Graue Herbststimmung

Der Herbst bringt viel Veränderung in die Natur. Beim Thema herbstliche Stimmung hat man Bilder von sich verfärbenden Blättern, orangenen Kürbissen und herabfallenden Kastanien im Kopf und wird hoffentlich nicht von dem ein oder anderen am Kopf getroffen. Wettertechnisch steht der Herbst für den Übergang zu allmählich kälteren Luftmassen mit kalten Nächten nach noch warmen Tagen. Tau, nach langer Zeit wieder der erste Reif, Herbststürme und auch Nebel prägen diese Jahreszeit.

Im Besonderen der Nebel oder Hochnebel ist DAS Wetterphänomen der letzten Wochen. Bei Nebel handelt es sich um eine am Erdboden aufliegende Wolke. Er entsteht, wenn in bodennahen Schichten die Temperatur und der Taupunkt den gleichen Wert erreichen. Dann kann Wasserdampf zu kleinen Wassertröpfchen kondensieren, was die mit Nebel verbundene Sichttrübung verursacht. Alles wirkt nebulös, verschleiert, gräulicher. Dabei kann entweder die Temperatur sinken, der Taupunkt steigen, oder auch beides gleichzeitig. Je nachdem auf welche Weise sich Temperatur oder Taupunkt ändern, unterscheidet man zwischen verschieden Nebelarten. Es gibt den Mischungsnebel, Verdunstungsnebel wie beispielsweise Seerauch und Abkühlungsnebel, wozu Advektions- und Strahlungsnebel zählen.

Vor allem Strahlungsnebel ist in den Herbstmonaten ein Thema. Die Entstehung von Strahlungsnebel kann man recht einfach beobachten und wird zur Unterstreichung der Stimmung in Filmen, Bildern und Literatur verwendet. In vielen Halloween-Gruselfilmen spielt der Nebel eine Rolle, wie er alles noch undurchsichtiger macht. Wer kennt diese Szenen nicht, wenn eine Gruppe junger Menschen durch einen verwunschenen Wald geht und plötzlich taucht hinter der Nebelwand ein scheinbar verlassenes Haus auf.

Ein lyrisches Beispiel für den Stimmungsgeber Nebel stellt das Abendlied von Matthias Claudius dar, einem Gedicht aus dem 18. Jahrhundert. In der ersten Strophe des Gedichtes wird dabei auf alle Voraussetzungen für die Entstehung von Strahlungsnebel eingegangen:

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„Der Mond ist aufgegangen“

Damit Strahlungsnebel entsteht, darf es keine Einstrahlung der Sonne geben. Strahlungsnebel entsteht also nur nachts bis in die frühen Morgenstunden. Nach Sonnenaufgang sorgt die Einstrahlung für Auflösung der Nebelfelder.

„Die goldnen Sternlein prangen
Am Himmel hell und klar.“

Die zweite Voraussetzung zur Nebelbildung ist die möglichst ungehemmte Ausstrahlung. Bei wolkenlosem Himmel kann der Erdboden besonders effektiv ausstrahlen, da es keine Gegenstrahlung von Wolken gibt.

„Der Wald steht schwarz und schweiget,“

Bei Strahlungsnebel ist es zudem wichtig, dass es möglichst schwachwindig ist oder Windstille herrscht. Durch Wind kommt es zu Turbulenzen und Durchmischung der untersten Luftschicht. Dadurch ist die starke Abkühlung der bodennahen Schichten gehemmt und es kann sich keine Bodeninversion ausbilden. Diese Abkühlung ist aber wichtig, damit die Temperatur am Erdboden bis auf den Taupunktwert sinkt.

„Und aus den Wiesen steiget
der weiße Nebel wunderbar.“

Damit die Temperatur auf den Taupunkt sinkt, ist es förderlich einen möglichst hohen Taupunkt zu haben. Dieser liegt über Wiesen höher als beispielsweise auf bereits abgeernteten Äckern oder über bebauten Flächen.

Aber egal wie poetisch man die Nebelbildung betrachten will oder wie stimmungsvoll man den Nebel in Horrorfilmen findet, grau ist grau. Wenn man tage- oder auch wochenlang die Sonne nur sporadisch sieht, kann das ziemlich auf die eigene Stimmung drücken. Tagein-tagaus nur grau, grau und nochmals grau. Für Loriot-Fans ist der Himmel vielleicht eher braun-grau, so ins gelbliche gehend mit einem Stich rot drin. Andere laden die „Fifty Shades of Grau“ am Himmel vielleicht zu einem Büchermarathon ein, weil man ja irgendwie durch dieses triste Wetter durch muss.

DWD Graue Herbststimmung

Es ist nämlich auch auf längere Sicht keine Wetterumstellung in Sicht. Der umfangreiche Hochdruckeinfluss verstärkt sich diese Woche von Nordwesten her wieder, wodurch die Nebel- und Hochnebelbildung begünstigt wird. Die tiefstehende Sonne hat auch nicht mehr genug Kraft, diese Nebelsuppe im Tagesverlauf aufzulösen. Ganz im Gegenteil, es „suppt“ örtlich raus aus der Hochnebeldecke, sprich hier und da muss mit Sprühregen gerechnet werden. Was bleibt einem dann noch übrig bei diesen trüben Aussichten? Eventuell mit einer dampfenden Tasse EarlGrey-Tee in der Hand den eigenen Schwarzen Humor etwas aufhellen um sich der grauen Stimmung anzupassen oder sich zur Grisaille Malerei inspirieren lassen.

M.Sc. Meteorologin Sonja Stöckle
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 05.11.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Das Herbsthoch bleibt mittelfristig der Chef in der mitteleuropäischen Wetterküche!

Was der Sommer nie schaffte, versucht nun der Herbst nachzuholen – eine beständige Hochdruckwetterlage. Doch leider sind die resultierenden Wetterphänomene mit dem Fortschreiten des Jahres nicht mehr zwingend mit jenen im Sommer vergleichbar. Während im Sommer die Sonne verbreitet vom gering bewölkten oder wolkenlosen Himmel brennen und so die Temperaturen vermutlich auf heiße Werte hieven würde, sind im Spätherbst vielerorts Nebel und Hochnebel als Zutat dabei. Zudem könnten die längeren und teils klaren Nächte in Teilen Deutschlands für das Absinken der Temperatur unter den Gefrierpunkt sorgen.

DWD Das Herbsthoch bleibt mittelfristig der Chef in der mitteleuropaeischen Wetterkueche

Verantwortlich für das ruhige, herbstliche Wetter ist derzeit das Hoch ZAYYAN über Nordostdeutschland und Westpolen (vgl. Grafik 1). Dieses wandert in den nächsten Tagen zwar zum Schwarzen Meer, doch den freien Platz nehmen keine Tiefdruckgebiete ein. Stattdessen kann sich über Frankreich ein neues Hoch kräftigen und zur westlichen Ostsee verlagern (vgl. Grafik 2). Entsprechend bleibt hierzulande das ruhige Herbstwetter bestehen. Die beständige Wetterlage ist auch als sogenannte Omega-Wetterlage zu bezeichnen (siehe auch Grafik 1). Dabei wird das mächtige Hoch am Boden sowie das hohe  (als Geopotential wird in der Meteorologie die potentielle Energie (Energie der Lage) pro Masseneinheit bezeichnet. Das Geopotential stellt damit physikalisch die Energie der Lage dar, die ein Luftpaket mit der Masse von 1 kg in einer gegebenen Höhe über NN besitzt) in größeren Höhen von hochreichendem Tiefdruckzonen über dem Atlantik und Osteuropa in die Zange genommen. Würde man diese Druckverteilung vom Äquator aus betrachten, so erinnert sie mehr oder weniger deutlich an den griechischen Buchstaben Omega. Insgesamt sind vor allem die Prozesse in größeren Höhen für das Wetter in bodennahen Schichten verantwortlich. Und dort in rund 5,5 km ist hohes Geopotential zu verzeichnen, der nur vorübergehend etwas schwächelt und sich dann aber rasch wieder regeneriert.

DWD Das Herbsthoch bleibt mittelfristig der Chef in der mitteleuropaeischen Wetterkueche 1

Mitteleuropa und somit auch Deutschland würden demnach mittelfristig von Hochdruckwetter geprägt. Normalerweise ein Grund zur Freude, da hoher Luftdruck meist mit Sonnenschein in Verbindung steht. Doch die Situation in der kommenden Woche bringt uns in ein Dilemma! Einerseits sorgt Hochdruckeinfluss für absinkende Luftbewegungen und Wolkenauflösung. Die zuvor eingeflossene sehr feuchte und sich bodennah abkühlende Luft, schwache Winde und eine mit Fortschreiten des Jahres zunehmend schwächelnde Sonne stehen dem „Goldenen November“ zumindest regional entgegen. Durch das Absinken kann sich nämlich eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Inversionslage ausbilden. Unter  versteht man in der Meteorologie die Umkehr des normalerweise mit der Höhe abnehmenden Temperaturverlaufs in einer mehr oder weniger dicken Schicht. Grundsätzlich müssen in den bodennahen Luftschichten im Vergleich zu den darüber liegenden Schichten kältere Temperaturen vorherrschen. Dies kann z.B. durch das großräumige Heranführen von Warmluft in der Höhe erreicht werden. Aber auch die Erwärmung der Luft durch Absinken im Bereich eines Hochdruckgebietes oder die Abkühlung der unteren Luftschichten durch Ausstrahlung führen oftmals zu der Ausbildung einer Inversionsschicht, wo markante Temperaturgegensätze auftreten. Lokal vom Erdboden aufsteigende Luft kann dann eine solche Inversionsschicht nicht durchdringen. Somit stellt eine Inversion eine Art Sperrschicht dar, die einen Austausch zwischen bodennahen und höher liegenden Luftschichten verhindert. Je nach Dicke dieser Sperrschicht und somit der Wolkendecke schaffte es die Sonne oder eben nicht die Wolken tagsüber aufzulösen. Ob zudem Sprühregen aus der Hochnebeldecke fällt oder nicht, ist von der Mächtigkeit der Schichtwolkendecke, dem Feuchtegehalt sowie potentiell schwachen Hebungsimpulsen abhängig.

Entsprechende Hebungsimpulse können sogenannte kleine Kaltlufttropfen auslösen, die in den beschriebenen Schwächephasen von der Nordsee über Benelux bis zum Mittelmeer wandern. Als werden kalte Höhentiefs bezeichnet, unter denen sich im Bodenfeld keine oder nur eine schwache zyklonale Zirkulation befindet. Sie treten überwiegend im Winter über dem Festland in Erscheinung. Aufgrund des hohen, bodennahen Luftdrucks verfügen diese hierzulande über keine signifikante Wetteraktivität, können aber regional die Hochnebeldecke etwas heben und resultierend etwas Sprühregen produzieren.

Über dem Mittelmeerraum bekommen die Kaltlufttropfen auch bodennah zunehmend zyklonale Strukturen. Dort ist bei fehlendem Absinken durch hohen Luftdruck auch die Wetteraktivität deutlich höher. So soll es anfangs bevorzugt im westlichen Mittelmeerraum und somit auch an der spanischen Mittelmeerküste gebietsweise nochmals ordentlich schütten. Im Verlauf soll sich der Niederschlagsschwerpunkt jedoch in den zentralen Mittelmeerraum verlagern. Vor allem rund um Korsika und Sardinien sind dann hohe Niederschlagsmengen möglich.

Noch mehr Niederschlag wird in Teilen Mittelamerikas und der Karibik erwartet. Zum einen sorgt ein kleines Höhentief, das von Costa Rica nach Kolumbien wandert, für eine Intensivierung der westlichen Grundströmung und Verstärkung der Hebungsimpulse, sodass es von Costa Rica bis Kolumbien wiederholt schwere Gewitter mit heftigen Starkregen gibt. Dabei sollen in der kommenden Woche Regenmengen von 100 bis 300, gebietsweise bis 500 l/qm zusammenkommen. Diese sind auch über den Zeitraum von 72 Stunden klimatisch signifikant und beschreiben mindestens eine 20-jährige Wiederkehrperiode (vgl. Grafik 3 oben rechts., der Extrem Wetter Index des DWD (farblich markiert) hebt deutlich Regionen hervor, in denen auf Basis klimatologischer Informationen sowie unter Berücksichtigung zahlreicher aktueller Berechnungen (Ensemble) extreme Wetterereignisse simuliert werden. Das 90%-Perzentil entspricht dabei dem „reasonable worst case„). Zudem hat sich über dem Karibischen Meer ein tropisches Tief (AL18) gebildet, welches nun unter Verstärkung über das Yucatán Becken in den Golf von Mexiko zieht und nach aktuellen Berechnungen als Kategorie 1 Hurrikan den Westen von Kuba überqueren soll. Neben hohen Windgeschwindigkeiten sollen auch in dessen Umfeld heftige Regenfälle mit 100 bis 250, lokal bis 350 l/qm in 36 bis 60 Stunden auftreten (vgl. Grafik 3).

DWD Das Herbsthoch bleibt mittelfristig der Chef in der mitteleuropaeischen Wetterkueche 2

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 04.11.2024
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Wie lange hält das Hochdruck-Bollwerk noch durch?

Etwas Sonnenschein, teils zähe Nebelfelder und größtenteils kein Niederschlag. So lässt sich das Wettergeschehen der letzten Wochen beschreiben. Und auch der kommenden Woche setzt sich das ruhige Herbstwetter fort. Verantwortlich dafür ist ein neues kräftiges Hochdruckgebiet mit dem Namen ZAYYAN, dessen Zentrum sich aktuell über Tschechien und Südpolen befindet. ZAYYAN nimmt dabei einen blockierenden Charakter an, sodass Tiefdruckgebiete um das großräumige Hoch herum nach Norden oder nach Süden abgelenkt werden. Damit gestaltet sich das Wetter im Mittelmeerraum nach den verheerenden Überschwemmungen in Spanien gebietsweise weiterhin wechselhaft.

DWD Wie lange haelt das Hochdruck Bollwerk noch durch 1

Am heutigen Sonntag ist auf der Rückseite einer schwachen Kaltfront etwas trockenere Luft in die Nordosthälfte Deutschlands eingeflossen. Damit zeigt sich heute die Sonne in vielen Landesteilen etwas häufiger als noch in den vergangenen Tagen. Nur im Südwesten und Süden -vom Bodensee über die Donau bis zum Oberrhein- kann sich der Nebel länger halten. Dort sind die Temperaturen mit maximal 9 Grad auch eher verhalten, während in den sonnigen Gebieten ungewöhnlich hohe Spitzenwerte von bis zu 15 Grad erreicht werden.

Und auch in der kommenden Woche ändert sich an der Großwetterlage kaum etwas. Der persistente  über Mitteleuropa stützt das Bodenhoch und lässt Tiefdruckgebieten mit ihren Frontensystemen vorerst keine Chance. Am kommenden Wochenende wird der Höhenrücken etwas nach Osten abgedrängt. Gleichzeitig nähert sich von Westen ein . Dieser wird aber voraussichtlich nicht viel gegen das Hochdruck-Bollwerk über Zentraleuropa anrichten können, sodass nach jetzigem Stand auch am kommenden Wochenende das ruhige hochdruckdominierte Wetter anhält. Ein Blick auf die Ensemble-Vorhersage zeigt dies ebenfalls. Bis zum kommenden Wochenende werden keine nennenswerten Niederschläge erwartet. Erst ab Sonntag tauchen einige zaghafte Signale auf. Doch auch zu Beginn der darauffolgenden Woche ist eine Fortsetzung des ruhigen Hochdruckwetters wahrscheinlicher als eine unbeständige Wetterphase mit nennenswerten Niederschlägen!

DWD Wie lange haelt das Hochdruck Bollwerk noch durch 2

Damit gibt es nach jetzigem Stand auch am kommenden Wochenende einen Mix aus etwas Sonnenschein und teils zähen Nebelfeldern. In einigen Flussniederungen im Süden wird sich der Nebel tagsüber auch gar nicht mehr auflösen. Dort könnte aufgrund eines Sonnenmangels ernsthaft über die Anschaffung von Vitamin D Tabletten nachgedacht werden. Ansonsten erwartet uns bis auf Weiteres vor allem auf den Bergen der Alpen und der Mittelgebirge nahezu durchgehend sonniges Herbstwetter. In den Nächten gibt es bei längerem Aufklaren leichten, örtlich auch mäßigen Frost.

DWD Wie lange haelt das Hochdruck Bollwerk noch durch 3

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 03.11.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Deutschlandwetter im Oktober 2024

Erste Auswertungen der Ergebnisse der rund 2000 Messstationen des DWD in Deutschland.

Besonders warme Orte im Oktober 2024*

Platz

Station Bundesland durchschnittliche Temperatur Abweichung
1 Helgoland Schleswig-Holstein 13,3 °C +1,6 Grad
2 Ohlsbach Baden-Württemberg 13,0 °C +2,8 Grad
3 Rheinfelden Baden-Württemberg 12,9 °C +2,3 Grad

Besonders kalte Orte im Oktober 2024*

Platz

Station Bundesland durchschnittliche Temperatur Abweichung
1 Zinnwald-Georgenfeld Sachsen 6,8 °C +1,3 Grad
2 Carlsfeld Sachsen 7,7 °C +2,0 Grad
3 Kahler Asten Nordrhein-Westfalen 8,0 °C +1,7 Grad

Besonders niederschlagsreiche Orte im Oktober 2024**

Platz Station Bundesland Niederschlagsmenge Anteil
1 Baiersbronn-Ruhestein Baden-Württemberg 177,4 l/m² 109 %
2 Marktschellenberg Bayern 149,1 l/m² 141 %
3 Oberammergau Bayern 138,5 l/m² 153 %

Besonders trockene Orte im Oktober 2024**

Platz Station Bundesland Niederschlagsmenge Anteil
1 Hirschstein-Heyda Sachsen 15,5 l/m² 38 %
2 Halle-Döllnitz Sachsen-Anhalt 18,8 l/m² 56 %
3 Bertsdorf-Hörnitz Sachsen 19,3 l/m² 41 %

Besonders sonnenscheinreiche Orte im Oktober 2024**

Platz Station Bundesland Sonnenschein Anteil
1 Reit im Winkl Bayern 165 Stunden 105 %
2 Zwiesel Bayern 145 Stunden 104 %
3 Oschatz Sachsen 139 Stunden 109 %

Besonders sonnenscheinarme Orte im Oktober 2024**

Platz Station Bundesland Sonnenscheindauer Anteil
1 Wolfach Baden-Württemberg 39 Stunden 34 %
2 Möhrendorf-Kleinseebach Bayern 41 Stunden 37 %
3 Singen Baden-Württemberg 51 Stunden 51 %

Oberhalb 920 m NHN sind Bergstationen hierbei nicht berücksichtigt.

Die Sonnenscheindauer wird seit August 2024 teilweise aus Satellitendaten abgeleitet.

* Monatsmittel sowie deren Abweichung vom vieljährigen Durchschnitt
(int. Referenzperiode 1961-1990).

** Prozentangaben bezeichnen das Verhältnis des gemessenen
Monatsmittelwertes zum vieljährigen Monatsmittelwert der
jeweiligen Station (int. Referenzperiode, normal = 100 Prozent).

Hinweis:
Einen ausführlichen Monatsrückblick für ganz Deutschland und
alle Bundesländer finden Sie im Internet unter

Diplom-Meteorologe Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach
Offenbach, 02.11.2024
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An Tagen mit ruhigem Wetter…

Am gestrigen Donnerstag wurde in vielen Teilen Deutschlands der Reformationstag begangen. Evangelische Christen erinnern an diesem Tag an den Beginn der Reformation der Kirche durch Martin Luther im Jahr 1517. In Thüringen, Sachsen, Sachsen-Anhalt, Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern, Schleswig-Holstein, Hamburg, Niedersachsen und Bremen ist der Reformationstag ein gesetzlicher Feiertag.

Auf den Reformationstag folgt nun am heutigen Freitag Allerheiligen. An diesem Tag wird seit dem 9. Jahrhundert aller Heiligen gedacht, auch wenn das Fest selbst noch viel älter ist und zuvor an wechselnden Tagen im Jahr begangen wurde. In den mehrheitlich katholisch geprägten Bundesländern Baden-Württemberg, Bayern, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Saarland ist Allerheiligen ein gesetzlicher Feiertag.

Im Englischen ergibt sich aus dem Abend vor Allerheiligen „All Hallow’s Eve„, was im Laufe der Zeit zu „Halloween“ wurde. Der Halloween-Brauch stammt ursprünglich aus dem katholisch geprägten Irland und gelangte durch irische Einwanderer in die USA. Die Einwanderer pflegten diesen Brauch auch in der neuen Heimat und bauten ihn weiter aus. Inzwischen ist Halloween in Nordamerika ein wichtiger Wirtschaftsfaktor. Auch in Europa und Deutschland wird seit einigen Jahren Halloween gefeiert.

Doch wie gestaltet sich nun das Wetter am heutigen Freitag sowie an dem anschließenden, für viele auch verlängerten Wochenende? Der November ist als grauer Monat bekannt, wird der Start dem also gerecht? Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der aktuelle Wettercharakter vielerorts seinen Beitrag zu einer gruseligen Stimmung leistet.

Am heutigen Freitag setzt sich das ruhige und vergleichsweise milde, aber zu Nebel und Hochnebel neigende Herbstwetter fort. Dies ändert sich allerdings in den kommenden Tagen. Nebel und Hochnebel bleiben dann vielen Regionen Deutschlands zwar weiterhin erhalten, es wird aber allmählich kühler. Das Hoch YÜRGEN, welches uns nun seit geraumer Zeit die Treue gehalten hat, verlagert sich nun vorübergehend so, dass die Strömung auf nördliche Richtungen dreht. Damit kann kühlere Polarluft zu uns gelangen.

DWD An Tagen mit ruhigem Wetter…

Die Höchstwerte liegen am heutigen Freitag bei 9 bis 18 Grad, am morgigen Samstag bei 8 bis 14 Grad. Im ersten Moment wirken diese gar nicht mal so unterschiedlich. Regional sind die Höchstwerte dann aber teilweise 5 bis 7 Kelvin niedriger. Dies ist beispielsweise ganz im Norden der Fall.

Auch bei den nächtlichen Tiefstwerten zeigt sich der Rückgang der Temperaturen. In der Nacht zum Samstag liegen die Tiefstwerte bei 10 bis 0 Grad. Im Norden und Nordosten sowie an den Alpen und in den höheren Lagen der süddeutschen Mittelgebirge gibt es stellenweise bereits Frost in Bodennähe. In der Nacht zum Sonntag ist dann in der Nordhälfte abgesehen von den Küsten verbreitet mit Frost in Bodennähe zu rechnen. Zudem steht in der Nordhälfte leichter Luftfrost zwischen -1 und -5 Grad auf der Vorhersagekarte. Alle Pflanzenfreunde sollten also für entsprechenden Schutz für die sich noch im Freien befindlichen Pflanzen sorgen.

Wie oben erwähnt sind Nebel und Hochnebel weiterhin beständig vorzufinden. Dies betrifft vor allem die Niederungen Süddeutschlands, am heutigen Freitag auch die mittleren Landesteile. Nur die Alpen, das Alpenvorland sowie die höheren Lagen der süddeutschen Mittelgebirge liegen auf der Sonnenseite. Auch in der östlichen Mitte scheint gebietsweise länger die Sonne.

An den Küsten und in der Norddeutschen Tiefebene bleibt es den Tag über bedeckt und zeitweise ist mit etwas Sprühregen zu rechnen. Erst in der Nacht zum Samstag lockert die Bewölkung im Norden und Nordosten auf. Am morgigen Samstag ist es dann neben den Hochlagen Süddeutschlands vor allem im Norden aufgelockert bewölkt, im Nordosten auch länger sonnig.

DWD An Tagen mit ruhigem Wetter…

DWD An Tagen mit ruhigem Wetter… 1

Nachfolgend kann sich die Sonne dann von Tag zu Tag besser durch den Nebel und Hochnebel kämpfen. Nur in den Flussniederungen Süd- und Südwestdeutschlands ist weiterhin mit beständigem Nebel und Hochnebel zu rechnen. Zudem ziehen im Norden und Nordosten teils dichte Wolkenfelder durch, die aber keine Niederschläge im Gepäck haben.

M.Sc. Meteorologin Tanja Egerer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 01.11.2024
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Wetterextreme im (Klima-)Wandel – 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 Erwärmung und der Häufigkeit und Intensität von meteorologischen und klimatologischen Extremen?

Mit dieser Frage beschäftigt sich die sogenannte „Attributionsforschung“, deren Vorgehensweise wir im  erläutert haben. Kurz zusammengefasst lässt sich mit Attributionsstudien abschätzen, inwieweit der Klimawandel für das Auftreten individueller Wetterextreme verantwortlich ist, indem man die Ergebnisse zweier Klimamodell-Simulationen vergleicht. Während bei der einen nur natürliche Klimaantriebe eingehen, werden bei der anderen zusätzlich vom Menschen verursachte Einflüsse berücksichtigt.

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

Hitzewelle in Deutschland und Frankreich (Juli 2019)

Ende Juli 2019 wurden während einer extremen Hitzewelle 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). 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 diesen auch die nächtliche Abkühlung als wesentlicher Faktor für die gesundheitliche Belastung eingeht. Man fand heraus, dass unter heutigen Klimabedingungen im Zentrum der Hitzewelle (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.

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 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 zu anderen europäischen Hitzewellen (z.B. Rekordhitze im August 2003 in West- und Mitteleuropa, Hitzewelle im Juli 2022 über Westeuropa und Großbritannien).

Flutkatastrophe an Ahr, Erft und Maas (Juli 2021)

Als zweites widmen wir uns der Flutkatastrophe an den Flüssen Ahr, Erft und Maas aus dem Jahr 2021. Am 13. und 14.Juli kam es in Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Teilen von BeNeLux regional 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 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 wäre.

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 im Vergleich zur vorindustriellen Zeit um 2 Grad wärmeres Klima (0,8 Grad wärmer als 2021) würde laut der Studie zu einer weiteren Verstärkung der Niederschlagsintensität um 0,8 bis 6 % führen. Die Eintrittswahrscheinlichkeit nimmt nochmals um einen Faktor von 1,2 bis 1,4 zu. Erreicht die Erderwärmung in der Zukunft 2 Grad, werden demnach Starkregenfälle wie jene aus dem Jahr 2021 20 % bis 40 % wahrscheinlicher.

Extreme Niederschläge im östlichen Mitteleuropa (September 2024)

Zu ähnlichen Ergebnissen kommt eine Attributionsstudie zu den sehr heftigen Regenfällen vom vergangenen September in Österreich sowie in Teilen von Tschechien, Polen und Deutschland. Bemerkenswert waren zahlreiche neue Niederschlagsrekorde im Zeitraum vom 12. bis 15. September, vor allem aber die riesige räumliche Ausdehnung dieses Niederschlagsereignis über mehrere Staaten hinweg.

Laut der Studie ist unter heutigen Klimabedingungen ein derartiges 4-tägiges Regenereignis nur alle 100 bis 300 Jahre zu erwarten. Regional betrachtet hat sich die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten solch extremer Regenfälle im Vergleich zur vorindustriellen Zeit etwa verdoppelt und die Niederschläge fallen etwa 10 % stärker aus. Bei einem um 2 Grad wärmeren Klima wird ein weiterer Anstieg der Eintrittswahrscheinlichkeit von 50 % sowie ein Anstieg der Regenintensität von 5 % erwartet. Die Autoren weisen allerdings darauf hin, dass die verwendeten Modelle konvektive Niederschläge nicht auflösen konnten. Studien vergangener Regenereignisse mithilfe von Modellen mit feinerer Auflösung (welche Konvektion explizit auflösen) zeigten einen noch stärkeren Anstieg der Regenintensitäten verglichen mit den hier verwendeten Modellen. Der genannte Anstieg der Regenraten im Vergleich zur vorindustriellen Zeit könnte also möglicherweise noch stärker ausfallen. Zudem werden die Ergebnisse unsicher, wenn man kleinere Gebiete mit lokalen Effekten betrachtet.

Zusammenfassung

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 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 dieser und weiterer Attributionsstudien wird auf die originalen Publikationen verwiesen (siehe Linksammlung).

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 31.10.2024
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Hagel – Schwer zu fassen

Um Daten zusammenzustellen und auszuwerten müssen diese erst einmal vorliegen, also erfasst werden, und hier liegt das Hauptproblem: Hagel ist schwierig zu erfassen. Aber weshalb ist das so? Es gibt mehrere Punkte, die Hagel für uns so schwer „zu fassen“ machen:
Potenziell kann Hagel an vielen Orten und über einen Großteil des Jahres entstehen, solange die entsprechenden „Zutaten“ (siehe  ) dafür vorhanden sind. Allerdings tritt Hagel im Bereich der passenden Zutaten nur sehr lokal auf. Seine Entstehung spielt sich fast komplett in der Atmosphäre ab. So gibt es eine relativ große Diskrepanz zwischen der Fläche, auf der Hagel potenziell auftreten kann und der tatsächlichen Fläche, die von Hagelschlag betroffen ist. Letztere kann mitunter weniger als einen Kilometer breit und nur kurzzeitig Hagelschlag ausgesetzt sein. Oft hagelt es an einem Standort nur wenige Minuten lang. Hagel wird daher eher selten von Messgeräten erfasst. Da es theoretisch in ganz Deutschland zu Hagel kommen kann, ist es schwierig, Messgeräte gezielt in „Hagelgebieten“ aufzustellen, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, damit Hagelkörner zu registrieren. Zwar gibt es in Deutschland Gebiete, in denen es im Vergleich etwas häufiger hagelt, aber auch hier ist Hagel keineswegs alltäglich.

Und selbst wenn ein Messgerät getroffen wird, ergibt sich das Problem, dass Hagel aus Eis besteht und daher nicht besonders beständig ist. Der Tauprozess setzt in der Regel bereits während des Falls eines Hagelkorns durch bodennah wärmere Luft ein. Ein großer Teil der Hagelkörner, die in einer Wolke entstehen, taut vollständig auf, bevor er den Erdboden erreicht. Dadurch ist es nur begrenzt möglich, Hagel nachträglich einzusammeln und zu analysieren: Das „Beweisstück“ löst sich einfach auf. Ein Messgerät müsste in der Lage sein, eigenständig in sehr kurzer Zeit die Größe und die Menge der Hagelkörner zu erfassen. Da Hagel aber nicht uniform vorliegt, ist das Messen der Größe selbst von Hand nicht immer ganz einfach. Hagel am Erdboden zu erfassen ist also mit einigen Herausforderungen verbunden.

DWD Hagel – Schwer zu fassen

Natürlich sind in Deutschland nicht nur stationäre Messgeräte, sondern auch Wetterradare im Einsatz. Diese detektieren Hydrometeore (Eiskugeln, Wassertropfen, Schneeflocken) anhand der von ihnen zurückgestreuten Radarstrahls. Je mehr und je größer die Hydrometeore in einem Luftvolumen sind, desto stärker ist das zurückgestreute Signal. Es handelt sich also um eine sogenannte „indirekte Messung“, aus welcher weitere Größen abgeschätzt werden können. Zusätzlich nimmt die Genauigkeit der Messung mit der Distanz zwischen dem Hydrometeor und dem Radar ab. So können große Mengen kleiner Hagelkörner und kleinere Mengen großer Hagelkörner sehr ähnliche Signale erzeugen, weswegen nicht eindeutig bestimmt werden kann, welcher der beiden Fälle vorliegt. Sind die Wolken sehr dicht, befindet sich eine große Menge Wassertropfen in der Wolke, dann kann auch dies ein starkes Radarecho produzieren. Trotz der Nutzung vieler Indikatoren, die Hagelwahrscheinlichkeit und die Größe der Hagelkörner berechnen, ist hier also immer eine gewisse Unsicherheit in den Daten vorhanden.

Diese Problematiken zum Thema Hagel gibt es aber natürlich nicht nur in Deutschland. Auch global wird daran gearbeitet, bessere und verlässlichere Erfassungsmethoden für Hagel zu entwickeln. Leider ist die Atmosphäre, genau wie Hagel selbst, sehr umfassend und variabel. Es gibt viele Faktoren, die Hagelbildung beeinflussen, nicht nur die Stärke der Aufwinde und die Höhe der Temperaturen. Und all diese Faktoren beeinflussen sich auch gegenseitig. Um also verlässlich sagen zu können, ob sich Hagel bildet, müssen die Wechselwirkungen zwischen diesen Faktoren genauer untersucht werden. Dazu benötigt die Wissenschaft allerdings Daten. Die Technik entwickelt sich in dieser Richtung ebenfalls immer weiter. Damit aber die Messgeräte genau in jenen Aspekten verbessert werden können, die eine Hagelerfassung verlässlicher gestalten würden, müssen diese erst einmal ermittelt werden. Und auch dafür müssen mehr Daten vorliegen.
Ein ziemlicher Teufelskreis…
Daten müssen aber nicht nur vorliegen, sondern auch sicher und belastbar genug sein, um auf ihrer Basis eine Aussage treffen zu können. Es müssen also genug „gute“ Daten vorliegen. Hierfür fehlt aktuell eine ausreichend breite Datenbasis. Um die aktuell vorliegende Datenbasis also zu erweitern, ist der „Crowd-Ansatz“ erfolgsversprechend; also die Möglichkeit, dass Hagelereignisse von der breiten Masse gemeldet werden können.

DWD Hagel – Schwer zu fassen 1

Auf diesem Ansatz baut bereits die „European Severe Weather Database“  auf. Diese Datenbank wird betrieben vom „European Severe Storms Laboratory“ (ESSL) mit Sitz in Deutschland und stellt Unwettermeldungen aus ganz Europa zusammen, seien dies Meldungen von Privatpersonen, Wetterdiensten oder Sturmjägern (engl. „storm chaser„). Die Meldungen werden dabei geprüft und dann öffentlich zugänglich auf einem Online-Portal zur Verfügung gestellt. So sind sie frei zugänglich, auch für die Allgemeinheit. Es gibt bereits einen regen Datenaustausch zwischen den Meldungen, welche der DWD erfasst, und den Meldungen aus der ESWD.
Hagel kann aber auch direkt an den DWD, über die WarnWetter-App oder über das auf der DWD-Homepage gemeldet werden. Dort ist es jeder Person möglich eine Meldung abzusetzen und anzugeben, wenn es an ihrem Standort hagelt, wie groß die Hagelkorngröße ausfällt und wie hoch der Schaden am Ort des Auftretens ist. Über die WarnWetter-App lässt sich sogar ein Foto vom Hagelkorn selbst hochladen, welches unsere Warnmeteorologen unmittelbar erreicht und in etwaigen Warnungen und Vorhersagen berücksichtigt wird. Jede Meldung erweitert die Datenbasis und gibt uns damit mehr Daten an die Hand, mit denen wir Hagel etwas besser zu fassen machen können.

BSc. Lea Wilbert
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 30.10.2024
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Winter in Lauerstellung

Der meteorologische Herbst 2024 hat längst Bergfest gefeiert und auch phänologisch befinden wir uns bereits im Spätherbst. Typischerweise wäre es an der Zeit, dass der Winter eine erste Stippvisite bei uns macht, zumindest in Form erster nennenswerter Nachtfröste (siehe dazu das Thema des Tages vom 26.10.2024). Doch das Winterwetter macht sich bisher noch rar, bis auf ganz vereinzelten leichten Frost abgesehen ist von Winterwetter hierzulande noch keine Spur zu sehen.

Doch Anfang November kommt tatsächlich etwas Bewegung ins Spiel, zumindest, wenn man über den sprichwörtlichen Tellerrand schaut. Über Nordwesteuropa bringt sich ein kräftiges Hoch in Stellung, das sich weit nach Norden bis zum Nordmeer ausdehnt. Zwischen dem Hoch und einem nach Nordwestrussland ziehenden und sich verstärkenden Tiefdruckkomplex dreht die Strömung über weiten Teilen Nord- und Osteuropas von westlichen auf nordwestliche bis nördliche Richtungen. Dadurch kommt es zu einem ersten großflächigen Ausbruch arktischer Kaltluft. Abbildung 1 zeigt einen Vergleich des Bodenluftdruck und der Fronten sowie der Temperaturverhältnisse in ca. 1500 m Höhe vom Dienstagabend (29.10.) und von Samstagmittag (02.11.). Man erkennt schön, wie sich eine Kaltfront über Nordeuropa auf den Weg gen Süden macht. Hinter ihr werden weite Teile von Nord- und Nordosteuropa von Kaltluft geflutet. Die Temperaturen gehen in 1500 m Höhe auf -5 bis -10 °C zurück, teils auch darunter. Das sind charakteristische Werte für eine spätherbstliche Arktikluft.

DWD Winter in Lauerstellung

Diese macht sich auch am Boden bemerkbar. Als Beispiel soll an dieser Stelle die Temperaturentwicklung in Oulu in Finnland gezeigt werden (Abbildung 2). Man sieht schön, wie die Temperatur von anfänglich rund +5 °C Mittwochfrüh (30.10.) auf Werte zwischen -2 und -6 °C am Freitag (01.11.) absinkt. Dazu kommt es zu Niederschlägen, die als Schnee fallen. Vom Skandinavischen Gebirge über Mittelschweden und Finnland bis nach Nordwestrussland bildet sich eine mehr oder weniger mächtige Schneedecke aus (siehe Abbildung 3).

DWD Winter in Lauerstellung 1

DWD Winter in Lauerstellung 2

Die Kaltfront kommt voraussichtlich auch bis Deutschland voran, sodass zumindest im Norden und Osten des Landes Kaltluft einfließt, wenn auch in deutlich abgeschwächter Form. Zumindest aber besteht die Möglichkeit, dass es verbreiteter zu leichtem Nachtfrost kommt. Landesweite Fröste oder gar Schnee bleiben aber weiter aus. Der Winter befindet sich also in Lauerstellung, ziert sich aber, Deutschland einen ersten Besuch abzustatten.

Dipl.-Met. Adrian Leyser
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 29.10.2024
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Hoch open end

In den nächsten Tagen setzt sich das ruhige, aber häufig triste Herbstwetter fort. Das Hoch über dem Ostatlantik schickt einen neuen Ableger namens YÜRGEN zu uns, sodass sich zumindest in der Südhälfte Deutschlands am oft neblig-trüben Herbstwetter wenig ändert.

Die Nordhälfte des Landes wird am heutigen Montag von Tief LYDIA beeinflusst, das mit seinem Frontensystem etwas Regen bringt. Die Sonne setzt sich im Tagesverlauf nur im westlichen Alpenvorland und in Teilen Baden-Württembergs sowie Frankens durch. Dort wird es mit 19 bis 21 Grad am wärmsten, ansonsten steigen die Temperaturen auf Werte zwischen 12 und 18 Grad an. Der Wind weht schwach, in Norden mäßig aus Südost bis Südwest. An der Nordsee treten einzelne stürmische Böen auf.

DWD Hoch open end

In der Nacht zum Dienstag verdichten sich die Nebel- und Hochnebelfelder in der Südhälfte des Landes und weiten sich aus. In der Nordhälfte zeigt sich der Himmel ebenfalls meist bedeckt und gebietsweise fällt etwas Regen oder Sprühregen. Die Tiefstwerte liegen zwischen 13 Grad an der Nordsee und 4 Grad an den Alpen.

Ab Dienstag übernimmt Hoch YÜRGEN komplett die Wetterregie in Deutschland und hält wie ein Bollwerk Tiefdruckgebiete effektiv von uns fern. Im Sommer hätten wir tagelang Sonne pur, im Herbst bedeutet eine Hochdrucklage fast immer Nebel und Hochnebel, die sich tagsüber kaum mehr auflösen, vor allem wenn es schwachwindig bleibt. So präsentiert sich das Wetter in Deutschland bis Freitag: oft grau in grau. Dabei fällt im Norden anfangs noch etwas Regen. Es sind die Reste des Frontensystems des Tiefs LYDIA. Chancen auf Sonne gibt es kaum und wenn überhaupt dann in den Alpen sowie in höheren Lagen. Die Temperaturen pendeln sich tagsüber auf Werte zwischen 10 und 17 Grad und nachts zwischen 11 und 3 Grad ein. Es bleibt meist schwachwindig, nur im Norden ist der Wind weiterhin spürbar, da die Regionen am Rande des Hochs liegen.

DWD Hoch open end 1

Wie geht es weiter? Es gab Zeichen, dass eine Umstellung der Wetterlage am kommenden Wochenende stattfinden sollte. Das Hoch weicht nach Westen in Richtung der Britischen Inseln aus und macht somit den Weg frei für die Kaltfront eines Tiefs bei Finnland. Diese sollte ursprünglich einen markanten Kaltluftvorstoß mit Schnee bis in tiefere Lagen bringen. In den neuesten Berechnungen sickert die kalte Luft aber weit östlich von uns ein und der Hochdruckeinfluss weitet sich am Wochenende wieder aus. Die Kaltfront überquert das Land also zwischen Freitag und Samstag fast unauffällig ohne Regen oder Schnee oder andere markanten Wettererscheinungen. Durch das Einströmen etwas trockenerer Luft lösen sich die Nebelfelder aber besser und schneller auf. Die Temperaturen gehen etwas zurück und erreichen Werte zwischen 8 und 14 Grad tagsüber sowie 8 bis 0 Grad nachts. Bei längerem Aufklaren tritt leichter Frost auf.

Fazit: Bis auf Weiteres gibt es keine große Bewegung in der Wetterküche. Es gibt mehr oder weniger die gleiche „Nebelsuppe“.

Dipl.-Met. Marco Manitta
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 28.10.2024
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Wetterextreme im (Klima-)Wandel – Attributionsforschung (Teil 2)

Vor einigen Wochen gab es von Österreich über Tschechien bis nach Polen noch nie zuvor beobachtete Regenmengen. „Ist das schon der Klimawandel?“ oder „Ist das eine Folge der Erderwärmung?“ Mit diesen oder ähnlichen Fragen wurden wieder viele Meteorologen und Klimaforscher konfrontiert, wie immer bei extremen Wetterlagen. Nicht nur Freunde und Bekannte, die selbst von einem Extremwetter heimgesucht wurden oder wenn in den Nachrichten mal wieder von Unwettern berichtet wird, interessieren sich hierfür. Bei den verheerenden Flutkatastrophen im Juli 2021 im Ahrtal oder im östlichen Mitteleuropa vergangenen September ergriffen Klimaaktivisten und selbst Politiker unterschiedlicher Parteien die Chance, im Wahlkampf diese Tragödien als eindrucksvolle Beispiele zu verwenden, um eine nachhaltigere und engagiertere Klimapolitik zu fordern. Aber ist das wirklich so, dass diese Naturkatastrophen klare Zeichen für den bereits stattgefundenen Klimawandel sind? Im haben wir bereits erklärt, dass man es sich so einfach nicht machen darf.

Manch einem mag es vielleicht so vorkommen, es gäbe heutzutage im Sommer nur noch Extreme. Mal sind es verheerende Überschwemmungen, mal unerträgliche Hitzewellen oder langanhaltende Dürreperioden. 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 junges Forschungsfeld, welches wir heute 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. Dazu blickt man mit Klimamodellen mehrere Tausend Jahre in die Vergangenheit zurück. In diesen Simulationen werden die klimatischen Bedingungen in vergangenen 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 derart langen Zeitraum.

DWD Wetterextreme im Klima Wandel Attributionsforschung Teil 2

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 anthropogenen Einfluss lassen sich etwaige Unterschiede bezüglich der Häufigkeit von Wetter- oder Witterungsextremen dem menschlichen Handeln „zuordnen“. Damit wären wir zurück bei der namensgebenden „Attribution“. Die Studien basieren also auf einem „Ursache-Wirkungs-Prinzip“. 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 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 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 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 dazu dienen kann, 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 2-Grad-Ziels oder beim Verfehlen dieses).

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 27.10.2024
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