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Thema des Tages
Gewitter: abgehoben oder nicht?
Wer hat in diesem Sommer nicht schon das ein oder andere Gewitter
entweder aus der Ferne oder aus der Nähe erlebt und wurde vielleicht
auch Zeuge markanter Begleiterscheinungen wie Starkregen, Hagelschlag
und Sturmböen? Mal zog eine pechschwarze Wand auf, deren Wolken
scheinbar bis zum Boden hingen und alleine schon von ihrem Aussehen
einiges an Ungemach ankündigten. Oder aber es zuckten Blitze aus
einer eher unscheinbar ausschauenden Wolke, deren Wolkenuntergrenze
sehr hoch lag und die für einen unbedarften Beobachter absolut nicht
bedrohlich aussah.
Die Zutaten, die für die Entstehung eines Gewitters sorgen und dieses
formen, die sind natürlich entsprechend der Atmosphärenphysik immer
dieselben. Feuchte und energiereiche Luft (für uns Menschen als
schwül-heiße und schweißtreibende Luftmasse spürbar) wird gehoben,
kondensiert und bildet ihres Energiegehalts entsprechend
hochreichende Haufenwolken, die nach einiger Zeit vereisen und somit
die typische Ambossform eines Gewitters bilden. Kommt nun in solch
eine Luftmasse noch die Zutat "Windscherung" hinzu, also die Zunahme
der Windgeschwindigkeit und Richtungsänderung des Windes mit der
Höhe, dann können sich auch langlebige und besonders
schadensträchtige Gewitterzellen bilden, die mit großem Hagel,
heftigem Starkregen und schweren Sturmböen einhergehen.
Wir im Vorhersagedienst jedoch interessieren uns auch noch für eine
andere Eigenschaft der Gewitter, die jedoch nur sehr schwer
vorherzusagen ist: Aus welchem Höhenbereich der unteren Troposphäre
bezieht das Gewitter seine Luftmasse oder anders ausgedrückt: "Ist
das Gewitter "abgehoben" oder nicht"? Sie müssen sich das so
vorstellen, dass das Gewitter einen beständigen Zustrom von
energiereicher Luft benötigt, damit sein "Motor", die Kondensation
(Wolkenbildung), fortwährend weiterlaufen kann. Hierbei gibt es
Gewitter, die diese Luftmasse aus der planetaren Grenzschicht
beziehen, wobei sich diese im Mittel bis etwa 1000 m über Grund
erstreckt, und andere, die die Luft aus deutlich höheren Bereichen
beziehen. Doch wieso ist das von Interesse?
Wenn ein Gewitter die Luftmasse direkt aus der Grenzschicht bezieht,
zeigt dieser Prozess uns Meteorologen, dass es bodennah keine stabile
Luftschicht gibt, wie zum Beispiel nachts, wenn sich jahreszeiten-
und wetterbedingt durch mehr oder weniger starke Abkühlung eine
stabile (kühlere) Luftmasse bodennah ausbilden kann. Nähere
Informationen zu "stabil/labil" finden Sie unter
http://www.dwd.de/lexikon und dann "Stabilität". Die kühle und
stabile Luft mag ungern gehoben werden und somit ist dies ungünstig
für ein Gewitter, welches bestrebt ist warme und feuchte Luft zu
heben, um zu überleben. Ist nun eine solch stabile bodennahe Schicht
jedoch nicht vorhanden bedeutet das, dass starke Fallwinde, die vom
Gewitter erzeugt werden und wie ein Wasserfall vom höheren Bereich
des Gewitters zu Boden stürzen, entsprechend für großen Schaden
sorgen können. Es gibt ja bodennah kein "schützendes", stabiles
Kaltluftpolster.
Auch für die Tornadovorhersage ist dieses Thema von Interesse, denn
der sehr komplexe Vorgang, der letztendlich zu einem Tornado führt,
spielt sich teilweise in der planetaren Grenzschicht ab und wird
besonders dann gefördert, wenn eben keine stabile Schicht vorhanden
ist. Häufig ist das der Fall an einem sonnenscheinreichen Nachmittag
im Sommer, wenn die intensive Sonneneinstrahlung die bodennahen
Luftschichten stark aufheizt und durch einsetzende Thermik
(aufsteigende warme Luftblasen) durchmischt wird. Daher ist es auch
nicht verwunderlich, dass wir an sommerlichen Nachmittagen bei
entsprechenden Zutaten häufig ein erhöhtes Potenzial für Gewitter mit
(schweren) Sturmböen vorhersagen. Da solch ein Gewitter die feuchte
Luft von bodennahen Schichten aufnimmt, können sich auch nicht selten
bedrohlich ausschauende und tiefhängende Wolken bilden.
Anders sieht es hingegen zum Beispiel während der Nacht aus, wenn
sich durch die beginnende nächtliche Ausstrahlung und Abkühlung in
der Grenzschicht eine stabiler geschichtete Luftmasse ausgebildet
hat. Entwickelt sich nun ein Gewitter, dann bezieht dieses seine
energiereiche Luft nicht selten oberhalb der grenzschichtnahen
stabileren Luftmasse ein. Je nach Ausprägung der stabilen Schicht
können nun zum Beispiel vom Gewitter erzeugte Fallwinde stark
abgeschwächt oder überhaupt nicht bis zum Boden vordringen und auch
das Tornadopotenzial wird stark verringert.
Jedoch gibt es Begleiterscheinungen bei Gewittern, die ihr Auftreten
nicht nach der Frage "abgehoben, oder nicht" richten, wie zum
Beispiel Hagel. Dieser wird in einem Höhenbereich gebildet
(vorzugsweise minus 10 bis minus 20 Grad Celsius), der so hoch in der
Troposphäre zu finden ist, dass er nicht von der Fragestellung
beeinflusst wird, wie die Luftmasse bodennah geschichtet ist. Daher
können auch bis weit in die Nacht zum Beispiel Hagel und Starkregen
auftreten, während die Böengefahr sukzessive nachlassen kann.
Anzeichen für abgehobene Konvektion sind häufig sehr hohe
Wolkenuntergrenzen, die auch einen eher verwaschenen / laminaren
Eindruck aufweisen, da sie sich oberhalb einer stabileren Schicht
entwickeln. Darüber hingegen sorgt die labile und energiereiche
Luftmasse für die Bildung von Haufenwolken mit der typischen
"Blumenkohlstruktur". Ein Anzeichen für abgehobene Konvektion ist
manchmal die Wolkenform "Altocumulus castellanus, Ac cas", die zum
Beispiel im Sommer in den Frühstunden am Himmel zu finden ist. Diese
Wolke hat ein zinnenartiges Erscheinungsbild, was auf bereits
vorhandene Labilität in höheren Luftschichten hinweist, auch wenn
sich die Luftmasse bodennah noch sehr kühl anfühlt. Ein Beispiel von
einem Ac cas können sie unter www.dwd.de/tagesthema sehen.
Leider reichen schon geringfügige zeitliche und räumliche Änderungen
der Temperatur und Feuchte in der unteren und mittleren Troposphäre
aus, damit ein bis dahin abgehobenes Gewitter auf einmal die
Luftmasse aus der Grenzschicht aufnimmt und somit plötzlich ein
erhöhtes Böenpotenzial aufweist. Ist es nicht faszinierend, wie
unberechenbar ein solch dynamisches Wetterphänomen wie ein Gewitter
sein kann?
Dipl.-Met. Helge Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 27.08.2015
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst
Diesen Artikel und das Archiv der "Themen des Tages"
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Mit freundlichen Grüßen
Ihre Pressestelle des DWD
Telefon: 069 8062 4501
Fax: 069 8062 4509
E-Mail: pressestelle@dwd.de
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Wer hat in diesem Sommer nicht schon das ein oder andere Gewitter
entweder aus der Ferne oder aus der Nähe erlebt und wurde vielleicht
auch Zeuge markanter Begleiterscheinungen wie Starkregen, Hagelschlag
und Sturmböen? Mal zog eine pechschwarze Wand auf, deren Wolken
scheinbar bis zum Boden hingen und alleine schon von ihrem Aussehen
einiges an Ungemach ankündigten. Oder aber es zuckten Blitze aus
einer eher unscheinbar ausschauenden Wolke, deren Wolkenuntergrenze
sehr hoch lag und die für einen unbedarften Beobachter absolut nicht
bedrohlich aussah.
Die Zutaten, die für die Entstehung eines Gewitters sorgen und dieses
formen, die sind natürlich entsprechend der Atmosphärenphysik immer
dieselben. Feuchte und energiereiche Luft (für uns Menschen als
schwül-heiße und schweißtreibende Luftmasse spürbar) wird gehoben,
kondensiert und bildet ihres Energiegehalts entsprechend
hochreichende Haufenwolken, die nach einiger Zeit vereisen und somit
die typische Ambossform eines Gewitters bilden. Kommt nun in solch
eine Luftmasse noch die Zutat "Windscherung" hinzu, also die Zunahme
der Windgeschwindigkeit und Richtungsänderung des Windes mit der
Höhe, dann können sich auch langlebige und besonders
schadensträchtige Gewitterzellen bilden, die mit großem Hagel,
heftigem Starkregen und schweren Sturmböen einhergehen.
Wir im Vorhersagedienst jedoch interessieren uns auch noch für eine
andere Eigenschaft der Gewitter, die jedoch nur sehr schwer
vorherzusagen ist: Aus welchem Höhenbereich der unteren Troposphäre
bezieht das Gewitter seine Luftmasse oder anders ausgedrückt: "Ist
das Gewitter "abgehoben" oder nicht"? Sie müssen sich das so
vorstellen, dass das Gewitter einen beständigen Zustrom von
energiereicher Luft benötigt, damit sein "Motor", die Kondensation
(Wolkenbildung), fortwährend weiterlaufen kann. Hierbei gibt es
Gewitter, die diese Luftmasse aus der planetaren Grenzschicht
beziehen, wobei sich diese im Mittel bis etwa 1000 m über Grund
erstreckt, und andere, die die Luft aus deutlich höheren Bereichen
beziehen. Doch wieso ist das von Interesse?
Wenn ein Gewitter die Luftmasse direkt aus der Grenzschicht bezieht,
zeigt dieser Prozess uns Meteorologen, dass es bodennah keine stabile
Luftschicht gibt, wie zum Beispiel nachts, wenn sich jahreszeiten-
und wetterbedingt durch mehr oder weniger starke Abkühlung eine
stabile (kühlere) Luftmasse bodennah ausbilden kann. Nähere
Informationen zu "stabil/labil" finden Sie unter
http://www.dwd.de/lexikon und dann "Stabilität". Die kühle und
stabile Luft mag ungern gehoben werden und somit ist dies ungünstig
für ein Gewitter, welches bestrebt ist warme und feuchte Luft zu
heben, um zu überleben. Ist nun eine solch stabile bodennahe Schicht
jedoch nicht vorhanden bedeutet das, dass starke Fallwinde, die vom
Gewitter erzeugt werden und wie ein Wasserfall vom höheren Bereich
des Gewitters zu Boden stürzen, entsprechend für großen Schaden
sorgen können. Es gibt ja bodennah kein "schützendes", stabiles
Kaltluftpolster.
Auch für die Tornadovorhersage ist dieses Thema von Interesse, denn
der sehr komplexe Vorgang, der letztendlich zu einem Tornado führt,
spielt sich teilweise in der planetaren Grenzschicht ab und wird
besonders dann gefördert, wenn eben keine stabile Schicht vorhanden
ist. Häufig ist das der Fall an einem sonnenscheinreichen Nachmittag
im Sommer, wenn die intensive Sonneneinstrahlung die bodennahen
Luftschichten stark aufheizt und durch einsetzende Thermik
(aufsteigende warme Luftblasen) durchmischt wird. Daher ist es auch
nicht verwunderlich, dass wir an sommerlichen Nachmittagen bei
entsprechenden Zutaten häufig ein erhöhtes Potenzial für Gewitter mit
(schweren) Sturmböen vorhersagen. Da solch ein Gewitter die feuchte
Luft von bodennahen Schichten aufnimmt, können sich auch nicht selten
bedrohlich ausschauende und tiefhängende Wolken bilden.
Anders sieht es hingegen zum Beispiel während der Nacht aus, wenn
sich durch die beginnende nächtliche Ausstrahlung und Abkühlung in
der Grenzschicht eine stabiler geschichtete Luftmasse ausgebildet
hat. Entwickelt sich nun ein Gewitter, dann bezieht dieses seine
energiereiche Luft nicht selten oberhalb der grenzschichtnahen
stabileren Luftmasse ein. Je nach Ausprägung der stabilen Schicht
können nun zum Beispiel vom Gewitter erzeugte Fallwinde stark
abgeschwächt oder überhaupt nicht bis zum Boden vordringen und auch
das Tornadopotenzial wird stark verringert.
Jedoch gibt es Begleiterscheinungen bei Gewittern, die ihr Auftreten
nicht nach der Frage "abgehoben, oder nicht" richten, wie zum
Beispiel Hagel. Dieser wird in einem Höhenbereich gebildet
(vorzugsweise minus 10 bis minus 20 Grad Celsius), der so hoch in der
Troposphäre zu finden ist, dass er nicht von der Fragestellung
beeinflusst wird, wie die Luftmasse bodennah geschichtet ist. Daher
können auch bis weit in die Nacht zum Beispiel Hagel und Starkregen
auftreten, während die Böengefahr sukzessive nachlassen kann.
Anzeichen für abgehobene Konvektion sind häufig sehr hohe
Wolkenuntergrenzen, die auch einen eher verwaschenen / laminaren
Eindruck aufweisen, da sie sich oberhalb einer stabileren Schicht
entwickeln. Darüber hingegen sorgt die labile und energiereiche
Luftmasse für die Bildung von Haufenwolken mit der typischen
"Blumenkohlstruktur". Ein Anzeichen für abgehobene Konvektion ist
manchmal die Wolkenform "Altocumulus castellanus, Ac cas", die zum
Beispiel im Sommer in den Frühstunden am Himmel zu finden ist. Diese
Wolke hat ein zinnenartiges Erscheinungsbild, was auf bereits
vorhandene Labilität in höheren Luftschichten hinweist, auch wenn
sich die Luftmasse bodennah noch sehr kühl anfühlt. Ein Beispiel von
einem Ac cas können sie unter www.dwd.de/tagesthema sehen.
Leider reichen schon geringfügige zeitliche und räumliche Änderungen
der Temperatur und Feuchte in der unteren und mittleren Troposphäre
aus, damit ein bis dahin abgehobenes Gewitter auf einmal die
Luftmasse aus der Grenzschicht aufnimmt und somit plötzlich ein
erhöhtes Böenpotenzial aufweist. Ist es nicht faszinierend, wie
unberechenbar ein solch dynamisches Wetterphänomen wie ein Gewitter
sein kann?
Dipl.-Met. Helge Tuschy
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Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 27.08.2015
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