Archiv für den Monat Dezember 2015

Erstaunliche Folgen von Physik?

Der erste Wintermonat flippt aus, und die Journalisten brauen sich ihre Sensationsstories zusammen.

So berichtet der SPIEGEL heute von einem Orkantief im Nordatlantik.

Irgendwie gingen sachliche Bezeichnungen, die in Mitteleuropa seit offizieller Verwendung der Beaufortskala (Anfang 20. Jahrhundert) üblich sind, verloren. Das im Artikel beschriebene Orkantief erhält folgende Umschreibungen
  • extremer Sturm
  • extremer Tiefdruckwirbel
  • extremes Tiefdruckgebiet
  • starker Sturm
  • riesige Tiefdruckgebiete
  • kräftiger Sturm

Der Luftdruck werde dort in den kommenden Stunden auf rund 920 Millibar absacken, berichten Wetterdienste – ein Extremwert, Durchschnitt sind etwa tausend.

Extremwert ist richtig, der Allzeitrekord liegt bei 914 hPa über dem Nordatlantik (10.01.1993, Braer-Storm). Vom Durchschnittswert darf man aber nicht ausgehen, denn im Winter tummeln sich unzählige Sturm- und Orkantiefs mit Kerndrücken unter 970 hPa in der Region.

Zwei benachbarte riesige Tiefdruckgebiete dürften den Windvorhersagen zufolge auf Hunderten Kilometern Breite auf Hurrikanstärke beschleunigen.

Zwei Mal Vorsicht!

  1. zeigt die Modellkarte im Beitrag die mittlere Windgeschwindigkeit in 850 hPa Höhe, das entspricht zum berechneten Zeitpunkt rund 1200 bis 1400 m Seehöhe, nach Süden hin zunehmend.
  2. befindet sich das langgestreckte Starkwindband im Warmsektor des Tiefdruckgebiets (siehe Vorhersagekarte von GFS darunter)
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Quelle: http://www.wetter3.de – gültig für 30.12.2015, 07 MEZ

Die stärkste Isobarendrängung wird im Warmsektor des Orkantiefs bei Island (hier: 926 hPa) bzw. des Randtiefs bei Irland (hier: 975 hPa) erreicht. Warme Luft ist weitgehend stabil geschichtet, d.h., die in der EZMWF-Karte gezeigte mittlere Windgeschwindigkeit von 35 bis 40 m/s (126-144 km/h, im weißen Bereich  > 150 km/h) wird über weite Strecken nicht 1:1 zum Boden durchgemischt. Die Spitzenböen nahe der Meeresoberfläche betragen dann „nur“ 100 bis 120 km/h.

Höhere Windspitzen sind bei Island verbreiteter anzutreffen, weil sich starke Höhenwinde und instabil geschichtete Kaltluft überlappen, und orographische Effekte hinzukommen (Föhn, Kanalisierung).

Und den Begriff Hurrikanstärke sollte man für tropische Wirbelstürme vorbehalten. Hierzulande spricht man von Orkanstärke (> 117 km/h). Punkt.

…erstaunliche Folgen …schaufelt …milde Luft aus Süden …nach Norden

Nein, Physik.

Am Nordpol gibt es am Mittwoch demnach ähnliche Temperaturen wie derzeit im Süden Kaliforniens oder in Deutschland. Die Eisdecke im Nordmeer dürfte oberflächlich tauen.
Aber höchstens kurzzeitig, denn 24 Std. später ist der Warmluftvorstoß Geschichte. Grund: Das Orkantief bleibt kleinräumig und entwickelt kein umfangreiches Tiefdrucksystem, das über mehrere Tage hinweg Warmluft bis zum Nordpol schaufeln kann, vgl. die Temperaturkarten von GFS für Mittwochfrüh und Donnerstagfrüh:
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Die Warmluft ist zwar weiterhin über Mitteleuropa bis zum Nordmeer erkennbar, allerdings unter Hochdruckeinfluss und bleibt damit großteils durch eine Temperaturinversion (Sperrschicht) vom Boden entkoppelt, mit Ausnahme der Föhnregionen (norwegisches Küstengebirge).

An Deutschland geht das Naturereignis vorbei. Die Wetterdienste sagen für die nächsten Tage ruhiges Winterwetter voraus – bei Temperaturen meist knapp über dem Gefrierpunkt.

Was soll sich bei uns auch ändern, wenn das Förderband von Süden nach Norden reicht und damit das Hochdruckgebiet bei uns bzw. über Skandinavien weiter stützt?

Key facts:

  • Das extreme Tief ist ein Orkantief (Kerndruck unter 955 hPa).
  • Der mutmaßliche Höhepunkt bei 920 hPa ist ein Extremwert, aber kein Rekord.
  • Sturmtiefs mit unter 970 hPa sind im Nordatlantik um diese Jahreszeit normal.
  • Die markante Warmluftzufuhr bis zum Polarkreis ist nur von kurzer Dauer (< 24 Std.) und Tauvorgänge sollten sich entsprechend in Grenzen halten.
  • Der stärkste Höhenwind (siehe gezeigte Modellkarte im Artikel) findet auf der warmen, stabilen Vorderseite der Tiefdruckgebiete statt, und schlägt damit nur stellenweise bis zum Boden durch (z.B. im Lee von Gebirgen, Erhebungen).
  • In Deutschland ist das Naturereignis verantwortlich für ruhiges Winterwetter, denn die herangeführte Warmluft stützt das Skandinavienhoch und hält weitere Tiefdruckgebiete vom Atlantik her vorerst vom Leib.
  • Strenggenommen kommt der aktuelle Warmluftvorstoß (Dienstagfrüh) viel weiter nach Norden als der durch das nachfolgende Tief:
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Das Unwetter, das herrschte

Laut ORF-Meldung vom 19. Dezember 2015 ereignete sich in Longyearbyen auf der Inselgruppe Spitzbergen (norwegisch Svalbard) ein Lawinenunglück mt einem Toten und mehreren Verletzten, mehrere Holzhäuser wurde am Samstagvormittag von einer Lawine mitgerissen, laut der Zeitung „Svalbardposten“.

Außerdem deckte der Sturm das Dach einer Schule im Ort ab und verfrachtete es auf ein Fußballfeld. (Quelle)

Als Ursache etwas schwammig formulierte der ORF:

“ In der Nacht vor dem Unglück herrschte der Zeitung zufolge das schwerste Unwetter seit 30 Jahren.“

Nennen wir doch die Butter bei den Fischen! So weit im Norden Europas kann es sich nur um einen veritablen Schneesturm gehandelt haben. Aber ist das nicht normal für diese Region? Was war so besonders an diesem Ereignis?

Schauen wir uns die Bedingungen am Vortag bis zum Zeitpunkt des Unglücks anhand der Flughafenbeobachtungen von Longyearbyen an:

Im Laufe des Donnerstagabends setzte leichter Schneefall bei zunehmend stürmischem Ostwind ein, besonders am Freitagabend schneite es über Stunden hinweg stark, dazu wehte ein stürmischer Ostwind mit orkanartigen Böen, z.B. um 16.50 MEZ:

ENSB 181550Z 09031G46KT 0500 R10/0800V1200 +SN VV010 M03/M04 Q0983 RMK WIND 1400FT 09046G62KT

Quelle: http://www.navlost.eu/aero/metar/

Der starke Schneefall dauerte bis Samstagmorgen, 8.50 MEZ an, Windspitzen wurden zwar keine mehr gemeldet, der Wind jedoch weiterhin als „remarkable“ (RMK) angegeben.

Die Lawine ging ca. 2 Std. später ab. (Quelle)

Zeit für einen Blick auf die Weltkarte:

Spitzbergen liegt im Arktischen Ozean weit im Norden Europas.

spitzbergen-groß

Der Ort Longyearbyen befindet sich an der Küste des Isfjord im Adventdalen:

spitzbergen-zoom

Quelle: www.maps-for-free.com

Das Adventdalen ist nach Südosten orientiert und erklärt zugleich die häufig gemeldeten Südostwinde (140 Grad) im METAR. Longyearbyen selbst liegt eingeschnitten in einem engen Trogtal, dem Longyeardalen:

spitzbergenklein

Quelle: http://www.researchinsvalbard.no/project/7494

Zum Zeitpunkt des Schneesturms jedoch wurde die Windsituation nochmals verschärft:

Am Freitagabend und in der Nacht zum Samstag saß ein Sturmtief knapp südlich von Spitzbergen. Seine okkludierende Warmfront überzog Spitzbergen mit anhaltendem Starkschneefall. Bemerkenswert ist jedoch die enorme Drängung der Isobaren genau über dem südlichen Spitzbergen!

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Dies schlägt sich auch in den vom Modell analysierten Spitzenböen nieder, die im Bereich des Lawinenunglücks bis zu 129 km/h anzeigen, also vollen Orkan!

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Quelle: www.wetter3.de

Während der Küstenort bei Westwinden durch den Fjord vergleichsweise geschützt ist, wird ein stürmischer Ostwind durch das Tal kanalisiert, föhnartige Effekte verstärken hier die Spitzenböen zusätzlich. Für das Trogtal selbst bedeutet das ebenfalls heftige „Downslope“-Winde und enorme Schneeverfrachtungen.

In anderen Medien ist auch der genaue Ort bekannt:

„large avalanche at Mount Sukkertoppen“ (Quelle)

sukkertoppen

Das löst das Rätsel, denn hier kamen beide Effekte zusammen: Der Sukkertoppen liegt genau am Ausgang des Longyeardalen ins Adventdalen, wo Drängungseffekte für eine weitere Beschleunigung sorgen. Hinzu kommt dann die Überströmung des Berges aus Osten, was Lawinen am Westhang begünstigt.

Zusammenfassung:

Longyearbyen liegt einerseits in einem engen Trogtal, andererseits an der Mündung dessen in ein breites Südost-Nordwest-ausgerichtetes Tal. Die vorherrschende Windrichtung vor und während dem Unglück war Südost bis Ost. Damit wurde der starke Wind im Bereich des Sturmtiefs im Haupttal beschleunigt, was speziell am Sukkertoppen zu einem Leitplankeneffekt führte (Drängung der Stromlinien und weitere Windbeschleunigung). Die Überströmung des Berges begünstigte abgewehten Schnee auf den Westhang und in weiterer Folge den Abgang der Lawine.

Möglicherweise ungewöhnlich war die Stärke des Sturms (siehe Isobarendrängung) in Kombination mit der Windrichtung.

screenshot-www windfinder com 2015-12-19 22-44-29

Quelle: http://www.windfinder.com/windstatistics/longyearbyen_spitsbergen

Die Jahresverteilung der Windrichtung für Longyearbyen zeigt jedenfalls Südostwind infolge katabatischer Winde von den Gletschern und den über weite Strecken schneebedeckten Ausläufern des Adventtals.

Mehr zum Lokalwind in Longyearbyen in dieser Arbeit.

Weiterführende Infos: Eine Studie zur Lawinenanfälligkeit am Westhang des Gruvefjellet, in Nybyen (im südlichsten Longyearbyen).