Synoptische Analyse zur Orkantiefentwicklung vom 17-19. Januar 2008
In den kommenden Stunden vollzieht sich über dem nordwestlichen und nördlichen Mitteleuropa eine markante Orkantiefentwicklung, die vor allem über dem schottischen Hochland sowie über Südskandinavien mit Orkanböen und teilweise auch Gewittern einhergehen wird. Im Folgenden soll diese Orkanentwicklung mit Hilfe von Theta-e-Karten, 500hPa-Geopotential + Bodendruck, und noch weiteren Analysekarten des GFS-Modells beleuchtet werden.
Die Ausgangslage:
Im Atlantik herrscht eine leicht mäandrierende Höhenströmung, in die zwei kräftige "Störungen" eingebettet sind. Für Mitteleuropa wird in den nächsten Stunden das okkludierende Tiefdruckgebiet über den Britischen Inseln an Bedeutung gewinnen. Das okkludierende Frontensystem wird dabei von einem thermischen Trog in der Höhe überlaufen, wodurch stärkere feuchtkonvektive Prozesse ermöglicht werden (verbreitet Schauer und einzelne Gewitter). Weiter stromaufwärts folgt ein schwacher Höhenkeil nach, der die nachfolgende Entwicklung ankündet, die sich zunächst durch ein 975hPa-starkes Bodentief bemerkbar macht.
Zunächst aber der Ablauf der Frontenentwicklung anhand der 850hPa-Theta-e-Karten:
Heute abend, 19 MEZ, sah die Lage folgendermaßen aus:
Das Bodentief über Ostengland zieht rasch weiter ostwärts und erfasst mit seinem okkludierenden Frontensystem nun Deutschland. Nachfolgend kann sich schwacher Zwischenhocheinfluss durchsetzen, ehe die ausgedehnte Warmfront eines neuen Systems über dem Nordatlantik heranzieht. Auffällig hierbei ist die langgestreckte Okklusionsfront des vor allem in der Westflanke mit starkem Gradienten ausgezeichnetem Bodentiefs.
Um Mitternacht:
Östlich des alten Tiefdruckkerns mit 980hPa hat sich am Okklusionspunkt ein Rand- bzw. Teiltief ausgebildet, das in einer feineren Auflösung bereits einen abgeschlossenen Isobarenkern aufweist. Die weitgehend okkludierte Front des sich abschwächenden Nordseetiefs überquert Deutschland und nähert sich dem Alpenraum an. Vor allem in den Westalpen, Schwerpunkt Schweiz und Vorarlberg kann es stärkere Niederschläge geben, da hier noch verhältnismäßig höhere Theta-e-Werte zu finden sind und entsprechend der absolute Feuchtegehalt der Luftmasse größer als weiter nördlich ist. Wegen der in tieferen Schichten westlichen Strömung wird trotz nordwestlicher Höhenströmung ein stärkeres Stauereignis aber ausbleiben.
Freitag mittag:
Das ehemalige Teiltief hat sich zum eigenständigen Sturmtief gemausert und besitzt nun einen Kerndruck von etwa 975hPa. Das vorige Zentraltief verbleibt quasi-stationär weiter stromaufwärts und dreht seine Okklusion unermüdlich um sein Zentrum herum weiter. Von dem Nordseetief ist nur mehr die Andeutung eines Randtrogs übrig. Die zugehörige Okklusionsfront zeigt ebenfalls kaum noch einen sichtbaren Gradienten im Theta-e-Feld, sodass entsprechend auch die Niederschlagsneigung deutlich abgenommen hat.
Samstag Mitternacht:
Zum Höhepunkt der Orkantiefentwicklung mit 961hPa vor der norwegischen Küste ist ein
ausgedehntes Starkwindfeld erkennbar, welches sich - für Südnorwegen fatalerweise - auf die Rückseitenumgebung des Tiefs beschränkt, d.h. entlang und rückseitig von Okklusions- und Kaltfront, also dort, wo man generell von vertikalen Umlagerungen ausgeht. Die stärkste Isobarendrängung ist nach diesem Modelllauf zunächst über Schottland und später über Südnorwegen zu erwarten, wo 850hPa-Mittelwinde von über 80Kn simuliert sind. Dazu später mehr.
Nun zur Dynamik der Orkantiefentwicklung infolge Änderungen im Höhenwindfeld. Verwendet wird hierzu die 500hPa-Geopotential+ Bodendruckkarte. Weiters enthalten ist die relative Topographie zwischen 500hPa und 1000hPa. Ich werde sie jedoch nicht zur Erklärung heranziehen, da es sonst den Rahmen dieser Analyse sprengen würde.
Heute abend:
Nochmals zur Verdeutlichung ist die ungefähre Lage der Bodenfronten eingezeichnet, weiß eingeringelt die Lage des Okklusionspunkt, in weiterer Folge schwarz eingezeichnet sind die Trogachsen in der Höhe. Ein bereits abgeschlossenes Höhentief befindet sich achsensenkrecht über dem Bodentief auf dem Nordatlantik, hier ist die Zyklogenese also im Reifestadium angekommen und es setzt Zyklolyse ein. Der Okklusionspunkt liegt vorderseitig einer scharf gekrümmten Trogachse, sodass hier die oben erwähnte Teiltiefbildung gestützt wird.
Um Mitternacht:
Der isolierte Bodentiefkern des Teiltiefs kristallisiert sich heraus. Er liegt vorderseitig eines schwach gekrümmten Kurzwellentroges. Bei Island befindet sich gleichzeitig ein ausgedehnterer Höhentrog, der hochreichend Kaltluft nach Süden advehiert. Er wird schon bald in das Geschehen eingreifen.
Die Trogachse des Kurzwellentrogs über Mitteleuropa liegt unmittelbar hinter dem Frontensystem und erhält den Hebungsantrieb aufrecht.
Freitag mittag:
Das Orkantief liegt nun vor der Küste Irlands weiterhin knapp vorderseitig einer scharf gekrümmten Trogachse und zusätzlich in dicht gedrängten Isohypsen in 500hPa. Nun wird der Höhentrog weiter nördlich wirksam, welcher den anfangs schwach gekrümmten Kurzwellentrog sozusagen durch einen schärfer gekrümmten Trog ersetzt. Rückseitig strömt hochreichende Kaltluft südwärts und erhöht die Baroklinität. Die Entwicklung wird intensiver. Vorderseitig wird kräftig Warmluft nach West- und Mitteleuropa advehiert.
In 300hPa + Wind [in Kn]:
Das Bodentief liegt vorderseitig des südwärts dringenden Höhentrogs und damit unter weiterem Hebungsantrieb. Gleichzeitig befindet es sich auch im linken Auszug eines intensiven Höhenjets mit 170 Kn Mittelwind in 300hPa. Beste Voraussetzungen für eine zünftige Orkanentwicklung.
Zum Höhepunkt Samstag Mitternacht:
Die Trogachse überrennt das Bodentief und labilisiert dadurch nicht nur die Rückseite und Kaltfront, sondern auch den okkludierten Bereich mit Warmlufteinschub, wo sich bedeutendere Mengen an Labilitätsenergie aufbauen können. Eine sekundäre Trogachse (nicht eingezeichnet) ist knapp östlich der Britischen Inseln ersichtlich, welche auch im Rückseitensektor für Hebungsantrieb sorgt.
Deutschland und angrenzende Länder sind dabei im stabil geschichteten Warmsektor gelegen, weshalb trotz der starken Isobarendrängung und des kräftigen Höhenwinds keine heftigen Böen im Tiefland zu befürchten sind. Ausgenommen sind hier die Küstengebiete und Dänemark.
Wie sieht es mit der Stabilität aus?
Der KO-Index liefert einen Anhaltspunkt. Er setzt sich vereinfacht gesagt aus der vertikalen Änderung der Theta-e zusammen und ist bei Stabilität positiv. Gleichzeitig dargestellt ist die Hebung in der Einheit hPa/h. Negative Werte bedeuten eine Abnahme des Luftdrucks und somit aufwärts gerichtete Vertikalbewegung.
Stark positive KO-Index-Werte bei gleichzeitig kräftiger Vertikalbewegung herrschen über Schweden und dem Kattegat im Warmfrontbereich. Indifferente Werte finden sich über Südnorwegen und weiter westlich mit Werten um 0, wo zumindest mit gesättigten bis leicht feuchtlabilen Schichtungen gerechnet werden kann. Da dort ebenfalls Hebungsantrieb vorhanden ist, kann die potentielle Labilität auch freigesetzt werden.
Zum Abschluss die CAPE/LI-Karte:
Die Labilitätsenergie (engl. CAPE) errechnet sich bei GFS aus den gemittelten Temperaturen/Taupunkte der untersten 180hPa. Der LI bildet die Differenz zwischen der Umgebungstemperatur in 500hPa und der Temperatur eines gehobenen Luftpakets ausgehend vom MLCAPE. Negative Werte deuten Labilität in 500hPa an. Positive Werte deuten an, dass das Luftpaket in 500hPa kälter als seine Umgebung ist und wieder absinkt.
Im Bereich des Tiefdruckkerns mit der stärksten Isobarendrängung simuliert GFS nun schwache Labilitätsenergie um 300 J/kg, für Januar jedoch beachtliche Werte. Bei einem LI um -1°C ist zudem hochreichende Feuchtkonvektion bis über 500hPa hinaus möglich, was mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit auch Gewitter miteinschließt. GFS rechnet in diesem Raum auch 500hPa-Temperaturen von unter -30°C, was für Gewitter mehr als ausreicht.
Fazit:
Zunächst über den Britischen Inseln, Schwerpunkt Schottland, später über Südskandinavien, zieht ein kräftiges Orkantief hinweg, welches im Tiefland für Orkanböen bis 150km/h sorgen kann. In den Hochlagen Schottlands sowie im südskandinavischen Gebirge sind Böen bis zu 180km/h und vereinzelt auch darüber denkbar. Nach jetzigem Stand ist vor allem über Südnorwegen auch mit Gewittern zu rechnen. Schadensträchtige Windböen sind dort auch in den Küstengebieten möglich.
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