Polarluft Archives - Windinfo.eu

Schlagwortarchiv für: Polarluft

Strenge Fröste in Deutschland, Rekordkälte in den USA

17. Februar 2025/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Teilweise wurden heute Früh die tiefsten Temperaturen des bisherigen Winters 2024/2025 gemessen. Besonders eisig wurde es im Osten und Nordosten Deutschlands (siehe Abbildung 1). Gebietsweise sank die Temperatur in den strengen Frostbereich (unter -10 Grad). Am kältesten wurde es im DWD-Messnetz an der Station Brocken-Stiege auf 504 Meter Höhe im Harz mit -18,4 Grad. Aber nicht nur im Mittelgebirge wurde es sehr kalt, auch im Tiefland wurden zum Teil Werte unter -15 Grad erreicht: so zum Beispiel in Coschen und Manschnow im äußersten Osten Brandenburgs mit jeweils -15,9 Grad. Verantwortlich für die tiefen Werte waren die eingeflossene trockene Polarluft, eine Schneedecke und windschwache Verhältnisse. So konnte sich bodennah die Luft besonders gut abkühlen. In 5 cm Höhe über dem Erdboden wurde es an den genannten Orten zum Teil unter -20 Grad kalt.

Abbildung 1: Minima der 2 Meter Temperatur in der Nacht zum Montag, den 17.02.2025. Quelle: DWD

Deutlich milder blieb es im Südwesten Deutschlands. Dort war die Luftmasse nicht so kalt wie im Osten, zudem verhinderten Wolken einen Großteil der Ausstrahlung. Örtlich blieb es, wie zum Beispiel in Rheinfelden mit +0,6 Grad sogar frostfrei. In den kommenden beiden Nächten wird es dann aber überall frostig. Besonders kalt wird es erneut im Osten und Nordosten Deutschlands. Dort ist weiterhin die kälteste Luftmasse, zudem liegt gebietsweise eine Schneedecke, die die Auskühlung begünstigt. Die Tiefstwerte liegen in der kommenden Nacht auf ähnlichem Niveau wie in der vergangenen Nacht. In der Nordosthälfte tritt häufig strenger Frost unter -10 Grad und zum Teil auch Frost unter -15 Grad auf. Sonst ist es nicht ganz so kalt, aber selbst auf Helgoland sollte es wie in der vergangenen Nacht erneut für Frost reichen. Die Nacht zum Mittwoch wird dann geringfügig weniger kalt, bevor es ab der Wochenmitte von Westen her deutlich milder wird. Statt zweistelliger Minuswerte in der Nacht ist dann zumindest entlang des Rheins von zweistelligen Höchstwerten die Rede.

Prognostizierte Minima der 2 Meter Temperatur in der Nacht zum Montag, den 17.02.2025 und Warnkarte des DWD: orange bedeutet Warnung vor strengem Frost. Quelle: DWD

Für die Jahreszeit sind die aktuellen Temperaturen nichts Außergewöhnliches. Solche Werte kommen im Februar alle paar Jahre vor. Zuletzt war dies im Februar 2021 und 2018 der Fall. Eine besonders intensive Kälteperiode im Februar gab es 2012. Dazu sei auf das Thema des Tages vom 07.02.2025 verwiesen.

In Sachen Kälte lohnt sich aktuell und in den kommenden Tagen ein Blick auf die andere Seite des Nordatlantiks. Der Süden Kanadas und große Teile der USA erwarten oder haben bereits außergewöhnlich tiefe Temperaturen. Zum Teil werden Temperaturen im Bereich der bisherigen Rekorde erwartet. Die Hauptkälte befindet sich im äußersten Norden der USA in den Bundesstaaten Montana und North Dakota, dort liegen die Höchstwerte heute an den beiden kommenden Tagen häufig unter -20 Grad, nachts kühlt es auf unter -35 Grad, örtlich auf Werte um -45 Grad ab. Bis Mittwoch/Donnerstag breitet sich die Kaltluft immer weiter nach Süden aus und erreicht schließlich die Golfküste von Texas und Louisiana. Auf ihrem Weg nach Süden verliert die Luftmasse zwar einen Teil ihrer arktischen Eigenschaften, sprich sie ist durch Erwärmung über Landmassen und durch die Einstrahlung der Sonne nicht mehr ganz so kalt, dennoch reicht es selbst an der Golfküste noch für Frost. So wird zum Beispiel in New Orleans für die Nacht zum Donnerstag leichter Frost erwartet. Zum Vergleich: New Orleans liegt auf etwa 30 Grad nördlicher Breite, das entspricht dem Süden Marokkos auf „unserer“ Seite des Atlantiks. Anders als in Europa verhindern in den USA keine Ost-West ausgerichteten Gebirge wie die Alpen den Fluss der Kaltluft nach Süden. Zudem erwärmt in Europa das Mittelmeer Luftmassen auf ihrem Weg nach Süden deutlich.

Animation der 2m-Temperatur für die USA vom 17.02.25 bis 20.02.2025. Quelle: DWD

Zu der Kälte kommen in den USA gebietsweise teils kräftige Schneefälle hinzu. Bis Mittwoch bekommen vor allem die zentralen Bereiche der USA eine Schneedecke. Gleichzeitig entwickelt sich im Grenzbereich der subtropischen Luft über dem Süden der USA ein Tief, das am Mittwoch und Donnerstag Teilen der Ostküste einiges an Schnee bringen könnte.

MSc.-Met. Thore Hansen
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 17.02.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Was macht das Wetter am „Tag der Erde“ oder „Tag der Aprilschauer“?

22. April 2024/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Seit 1970 steht der 22. April im Zeichen des Umweltschutzes. Mehr als 170 Länder begehen den „Tag der Erde“. International wird dieser Aktionstag nicht nur als „Earth Day„, sondern häufig auch als „International Mother Earth Day“ bezeichnet. Bolivien schlug den Vereinten Nationen im Jahr 2009 diesen Namen vor. Das hehre Ziel ist es, dass man das eigene Konsumverhalten oder den eigenen ökologischen Fußabdruck hinsichtlich Nachhaltigkeit überdenkt. Auch Künstler ließen sich von diesem Aktionstag inspirieren. Beispielsweise verarbeitete Michael Jackson seine Gedanken hierzu in seinem „Earth Song„. Das internationale Motto lautet in diesem Jahr „Planet versus Plastics„, also „Planet gegen Plastik“. Die Produktion von Kunststoffen sollte reduziert und das Recyceln von Plastik forciert werden. In Deutschland gibt es ein eigenes Motto, welches in diesem Jahr „Wasser macht Leben möglich“ lautet. Wasser sollte sinnvoll verwendet und nicht verschwendet werden.
In den USA steht der 22. April zudem im Zeichen des wechselhaften Wetters, denn dort wird heute der „April Showers Day“ („Tag der Aprilschauer“) begangen. Die Initiative geht auf den E-Card-Anbieter 123greetings.com zurück. Allerdings bleibt unklar, in welchem Jahr der Aktionstag ins Leben gerufen wurde und warum dieser genau auf den 22. April fällt. Namensgebend sind die plötzlich auftretenden und mitunter heftigen Regen-, manchmal auch Graupel- oder Schneeschauer. Diese sind klassisch für das wechselhafte Aprilwetter, denn wie ein bekanntes Sprichwort sagt: „Der April macht, was er will“. Doch warum ist das Aprilwetter so unbeständig? Die Unbeständigkeit kann damit begründet werden, dass die Meere und Polargebiete aktuell noch relativ kühl sind. Je nach Wetterlage wird immer mal wieder kalte Polarluft nach Deutschland geführt. Der Sonnenstand ist aber bereits relativ hoch. Somit kann sich das Land tagsüber bei Sonnenschein schon stärker erwärmen. Die hochreichend kalte Polarluft wird labilisiert. Die warme Luft steigt dann in Blasen auf, wodurch sich im Tagesverlauf Quellwolken bilden, die schließlich für Schauer oder auch kurze Gewitter sorgen können.

Des Weiteren wird in der kommenden Nacht das Maximum beim Sternschnuppenschwarm der Lyriden erreicht. Dann können etwa 18 Sternschnuppen pro Stunde gesichtet werden, in Deutschland aber meist weniger. Zum Vergleich: Bei den Perseiden im August sind es mehr als 100.
Doch lässt die aktuelle Wetterlage überhaupt einen Blick in den Sternenhimmel zu? Das Hoch QUADARIUS und das Tief ANNINA II haben dafür gesorgt, dass sich bei uns eine nördliche Strömung eingestellt hat. Zudem wirbelt das Tief BIRUTA im Golf von Genua.

Dieses Tief sorgt für leichte Schneefälle am Alpenrand. Ansonsten ziehen bei wechselnder bis starker Bewölkung Schauer über das Land. Bevorzugte Regionen hierfür sind der Norden, Westen sowie Teile der Mitte. Im höheren Bergland fallen oftmals auch Schneeflocken anstatt Regentropfen. Vereinzelt können auch Blitz und Donner mit von der Partie sein. Bei Höchstwerten von meist weniger als 10 Grad ist es zudem recht kühl.
In der Nacht zum Dienstag lässt die Schauertätigkeit allmählich nach und die Bewölkung lockert vielfach auf. Somit sollte in vielen Regionen ein Blick in den Sternenhimmel möglich sein.

Man sollte sich allerdings warm einpacken, denn die Temperaturwerte sinken in den leichten Frostbereich. Ausnahmen hierbei sind das Küstenumfeld, der Oberrhein sowie der äußerste Südosten. Verbreitet ist zudem mit mäßigem Bodenfrost zwischen -3 und -10 Grad zu rechnen. Alle Pflanzenfreunde horchen bei dieser Nachricht auf, denn es gilt, die Pflanzen vor den frostigen Temperaturen zu schützen.

M.Sc. (Meteorologin) Tanja Sauter
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 22.04.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Kaltfront leitet markanten Luftmassenwechsel ein

9. April 2024/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Die warmen Tage sind in fast ganz Deutschland nun vorerst gezählt. Eine Kaltfront sorgt dafür, dass die aus Nordafrika eingeflossene Warmluft der vergangenen Tage nach Osteuropa abgedrängt wird. Postfrontal kann sich dann maritime Polarluft durchsetzen. Um 06 UTC befand sich die Kaltfront, die zum Tief VANESSA mit Kern über Mittelengland gehört, in etwa auf einer Linie Emsmündung-Siegerland-Vorderpfalz-Klettgau.

Nun stellen sich sicherlich einige von Ihnen die Frage, warum es nicht ordentlich rumst und kracht an der Kaltfront? Der Temperaturkontrast über Deutschland ist doch sehr ausgeprägt, was sich aktuell beispielsweise in den um 14 Uhr MESZ gemessenen Temperaturen deutlich widerspiegelt. 7 bis 9 Grad in den westlichen Mittelgebirgen stehen 26 bis 28 Grad im äußersten Osten gegenüber. Immerhin eine Temperaturdifferenz von etwa 20 Grad.

Eine Erklärung für ausbleibende konvektive Umlagerungen liegt darin, dass der Wind im Zusammenhang mit einer mäßig bis stark ausgeprägten Druckanstiegswelle bereits vor der Kaltfront auf West gedreht und deutlich aufgefrischt hat. Somit wird die vorgelagerte und potenziell instabil geschichtete Warmluft quasi von unten stabilisiert. Im Zusammenhang damit, dass im höheren Niveau dynamische Antriebe fehlen, um die Warmluft zu „triggern“ und diese Warmluft auch nicht sonderbar feucht ist, da sie durch die Überströmung der Alpen durch den Föhn zusätzlich abgetrocknet wurde, können sich wahrscheinlich keine kräftigen Gewitter entwickeln. Ein geringes Gewitterrisiko bleibt aber trotzdem bestehen.

Die Kaltfront geht vor allem mit einem schauerartigen Regenband einher, das sich am Nachmittag von Schleswig-Holstein bis zu den Alpen erstreckt und am Abend dann auch den äußersten Osten und Südosten erreicht. In den Alpen kann die Schneefallgrenze durch die einfließende maritime Polarluft auf etwa 1000 m absinken und bis morgen Mittag kommen oberhalb von 1000 m 1 bis 5, in Staulagen bis 10 cm zusammen. Der Südwest- bis Westwind bläst vor allem im Norden in der Nacht noch kräftig, an der Nordsee mitunter stürmisch.

Morgen kommt es mit Übergreifen eines Hochkeils von Westen und Südwesten her zu einer deutlichen Wetterberuhigung, wobei die Höchstwerte, die zwischen 11 und 17 Grad liegen, dem entsprechen, was man zu dieser Jahreszeit normalerweise erwartet.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 09.04.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Eine „Schlange“ über dem Michigansee

9. Februar 2024/in Klima, Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Winterzeit ist Schneezeit. Nun ja, das gilt bei uns in Deutschland sicherlich abschnittsweise für das Bergland, sowie zeitweise auch für die tieferen Lagen, wenn kalte und feuchte Luftmassen zusammentreffen. Es gibt im Winter aber auch Regionen, wo bis in die tiefsten Lagen hin und wieder der Winter mit Pauken und Trompeten Einzug hält. Die Rede ist vom sogenannten „Lake Effect Snow“. Dieser kann bei entsprechenden Bedingungen auch bei uns z.B. im Umfeld der Ostsee oder des Bodensees auftreten. Heute aber richten wir unseren Blick gen Westen in die USA, wo vor einigen Wochen ein optischer Leckerbissen verfolgt werden konnte.

Die Entstehung und Auswirkung des Lake Effect Snow wurde an dieser Stelle bereits mehrfach ausführlich behandelt, weshalb u.a. auf folgenden verwiesen werden soll. Meist handelt es sich dabei um solide Konvektionsbänder, die sich über den vergleichsweise warmen Wasseroberflächen der Großen Seen intensivieren und eng begrenzt im Küstenbereich massive Neuschneemengen bringen. Zudem sorgt nicht selten ein ruppiger Wind für massive Schneeverwehungen. Heute betrachten wir solch ein Ereignis, aber weniger aus wissenschaftlichem Aspekt, sondern eher mit dem ästhetischen Auge. Es geht dabei um ein Ereignis vom 19. zum 20. Januar 2024, das sich über dem Michigansee abgespielt hat.

Nach einem in dieser Region sehr warmen Dezember mit einer Eisbedeckung der Großen Seen, die nahe am absoluten Minimum verharrte, sorgte ein arktischer Kaltluftausbruch Mitte Januar 2024 für eine vorübergehende Bildung bzw. Ausdehnung der Eisoberfläche. Diese verblieb jedoch weiterhin unter dem historischen Durchschnitt (1973 bis 2023) und ging seitdem erneut zurück (aktuell rund 5% Eisbedeckung der Großen Seen und somit erneut nahe am absoluten Minimum für diese Jahreszeit). Mit einer Oberflächentemperatur von rund 5 Grad konnte der Michigansee Mitte Januar noch mit die höchsten Temperaturwerte der Seen aufweisen.

Die synoptische Ausgangslage war eine recht klassische für den Lake Effect Snow, mit hohem Luftdruck über dem Mittleren Westen bzw. entlang der Rockies und tiefem Druck vor der Ostküste der USA. Mit einer hochreichend nördlichen Strömung gelangte eisige Polarluft mit 850 hPa Temperaturwerten von unter -20 Grad in den Bereich der Großen Seen. Dank des verstärkten vertikalen Temperaturgradienten über dem warmen Wasser war die Grundlage gegeben für kräftige Konvektion.

Zoomen wir näher heran und schauen uns den Wind und die Verteilung der 2m Temperatur an. Zu sehen ist, dass eisiger Nordwestwind mit 2m Temperaturwerten von -13 bis -20 Grad auf den Michigansee traf. Diese nordwestliche Strömung wurde durch die allgemeine Druckverteilung angetrieben (hoher Druck im Westen/Südwesten, tiefer im Osten). Doch wieso kam der Wind an der Ostseite des Lake Michigan eher aus nördlicher bis nordöstlicher Richtung? Zur Begründung kann man die Aktivität des klassischen Land-Seewindsystems heranziehen. Dem eisigen Festland mit hohem Bodendruck stand die warme Wasseroberfläche des Sees gegenüber, der vergleichsweise niedrigeren Druck aufwies. Die entstandene Zirkulation von hohem Druck zum niedrigen kämpfte sich von Osten gegen die nordwestliche Hintergrundströmung sukzessive nach Westen voran und somit in Richtung der Mitte des Sees, wo sich eine ausgeprägte Nord-Süd ausgerichtete Bodenkonvergenz etablieren konnte.
Das Resultat ist im folgenden Loop wunderschön zu erkennen: eine konvektiv geprägte „Schlange“, die sich über dem Lake Michigan stundenlang herum schlängelte und den südöstlichen Küstenabschnitten regional reichlich Neuschnee brachte.

Neben dieser unglaublichen Ästhetik stellt sich natürlich auch die Frage, was grundsätzlich diese Wellenbewegung innerhalb des konvektiven Bandes antreibt? Grund hierfür ist u.a. eine sogenannte „horizontale Scherungsinstabilität“. Auf der Westseite des Bandes treffen kräftige nordwestliche Wind (angetrieben durch die großräumige Verteilung des Luftdrucks, aber auch durch den in dieselbe Richtung gerichteten Ast der Land-Seewindzirkulation) auf deutlich abgeschwächte Winde aus Nordost, wo die Land-Seewindzirkulation gegen die nordwestliche Hintergrundströmung arbeiten muss, mit entsprechend schwächeren Bodenwinden. Entlang dieses Geschwindigkeitsgradienten können sich dann wie am Fließband kleine Wirbel bilden, sogenannte „mesovortices“, die je nach Intensität und Dauer solch eine verwellte Struktur hervorrufen. Wie so oft bedarf es einer exakten Mischung aus Scherung und Instabilität, damit das Band nicht komplett aufbricht, oder sich dominante Wirbel entwickeln, sondern dass es sich wie in diesem Fall in schlängelnden Bewegungen über den See bewegt. Die Verfolgung dieser Wirbel im Radar ist wichtig, denn bei Auftreffen an Land wurden bei früheren Messkampagnen bei deren Passage teils schwere Sturmböen beobachtet, die bei den fallenden Schneemengen temporär erhebliche Sichteinschränkungen inkl. Verwehungen zur Folge haben.

Doch wie sehen solche Wirbel im Radar aus? Im Bild 4a) bis c) stehen den Reflektivitätsbildern die entsprechenden Geschwindigkeitsdaten gegenüber, die man im Radar betrachten kann. Bei den Reflektivitätsdaten bedeutet ein Übergang der Färbung von grün zu gelb eine zunehmende Intensität des Niederschlags. Bei den Geschwindigkeitsdaten sagt uns die grüne Farbe, dass sich der Wind auf das Radar zu bewegt, rote Farben vom Radar weg. In den gelb eingekreisten Bereichen sind exemplarisch einige der Wirbel hervorgehoben.
Was waren die Auswirkungen dieses Bandes? Michigan City in Indiana vermeldete eine 24-std. Neuschneemenge von über 50 cm und insgesamt an beiden Tagen fast 90 cm der weißen Pracht – schier unglaubliche Mengen (). Lassen Sie sich im angehängten Link auch nicht die Sektion „Photos/Videos“ entgehen.

Beachtlich war bei diesem Ereignis, dass dieses Band innerhalb der Numerik zeitlich und regional nahezu perfekt abgebildet wurde. Als Beispiel hier eine 6-std. Vorhersage des High-Resolution Rapid Refresh Modells (HRRR), mit einer Auflösung von 3km. In Bild 5a) erkennt man die horizontal ausgeprägte Windscherung im Umfeld des Bandes, in b) die innerhalb der Numerik gezeigte Wirbelhaftigkeit der Strömung (ein Hinweis für das Auftreten von mesovortices) sowie in c) die zu erwartende Reflektivität, die letztendlich genauso eintrat. Eine wirklich beeindruckende Leistung.

Dipl. Met. Helge Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 09.02.2024
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Schnee, Eisregen, Blitzeis – Entstehung und Begriffserklärungen

19. Januar 2024/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Am Mittwoch, teils auch am gestrigen Donnerstag, brachten außergewöhnliche Wetterereignisse den normalen Alltag vieler Bundesbürger ganz schön durcheinander. „Eis-Hexe GERTRUD“ (Schlagzeile einer bekannten deutschen Tageszeitung) bescherte dem Süden und der Mitte Deutschlands gebietsweise erhebliche Glätte durch gefrierenden Regen, Eisregen und Schnee. Gemeint war Tief GERTRUD mit seiner ausgeprägten Luftmassengrenze quer über Deutschland. Diese Luftmassengrenze trennte kalte Polarluft im Norden von subtropischer Warmluft im Süden. Treffen solche unterschiedlichen Luftmassen aufeinander, ist dies meist mit kräftigen Niederschlägen verbunden, die auf der kalten Seite als Schnee und auf der warmen Seite als Regen fallen (Abbildung 1). Im Übergangsbereich kommt es oft zu einer Zone mit „unterkühltem Regen“ (umgangssprachlich als „Eisregen“ bezeichnet), der spiegelglatte Straßen und dicke Eispanzer an Gegenständen und der Vegetation verursachen kann. Wie diese unterschiedlichen Niederschlagsarten entstehen und warum nicht nur Schnee, sondern auch Regen erhebliche Glätte nach sich ziehen kann, klären wir im heutigen Thema des Tages.

Niederschlag entsteht, wenn in einer Wolke Wassertropfen und Eiskristalle zum Beispiel an Frontensystemen oder an Gebirgszügen zum Aufsteigen gezwungen werden. Dabei kühlen sich die Teilchen ab, stoßen mit anderen zusammen, verschmelzen miteinander zu größeren Teilchen oder ändern ihre Phase von Wasser zu Eis. Diese komplexen Vorgänge der Niederschlagsbildung werden im sogenannten „Bergeron-Findeisen-Prozess“ beschrieben, der heute aber nicht Thema sein soll. Um abzuleiten, welche Niederschlagsart am Boden ankommt, verfolgen wir den Weg der bereits gebildeten Niederschlagsteilchen vom oberen Bereich der Wolke bis zum Erdboden. Dieses Vorgehen wird als „Top-Down-Methode“ bezeichnet und kann anhand von gemessenen (Radiosondenaufstiege) oder vorhergesagten Vertikalprofilen von Temperatur und Taupunkt vollzogen werden.

Zunächst muss der Oberrand der Wolke bestimmt werden. Innerhalb der Wolke ist die Luft gesättigt, die Kurven von Temperatur und Taupunkt liegen also übereinander. Im Vertikalprofil von Abbildung 2 ist dies zwischen 950 hPa (ca. 500 m über Meeresniveau) und 530 hPa (ca. 5,3 km ü. NN) der Fall. Darüber gehen die Kurven auseinander, die Luft ist also nicht mehr gesättigt und es sind somit keine Wolken vorhanden. Ist die Wolkenoberkante bestimmt, kommt es auf die Temperatur in dieser Höhe an. Anders als es der Laie vermuten würde, findet man in der Wolke auch bei Temperaturen deutlich unter dem Gefrierpunkt weiterhin flüssige Wassertropfen vor. Diese haben trotz ihrer flüssigen Phase eine Wassertemperatur unter 0 °C und man spricht von „unterkühlten Wassertropfen“. Studien haben gezeigt, dass bei Temperaturen über -10 °C am Oberrand der Wolke diese mit hoher Wahrscheinlichkeit nur aus unterkühlten Wassertropfen bestehen. Erst bei etwa -10 °C befinden sich in 60 % der Wolken Eiskristalle, bei -15 °C ist dies in 90 % der Wolken der Fall.

Im Beispiel von Abbildung 2 liegt die Temperatur am Oberrand der Wolke bei etwa -15 °C (zum Ablesen der Temperatur verfolgen Sie hierzu die diagonal von oben rechts nach unten links verlaufenden durchgezogenen Linien). Somit ist auszugehen, dass in dieser Wolke Schneekristalle gebildet wurden. Nun verfolgen wir den Weg dieser Schneeflocken bis zum Boden. Sie gelangen dabei zwar in wärmere Luftschichten, die Temperaturkurve bleibt aber bis zum Boden unter dem Gefrierpunkt (blaue Linie). Die Schneeflocken können also auf ihren Weg nach unten nirgendwo schmelzen, sodass es am Erdboden zu Schneefall kommt.

Anders sieht es im Profil von Abbildung 3 aus. Auch hier werden in der Wolke wahrscheinlich Schneekristalle gebildet, da die Temperatur am Oberrand der Wolke (ca. 570 hPa; 4,6 km ü. NN) bei etwa -12 °C liegt. In diesem Beispiel gelangen die Schneeflocken beim freien Fall in Luftschichten mit Temperaturen über dem Gefrierpunkt (rote Fläche zwischen 840 und 930 hPa bzw. 1600 und 700 m ü. NN). Diese „warmen Nasen“ entstehen, wenn wärmere Luftmassen auf bodennahe Kaltluftschichten aufgleiten, wie es häufig bei Warmfronten oder Luftmassengrenzen der Fall ist. Als Faustregel kann man annehmen, dass Temperaturen von +3 °C für das komplette Schmelzen der Schneeflocken benötigt werden. Bei +1 bis +3 °C schmelzen die Schneekristalle teilweise (d.h. Schneeregen am Boden) und bei weniger als +1 Grad fällt am Boden meist (nasser) Schnee. In unserem Fall schmelzen die Schneeflocken komplett zu Regentropfen. Diese gelangen in den untersten 500 Metern wieder in kalte Luftschichten unter 0 °C (blaue Fläche). Somit werden die Tropfen wieder abgekühlt und erreichen als „unterkühlter Regen“ bzw. „Eisregen“ den Boden.

Durch den mechanischen Impuls beim Auftreffen auf den Boden oder anderen Gegenständen kristallisieren diese Wassertropfen schlagartig zu Eis. Bei hohen Regenmengen können sich dicke Eispanzer bilden, die zu Eisbruch an Bäumen und berstenden Stromleitungen führen können. Auf Straßen und Wegen kommt es zu erheblicher Eisglätte, die im Volksmund wegen ihres schlagartigen Auftretens oft als „Blitzeis“ bezeichnet wird und wogegen präventiv ausgebrachtes Streusalz auch nur begrenzt hilft. Dieses schlagartige Gefrieren können Sie übrigens selbst in einem Versuch beobachten, indem Sie Wasser in einer Plastikflasche für wenige Stunden ins Gefrierfach legen, die Flasche anschließend ganz vorsichtig herausnehmen und kurz auf den Tisch stoßen. Durch den Aufprall kristallisiert binnen weniger Sekunden das gesamte unterkühlte Wasser zu Eis.

Im dritten Beispiel handelt es sich um sogenannten „gefrierenden oder unterkühlten Sprühregen“ (Abbildung 4). Am vorletzten Donnerstag (11. Januar) und in der darauffolgenden Nacht kam es in einem Streifen von NRW über Süd-Niedersachsen und Sachsen-Anhalt bis nach Berlin und Brandenburg zu spiegelglatten Straßen und zahlreihen Verkehrsunfällen. An diesem Tag wurde eine Hochnebeldecke durch einen herannahenden Trog geringfügig gehoben (siehe Thema des Tages vom 14. Januar). Die Stratus-Wolkenschicht reichte nur bis zu einer ausgeprägten Absinkinversion, in unserem Vertikalprofil in 920 hPa (ca. 800 m ü. NN). Da dort eine Temperatur von nur -3 °C vorherrscht, besteht diese Wolke aus unterkühlten Wassertropfen. Die Temperatur bleibt bis zum Boden unter dem Gefrierpunkt. Folglich kommt es am Boden zu „gefrierenden Sprühregen“, der wie Eisregen zu Glatteis führt. Anders als beim klassischen „unterkühlten Regen“ spielen hier schmelzende Schneekristalle in einer warmen Luftschicht keine Rolle.

Glätte kann zuletzt auch dann entstehen, wenn „normaler“ Regen (d.h. keine unterkühlten Tropfen) auf kalte Oberflächen trifft. Wurden Böden und Straßenbeläge während einer Kälteperiode durchgefroren, gefriert das Regenwasser ebenfalls zu Eis. Man spricht in diesem Fall von Glatteis durch „gefrierenden Regen“. Da dieser Prozess nicht so schlagartig wie bei unterkühltem Regen vonstattengeht, kann präventives Behandeln von Straßen mit Streusalz starker Glättebildung entgegenwirken.

Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 19.01.2024
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Weiße Weihnachten?

19. Dezember 2023/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Für die meisten Menschen gehört Schnee zu Weihnachten wie die Kerzen auf den Adventskranz. Tatsächlich sind weiße Weihnachten ein recht seltenes Ereignis. Das letzte Mal, dass ganz Deutschland an Weihnachten unter einer geschlossenen Schneedecke lag, war 2010. Seit 1960 gab es dies nur viermal. Im Tiefland sind lediglich 10 % aller Weihnachten weiß, im Nordosten immerhin bis zu 20 %. Die Situation sieht nur in den Mittelgebirgen deutlich besser aus. Grund für die meistens milde Witterung ist das sogenannte, eine Witterungssingularität, die uns zu Weihnachten häufig eine milde Westwetterlage beschert. Wie es derzeit aussieht, erwartet uns auch dieses Jahr eine solche Westwetterlage. Bis gestern war jedoch unsicher, ob nicht doch ein kurzzeitiger Kaltlufteinbruch auf der Rückseite eigener Tiefdruckgebiete für Schneechancen sorgen könnte. Doch dazu später mehr.

Aktuell ist die Schneelage alles andere als üppig. Im Thüringer Wald und im Erzgebirge liegen in Höhenlagen oberhalb von etwa 700 m noch 10 – 15 cm Schnee. Im Bayerischen Wald ist es noch etwas mehr. Der Brocken meldet 17 cm. Auch in den Alpentälern sind es etwa 10 – 15 cm. Größere Schneemengen gibt es erst oberhalb von 1000 m, beispielsweise auf dem Fichtelberg mit 49 cm, dem Großen Arber mit 92 cm und dem Feldberg mit 71 cm. Diese Schneemengen sollten auch ein potenziell größeres Tauwetter überstehen, sodass oberhalb von 1000 m Schnee zu Weihnachten sicher ist.

Doch wie sieht es in den anderen Gebieten aus? Die aktuelle Großwetterlage ist eher ungünstig. Die Westwetterlage hat uns fest im Griff. Tiefdruckgebiete ziehen in rascher Abfolge auf einer Ost-West-Zugbahn von Island nach Südskandinavien ins Baltikum. Deren Fronten beeinflussen Mitteleuropa, was für stürmisches und regnerisches Wetter sorgt. Dabei wird meist sehr milde Atlantikluft herangeführt, die nur kurzzeitig auf der Rückseite der Tiefdruckgebiete von erwärmter Polarluft verdrängt wird. Diese Polarluft bringt am Donnerstag und Freitag im Mittelgebirgsraum Schnee. Im Bayerischen Wald werden dabei kräftige Schneefälle erwartet, die eine gute Grundlage für den Weihnachtsschnee bilden könnten.

Die weitere Wetterentwicklung war lange unsicher. Einige Modellläufe zeigten für Weihnachten eine Luftmassengrenze zwischen subtropischer Luft im Süden und polarer Kaltluft im Norden. In diesem Bereich wurde Schnee bis in tiefe Lagen simuliert. Andere Optionen rechneten sogar mit einem Kaltlufteinbruch, während wieder andere sehr mildes Wetter zeigten. Nun haben sich die milden Varianten durchgesetzt: Fast alle Modelle zeigen ein neues Tief auf einer nördlichen Zugbahn. Zu Heiligabend gelangt Mitteleuropa in den weit geöffneten Warmsektor dieses Tiefs, wobei für die Jahreszeit ungewöhnlich warme subtropische Luft herangeführt wird. Dazu wird es stürmisch und regnerisch. So setzt sich das Weihnachtstauwetter auch in den Gipfellagen der Mittelgebirge durch. Die Frage bleibt, wie lange die dortige Schneedecke dem Tauwetter standhalten kann. Dies dürfte nur in den östlichen Mittelgebirgen oberhalb von 800 m und in einigen Alpentälern der Fall sein. Im Tiefland werden zweistellige Höchstwerte erwartet. Auch wenn die Modelle sich relativ einig sind, bleibt bei solchen Wetterlagen in diesem Vorhersagezeitraum immer eine Restunsicherheit. Es ist also nicht auszuschließen, dass die Kaltluft, die nicht weit nach Norden zurückgedrängt wird, durch eine etwas andere Zugbahn der Tiefdruckgebiete doch noch ihren Weg zu uns findet. Deshalb besteht eine Restwahrscheinlichkeit von 5 % für weiße Weihnachten in tieferen Lagen, die im Nordosten etwas höher ist.

Wie sieht es jedoch bezüglich der weiteren Feiertage aus? Irgendwann im Laufe der Feiertage überquert uns die Kaltfront des Tiefs mit erwärmter Polarluft. Diese könnte zumindest im Bergland und im Nordosten etwas Schnee bringen. Laut den Modellprognosen ist selbst das noch sehr unsicher.

Als Fazit lässt sich festhalten, dass es zu Heiligabend voraussichtlich ziemlich mild wird. Dabei profitieren die Kammlagen der östlichen Mittelgebirge noch vom Restschnee. An den Weihnachtsfeiertagen wird es dann wahrscheinlich etwas kälter, aber ernstzunehmende Schneeoptionen bestehen nur für den Nordosten und das Bergland. Selbst wenn der Kaltlufteinbruch stärker ausfallen sollte, wird er nicht nachhaltig sein. Die derzeitige Westwindzirkulation ist sehr stabil und typisch für milde Winter. Eine nachhaltige Einwinterung wie noch zu Beginn des Dezembers ist derzeit also nicht in Sicht.

Dipl.-Met. Christian Herold
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 19.12.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Der Winter kommt, aber auch mit Schnee?

23. November 2023/in Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Die Wetterlage stellt sich ab der kommenden Nacht grundlegend um. Nachdem in den letzten Wochen Tiefdruckgebiete über Nordwest- und Westeuropa milde und feuchte Luftmassen atlantischen Ursprungs nach Deutschland geschaufelt haben, ändert sich die Strömung bzw. die Großwetterlage zum Wochenende grundlegend. Seither lag der Jetstream zonal von West nach Ost gerichtet über Mitteleuropa und infolgedessen war es kalten Luftmassen nicht gewährt nach Deutschland einfließen zu können. Doch die Konfiguration des Jets ändert sich nun. Zwischen einem ausgedehnten Rücken, der sich von der Iberischen Halbinsel bis nach Grönland erstreckt und einem Trog über Nordeuropa, kann die Strömung meridionalisieren, d.h. die Strömungsrichtung ändert sich auf Nord-Süd. Somit wird also der Weg frei für maritime Polarluft arktischen Ursprungs.

Genau diese Luftmasse kann ab der kommenden Nacht rückseitig einer nach Süden durchschwenkenden Kaltfront, die zum Tiefdruckkomplex NIKLAS über Nordeuropa gehört, einfließen. Mit Ankunft der kälteren Luftmasse sinkt die Schneefallgrenze sukzessive ab. Am Freitagmorgen liegt sie in der Nordhälfte bei 700-900 m und im Süden zunächst noch bei über 1200 m.

In den Alpen stellt sich ab Freitagfrüh, bei einer im Tagesverlauf bis in die Täler absinkenden Schneefallgrenze, eine Dauerschneefalllage ein. Bis Sonntagabend sind dann 30 bis 50 cm, in exponierten Staulagen um 80 cm möglich. Aufgrund des stürmischen Windes kann der Schnee erheblich verweht werden und sich mitunter an manchen Stellen hoch auftürmen und Straßen unpassierbar machen. Auch die Lawinengefahr wird deutlich ansteigen. In den Mittelgebirgen kann sich oberhalb von etwa 400-600 m in den nächsten Tagen eine Neuschneedecke zwischen 5 und 15 cm ausbilden. Im Schwarzwald und im Erzgebirge sind etwas höhere Neuschneemengen denkbar. In tieferen Lagen ist zwar vor allem in den Frühstunden eine weiße Überraschung nicht auszuschließen, aber lange hält sich der Schnee meistens nicht, da die Höchstwerte oftmals über dem Gefrierpunkt liegen und die Böden noch warm sind.

Etwas anders verhält es sich nordöstlich der Elbe. Dort fließt noch etwas kältere Luft ein, als im Westen und oftmals werden auch tagsüber nur Höchstwerte um den Gefrierpunkt erreicht. Somit kann sich dort bis Sonntagmittag eventuell eine dünne Neuschneeauflage ausbilden. Allerdings ist dort die Niederschlagsneigung etwas geringer, da sich wahrscheinlich der Skandenföhn bis in den Nordosten Deutschlands auswirkt.

Der Wettercharakter für Freitag und das Wochenende ist schnell zusammengefasst. Immer wieder kommt es zu Schnee-, Schneeregen- und Regenschauern. Größere Niederschlagspausen und sonnige Lücken in der Wolkendecke stellen sich zeitweise im Nordosten und Norden ein. Der Wind weht insbesondere am Freitag noch stürmisch aus West bis Nordwest und lässt im Laufe des Wochenendes nach.

Ein erster Trend für die nächste Woche zeigt, dass es in den Mittelgebirgen und wohl auch in der Osthälfte des Landes winterlich weitergeht. Oftmals kommt es zu Dauerfrost.

Inwiefern noch weiterer Schnee fällt und ob es auch in der Westhälfte für eine Schneedecke bis ins Tiefland reicht, muss abgewartet werden. Die Chancen dafür standen schon schlechter und es gibt durchaus einige Modellberechnungen, die zumindest zeitweise Schneefälle für weite Teile des Landes auf der Agenda haben. Der kommende Winter zeigt also schon mal seine Zähne.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 23.11.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Regen, Regen und nochmals Regen!

11. November 2023/in Klima, Thema des Tages, Wetter/von WINDINFO

Viele, aber vor allem die älteren Leser erinnern sich bestimmt noch sehr gut an den zeitlosen Klassiker “November Rain“ von “Guns n Roses“. Und genau das ist auch das Stichwort beim Wetter in den nächsten Tagen.

Verantwortlich hierfür ist eine weiterhin sehr aktive Westwetterlage, wodurch immer wieder Tiefausläufer vom Atlantik nach Mitteleuropa gelenkt werden. Dadurch kam es bereits in den letzten Wochen immer wieder zu Regenfällen, sodass die Böden in einigen Regionen bereits schon reichlich gesättigt sind. Nach einer kurzen Wetterberuhigung am morgigen Sonntag, beeinflusst bereits am Sonntagnachmittag die Okklusion eines Teiltiefs über dem Nordmeer das Wettergeschehen im Südwesten Deutschlands. Dahinter gelangen dann zunehmend sehr feuchte und auch deutlich wärmere Luftmassen in die Südwesthälfte Deutschlands geführt. Gleichzeitig liegt der Nordosten zu Beginn der Woche weiterhin unter der eingeflossenen kühlen, maritimen Polarluft, sodass sich eine recht markante Luftmassengrenze über Deutschland erstrecken wird. Diese Luftmassengrenze wird dadurch gestützt, dass wir uns zu Wochenbeginn im Ausgangsbereich des befinden. Dadurch verlangsamt sich die Höhenströmung, was auch Auswirkungen auf die Verlagerung der Fronten in der unteren Troposphäre hat.

Doch der Reihe nach. Zunächst einmal wird im äußersten Südwesten bereits im Laufe des Sonntags in Verbindung mit der Okklusion Niederschlag einsetzen. In der noch kühlen Luftmasse ist anfangs bis in mittlere Lagen (ab etwa 700 m) Schneefall mit dabei. Dort kann es teils um 5 cm, exponiert sogar bis 10 cm Neuschnee geben.

In der Nacht auf Montag folgt dann rasch eine Warmfront eines neuen Randtiefs. Damit werden feuchte und zunehmend sehr milde Luftmassen herangeführt, wodurch teils kräftige Regenfälle einsetzen. Diese breiten sich bis zum Montagabend bis zur Elbe aus. In den Staulagen der südwestdeutschen Mittelgebirge, sowie im Allgäu kommen dabei innerhalb von 24 Stunden örtlich über 50 Liter pro Quadratmeter Niederschlag zusammen. Aber auch in den anderen Regionen in der Südwesthälfte fallen häufig 10 bis 25 Liter pro Quadratmeter. Ausgenommen bleibt dagegen vorerst lediglich der Nordosten. Somit steigt im Süden an kleineren Flüssen die Hochwassergefahr an. Ein größeres Hochwasser ist aber vorerst nicht in Sicht!

Am Dienstag kommt die Kaltfront des Randtiefs auf ihrem Weg nach Süden kaum noch voran. Wodurch es voraussichtlich im äußersten Süden vom Südschwarzwald ostwärts bis zum Alpenrand zu weiteren kräftigen Regenfällen kommen kann. Allerdings ist diese Entwicklung hinsichtlich der Lage und der Niederschlagsmengen noch mit einigen Unsicherheiten behaftet.

Auch im weiteren Verlauf der Woche bleibt uns diese Wetterlage erhalten. Die Frontalzone, welche warme Luftmassen in den Subtropen von kalten Luftmassen der polaren Breiten trennt, erstreckt sich weiterhin über Mitteleuropa. Dadurch erreichen uns auch in der Folge immer wieder Tiefausläufer mit jeder Menge Niederschlag im Gepäck.

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 11.11.2023
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