Archiv der Kategorie: In eigener Sache

Prognosendebakel 17.-19.August 2018

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Blick vom Gernkogel nach Norden, links Hochkönig, rechts Tennengebirge (Quelle) – Sonntag, 19.08.2018, 08:00 MESZ

Hintergrund:

Dieses Wochenende hatte ich mir seit Wochen freigehalten, um auf den Hochkönig zu gehen, mit Übernachtung auf der Ostpreußenhütte (Aufstieg von Pfarrwerfen) und auf dem Matrashaus, Abstieg am Normalweg zum Arthurhaus. Der Übergang von der Ostpreußenhütte über den ehemaligen Gletscher („Übergossene Alm“) zieht sich ein wenig, bei schlechter Sicht kann es mit der Orientierung schwierig sein und bei Gewittern ist man dort oben exponiert und schutzlos. Selbst bei nebeligen und trocken Bedingungen hätte ich eher von dieser Tour abgesehen, weil meine Begleitung aus Wien angereist wäre und gerne etwas von der Landschaft gesehen hätte. Mich eingeschlossen. Dem Hüttenwirt vom Matrashaus zuliebe wäre ich trotzdem aufgestiegen, dann aber eher alleine. Sonst ist es ja gerade die imposante Umgebung, die den Reiz ausmacht, da muss ich nicht bei Nebel hochgehen.

Mit diesen Vorbedingungen waren also drei stabile Tage gesucht, mit maximal lockerer Quellbewölkung und höchstens zeitweiliger Sichteinschränkung am Hochplateau bzw. Gipfel. Die Gewitter- bzw. Niederschlagsneigung hätte höchstens an den Nachmittagen erhöht sein dürfen, am Anreisetag bestenfalls erst am späten Nachmittag. Weiterlesen →

Loferer Land? Nie gehört.

 

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Blick vom Ristfeuchthorn zu den Loferer Steinbergen, unten das Pinzgauer Saalachtal

In meiner Zeit als Wettervorhersager bei einer privaten Wetterfirma habe ich jahrelang ganz selbstverständlich vom „Loferer Land“ geschrieben, meist in Zusammenhang mit Gesamt-Österreich und Nordstaulagen, z.b. „Vom Bregenzerwald bis zum Loferer Land regnet es im Nordstau zeitweise stark.“ oder „Der Schwerpunkt der Niederschläge liegt zwischen Loferer Land und Salzkammergut.“ Meine österreichischen Kollegen schrieben das auch und ich habe es nie hinterfragt, über sechs Jahre lang nicht. Weiterlesen →

Windsysteme und Hochnebel im Salzburger Becken

In der Nacht vom Dienstag, 14.11. auf 15. November 2017 geriet die eingeflossene Kaltluft unter Hochdruckeinfluss und kräftigem Absinken in der Höhe. Die bodennah noch feuchte Luftmasse konnte durch die sich bildende Absinkinversion nicht entweichen und es entstand im Alpenvorland verbreitet Hochnebel. Inneralpin war der Himmel in der Nacht dagegen wolkenfrei und die Luft kühlte über den schneebedeckten Alpentälern stark aus, etwa mit knapp -10°C in Radstadt. Dadurch entstand in der Nacht ein Druckgefälle talauswärts, weil die Luftmasse sich unter dem Hochnebel im Alpenvorland weniger stark abkühlte mit verbreiteten Tiefstwerten von -2°C bis 0°C.

In der Früh reichte der Hochnebel vom Salzkammergut bis zur Flyschalpenkette Haunsberg-Kühberg. Der Schornstein der Kaindl-Holzfabrik zeigt Südwind (Talauswind) an. Nebelschwaden reichen bis zum Högl, eine kompakte Nebeldecke hängt über dem flachen Tal der Stoißer Ache zwischen Teisendorf und Piding, wo die A8 verläuft. Sehr schön ist die Änderung der Fließrichtung zu sehen, mit den ausgefransteren Nebelschwaden an der Südostkante des Nebelgebiets, wo trocken-frostige Luft aus dem Saalachtal herausströmt, das nebelfrei geblieben ist. Gänzlich nebelfrei das Salzachtal.

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06.50 MEZ

Eineinhalb Stunden später hat der Hochnebel seine maximale Ausdehnung erreicht, fast bis zum Kaindl-Rauch, und auch zwischen Hochgitzen und Maria Plain strömt Nebel entlang der Fischach hinab.

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08:30 MEZ

Eine Stunde später löst sich der Hochnebel östlich der Salzach sichtbar auf, die Ostkante vom Högl her bleibt etwa auf Höhe der Saalach.

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09:30 MEZ

Danach geht die Auflösung schnell, obwohl der Wind danach zu schwächeln beginnt. Um die Mittagszeit zeigen sich noch hochnebelartige Restwolken an der recht konstanten Inversion in rund 900-1000m Höhe. Der Wind dreht auf Nordwest, bleibt aber schwach.

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12.40 MEZ

Im Laufe des Nachmittags zeichnet sich bereits ab, was mit Sonnenuntergang bald passieren würde: Infolge der tageszeitlichen Erwärmung, die mit maximaler Sonnenstundenanzahl inneralpin viel schneller ging als im Alpenvorland, wo der Hochnebel lange Zeit die Einstrahlung behinderte, hat sich nun ein Druckgefälle in Richtung Alpen aufgebaut. Der Nordwestwind bleibt erhalten. Die Inversion ist vorhanden, die feuchte Luftmasse ebenfalls. Alles deutet nun auf Hochnebel hin.

Zwei Stunden später schieben sich die ersten Stratocumulusfelder unterhalb des Gaisbergs, einzelne Fetzen anfangs auch knapp in Gipfelhöhe, vorbei ins Salzburger Becken.

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14:50 MEZ

Eine gute Stunde später hat sich eine deutliche Dunstschicht bis zum Horizont ausgebildet und die Stratocumulus-Decke über dem Salzburger Becken wird immer flächiger.

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16:10 MEZ

Mit Eintritt der blauen Stunde bildet sich auch zwischen Staufen und Högl wieder Hochnebel aus, die Wolkendecke über Salzburg ist nun sehr kompakt.

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16:40 MEZ

Gegen Ende der Dämmerung ist die Hochnebeldecke fast lückenlos, sie erreicht daraufhin auch Bad Reichenhall und schiebt sich im Laufe der Nacht noch bis etwa Pass Lueg vor.

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17.20 MEZ

Quelle der Webcambilder: https://www.foto-webcam.eu/webcam/salzburg/ 

Wie muss man sich ein hydrostatisches Druckgefälle vorstellen? Jeder kennt das Phänomen, wenn man heiß duscht und sich der Duschvorhang nach innen ausbeult. Das gleiche Prinzip. Das heiße Wasser erzeugt kurzzeitig einen Unterdruck gegenüber der relativ kühleren Badumgebung und ein Druckgefälle zur Dusche hin. So auch hier am späten Nachmittag mit wärmerer Luftmasse inneralpin und kühlerer Luftmasse im Alpenvorland. Bei unveränderter großräumiger Luftdrucksituation würde sich in der Nacht wieder Talauswind einstellen, weil die wolkenfreien Alpen wieder stärker auskühlen als die flachen Regionen unterm Nebel. Doch half hier auch die Verlagerung des Bodenhochs ins nördliche Alpenvorland mit bei gleichzeitigem Tiefdruckgebiet über Südeuropa.

Wenn eigene Fehlprognosen ärgern

In einem kritischen Watchblog wie diesem, der vor allem die Fehler der anderen beleuchtet, schadet auch etwas Selbstkritik nicht. Der gestrige Tag bietet dazu einen guten Anlass, da ich mich in der Prognose der Höchstwerte für Österreich gründlich getäuscht hatte und gebietsweise bis zu 8 Grad hohe Abweichungen zugeben muss.

Besonders ärgerlich sind Fehlprognosen dann, wenn man hinterher feststellt, dass es eindeutig war und man nur etwas studierten Hausverstand hätte einsetzen müssen.

Großwetterlage

Eine ausgedehnte Tiefdruckrinne reicht von Island über die Britischen Inseln bis in den westlichen Mittelmeerraum. Der Alpenraum liegt an der Vorderseite der Trogachse und damit wiederholt unter Zufuhr warmer Luftmassen aus Süd.

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Selbstkritikpunkt 1:

Abbildung 1: Unüblich zu sonstigen Südföhnlagen ist es in der Höhe (hier 500 hPa = ca. 5,5 km) recht kalt mit Temperaturen um -25 Grad. Das hat Auswirkungen auf die Stabilität der Atmosphäre.

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Abbildung 2: Da von Süden immer wärmere Luft zugeführt wird, können sich – luftmassenbedingt – keine großen Temperaturgegensätze zwischen Alpensüdseite und Alpennordseite aufbauen. Diese Lage ist häufig typisch für den Dimmerföhn, also viel hohe/mittelhohe Bewölkung durch die Warmluftzufuhr in der Höhe. Der fehlende Kaltluftsee im Süden reduziert außerdem das Druckgefälle über die Pässe hinweg nach Norden, was die treibende Kraft für kräftige Föhnwinde ist.

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Selbstkritikpunkt 2:

Die Fehleinschätzung rührte jedoch von der Unterschätzung des vertikalen Temperaturunterschieds zwischen mittleren Lagen (hier: 850 hPa = 1500 m) und höheren Lagen (5,5 km) her.

Abbildung 3: Denn dieser beträgt bei -25 Grad in 5500 m und +5 Grad in 1500 m genau 30 Grad. Lässt man den Aspekt Temperaturinversionen weg, handelt es sich bei 30 Grad um eine instabile Luftschichtung!

Blitze

Abbildung 4: Über der nördlichen Adria bis nach Mittelkärnten und Slowenien entstanden in der labilen Luftmasse Gewitter mit Starkregen.  Dies potenzierte die Folgefehler meiner Prognose, was ich nachfolgend mit der Situation entlang der Karnischen Alpen skizziert habe:

Abbildung 5:

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a) Bei einer stabil geschichteten Luftmasse mit Kaltluftsee an der Alpensüdseite regnen sich die Stauwolken oft schon am Karnischen Hauptkamm ab, in Osttirol und Oberkärnten scheint dann die Sonne oder es bleibt bewölkt, aber meist trocken mit höchstens schwachem Niederschlag.

b) Bei einer instabil geschichteten Luftmasse wie am Sonntag, 19.1.2014, existiert kein Kaltluftsee südlich der Karnischen Alpen. Entsprechend sind dort Gewitter unterwegs, die bis über den Gebirgskamm nach Kärnten ausgreifen. Meist handelt es sich in Kärnten dann um Ambosswolken, die schauerartig und gewittrig verstärkten Starkregen (oder ergiebigen Schneefall!) bringen. Je labiler die Luftschichtung, desto weiter greifen die Schauer und Gewitter bis zum Alpenhauptkamm aus. Durch die Verdunstungskälte wird die Luftmasse an der Alpensüdseite deutlich abgekühlt, entsprechend schneite es in Osttirol und Oberkärnten je nach Intensität bis in die Niederungen.

Und voilà – wir haben trotz Zufuhr warmer Luftmassen und synoptisch-skalig geringem Druckgradienten dank des Starkniederschlags einen markanten horizontalen Temperaturunterschied am Alpenhauptkamm, was in einem verstärkten Druckgefälle nach Norden hin resultiert!

Selbstkritikpunkt 3:

Ich ging bei der Erstellung der Prognose jedoch davon aus, dass die Föhnströmung zu schwach sei und die Warmluftzufuhr in Pass- und Kammniveau zu stark ist, und damit die Tallagen an der Alpennordseite vom Südföhn entkoppelt sind, d.h. im Kaltluftsee baden, der sich – auch aufgrund der erwarteten dichten Bewölkung – nicht so stark erwärmen kann.

Zum Zeitpunkt der Höchstwerte an der Alpennordseite, gegen 15.00 MEZ, wurden folgende Temperaturen gemessen:

Unmittelbar südlich des Alpenhauptkamms 0 bis +4 Grad in den Niederungen, in den Föhnregionen verbreitet 10 bis 16 Grad, am Patscherkofel (2200m) -2 Grad, auf der Zugspitze (3000m) -5 Grad, auf der Schmittenhöhe (2000m) +3 Grad. Diese Bergstationen liegen jedoch bereits im Lee des Alpenhauptkamms, unterliegen also bereits einer (geringen) Erwärmung, während es unmittelbar am Alpenhauptkamm noch wenige Gräder kälter war.

Vereinfacht gesagt herrscht dann Föhn, wenn die Luftmasse vollständig durchmischt wurde, d.h., vom Berg ins Tal die Temperatur mit 1 Grad pro 100 m zunimmt.  Dies führt zu erstaunlichen Resultaten:

  • Zugspitze: -5 Grad, Garmisch-Partenkirchen: +16 Grad. Höhenunterschied: 2300 m, Temperaturunterschied: 21 Grad.
  • Patscherkofel: -2 Grad, Innsbruck: +13 Grad. Höhenunterschied: 1600 m, Temperaturunterschied: 15 Grad.
  • Sonnblick: -6 Grad, Salzburg: +16 Grad. Höhenunterschied: 2700 m, Temperaturunterschied: 22 Grad.

in allen Fällen betrug der Temperaturunterschied mehr als  0,8 Grad pro 100 m, die etwas höhere Diskrepanz in Salzburg erklärt sich dadurch, dass die Luft erstens einen weiteren Weg vom Hauptkamm bis ins nördliche Salzachtal zurücklegen muss (und von den Seitentälern Kaltluft nachströmt) und zweitens wohl aus etwas niedrigeren Höhen stammt.

Ergebnis: Die Föhnluft stammte aus großen Höhen, es wurde also sehr wohl die warme Luft in der Höhe bis ins Tal gebracht. Kaltluftseen hatten keine Chance, sich beständig zu halten.

Selbstkritikpunkt 4:

Abbildung 6: Turbulenzballen-Theorie:

turbulenzballen

a) Bei einer typischen Föhnlage im Winter sind die Täler bedingt durch geringer Bewölkung und Schneebedeckung stark ausgekühlt. Lange Nächte begünstigen die Auskühlung. Der Kaltluftsee ist dann mehrere hundert Meter dick. Wirbel mit horizontaler Achse (Turbulenzballen) müssen so groß wie die Kaltluftschicht sein, um diese zu erodieren und schließlich zu entfernen. Es wird also eine starke Strömung benötigt, oder eine labile Luftschichtung!

Abbildung 7: Beispiel: München (Alpenvorland), 19.1.2014, 13.00 MEZ

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München liegt weit abseits der Alpen, zu weit entfernt, als dass Föhnwinde sich hier bemerkbar machen könnten. Die Kaltluftschicht war zwar seicht, aber sehr stabil, mit über 10 Grad Temperaturanstieg auf wenigen hundert Metern. Darüber nahm die Temperatur bis fast 4000 m trockenadiabatisch (1 Grad pro 100 m) ab, erst darüber befand sich eine ewas stabilere Luftschichtung. Die instabile Luftschichtung war also fast 3000 m dick!

b) Ist der Kaltluftsee hingegen sehr seicht, weil etwa die Schneebedeckung fehlt (am 19. Jänner recht verbreitet in den Nordalpen bis über 1500 m hinauf gegeben!) oder Wolken die nächtliche Auskühlung verhindern, dann reichen sehr kleine Wirbel bereits aus, um den Kaltluftsee zu entfernen. Am 19. Jänner war der Föhn am Nachmittag bereits am Abschwächen als der Föhn verbreitet durchbrach. Die instabile Luftschichtung war dafür verantwortlich, dass trotz schwachen Föhnwinden vielererorts der Kaltluftsee ausgeräumt wurde.

Abbildung 8: Beispiel Innsbruck (Alpennordseite), 19.1.2014, 04 MEZ

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Am Innsbrucker Flughafen wurden um 04 MEZ nur 2 Grad gemessen, an der nur 2 km östlich gelegenen Universität waren es bereits +8,5 Grad. Die Kaltluft war nur wenige Dekameter bis wenige hundert Meter dick, darüber herrschte bis etwa 2900 m eine relativ instabile Luftschichtung, ebenso oberhalb von 4000 m. So einen Temperaturverlauf mit der Höhe sieht man eher im Frühsommer, tagsüber sind dann mitunter Schauer oder Gewitter die Folge.

Selbstkritikpunkt 5:

Die instabile Luftschichtung verhinderte außerdem die Entstehung kompakter Schichtwolken, welche die Sonneneinstrahlung und Tageserwärmung vermindert hätten.

Wenn warme Luft nordafrikanischen Ursprungs im Spiel ist, muss man immer die Möglichkeit von Saharastaub in Betracht ziehen, der über Nordafrika aufgewirbelt und mit der lebhaften Südströmung nach Mitteleuropa verfrachtet wird.

Saharastaub

Abbildung 9: Exemplarisch dafür die Analyse von Montag, 20.1., um Mitternacht. Staub wurde großflächig über den zentralen Mittelmeerraum bis in den Alpenraum und zum Balkan verfrachtet. Staubteilchen dienen jedoch als Kondensationskerne, an die sich bei ausreichender Luftfeuchte unterkühlter Wasserdampf anlagert. Dies beschleunigt die Wolkenbildung in höheren und mittleren Schichten. Ein milchiger Schleierwolkenhimmel ist das Resultat.

Sichtbares Satellitenbild

Abbildung 10: Wenn man sich das Satellitenbild vom 19.1.2014 um 14.38 MEZ anschaut, erkennt man sehr schön die Auswirkungen des Saharastaubs in der Wolkenbildung. Hohe Wolken sind in Blau- und Weißtönen dargestellt, okker hingegen tiefe Wolken.

Von Kroatien, Bosnien, Serbien bis nach Ungarn und Rumänien wirkt die hohe Bewölkung kompakt, aber sehr körnig, grieselig. Dies ist ein typisches Merkmal von Saharastaub! Abgeschwächt finden sich diese Eigenschaften auch in der Leebewölkung nördlich der Alpen. Die Wolkenkante der Leewolke ist dabei nördlich des Alpenhauptkamms und nicht am Alpenhauptkamm selbst anzutreffen, so ist das Inntal etwa teilweise gering bewölkt.

Gewitterwolken zeigen sich hingegen über der Poebene sowie über Südostfrankreich, wo diedamit verbundenen stundenlang anhaltende Regenfälle teilweise für Überflutungen und Erdrutsche sorgen.

Zusammenfassung:

Die Unterschätzung der instabilen Luftschichtung im Alpenraum wirkte sich gleich mehrfach in der Fehlprognose aus:

1. In Osttirol und Oberkärnten regnete es schauerartig, teils sogar gewittrig verstärkt, was lokal die Schneefallgrenze bis in Tallagen drückte ( Höchstwerte und Schneefallgrenze überschätzt), auch in Unterkärnten dämpfte Regen und dichte Bewölkung die Erwärmung (Höchstwerte überschätzt).

2. In abgeschwächter Form sorgten Schauerwolken und der Streifschuss mit dem Saharastaub (unterschätzt) auch in der Südoststeiermark aus, wo der Jauk nahezu ausblieb und die Höchstwerte unter den Erwartungen blieben (Höchstwerte überschätzt).

3. Niederschlag und Verdunstungskälte bildeten an der Alpensüdseite einen Kaltluftsee aus, wodurch die Temperaturunterschiede über den Alpenhauptkamm hinweg größer als erwartet wurden. Das hat den Südföhn hydrostatisch stärker gemacht, obwohl synoptisch-skalig die Föhnströmung im westlichen Bergland bereits hätte abnehmen müssen. (Föhn unterschätzt)

4. Der Kaltluftsee war an der Alpennordseite vielerorts mangels Schneebedeckung und starker nächtlicher Auskühlung seicht oder schon in der Früh kaum noch vorhanden. Entsprechend hatte der Föhn bzw. die warme Luft- unterstützt durch die ohnehin schon instabile Luftschichtung – leichtes Spiel, sich bis in Tallagen durchzusetzen, auch inneralpin, wo sich bei früheren Föhnereignissen noch öfters die Kaltluft gehalten hatte (Höchstwerte deutlich unterschätzt).

Die Lehre, die ich aus dieser Fehlprognose ziehe, ist eindeutig: Unterschätze niemals die Stabilität der Atmosphäre. Sie ist die treibende Kraft des Föhns, weniger die großräumigen Druckverhältnisse durch die Lage von Hoch und Tief.

Quelle der verwendeten Abbildungen:

Abbildung 1-3: http://www.wetter3.de/Archiv/

Abbildung 4: http://www.lightningmaps.org

Abbildung 5-6: selbst skizziert

Abbildung 7-8: http://weather.uwyo.edu/upperair/europe.html

Abbildung 9: http://forecast.uoa.gr/dustindx.php

Abbildung 10: http://portal.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/sat/data_jsavhrrview.html