Archiv für den Monat Dezember 2013

Graupeln und Schneegriesel

Wieder nichts mit weißen Weihnachten: Laut einer Prognose der ZAMG
dürfte am 24. Dezember in keiner Landeshauptstadt Schnee liegen. Für
Wien und anderen Städten in Beckenlage bleibt zumindest die Hoffnung,
dass durch Graupeln eine Illusion von Schnee geschaffen wird.[…]

[…]

Aus dem dichten Nebel kann es leicht nieseln, Graupeln können liegen
bleiben und so zumindest einen Anschein von Schnee vermitteln.

[…]

Quelle: http://orf.at/stories/2211028/

Für die Schlagzeile „Keine weiße Weihnachten“ möchte der ORF erklären, dass aus einer Hochnebeldecke Schneegriesel fallen und damit für eine hauchdünne Schneedecke sorgen kann. Allerdings entsteht hier eine Begriffsverwirrung zwischen Schnee, Graupel, Niesel und Schneegriesel – und dem nicht einmal erwähnten Industrieschnee, der Landeshauptstädte wie Klagenfurt, Graz und Wien in der vergangenen Woche häufiger beehrt hat.

Kurze Übersicht:

  • Schneefall setzt eine nahezu durchgehende Schicht aus Temperaturen unter Null Grad voraus, mit Ausnahme sehr trockener Luft, wodurch der Luft durch Verdunstungskälte genügend abgekühlt wird, damit der Niederschlag als Schnee fällt. Es handelt sich hierbei um unterkühltes Wolkenwasser, das sich an Kristallationskeime (z.B. Staubteilchen) anlagert und Eiskristalle bildet. Beim Fallen lagert sich unterkühlter Wasserdampf bzw. weiteres Wolkenwasser an und bildet die charakteristischen Kristalle.
  • Graupel besteht aus Schneekristallen, an die sich unterkühltes Wolkenwasser anlagert. Im Unterschied zu Niesel und Schneegriesel ist Graupelniederschlag eine typische Begleiterscheinung von Schauern und Gewittern und entsteht ausschließlich im Winterhalbjahr, da hierfür in der niederschlagsbildenden Schicht durchwegs negative Temperaturen herrschen müssen. Graupel wird je nach Umgebungstemperatur in Reifgraupel (unterkühlte Tröpfchen gefrieren sofort am Eiskorn, wodurch die Körner styroporartig aussehen) und Frostgraupel (unterkühlte Tröpfchen umfließen Eiskorn und bilden festere Körner) unterteilt.
  • Schneegriesel ist der kleine Bruder vom Graupel. Auch er benötigt feine Kristalle, an die sich unterkühlte Wolkentröpfchen anlagern. Er entsteht jedoch nur bei stabilen Wetterverhältnissen aus einer Schichtwolke (Stratus bzw. Hochnebel). Aufgrund der verhältnismäßig geringen Mächtigkeit der Schichtwolke sind die Vertikalbewegungen und die unterkühlten Tröpfchen so klein, dass der Schneegriesel kaum einen Durchmesser über 1 mm erreicht.
  • Niesel (in Deutschland auch: Sprühregen) ist der warme Bruder vom Schneegriesel. Das Vertikalprofil der Temperatur und der Feuchte schaut identisch zu dem des Schneegriesels aus, nur ist die Luftschichtung dabei wärmer als beim Schneegriesel. Bei Wolkentemperaturen zwischen -10 und 0 Grad ist jedoch auch gefrierendes Nieseln möglich, was lokal Glätte produzieren kann. Niesel entsteht durch die Kollision von Wassertröpfchen in einer Stratuswolke.
  • Industrieschnee war für die strecken- und gebietsweise vorhandenen Schneedecken in den Ballungsräumen verantwortlich. Es war sicherlich kein Zufall, nennenswerten Schneefall um Wochenmitte in den südöstlichen Bezirken Wiens über Transdanubien bis teils zum Stephansplatz anzutreffen, und in den westlichen Bezirken, wo man aufgrund des Südostwinds und verbundener Aufwärtsbewegung am Wienerwaldhang eigentlich mit Niederschlag rechnet, kaum einen solchen angetroffen hat. Industrieschnee benötigt dichten Nebel, eine markante Temperaturinversion bei Frost zwischen -5 und -8 Grad (empirischer Wert) und künstliche Kondensationskeime, die etwa durch Industrieabgase bereitgestellt werden.

Während Schneegriesel kaum nennenswerte Mengen akkumuliert, kann Industrieschnee für beträchtlichen Neuschnee sorgen, am 20. Dezember 2007 fielen so 10-20 cm, gebietsweise sogar mehr, Schnee in den Niederlanden und in Nordwestdeutschland.

Ausblick: 

Für die Weihnachtsfeiertage ist es jedoch aus heutiger Sicht unwahrscheinlich, dass sich noch einmal eine Neuschneeauflage durch Schneegriesel oder Industrieschnee ergibt, Reif- oder Frostgraupel ist ohnehin mangels einer instabilen Luftschichtung ausgeschlossen:

An Heilig Abend und am ersten Weihnachtsfeiertag stellt sich eine intensive Südföhnlage ein, die vielerorts auch bodennahe für eine signifikante Erwärmung sorgt. Der in Bodennähe lebhaft auffrischende Südwind hebt die Hochnebeluntergrenze deutlich an, womit die Voraussetzung für Industrieschnee wegfällt und auch der vom ORF erwähnte dichte Nebel großteils kein Thema mehr sein wird. Für den zweiten Weihnachtsfeiertag zeichnet sich ohnehin gewöhnlicher Niederschlag durch ein Italientief ab, das aber im Flachland meist für Regen und nur im Berg- und Hügelland für etwas Neuschnee gegen Niederschlagsende verantwortlich ist.

Wenn Tropenstürme für Orkanböen in Kroatien sorgen

Am 11. November tituliert DerStandard:

Heftige Tropenstürme nehmen weltweit zu

darunter ist dann aber folgender Absatz zu lesen:

Ein Blick in die Nachrichtenagenturen am Montag stützt die These, dass
die Stürme insgesamt stärker werden: Im Nordosten Somalias werden nach
einem Sturm am Montag mindestens hundert Todesopfer befürchtet, in
Kroatien fegten etwa zur gleichen Zeit orkanartige Stürme über das Land,
entwurzelten Bäume und rissen Dächer von den Häusern.

Quelle: http://derstandard.at/

Zuerst wird Unschärfe in den Artikel gebracht, denn Stürme ist nun sehr allgemein formuliert, im Kontext des Titels vermutet man aber, dass immer noch von Tropenstürmen die Rede ist.

Dann wird als Beispiel der Tropensturm 03A in Somalia genannt, der kein außergewöhnlich starker Tropensturm war und nicht einmal Kategorie 1 von 5 erreichte. Zum Verhängnis wurde im Gegenteil sogar die Schwäche des Sturms, der sich dadurch nur langsam verlagerte und so über viele Stunden hinweg heftigen Regen ablassen konnte, sodass bei diesem Ereignis der durchschnittliche Jahresniederschlag auf die trockene Erde prasselte.

Cyclone3B_tmo_2013315_lrg

Quelle: http://earthobservatory.nasa.gov/

Pro Jahr bilden sich etwa ein bis zwei Tropenstürme über dem Arabische Meer, aber pro Jahrzehnt begeht etwa nur einer Landfall. Der letzte traf Somalia im Jahr 2012.

Nachdem Stürme aber nach ihrer Windgeschwindigkeit eingestuft werden, nicht nach den Regenmengen, handelt es sich in Somalia nicht um einen besonders heftigen Tropensturm.

Ein völlig anderes Wetterphänomen war in Kroatien für Windspitzen über 200 km/h verantwortlich, wie etwa auf einer Brücke bei Krk 237 km/h am 11.11.13.

sturmtiefluis

Quelle:  http://eumetrain.org/

Der Wind entstand durch ein Tief über Mittelitalien und rasch steigendem Luftdruck durch Kaltluftzufuhr über dem Kontinent. Dargestellt sind hier außerdem die Winde in 10 m Höhe laut Modell. Das Wetterphänomen nennt sich Bora und ist das kalten Pendant zum Föhn in den Alpen. Sie zählt zu den stärksten Gebirgswinden der Welt, da hier kalte Luft in Richtung milde Adria über die Dinariden stürzt. Mit Tropenstürmen oder Klimawandel hat das überhaupt nichts zu tun.

Kälterekord in der Antarktis?

Neuer Kälte-Weltrekord: Minus 93 Grad Der bisherige Rekord von -89,2 Grad Celsius ist Geschichte.

Der
kälteste Ort der Welt liegt im Osten der Antarktis. Mit -93,2 Grad
Celsius ist an einer unbewohnten Stelle auf dem östlichen Polarplateau
nahe dem Südpol am 10. August 2010 ein neuer Kälterekord aufgestellt
worden. Das teilten das Nationale Schnee- und Eisdatenzentrum NSIDC der
USA am Montag (Ortszeit) mit.

Der bisherige Kälterekord von -89,2
Grad Celsius war 1983 an einer russischen Forschungsstation ebenfalls
im Osten der Antarktis gemessen worden. Den neuen Rekord entdeckten
Wissenschafter bei der Auswertung der bisher detailliertesten
Satellitendaten
der vergangenen 32 Jahre.

So stand es im Kurier und in zahlreichen weiteren Onlinemedien am 10. Dezember.

Die Stellungnahme der World Meteorology Organization (WMO):

Although claims of a „world-record coldest temperature“ have been made
for a remote-sensed location in Antarctica, the WMO official coldest
temperature remains -89.2°C (-128.5°F) recorded on 21/7/1983 at Vostok,
Antarctica. Official weather measurements are made at using
standard equipment at a fixed height of between 1.25 m (4 ft 1 in) and 2
m (6 ft 7 in) above the ground for a fixed location over a specific
length-of-record.
Remoted-sensed values of temperature are not at this time regarded as official weather measurements.

Quelle: http://wmo.asu.edu/

Demnach bleibt der offizielle Rekord weiterhin bei -89,2 °C, nachdem offizielle Messungen Standardausrüstung verlangen, die in einer definierten Höhe zwischen 1,25 m und 2 m über Grund an einem definierten Ort über eine bestimmte Zeitdauer messen. Fernerkundungsdaten der Temperaturen werden derzeit noch nicht als offizielle Messungen betrachtet.

Denn im Gegensatz zur gewöhnlichen Wetterstation misst der Satellit auf der Eisoberfläche, wo es noch einmal ein paar Grad kälter ist als in 2 m Höhe. Am Tag mit den -89,2 Grad können es also auch -92 oder -93 Grad gewesen sein.

Hagel und Schneefall in Istanbul?

Für Dienstag, 10. Dezember 2013, überschlugen sich am Abend die Meldungen, nachdem das CL-Fußballspiel zwischen Galatasaray Istanbul und Juventus Turin aufgrund der schlechten Platzverhältnisse witterungsbedingt abgebrochen werden musste.

Unklarheit bestand jedoch bald über die Konsistenz dessen, was da massenhaft vom Himmel fiel.

Schnee und Hagel: Aufstiegskrimi Galatasaray – Juve wird heute fertig gespielt

…

titulierte beispielsweise die Tiroler Tageszeitung am Mittwoch, 11. Dezember 2013 (08:39).

Und weiter …

Istanbul – Die nach starkem Hagel und Schneefall abgebrochene
Champions-League-Partie zwischen Galatasaray Istanbul und Juventus Turin
soll am heute Mittwoch zu Ende gespielt werden. […]

So oder so ähnlich lauten zahlreiche Zeitungsmeldungen seit gestern abend

Hagel oder Graupel?

Problematisch dabei ist jedoch die Verquickung von Schneefall und Hagel, die unterschiedliche physikalische Bedingungen verlangen. Hagel ist eine typische Erscheinung von Sommergewittern bei deutlichen Plusgraden in den untersten 2-3 km der Atmosphäre und viel unterkühltem Flüssigwasser, das sich an ein Graupelkorn („Hagelembryo“) anlagert.

Folgende Vertikalprofile aus Istanbul vom Dienstag, 10. Dezember, 13.00 MEZ und Mittwoch, 11. Dezember, 01 MEZ, zeigen die Bedingungen vor und nach dem Fußballspiel:

hagelgraupel

Quelle: Wyoming Soundings

Rot markiert ist jeweils die Null-Grad-Isotherme und dunkelblau die Obergrenze der Schauerbewölkung. In beiden Fällen erstreckte sich die Schauerbewölkung nur etwa drei Kilometer hinauf, wodurch die Aufwindstärke innerhalb der Schauerwolke begrenzt war. Knappe Plusgrade wurden lediglich am Erdboden und wenige Meter darüber erreicht – die Schauerwolke befand sich folglich durchwegs im Frostbereich.

Dann aber ist die Atmosphäre mehrheitlich mit Eis- und Schneekristallen angereichert, was die Bildung von Graupelkörnern provoziert. Diese sind wesentlich kleiner als Hagelkörner, weicher und ähneln von der Konsistenz her Styropor (porös, leicht und springen auf)

Wie das Video der Twitter-Userin @enchantrez zeigt, handelt es sich um typische Graupelkörner.

Lake-Effekt 

Bleibt zu klären, warum es an der türkischen Schwarzmeerküste zu derartig heftigen Schneeschauern gekommen ist. Die Ursache hierfür ist das verhältnismäßig warme Meerwasser mit durchschnittlich 9 bis 12 Grad. Wenn Luftpakete über die Wasseroberfläche streichen, tanken sie Feuchtigkeit und die bodennahe Schicht über dem Wasser wird zudem labilisiert. Das begünstigt Schauercharakter und erhöht die Niederschlagseffizienz. Je wärmer das Wasser und massiver die Kaltluftzufuhr in der Höhe, desto stärker der „Lake-Effekt“, der punktuell für große Neuschneemengen innerhalb kurzer Zeit sorgen kann.

Prominente Beispiele für Lake-Effekte weltweit:

lakeeffekt

Quelle: Map-for-free.com – Pfeile deuten Richtung der Kaltluftzufuhr an

Der Begriff Lake-Effekt stammt von den Superior Lakes im Norden der USA an der Grenze zu Kanada, wo besonders bei Nordwestströmung heftige Schneeschauer an den Südküsten auftreten können. In Deutschland ist die Ostseeküste bei Rügen und Usedom für den Lake-Effekt berühmt, am Bodensee beobachtet man im Bregenzer Raum enorme Niederschlagsverstärkung sogar das ganze Jahr über. Am Schwarzen Meer ist vor allem die Süd- und Ostküste beim Lake-Effekt begünstigt.

Entscheidend ist die Richtung der Kaltluftzufuhr. Je länger der Weg übers Wassers (engl. „fetch“), desto länger kann sich die Luft mit Feuchtigkeit anreichern.

blacksee

Visuelles Satellitenbild des Schwarzmeers vom 11.12.13

Wie das Satellitenbild von Earthdata NASA  zeigt, strömt die Kaltluft im Westen des Schwarzen Meeres aus Nordosten heran, im Osten aus Nordwest bis Nordost. Für Istanbul wirkt also eine besonders lange Wegstrecke über dem warmen Wasser und generiert entsprechend eindrucksvolle Schauerstraßen.

Bei ihrem weiteren Weg ins östliche Mittelmeer sorgte die hochreichende Kaltluft für weitere heftige Schnee- und Graupelschauer sowie Sturmböen.