Ist das schon der Klimawandel? (Attributionsforschung – Teil 3)

„Ist das schon der Klimawandel?“ oder „Ist das eine Folge der Erderwärmung?“ Diese Fragen haben Sie sich wahrscheinlich auch schon gestellt, sei es bei Wetterkatastrophen in Deutschland und der ganzen Welt oder vielleicht sogar bei Unwettern vor Ihrer Haustür. Aber gibt es einen Zusammenhang zwischen der globalen Erderwärmung und der Häufigkeit und Intensität von meteorologischen und klimatologischen Extremen?

Mit dieser Frage beschäftigt sich die sogenannte „Attributionsforschung“, deren Vorgehensweise wir im Thema des Tages vom 4. August (siehe Link am Ende des Textes) erläutert haben. Kurz zusammengefasst lässt sich mit Attributionsstudien abschätzen, inwieweit der Klimawandel für das Auftreten individueller Wetterextreme verantwortlich ist. In diesem noch sehr jungen Forschungsfeld der Klimatologie vergleicht man die Ergebnisse zweier Klimamodell-Studien. Während bei der einen nur natürliche Klimaantriebe eingehen, werden bei der anderen zusätzlich vom Menschen verursachte Einflüsse berücksichtigt.

Heute stellen wir die wesentlichen Ergebnisse zweier Attributionsstudien* zu Wetterextremen der jüngeren Vergangenheit vor.

Als erstes Beispiel betrachten wir die extreme Hitzewelle Ende Juli 2019 in Deutschland und Frankreich. Damals wurden in Deutschland an drei aufeinanderfolgenden Tagen Temperaturen über 40 Grad gemessen, am 25. Juli gegipfelt mit einem neuen Deutschlandrekord von 41,2°C (Tönisvorst und Duisburg-Baerl). Weitere 22 deutsche Wetterstationen erfassten 40°C oder mehr. Noch heißer war es in Frankreich mit 42,6°C in Paris-Montsouris (vorheriger Rekord 40,4°C).

In der dazu durchgeführten Attributionsstudie wurde ein dreitägiger Tagesmittelwert betrachtet, da in diesem auch die nächtliche Abkühlung als wesentlicher Faktor für die gesundheitliche Belastung eingeht. Man fand heraus, dass unter heutigen Klimabedingungen im Zentrum der Hitzewelle (z.B. Frankreich) nur alle 50 bis 150 Jahre und in den Randlagen (z.B. Deutschland) alle 10 bis 30 Jahre mit einer vergleichbaren Hitze zu rechnen ist. Ohne Klimawandel wären die erreichten Temperaturen ganze 1,5 bis 3 Grad niedriger ausgefallen! Zudem beschreibt die Studie, dass sich die Eintrittswahrscheinlichkeit für eine derartige Hitzewelle durch den Klimawandel etwa um den Faktor 10 erhöhte. In anderen Worten: Eine Hitzewelle, die in der vorindustriellen Zeit statistisch gesehen nur alle 100 Jahre vorkam (d.h. etwa einmal in einem Menschenleben), erleben wir heutzutage alle zehn Jahre und in einigen Jahrzehnten wohl alle drei Jahre. Mit weiter fortschreitender Erderwärmung werden solche Hitzeperioden also höchstwahrscheinlich zur Normalität werden. Zunehmende gesundheitliche Risken und mehr Hitzetote werden die Folge sein.

Ähnliche Ergebnisse ergaben übrigens auch Studien zur Hitzewelle im Jahr 2003. Und auch bei der extremen Hitzewelle über Westeuropa vor wenigen Wochen zeigt eine Attributionsstudie der Universität Oxford am Beispiel England, dass die Erderwärmung diese (konservativ geschätzt!) um mindestens das Zehnfache wahrscheinlicher gemacht hat. Am 19. Juli wurde mit 40,3°C erstmals in England die 40-Grad-Marke geknackt (vorheriger Landesrekord: 38,7°C). Ohne Klimawandel wären solche Temperaturen in England extrem unwahrscheinlich gewesen (bestenfalls alle 1000 bis 10000 Jahre).

Als zweites widmen wir uns dem Starkregenereignis vom Juli vergangenen Jahres, das eine verheerende Flutkatastrophe an den Flüssen Ahr, Erft und Maas auslöste und in Deutschland und Belgien hunderte Todesopfer forderte. Am 13. und 14. Juli 2021 kam es in Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Teilen von BeNeLux über einem recht großen Gebiet zu extremen Niederschlägen. An einigen Messstationen wurden die bisherigen 24-stündigen Rekordwerte deutlich übertroffen, wobei ein Großteil des Regens sogar innerhalb von nur etwa 12 Stunden gefallen ist.

Man fand in einer Attributionsstudie zunächst heraus, dass unter den heutigen klimatischen Bedingungen in dieser und ähnlichen Regionen in West- und Mitteleuropa durchschnittlich nur alle 400 Jahre ein vergleichbares Regenereignis zu erwarten ist. Verglichen mit einem 1,2 Grad kühleren globalen Klima hat sich die Intensität eines Starkregenereignisses dieser Größenordnung (bezogen auf die maximale 24-stündige Regenmenge) in der Sommersaison bereits um 3 bis 19% erhöht. Bei einer vergleichbaren Wetterlage in der vorindustriellen Zeit wäre also weniger Regen gefallen. Auch die Wahrscheinlichkeit für ein solches Regenereignis hat sich um den Faktor 1,2 bis 9 erhöht. Das heißt, dass im schlimmsten Fall bereits heutzutage ein derartiger Starkregen durch den Klimawandel 9 Mal wahrscheinlicher geworden ist. Die große Spanne zeigt zwar, dass Attributionsstudien noch mit größeren Unsicherheiten behaftet sind, der Trend hin zu häufigerem Auftreten extremer Regenfälle wird daraus dennoch ersichtlich. Ein 2 Grad wärmeres Klima als das der vorindustriellen Zeit (0,8 Grad wärmer als heute) würde laut der Studie zu einer weiteren Verstärkung der Niederschlagsintensität um 0,8 bis 6% führen. Auch die Eintrittswahrscheinlichkeit nimmt nochmals um einen Faktor von 1,2 bis 1,4 zu. Erreicht die Erderwärmung in der Zukunft 2 Grad, werden demnach Starkregenfällen wie jene im vergangenen Jahr 20% bis 40% wahrscheinlicher.

Und was heißt das für die Beantwortung unserer Ausgangsfragen? Nun – man kann von einem einzelnen Ereignis zwar nicht darauf schließen, dass „das der Klimawandel war“. Allerdings zeigen die Attributionsstudien, dass sowohl die Intensität als auch die Häufigkeit solcher Starkregenfälle und Hitzewellen bereits heute zugenommen haben und wahrscheinlich weiter zunehmen werden. Es ist also in Zukunft öfter mit solchen und möglicherweise noch heftigeren Extremen zu rechnen.

* Für weitere Informationen zu Methoden und Ergebnissen der Attributionsstudien sind die Links zu den Publikationen am Ende des Textes angefügt.

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 12.08.2022

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Die Temperatur und ihre Einheiten

Während die Temperatur in der Nacht zum heutigen Donnerstag zum Teil auf Werte um 10 Grad sank, werden heute wieder hochsommerliche Höchstwerte um 30 Grad erwartet – Grad Celsius wohlgemerkt, denn bekanntermaßen kann man die Temperatur in mehreren Einheiten angeben.

Grad Celsius ist die im Allgemeinen gebräuchlichste und daher auch bekannteste Temperatureinheit. Sie geht auf den 1701 im schwedischen Uppsala geborenen Astronom Anders Celsius zurück. Er setzte dabei zwei Fixpunkte, nämlich einen für den Siedepunkt von reinem Wasser und einen weiteren für den Gefrierpunkt von geschmolzenem reinem Eis. Celsius belegte den Siedepunkt mit 0 °C und den Gefrierpunkt mit 100 °C, also genau umgekehrt zur heutzutage bekannten Form. Erst nach Celsius‘ Tod drehte Carl von Linné (ebenfalls schwedischer Wissenschaftler) die Skala um.

Ebenfalls vielen bekannt, aber mit Ausnahme von (hauptsächlich) Nordamerika, Großbritannien und Irland kaum genutzt: die Fahrenheit-Skala (Einheit °F). Benannt wurde sie nach ihrem Erfinder Daniel Gabriel Fahrenheit, der 1686 in Danzig das Licht der Welt erblickte. Er legte gleich mehrere Fixpunkte fest. So stellt ihr Nullpunkt die niedrigste Temperatur dar, die er mit einem Eis-Wasser-Salz Gemisch selbst erzeugen konnte (umgerechnet – 17,8 °C). Dadurch sollten negative Temperaturwerte vermieden werden. Des Weiteren wurden 32 °F dem Gefrierpunkt von reinem Wasser, 100 °F der menschlichen Körpertemperatur und 212 °F dem Siedepunkt von reinem Wasser gleichgesetzt. Den Bereich zwischen Siede- und Gefrierpunkt teilte er darauf in 180 gleichgroße Teile ein. Um die Temperatur in °F (im Folgenden Tf) in die in °C (Tc) umzurechnen und umgekehrt, helfen folgende Formeln: Tf = Tc * 1,8 + 32 Tc = (Tf – 32) / 1,8

Über einen vergleichsweise geringen Bekanntheitsgrad dürfte sich die Kelvin-Skala (Einheit bis 1967 °K, heute nur noch K) „erfreuen“, findet sie ihre Anwendung doch eher im wissenschaftlichen Milieu. Als Namensgeber fungierte in diesem Fall der 1824 in Belfast geborenen Physiker William Thomson, dem späteren Lord Kelvin of Largs. Die Einteilung der Kelvin-Skala entspricht derjenigen von Celsius, allerdings legte Kelvin den Nullpunkt auf -273,15 °C fest. Das ist nicht etwa willkürlich geschehen, sondern das Ergebnis thermodynamischer Überlegungen. Denn bei einer Temperatur von -273,15 °C bzw. 0 K ist die mittlere Bewegungsenergie von Gasmolekülen gleich Null oder anders ausgedrückt: Bei dieser Temperatur bewegt sich absolut gar nichts mehr. 273,15 K wären dann also im Umkehrschluss 0 °C und 373,15 K dementsprechend 100 °C.

Statt den für den heutigen Donnerstag in Deutschland erwarteten Höchstwerten zwischen 26 und 34 °C, könnte man also auch in etwa „zwischen 79 und 93 °F“ oder „zwischen 299 und 307 K“ schreiben. Subjektiv hört sich das aber gleich noch einmal ’ne Ecke wärmer bzw. heißer an. Da bleibt der Autor dann doch gerne bei der Celsius-Skala 😉

Dipl.-Met. Tobias Reinartz

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 11.08.2022

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Regen in Sicht?!

Das vielerorts sehr trockene und hochsommerliche Wetter setzt sich auch in dieser Woche fort. Dafür verantwortlich ist eine umfangreiche Hochdruckzone namens „Oscar“, die sich mit verschiedenen Schwerpunkten von den Azoren über die Britischen Inseln und die Nordsee bis nach Nordwestrussland erstreckt. Diese drängt aktuell atlantische Tiefausläufer zuverlässig nach Norden ab. Während also in den kommenden 24 Stunden an der Küste Norwegens strichweise über 100 Liter pro Quadratmeter (kurz: l/qm) Regen fällt, setzt sich bei uns das vielfach sonnige und hochsommerlich warme Wetter fort.

Hoffnung auf großflächige Niederschläge gibt es in Deutschland weiterhin keine und somit ist auch eine Linderung der aktuell vorherrschenden Trockenheit nicht in Sicht. Dabei wäre eine längere „Abkühlung“ dringend nötig.

Dies zeigt auch die bisherige Niederschlagsbilanz des Sommers. Im Flächenmittel kamen seit 01. Juni 2022 rund 103 Liter pro Quadratmeter vom Himmel. Was in Norwegen jetzt innerhalb eines Tages niedergeht, sah Deutschland also in 2,5 Monaten. Auch der Vergleich zu anderen trockenen Sommern in Deutschland spricht Bände: Im Jahr 1911 fielen im Schnitt 124 l/qm, im Jahr 2018 waren es knapp 130 l/qm. Theoretisch ist es also noch möglich, dass der aktuelle Sommer rekordverdächtig wird. Im klimatologischen Mittel (1961-1990) sollen hierzulande übrigens im Flächenmittel 239 l/qm an Regen fallen. Davon gab es bisher erst rund 43%.

Wann ist der nächste Regen nun in Sicht?

Am Freitag und am Wochenende nähert sich von Osteuropa her ein Tief, das meist nur in höheren Luftschichten ausgeprägt ist. Dadurch bilden sich im Osten und Südosten tagsüber einige Quellwolken, aus denen es zumindest vereinzelt auch mal schauern oder blitzen kann. Flächige Niederschläge werden aber erst einmal nicht erwartet. Stattdessen legen die Höchstwerte im Wochenverlauf bei viel Sonnenschein noch etwas zu und steigen im Westen auf Werte von rund 34 Grad.

Zum Start in die neue Woche deutet sich in den aktuellen Modellprognosen ein möglicher „Lichtblick“ in Form eines Wetterwechsels an. Dann könnte auch bei uns tiefer Luftdruck vom Nordostatlantik her wieder vermehrt für Schauer und Gewitter sorgen. Wie viel Regen der tiefe Luftdruck bringt, ist allerdings noch sehr unsicher. Dies zeigt sich deutlich, wenn man den gestrigen Modelllauf des IFS (Wettermodell des Europäischen Zentrums für Mittelfristvorhersage) mit dem heutigen Vergleich. Dargestellt in der Grafik zum Thema des Tages (siehe https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2022/8/10.html) sind dabei die akkumulierten Niederschlagsmengen bis Donnerstag in einer Woche (18.08.2022). Insbesondere im Süden und Osten konnte man nach dem gestrigen Lauf (linke Abbildung) noch gebietsweise 20 bis 30 l/qm erwarten, in der Spitze waren es am Alpenrand sogar über 80 l/qm. Den aktuellen Modellprognosen vom 10.08. nach zu urteilen, bleibt es im Osten nun nahezu vollständig trocken, am Alpenrand werden örtlich noch rund 10 l/qm vorhergesagt.

Das Fazit? Die Chancen auf Regen sind in der kommenden Woche durchaus gegeben. Die Hoffnung stirbt ja bekanntlich zuletzt. Für eine detaillierte Beschreibung des Wetterablaufs ist es aber aus heutiger Sicht noch etwas zu früh.

MSc.-Met. Sebastian Schappert

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 10.08.2022

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DWD Regen in Sicht

Was ist eine Fallböe?

Auch wenn Unwetter diesen Sommer vergleichsweise selten sind, so traten am Freitag im Vorfeld von einer Kaltfront besonders im Süden dennoch einige schwere Gewitter auf. Eines davon traf am Freitagabend Bad Wurzach in Oberschwaben. Dabei wurde ein Hallendach abgedeckt und ein Schaden in Millionenhöhe verursacht. Schnell machte der Verdacht eines Tornados die Runde. Nähre Untersuchungen konnten dies jedoch nicht bestätigen. Doch ein weiteres Phänomen, das in Zusammenhang mit schweren Gewittern steht und häufiger vorkommt als Tornados, scheint in diesem Fall wahrscheinlicher. Die Rede ist von sogenannten „Fallböen“ (engl. Downburst).

Obwohl Fallböen ebenso starke Schäden verursachen können wie Tornados, sind sie dennoch vielen Leuten unbekannt. Fallböen sind wie auch Tornados meist mit schweren Gewittern verbunden, wobei auch bei den Fallböen die stärksten Ereignisse häufig im Zusammenhang mit rotierenden Gewitterzellen, den sogenannten „Superzellen“, auftreten. Dennoch unterscheiden sich Fallböen physikalisch wesentlich von Tornados. Tornados sind stark rotierende Luftwirbel mit vertikaler Drehachse, die sich aus einer Schauer- oder Gewitterwolke entwickeln und Verbindung mit dem Boden aufnehmen. Oft sieht man dabei ausgehend von der Gewitterwolke einen bis zum Boden reichenden auskondensierten rotierenden Wolkentrichter oder Schlauch. Downbursts oder Fallböen hingegen entstehen, wenn kalte Luft in einem Gewitter nach unten fällt, auf den Boden trifft und sich dort in linearer Richtung ausbreitet. Dabei können Windgeschwindigkeiten von mehr als 200 km/h erreicht werden.

Doch wie genau kommt es zu dieser fallenden kalten Luft? Innerhalb starker Gewitter bilden sich in den höheren Wolkenschichten oft größere Hagelkörner. Haben diese eine gewisse Größe erreicht, kann sie der Aufwind in der Gewitterwolke nicht mehr in der Wolke halten und sie beginnen herab zu fallen. Beim Fallen gelangen die Hagelkörner in tiefere und wärmere Luft. Sie beginnen zu schmelzen, sobald die Lufttemperatur über den Gefrierpunkt steigt. Zum Teil entstehen dabei Regentropfen. Fallen diese in trocknere Schichten, setzt schnell Verdunstung ein. Dies geht umso schneller, je trockener die Luft ist. Sowohl beim Schmelzen des Hagels, als auch bei der Verdunstung der Regentropfen wird der Luft Energie in Form von Wärme entzogen, wodurch sie sich abkühlt. Da nun die kalte Luft schwerer ist, als die umgebende Warmluft, wird sie nach unten beschleunigt und trifft dann irgendwann auf den Boden. Von weitem sieht es oft so aus, als ob ein „Sack“ aus dem Gewitter herausfällt (siehe Abbildung). Trifft die Luft auf den Boden auf, so breitet sie sich dort horizontal aus. In diesem Downburst hat man häufig die stärksten Niederschläge sowie auch Hagel. In unmittelbarer Nähe sieht ein Downburst wie eine „weiße Wand“ aus, die sich rasend schnell bewegt. Das Schadenspotenzial von Downbursts ist häufig sogar größer als das von Tornados, da meist eine größere Fläche betroffen ist und nicht eine schmale Schneise der Verwüstung, wie sie meist ein Tornado hinterlässt.

Solche Sturmschäden wie in Bad Wurzach werden, genauso wie auch Tornados und andere Unwetterbegleiterscheinungen (großer Hagel, Blitzschäden, Schneestürme, Lawinen usw.), werden nach ihrer Untersuchung in einer europäischen Unwetterdatenbank, der European Severe Weather Database (ESWD (www.eswd.eu)), erfasst und der Öffentlichkeit sowie der Forschung zur Verfügung gestellt.

Dipl.-Met. Christian Herold

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 09.08.2022

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Perseiden

Jedes Jahr von Anfang bis Mitte August ist es wieder so weit. In den klaren Nächten lassen sich zahlreiche Sternschnuppen beobachten. Sie gehören zum wohl bekanntesten Meteorstrom, den Perseiden. Im Volksmund werden sie auch „Tränen des Laurentius“ genannt, weil sei um den 10. August herum auftreten, und es sich dabei um den Namenstag des heiligen Laurentius von Rom handelt. Sie entstehen durch die Auflösungsprodukte des Kometen 109P/Swift-Tuttle, der auf seiner Bahn um die Sonne Staub hinterlassen hat. Jedes Jahr um den 12. August kreuzt die Erde diese Kometenbahn, wobei die Staubkörner, die kaum einen Millimeter groß sind, in die Erdatmosphäre eindringen. Sie verglühen in der Hochatmosphäre und ionisieren dabei die Luft, was zur Leuchterscheinung führt, die wir Sternschnuppe oder Meteor nennen. Die Meteore kommen dabei scheinbar aus dem Sternbild Perseus, das dem Meteorstrom seinen Namen gibt und am Abend tief im Nordosten zu finden ist und bis zum Morgen im Osten höher steigt. Als Orientierung kann der sehr helle „Stern“, den man derzeit im Osten sieht, dienen. Es handelt sich dabei um den Planeten Jupiter. Von dort aus geht man auf gleicher Höhe noch etwas Richtung Norden. Um die Sternschnuppen beobachten zu können, genügt es, wenn man grob in diese Richtung blickt.

Die Perseiden sind nicht der einzige Meteorstrom, der im Laufe eines Jahres auftritt. Die Geminiden, die Mitte Dezember auftreten, sind in Anzahl und Helligkeit weitaus beeindruckender. Sie sind jedoch im Vergleich zu den Perseiden relativ unbekannt, da man sich in den kalten Winternächten in der Regel nicht lange draußen aufhält.

Das Maximum der Perseiden erreicht uns in der Nacht vom 12. auf den 13. August gegen 3 Uhr morgens. In diesem Jahr wird jedoch eine unterdurchschnittliche Aktivität mit etwa 100 Meteoren pro Stunde erwartet. Diese 100 Meteore wird man bei Weitem nicht alle sehen. Viele sind zu lichtschwach. Hinzu kommt noch, dass dieses Jahr der Vollmond die Beobachtung erschwert. Bei der Beobachtung sind erfahrungsgemäß etwa 2-3 helle Sternschnuppen in 10 Minuten realistisch. Seit 2018 weisen die Perseiden ein zweites, stärkeres Maximum auf, das diesmal allerdings in die Vormittagsstunden fällt und somit nicht beobachtet werden kann. Auch wenn die Bedingungen nicht optimal sind, so lohnt sich auch vor dem Maximum ein Blick in den Himmel in den nächsten Nächten, denn der Aktivitätszeitrum erstreckt sich vom 17. Juli bis 24. August, sodass sich bereits vor dem Maximum zahlreiche Sternschnuppen beobachten lassen. Die nächsten Nächte werden zudem in Deutschland weitestgehend klar. Ob in der Nacht zum Freitag im Südosten ein paar Wolken im Südosten den Blick zum Himmel trüben, ist noch unsicher.

Dipl.-Met. Christian Herold

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 08.08.2022

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Regen rund ums Mittelmeer

Bei uns ist das Wetter für die kommende Woche recht schnell durchdekliniert: Weitgehend trocken, viel Sonne und, zwar zögerlich, aber doch kontinuierlich, ansteigende Temperaturen. Das bedeutet, dass schon am morgigen Montag (8.8.) im Südwesten wieder 30 oder 31 Grad erreicht werden. Und die 30-Grad-Marke schiebt sich im Wochenverlauf immer weiter nach Norden und Osten, am kommenden Freitag sollte sie dann wieder sehr verbreitet gerissen werden, mit Spitzenwerten, die am Donnerstag und Freitag bei bis zu 33 Grad liegen.

Das Wetter rund ums Mittelmeer kann zumindest bei den Temperaturen noch ein bisschen was drauflegen. Insbesondere im Zentrum der Iberischen Halbinsel, in Griechenland und der Türkei sowie in Albanien liegen die Höchstwerte um, teilweise aber auch deutlich über 35 Grad. Ähnliches gilt auch für die Afrikanische Mittelmeerküste.

Letztere kann bezüglich des Niederschlages (oder besser bezüglich der Trockenheit) in der kommenden Woche, zumindest abschnittsweise, durchaus mit Deutschland mithalten. So soll es z. B. in Ägypten ebenso trocken bleiben wie an der Küste Algeriens. Dies legen u.a. die Modellergebnisse des Europäischen Zentrums für Mittelfristige Wettervorhersage (EZMWF) nahe, wobei andere Vorhersagemodelle durchaus ähnliche Ergebnisse liefern. Die beigefügte Abbildung (https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2022/8/7.html) zeigt für die Mittelmeerregion die aufsummierten Niederschläge des IFS (Vorhersagemodell des EZMWF) bis in die Nacht zum kommenden Samstag.

Auffällig sind vor allem die Regenfälle, die es in Italien, aber auch auf dem Balkan, in Griechenland und von dort bis in die Türkei und ans Schwarze Meer geben soll. Dafür verantwortlich ist nicht nur recht niedriger bodennaher Druck, sondern auch ein größerer Tiefdruckkomplex in der Höhe, der u.a. in etwa 5,5 km Höhe, aber auch in anderen Höhenschichten zu erkennen ist. Für die Entwicklung von Schauern und Gewittern spielt dem niedrigen Druck ein großes Feuchteangebot in die Karten. Die Wassertemperaturen liegen im Mittelmeer bei bis zu 30 Grad, entsprechend hoch ist die Verdunstung und damit auch die verfügbare Feuchte.

Ein Ergebnis dieser Konstellation ist das verbreitete Auftreten von Schauern und Gewittern. Fast erinnert die Situation an den Herbst, in dem es im Mittelmeerraum immer wieder zu teils heftigen Schauern und Gewittern kommt. Dabei liefert das warme Oberflächenwasser nicht nur die Feuchte, sondern erwärmt auch noch die untersten Luftschichten und verstärkt damit zusätzlich die Labilisierung der Atmosphäre.

Wendet man den Blick der Iberischen Halbinsel zu, so sorgen dort tiefer Luftdruck am Boden und ein kleinräumiges Höhentief über der Biskaya und Galizien für Hebung. Entsprechend sollen die Nordhälften Spaniens und Portugals, und insbesondere die Pyrenäen, einiges an Regen abbekommen, wobei im Binnenland oftmals der Mangel an Feuchte auch die Niederschlagsmengen limitiert. Apropos Niederschlagsmengen: Bezüglich der Verteilung und der Intensitäten liefert die Grafik mit den darin angegebenen Mengen rund ums Mittelmeer wohl eher ein weichgezeichnetes Bild. Das ist ein Problem, das viele global rechnende und damit meist grob aufgelöste Modelle plagt. Einerseits wird es wohl nicht die gesamten niederschlagsaffinen Regionen treffen, und wenn es eineEcke trifft, dann auch nicht über den gesamten Zeitraum hinweg. Wie auch bei uns sind Schauer und Gewitter im Mittelmeergebiet oft lokal eng begrenzt, d. h. punktuell gibt es viel Regen, nicht weit weg davon bleibt es aber trocken. Andererseits fällt in kräftigen Gewittern wahrscheinlich einiges mehr als die in der Grafik angegeben Mengen. Ob es über 100 l/qm werden, wie sie vom Modell in Rumänien angedacht werden, bleibt abzuwarten. Genau dort soll sich am Mittwoch und in der Nacht zum Donnerstag der Kern des o. e. großräumigen Höhentiefs intensivieren und für die entsprechenden, in der Grafik angegebenen Spitzenniederschläge sorgen. Ob das genau so kommt bleibt abzuwarten.

Dipl.-Met. Martin Jonas

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 07.08.2022

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Es sprudelt wieder

Nach einem knappen Jahr Pause spuckt seit drei Tagen die Erde am Fagradalsfjall im Südwesten Islands wieder Feuer und Rauch. Gegen Mittag des 3. August 2022 gab der dafür zuständige isländische Wetterdienst „Veðurstofa“ eine Mitteilung heraus, dass eine neue Eruption begonnen hat. Dem Ereignis gingen dabei in den Vortagen und -wochen zahlreiche Erdbeben, sogenannte Schwarmbeben, voraus. Das stärkste Beben ereignete sich dabei am 31. Juli in der Nähe des Örtchens Grindavík mit einer Magnitude von 5,7. Für ein von Magmafluss verursachtes Beben ist das schon recht viel, dementsprechend blieb es auch nicht ganz folgenlos. So flogen im dortigen Supermarkt unter anderem zahlreiche Verpackungen und Flaschen aus den Regalen. Spürbar war es allemal, auch bis in die Hauptstadt Reykjavík hinein.

Es schien also relativ klar, dass dort in nächster Zeit etwas passieren würde. Weitere Anzeichen für einen bevorstehenden Ausbruch waren unter anderem bereits an den Vortagen aufsteigender Dampf und Rauch an der Eruptionsstelle. Mittels eines sogenannten Interferogramms basierend auf Radarbildgebung des Satelliten Sentinel-I ließ sich in diesem Zeitraum auch eine Wölbung und Verformung der Erdoberfläche nachweisen. Schließlich steigerte sich die Erdbebenaktivität immer weiter, bis es zur neuen Eruption kam.

Wie aber begann das ganze Schauspiel überhaupt? Dafür muss man gedanklich ein gutes Jahr zurückspulen bis in den Spätwinter 2021. Die Gegend um den Fagradalsfjall zeigte sich zuvor schon seit einigen Jahren relativ unruhig. Immer wieder kam es rund um den alten Schildvulkan, der zum größeren Vulkansystem Krýsuvík gehört, auf der Halbinsel Reykjanes zu Schwarmerdbeben. Nachdem die Erdbebentätigkeit im Februar und Anfang März 2021 immer heftiger wurde, war es nur noch eine Frage der Zeit, bis eine Eruption beginnen würde. Dabei würde es sich schließlich um den ersten Vulkanausbruch seit über 800 Jahren auf der Halbinsel Reykjanes handeln.

Am Abend des 19. März 2021 war es dann endlich soweit. Am Südhang des Fagradalsfjall, in den Geldingadalir, öffnete sich eine Spalte, aus der kontinuierlich Lava floss. In den Folgetagen und -wochen wuchsen anschließend rasch mehrere Krater und es bildete sich schnell ein umfangreiches Lavafeld. Mit der Zeit verlagerte sich das Eruptionsgeschehen immer wieder und es öffneten und schlossen sich wiederholt verschiedene Spalten in der Erdoberfläche. Ende April und Anfang intensivierte sich die Vulkantätigkeit nochmals signifikant, dabei konnten aus den inzwischen entstandenen Kratern Fontänen mit einer Höhe von bis zu 500 Metern beobachtet werden. Diese Aktivität beruhigte sich aber rasch wieder. Im Anschluss daran war hauptsächlich nur noch ein großer Krater aktiv, aus dem inzwischen Lava in weitere Seitentäler abfloss. Seit Anfang September 2021 kam auch dieser Krater zur Ruhe und es floss – wenn überhaupt – nur noch sehr wenig Lava aus. Mitte Dezember 2021 wurde der Ausbruch schließlich für beendet erklärt, nachdem über drei Monate hinweg keine neue Lava mehr gefördert wurde. Aufgrund anhaltender Erdbebenaktivität konnte aber schon zu diesem Zeitpunkt nie ausgeschlossen werden, dass es nicht erneut zu einer Eruption kommen würde.

Die Vulkanologen bei der Veðurstofa gehen davon aus, dass sich um die Eruptionsstelle langsam aber stetig ein neuer Schildvulkan aufbauen wird. Wenn dem so ist, würde dies bedeuten, dass die Eruptionstätigkeit – sicher auch mit Unterbrechungen – noch über viele Jahre anhalten wird. Eine gute Gelegenheit also, dem Fagradalsfjall mal einen Besuch abzustatten, denn kaum irgendwo auf der Welt lässt sich ein Vulkanausbruch derart gut und verhältnismäßig gefahrlos aus nächster Nähe beobachten.

M.Sc. Felix Dietzsch

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 06.08.2022

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DWD Es sprudelt wieder

Wespen – nützliche Nervensägen oder nervige Nichtsnutze?

Was für ein Hitzesommer! An dieser Stelle haben wir in den vergangenen Tagen und Wochen bereits mehrfach auf die außergewöhnlich heiße und trockene Witterung in weiten Teilen Deutschlands hingewiesen. Gerade im Zuge verstärkter Freizeitaktivitäten hat man mittlerweile aber mehr „Begleiter“ um sich herum als einem lieb ist. Die Rede ist vom derzeitigen „Ansturm“ der Wespen.

Egal ob beim gemütlichen Grillfest mit der Familie, im Freibad mit Freunden oder beim Gassi gehen mit dem Hund, die Plagegeister sind überall – und damit sind nicht die eigenen Kinder gemeint ;)! Da spielen gefühlt weder die Tageszeit noch die Frage ob pralle Sonne und komfortabler Schatten eine Rolle – sie kreisen bereits hartnäckig um ihr Objekt der Begierde. Da die Wespe tagaktiv ist, gibt es in den frühen Morgen- und späten Abendstunden allerdings schon ein Minimum des surrenden Flugverkehrs. Dabei sind nur wenige Unterarten (Deutsche und Gemeine Wespe) Menschen gegenüber aufdringlich und aggressiv – die meisten leben „friedlich“ in Wäldern und auf Wiesen und ernähren sich von Nektar und zuckerhaltigen Pflanzensäften. So verwundert es nicht, dass auch die penetranten Vertreter vor allem Jagd auf zuckerhaltige Lebensmittel machen – die Klassiker schlechthin sind süße Limonaden und Obstkuchen (Apfel, Birne, Zwetschgen). Aber auch Deftiges wie Bratwürste und Pommes stehen auf der Speisekarte ganz oben. Sie folgen also lediglich ihrem Instinkt.

Doch lässt sich statistisch überhaupt belegen, dass wir es in diesem Jahr mit einer besonders hohen Wespenpopulation zu tun haben? Nein. Eine Wespenzählung oder zumindest grobe Schätzung wäre aufgrund der Vielzahl und Verbreitung der Nervensägen viel zu aufwändig und ungenau. Daher muss die subjektive Wahrnehmung herhalten, die naturgemäß sehr unterschiedlich sein kann. Schädlingsbekämpfer vermelden allerdings volle Auftragsbücher und kommen teilweise kaum hinterher – zumindest ein Indiz. Widmen wir uns im Folgenden einmal unserer Hauptexpertise. Waren denn die meteorologischen Bedingungen in den vergangenen Monaten förderlich für die Wespenvölker? Die Insekten lieben Wärme und Trockenheit, am besten schon während des Larvenstadiums im Frühjahr.

Zur Erinnerung: Das war in diesem Jahr zwar nicht rekordverdächtig warm, wie beispielsweise 2018, mit einer deutschlandweiten Mitteltemperatur (März, April, Mai) von mehr als 10 Grad aber vor allem sehr sonnenscheinreich und trocken. Diese Witterung setzt sich – bis auf wenige Ausnahmen – in den Sommermonaten bisher nahtlos fort. Gerade im Südwesten des Landes, wo es im Juli so gut wie gar nicht geregnet hat und die Sonne über 300 Stunden schien, häufen sich derzeit die Berichte über besonders viele und aggressive Wespen. Natürlich tragen auch die heftigen, wenngleich zum Glück meist nur kurzen Hitzeeinschübe mit Rekordwerten nahe 40 Grad ihren Teil dazu bei.

Fällt zu viel Regen, schimmeln die Nester und die Völker sterben. Den eigenen Flüssigkeitsbedarf ziehen sie aus ihrer Nahrung. Wasser benötigen sie eigentlich nur für ihre Nester: Zum Bau (Papiernester aus Zellulosefasern) sowie zur Kühlung (siehe DWD Wetterlexikon „Verdunstung“). Mit den tieferen Temperaturen im Herbst – spätestens mit den ersten Nachtfrösten – sterben die Völker. Nur die Königin überlebt, überwintert und gründet im Frühjahr ein neues Wespenvolk. Etwa ab Mai bauen sie ihre Nester und schwärmen wieder aus. Dann beginnt die Jagd auf ein leckeres Stück Kuchen und einen Schluck Limo aufs Neue.

Bei allem Groll soll aber dringend darauf hingewiesen werden, dass Wespen unter Artenschutz stehen (nicht jedoch Deutsche und Gemeine Wespe!) und in der Natur wichtige Aufgaben übernehmen – wie die Beseitigung von faulem Obst, morschem Holz und toten Insekten. Ziehen Sie demzufolge im Falle eines ortsnahen Wespennestes immer einen Experten zu Rate, damit Sie den Rest des Sommers entspannt genießen können. Oder sorgen sie abseits der Sitzgelegenheiten für ein gezieltes Ablenkungsmanöver, an dem sich die Wespen fröhlich laben dürfen. Und aufgepasst: In vielen Bundesländern steht auf das grundlose Töten von Wespen inzwischen ein sattes Bußgeld von mehreren tausend Euro, im Einzelfall sogar bis weit in den fünfstelligen Bereich hinein.

Dipl.-Met. Robert Hausen

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 05.08.2022

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Ist das schon der Klimawandel? (Attributionsforschung – Teil 2)

Am heutigen Donnerstag werden zum wiederholten Male in diesem Sommer Höchstwerte nahe 40 Grad erreicht. „Ist das schon der Klimawandel?“ oder „Ist das eine Folge der Erderwärmung?“ Sicherlich wurden mit diesen oder ähnlichen Fragen in den vergangenen Tagen wieder viele Meteorologen und Klimaforscher konfrontiert, wie immer bei extremen Wetterlagen. Sei es von Freunden und Bekannten, die selbst von einem Extremwetter heimgesucht wurden oder wenn in den Nachrichten mal wieder von Unwettern oder Ernteausfällen durch Dürreperioden berichtet wird. Spätestens bei der verheerenden Flutkatastrophe im Juli 2021 ergriffen Klimaaktivisten und selbst Politiker unterschiedlicher Parteien die Chance, im Wahlkampf diese Tragödie als eindrucksvolles Beispiel zu verwenden, um eine nachhaltigere und engagiertere Klimapolitik zu fordern. Aber ist das wirklich so, dass diese Naturkatastrophe ein klares Zeichen für den bereits stattgefundenen Klimawandel war? Im Thema des Tages vom 27. Juni (siehe Link am Ende des Textes) haben wir bereits erklärt, dass man es sich so einfach nicht machen darf.

Manch einem mag es vielleicht so erscheinen, als gäbe es heutzutage im Sommer nur noch Extreme. Mal sind es verheerende Überschwemmungen wie im letzten Jahr, mal unerträgliche Hitzewellen oder langanhaltende Dürreperioden wie in diesem Jahr. Doch haben sich tatsächlich bereits heute Wetter und Klima hin zu häufigeren und zunehmend schlimmeren Extremereignissen verändert? Werden sich diese mit fortschreitender Erderwärmung weiter verschlimmern? Diesen Fragestellungen gehen die Klimawissenschaften mit sogenannten „Attributionsstudien“ nach. Dabei handelt es sich um ein noch sehr junges Forschungsfeld, welches wir im heutigen Thema des Tages vorstellen wollen.

Der Begriff „Attribution“ kommt aus dem Lateinischen und bedeutet so viel wie „Zuordnung (von Zusammenhängen)“. In der Klimaforschung wird konkret untersucht, ob der fortschreitende Anstieg der globalen Lufttemperatur bereits heutzutage zu einer geänderten Häufigkeit von Extremereignissen geführt hat. Bei den Studien wird von einem Ursache-Wirkungs-Prinzip ausgegangen. Dazu blickt man mit Klimamodellen mehrere Tausend Jahre in die Vergangenheit zurück. In diesen Simulationen werden die klimatischen Bedingungen bis in vergangene Zeiten, für die es keine (präzisen und flächendeckenden) Messungen gibt, künstlich erzeugt. Da Wetter- und Klimaextreme per Definition selten auftreten, benötigt man für belastbare statistische Aussagen einen so langen Zeitraum.

Für den notwendigen Vergleich zwischen dem Klima der Vergangenheit, den heutigen klimatischen Verhältnissen und denen der Zukunft wird ein weiterer wissenschaftlicher Kunstgriff vollzogen. Sämtliche Simulationen des vergangenen Klimas werden zunächst nur mit natürlichen Klimaantrieben durchgeführt (z.B. Vulkanausbrüche, Änderung der solaren Einstrahlung, …). So erhält man die klimatischen Verhältnisse, die sich ohne den Einfluss des Menschen entwickelt hätten. Anschließend berücksichtigt man in den Klimasimulationen zusätzlich anthropogene (d.h. vom Menschen verursachte) Einflüsse wie den Ausstoß von Treibhausgasen (z.B. CO2, Methan), um ein realitätsnahes Klima zu berechnen.

Um die Bandbreite der natürlichen Variabilität von Extremereignissen abschätzen zu können, werden diese Simulationen mehrfach durchgeführt. So erhält man einen ausreichend großen Datensatz für statistische Analysen. Durch den direkten Vergleich der Klimata mit und ohne anthropogenem Einfluss lassen sich etwaige Unterschiede bezüglich der Häufigkeit von Wetter- oder Witterungsextremen dem menschlichen Handeln „zuordnen“. Damit wären wir zurück bei der namensgebenden „Attribution“ und dem Prinzip „Ursache-Wirkung“. Die Auswertung erfolgt in der Regel in Form einer Auszählung aller dem aktuellen Wetterphänomen (z.B. eine Hitzewelle) sehr ähnlichen Ereignisse. Mit dieser Methode kann man also geänderte Eintrittswahrscheinlichkeiten eines betrachteten Extremereignisses im Vergleich zur vorindustriellen Zeit bestimmen und diese dem Klimawandel zuordnen. Für eine Einschätzung der zukünftig zu erwartenden Verhältnisse können Simulationen unter Hinzunahme der anthropogenen Treibhausgasemissionen aus unterschiedlichen Klimaszenarien durchgeführt und im Hinblick auf Extremereignisse ausgewertet werden.

Bei Attributionsstudien muss allerdings beachtet werden, ob die eingesetzten Klimamodelle überhaupt in der Lage sind, die untersuchten Extremereignisse realitätsgetreu abzubilden. Analysen von kleinräumigen Phänomenen wie Gewitter mit Starkregen sind erst seit der Entwicklung der neuesten Generation der sogenannten konvektionserlaubenden regionalen Klimamodelle möglich. Diese Modellrechnungen sind allerdings rechentechnisch äußerst aufwändig und erfordern daher sehr leistungsstarke Großrechner.

Zusammengefasst geben uns die Erkenntnisse aus der Attributionsforschung also Aufschluss über den tatsächlichen Einfluss des Klimawandels auf Extremereignisse. Mit ihnen kann selbst für individuelle Extremwetterlagen (z.B. die Flutkatastrophe 2021, mehr dazu im nächsten Teil) analysiert werden, ob und in welchem Maße der Klimawandel deren Intensität beeinflusst hat und ob die Eintrittswahrscheinlichkeit für solche Ereignisse bereits zugenommen hat.

Weltweit besteht für diese Thematik bei Politik und Gesellschaft ein sehr hohes Interesse, weil die Attributionsforschung auch dafür verwendet werden kann, um Aussagen für die Zukunft abzuleiten. So helfen sie politischen Entscheidungsträgern bei der Konzipierung von Klimaanpassungsstrategien und ermöglichen es uns, die Veränderung von Extremereignissen bei unterschiedlichen Klimaprojektionen abzuschätzen (z.B. bei Einhaltung des 1,5- oder 2-Grad-Ziels oder beim Verfehlen dieser Ziele).

Im dritten und letzten Teil dieser Themenreihe stellen wir demnächst die wesentlichen Ergebnisse von Attributionsstudien zu Extremwetterlagen der jüngeren Vergangenheit vor.

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 04.08.2022

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„Schwitzen für Fortgeschrittene“ – die nächste Runde

Die nächste Hitzewelle steht in den Startlöchern! Naja, mit Blick in den Südwesten muss man genaugenommen sagen, dass es vor allem dort zum Teil auch schon in den vergangenen Tagen immer wieder mal heiß war mit Spitzenwerten bis zu 33 Grad am letzten Sonntag entlang des Oberrheins. Am gestrigen Dienstag konnten dann auch einige Regionen am Niederrhein, in der östlichen Mitte und zwischen Main und Donau mit bis zu 32 Grad einen heißen Tag verbuchen. Alles in allem war das aber nichts weiter als ein kleiner Vorgeschmack auf das, was noch folgt. Denn zwischen Tief HEIDELORE über dem Nordmeer und Hoch NORMEN über Mitteleuropa wird weiter fleißig heiße Luft aus Südwesten nach Deutschland geschaufelt.

Heute werden in der Folge bei viel Sonnenschein verbreitet 30 bis 36 Grad erwartet, am Donnerstag dann sogar bis zu 39 Grad, was gleichzeitig aber auch schon den Höhepunkt der Hitzewelle markiert. Die Kaltfront von Tief HEIDELORE greift im Laufe des Donnerstags nämlich auf den Westen und Nordwesten Deutschlands mit lokal unwetterartigen Schauern und Gewittern über. Diese weiten sich in der Nacht zum Freitag auf die Nordwesthälfte aus und kommen am Freitag langsam in die Südosthälfte voran, wobei es vorab auch schon im Voralpenland „knallen“ kann.

Während sich die Luft vor allem im Süden und Südosten am Freitag nochmals auf bis zu 35 Grad aufheizt, erfährt Deutschland ansonsten eine deutliche Abkühlung. In der Nordwesthälfte wird oftmals nicht einmal mehr die 25-Grad-Marke erreicht und in den Wochenendnächten werden die Außenthermometer dort teilweise sogar nur einstellige Tiefstwerte anzeigen (weiterhin heiß hergehen wird es wohl nur nahe des Dörfchens Wacken in Schleswig-Holstein 😉 ).

Am Samstag räumen Schauer und Gewitter dann auch im Süden und Südosten die heiße Luft aus. Es bleibt dort mit 25 bis 30 Grad aber sommerlich warm. Im Norden sind die 25 Grad dagegen weiterhin unerreichbar. In weiten Teilen des Landes hat sich das Wetter dabei beruhigt, denn von Westen hat dann Hoch OSKAR die Geschicke übernommen (was im Nordwesten bereits am Freitag der Fall ist). Und während der Sonntag im äußersten Süden noch unbeständig ausfallen dürfte, wird er ansonsten seinem Namen doch größtenteils gerecht, auch wenn sich die ein oder andere Wolke am Himmel als dekorativer Sonnenbegleiter zeigt.

Dekorativ ist auch das Stichwort für die kommende Woche, denn diesen Charakter muss man den Wolken nach aktuellem Stand auch dann attestierten. Es bleibt also wohl weitgehend trocken und dazu hochsommerlich warm bis heiß.

Dipl.-Met. Tobias Reinartz

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 03.08.2022

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