War Sturmtief XAVIER wirklich unberechenbar?

Vorab: Obwohl die Sturmlage sehr gut prognostiziert worden war, lassen sich Verletzte oder gar Tote nie völlig vermeiden. Erschwerend kam hier hinzu, dass …

  • die Region der Spitzenböen auf Großstädte wie Hamburg oder Berlin traf
  • das Ereignis am Nachmittag/Abend an einem Werktag stattfand, wenn viele Menschen unterwegs sind
  • die Bäume zu diesem Zeitpunkt großteils noch belaubt waren, was die Angriffsfläche für den Wind massiv erhöht und Entwurzelungen oder Stammbrüche wahrscheinlicher macht.

Ratschläge, wie zuhause zu bleiben oder baumfreie Strecken zu wählen, funktionieren nicht in jedem betroffenen Gebiet. Wer auf seinen Job absolut angewiesen ist, kann nicht einfach daheim bleiben oder hat nicht zwingend Rückendeckung vom Chef, wenn er sturmbedingt kein Risiko eingehen will. Manche Fahrten sind nicht zu verschieben. Auf der anderen Seite gibt es gerade in Großstädten wie Hamburg (245 000) und Berlin (438 000) eine hohe Anzahl an Straßenbäumen, erheblich mehr als etwa in Wien (100 000). Die Gefahr durch umstürzende Bäume ist also deutlich erhöht und man kann nicht so leicht in eine baumfreie Straße ausweichen und Staus gibt es bekanntlich auch noch. Ein Restrisiko bleibt.

Vom räumlichen und zeitlichen Ablauf her spielte sich der stärkste Orkan zwischen 12.00 und 20.00 von Niedersachsen und Hamburg bis Berlin und Brandenburg ab, und zwar jeweils in einem Zeitfenster von 1-2 Stunden, ganz im Gegensatz zu großräumigen Sturmtiefs mit stundenlangen Sturmböen. Das ist in meinen Augen der einzige Ansatzpunkt: Eine Live-Überwachung der Sturmsituation, die über Radio und Fernsehen weitergegeben wird, sodass man zeitnah weiß, wann und wo es demnächst brenzlig wird.

Diverse Lokalmodelle hatten das Sturmereignis im Vorfeld schon gut erfasst, auch im Hinblick auf die aufgetretenen Spitzenböen. Stellvertretend das ARPEGE-Lokalmodell, genestet in EZWMF. Der Modelllauf stammt vom Dienstag, 03. Oktober, also rund 48 Stunden vor dem Eintreffzeitpunkt. Zu sehen sind die Spitzenwindböen bis Donnerstag, 05. Oktober 23.00 MESZ. Wenngleich man die simulierten Böen nicht eins zu eins interpretieren darf, stimmt der Bereich mit den tatsächlichen Spitzenböen sehr gut überein, vgl. die gemeldeten Böen zwischen 14 und 20.00 MESZ (Tagesstatistik wird noch nachgereicht):

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Tagestatistik Maximale Windböen 5.-6. Oktober 00 UTC, Quelle: Kachelmann

 

Das Besondere an Sturmtief XAVIER

http://www.sueddeutsche.de/wissen/meteorologie-sturm-xavier-ein-unberechenbarer-schnelllaeufer-1.3696614 

(abgerufen am 05. Oktober, 23.05 MESZ)

Tief Luft holen, schnell durchlesen und dann zurück zum Start.

Das Tiefdruckgebiet Xavier ist eine meteorologische Besonderheit, ein sogenannter „Schnellläufer“.

Diese Phänomene sind schwer vorherzusagen und können spontan heftige Windböen und Regenfälle auslösen.

Der Verlauf solcher Schnellläufer ist schwierig vorherzusagen, die Sturmfelder können kleinräumig und spontan auftreten. Daher ist es durchaus möglich, dass das Wetter in einem Moment noch angenehm und ruhig erscheint, einen Augenblick später aber Sturmböen und heftige Regenfälle einsetzen.

Das war nicht die Besonderheit von XAVIER. Der Verlauf war, wie oben dargelegt, schon mehrere Tage im Voraus gut erfasst worden, ebenso der potentielle Gefahrenbereich im Hinblick auf Sturm. Schnellläufer werden seit einigen Jahren sogar recht gut prognostiziert, wenngleich sie seit den 90er Jahren immer seltener auftreten. Die letzten markanten Sturmtiefs wie Kyrill (2007), Emma (2008), Xynthia (2010), Joachim (2011) oder Christian (2013) waren allesamt vergleichsweise großräumig und betrafen weite Flächen.

Wenn man Vergleiche suchen sollte, dann weniger mit Lothar (siehe Artikel), sondern mit Xynthia und Christian. Denn die Besonderheit von XAVIER war die Entwicklung eines Sting Jets.

Erklärung: Ein Sting Jet ist ein Wetterphänomen, bei dem extrem trockene Luft stratosphärischen Ursprungs an der Rückseite eines Sturmtiefs absinkt und sich dabei mit Wolkenluft und/oder Niederschlagsgebieten vermischt. Die Feuchtigkeit verdunstet dabei und der Umgebung wird Wärme entzogen (Verdunstungskälte). Die kalte Luft sinkt ab und beschleunigt den Wind. Die treibende Kraft für den Sting Jet ist also sehr trockene Luft aus höheren Atmosphärenschichten.

Die BBC hat übrigens schon einmal erklärt, wie ein Sting Jet funktioniert.

Zu finden ist er an der Rückseite der Kaltfront in der Nähe zum Tiefdruckkern.

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Die zweite Besonderheit hierbei ist die Art des Tiefdruckgebiets:

Es handelt sich um eine sogenannte Shapiro-Keyser-Zyklone, benannt nach ihren Entdeckern. Wie man anhand der Skizze sieht, kennzeichnet diese Tiefdruckgebiete das Fehlen einer Okklusion und häufig Lücken zwischen Warm- und Kaltfront. Tiefer ins Fachliche gehend sind außerdem eine Überlagerung zweier Jetstreams (der Jet wird auch im Artikel der Süddeutschen erwähnt), eine sogenannte double jet configuration. Dabei befindet sich das Tief im entwicklungsgünstigen linken Jetausgang und gleichzeitig im rechten Jeteingang eines weiteren Jets. Shapiro-Keyser-Zyklonen entstehen oft aus ehemaligen tropischen Wirbelstürmen, die viel Warmluft vor sich herschieben. Der wetteraktivere Teil ist auch meist die Warmfront und weniger die Kaltfront.

In der Bodenanalyse des Deutschen Wetterdiensts für Donnerstag, 05.10., 14.00 MESZ, wurde das Tief entsprechend dem Lehrbuch als Shapiro-Keyser-Zyklone identifiziert:

Es lassen sich aber auch weitere Indizien finden, dass wir es hier mit einem klassischen Sting Jet Szenario zu tun haben.

Orkan XYNTHIA, 28. Februar 2010

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Orkan Xynthia wies in den Vorhersagekarten des 12km-WRF (genestet in GFS) markantes isentropes Absinken in 850 hPa (ca. 1500m Höhe) auf. Das heißt übersetzt, jenes starke Herabströmen der trockenen Luft, das die Verdunstungskälte hervorruft. Dies geschah im rot gekennzeichneten Bereich über Ostfrankreich, Benelux und Südwestdeutschland. Bei tiefer, aber relativ dünner Bewölkung kam es zu orkanartigen Sturmböen.

Vergleich mit XAVIER:

Hierzu der 12z-Lauf des WRF-12km-Modells, Termin gültig für 17.00 MESZ mit dem gleichen Parameter wie oben.

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Aus Gründen der Vergleichbarkeit zudem das identische Infrarot-Satellitenbildprodukt wie schon 7 Jahre zuvor bei XYNTHIA:

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Ich lasse die Bilder sprechen … sowohl das kräftige Absinken ist gegeben als auch die auffällige Absenkung der Wolkenobergrenzen (je heller, desto hochreichender) in jenem Bereich, wo die Warmfront in das trockene Absinken gerät.

Wem das nicht genügt, der möge sich die Radarbilder anschauen, hier exemplarisch um 14.00 MESZ (links) und 17.00 MESZ (rechts). Rot gekennzeichnet der Bereich der Spitzenböen über 90-100km/h.

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Quelle: Radar DWD, aufbereitet durch Kachelmann

Die Radarbilder zeigen sowohl die eingeringelte Warmfront mit den intensiven Niederschlägen, den genretypischen Höhenkaltluftbereich mit den Schauern über Nordwestdeutschland, die aber eben NICHT in Zusammenhang mit den Spitzenböen stehen, und die bänderförmigen Strukturen an der Kaltfront, die ebenfalls nicht zeitgleich mit den Windspitzen vorhanden waren. Nein, die Spitzenwinde traten dort auf, wo geringe bis keine Radarechos zu sehen sind, und zwar nicht zufällig unmittelbar am Südrand der Warmfront, also eben dort, wo der Wolkenschirm in das trockene Absinken gerät und verdunstet.

Nicht unerwähnt bleiben soll auch der markante Druckanstieg rückseitig mit lokal 120er bis 140er Drucktendenzen (d.h. 14 hPa Druckanstieg innerhalb von 3 Stunden). Bei Orkan LOTHAR war es in etwas das Doppelte! Die Temperatur hat sich beim Durchzug des Kerns von XAVIER hingegen kaum signifikant geändert bzw. ist mit den stärksten Böen sogar kurzzeitig angestiegen (vertikale Durchmischung).

Im linken Radarbild markiert das lila Symbol den Standort des Wetterballonaufstiegs von Bergen:

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Bergen geriet zu diesem Zeitpunkt gerade in den „Genuss“ der Stratosphärenluft, mit extrem niedrigen Taupunkten mit knapp -60°C in 6000m Höhe.

Abschließend noch ein Satellitenbild, welches den Einfluss des Sting Jets am Besten zeigt:

Das RGB-Satellitenbild gibt einen Überblick über die beteiligten Luftmassen. Pink zeigt kalte Stratosphärenluft, Grüntöne dagegen wärmere Luft.

RGB-Luftmassenbild vom 05. Oktober 2017, 17.00 MESZ:

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Man sieht sehr schön, wie der Wolkenkopf der herumgeführten Warmfront über Ostdeutschland zunehmend verwaschen wird und deutlich an Mächtigkeit verliert. Der Verdunstungsprozess stimmt räumlich und zeitlich mit dem Auftreten der Spitzenböen in diesem Bereich überein.

Um auf den Artikel der Süddeutschen Zeitung zurückzukommen: Das Wesen des Schnellläufers – no na – ist das rasche Durchziehen, weshalb es glücklicherweise nicht über einen längeren Zeitraum zu Orkanböen gekommen ist. Die eigentliche Ursache für die extremen Spitzen muss man aber in der Art des Schnellläufers suchen, als Shapiro-Keyser-Zyklone mit einem voll entwickelten Sting Jet.

Ein Dank an dieser Stelle an Jörg Kachelmann und sein Team, ohne dessen Kartenangebot ich mir einige Daten erst mühsam zusammenfriemeln müsste, und an Janek Zimmer dessen Modellzentrale mittlerweile eine Instanz ist, was instruktive Modellkarten betrifft.

Update, 10.10.17 – Tagesstatistik der maximalen Windböen eingefügt.

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4 Gedanken zu „War Sturmtief XAVIER wirklich unberechenbar?

  1. Stephan

    Nun, du magst zwar Recht haben, dass ein „zu Hause bleiben“ recht schwer in den Ballungsgebieten sein kann, aber da die Windspitzen ja durchaus nur innerhalb eines recht kurzen Zeitraums waren, wären da doch Möglichkeiten gewesen. Gerade in Berlin war es nach den erreichten Böen in Hannover und Hamburg (mit dem Todesopfer) zu erwarten gewesen. Hier hätte ein früher Feierabend um 15:00 Uhr aus Sicherheitsgründen durchaus vielen helfen können. So war es abzusehen, dass man diese Warnungen nicht Ernst genug genommen hatte und das Chaos vorprogrammiert. Dabei sollten heutzutage die Arbeitgeber mal hin und wieder an ihre Sorgfaltspflicht erinnert werden, dazu zählt auch vernünftig und sicher zur Arbeit hin und wieder zurück zu kommen. Meiner Meinung nach hätte es gestern gerade in Ostdeutschland mit dem späterem Eintreffen des Orkans weiträumig Arbeitsfrei geben müssen. Zur Not auch angeordnet. So ist jedes Todesopfer eins zu viel.

    Antwort
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