Fallstudie zu Orkan Kyrill mit Fokus auf Föhn in Innsbruck (19.01.07)

Zur allgemeinen Entwicklung des Orkantiefs hatte ich damals bereits eine Fallstudie verfasst.

In der Nacht vom 18. auf 19. Jänner 2007 fegte Orkan Kyrill über Mitteleuropa hinweg. Das Inntal selbst war vom Gradientwind entkoppelt und die extremen Mittelwinde von 80-90kt in 850hPa nicht herabgemischt. Orkanwinde erreichen Innsbruck ausschließlich durch Gewitter (21. Juli 2003: 180km/h am Flughafen) oder durch Föhn, wobei Nordföhn in Verbindung mit Niederschlag häufig stärkere Böen erzeugt als Südföhn.

In diesem Fall dominierte im Warmsektor des Orkans Südföhn, die verwellende Kaltfront erfasste das Inntal nicht. Dadurch konnte sich im Inntal kein Kaltluftsee bilden. In der Nacht regnete es vorübergehend bei vorföhnigem Ostwind (Leetief im Oberinntal), ehe der Nordföhn mit Niederschlag durchbrach (Dimmerföhn). Zugleich stieg die Temperatur innerhalb von einer Stunde von 10 auf 16°C und frischte bis zur Sturmstärke auf. Die relative Feuchte nahm auf 40% ab. Der Föhndurchbruch wurde durch die zunehmende Westnordwestkomponente begünstigt, wobei die 850hPa-Winde eher aus West bis Südwest wehten. Diesem Umstand ist es wohl zu verdanken, dass im Nordföhn lediglich 101 km/h Spitzenböen am Flughafen (15 UTC) erreicht wurden. Orkan Jeanett, ein Sturm vergleichbarer Größe, hatte am 28. Oktober 2002 Spitzenböen bis 140 km/h erzeugt.

Die folgende Fallstudie zum Orkan schrieb ich wenige Tage nach dem Ereignis, als die Erlebnisse und Daten noch für mich präsent waren.

Synoptische Entwicklung bis und während dem Nordföhnereignis in Innsbruck

Donnerstag, 18. Januar 2007, 18 UTC – 500hPa+Temperatur, 850hPa+Temperatur

Die Höhenwetterkarte zeigt ein kräftiges Hochdruckgebiet über der Iberischen Halbinsel, das sich mit einem schwachen Keil nach Norden ausgedehnt hat. Auf dem nördlichen Atlantik hat sich ein mächtiges Kaltluftreservoir gebildet – mit einem langwelligen Trog östlich von Neufundland und einem stark verwelltem Trog über Skandinavien. Stromabwärts des Kurzwellenkeils über dem Nordostatlantik ist eine Kurzwelle über den britischen Inseln in eine extreme Höhenströmung mit über 180kt in 300hPa eingebettet. Eine markante Trogachse überquert zu diesem Zeitpunkt Deutschland von West nach Ost. Die Zentralalpen befindet sich dabei in einer starken, westlichen bis westsüdwestlichen Anströmung – die Westalpen werden keilvorderseitig von Nordwesten überquert. Die linke Ausgangsregion des Jetstreams erstreckt sich über weite Teile Nord- und Mitteldeutschlands, wo folglich die stärksten Hebungsantriebe auftreten. Die Trogachse erreicht die Alpen selbst nur abgeschwächt, eine markanter Temperaturrückgang fand hier nicht statt, weshalb auch nach dem Trogachsendurchgang eher stabile Atmosphärenschichtverhältnisse vorzufinden waren.

Das Orkantief weist in der niederen Troposphäre eine ausgeprägte Frontenstruktur auf, mit einer eingeringelten Okklusion über Norddeutschland und einer extrem aktiven Kaltfront von Berlin bis ins Rheinland reichend. Zu diesem Zeitpunkt sind in die Kaltfront Bogenechos mit zahlreichen Gewittern eingelagert, die neben Orkanböen bis 150km/h auch starke Tornados (z.B. Wittenberg) hervorbrachten. Über der Nordsee folgt eine markante Troglinie mit erneuten Orkanböen nach. Präfrontal teilweise intensive Niederschläge im Warmsektor. Über den Britischen Inseln schließt sich eine kleine Welle mit kurzer Okklusionsfront an, die rasch südostwärts zieht. Im Alpenraum dreht der Höhenwind in den unteren Schichten zunehmend auf westliche Richtungen, jedoch werden davon nur vorgelagerte Gebirgsketten unterhalb 1500m überströmt. Die Temperaturverteilung zeigt einen Kaltluftsee in der Poebene (vgl. Radiosondenaufstieg von Mailand um 12 UTC) und Warmluftadvektion nördlich der Alpen. Infolge der extremen, westlichen Überströmung treten östlich der Alpen 850hPa-Temperaturen bis über 10°C auf. Hier stiegen die Temperaturen in der Nacht bis auf 20°C an (z.B. Wien), aber auch in Salzburg wurden mit westsüdwestlicher Anströmung um 20°C erreicht.

Freitag, 19. Januar 2007, 12 UTC – 500hPa+Temperatur, 850hPa+Temperatur

18 Std. später, Freitagmittag, liegt das Orkantief mit zugehöriger Trogachse bereits über Westrussland. Auf dessen Rückseite hat sich eine weiterhin kräftige Nordwestströmung eingestellt. Die Jetachse überquert dabei Nord- und Ostdeutschland, Südwestdeutschland sowie der Alpenraum liegen im antizyklonalen Jetbereich. Das starke Überströmen der Alpen führt zu einer hochreichenden Verwellung des Jets selbst in 500hPa. Die Kurzwellenstörung über Deutschland (s.unten) ist in 500hPa kaum auszumachen und demzufolge nicht sehr hochreichend. Stromaufwärts steilt sich der vorher erwähnte Kurzwellenkeil über den Britischen Inseln immer mehr auf, bedingt durch den sich verschärfenden Trog auf dem Nordatlantik. Die Höhenkaltluft wurde indes wieder bis nach Nordostdeutschland abgedrängt – der Alpenraum befindet sich vollständig unter erneuter Warmluftadvektion.

Die Kaltfront ist bis nach Südosteuropa vorangeschritten, über Tschechien liegt die Warmfront der angesprochenen Kurzwellenstörung. Nördlich des Mains schließt die zugehörige Kaltfront an. Die verwellt über den Britischen Inseln erneut. Weiter westlich folgt eine neue, großräumigere Tiefdruckentwicklung nach. Der Warmluftsektor der Welle überquert die Alpen von Nordwest nach Südosten. Infolge der kräftigen Nordwestanströmung sinkt die Luft südlich der Alpen stark ab und bildet einen Warmluftteich mit 15°C in 850hPa. Dies führte teilweise zu sommerlichen Höchsttemperaturen in Norditalien. Da die um den Keil herum advehierte Warmluft kälter als die Mittelmeerluft bzw. die Föhnluft ist, baut sich ein hydrostatisches Druckgefälle vom Alpenvorland über die Alpen selbst bis zur Westpoebene hin auf. Das dynamische Druckgefälle ist ebenfalls Nord-Süd gerichtet und auf den starken Druckanstieg mit dem Vorstoß des Keils über Westmitteleuropa verbunden.

Radiosondenaufstiege von Mailand am 18. und 19. Jänner 2007, jeweils 12 UTC

Der Sondenaufstieg von Donnerstagmittag zeigt exemplarisch einen seichten Kaltluftsee in der Poebene mit Bodentemperaturen um 5°C bei Windstille. Leichte Absinkprozesse im Lee der Westalpen führten möglicherweise zu einer sehr dünnen Föhnschicht mit Nordwestwind darüber, wozu die durchmischte Schicht Anlass geben könnte. Bis etwa 800hPa erfolgt der Aufstieg dann gesättigt entlang der Feuchtadiabaten. Die Temperatur in 800hPa liegt hier bei -2°C, in München (nicht gezeigt) waren es gleichzeitig +2°C. Darüber liegt eine Absinkinversion mit trockeneren Luftschichten und zunehmenden Höhenwind aus Südwest- bis Nordwest.

⇒ Der Kaltluftsee in der Poebene führte am Donnerstag bei gleichzeitiger Warmluftadvektion sowie stark fallendem Luftdruck nördlich der Alpen zu einem ausgeprägtem Druckgefälle Süd-Nord. Wegen der dominierenden Westkomponente über den Alpen war der Südföhn folglich (zunehmend) seichter Natur im Wipptal.

Der Sondenaufstieg von Freitagmittag zeigt exemplarisch die umgekehrten Verhältnisse. Am Boden weht schwacher Südwestwind, die Temperatur beträgt auf 103m [Boden] 15,8°C und geht bis auf 267m auf 12,4°C zurück. Darüber befindet sich eine extreme Temperaturinversion mit 19,4°C auf 371m, ehe wieder ein langsamer, zwischen 1400 und 2400m mäßiger Temperaturrückgang erfolgt. Die relative Luftfeuchte geht von 40-50% in den unteren 3km und auf 4% in 4-5km Höhe zurück. Dabei dreht der Wind auf Nordwest und erreicht bis zu 85Kn in 500hPa.

⇒ Mit dem starken Nordwestwind weht Nordföhn in der Poebene. Da die „Kaltluft“ nördlich der Alpen im Warmsektor der Wellenstörung weniger kalt als bei klassischer Kaltluftadvektion bei einem polaren Kaltluftvorstoß von Norden ist, werden südlich der Alpen höhere Temperaturmaxima erreicht. Zusätzlich sind die Atmosphärenschichten durch das keilvorderseitige Absinken sehr trocken, was die vertikale Durchmischung bis zum Boden fördert. Der Nordföhn in Norditalien ist damit eine Kombination aus hydraulischem Absinken im Lee der Alpen und dynamischem Absinken auf der Keilvorderseite im antizyklonalen Jetbereich.

Das Satellitenbild von Freitag, 19. Januar 2007, 10 UTC zeigt die Situation bei Nordföhn in Innsbruck sowie in Norditalien. Orkantief „Kyril“ liegt unter langsamem Okkludierungsprozess über Osteuropa. Über Mitteleuropa befindet sich eine Wellenstörung, die wegen dem keilvorderseitigen Absinken im Kaltfront- und Okklusionsbereich sehr niedrige Wolkenobergrenzen aufweist. Besonders über Süddeutschland treten dabei noch längere, teils ergiebige Niederschläge mit Überschwemmungen auf. Entlang der Nordalpen ist Staubewölkung erkennbar, die aufgrund der intensiven Höhenströmung teilweise über den Alpenhauptkamm reicht. Hinsichtlich der Niederschläge bei Nordföhn in Innsbruck spielt die intensive Höhenströmung eine tragende Rolle. Südlich der Alpen ist es wegen dem föhnigen Absinken wolkenlos. Über und westlich der Britischen Inseln sind weitere Wellenbildungen zu sehen, die im Seegebiet vor Irland auch zur erwähnten Zyklogenese führten.

Vienna Enhanced Resolution Analysis [VERA] von Freitag, 19. Januar 2007, 12 UTC, Bodendruck + potentielle Temperatur

Die hochaufgelöste Analyse von VERA zeigt die Situation zu Nordföhndurchbruch in Innsbruck. Hierbei sind zwei verschiedene Komponenten zu beachten, die Hydrostatik [via potentielle Temperatur] und die Dynamik [via Isobaren].

Die dynamische Betrachtungsweise zeigt eine starke Drängung der Isobaren entlang der Westalpen sowie über Ostfrankreich und Südwestdeutschland. Daraus resultiert dort eine starke Westkomponente.

Die Luftmassenverhältnisse zeigen hingegen (potentiell) kältere Luft über Südwestdeutschland und wärmere Luft in Tirol bis Salzburg reichend. Ebenfalls wärmere Luft liegt östlich der Westalpen, in der östlichen Poebene bis zur Adria deutlich kältere Luft.

⇒ Für Innsbruck reicht theoretisch die starke Westkomponente über dem Alpenvorland, die parallel zu den Alpen verläuft, nicht für einen klassischen Nordföhndurchbruch aus. Da aber der hydrostatische (!) Gradient, impliziert durch das Gefälle der potentiellen Temperatur, Nordwest- Südost nach Innsbruck ausgerichtet ist (angedeutet durch den hellblauen Pfeil), konnte sich eine Nordwestkomponente über Lechtaler Alpen und Wettersteingebirge bis zum Inntal aufbauen, und als Nordföhn nach Innsbruck gelangen. Westföhn über den Vorarlberg ist wegen dem fehlenden Druck- und Temperaturgradienten dort auszuschließen.

Die lokale Entwicklung der Föhnsituation in Innsbruck

Die lokale Entwicklung der Föhnsituation in Innsbruck und Wipptal soll mit Hilfe der Stationsdaten des Instituts für Meteorologie und Geophysik Innsbruck (IMGI) analysiert werden. Hierbei ist folgendes zu beachten:

  1. Die Windrichtungsmesser von Sattelberg und Ellbögen sind verbogen, d.h. melden keine korrekten Windrichtungsangaben. Ellbögen meldet 180° statt 140°C (Südföhn) und 20° statt 320° (Nordföhn). Sattelberg 270° statt 180° (Südföhn) und 80° statt 0° (Nordföhn).
  2. Der Windmesser der Universität Innsbruck steht in der Schöpfstraße und ist nicht WMO-genormt aufgestellt. Zwar befindet er sich 10m über dem Dach, aber in der Umgebung befinden sich größere Gebäude (Universitätsklinik) und Bäume. Die Mittel- und Spitzenwinde entsprechen daher nicht den tatsächlichen Winden und sind nicht repräsentativ für Innsbruck-Zentrum.
  3. Sattelberg und Ellbögen melden 10min-Mittel + Maximum innerhalb eines 10min-Intervalls.
  4. Die Universität meldet 10min-Mittel und das größte 1min-Mittel innerhalb eines 10min-Intervalls.

Zusätzliche Daten wurden von den ZAMG-Stationen Patscherkofel (2242m) und Innsbruck-Flughafen (584m) verwendet bzw. direkt in die Diagramme eingebaut.

i) Sattelberg und Ellbögen im Wipptal

Am Sattelberg wehte bis um 23 UTC der Südföhn mit geringen Differenzen in Mittelwind und Spitzenböen. Dies ist ein Indiz für eine recht stabile Föhnschicht, untermauert durch die nahezu bedeutungslosen Abweichungen in der Windrichtung. Nach 0 UTC drehte der Wind auf Nord und wehte daraufhin zunächst schwach, später wieder stark mit Spitzenböen bis 75km/h.

In Ellbögen im unteren Wipptal wehte bis 23 UTC ebenfalls Südföhn mit recht konstanten Mittelwind und im Vergleich zum Sattelberg erhöhter Böigkeit. Um Mitternacht schwächte sich der Südwind langsam ab, die Windrichtung und erhöhte Böigkeit deuten aber weiterhin auf Südföhn hin. Um 4 UTC gab es einen Windsprung auf Nord und ab 6 UTC wieder deutlich zunehmender Mittelwind mit hoher Böigkeit bis über 72km/h in der Spitze um 12 UTC.

ii) Universität Innsbruck – Temperatur, Luftdruck und Feuchteverlauf

Als Vergleich wurden die Föhnperioden des Innsbrucker Flughafens eingezeichnet.

Der Temperaturverlauf zeigt am Donnerstag Vormittag einen zunächst langsamen, bis Mittag mäßigen Temperaturanstieg. Der Luftdruck fällt innerhalb 6h von 6 bis 12 UTC um etwa 8hPa. Kurz nach 12 UTC folgt ein deutlicher Temperatursprung, ein stärkerer Druckfall und ein Rückgang der relativen Feuchte von 70% um 6 UTC auf etwa 30% um 13 UTC. Bis Mitternacht hält sich die Temperatur relativ konstant bei 12,5°C, um danach leicht auf 9°C abzufallen. Auffallend ist hierbei der deutliche Feuchtesprung und der Druckanstieg – beides jedoch nicht stetig. Um 9 UTC ist der stärkste Temperaturanstieg innerhalb der dargestellten Zeitperiode zu beobachten – die Temperatur nimmt innerhalb einer Stunde von 10 auf 16°C zu, das Maximum wird kurz vor 12 UTC erreicht. Nach einem kurzen Druckfall steigt der Luftdruck mäßig wieder an. Der Feuchterückgang ist markanter als am Vortag.

Zeitliche Abfolge der Windphänomena an Innsbruck-Uni und Innsbruck-Flughafen

Die meteorologischen Vorgänge von Donnerstag und Freitag lassen sich in folgende vier Perioden einteilen:

  • 1. Vorföhniger Westwind
  • 2. Südföhn
  • 3. Vorföhniges Einfließen
  • 4. Nordföhn

iii) Universität Innsbruck – Windverlauf, Niederschläge, Sonnenstunden

Als Vergleich sind unter dem Diagramm Flughafen und Universität mit den vier oben deklarierten Windsequenzen gegenüber gestellt.

Phase 1: Vorföhniger Westwind

Bis Donnerstag, 12.30 UTC herrschte in Innsbruck das typische, vorföhnig verstärkte Ausfließen mit geringen, fast periodischen Schwankungen in der Windrichtung und hoher Böigkeit. Der vorföhnige Westwind entsteht durch ein Leetief im Innsbrucker Raum bzw. im Alpenvorland. Das entstehende Druckgefälle saugt die Kaltluft aus dem Inntal. Gleichzeitig dringt der Föhn immer tiefer in die Talatmosphäre ein und führt zur turbulenten Durchmischung der vorhandenen Kaltluft. Die Feuchte nimmt dadurch sukzessive ab, weshalb im Gegensatz zum Nordföhn kein markanter Feuchtesprung in Innsbruck zu beobachten ist, vgl. hierzu z.B. 11. Oktober 2005 mit hochreichendem Südföhn bzw. andere Fallbeispiele.

In diesem Fall geht der vorföhnige Westwind auf den markanten Luftdruckfall mit der Orkantiefpassage in Deutschland zurück. Um 10 UTC melden beispielsweise auch Jenbach und Kufstein Westwind, wohingegen bei einem Leetief im Innsbrucker Raum meist ein Taleinwind bei Jenbach vorherrschend ist.

Phase 2: Südföhn

Der Föhndurchbruch an der Universität fand um 13 UTC statt, zeitverzögert um eine Stunde später am Flughafen – was sehr häufig der Fall ist. Ursache ist die unterschiedliche geographische Lage im Inntal. Die Universität liegt mehr in der Talachse des Wipptals, der Flughafen westlich der Talmündung. Mit Föhndurchbruch wechselte der Wind an der Universität auf einen konstanten Südwind. Mittelwinde und Böigkeit nahmen deutlich zu, blieben aber verhältnismäßig dicht beieinander. Indiz für eine sehr stabile Föhnströmung.

Der Patscherkofel meldete bis 14 UTC Südostwind, drehte dann aber auf föhnuntypische Südwest. Vermutlich Folge der extremen, südwestlichen Höhenströmung auf der Vorderseite des Orkantiefs mit bis zu 100kt in 700hPa. Während im Wipptal weiterhin Föhn wehte, wurde der Patscherkofel – sonst von der Talachse des Wipptals hochreichend beeinflusst – von der synoptischen Höhenströmung erfasst. Der Föhndurchbruch in Innsbruck fällt mit der Windänderung am Patscherkofel zusammen. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass es mit der Zunahme des Höhenwindes der Druckgradient verstärkt und der Föhndurchbruch in Innsbruck erst ermöglicht wurde. Um 20 UTC drehte der Wind am Patscherkofel gar auf Nordwest – Föhnschicht im Wipptal und synoptische Höhenströmung waren damit vollkommen entkoppelt.

⇒ Es handelt sich daher am Donnerstag nachmittag um seichten Föhn im Wipptal und in Innsbruck.

Phase 3: Vorföhniges Einfließen

Mit Annäherung der wellenden Kaltfront von Orkantief „Kyrill“ brach der Föhn in Innsbruck um Mitternacht zusammen, am Flughafen etwas später. Ungewöhnlich war die Windsituation im Inntal mit Westwind in Jenbach und Ostwind in Innsbruck. Letzterer schwach, aber mit turbulenten Windrichtungswechseln verbunden.

Eine mögliche Begründung der besonderen Windsituation liefert folgender, unvollständiger Radiosondenaufstieg von Innsbruck, Freitag, 19. Januar 2007, 3 UTC.

Am Boden herrscht eine gesättigte Talatmosphäre mit Ostwind. Mit der Höhe nimmt die Feuchte zunächst langsam ab, ehe auf 1100m eine markante Temperatur- und Feuchteinversion kommt. Der Wind dreht dabei auf Westnordwest und nimmt mit der Höhe zu. Zwischen 1100m und 1900m verläuft die Schichtung trockenadiabatisch entlang der Isentropen, darüber wieder feuchtadiabatisch.

⇒ Um 3 UTC war der Nordföhn durch die zunehmende, westnordwestliche Anströmung bereits in der mittleren Talatmosphäre durchgebrochen, während sich am Boden noch die vom Niederschlag getränkte feuchte Luft hielt. Die Niederschläge selbst rührten von der Wellenbildung über den Alpen her, fielen also oberhalb der Föhnschicht aus Altostratus und wurden bis zum Boden abgeschwächt.

Der Nordföhndurchbruch fand mit großer Wahrscheinlichkeit weiter westlich bereits in Tallagen statt und erzeugte ein lokales Leetief bei Kematen. (Haas, 2006). Daraus resultierend drehte der Wind in Innsbruck auf „vorföhnigen“ Ostwind. Ein Einfließen von Kaltluft von Kufstein ist auszuschließen, da Kufstein und Jenbach keinen Ostwind meldeten und die Kaltfront selbst Innsbruck nie überquerte.

Die Niederschlagspause an der Universität geht wohl auf Registrierungsfehler zurück, da der Flughafen zumindest messbare Mengen (> 0,1mm/h) meldete [Uni schlägt erst ab 0,6mm/h an]. Am frühen Morgen nach 8 UTC verstärkte sich der Regen wieder. Jetzt näherte sich die Wellenstörung von Nordwesten an.

Phase 4: Nordföhn

Um 9 UTC brach in Innsbruck mit plötzlicher Winddrehung von Nordost auf West der Nordföhn durch. Der Wind erreichte selbst im 1min-Mittel bis 40km/h an der Universität, mit dem Handwindmesser maß ich um 14.20 UTC auf der Blasius-Huber-Brücke 54km/h als Böe. Die teilautomatische Station am Flughafen meldete bis 15 UTC eine Spitzenböe von 101km/h. Mit dem durchbrechenden Nordföhn hörte es kurzzeitig auf zu regnen, die Universität registrierte sogar wenige Minuten Sonnenschein. Der markante Feuchterückgang von 90 auf unter 40%, Druckfall und Temperatursprung weisen eindeutige Föhnindikatoren auf.

Der Umstand, dass am Nachmittag trotz Nordföhn weitere Regenfälle über Innsbruck – nicht aber Innsbrucker Flughafen – niedergingen, spricht nicht gegen Nordföhn. Wie bereits in der Einleitung erläutert, erhielt der Südföhn bis zum einsetzenden Niederschlag die Warmluft bei Innsbruck aufrecht. Mit dem nachfolgenden Nordföhn konnte sich trotz Niederschlagskühlung kein Kaltluftsee in Innsbruck ausbilden. Als sich die Nordwestanströmung verstärkte und der Warmluftsektor mit der Welle weniger kalte, aber kältere Luft als im Inntal advehierte, waren die Bedingungen für Nordföhndurchbruch günstig.

Mit der Warmluftadvektion von Nordwesten und den daraus resultierenden, stratiformen Niederschlägen regnete es in der Innsbrucker Innenstadt um 14.30 UTC teils stärker, gleichzeitig war es jedoch mit 14-16°C eindeutig föhnig warm. Am Innsbrucker Flughafen war der Nordföhn, welcher hier aus westnordwestlicher Richtung (270° bis 330°) kam, stärker und Niederschläge blieben ganz aus. Nur wenige Kilometer östlich von Innsbruck, z.B. in Hall oder in Mils, herrschte Windstille oder schwacher Ostwind und es regnete weiter. Diese Beobachtungen decken sich mit einem Nordföhnereignis vom 2. Februar 2005 (siehe Kapitel 3.4), als ebenfalls bei einer Warmfront aus Nordwesten der Föhn am Flughafen mit Westwind durchbrach und in der Innenstadt bei Ostwind ergiebiger Niederschlag fiel.

Die genaue Herkunft des Nordföhns im Fall vom 19. Januar 2007 lässt sich wie die restlichen Nordföhnereignisse nur vermuten. Sehr wahrscheinlich sind bei der eher west- als nordwestlichen Anströmung hier die Varianten Gaistal (dunkelblau) und Holzleitensattel (blau):

⇒ Der markante Temperaturanstieg, Druckfall und Feuchterückgang sowie Windsprung – und zunahme sind eindeutig dem Nordföhn zuzuordnen.

4. Vergleich Winddaten Kematen – Innsbruck

Nachdem die Zeitpunkte des vorföhnigen Ostwindes und des Nordföhns in Innsbruck geklärt sind, möchte ich diese Analyse mit den Stationsdaten von Kematen, Besitz der Austro Control, abschließen. Kematen befindet sich 6km westlich des Innsbrucker Flughafens und 9km westlich von der Universität Innsbruck entfernt unmittelbar am Ausgang des Sellraintals (s. Skizze unten). Es wird dadurch von wenigstens drei Windsystemen beeinflusst, dem Tal(aus)windsystem des Sellraintals mit südlichen Winden, dem Talwindsystem des Inntals mit West- und Ostwind sowie dem Nordföhn über Seewald und Hohe Wand (westlich von Seefeld).

Die Skizze zeigt die Situation bei Nordföhndurchbruch knapp westlich von Kematen. In den südlichen Mittelgebirgen zieht die Föhnluft über das Wipptal ab, während im Inntal bis Kematen vorföhniger Ostwind weht. In Kematen treten je nach exakter Lage des Leetiefs Westwinde bei Föhndurchbruch, Ostwinde bei vorföhnigem Ostwind oder variable Windrichtungen auf.

Folgendes Diagramm ergänzt das obige Winddiagramm der Universität Innsbruck um die Winddaten der Station Kematen vom 18. und 19. Jänner 2007:

Es zeigt überwiegend schwache Westwinde vom 18. Januar 2007, 00 UTC bis etwa 14 UTC. Danach wird eine große Schwankungsbreite in der Windrichtung sichtbar, ehe kurz nach 20 UTC überwiegend Ostwinde dominieren. Von 23 UTC bis 2.30 UTC weht kräftiger Westwind aus westsüdwestlicher Richtung mit Mittelwinden um 15kt und 23-33kt Böen. Danach dreht der Wind erneut auf östliche Winde zurück, die zeitweise auch in Westwind umschlagen, dabei jedoch keine signifikante Erhöhung der Windgeschwindigkeit zeigen. Um 8.50 UTC dreht der Wind nochmals auf West, zeitweise auch Nordwest, und nimmt deutlich an Stärke zu. Er erreicht Mittelwinde bis 30kt und Windspitzen bis 48Kn. Nach 20.20 UTC stellt sich wieder Ostwind ein.

Interpretation

Während an der Universität Innsbruck sowie am Flughafen vorföhniger Westwind weht, ist dieser auch in Kematen vorhanden. In Innsbruck bricht im Anschluss der Südföhn durch. In Kematen hingegen dreht der Wind auf variable Richtungen, ohne Anzeichen für einen Föhndurchbruch aus Süden bzw. Südosten anzuzeigen. In der langen Südföhnperiode in Innsbruck weht weiterhin variabler Wind in Kematen, vermutlich von der Ausdehnung des Südföhns westwärts im Inntal abhängig. Je nachdem, wie weit die – sehr schwache – Föhnschicht nach Westen vorankommt, schläft der vorföhnige Westwind ein und der Wind dreht auf Ost oder er wird stärker. Auch Talauswinde aus dem Sellraintal können den Windmesser in Kematen beeinflusst haben.

Im weiteren Verlauf dreht der Wind in Kematen nun konstant auf den östlichen Sektor ein. Der Südföhn befindet sich dort bereits in der langsamen Abschwächungsperiode. Die West- bzw. Nordwestkomponente der Höhenströmung nimmt nun zu. Möglicherweise ist der beständigere Ostwind in Kematen nun bereits Ausdruck des Nordföhndurchbruchs westlich von Kematen, welcher dort zu einem lokalen Leetief geführt haben könnte.

Als der Wind von 00 UTC bis ca. 3 UTC an der Universität stark in der Richtung schwankt, treten sowohl in Innsbruck als auch in Kematen geringe Niederschläge auf. In Kematen weht jedoch bereits der Nordföhn mit Spitzen bis Bft 7, aufgrund der Niederschläge als „Dimmerföhn“. Die starken Schwankungen in der Windrichtung in Innsbruck könnten auf mehrere Ursachen zurückzuführen sein: auf die zurückgehende Südföhnströmung, dem schwachen Durchsetzen der Nordföhnströmung bzw. dem daraus resultierendem vorföhnigem Ostwind.

Welches Windsystem letzendlich auch für die hohe Variabilität in der Windrichtung verantwortlich gewesen sein mag – nach 3 UTC drehte der Wind sowohl in Kematen als auch in Innsbruck auf den vorföhnigen Ostwind zurück. Eine mögliche Ursache könnte sein, dass die Niederschläge für ein Abheben des Nordföhns im Inntal östlich von Kematen gesorgt haben. Das Leetief verlagerte sich dadurch wieder weiter westlich. Ab 4 UTC hingegen wehte bereits beständiger Nordföhn in Ellbögen. Die Nordföhnströmung war also weiterhin existent.

Danach änderte sich die Lage innerhalb kürzester Zeit. Um 8 UTC nahm der Nordföhn in Ellbögen (siehe oben) plötzlich deutlich an Intensität zu. Um 8.50 brach er in Kematen erneut durch – und erreichte Bft 7 im Mittel und Bft 9-10 in Böen. Fast zeitgleich bzw. mit nur wenigen Minuten Abstand folgte dann auch der Nordföhndurchbruch am Flughafen Innsbruck sowie an der Universität.

Die Nordföhnphase in Kematen dauerte bis zum Abend an, danach stellte sich wieder vorföhniger Ostwind ein.

Bemerkenswert ist der frühe Nordföhndurchbruch kurz vor Mitternacht, als am Sattelberg noch Südwind gemeldet wurde und auch im Wipptal die Föhnströmung noch existent war. Dies zeigt, wie lokal sich Nord- und Südföhn in der Umgebung von Innsbruck auswirken. Für künftige Fallstudien wäre nun interessant, wovon die starke Windrichtungsvariabilität in Kematen abhängig ist und welchen Einfluss das Talwindsystem von Sellraintal und Oberinntal nehmen. Auch exakte zeitliche und räumliche Position des Leetiefs bei Nordföhndurchbruch nahe Kematen gilt es noch aufzulösen.

Zweifellos handelte es es sich beim Durchgang von Orkantief Kyrill neben dessen außergewöhnlichen synoptischen Eigenschaften auch um einen sehr interessanten lokalen Fall von Nord- und Südföhn im Inntal.

Quellen: