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Falter: Einfluss meteorologischer Faktoren auf das Virus

2 Antworten

Hier könnte stehen, wie wenig die Medien über die Auswirkungen der globalen Klimaerwärmung schreiben, dass Brasilien im Schatten des Coronavirus die Abholzung des Regenwalds um 50% gesteigert hat, dass die ersten drei Monate in Osteuropa um drei Grad zu warm ausfielen, dass in weiten Teilen Mitteleuropas bereits extreme Trockenheit herrscht, die unter anderem auch die gefährlichen Waldbrände rund um Tschernobyl verursacht. Stattdessen zitiere ich den FALTER ….

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7 Sachen, die Sie über SPORT und CORONA nicht wussten, FALTER-Ausgabe vom 15.04.2020

Das Problem ist, dass die zitierte Studie aus Belgien und den Niederlanden keine Empfehlung von Virologen und Epidemologen ist, sondern von Aerodynamikern und Technikern. Bei der Verringerung der Ausbreitung des Virus geht es aber um Risikominimierung und nicht Risiko auf Null setzen. Es geht auch um eine interdisziplinäre Betrachtung, also nicht nur um eine Verringerung von Infektionen und Todesfällen durch Covid19, sondern auch um eine Verringerung der *normalen* Ursachen für Erkrankungen und Todesfällen. Mit anderen Worten, wenn man alles verbietet oder durch die besagten Regeln deutlich erschwert, könnte der Schaden größer als der Nutzen sein. Die Kollateralschäden scheinen aber bequemerweise nicht in der Covid19-Statistik auf.

Der FALTER schreibt, dass die potenziell ausgeatmeten Viren eine Zeit lang in der Luft schweben, bevor sie absinken und man nicht in den „Atemschatten“ geraten sollte, der ähnlich wie der Windschatten sei. Je schneller man unterwegs sei, desto größer müsse der Abstand sein, beim Radfahren zwanzig Meter – was in der Stadt natürlich schwer einzuhalten ist. Weiterlesen →

Klimanotstand: Gute und schlechte Argumente (Falter-Dolm der Woche)

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Klassische Vb-Lage: Trajektorie des Höhentiefs vom 20.-24.August 2005 (Alpenhochwasser)

„Bei einem Notstand, so der Politiker, gehe es schließlich um Gefahr in Verzug. Und man kann sich denken, welche Bilder in Langs Kopf auftauchen: Überschwemmungen, Murenabgänge, Menschen in Schlauchbooten, Wetterkapriolen. Es sind genau solche Situationen, die das aus dem Takt gekommene Klima bedingt.“ (Falter 32/19, S.10)

Klima beschreibt einen längeren Zeitraum (mindestens eine Dekade, im Schnitt betrachtet man 30 Jahre), während Wetter ein kurzer Zeitabschnitt umfasst (Minuten bis wenige Tage). Witterung liegt dazwischen mit mehreren Tagen bis Wochen, z.b. gekennzeichnet durch bestimmte Wetterlagentypen oder Jahreszeiten. Weiterlesen →

Nicht ganz so einfach: der Altweibersommer

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Beinahe hätte es meine Erklärung ins Erratum des FALTER geschafft, doch weil ich zu dem Zeitpunkt auswärts unterwegs war und am Smartphone nur begrenzt meteorologische Analysen erstellen kann, wurde daraus nichts.

Falter-Ausgabe 37, 7 Sachen, die Sie über den ALTWEIBERSOMMER nicht wussten

Erklärung für die ungewöhnliche Wärmeperiode bis Mitte September liefert der Autor folgende:

Ganz einfach ausgedrückt: Sobald der heiße Sommer in Osteuropa nachgelassen hat, entsteht ein annäherndes Temperaturgleichgewicht in ganz Europa. Das kann zu einem riesigen kontinentalen Hochdruckgebiet führen.

Und so etwas nennt man dann Altweibersommer?

Genau, wenn es ab Mitte September nocheinmal richtig warm wird, heißt es bei uns „Altweibersommer“. Die Amerikaner sagen „Indian Summer“.

Zunächst eine zeitliche Korrektur:

Die FALTER-Ausgabe erschien am 14. September, die spätsommerliche Episode ging aber nur bis 16. September. Es kann daher nicht von Altweibersommer gesprochen werden. Zu trennen sind die Ereignisse daher in den ausklingenden Spätsommer 2016, mit zwei stabile Phasen, vom 25. bis 31. August und vom 8. bis 16. September, und einer kürzeren Altweibersommerperiode vom 24. September bis 1. Oktober.

Insgesamt ungewöhnlich waren weniger die Höchstwerte als die Anzahl der heißen Tage (> 30°C) im September (für Österreich).

Stabile Hochdrucklagen, sofern es sich nicht um ein Winterhoch über kalter Bodenluft handelt, entstehen als Hoch-über-Tief-Lage, wenn südlich eines Höhenhochs ein Höhentief liegt, oder als Omega-Lage, benannt nach dem griechischen Großbuchstaben. Es handelt sich dabei um eine stabile Wetterlage mit einem Hochdruckgebiet, das von einem Atlantik- und einem Osteuropatief flankiert wird.

Die folgenden Karten (500 hPa Geopotential [in gpdam], Bodendruck [hPa] und relative Topographie H500-H1000 [gpdam]) zeigen exemplarisch die Situation während den beiden stabilen Spätsommerphasen.

Phase 1: 25.-31. August 2016

Ein stabiles Höhen- und Bodenhoch reicht von Nordafrika über den Mittelmeerraum bis nach Osteuropa. Tiefdruckeinfluss dringt zunächst nur bis Deutschland vor, erst gegen Ende der Schönwetterperiode auch zum Alpenraum. Dabei verstärkt sich auf der Vorderseite eines Troges die Warmluftzufuhr. An sich eine typische Sommerwetterlage, nach zwei feuchten Sommermonaten Juni und Juli lediglich verspätet.

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Phase 2: 8.-16. September 2016

Zu Beginn eine klassische Hoch-über-Tief-Lage mit Höhenhoch über dem Kontinent und Höhentief über Italien, später vermehrt ein Omega mit Hoch über Skandinavien und Tiefdruckgebiet über Westeuropa sowie einem ausgedehnten Trog über Ost- und Südosteuropa.

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Dabei herrschte tagelang eine Warmluftblase über Mitteleuropa bzw. dem Alpenraum. In der Nacht kühlte die Luft kräftig ab, tagsüber wurde die teils markante Bodeninversion (bis zu 10 Grad Temperaturzunahme auf wenigen hundert Höhenmetern) durchgeheizt und die sehr warme Luft in mittleren Lagen konnte bis zum Boden durchgemischt werden.

„Altweibersommer“, auch „Goldener Oktober“ oder „Indian Summer“

Der Begriff „Indian Summer“ wird gewöhnlich für die Kernmonate des Herbstes (Oktober, November) verwendet, wenn die Laubverfärbung eingetreten ist, unten oft Nebel und Hochnebel herrschen und die Wärme nur in mittleren Lagen anzutreffen ist. Bei „riesigen Hochdruckgebieten“ ist die Stabilität sonst zu groß, um auch bodennah für eine kräftige Erwärmung zu sorgen. Es bilden sich markante Absink- und Bodeninversionen auf, die auch tagsüber kaum noch aufgehen. Im Wiener Raum die gefürchteten Hochnebellagen im Spätherbst, die in den vergangenen Jahren jedoch oft ausgelieben sind.

In den Niederungen werden frühlingshafte oder spätsommerliche Werte (je nach dem) nur dann geknackt, wenn Föhneffekte hinzukommen, etwa am 17. November 2009 am Alpennordrand und im Aichfeld (Sonthofen: +22,4°C und Zeltweg +20,6°C), oder knapp +19°C am 11. Oktober 2005 in Innsbruck. Diese Wärme ist aber oft nur von kurzer Dauer, da oft mit zunehmendem Tiefdruckeinfluss verbunden.

Sonst ist alleine von der Strahlungsbilanz her mit längeren Nächten und immer kürzeren Tagen bei gleichzeitig zunehmender Nebelwahrscheinlichkeit und -dauer nicht mehr von sommerlichen Werten in den Niederungen auszugehen.

Phase 3: 24. September bis 01. Oktober

Die dritte Phase war anfangs erneut durch ein Omegahoch gekennzeichnet, jedoch weniger stabil als in der ersten Septemberhälfte, und zu den spätsommerlich warmen Tagen Ende September (vor allem 29. und 30.9.) kam bodennah eine Westwindkomponente hinzu, die im Lee des Alpenostrandes für Werte über 25°C sorgte.

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Selbst wenn man die Extremwerte abzieht, war es Ende September überdurchschnittlich warm. Ein klassischer Altweibersommer? Hier: Ja!

Schlussfolgerungen:

In der letzten Augustwoche sowie in der ersten Septemberhälfte gab es zwei Schönwetterperioden, die phänologisch betrachtet eher die Charakteristiken eines Spätsommers erfüllen: hochsommerliche Höchstwerte, milde Nächte und grüne Vegetation statt Laubverfärbung.

In der letzten Septemberwoche stellte sich schon eher Altweibersommerwetter ein, mit teils beachtlichen Tagesgängen selbst im Flachland, die auf die bis dahin andauernde Trockenheit zurückzuführen sind. Trockene Luft und Böden ermöglichen sowohl eine starke nächtliche Abkühlung als auch eine starke Erwärmung durch die Sonneneinstrahlung, weil nahezu die gesamte Sonnenenergie dem fühlbaren Wärmestrom zur Verfügung steht und nur sehr wenig für die Verdunstung feuchter Luft investiert werden muss.

Eine genretypische Altweibersommerphase gab es im Oktober 2012 als unter Hochdruckeinfluss und föhniger Südströmung sehr warme Luft in den Alpenraum transportiert wurde. In Bodennähe hielt sich kalte, nebelanfällige Luft, während auf 1700 m bis zu +20°C gemessen wurden. Im Tiroler Oberland schaffte es die Föhnluft sogar bis in die Täler (+27°C in Landeck).

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20. Oktober 2012: Rauch von kontrolliert abgefackelten Latschenzonen steigt über die Wildalpe (1523m) auf und bedingt durch eine scharfe Temperaturinversion auf der Gegenhangseite wieder ab.

Quelle der Modellkarten: http://www.wetter3.de – das Bild hab ich selbst aufgenommen.

Windkanal zwischen Leopoldsberg und Bisamberg?

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In der Falter-Ausgabe 10/16, Rubrik 7 Sachen, erläutern die Autoren die Windverhältnisse in Wien.

Auf die Frage, warum in Wien so oft der Wind geht, antworten sie:

„Das hat insbesondere mit dem Bisamberg und dem Leopoldsberg zu tun. Die schleusen die Luft wie ein natürlicher Windkanal durch die Stadt.“

Schauen wir uns doch einmal die topographische Lage von Wien an:

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Abbildung 1: Lage der Berge und Stationen, Quelle: maps-for-free.com

Beschriftung: 1 = Leopoldsberg, 2 = Bisamberg, 3 = Wetterstation Innere Stadt, 4 = Hohe Warte, 5 = Mariabrunn, 6 = Unterlaa

Zuerst sollten die Größenverhältnisse auffallen, der Wienerwald, der einen breiten Gürtel um den Westen Wiens herum bildet, der winzige Bisamberg, der durch die Donau abgeschnitten wurde. Die Unterbrechung zwischen Leopoldsberg und Bisamberg wird Wiener Pforte genannt.

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Abbildung 2: Mittlere Windrichtung an den Stationen Mariabrunn, Hohe Warte, Innere Stadt und Unterlaa, Quelle: ZAMG Klimadaten

Aufgetragen habe ich hier die Windrosen (Durchschnittswerte der Windrichtung von 1971-2000) für die obigen Wetterstationen. Für die Hohe Warte dominiert der Westwind noch vor dem Nordwestwind, ebenso für Mariabrunn. In der Inneren Stadt sind West und Nordwest zu gleichen Teilen vorhanden, nur im äußersten Süden von Wien regiert im Schnitt reiner Nordwestwind.

Wenn es tatsächlich zu einem Düseneffekt durch die Wiener Pforte kommen würde, sollten speziell Hohe Warte und Innere Stadt doch deutlich mehr Nordwest bzw. Nordkomponente enthalten?

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Abbildung 3: Schematische Darstellung eines Windkanals („gap flow“) – Quelle

Für den Fall einer Nordwestanströmung würde sich das etwa so auswirken:

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Abbildung 4: Strömungspfeile und Abgrenzung des vom Düseneffekt beeinflussten Gebiets

Bei Nordwestwind würde der Hauptteil der Strömung der Donau entlang ziehen und vor allem den 21. und 22. Bezirk beeinflussen. Ein kleiner Teil würde nach Süden bzw. Südwesten abgelenkt werden, dann jedoch als Nordwind. Weite Teile der Innenbereiche sowie nahezu der gesamte Westen und Südwesten von Wien blieben unbeeinflusst.

Speziell die mittlere Windrichtung der Hohen Warte spiegelt diesen Effekt jedoch nicht wider, d.h., hier kommt ein anderer Effekt zum Tragen, der sich auch im Westen und Südwesten auswirkt: Gebirgsüberströmung!

Die wesentlichen Faktoren für Westföhn habe ich bereits in einem früheren Beitrag vom 17.3.2014 erläutert. Bei Nordwestanströmung ist folglich nur ein kleiner Teil des Düseneffekts in Wien einflussreich, das betrifft vor allem Floridsdorf und die Donauplatte, wo die auch im FALTER angesprochenen Fallwinde von den Hochhäusern zusätzlich den Wind beschleunigen. Der Löwenanteil Wiens wird jedoch von der Überströmung des Wienerwalds beeinflusst, speziell in Mariabrunn und den angrenzenden östlichen Bezirksteilen wirkt sich hier hier ein Düseneffekt durchs Wiental aus, wodurch der Wind mehrheitlich aus West kommt.

Sonst findet die Überströmung sowohl bei Nordwest als auch bei West statt, wobei bei Westanströmung die Wiener Pforte kaum noch eine Rolle spielt. Westföhn sorgt außerdem für stärkere Windspitzen als Nordwestföhn, was vor allem an der Stabilität der beteiligten Wetterlagen liegt. Bei ausgeprägtem Westföhn handelt es sich vor allem um Warmfront bzw. Warmsektorlagen (stabil geschichtete Atmosphäre), während Nordwestwind mit Rückenseitenwetter (hinter der Kaltfront) einhergeht (labil geschichtete Atmosphäre). Je stabiler die Schichtung, desto stärker der Föhn.

Die südlichsten und südöstlichsten Teile von Wien liegen schon vergleichsweise weit vom Wienerwald bzw. der Wiener Pforte entfernt, hier überwiegt meist der synoptische Wind (d.h. die vorherrschende Hintergrundströmung Nordwest). Die freien, flachen Kuppen von Laaerberg und Wienerberg sorgen hier für erhöhte Windgeschwindigkeiten.

Eine Windrichtung haben wir jetzt unterschlagen: Südost!

Speziell im Sommerhalbjahr, aber auch im Herbst, wenn Hochnebellagen häufiger werden, werden lange Südostwindphasen höchstens kurzzeitig von West- bzw. Nordwestwind unterbrochen (Frontdurchgang, Gewitterlinien). In den östlichen und südlichen Bezirken findet der Südostwind kein Hindernis, hier weht er meist besonders lebhaft. In Wienerwaldnähe wird der Südostwind hingegen durch den Anstieg der Topographie abgebremst. Speziell in der Nacht kann bei schwachen Druckverhältnissen auch eine flache Talwindzirkulation in Gang kommen, d.h., der Wienerwald kühlt sich stärker ab als die verbauten Stadtgebiete und bildet ein kleinräumiges Hochdruckgebiet aus, dann weht schwacher Westwind, wie etwa im Wiental.

Fazit:

Vom Windkanal der Wiener Pforte wird nur ein kleiner Teil der Bewohner Wiens etwas mitbekommen, vor allem der 19. Bezirk, der 20. sowie der westliche 21. Bezirk liegen im direkten Einflussbereich. Aber: Auch hier nur bei deutlicher Nordwest bis Nordnordwestanströmung, die im Klimamittel jedoch seltener auftritt als West bis Westnordwest. Im Sommerhalbjahr überwiegen überhaupt die Südostwinde, die bei Föhntendenz im Alpenraum lebhaft bis stark werden können (der Gewitterkiller).

Ein Sonderfall stellen Donauplatte und Wienerberg dar, wo die Hochhäuseransammlungen für zusätzliche Fallwinde sorgen. Die Donauplatte bekommt noch etwas Düseneffekt mit, während der Wienerberg als flache Kuppe Überströmungseffekte zeigt.

Eine letzte Abbildung noch zur großräumigen Anströmung und den Einfluss der Topographie in ganz Niederösterreich.

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Abbildung 5: Schematische Darstellung bei Westanströmung (a) und Nordwestanströmung (b)

Bei reiner, oft strammer Westanströmung  (a) findet bereits ein Düseneffekt entlang des Alpennordrandes statt. Dieser wird durch das verjüngende Donautal zwischen Böhmischer Masse (Waldviertel) und Voralpen (Mostviertel) nochmals beschleunigt (ebenfalls ein „gap flow“), was insbesondere für Orte wie Melk, St. Pölten und die Buchbergwarte im westlichen Wienerwald sowie am Jauerling (Wachau) und auf der Jubiläumswarte (Wien) für erste Windspitzen sorgt.

Bei Nordwestanströmung findet jedoch teilweise eine Ablenkung des Winde statt. Ein Teil gelangt als Nordwestwind vom Waldviertel über das Tullner Feld, die Wiener Pforte bis zum Marchfeld, der andere wird durch das Donautal zwischen Amstetten und Mölk als Westwind abgelenkt. Typisch für diese Konstellation ist die Ausbildung einer Bodenkonvergenzlinie (Konvergenz = Zusammenströmen des Windes), die sich vom Waldviertel zum Wienerwald und etwas darüber hinausgehend erstreckt. Entlang dieser Konvergenzlinie steigt die Luft auf und bildet bei ausreichend labiler Schichtung Schauer oder Gewitter. Im meteorologischen Jargon nennt man diese auch Waldviertelexpress.

Auch aus dieser Abbildung wird ersichtlich, dass selbst im Fall einer Nordwestanströmung die westlichen Wiener Bezirke tendenziell eher eine Westkomponente erhalten, während die östlichen Bezirken tendenziell auf Nordwest bleiben.

Nachtrag:  In der FALTER-Ausgabe 11/16 wurde der Sachverhalt richtiggestellt. Vielen Dank!

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Blitze erklären (zu) leicht gemacht

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Als Abonnent der Wiener Wochenzeitung FALTER lese ich immer wieder gerne und kritisch die Rubrik 7 Sachen, in der Ausgabe 31/15 (erschienen am 29. Juli 2015 in der Print-Ausgabe) wird auf Seite 33 über 7 Sachen geschrieben, „die Sie über BLITZE eventuell nicht wussten“.

Nr.2 dreht sich um die Frage, wie Blitze entstehen:

Durch starke Winde entsteht in Gewitterwolken Reibung. Deshalb bilden sich zwei entgegengesetzte Pole, die sich immer stärker aufladen. Wird die Spannung zu groß, blitzt es.

Hier fehlt ein entscheidendes Element, nämlich: Was wird aufgeladen?

Die Luft? Regentropfen? Der Erdboden? Wolkentröpfchen?

Zutreffend bemerkt handelt es sich – na no na net – um Gewitterwolken, also Cumulonimbuswolken, die vertikal so mächtig sind, dass überhaupt eine Ladungstrennung stattfinden kann.

In einer späteren Gewitterwolke steigt warme Luft nach oben, kühlt sich ab, kondensiert und bildet Regentropfen bzw. Wassertröpfchen. Sind die Aufwinde stark genug, dann gelangt feuchte Luft bis in große Höhen und bildet Eiskristalle. Hält der Nachschub an Wassertröpfchen an, dann lagern sich diese an den Eiskristallen an und verklumpen diese: Es bildet sich Graupel. Wenn die Graupelkörner zu groß bzw. zu schwer für den Aufwind werden, fallen sie nach unten. Dabei reiben sie sich gegen kleinere, positiv geladene Eiskristalle und werden negativ aufgeladen (Ladungstrennung), aber nur wenn die Umgebungstemperatur zwischen -10°C und -20°C liegt. Bei wärmerer Luft (d.h. in tieferen Schichten) werden die Graupelkörner positiv aufgeladen.

Die Ladungstrennung (Spannung) entsteht, weil sich im mittleren Teil der Gewitterwolke ein negativ geladener Bereich entwickelt, und die leichteren Eiskristalle an der Wolkenoberseite eine positive Ladung erzeugen.

Im Anfangsstadium des Gewitters entlädt sich die Spannung zwischen der Schicht mit der größten negativen Ladung und der positiven Zone weiter oben. Im Reife- und Auflösungsstadium findet der Ladungsausgleich zwischen negativer Ladung in der Wolke und positiv geladenem Erdboden statt.

Quellen:

http://www.metoffice.gov.uk/learning/learn-about-the-weather/thunder-and-lightning

Robert Houze Jr., Cloud dynamics, 1993, Academic Press, Kapitel 8.1. Small Cumulonimbus Clouds, S. 271-273

Ein wenig seltener, aber oftmals charakteristisch für das Ende des Gewitters treten die gefürchteten positiven Blitze auf, wenn der Boden nach dem Regen negativ(er) geladen ist, aber von der positiv geladenen Wolkenoberseite ein Blitz einen weiten Weg zum Erdboden zurückgelegt. Entsprechend wird eine besonders große Ladungsdifferenz erreicht und besonders stromstarke Blitze. Diese sind in der Lage, Zerstörungen an Gebäuden, an der Vegetation anzurichten, und können sogar ganze Felsblöcke heraussprengen.

Entsprechend ist die Chance, einen positiven Blitz zu überleben noch geringer als einen negativen Blitz:

Am 8. August 2011 wurde ein deutsches Paar bei einem heftigen Gewitter in Südtirol im Bereich der Wilden Kreuzspitze vom Blitz getötet. Durch die Wucht des Einschlags wurden sie 20 m in die Tiefe geschleudert, es riss dabei auch einen Felsblock heraus. Einem Wanderer wurde sogar der Arm abgerissen.

Zudem schlagen positive Blitze mitunter schon deutlich vom Niederschlagsbereich entfernt ein, manchmal kann es sogar der sprichwörtliche „Blitz aus heiterem Himmel“ sein, 10-20 km vom eigentlichen Gewitter entfernt! In den USA ist die Hälfte der Todesopfer auf einen Einschlag nach Abzug des Gewitters zurückzuführen.

Zurück zur obigen knappen Erklärung im FALTER: Hier sind nicht starke Horizontalwinde gemeint, denn Blitze gibt es auch bei ortsfesten Gewitterwolken, sondern starke Vertikalwinde. Bevor hier aber etwas aneinander reiben kann, müssen erst unterkühlte Wassertröpfchen an den Eiskristallen festfrieren, der entstehende Graupel zu Boden fallen, und sich DANN dabei an den verbleibenden Eiskristallen reiben. Strenggenommen ist also die Schwerkraft für die Reibung verantwortlich, und nicht der Wind.

Und Nr. 4?

Ist man im Freien, sollte man versuchen, nicht der höchste Punkt des Geländes zu sein. Der Blitz schlägt immer in den höchsten Gegenstand der Umgebung ein. Schon in die Hocke gehen, kann da helfen.

Zwar schlägt der Blitz in der Mehrzahl der Fälle in exponierte Stellen oder Objekte ein, weil diese die Distanz zwischen Wolke und Boden verringern, doch trifft dies nicht immer zu. Dazu gibt es auf einer amerikanischen Stormchaser-Seite ein paar nette Beispiele, wo ersichtlich wird, dass Blitze keineswegs nur in den höchsten Punkt einschlagen.

Der Grund dafür ist, dass der absteigende Blitz bis knapp vor dem Einschlag (rund 15-30 m oberhalb) „blind“ für die Objekte ist. Es ist also keineswegs so, dass der Blitz weiß, wo sich die exponierten Stellen befinden. Deswegen sollte man sich nicht automatisch in Sicherheit wähnen, wenn sich in der Umgebung höhere Objekte oder Geländepunkte befinden!

In die Hocke gehen klingt sinnvoll, wenn man sich auf einer Wiese befindet. Bestenfalls handelt es sich um eine Mulde oder einen Graben. Dabei sollte man aber mindestens zwei Dinge beachten:

  • 1. Beine eng beisammen, um die Schrittspannung zu reduzieren!
  • 2. Möglichst keinen wassergefüllten Graben bzw. eine Lacke aufsuchen. Denn bei einem entsprechenden Einschlag leitet das Wasser den Strom dann durch den Körper, und bei einem direkten Treffer wird man zum Blitzableiter.

Weitere Verhaltensregeln