Synoptische Analyse zur Sturmentwicklung vom 25-26. Januar 2008
In den kommenden Tagen bahnt sich nach längerer Pause wieder ein windiger Witterungsabschnitt an, mit dem Schwerpunkt zunächst im Norden und Osten Deutschlands, in weiterer Folge auch in Südostdeutschland und Nord- bzw. Ostösterreich. Eingeleitet wird diese Entwicklung von einer für die Jahreszeit eher nördlich verschobenen Frontalzone, die zu einem stark positiven North Atlantic Oscillation Index (NAO) führt und auf ein kräftiges Azorenhoch und einen ausgedehnten nordatlantischen Tiefdruckkomplex zurückgeht.
Zur Ausgangslage, die ein Satellitenbild von Eumetsat 2008 für heute nachmittag, 17.00 MEZ illustriert:
Es zeigt die beteiligten Luftmassen in Farbcodierung, wobei blaue Farben generell eine hohe Tropopause und warme Luftmassen und pink eine niedrige Tropopause und kalte Luftmassen bedeuten. Je heller die Wolken, desto höher ihre Wolkenobergrenzen. Das für uns in den kommenden Stunden wetterbestimmende System ist ein okkludierendes Tief über Skandinavien, dessen über der Ostsee verwellte Kaltfront (auch als Anafront bezeichbar) uns von Nordwesten her mit Regenfällen überquert. Sie erreicht in der Nacht zu Freitag den Süden Deutschlands und schwächt sich dabei rasch ab. Ursache ist rascher Geopotential- und Bodendruckanstieg über Westeuropa, die mit der Verlagerung eines umfangreichen und äußerst kräftigen Biskayahochs nach Osten einhergeht. Dieses drängt den kaltfrontzugehörigen Höhentrog nach Osten ab und beraubt der Bodenfront ihrer tatkräftigsten "Waffe" bzw. Hebungsantrieb. Da die "maskierte" Bodenkaltfront den Süden Deutschlands und den Norden Österreichs in den Morgenstunden erreichen wird und wärmere Luftmassen heranführt, während die Nacht anfangs noch klar verläuft und verbreitet Frosttemperaturen erreicht werden, kann es zu Niederschlagsbeginn auch zu gefrierendem Regen kommen, sonst fällt überwiegend Schnee, später in tiefen Lagen zum Teil in Regen übergehend.
Weiters ist ein ausgeprägter thermischer Trog über der Nordsee zu sehen, der in den pinken Farben keilförmig erscheint und entsprechend eine starke Krümmung aufweist. Diese Krümmung führt zu intensivem Hebungsantrieb an seiner Vorderseite und ist die Ursache der ausgeprägten, hochreichenden Feuchtkonvektion über der Nordsee und Südskandinavien. Ein zweiter, etwas schwächer ausgeprägter Höhentrog weiter nordwestlich erhält die konvektive Aktivität auch rückseitig des thermischen Troges aufrecht. Die zu sehenden verschmolzenen Zellen ("Enhanced Cumulus") sind mit zahlreichen Gewittern verbunden. Mit dem von Westen nahenden, neuen System wird die Strömung über der Nordsee zunehmend zonal und die konvektiven Niederschläge erfahren dadurch eine orographische Verstärkung an der Westküste Südnorwegens.
Das neue System besteht aus einer parallel zur Warm- und Kaltfront verlaufenden Okklusionsfront, die stromaufwärts in den Trogbereich hineinragt. Dadurch sind die Wolkenobergrenzen am Westrand der Okklusion etwas niedriger als weiter ostwärts. Mit dem Trogsektor, der sich durch zahlreiche, zelluläre Konvektion kennzeichnet, ist ein starker Tropopausenfall verbunden. Der 12z-Aufstieg von der Südspitze zeigt eine Tropopausenhöhe von etwa 550hPa, über England dagegen noch um 250-300hPa. Südlich des Trogsektors an der Kaltfront ist eine stark antizyklonale Krümmung des Wolkenbandes feststellbar, welche auf eine Wellenentwicklung hindeutet.
Im Folgenden soll die Entwicklung dieser Kaltfrontwelle sowie einer nachfolgenden Welle mit Hilfe der 850hPa-Theta-e-Karten + Bodendruck skizziert werden:
In der Ausgangslage heute abend sieht man deutlich den noch breiten Warmsektor des okkludierenden Tiefs über Fennoskandinavien. Die Kaltfront ragt etwa ab Belgien in zunehmend hohen Luftdruck am Boden hinein, wobei die horizontale Drängung der Isothermen noch vorhanden ist und neben der rückwärtig liegenden Trogachse einen Hebungsantrieb darstellt. Zwischen Irland und Island folgt ein kleinräumiges, aber sehr intensives Sturmtief nach, dessen Warmsektor verhältnismäßig kühle Luftmassen beinhaltet. An seiner Kaltfront schließt eine ausgedehnte Ausbuchtung der 1010hPa-Isobare an, die den Prozess einer Kaltfrontwelle indiziert.
Am Freitag mittag ist das für uns heute und morgen früh bestimmende Frontensystem bereits über Osteuropa angelangt und vorübergehend kann sich über Frankreich und dem Alpenraum hoher Luftdruck aufbauen. Die Warmfront des sich auffüllenden Sturmtiefs über der Norwegischen See erfasst den Norden Deutschlands - etwa auf einer Linie Nordrhein-Westphalen-Brandenburg mit leichten Regenfällen und stark auffrischendem Wind, die 850hPa-Winde von 50-60Kn und höher werden jedoch aufgrund der stabilen vertikalen Schichtung im Warmsektor nicht bis zum Boden herabgemischt. Die angesprochene Kaltfrontwelle ist über der Nordsee angelangt und hat sich in seiner Nord-Süd-Auslenkung abgeschwächt. Eine weitere Kaltfrontwelle folgt weiter stromaufwärts nach und verdient dann unser Hauptaugenmerk.
Samstag nacht ist von der ersten Welle außer einer erhöhten Theta-e-Schliere über der Ostsee nichts mehr zu sehen, die zweite Welle hat hingegen ihre antizyklonale Krümmung über Schottland verstärkt und weist auch in den Isothermen einen schwachen Gradienten nach Norden hin auf. Für die Entwicklung dieser zweiten Welle zu einem windintensiven Randtief über Norddeutschland verantwortlich ist - wie so häufig - ein Downstream-Development - oder zu deutsch: Stromabwärtige Entwicklung. In diesem Fall ist es das nachrückende Sturmtief bei Neufundland, das in seinem Warmsektor verhältnismäßig hohe Theta-e-Werte in den Nordatlantik schaufelt. Zu den genauen Auswirkungen für die Kaltfrontwelle gleich mehr.
Samstag mittag hat sich aus der Kaltfrontwelle ein eigenständiges Randtief über dem Kattegat gebildet, das etwa einen Kerndruck von 998hPa aufweist. Der labilst geschichtete Bereich befindet sich dann etwas nördlich versetzt vom Starkwindfeld, das nach jetzigem Kenntnisstand von der südlichen Nordsee über das nördliche Niedersachsen, Schleswig-Holstein bis nach Mecklenburg-Vorpommern reichen wird. Geringe Labilitätsenergie und ein neutraler Lifted Index lassen vor allem über Dänemark und dem umliegenden Seegebiet einige Gewitter erwarten, die mit Orkanböen einhergehen. Im Bereich des Starkwindfelds mit Spitzen von 60 bis 75Kn ist die Labilität geringer und ein deutlich positiver LI wird erwartet, d.h. allenfalls flache hochreichende Konvektion bis etwa 550hPa wird erwartet. Dies reicht jedoch aufgrund des scherungsstarken Umfelds auch im norddeutschen Flachland bis nach Brandenburg für Böen der Stärke 10-11 aus.
Abschließend noch das Downstream-Development und der dynamische Antrieb für die Randtiefentwicklung:
Samstag früh liegt das Sturmtief südöstlich von Neufundland klar vorderseitig der positiv geneigten Trogachse und damit unter Hebungsantrieb, die weiteren Druckfall in der unteren Troposphäre verursacht. Die für unsere Region relevante Entwicklung (eingekreist) ist hier noch als Bodenwelle vorhanden und befindet sich ebenfalls auf einer Trogvorderseite, allerdings einer negativ geneigten Trogachse. Negative Trogachsenneigung weist auf kräftige Windscherung und die Advektion kälterer über wärmerer Luftmassen hin.
Nun kommt das Downstream-Development ins Spiel -das nachfolgende Sturmtief ist großräumig ausgeprägt und führt zu einem massiven Geopotentialanstieg durch Warmluftadvektion. Dieser Geopotentialanstieg verschärft den Druckgradienten in der mittleren und oberen Troposphäre, in der Folge nimmt die Windgeschwindigkeit hier deutlich zu. Weiter stromabwärts folgt eine Zunahme der Corioliskraft (proportional zur Windgeschwindigkeit), die die ostwärts strömenden Luftpakete stark nach Süden ablenkt und den stromabwärtigen Trog (blaue Trogachse) vertiefen lässt. Dies wiederum hat zur Folge, dass dessen Krümmung zunehmend und damit der Hebungsantrieb an seiner Vorderseite, unter der unsere Bodenwelle liegt. Wie bei einem Dominoeffekt führt die Sturmtiefentwicklung bei Neufundland also auch zu einer intensiveren Entwicklung der Kaltfrontwelle über der Nordsee.
Zu Mittag liegt das Bodentief über dem Kattegat noch knapp vorderseitig der Trogachse, jedoch schon weit zum niedrigeren Geopotential hin geneigt. Es ist daher allenfalls eine geringfügige Vertiefung für die kommenden Stunden zu erwarten. Entscheidend für die Ausbildung eines Starkwindfeldes ist jedoch nicht nur der Kerndruck des Randtiefs, sondern auch die räumliche und zeitliche Druckänderung - der isallobarische Druckgradient. Die Warmluftadvektion mit dem Sturmtief bei Neufundland lässt das Geopotential stark steigen und das stromabwärts phasenverschobene Bodenhoch über Frankreich erfährt dadurch ebenfalls Druckanstieg, der den isallobarischen Druckgradient intensiviert.
In 300hPa ist deutlich der stark gekrümmte Jetstream mit Mittelwinde bis zu 190 Kn vor Island zu sehen. Im linken Jetauszug liegt das Bodentief (weiß eingekreist) und damit unter leichter Vertiefung. Da die Trogachse jedoch etwas östlicher liegt, wird die Lage im linken Jetauszug durch negative Vorticityadvektion (Absinken) trogrückseitig kompensiert und das Randtief vertieft sich nicht massiv.
In den Abendstunden hat sich der Kerndruck noch leicht auf 995hPa gesenkt, der Höhepunkt der Entwicklung ist nun aber erreicht. Das Starkwindfeld erstreckt sich dann von Norddeutschland über Polen, Tschechien, bis in den Norden und Osten Österreichs, wo flächig Mittelwinde von 60-70Kn in 850hPa erreicht werden. Mit der Lage rückseitig der Trogachse ist jedoch allgemein eine Stabilisierung zu erwarten und schwere Sturmböen bis orkanartige Böen beschränken sich im Tiefland auf Kanalisierungseffekte (z.B. Donauraum) oder Leeeffekte (z.B. rückseitig des Erzgebirges, Alpenostrand), sonst sind in freien Lagen oberhalb etwa 1200-1500m Orkanböen denkbar.
Am Sonntag spaltet sich vom nachfolgenden Sturm/Orkantief an eine Warmfrontwelle ab, die vorauss. ausgenommen des Westen und Südwestens Deutschlands sowie dem westlichen Österreichs verbreitete Regenfälle bringt, in den östlichen Nordalpen auch größere Neuschneemengen.
© www.wetteran.de, 24.1.2008