhang besonders den Bewohnern in Nordseenähe attestiert – zumindest, was das Wetter angeht. Schauen wir mal, was YOGI bisher zu bieten hatte.

Bereits tagsüber schickte YOGI einen Ausläufer von West nach Ost durchs Land, der für teilweise kräftige Schauer, viel Wind und vereinzelt auch Blitz und Donner sorgte. Beispielsweise wurden in Düsseldorf und Paderborn an einer Schauerlinie 83 km/h gemessen. Ebenfalls kräftige gewittrige Regengüsse gab es bereits im Vorfeld im Osten und Nordosten, die allerdings nicht mit YOGI, sondern mit dem Ausläufer eines weiteren Tiefs in Verbindung standen. Diese brachten gebietsweise immerhin 10 bis 20 l/m² innerhalb von zwei bis drei Stunden.

Doch zurück zu YOGI. Das Tief zog im Tagesverlauf langsam ostwärts und erreichte am späten Abend Nordfriesland. Doch noch bevor der eigentliche Sturm losging, wurde ihm durch ein anderes deutlich kleinräumigeres Windereignis bereits „die Show gestohlen“. Etwa gegen 17.45 Uhr zog ein Tornado über Teile von Kiel hinweg, der mitunter große Schäden verursachte und Medienberichten zufolge leider auch mindestens sieben Personen verletzte.

Derweil nahm der Wind an der Nordsee allmählich Fahrt auf. Um 20 Uhr wurde auf Spiekeroog mit 83 km/h die erste Sturmböe gemessen und nur zwei Stunden später die erste schwere Sturmböe (94 km/h). So ging es dann auch die Nacht über weiter: Verbreitet wurden besonders auf den nord- und ostfriesischen Inseln Böen bis 100 km/h gemeldet, vereinzelt auch mal knapp darüber. Dazu gab es kräftige Regenfälle mit Mengen von vielfach 15 bis 30 l/m², um die Elbmündung herum sogar um 40 l/m².

Während der Wind an der Nordsee in den Frühstunden allmählich nachließ, nahm er an der Ostsee mehr und mehr zu. Allerdings wurden dort nur ganz vereinzelt und sehr exponiert schwere Sturmböen verzeichnet. Ansonsten hielten sich die Böen in einem Korridor zwischen 65 und 85 km/h auf.

Im heutigen Tagesverlauf lässt der Wind allmählich nach, denn YOGI zieht nordwärts ab, wo er sich langsam auflöst. Die Wetterberuhigung weilt aber nur kurz – zumindest an der Nordsee. Denn bereits in der kommenden Nacht zum Freitag verschärft sich der Druckunterschied zwischen einem großräumigen Tief südöstlich von Island und dem in weiten Teilen des Landes wetterwirksamen Hoch MERLE erneut. Eine weitere (aber nicht mehr ganz so) stürmische Nacht steht den Nordseeküstenbewohner also bevor.

Dipl.-Met. Tobias Reinartz

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 30.09.2021

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Die ersten Bundesländer starten am kommenden Wochenende in die Herbstferien. Viele nutzen die freie Zeit unter anderem für eine Reise in die Urlaubsdestinationen rund um das Mittelmeer. Aber auch die heimische Nord- und Ostseeküste ist auch im Herbst noch ein beliebtes Reiseziel. Grund genug einen Blick auf die aktuellen Wassertemperaturen in den europäischen Gewässern zu werfen, um gegebenenfalls einen Kälteschock bei der vermeintlichen Abkühlung zu vermeiden.

Die Wassertemperatur wird an den Badestränden normalerweise an Bojen und Stegen gemessen. Für eine gesamteinheitliche Abbildung der Meeressoberflächentemperaturen stößt man jedoch mit dieser Methode rasch an Grenzen. Abhilfe schafft hier die Kombination aus Satellitenmessungen und Modellprognosen. Im infraroten Strahlungsspektrum werden die Ozeane abgetastet und deren Ausstrahlung – sprich die oberflächennahe Temperatur -zeitlich hochaufgelöst erfasst. Allerdings bringt diese Methode auch Nachteile mit sich. So sind die Messungen nur für die obersten Millimeter des Meeres oder der Ozeane repräsentativ. Dagegen entspricht per Definition die Meeresoberflächentemperatur eigentlich der Temperatur des Wassers in einem Meter Tiefe. Hinzu kommt, dass die Satellitenmessungen durch eine Wolkendecke gestört werden und daher selbst Inkonsistenzen aufweisen können, falls diese Störungen nicht ausgeglichen werden. An diesem Punkt kommen dann Modellprognosen zum Zuge. Das beim DWD verwendete Vorhersagemodell ICON rechnet dafür zunächst eine Vorhersage, die anschließend mit den aktuellen Satellitenmessungen abgeglichen wird. So ergibt sich ein vollständiges Abbild der Meeresoberflächentemperaturen rund um den europäischen Kontinent.

An der deutschen Nordseeküste liegt die Wassertemperatur derzeit zwischen 17 und 19 Grad. Für Badenixen braucht es daher schon einiges an Überwindung, um in die Fluten zu springen. An den Stränden der Ostsee ist es sogar noch eine Spur kälter. Hier weisen die Messungen aktuell Werte um 16 Grad aus. Schweift der Blick zum Mittelmeer, dann nehmen die Rottöne deutlich zu, was höhere Temperaturen signalisiert. Im westlichen Mittelmeer von der spanischen Küste bis hin zur Adria liegen die Wassertemperaturen bei badetauglichen 21 bis 25 Grad. Im östlichen und südlichen Mittelmeer ist das Wasser mit 25 bis 29 Grad sogar noch deutlich wärmer.

Allerdings sollten besonders im Herbst bei Mittelmeerreisen die Wetterprognosen im Auge gehalten werden. Denn diese Jahreszeit ist im Mittelmeerraum die gewitterreichste des Jahres. Bei uns in Mitteleuropa hingegen geht die Hauptgewittersaison durchschnittlich von Mai bis August. In den Sommermonaten ist die Luft aufgrund des höheren Wasserdampfgehalts energiereicher und der hohe Sonnenstand sorgt tagsüber für eine Erwärmung der Böden und somit auch der untersten Luftschichten. Dies hat eine Labilisierung der Atmosphäre zur Folge. Südeuropa liegt dagegen im Sommer häufig im Einflussbereich der subtropischen Hochdruckgebiete, welche sich von den Azoren und Nordafrika ausbreiten. Dies sorgt für trockenes und heißes Sommerwetter, wie es sich etwa bei der anhaltenden Hitzewelle im Juli und August zeigte. Das Mittelmeer wirkt dabei durch das noch eher kühle Wasser zusätzlich stabilisierend. Im Spätsommer und Herbst verlagert sich der Schwerpunkt der Gewittertätigkeit von Mitteleuropa immer weiter südwärts. Diese Verschiebung zeigt beispielsweise die Analyse der Blitzdichte von 2008 bis 2012 im Juli und Oktober (siehe Grafik).

Die Zunahme der Gewittertätigkeit im Mittelmeerraum geht einher mit der langsamen Verlagerung des Jetstreams nach Süden, wodurch die Ausläufer des subtropischen Hochdruckgürtels nach Nordafrika abgedrängt werden. Die Tiefdrucktätigkeit nimmt zu, weshalb sich im mediterranen Raum der Herbst, regional betrachtet auch der Winter als die nasseste Zeit des Jahres erweisen. Das nun sehr warme Mittelmeer liefert zusätzliche Auftriebsenergie für kräftige Gewitterentwicklungen, denn das Wasser ist bei Kaltluftvorstößen wärmer als die Luft.

Besonders prädestiniert für Unwetter mit extremem Starkregen ist Italien. Zum einen erhält Italien vom umliegenden Mittelmeer oft mit viel Wasserdampf angereicherte Luft. Zum anderen liegt im Golf von Genua eine wichtige Geburtsstätte für Tiefdruckgebiete. Des Weiteren ergeben sich durch die geographische Form Italiens immer Gebiete mit auflandigem Wind, wodurch sich an den Apenninen sowie an den Alpen zusätzlich Staueffekte ergeben. Aber auch die Küstenregionen Südostspaniens, Südfrankreichs sowie vom Balkan bis nach Anatolien sind immer wieder von Sturzfluten betroffen.

M.Sc.-Met. Sebastian Altnau

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 28.09.2021

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Wer sein Kreuz zur Wahl noch nicht per Brief abgegeben hat und sich stattdessen noch auf den Weg zur Wahlkabine macht, ist ganz gut beraten, dies noch im Laufe des heutigen Vormittags zu tun. Hoch „Lioba“ liegt zwar mit seinem Zentrum bereits über der finnischen Ostsee, sorgt aber bei uns für einen relativ wolkenfreien Himmel in vielen Teilen des Landes. Nur in der nördlichen Mitte sowie im Umfeld der Nordsee stören einige Wolken das Bild. Auch die Temperaturen sind bereits recht angenehm und liegen aktuell bei 15 bis 20 Grad.

Etwas trüber zeigt sich das Wettergeschehen dagegen bereits im Südwesten. Hier sorgen Ausläufer der Tiefs „Volkmar“ bei Island bereits für kräftigen Regen sowie Blitz und Donner. Diese Schauer und Gewitter verlagern sich im weiteren Tagesverlauf weiter nord- und ostwärts, sodass sich zwischen Schwarzwald und Bodensee der Gang zur Kabine aus meteorologischer Sicht eher gegen Nachmittag vielversprechender gestaltet. Dann lockert es dort zunehmend auf.

Dafür nehmen zum Nachmittag hin zunächst die Bewölkung, später auch die Schauer- und Gewittertätigkeit Richtung Südbayern sowie Rheinland und Hessen zu. Vor allem vom Allgäu über Oberbayern hinweg bis zur Salzach können ab dem Nachmittag bis in den Abend und die Nacht hinein örtlich erhebliche, teils unwetterartige Regenmengen über eine oder sogar mehrere Stunden fallen.

Trocken bleibt es dagegen bis zum Abend vor allem im Norden und Osten. Im Osten, genauer in Mitteldeutschland, steigen bis zum Abend auch die Temperaturen mit bis zu 27 Grad am höchsten. Aber auch sonst sorgt Hoch „Lioba“ an Nachmittag und Abend für spätsommerliche Temperaturen von verbreitet um 25 Grad. Nur auf den Bergen und an der See bleibt es etwas verhaltener, mit knapp unter 20 Grad aber immer noch mild.

Dem Gang zur Wahlkabine steht also kaum etwas im Wege. Zusammenfassend lässt sich sagen: Im äußersten Südwesten sollte man zunächst noch warten, bis der Regen nachlässt, in Südbayern sollte man dagegen später auf aufkommenden Regen und Gewitter achten. Auch entlang des südlichen Rheinlandes bis nach Hessen ist später mit einigen Tropfen rechnen. Sonst bleibt es weitgehend trocken, freundlich und sommerlich warm.

M.Sc. Felix Dietzsch

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 26.09.2021

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Seit einigen Jahren gibt es Wetter-Apps wie bspw. auch die WarnWetter-App des Deutschen Wetterdienstes. Mit diesen Apps können Nutzer selbstständig unter anderem das Regenradar im Blick behalten, um abzuschätzen, ob sie in nächster Zeit von oben nass werden oder nicht. Dennoch ist die Interpretation dieser Radarbilder nicht immer ganz einfach. Häufig gibt es tatsächlich Fehlechos, die bspw. durch Vogelschwärme, Insekten, Schiffe, Berge oder Windkraftanlagen entstehen. Auch der sogenannte „Brightband-Effekt“ wirkt sich auf das Radarbild aus (siehe DWD-Lexikon). Des Weiteren kann starker Regen unter anderem zur Abschattung der Radarkuppel führen, wodurch das Radarsignal gedämpft wird. Auch Super-Refraktion, wenn der Radarstrahl aufgrund bestimmter atmosphärischer Bedingungen nach unten gebogen wird, bedingt Fehlsignale (siehe Link zur Qualitätssicherung von Wetterradardaten). All diese Beeinträchtigungen lassen sich mit einem geübten Auge sehr gut erkennen und teilweise auch durch automatische Verfahren „herausfiltern“.

Was uns Meteorologen weltweit häufig aber große Schwierigkeiten bereitet, ist die Umrechnung der Radarreflektivität (siehe Thema des Tages „Der deutsche Radarverbund – Teil 2“ vom 19.08.2021) in eine Niederschlagsintensität, also wie viel Regen in welcher Zeit am Boden ankommt. Das Radarsignal kann nicht einfach in eine Regenrate umgerechnet werden, denn es ist – um es einfach auszudrücken – von der Wetterlage sowie den Wolken- und Niederschlagsarten abhängig. Besonders deutlich wird dies bei den sogenannten „Warmer-Regen“-Prozessen im Vergleich zu Landregen, bei dem die dicke Regenwolke (Nimbostratus) bis in Atmosphärenschichten mit deutlich negativen Temperaturen (unter -10°C) hinaufreicht. „Warmer Regen“ oder auch „tropischer Regen“ bildet sich nämlich in tiefen Wolken, in denen die Temperatur um bzw. über 0 Grad liegt. Bei der Niederschlagsbildung sind also keine Eispartikel involviert. Das heißt, dass das Tropfenspektrum eine hohe Konzentration kleiner und mittelgroßer anstatt großer Tropfen aufweist. Die gängigen Dopplerradare unterschätzen bei „Warmer-Regen“-Prozessen die Niederschlagsraten teilweise recht deutlich. Das liegt einfach gesagt daran, dass eine spezielle Beziehung von Radarreflektivität (Radarsignal, Z) zur Regenrate (R) Anwendung findet. Diese Z-R-Beziehung wird mit der Gleichung Z=a R^b (in Worten: Z ist gleich a mal R hoch b) ausgedrückt, wobei a und b Konstanten sind, die vom Tropfenspektrum des gemessenen Niederschlags abhängig sind. Die Z-R-Beziehung besagt, dass Reflektivität und Regenrate in einem bestimmten Verhältnis zu einander stehen, dass also bei gleicher Reflektivität immer dieselbe Regenrate herauskommt. So unterschiedlich, wie die Wolken und die Luftmassen sind, so unterschiedlich müssten aber auch die verwendeten Z-R-Beziehungen sein.

Im Grunde ließen sich in den vergangenen Jahrzehnten viele verschiedene Z-R-Beziehungen durch Experimente finden. Die im Radarverbund des Deutschen Wetterdienstes angewandte vereinfachte Z-R-Beziehung lautet bspw. Z=256 R^1,42 (Z ist gleich 256 mal R hoch 1,42). Meist werden Konstanten verwendet, die einen Kompromiss zwischen stratiformen (Landregen) und konvektiven (Schauer/Gewitter) Beziehungen darstellen. Neueste Radarprodukte des DWD verwenden mittlerweile reflektivitätsabhängige Z-R-Beziehungen, die auf der einen Seite Niederschlagshöhen reduzieren, die durch Konvektion hervorgerufen werden, und auf der anderen Seite größere Regenraten berechnen, die in einem stratiformen Regengebiet (Landregen) auftreten. Dennoch reichen die verwendeten Z-R-Beziehungen nicht aus, um die realen Regenraten bei jeder Wetterlage einhundertprozentig genau abzubilden. Sind bspw. tropische Luftmassen im Spiel (sehr feucht, stratiform UND konvektiv geprägt), wie häufig zwischen Frühjahr und Herbst aufgrund der an Land ziehenden Hurrikans im Süden und Südosten der USA, sollte die Niederschlagsintensität eher über die Z-R-Beziehung nach Rosenfeld berechnet werden. Die dem Thema des Tages beigefügte Abbildung 1 zeigt die Beziehung des Reflektivitätsfaktors (Z) zur Regenrate (R) für fünf verschiedene Luftmassen (durchgezogene Linien) sowie den schattierten Bereich, der die Z-R-Beziehungen umfasst, die in weiterer wissenschaftlicher Literatur gefunden wurden. Allein der Unterschied, der sich zwischen der Z-R-Beziehung von Marshall-Palmer (blau) und der von Rosenfeld (pink) ergibt, ist erheblich. Bei Reflektivitäten (y-Achse) von 50 dBZ resultieren bspw. mit der Z-R-Beziehung von Marshall-Palmer knapp 50 Liter Niederschlag pro Quadratmeter und Stunde (Regenrate dargestellt auf x-Achse), wohingegen mit der Z-R-Beziehung von Rosenfeld das dreifache, also ca. 150 Liter pro Quadratmeter und Stunde herauskommen, was in tropischen Systemen durchaus realistisch ist.

Nun ziehen selten Hurrikans über Deutschland hinweg, könnte manch einer sagen. Und doch lässt sich anhand des hierzulande ebenso auftretenden „warmen Regens“ die Diskrepanz gut verdeutlichen. Das Problem bei den „Warmer-Regen“-Prozessen ist, dass sich die Wolken mit „warmem Regen“ üblicherweise in den untersten 1 bis 6 Kilometern der Troposphäre bei positiven Temperaturen bilden. Natürlich befinden sich oberhalb dieser Wolken weitere Partikel, die dann bei mit der Höhe abnehmenden Temperaturen mehr und mehr den gefrorenen oder unterkühlten Zustand annehmen (flüssige Wassertröpfchen können in der Atmosphäre bis ungefähr -38 Grad auftreten). Allerdings sind „Warmer-Regen“-Prozesse sehr effektiv. Heißt also, dass in der eher schmalen Wolkenschicht sehr viele kleine und mittelgroße Wassertropfen einen hohen Flüssigwasseranteil ergeben. Schaut ein Radarstrahl nun vom Boden in die Atmosphäre, „sieht“ er erstens nur einen geringen Anteil der Wolke, und durchdringt zweitens die untersten Kilometer, in denen sich die Wasserwolke befindet, sehr schnell. Im Vergleich zu einer in der Atmosphäre hochreichenden Mischphasenwolke wird der Radarstrahl dann über einen längeren Zeitraum hinweg an Wasser- UND Eispartikeln zurückgestreut, die durchaus in geringerer Menge vorhanden, aber in der Regel viel größer sind als die Wassertröpfchen, die beim „Warmer-Regen“-Prozess involviert sind (siehe Abb. 2). Da die Reflektivität (Z) proportional zur 6. Potenz des Partikeldurchmessers ist, zeigt sich hier schon das Problem: Tropfen mit einem großen Durchmesser erhöhen die Reflektivität um ein Vielfaches im Vergleich zu kleinen Tropfen. Obwohl die Reflektivität in beiden Situationen gleich sein kann (bspw. 40 dBZ), wird sich die Regenrate deutlich voneinander unterscheiden. Einfach gesagt ist dann der Flüssigwasseranteil im ersten Fall schon in den untersten Kilometern der Atmosphäre deutlich höher als im zweiten Fall im gesamten vom Radarstrahl erfassten Volumen. Vergleicht man die Regenrate die aus der im DWD gebräuchlichen Z-R-Beziehung bei 40 dBZ resultiert mit der Z-R-Beziehung von Rosenfeld (tropische Luftmasse), so ergibt sich als Unterschied ein Faktor 2. Anstatt ca. 10 Liter pro Quadratmeter und Stunde würden bei warmem Regen (tropische Luftmasse) ca. 20 Liter bei gleichem Radarsignal fallen.

Spürbar wirkt sich dieses Problem auf jeden aus, der das Radarsignal in seiner Wetter-App selbst interpretiert. So kann man sich ggf. an einem Tag, an dem eine subtropische Luftmasse wetterbestimmend ist, beim Regenguss wundern, dass man deutlich nasser wird als am Vortag, als beispielsweise noch maritime Polarluft vorherrschend war, obwohl sich die Radarsignale ähneln.

Damit die Radarintensitäten in Zukunft bzgl. der Niederschlagsrate seltener unterschätzt werden, wird auch beim Deutschen Wetterdienst weiter nach Lösungen gesucht. Mit den mittlerweile fast im gesamten Radarverbund betriebenen Dual-Polarisationsradaren verbessert sich bspw. die quantitative Niederschlagsabschätzung aufgrund der Möglichkeit, hydrometeorbasierte Z-R-Beziehungen anzuwenden. Dies ist aktuell aber noch Gegenstand der Forschung.

Dipl.-Met. Julia Fruntke

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 24.09.2021

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Ja, so ist es manchmal beim Wetter. Im Süden laden Biergärten und Parks die kommenden Tage dazu ein, das Leben im Freien zu genießen. Im Norden hingegen muss die wind- und wasserdichte Jacke ausgepackt werden und der Vitamin D-Speicher lässt sich bei trübem Wetter kaum auffüllen.

Geschuldet ist das ganze zwei Druckgebilden. Einmal einem Hoch über dem Ostatlantik und mehreren Tiefdruckgebieten über Nordeuropa. Das Hoch dehnt sich dabei zunehmend ins südliche Mitteleuropa aus und sorgt damit im Süden Deutschlands für stabiles Frühherbstwetter. Bei geringen Luftdruckgegensätzen lacht tagsüber die Sonne oftmals von einem nahezu strahlend blauen Himmel. Ein paar hohe Wolkenfelder stören da kaum. Die Weinbauern dürfte es also freuen, ist doch das ein oder andere Grad Oechsle (Qualitätskriterium von Wein) noch drin. Mit Höchstwerten, die in den kommenden Tagen an der 25 Gradmarke kratzen, kommen spätsommerliche Gefühle auf. Nachts kann es allerdings, wie in den vergangenen Nächten bereits geschehen, deutlich auskühlen, sodass einstellige Tiefstwerte auf der Agenda stehen. Lokal droht vor allem in den kommenden zwei Nächten auch Frost in Bodennähe, wodurch empfindliche Pflanzen geschützt werden sollten. Besonders Tomaten sind hier teils erheblich gefährdet. Außerdem bilden sich gebietsweise teils dichte Nebelfelder. Man wird also sowohl dadurch als auch durch die nächtlichen Tiefstwerte im Süden an den nahenden Herbst erinnert.

Im Norden hingegen zeigt der Herbst schon deutlicher seine Zähne. Tiefdruckgebiete über Nordeuropa entwickeln sich zu Sturm-, eventuell auch Orkantiefs und streifen mit ihren Ausläufern besonders die Nordhälfte des Landes. Es wird dabei sehr wechselhaft mit zeitweiligem leichtem Regen oder Sprühregen, wolkenverhangenem Himmel und einem lebhaften bis stürmischen Wind aus westlichen Richtungen. Am morgigen Donnerstag erreicht der Sturm dann seinen Höhepunkt. Nachdem ausgangs der kommenden Nacht an der Nordsee bereits erste stürmische Böen erwartet werden, erfasst das Windfeld im Laufe des Donnerstags in etwa die Gebiete nördlich der Mittelgebirgsschwelle. Im Flachland treten dann Böen um 60 km/h, ganz vereinzelt auch bis 75 km/h auf. An der Küste und auf den Bergen drohen Sturmböen um 85 km/h, exponiert sind schwere Sturmböen mit Windgeschwindigkeiten bis 100 km/h möglich. Erst in der Nacht zum Freitag zieht der Herbststurm dann allmählich ab. Vor allem an der Ostsee bleibt es die ganze Nacht über noch stürmisch. Am Freitag weht der Westwind im Norden zwar noch spürbar, aber bei Weitem nicht mehr so kräftig wie am Vortag.

Am Wochenende bleibt am Samstag die Wetterzweiteilung zunächst noch erhalten, wenngleich im Norden die Chancen auf etwas Sonnenschein ein wenig ansteigen. Zum Sonntag ist die Wetterentwicklung noch etwas ungewiss, voraussichtlich beenden in der Südwesthälfte von Frankreich her aufziehende Schauer und Gewitter den Altweibersommer erst einmal. Bis dahin heißt es aber im Süden, T-Shirt und Bratwurst und im Norden Windjacke und Drachen steigen lassen.

Dipl.-Met. Marcel Schmid

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 22.09.2021

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