Ganz naiv gedacht könnte man vielleicht auf die Idee kommen, dass die Temperatur doch mit der Höhe zunehmen muss … schließlich kommt man der Sonne mit dem Aufstieg der Sonne immer näher. Natürlich wird es prinzipiell wärmer, je mehr man dem Himmelsgestirn näherkommt. Die Sonne ist aber 150 000 000 km weit entfernt, während die höchsten Berge eine Höhe von gerade einmal knapp 9 km haben. Man merkt also schnell, dass diese Argumentation sehr an den Haaren herbeigezogen ist. Es gibt noch eine andere Überlegung, bei der erneut die Sonne ins Spiel kommt. Ein Teil der von ihr ausgesendeten kurzwelligen Strahlung erreicht den Erdboden und wird von ihm aufgenommen (absorbiert). Gleichzeitig sendet (emittiert) der Erdboden langwellige Wärmestrahlung aus. Diese Strahlung sorgt für eine Erwärmung der unteren Luftschichten. Vor allem an heißen Sommertagen kann man diese Strahlung sogar als eine Art Flimmern über asphaltierten Straßen erkennen.

Aber ist das der eigentliche Grund dafür, dass die Luft mit der Höhe kälter wird? Würde man dieser Argumentation folgen, dann müsste es auf den Bergen ebenfalls warm werden. Schließlich wird auch dort kurzwellige in langwellige Strahlung umgewandelt. Natürlich hat der beschriebene Prozess einen gewissen Einfluss auf die Temperatur am Erdboden. Wäre dem nicht so, würde es zwischen Tag und Nacht keine Temperaturunterschiede geben. Als Antwort auf die Ausgangsfrage, ist diese Begründung allerdings nicht verwendbar.

Was ist denn nun aber die eigentliche Ursache? Es hat gar nichts mit der Sonne zu tun, sondern mit unserer Atmosphäre und der physikalischen Definition von Temperatur. Die Luft besteht aus kleinen Teilchen, die sich bewegen. Durch die Bewegung kommt es zu Reibung und Zusammenstößen zwischen den Teilchen. Damit wird Wärme erzeugt. Je schneller sich die Teilchen bewegen, desto höher ist demnach die Temperatur.

Nun muss man noch bedenken, dass die Masse an Luft in der Atmosphäre einen gewissen Druck auf uns alle ausübt. Und da liegt die Lösung des Rätsels. Der Druck nimmt nämlich mit der Höhe ab. Dies ist recht verständlich, schließlich lässt man so einige Luftmoleküle unter sich, wenn man auf einen Berg steigt.

Soweit so gut, aber was hat das nun mit der Temperatur zu tun? Ganz einfach: Je mehr Druck ausgeübt wird, desto schneller bewegen sich die Teilchen. Eine schnellere Bewegung führt aber wiederum zu einer höheren Temperatur und damit schließt sich der Kreis. Anschaulich lässt sich dieses Phänomen auch mit einer Luftpumpe nachvollziehen. Wenn man bei einer Luftpumpe drückt, dann wird diese bekanntlich wärmer.

Also: Da der Luftdruck mit der Höhe abnimmt, verlangsamt sich die Teilchenbewegung und damit nimmt die Temperatur ab.

Wer sich allerdings in den vergangenen Tagen auf den Weg gemacht und von den Tälern auf die Berge gestiegen ist, der könnte auf die Idee kommen, dass dies alles gar nicht stimmt. Beispiel am gestrigen Samstag: Das Maximum in Mainz und Wiesbaden lag nur bei 7 Grad Celsius, auf dem Feldberg im Taunus wurden hingegen 10 °C gemessen und auf dem Hoherodskopf im Vogelsberg sogar 12 °C. Dabei handelt es sich um ein Phänomen, das besonders in der kalten Jahreshälfte unter Hochdruckeinfluss auftritt. Man spricht dann von einer Inversionswetterlage, wobei eine Inversion eine Temperaturumkehr mit der Höhe darstellt.

Grundlegend dafür sind zwei Dinge. Da ist zum einen die Absinkbewegung der Luft durch den Hochdruckeinfluss. Wenn Luft absinkt, dann erwärmt sie sich. Diese Erwärmung kann sich aber auf der anderen Seite nicht bis zum Boden durchsetzen. Die Ursache dafür liegt in der schwachen Luftströmung infolge der geringen Luftdruckgegensätze im Zentrum von Hochdruckgebieten. Der Wind hat normalerweise, die Aufgabe die Luft in den bodennahen Schichten (Grenzschicht) mit den höheren Luftschichten zu durchmischen. Fehlt er aber, dann wird die Grenzschicht von den darüber liegenden Luftschichten entkoppelt. Es bleibt also in den untersten 100 Metern kalt und auch die „schwache“ Sonne kann daran im Herbst und Winter nicht viel ändern. Oberhalb der Grenzschicht liegt in der Folge die warme Luft wie ein Deckel auf der schwereren kalten Luft darunter. Leider sammeln sich dadurch bei länger andauernden Hochdruck- und Inversionswetterlage auch zunehmend Schadstoffe, zum Beispiel durch Holzöfen.

Gerade bei austauscharmen Wetterlagen empfiehlt sich also immer ein Aufstieg in höhere Berglagen um der kalten und manchmal stinkenden Luftmasse zu entkommen.

Dipl.-Met. Marcus Beyer

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 31.10.2021

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Bereits Anfang dieser Woche waren in den Medien zahlreiche Fotos und Videos von heftigen Überschwemmungen auf Sizilien zu sehen. Straßen in der Hafenstadt Catania verwandelten sich in reißende Flüsse, nachdem dort in nur 48 Stunden die durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge (knapp 600 l/qm) gefallen war.

Während sich die Situation in den letzten Tagen etwas entspannte, war diese Beruhigung – man könnte sagen – trügerischer Natur oder „nur die Ruhe vor dem (nächsten) Sturm“. Denn bereits am gestrigen Donnerstag sorgten neue Unwetter auf Sizilien für abermalige heftige Regenfälle mit 100-200 l/qm in 24 Stunden, die noch bis Samstagabend andauern werden.

Der Verursacher ist auf dem Satellitenbild schnell zu erkennen: Südöstlich von Sizilien wirbelt das Tiefdruckgebiet APOLLO, das sich in den kommenden Stunden weiter verstärkt und vor allem von den Medien auch gerne als „Medicane“ bezeichnet wird. Doch wie kam es zu der Sturmbildung und welche Eigenschaften hat dieses tropensturm-ähnliche Tief?

Es war Donnerstagmorgen, als sich ein Höhentief von der „Westwindautobahn“ der mittleren Breiten löste und begann, über dem Mittelmeer östlich von Malta seine Kreise zu ziehen. Da sich mit dem Höhentief Kaltluft über das sehr warme Meereswasser schob, stellte sich ein starker vertikaler Temperaturgradient ein. Diese rasche Temperaturabnahme mit der Höhe ermöglichte vertikale Umlagerungen in Form von Schauern und Gewittern.

Durch die Gewittertätigkeit unter dem sich kaum verlagernden Höhentief wurde und wird die Luft zum einen immer feuchter. Zum anderen wird in dem Gewittersystem Luft von unten nach oben befördert und nach außen weg transportiert, sodass der Luftdruck über der Meeresoberfläche sinkt.

Diese beiden Vorgänge verstärken bereits das Tief – doch es kommt noch ein weiterer Effekt hinzu: Eine geringe vertikale Windscherung. Das bedeutet, dass die Unterschiede zwischen den Windgeschwindigkeiten und -richtungen in verschiedenen Luftschichten nur gering sind. Eine solche geringe vertikale Windscherung hilft, eine gebündelte zirkulare Struktur zu erhalten. Wäre die Windscherung zu stark, würde es den Sturm „zerreißen“ und ihn angreifbar machen für trockenere Luftmassen aus der Umgebung.

So aber können sich die Schauer und Gewitter spiralförmig um das Tief herum anordnen und es nochmals deutlich verstärken. Die immer schneller um den Tiefkern rotierende „Gewitterspirale“ erinnert dabei schon rein optisch an einen tropischen Wirbelsturm. Doch auch thermodynamisch hat das System Ähnlichkeit mit einem tropischen Sturm wie einem Hurrikan: Zum einen lässt sich ein warmer Kern bis in die höheren Troposphärenschichten finden (bedeutet: die Temperatur im Zentrum ist in allen Höhenschichten wärmer als in ihrer Umgebung. Dadurch findet dort Wolkenauflösung statt und es ergibt sich ein wolkenarmes „Auge“). Zum anderen gibt es keine Warm- und Kaltfronten – wie es bei „normalen Tiefs“ der mittleren Breiten der Fall ist.

Bei solchen Tiefdrucksystemen über dem Mittelmeer, die anfangs vor allem außertropische, später zunehmend tropische Eigenschaften aufweisen, wird auch von einem „Medistorm“ (mediterranean tropical storm) gesprochen – oder, vor allem in den Medien, auch von einem „Medicane“ – einer Wortzusammensetzung aus „mediterranean“ und „Hurricane“.

Und wie geht es weiter? APOLLO zieht am morgigen Samstag gen Süden ab und trifft am Sonntagabend bei Bengasi auf die Küste Libyens. Dort sind ebenfalls Sturmböen, Starkregen und hoher Wellengang bis 3 m möglich, nach jetzigem Stand schwächt sich der Sturm jedoch insgesamt ab.

Auch wenn Hochdruckwetter für uns Meteorologen und Wetterberaterinnen normalerweise eher in die Kategorie „langweilig“ fällt, so ist man in Anbetracht der derzeitigen Bilder aus Sizilien doch ziemlich froh um des ruhigen, warnarmen Wetters hierzulande…

Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 29.10.2021

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Das auf den Reformationstag folgende Allerheiligen beruht auf einem noch älteren geschichtlichen Hintergrund. Die zunehmende Zahl an Heiligen in der christlichen Kirche bedurfte seit dem 4. Jahrhundert nach Christus eines Tages, an dem aller Heiligen gedacht werden kann. Nach anfänglich wechselnden Tagen im Jahr, wird seit vielen Jahrhundert Allerheiligen am 1. November begangen. In den mehrheitlich katholischen geprägten Bundesländern im Süden und Westen ist Allerheiligen ein gesetzlicher Feiertag. Auf den Abend des Reformationstages und die Nacht auf Allerheiligen fällt schließlich noch das inzwischen weitverbreitete und begangene Volksbrauchtum „Halloween“. Das Wort Halloween ergibt sich durch die Verschmelzung von All Hallow’s Eve, dem Abend vor Allerheiligen. Der Brauch stammt ursprünglich aus dem katholischen Irland und fand über die vielen irischen Einwanderer seinen Weg über den Atlantik in die Vereinigten Staaten von Amerika. Die Ursprünge des Halloween-Brauchs basieren eher auf keltischen oder vorchristlichen Traditionen. So glaubten die Kelten, dass an diesen Abenden die Grenze zwischen den Welten offen sei und die Toten auf die Erde zurückkommen, um ihre Verwandten zu besuchen. Auch die Sitte, Kürbisse zu verzieren und aufzustellen, hat den Ursprung in Irland. Die Kürbisse mit ihren Fratzen sollten böse Geister abschrecken und im Eingangsbereich der Häuser etwas Licht spenden. In Nordamerika entwickelte sich Halloween im Laufe der Zeit zu einem wichtigen Wirtschaftsfaktor. Auch in Mitteleuropa und in Deutschland wird seit gut 20 Jahren zunehmend Halloween gefeiert – Kommerzialisierung inklusive.

Am Sonntagabend ziehen also wieder Kinder und Jugendliche in Hexen-, Vampir- oder Skelettkostümen um die Häuser, klingeln mit dem Spruch „Süßes oder Saures“ an Haustüren und fordern Süßigkeiten dafür, keine Streiche zu verüben. Ob nun um die Häuser ziehend oder die älteren Semester auf dem Weg zur Gruselparty, so sind doch alle auch vom Wetter abhängig. Wie sehen die Prognosen derzeit aus?

Das Bundesgebiet liegt am Sonntag vorderseitig eines kräftigeren Tiefs über den Britischen Inseln in einer südlichen bis südwestlichen Strömung. Jenes Tief führt vermehrt mehrschichtige Bewölkung in die westlichen und südwestlichen Landesteile. Die genaue Position des aufkommenden Niederschlagsgebietes ist zwischen den Modellen derzeit noch strittig. Mit Einbruch der Nacht, die durch die Zeitumstellung von Samstag auf Sonntag nun noch schneller erfolgt, dürfte zwischen Baden-Württemberg und dem westlichen Niedersachsen jedoch anfangs nur wenig Regen vom Himmel fallen. Wer allerdings ausdauernder feiern möchte, sollte zum Schutze seiner kostbaren Kostüme für die zweite Nachthälfte einen Regenschirm einpacken, denn die Niederschläge werden sich intensivieren. Außerdem sollten Hüte oder Perücken gut fixiert werden, denn der Süd- bis Südwestwind lebt spürbar auf und bringt teils starke Böen, im höheren Bergland auch stürmische Böen. Die Osthälfte merkt von alldem noch nicht allzu viel. Hier sind in den Abend- und Nachtstunden meist nur hohe und mittelhohe Wolkenfelder unterwegs. Zwischendurch könnten für die bessere Halloweenstimmung bei größeren Wolkenlücken zeitweise auch mal die Sterne hindurchfunkeln.

Unter oder über das Kostüm muss bei milden Abendwerten zwischen 11 und 16 Grad nicht zwingend zum dicksten Pullover gegriffen werden. Nur entlang der östlichen Mittelgebirge ist es mit 8 bis 12 Grad etwas frischer. Wer jedoch etwas länger auf den Halloweenpartys verweilt, sollte dennoch eine (dickere) Jacke einstecken. Bis zum Morgen geht die Temperatur auf 3 Grad am Bayerischen Wald und 11 Grad am Niederrhein zurück.

M.Sc.-Met. Sebastian Altnau

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 27.10.2021

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

In Zeiten von Wikipedia und Google hat sie fast ausgedient: die Bibliothek oder auch Bücherei. Es gibt sie aber noch in nahezu jeder Stadt. An ca. 9000 Stellen in Deutschland kann man Bücher oder Zeitschriften ausleihen und lesen, sich quasi analog weiterbilden. Einige haben sich inzwischen auf bestimmte Themen spezialisiert. Damit sie nicht ganz in Vergessenheit geraten und auch den jüngeren Generationen im Gedächtnis bleiben, findet seit 1995 jährlich am 24.10. der Tag der Bibliotheken statt.

Auch der Deutsche Wetterdienst hat eine eigene Bibliothek: die Deutsche Meteorologische Bibliothek. Sie ist die größte Spezialbibliothek für Meteorologie in Deutschland und eine der größten und ältesten weltweit. Gegründet wurde sie 1847 als Handbücherei des Königlich Preußischen Meteorologischen Instituts in Berlin, das 1934 in den Reichswetterdienst übergegangen ist. Der Bestand geht zurück bis in die Anfänge der Meteorologie als eigenständige Wissenschaft in der 2. Hälfte des 15. Jahrhunderts. Die Bibliothek besitzt 20 Inkunabeln (Wiegendrucke), die im Gesamtkatalog der Wiegendrucke verzeichnet sind.

Eine direkte Ausleihe vor Ort ist nur für Wetterdienstangehörige und mit der Bibliothek in enger Kooperation stehenden Institutionen möglich. Andere Interessenten können die Veröffentlichungen im Lesesaal einsehen. Dieser bietet 14 Arbeitsplätze, wovon 5 mit PC und Internetzugang ausgestattet sind. Zu sehen und nachzuschlagen gibt es eine große Auswahl an Standardwerken der Meteorologie und Klimatologie sowie einiger Randgebiete. Außerdem gibt es Zugang zu allen Veröffentlichungen des DWD und etlichen Online-Zeitungen. Diese gibt es inzwischen zu einem großen Teil frei verfügbar im Internet. Eine Übersicht über diese Zeitschriften sowie die Verlinkung finden Sie auf den Webseiten des DWD.

Von Zeit zu Zeit finden im Lesesaal Ausstellungen und Vorträge statt. Aufgrund der Corona-Beschränkungen ist es momentan leider nicht möglich, die Bibliothek zu besuchen. Sie haben aber die Möglichkeit, den deutschen Leihverkehr zu nutzen. Die Fernleihe ist eine kooperative Einrichtung der Bibliotheken, die den Austausch von Publikationen für wissenschaftliche Zwecke ermöglicht. Hierzu wenden Sie sich bitte mit Ihrem Bestellwunsch an Ihre nächstgelegene Bibliothek. Das Bibliothekssiegel des DWD lautet B23. Ausgenommen von Ausleihen sind unter anderem amtliche Gutachten, Atlanten und Bände, die älter als 100 Jahre sind.

Dipl.-Met. Jacqueline Kernn

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 23.10.2021

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst