In der Kürze liegt nicht immer die Würze

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Kräftiges Gewitter im Steinfeld am 03. Juni 2020

Die Pandemie ist selbstverständlich nicht vorüber – in vielen Ländern, wo die Schulen wieder geöffnet wurden, steigen die Infektionszahlen wieder. Ebenso gibt es erwartbare Wiederanstiege durch deutliche Lockerungen, etwa mit Gottesdiensten oder Restaurantöffnungen. Die wirtschaftlichen Folgen werden uns noch monate-, eher jahrelang beschäftigen, bevor man überhaupt von einem Ende der Pandemie sprechen kann. Am auffälligsten während dem Lockdown in Mitteleuropa war die anhaltende Trockenheit. Etliche Tage zu Zeiten der Ausgangsbeschränkungen waren sonnig und trocken. Das gesamte Quartal 2020 fiel deutlich zu trocken und zu warm aus. Die Böden staubten Anfang Mai wie sonst am Ende eines trockenen Hitzesommers, viele kleineren Bäche und Flüsse führten Niedrigwasser oder waren sogar ganz ausgetrocknet. Der Neusiedler See hatte den niedrigsten Wasserstand in einem Mai seit Aufzeichnungsbeginn 1965. Im Mai selbst änderte sich die Großwetterlage zu der Konstellation, wie sie jetzt Anfang Juni in wesentlichen Zügen immer noch vorherrscht, mit einem umfangreichen Trog über Mitteleuropa, flankiert von hohem Luftdruck über Westeuropa und Nord- bzw. Osteuropa. Mit durchschnittlich 266 Stunden war der Mai in Großbritannien der sonnigste seit Aufzeichnungsbeginn. In Sibirien war der Mai durchschnittlich zehn Grad wärmer als im Mittel 1981-2010. Im Norden Skandinaviens war das Tauwetter ungewöhnlich heftig, was zu verheerenden Erdrutschen und Hochwasser führte. Bemerkenswert auch die +20,6°C in Lappland bei einer Schneehöhe von 26cm, es gab zwar schon höhere Höchstwerte bei jeglicher Schneelage, aber noch nie bei so viel Schnee. Global gesehen war der Mai noch nie so warm seit Beginn der Aufzeichnungen, darüber kann auch nicht der Fakt hinwegtäuschen, dass er in Österreich letzendlich leicht zu kühl ausfiel, weil wir die meiste Zeit unter Tiefdruckeinfluss standen.

Wie hängt nun all das zusammen mit den Unwettern der vergangenen Tage?

Im ORF gab es – leider nur stark verkürzte – Beiträge zu den Unwettern im Most- und Waldviertel am Samstag, 06. Juni und Sonntag, 07. Juni. Dem befragte Meteorologen, den ich übrigens persönlich kenne, bei „Niederösterreich heute“ wurde ein „Ursache ist der Klimawandel“ in die Begründung für das Hagelgewitter hineingedichtet, was er so aber nicht gesagt hat. In dem Skype-Interview setzte er zur Erklärung an, dass die ungleiche Erwärmung der Pol- und Äquatorregionen zu einer Abschwächung des horizontalen Temperaturunterschieds führt, das schwächt den Jetstream (das Starkwindband in großen Höhen) und dieser gerät immer mehr ins Schlingern. Dieses Phänomen wird auch Arktische Amplifizierung genannt. Dadurch verläuft die Strömung über Europa immer seltener West-Ost gerichtet, wodurch Hoch- und Tiefdruckgebiete rasch vorüberziehen würden, sondern längere Zeit Nord-Süd- oder Süd-Nord. Manchmal tritt auch eine Totalblockade des Atlantiks auf, wodurch die Strömung auf Ost kippt, wie im Mai öfter geschehen. Es kommt nun stark darauf an, wo die Blockade über Europa ansetzt. Liegt das Hoch über Mitteleuropa, dominiert trocken-warmes Wetter, so wie 2018 und 2019, liegt es hingegen weiter westlich, dominiert feuchtes Wetter, wie 2014, 2017 oder jetzt seit Mitte Mai 2020.

Aber die Begründung, dass stationäre (ortsfeste) Wetterlagen häufiger werden, erklärt noch nicht die Hagelwinterlandschaft im Waldviertel oder die Überflutungen im Mostviertel, auch der Tornado in Pottendorf ist damit nicht erklärt. Gebietsweise oder lokal begrenzte Überflutungen treten vorwiegend dann auf, wenn die Höhenwinde schwach sind. Das passiert vor allem mit einem Höhentief mit Zentrum über dem Alpenraum. Die Wetterlage der vergangenen Tage zeichnete sich aber gerade durch das Gegenteil, also starke Höhenwinde aus. Dadurch blieben Gewitter nicht mehr ortsfest, sondern verlagerten sich von West nach Ost (von Nordwest nach Südost am Mittwoch, 03. Juni und Donnerstag, 04. Juni, und von West nach Ost am Samstag, 06. Juni, sowie Südwest nach Nordost am Sonntag, 07. Juni). Die klassischen ortsfesten Starkregengewitter kommen hier also nicht in Frage. Ebenso ist es nicht ungewöhnlich, dass kräftige Gewitter mehrere Tage in Folge auftreten, wenn ich etwa an den Juni 2004 denke, als es am 09., 10. und 11. Juni jeweils Unwetter mit Downbursts und Tornados in Mitteleuropa gab.

Superzellengewitter

Zur Beantwortung der Frage, was derartig starke Gewitter in der letzten Woche begünstigt hat, muss man also eine Ebene tiefer gehen, und zwar in den Gewittermodus. Es handelte sich eben nicht um gewöhnliche Gewitterzellen, sondern um – das wurde im Beitrag auch angesprochen – Superzellengewitter. Dabei handelt es sich langlebige, rotierende Gewitterwolken, die entstehen, wenn der Wind mit der Höhe dreht und stark zunimmt (vertikale Windscherung). Die Voraussetzung ist also geradezu das Gegenteil eines ortsfesten Höhentiefs über dem Alpenraum, nämlich starke Höhenwinde, und diese hatten wir an allen Tagen, wie die Wetterballonaufstiege von Wien und Linz an den jeweiligen Tagen zeigen:

Rot markiert die Höhenwinde, blau jeweils die Winddrehung von östlichen Bodenwinden auf Südwest bis Nordwest in der Höhe. Die Bedingungen für Superzellengewitter waren an allen Tagen gegeben. Insbesondere am ersten Tag (03. Juni) war außerdem die Wolkenuntergrenze sehr tief durch die hohen Taupunkte, wodurch die Rotation eines Luftwirbels leichter den Boden erreichen konnte (-> Tornado in Pottendorf, siehe Diskussion und Schadensanalyse im Skywarn-Austria-Forum).

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Wetterradar vom 3. Juni 2020, 14.35 MESZ, Quelle:

Mit etwas Phantasie lässt sich im fraglichen Zeitraum in der betroffenen Region auch ein schwaches Hakenecho erkennen, was typisch für klassische Superzellengewitter wäre. Im eingeringelten Bereich tritt der Tornado auf.

Auch zwei Stunden vorher gab es südlich vom Flughafen Wien bereits eindeutige Wolkenformationen für eine Superzelle:

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Superzelle mit Regenfuß links und Wall Cloud rechts, ganz rechts eine verdächtige schlauchförmige Absenkung (mögliche Trichterwolke), 03. Juni, 13.00 MESZ

Auch drei Stunden später war eine eindeutige Wall Cloud erkennbar:

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Superzelle mit Wall Cloud westlich vom Leithagebirge, 15.50 MESZ

Auch am Donnerstag, 04. Juni, zog ein Superzellengewitter über das Obere Triestingtal, in weiterer Folge erreichte der Ambossschirm noch den Wiener Raum, als es hier – entgegen der Erwartungen – bereits am Nachmittag kräftig regnete. Der eigentliche Frontdurchgang wurde erst am Abend erwartet.

Am Samstag, 06. Juni, scherte eine vorlaufende Gewitterzelle sichtbar aus der Südwest-Nordost-Verlagerung der Front aus, auch hier (neben eindeutigen Bildern der Zelle) eine eindeutige Superzelle, und streifte das nördliche Waldviertel bei Kautzen.

Im Fall der der Unwetter vom Sonntag …

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Radarbild vom 07. Juni, 17.25 MESZ, Quelle: Kachelmannwetter

… kollidierten bei Melk zwei kräftige Gewitterzellen und verschmolzen zu einer großen Gewitterzelle, die in weiterer Folge über die Wachau zog. Dabei gab es verbreitet 30-50mm Niederschlag. Spitzenreiter war Loosdorf mit 42 l/qm innerhalb von nur 20 Minuten, ein extremer Wert. Die Gewitter ordneten sich später linienförmig mit dem stürmisch auffrischenden Westwind dahinter an und zogen nordostwärts weiter.

Superzellen halte ich in diesem Fall wegen des geschlossenen Zellverbands (Multizellen) eher für unwahrscheinlich, der atmosphärische Gehalt an niederschlagbarem Wasser (in l/qm) war jedenfalls in den betroffenen Gebieten erhöht (Modellauf von EZMWF, 07.06., 00 UTC für 15 UTC) und lag mit 30-32 l/qm über dem Durchschnitt für Anfang Juni (rund 20-25 l/qm). Das bedeutet in anderen Worten, dass die Wahrscheinlichkeit von Starkregen erhöht war.

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PWAT am 07. Juni 2020, 17.00 MESZ Quelle: Kachelmannwetter

In Niederösterreich, speziell aber in den Regionen mit den Überflutungen, traten unmittelbar vor den Gewittern die österreichweit höchsten Taupunkte (15-17°C) auf.

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Bodenwindfeld am 07. Juni, 16.00 MESZ, Quelle: https://kachelmannwetter.com/

Im Bodenwindfeld war eine großräumige Konvergenzzone erkennbar, wo Winde gegenläufiger Richtung zwischen Böhmerwald, Unterem Mühlviertel und südlichem Mostviertel zusammenströmten. Die Gewitter verlagerten sich nur langsam weiter, bis die Kaltfront mit dem bodennah auffrischendem Westwind die Zuggeschwindigkeit beschleunigte. Die Kombination aus langsamer Verlagerung, hohem Wassergehalt der Atmosphäre und Intensität der Gewitter verursachte die hohen Niederschlagsmengen (übrigens räumlich und zeitlich gut von den meisten Wettermodellen vorhergesagt). Die Gewitter waren „aufwinddominiert“ und blieben daher über längere Zeit intensiv, ehe die vorlaufende Druckwelle zur Kaltfront die Gewitter beschleunigte, wodurch die Verweilzeit abnahm und damit auch die absoluten Regenmengen.

Was aber die Auswirkungen betrifft, greift es zu kurz, nur auf die absoluten Mengen zu schauen, sondern die Vorgeschichte und die Bodenverhältnisse sind ebenso bedeutsam. Auch die Niederschläge der vergangenen Wochen haben nicht ausgereicht, die Boden tief zu durchfeuchten und gerade versiegelte Flächen wie durch großräumige Landwirtschaft (Äcker und Felder) sorgen besonders für einen oberflächennahen Abfluss großer Regenmengen, die in kurzer Zeit fallen. Von Einzelfällen lässt sich jedenfalls nicht auf den Klimawandel schließen, weder beim Tornado in Pottendorf (Tornados hat es in Österreich schon immer gegeben und sie sind die letzten Jahre nicht häufiger geworden, der schwerste Tornado fand am 10. Juli 1916 in Wiener Neustadt statt und erreichte F4-T8 auf der Intensitätsskala) noch bei Starkregenereignissen wie die letzten Tage. Für Sommerniederschlag gibt es keinen statistisch klaren Trend in Österreich in den Modellberechnungen.

Konvektive Ereignisse wie lokal eng begrenzte Starkniederschlagsereignisse, aber auch Orkanböen (Downbursts) und Tornados sowie in größerer Skala auch tropische Wirbelstürme betreffend muss man im Kontext des Klimawandels eher zurückhaltend betrachten. Die lineare Aussage „Zunahme durch die Klimaerwärmung“ trifft hier nicht zu. Hurrikane etwa zeigen keinen klaren Trend in der Häufigkeit, dafür in der Intensität. Hurrikane verstärken sich rascher als früher und erreichen eher die höchste oder zweithöchste Kategorie aus den bekannten Gründen (wärmeres Ozeanwasser stellt mehr Treibstoff bereit). Eine statistische Zunahme atlantischer Tropenstürme kommt demnach vor allem durch die bessere Erfassung kurzlebiger Stürme zustande (gerade 2019 gab es zahlreiche kurzlebige Stürme). Der verlinkte Artikel vom 5. Februar 2020 resümiert:

A review of existing studies, including the ones cited above, lead us to conclude that: it is likely that greenhouse warming will cause hurricanes in the coming century to be more intense globally and have higher rainfall rates than present-day hurricanes.

aber:

there is little evidence from current dynamical models that 21st century climate warming will lead to large (~300%) increases in tropical storm numbers, hurricane numbers, or PDI in the Atlantic

Ähnliche Trends würde ich mir auch für Gewitter in Mitteleuropa erwarten. In trocken-heißen Sommern wie 2018 oder 2019 nimmt die Anzahl der Gewitter eher ab, die Intensität dafür zu, wenn mehr Energie zur Verfügung steht. Speziell starke Tornados (F1+) brauchen aber noch weitere Zutaten, hier reicht das Gewitter alleine nicht aus, sondern auch die vertikale Windscherung muss vorhanden sein. Wenn aber Großwetterlagen mit starken Höhenwinden eher abnehmen, wie die Arktische Amplifizierung andeutet, nehmen auch Wetterlagen mit großen Tornado-Outbreaks ab, selbst wenn die Energie der Atmosphäre zunimmt. Für schwere Tornados braucht es vor allem langlebige Gewitterzellen (Superzellen) und erst recht starke Höhenwinde.

Zusammenfasssung:

Aus meiner meteorologischen Erfahrung heraus sehe ich die Serie an schweren Gewittern die letzten Tage nicht als ungewöhnlich, speziell im Kontext gewitterarmer Sommermonate die vergangenen Jahre (besonders in Wien), auch das Tornadoereignis ist nicht ungewöhnlich. Drei Zentimeter Hagel klingt viel, aber in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten wurde auch schon sieben Zentimeter großer Hagel in Österreich beobachtet (z.b. im Unterinntal), beeindruckender ist eher die Menge des Hagels (Winterlandschaft).

Die Starkregenereignisse im Most- und Waldviertel sind für die Betroffenen schlimm, aber selbst das ist nicht ungewöhnlich im langjährigen Kontext von Gewitterereignissen. Die Auswirkungen hängen auch davon ab, ob es besiedeltes Gebiet betrifft und wenn ja, wie stark die Umgebung versiegelt ist. Gerade räumlich extrem begrenzte Starkniederschläge sind für bestimmte Orte meist ein „das hat es noch nicht gegeben“. Morgen trifft es vielleicht einen anderen Ort, vielleicht liegt der Schwerpunkt aber auch in einem unbesiedelten Waldstück, wo er nie registriert werden wird.

Konvektive, punktuelle Ereignisse sind kein gutes Argument für die Klimaerwärmung, insbesondere wenn keine klare räumliche und saisonale Häufung über einen längeren Zeitraum stattfindet. Es gibt weitaus bessere Indikatoren, etwa die anhaltende Trockenheit der letzten Jahre, sinkende Grundwasserstände, rekordwarme Wintermonate mit verfrühtem Blühbeginn, wodurch sich die weiterhin stattfindenden Singularitäten wie Eisheilige und Schafskälte dramatischer auswirken (Ernteausfälle durch Frostschäden) als vorher, teils auch schon durch Fröste im April. Über den klaren Trend muss man nicht mehr ernsthaft diskutieren, was sich alleine schon daran zeigt, wie viele Skigebiete in niedrigen Höhen im Osten von Österreich ihre Lifte die letzten Jahrzehnte mangels Schnee abbauen mussten. Klimaerwärmung also eindeutig ja, aber lokale Starkniederschläge sind diesbezüglich kein guter Ratgeber.

Und noch eine Kritik an der ORF-Berichterstattung: Für die Dringlichkeit des Thema Klimawandels ist eine umfassende Auseinandersetzung und kritische Aufarbeitung notwendig, sowohl was Wetterstatistik betrifft als auch dem Umstand, dass Österreich weiterhin europaweite Spitze in der Flächenversiegelung ist (wodurch sich auch Starkregenereignisse, die nicht extrem ungewöhnlich sind, fataler auswirken können). Ein- bzw. zweiminütige Beiträge im Fernsehen reichen dafür nicht aus.

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