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Tornado in Mogersdorf im Südburgenland, 13. Mai 2010, 14.08 UTC

Update, 18. Mai 2010

Felix Welzenbach, Skywarn Austria

1. Einleitung

Am 13. Mai 2010 in den Folgetagen wurde durch diverse Meldungen in den Medien ein Tornado im Südburgenland nahe Mogersdorf bekannt. Vorübergehend war auch von Böen bis 150 km/h die Rede. Um die Wetterbedingungen zu diesem Verdachtsfall näher zu untersuchen, haben wir von Skywarn Austria eine ausführliche Analyse auf Basis des vorliegenden Datenmaterials - Video- und Bildmaterial von "Stormhunters Austria" erstellt.

Nachdem seit dem 17. Mai 2010 das hochaufgelöste Video von den "Stormhunters Austria" in der Langzeitfassung vorliegt, stellt sich die Frage, ob es sich lediglich um turbulenten Fractus oder tatsächlich um organisierte Rotation gehandelt hat, nicht mehr. Auch wurde die Dauer der rotierenden Trichterwolke in der letzten Version der ESWD-Meldung (von Alois Holzer, ESSL, mit QC1 bestätigt) von elf Minuten auf eine Minute korrigiert.

Die nachfolgende Analyse soll die Bedingungen zum Zeitpunkt der rotierenden Trichterwolke näher beleuchten und u.a. versuchen, die Frage klären, ob es sich hier um einen Typ-I-Tornado (= Tornado, der an eine Mesozyklone gebunden ist) oder um einen Typ-II-Tornado (= Tornado, der nicht an eine Mesozyklone gebunden ist, im amerikanischen Sprachgebrauch auch waterspout bzw. landspout genannt) gehandelt hat.

Weiters wurde von Skywarn-Austria-Mitgliedern eine Schadenssuche durchgeführt, um festzustellen, ob Bodenkontakt der beobachteten Trichterwolke bestanden hat, und wenn ja, inwiefern es Hinweise auf Schäden gibt, die in direkten Zusammenhang mit der beobachteten Trichterwolke stehen.

2. Wetterlage

Der Alpenraum befindet sich untertags auf der Vorderseite eines Höhentiefs über Westeuropa in einer südwestlichen Höhenströmung. In den Mittagsstunden wird der Ostalpenraum von einem vor allem in höheren Schichten ausgeprägtem Maximum an absoluter Vorticityadvektion überquert, welches entsprechend für kräftigen Hebungsantrieb sorgt.

In Bodennähe herrschen den ganzen Tag über nur flache Druckgegensätze bei leichtem Tiefdruckeinfluss:

Eine wellende Kaltfront erstreckt sich von den Westalpen über Tirol und Ostbayern bis nach Tschechien und Polen, sie beeinflusst das Südburgenland jedoch nicht, wo die Luftmassen nahezu unverändert bleiben. Die Stationen im Umkreis von Mogersdorf (Bad Gleichenberg, Güssing, Feldbach, Fürstenfeld) meldeten wenige Minuten vor dem Ereignis (14.00 UTC) Taupunkte von 11 bis 12°C bei Lufttemperaturen von 14-17°C. Der Wind wehte nur schwach aus westlichen bis nördlichen Richtungen.

Gemäß Radiosondenaufstiegen von Graz um 03 UTC (links) bzw. Zagreb um 12 UTC (rechts) lag das Gleichgewichtsniveau aufsteigender Luftpakete bei rund 2800m (Zagreb) bzw. 3200m (Graz), bei Überwindung der leichten Isothermie in 650 hPa auch bei rund 5000 m. Berücksichtigt man die Zeitpunkte der Aufstiege, den Durchgang der Trogachse und die nachfolgende Ausbildung einer Absinkinversion, so ist das Zagreb-Sounding vermutlich repräsentativer für die Region Mogersdorf. Somit ist ein Aufstieg zumindest bis rund 500 hPa möglich.

In jedem Fall kann eine sich entwickelnde Schauer- oder Gewitterzelle nicht von der stärkeren Geschwindigkeitsscherung in der oberen Troposphäre profitieren, sondern verbleibt unter schwachwindigen Bedingungen der unteren und mittleren Troposphäre. Damit sind alle Bedingungen für Typ-II-Tornados erfüllt:

(gemäß ESTOFEX-Guide, Kapitel 2.3.2)

Das Stationsnetz reicht leider nicht aus, um die Existenz der offensichtlich vorhandenen Konvergenzzone nachzuweisen.

3. Beobachtungen zum Zeitpunkt des Tornados (14.08 UTC +/- 1min)

Folgende Radar- und Satellitenbilder dienen zur Bestimmung der Wolkenobergrenze und Intensität der konvektiven Wolke, die mit der rotierenden Trichterwolke zusammenhing. Da die Radar- und Satellitenbilder nur im viertelstündigen Abstand vorliegen, können vorübergehend stärker gewordene Schauerentwicklungen nicht erfasst, sondern nur vermutet werden.

Die aus den Radiosondenaufstiegen abgeleiteten Wolkenobergrenzen spiegeln sich auch gut im sichtbaren Kanal der Satellitenbilder wider. So ist zu beiden Zeitpunkten - dazwischen fand die Sichtung der rotierenden Wolke statt - im Dreiländereck Österreich-Ungarn-Slowenien tiefe bzw. mittelhohe Bewölkung erkennbar, die sich klar von der hochreichenden Quellbewölkung in Pilzgestalt über Norditalien, aber auch über Nordtirol und Oberösterreich absetzt.

Auch das RGB-Satellitenbild von Eumetsat von 14 UTC (links) zeigt im Dreiländereck keinerlei Anzeichen für hochreichende Quellbewölkung. Erst über Nordungarn und der Slowakei hat sich ein Gewittercluster ausgebildet, der wenige Stunden später zu den wolkenbruchartigen Regenfällen über Wien geführt hat. Die pinken Farben, die sich von der Poebene über Istrien bis Ungarn ziehen und teilweise auch das Südburgenland und die Steiermark bedecken, deuten auf das Absinken stratosphärischer, d.h. sehr trockener Luftmassen, hin, welches auch die zunehmende Auftrocknung im Zagreber Sondenaufstieg erklärt.

Im eingefärbten Satellitenbild von Meteo-MC (rechts), welches die Wolkenobergrenzen farbig kodiert (Legende siehe hier) befindet sich acht Minuten vor der Tornadosichtung keine Bewölkung mit weniger als -20°C Wolkenobergrenzentemperatur. Vergleicht man dies mit dem Zagreb-Sounding, so befand sich die -20°C in exakt 500 hPa Höhe. Bei etwas höheren Werten könnte die Wolkenobergrenzen also bei der kleinen Absinkinversion (bzw. -isothermie) in ca. 530 hPa Höhe gelegen haben, die sich vor allem durch eine starke Abnahme der relativen Feuchte kennzeichnet.

Die Radarbilder des österreichischen Radars von der AustroControl, die über dem Interessensgebiet keinerlei Reflektivitäten anzeigen, sind nicht zwingend repräsentativ für die Region, da das Radar in Schwechat zum Zeitpunkt der Beobachtung von starken Gewitterzellen umzingelt war und der Radarstrahl in dieser "Regenwand", die später den Wolkenbruch über Teilen Wiens verursachte, stark gedämpft wurde. Das zweite Radar, welches diesen Bereich noch erfasst, das Zirbitzkogelradar, ist ebenfalls zu weit vom Interessensgebiet entfernt und erfasst Feuchtkonvektion unterhalb 3-4km Höhe mitunter nicht mehr vollständig oder gar nicht.

Die Radarbilder von Ungarn zeigen hingegen über Ostslowenien und vereinzelt entlang der südsteirischen und südburgenländischen Grenze zu Slowenien bzw. Ungarn noch ganz schwache Echos mit durchwegs leichter Intensität (maximal 0,5 mm/h). Da der Radarstandort des ungarischen Radars (im Zentrum der hellen Kreise) nicht von (starkem) Niederschlag beeinflusst war und zudem recht nahe am Interessensgebiet lag, kann man die Echos als einigermaßen realitätsgetreu einstufen, sprich: sie geben die tatsächlich vorherrschenden Intensitäten der Regenschauer sehr gut wieder.

Fazit aus den synoptischen und mesoskaligen Bedingungen :

Die Radiosondenaufstiege und Taupunktsdifferenzen deuten auf niedrige Wolkenuntergrenzen und ausreichend Labilität in den untersten 3km hin, die zusammen mit den schwachen Winden für die Bildung von Typ-II-Tornados ausreichen. Eine Konvergenzzone kann zwar anhand des zur Verfügung stehenden Stationnetzes nicht nachgewiesen werden, war aber aufgrund der schwachen Winde plausibel und hat aufgrund der im Video erkennbaren Rotation auch existert. Gegen einen Tornado aus einer Mesozyklone heraus spricht die sehr tiefe Wolkenobergrenze und die generell schwachen Winde in der unteren und mittleren Troposphäre, die einen Tiltingprozess (Kippen von horizontaler Vorticity in vertikale Vorticity) eher unwahrscheinlich erscheinen lassen. Vielmehr hat sich an der Konvergenzzone vertikale Vorticity konzentriert und wurde durch den Aufwind des darüberziehenden Schauers gestreckt (Wakimoto und Wilson 1989).

4. Zum Ereignis selbst

In den Medienberichten, z.B. in ''Burgenland heute'' oder im 'Kurier', war von einer elfminütigen Dauer der Rotation, Windspitzen bis 150 km/h und begleitendem Starkregen die Rede.

Die 150 km/h-Meldung entspricht vermutlich einer Fehleinschätzung, da zum Zeitpunkt der Meldung dieser Geschwindigkeit noch keine Schadenssuche vorgelegen hatte, und man vom Aussehen eines Tornados nicht zwangsläufig auf dessen Intensität schließen kann.

"a tornado's appearance is not a reliable indicator of its intensity"

Zitat aus Charles Doswell - what is a tornado?"

Die Intensitätsstufung wurde später zu F0-T0 bzw. möglicherweise subkritisch (< 65 km/h) degradiert.

In den Medienberichten wurde der Tornado schon frühzeitig als gesichert dargestellt, obwohl zunächst nur die qualitativ schlechtere Version des Chasingvideos zur Verfügung stand. Aus diesem ging weder hervor, ob organisierte Rotation bestand, noch ob es einen Bodenkontakt gegeben hat, etwa in Form von aufgewirbelten Staub, Dreck oder abgerissene Zweige/Äste.

In der HD-Version ist die Rotation zeitrafferbedingt sehr gut zu erkennen. Jedoch fehlt auch hier ein Aufwirbeln von Dreck oder Zweigen, sodass zwar aufgrund der weit hinabreichenden und größtenteils auskondensierten Wolke von einem Bodenkontakt ausgegangen werden kann, die Intensität jedoch unklar bleibt.

Eine Schadensuntersuchung von Skywarn-Austria-Mitgliedern basierte auf dem Bildmaterial vom Sonntag, wo die Position der Fotos mithilfe von GoogleEarth abgeschätzt werden mussten. Daraus ergab sich von den Tankstellen zum Höhenrücken eine Sichtlinie, die je nach genauer Richtung zwischen 4 und 6 Kilometer lang war und ein stattliches Gebiet abdeckt. Entlang der Linie konnte der Wirbel überall gewesen sein. Ein großer Teil verläuft auch über Ackerflächen, auf denen noch keine Saat aufgegangen war, um Spuren aufzuweisen. Die nackte, durch die Niederschläge nasse und schwere Erde hat sich von dem schwachen Wirbel wahrscheinlich nicht beeindrucken lassen.

In Punkto Schäden gilt aber die alte, schon so oft strapazierte Weisheit: "Das Nichtvorhandensein von Beweisen ist kein Beweis für Nichtvorhandensein." Erschwerend kommt allerdings hinzu, dass mit dem aufkommenden starken bis stürmischen Nordwind ab Samstag Schäden im T0-Bereich (65-90 km/h) leicht mit gewöhnlichen "geradlinigen" Sturmschäden verwechselt werden können, und eine nachträgliche Schadensanalyse mitunter keine eindeutigen Erkenntnisse mehr bringt.

Bis zur Erbringung von eindeutigen tornadischen Schadensbildern (d.h. die Schäden sind eindeutig von geradlinigen Windschäden unterscheidbar) ist dieser Fall vorläufig als Typ-II-Tornado, jedoch mit subkritischer Intensität einzustufen.

5. Datenquellen

(c) www.wetteran.de