Schwere Gewitter gibt es nicht erst seit der Erderhitzung

LP-Superzelle über dem Wiener Becken am 24. Juni 2021

Es besteht überhaupt kein Zweifel daran, dass die rapide zunehmende Erhitzung der Erde für gigantische Hagelschloßen verantwortlich ist. Erst am 19. Juli 2023 wurde in Carmignano di Brenta mit 16cm ein neuer Rekord aufgestellt. Der alte stammte vom 20. Juni 2016 in Sânandrei, Rumänen, mit 15cm Durchmesser. Weltrekord hält noch das Hagelkorn vom 23. Juli 2010 in Vivian, South Dakota, mit 20,3cm Durchmesser. Wie schon bei den Extremwerten der Lufttemperatur in den vergangenen Jahren, die vielerorts nicht um wenige Zehntel, sondern gleich um mehrere Grad überboten werden, sind auch die 19cm von Azzano Decimo am 24. Juli 2023 ein Ereignis von enormer Tragweite für die beunruhigende Veränderung des Erdklimas.

Die beobachteten Extremwerte bei den Meeresoberflächentemperaturen (bis zu sechs Standardabweichungen vom Durchschnitt im Nordatlantik) mit 5 Grad zu warmen Mittelmeer und teilweise über 10 Grad an der kanadischen Ostküste, aber auch das extrem hohe 500 hPa Geopotential über dem Mittelmeerraum und teilweise im Bereich der Azoren fallen in diesen Tagen ins Auge. Ob das schon die Auswirkungen des Zusammenbruchs der AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) sind? Dazu ein frischer lesenswerter und gut verständlicher Beitrag von Stefan Rahmstorf, der sich auf eine kürzliche Studie bezieht, die am 25. Juli 2023 veröffentlicht wurde.

Dennoch sollten wir tunlichst vermeiden, Wetter und Klima miteinander zu verwechseln, wenn wir schon den radikalkonservativen Gegner bloßstellen wollen, denn der hat keine tragfähigen Pläne für eine lebenswerte Zukunft (exzellenter Thread). Handwerkliche Fehler in der Argumentation liefern Tür und Tor für den Gegenangriff.

Was ist noch normal beim Wetter?

Wir müssen bei den Bildern von den Unwettern im Alpenraum der letzten Tage aufpassen, was wir der rapiden Erderhitzung (Klimawandel ist ein Euphemismus) zuschreiben können und was es tatsächlich schon immer gegeben hat. Ein kürzliches Beispiel war ein Video-Zusammenschnitt der SPÖ Kärnten zur ÖVP-Nehammer-Rede. Darin kommen vor:

  • Feuchter Downburst in der Schweiz (gemessen: 217 km/h)
  • Downburst mit abgedeckten Dächern in Südtirol
  • Waldbrände auf Rhodos
  • Feuchter Downburst mit umstürzenden Fichten in Bozen
  • Tornado in Norditalien
  • Abgedeckter Kirchturm in Kärnten
  • Wasser- und Hagelmassen in Mailand

Nichts davon ist als Einzelereignis so außergewöhnlich, dass man es der globalen Erhitzung zuschreiben kann.

Waldbrände auf Rhodos

Der durchschnittliche Monatsniederschlag für die Sommermonate beträgt auf Rhodos 0,0 – in Worten: Null Niederschlag. Die durchschnittliche Wassertemperatur beträgt rund 25 Grad. Im Gegensatz zum westlichen und zentralen Mittelmeer liegen die Wasseroberflächentemperaturen im östlichen Mittelmeer im Durchschnitt. Die Höchstwerte auf Rhodos liegen erst seit dem 13. Juli um oder über 35°C. Die Rekorde liegen dort bei 38°C im Juli und 42°C im August. In Summe also keine außergewöhnlichen Umstände, die zu dem außer Kontrolle geratenen Waldbrand geführt haben. Da Selbstentzündung ausscheidet, kann es sich nur um Brandstiftung oder Unachtsamkeit (weggeworfene Tschick, Funkenflug) gehandelt haben. Und auch im Fall eines gelegten Brandes sprechen die Wetterbedingungen gegen zusätzlich verstärkenden Einfluss der globalen Erhitzung.

Weltweit werden die meisten Waldbrände durch Brandstiftung verursacht, nur eine Minderheit durch Blitzeinschläge. Hitze spielt aber sehr wohl eine Rolle bei der Austrocknung der Böden. WENN erst einmal ein Brand entstanden ist, kann er sich durch die Hitze effektiver ausbreiten. Die riesigen Brände in Kanada wären daher besser geeignet, um aufzuzeigen, welche Dimensionen Waldbrände inzwischen annehmen können, da es über Kanada nämlich auch deutlich zu warm war/ist.

Downburst mit umstürzenden Fichten

Fichten bieten mit ihrer Krone eine größere Angriffsfläche und sind daher besonders anfällig für Sturmschäden auch bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten. Eng zusammenstehende Bäume bieten mehr Angriffsfläche als einzelne Individuen. Mit einer Gewitterlinie oder einer Schwergewitterzelle (Superzelle) hat man schnell mal Spitzen über 110 km/h, die je nach Stammfäule und Untergrund zu Sturmschäden führen können. Das sieht zwar spektakulär aus, ist aber nicht außergewöhnlich und eher ein Zeichen für verfehlte Forstwirtschaft.

Andere Sturmschäden

In der Europäischen Unwetterdatenbank lassen sich Unwetterereignisse wie Starkregen, Großhagel, Downbursts und Tornados bis in die Antike zurückverfolgen. Da findet man z.B. zwischen 800 und 1500 n. Chr rund 80 Einträge zu Tornados und schweren Sturmschäden. Damals gab es naturgemäß eine viel dünnere Besiedlung als heute und noch keine Smartphones, auch schriftliche Aufzeichnungen begrenzten sich meist auf Kirchenchroniken. Die Dunkelziffer aus der Zeit vor der Revolution der modernen Kommunikationstechnologie dürfte also enorm sein.

Dennoch: Vergleichbare Downbursts hat es auch davor regelmäßig gegeben, man denke an den 10. Juli 2002 in Berlin. In meinem Heimatort Großheubach am Main stürzte am 1. August 1958 der Kirchturm durch ein schweres Gewitter ein. Auch damals gab es noch keine Smartphones und Webcams, um das Ereignis live mitzufilmen.

Tornado in Mailand, Italien

Auszug aus der Unwetterdatenbank zwischen den Jahren 800 und 2023

Tornados in der Poebene sind nun wirklich keine Seltenheit, auch nicht rund um Mailand. Der Grund dafür liegt in den besonderen klimatischen Bedingungen in der Poebene:

Strömungsverhältnisse bei Schwergewitterlagen, Karte: OpenTopoMap

Die Poebene ist von drei Seiten von hohen Gebirgen umgeben. Die schwülheiße Luftmasse wird daher oft wochenlang nicht ausgeräumt, sondern von der Adria her ständig weiter angefeuchtet. Dadurch können dort so hohe CAPE-Werte (convective available potential energy) stehen, bei den Großhagelereignissen lagen sie gemessen um 5000 J/kg. Sehr feuchte Luft am Boden bewirkt tiefe Wolkenuntergrenzen, die für Tornadobildung eine entscheidende Rolle spielen. Es kommt aber noch ein weiterer Faktor hinzu, der hier entscheidend ist: Bodennah wehen östliche Winde, darüber starke Westwinde. Die starke Richtungs- und Geschwindigkeitsscherung bewirkt die Entwicklung rotierender Schwergewitter (Superzellen), bei denen sich dann ein Tornado entwickeln kann.

Wasser- und Hagelmassen in Mailand

Dramatisierende Beschreibungen wie „Flüsse aus Eis mitten im Sommer“ ändern nichts daran, dass Hagelmassen die Kanalisation verstopfen können und das durch versiegelte Flächen dann Bilder wie gesehen produzieren kann. Auch das hat es schon immer gegeben, wobei vor Jahrzehnten natürlich viel weniger Fläche versiegelt war und Bäche nicht in einen Kanal oder in den Untergrund gezwungen wurden. Man erinnere sich an die innerstädtische Überflutung durch ein Starkregengewitter am 13. Mai 2010 in Wien. Darunter verläuft das Bachtal des kanalisierten Ottakringer Bachs.

Es gibt eindeutigere Zusammenhänge, aber ….

Wie in der Einleitung geschrieben, sind die Zusammenhänge zur Erderhitzung etwa bei steigenden Hagelgrößen eindeutiger: Eine grobe Näherung für die Aufwindstärke ist die Wurzel aus zweifachem CAPE (Einheit m²/s²) in m/s. Je höher die Energie, desto stärker die Aufwinde, desto wahrscheinlich wird großer Hagel. Hinzu kommen noch nichtlineare Faktoren wie die vertikale Windscherung und Rotation in Superzellen, welche die Aufwinde verstärken. In nicht rotierenden Multizellen liegen die größten Hageldurchmesser bei 5-6cm, bei Superzellen ist die Grenze derzeit bei 20cm, klimatologisch häufig sind 5-8cm.

Aber:

„Long-term trends in the historical frequency of environments supportive of atmospheric convection are unclear, and only partially follow the expectations of a warming climate. This uncertainty is driven by the lack of unequivocal changes in the ingredients for severe thunderstorms (i.e., conditional instability, sufficient low-level moisture, initiation mechanism, and vertical wind shear). [….] despite increasing instability, thunderstorms in a warming climate may be less likely to develop due to stronger convective inhibition and lower relative humidity […]“

(Taszarek et al. 2021)

Was nützt die gestiegene Energie, wenn der Hochdruckeinfluss zu stark ist und keine Gewitterwolken entstehen können? Jetzt liegt das Subtropenjoch so, dass das Starkwindband über den Alpen liegt:

Großwetterlage, die zur Serie an Unwettern im Alpenraum geführt hat, eigene Skizze

Diese Hitzeglocke verhindert, dass sich im südlichen Mittelmeerraum Gewitter oder überhaupt Wolken ausbilden können, die für Abkühlung sorgen. Gleichzeitig ist es über dem nördlichen Europa deutlich kühler. Dazwischen verläuft ein Starkwindband in der Höhe, in das kleinere Tröge eingelagert sind, die im 12-24 Stunden-Rhyhthmus, teils in kürzeren Abständen in rascher Abfolge über die Alpen hinwegziehen. Die Poebene ist aus den bekannten Gründen prädestiniert für Unwetter, der Alpenraum durch das sogenannte „Alpine Pumpen“ mit Talwindsystemen, die bei großer Hitze signifikante Scherungen erzeugen können. Mit der Eigendynamik größerer Gewittersysteme (vergleiche 11/12.07.23) können diese mehrere Stunden leben und hunderte Kilometer zurücklegen, sodass es auch am Nördlichen Balkan noch zu Unwettern kommt.

Neben dem außergewöhnlich großen Hagel ist die Beständigkeit dieser Wetterlage, was sie von früheren Gewitterlagen im Sommer unterscheidet. Drei oder vier Tage in Folge waren früher durchaus die Regel (z.B. 09., 10. und 11. Juni 2004 über Mitteleuropa), aber nicht zwölf Tage!

Im Vorjahr hatten wir allerdings auch beständige Wetterlagen, nur war es da wochenlang heiß ohne nennenswerten Kaltfrontdurchgang. Im Gegensatz zu diesem Jahr gab es mehr Südsüdwestlagen, während wir jetzt fast zwei Wochen lang eine straffe Westsüdwestströmung hatten. Letztes Jahr gab es diese Unwetterserien nicht über den immer selben Regionen. Und darin liegt auch die Krux prognostizieren, dass wir diese Serie an Unwettern in bestimmten Regionen nun häufiger erleben werden.

Die Region zwischen Bretagne, Benelux, Norddeutschland bis Baltikum ist nicht zufällig die „Tornado-Alley“ von Europa – seit Jahrhunderten. Dort treten aber seit ein paar Jahren seltener Wetterlagen auf, die Tornados bringen können. Nordostlagen im Mai bringen keine Tornados. Es sind – Glück oder Unglück – aber auch diese straffen Südwestlagen, die Mitteleuropa gleichzeitig den wichtigen Sommerniederschlag bringen, durch ausgedehnte Fronten und größere Gewittercluster.

Wie sich die Regionen mit Unwettern künftig verändern, ist ungewiss. Sollte die AMOC zusammenbrechen, würden sich die großräumigen Druckfelder wieder nach Süden verlagern. Es würde aber gleichzeitig deutlich trockener werden:

Bei fortschreitender globaler Erwärmung und Zusammenbruch der AMOC würde es in Europa kühler und erheblich trockener werden (Quelle)

Die Häufigkeit von Gewittern und damit auch Unwetterphänomenen würde damit langfristig abnehmen. Auch im aktuellen Szenario mit Verschiebung des Hochdruckgürtels nach Norden überwiegen die trockenen Phasen. Klassischen Landregen durch die Frontalzone gibt es kaum noch. Wenn es zu Gewittern kommt, bringen sie mehr Starkregen und Großhagel, aber nicht zwingend mehr Downbursts oder Tornados – weil letztere eben spezielle Bedingungen wie vertikale Windscherung und bodennahe Scherung, aber auch tiefe Wolkenuntergrenzen für Tornados benötigen. Bei der ausgebliebenen Unwetterlage im Osten von Österreich vom 24. Juli 2023 hätte man beispielsweise günstige bodennahe Scherung gehabt, aber es wurden dabei sehr hohe Wolkenbasen gerechnet. Ein lehrbuchhaftes Beispiel, wie eng begrenzt die Unterschiede manchmal sein können, war der starke Tornado in Tschechien am 24. Juni 2021, wo am gleichen Tag im Wiener Becken hochbasige Superzellengewitter entstanden sind.

„Intelligente Menschen zeichnen sich nicht dadurch aus, dass sie alles wissen, sondern dadurch, dass sie anerkennen, dass sie nicht alles wissen, und dass sie bereit sind, von anderen zu lernen, die es besser wissen.“

Thomas Fraiß, Twitter

Ich weiß, dass ich nicht alles weiß. Und dass wir zum jetzigen Zeitpunkt schlicht nicht wissen, in welche Richtung der Trend bei Starkwindereignissen/Tornados gehen wird, weil der Zusammenhang in diesem speziellen Fall längst nicht auf eine plakative Formel „mehr CO2 – mehr Wärme – mehr Wasserdampf – mehr Niederschlag – mehr Unwetter“ gebracht werden.

An den auch sonst verheerenden Auswirkungen der Erderhitzung ändert das aber nichts und ebenso wenig daran, dass wir jetzt handeln müssen, um worst case scenarios zu verhindern. Leider tun wir genau das Gegenteil, indem wir Rechtsextremisten, Neoliberale und Radikalkonservative in Regierungen wählen, die das nurmehr kurze Zeitfenster verstreichen lassen werden.

Literaturhinweise

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