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Sturmtief sorgt für irreführende Schlagzeilen

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Sturm fegte mit 160 km/h über das Land

Mit Böen von über 160 km/h ist in der Nacht auf Montag ein Sturm über Österreich hinweggebraust. Der Orkan sorgte vor allem im Süden Niederösterreichs teilweise für Dauereinsätze der Feuerwehr.

161,6 km/h wurden von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) auf dem Feuerkogel gemessen, dennoch mussten die Feuerwehren in Oberösterreich nur 20-mal ausrücken. Ganz anders die Situation in Niederösterreich, wo am Montag 56 Feuerwehren mit 700 Mann ausrückten.

[…] Ob die Höchstwerte der vergangenen Nacht erreicht oder übertroffen werden, sei nicht vorherzusagen, da lokale Verwirbelungen einen durchaus starken Effekt haben könnten.[…]

Quelle: http://noe.orf.at/news/stories/2744942/

Der Bericht vermengt Sturmtief, Spitzenböen, geographische Besonderheiten und Windspitzen im Flach- und Bergland.

1. wurden die 160 km/h nur am Feuerkogel gemessen, eine besonders exponierte Bergstation auf 1618 m, die vom Leitplankeneffekt profitiert. Sie befindet sich am Alpennordrand und hat den Hausruck gegenüber, wodurch zusätzlich eine gewisse Kanalisierung eintritt.

2. Sturm(tief) ist korrekt, von einem Orkantief spricht man erst, wenn auch in 10 m Höhe im Flachland im Mittel Orkanstärke erreicht wird.

3. handelte es sich um einen sogenannten Warmsektorsturm, d.h., die Kaltfront hat Österreich zum Zeitpunkt der stärksten Windböen nicht überquert. Ober- und Niederösterreich verblieben in der warmen, stabil geschichteten Luftmasse.

Für Oberösterreich bedeutete das, dass die starken Mittelwinde in rund 1500 m (70 Knoten, ca. 125 km/h) nicht vollständig zum Boden herabgemischt wurden, da kein abwärts gerichteter Impuls vorhanden war (z.B. Föhn, Schauer/Gewitter). Entsprechend blieben die Windspitzen im oberösterreichischen Flachland meist zwischen 70 und 90 km/h.

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Feuerwehreinsätze am 30.11.2015, ab Mitternacht; grün: Sturmeinsätze

Die meisten Schäden traten unmittelbar am Alpennordrand auf.

Quelle: http://intranet.ooelfv.at/

In Niederösterreich beschränkten sich die stärksten Böen auf eine eng begrenzte Region unmittelbar am Alpenostrand:

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Quelle: http://www.maps-for-free.com, von mir beschriftet

Die Feuerwehreinsätze Niederösterreichs konzentrieren sich ebenfalls auf die Region vom Schwarzatal an der Rax über die Hohe Wand und das Steinfeld bis nach Wien. Im Gegensatz zu Oberösterreich hielten sich die Spitzenböen entlang der Voralpen in Grenzen.

Warum so große Unterschiede? Hier spielen Schneeberg, Hohe Wand und Wienerwald eine wesentliche Rolle!

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Die Skizze zeigt die Strömungsverhältnisse am 30.11.2015 am Alpenostrand; blau: bodennaher Kaltluftsee

 

Infolge der Gebirgsüberströmung sinkt die Luft im Lee rapide ab und zieht die kräftigen Höhenwinde bis zum Boden hinab. Die Spitzenböen in Wiener Neustadt und im Süden von Wiens sowieso wohl verbreitet (abseits gemessener Werte) unmittelbar am Alpenostrand entsprechen fast 1:1 dem Mittelwind in 1000 bis 1500 m Höhe.

Stromaufwärts, d.h., westlich des Wienerwalds, war die Luftschichtung zu stabil, um die heftigen Höhenwinde herabzumischen.

Ursache für die räumliche Konzentration der Sturmschäden war also Westföhn!

4. Lokale Verwirbelungen treten immer auf, wenn ein starker Höhenwind über ein Gebirge streift. Für kommende Nacht werden ähnlich hohe Mittelwinde in 1500 m Höhe vorhergesagt wie in der vorherigen Nacht. Einzig die durch den starken Regen angefeuchtete bodennahe Luftschicht spricht eventuell gegen vergleichbare Spitzen, denn Leewellen breiten sich in feuchter Luft weniger gut aus als in trockener Luft.

Der Rekordsommer 2015: ein Nachruf

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gültig für Wien-Hohe Warte (198m),

Stand: 14. August 2015

  • Im gesamten Jahr 2015 traten bisher 32 heiße Tage auf, d.h. Höchstwerte über 30,0 Grad.
  • darunter 17 Tage zwischen 30,0 und 34,9 Grad und 15 Tage über 34,9 Grad.
  • Spitzenreiter sind die 36,0 bis 36,9 Grad, davon gibt es nämlich bisher schon 9.

Der Sommer 2015 kann in drei Phasen aufgeteilt werden:

Die 1. Hitzewelle dauerte vom 1.-7. Juli und brachte 7 heiße Tage in Serie.

Die 2. Hitzewelle dauerte vom 16.-22. Juli und brachte ebenfalls 7 heiße Tage in Serie, zählt man den 23.7. mit +29,9 Grad und den 24.7. mit 34,2 Grad mit, waren es sogar 9 heiße Tage in Serie.

Die 3. Hitzewelle dauert seit dem 4. August an, und brachte bisher 11 heiße Tage in Folge, darunter 9 Tage mit über 35 Grad in Folge.

Auswirkungen der Hitzewelle

Im Gegensatz zu früheren Sommern gab es sowohl während als auch zur Beendigung der ersten und zweiten Hitzewelle keine nennenswerten Niederschläge in Form kräftiger Gewitter. Das betrifft einen Großteil des Alpenostrands sowie der Flachlandregionen. Entsprechend resultiert gebietsweise ein enormes Niederschlagsdefizit, was selbst in typischerweise feuchten Gegenden wie dem südlichen Mostviertel (Lunz am See) zur Wasserknappheit geführt hat.

Ungewöhnlich ist auch die Windarmut in den Hitzephasen. Typischerweise sind Phasen großer Hitze von kürzerer Dauer und mit Südföhn verbunden. Das Ausbleiben des Südföhns speziell am Alpenostrand erklärt auch das Fehlen von Temperaturrekorden. Von der magischen 40-Grad-Grenze blieben wir heuer weit entfernt, das Extremum lag eher in der Dauer der Hitzeperiode.

Ohne Südföhnlagen gibt es in den Hitzeregionen des Ostens aber auch wenig bis gar keinen Wind, was die Hitze noch unerträglicher machte. Bei Südföhnlagen herrscht nämlich ein lebhafter Südostwind vor (wie heute am 14.8., zum Höhepunkt des Hitzesommers). Ebenso fehlten kühlere Luft bringende Druckwellen von Westen völlig. Dafür ist jedoch eine Kettenreaktion notwendig, die überwiegend nur mit Südföhn im Vorfeld realisiert werden:

1.Gewitterbildung im bayerischen Alpenvorland
2. Umwandlung in ein großes Gewittersystem über Niederbayern und Oberösterreich.3. Ausbildung einer Linie, die entweder ostwärts bis Niederösterreich oder nordostwärts ins Waldviertel und nach Böhmen zieht.

=> Bildung einer vorlaufenden Druckwelle mit regengekühlter Luft, die entweder Gewitter auslöst oder zumindest auffrischenden Westwind und Abkühlung bringt, jedenfalls sinkende relative Feuchte und angenehmere Luft.

Ohne Südföhn blieb es bei inneralpinen Gewittern, die vor allem heftigen Regen und Murenabgänge brachten, der oftmals schwache Höhenwind über den Alpen – nachdem sich das Hochdruckgebiet genau über uns breit machte – verhinderte, dass sich kräftige Alpengewitter ins Flachland verlagern konnten.

Sonstige Ursprungsgebiete von Gewittern im Hochsommer blieben aufgrund der Lage des Hochdruckzentrums frei von jeder Gewitterbildung, etwa das nördliche Kroatien, Slowenien bis ins Burgenland und Westungarn. Von hier können bei günstiger Süd- bis Südostströmung Gewitterherde mit großen Regenmengen auch ins östliche Flachland ziehen.

Fazit: Kaum Wind, nahezu keine nennenswerten Gewitter oder sonstige nennenswerte Niederschläge.

Die Folgen für die Natur sind nachhaltig negativ:

  • Ernteausfälle
  • Schädlingsbefall
  • Teils Umkippen von Gewässern durch Sauerstoffmangel
  • Vermehrte Waldbrände
  • Ausfall von Wasserquellen und Trinkwasserbrunnen

Es geht aber noch weiter:

Den heurigen Gletscherbilanzen droht ein Rekordverlust nach dem Jahrhundertsommer 2003. Stellvertretend für den Zustand der restlichen Gletscher, vom Schutthaufen der Pasterze ganz zu schweigen, die Situation am Kleinfleißkees am Hohen Sonnblick, mit Webcam-Bildern vom 09. August 2014, 9. August 2015 und 14. August 2015.

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Quelle: http://www.foto-webcam.eu/webcam/kleinfleisskees

Ohne schützende Schneedecke geht es dem ewigen Eis direkt an den Kragen. Die dunkle Farbe verringert die Albedo und verstärkt den Abschmelzvorgang, bei deutlichen Plusgraden in über 3000 m muss sogar von Tauvorgang sprechen.

Eine kritische Phase ist zum Ende der jetzigen, dritten Hitzewelle noch zu überstehen: 

Die Temperatur geht in den Niederungen stärker zurück als in den Gletscherregionen, dafür steigt dort die relative Feuchte stark an. In Verbindung mit kräftigem Regen wird das Tauwetter nochmals beschleunigt, ehe in weiterer Folge auch in Lagen oberhalb von 3000 m der Regen wieder in Schnee übergeht. Die Gletscherschmelze setzt sich klimatologisch gesehen aber noch bis etwa in den frühen Herbst fort, bis zumindest nordseitig die Temperaturen auch tagsüber kaum noch über Null Grad steigen, und der Neuschnee von Kaltlufteinbrüchen nicht mehr weggeht.

Der Sturm am Alpenostrand

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Der zweitägige Sturm in Österreich vom vergangenen Wochenende (15-16.3.14) hat teils beträchtliche Schäden angerichtet.

Ein paar Windspitzen von Bergstationen …

  • Klosterwappen (2076m), Schneeberg: 185 km/h
  • Hocheck (1037m), Gutensteiner Alpen: 152 km/h
  • Hohe Veitsch (1981m), Veitschalpe: 150 km/h
  • Eismauer, Hochschwab (2220m): 150 km/h
  • Buchbergwarte (465m), Wienerwald: 133 km/h
  • Ötscher (1520m): 130 km/h

und aus dem Flachland:

  • Bad Vöslau- Flugfeld (233m), Alpenostrand: 141 km/h
  • Turnau (782m), Aflenzer Becken: 123 km/h
  • Wien-Unterlaa (201m): 119 km/h
  • St. Georgen ob Judenburg (718m): 115 km/h
  • Eichberg (578m), Joglland: 115 km/h
  • Pottschach-Ternitz (415m), Alpenostrand: 112 km/h
  • Brunn am Gebirge (300m), Wienerwaldosthang: 108 km/h

Für die Ursache des Sturmtiefs wurde ein Meteorologe von der ZAMG durch die APA befragt. Hier das Zitat auf der orf.at-Seite:

Meteorologe Alexander Orlik von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) sagte gegenüber der APA, Stürme wie jener vom Wochenende kämen alle vier, fünf Jahre vor. Die hohen Windgeschwindigkeiten waren durch große Temperaturunterschiede zwischen einem isländischen Tief und einem Hoch vom Atlantik entstanden […].

Ob er das wirklich so gesagt hat, sei dahingestellt. Dass Meteorologen mit verdrehten, verkürzten und aus dem Zusammenhang gerissenen Zitaten leben müssen, ist leider eine Tatsache.

1. Temperaturunterschiede?

Das ist zwar indirekt richtig, treibende Kraft für den Wind sind jedoch Druckunterschiede, die durch den Wind ausgeglichen werden. Schauen wir uns die Situation genauer an:

Zum Zeitpunkt der starken Tiefdruckentwicklung über der Nordsee wurden im Bereich des Hochs 12 Grad auf der Wasseroberfläche gemessen, im Raum Island waren es rund 7 Grad. Schön, aber was hat das mit den Orkanböen im östlichen Flach- und Bergland zu tun?

Zum Zeitpunkt eines Islandtiefs und des Atlantikhochs sahen die Bodendruckverhältnisse folgendermaßen aus:

Sturmtief

Die Abbildung zeigt die Analyse vom Freitag, 14. März, 2014, 06 UTC (= 06 Uhr MEZ), vom Bodendruck (weiße Linien) und pseudopotentieller Temperatur in 850 hPa. Hoch und Tief habe ich zur Verdeutlichung markiert, ebenso die Lage Österreichs. Ein Zusammenhang des Druckunterschieds und der Orkanböen in Österreich ist auszuschließen – es ist ja auch noch ein Tag zu früh!

Die weitere Entwicklung:

kaltfront

Samstagmittag überquert die Kaltfront des Sturmtiefs über dem Baltikum (!) Österreich von Nord nach Süd, in Wien treten sogar Gewitter auf. Der Druckgradient nimmt erstmals zu, zudem mischt die nachströmende Höhenkaltluft den Höhenwind herab. Der Schneeberg erreicht sein voraussichtlich höchstes Windmaximum seit dem 27.1.2008 (damals 230 km/h) mit 185 km/h.

Von Island her nähert sich bereits das nächste Tief.

randwelle1

In der Nacht auf Sonntag schiebt sich von Westen ein Bodenkeil nach Österreich herein, das Sturmtief wütet weiter über dem Baltikum und Russland, über Polen treten anfangs verbreitet noch Gewitter auf. Von der Nordsee her nähert sich eine weitere Störung, die sich an der Warmfront des vorherigen Islandtiefs weiterentwickelt.

randwelle2

Sonntagmittag, als der Höhepunkt des schweren Sturms am Alpenostrand erreicht wird, liegt das Hoch nahezu unverändert über der Biskaya, während das Russlandtief mit 965 hPa für Österreich keine Rolle mehr spielt. Entscheidend ist die flache Störung (Meteorologen sagen offene Welle dazu, da sich noch keine abgeschlossene Bodenisobare um den Kern des Tiefs zeigt). Sie verschärft das Druckgefälle über Österreich deutlich.

Die markanten Druckgegensätze erklären jedoch nicht, weshalb die stärksten Böen am Alpenostrand (Joglland, südliches Steinfeld, Wienerwaldosthang inkl. Wien ) aufgetreten sind.

Alpenostrand-Skizze

(Kartengrundlage: Bergfex)

Die topographische Karte des Alpenostrands wurde um die Hauptwindrichtungen während der Spitzenböen ergänzt. Es handelt sich hier klar um einen Überströmungseffekt, d.h. absinkende Luftbewegung auf der windabgewandten Seite der Voralpen und des Wienerwalds sorgte für kräftigen Westföhn. Der Mittelwind in 1500 m betrug zum Zeitpunkt der Spitzenböen etwa 130-140 km/h.

gapflows

Die obere Skizze zeigt die Verhältnisse etwa am Hocheck oder auf weiteren Kuppen der Voralpen, wo die Windgeschwindigkeiten zum Teil höher als auf den hohen Alpengipfeln lagen. Durch den Hochdruckeinfluss lag die Temperaturinversion relativ niedrig (ca. 1400 m), und zwischen niedrigen Voralpengipfeln und Inversion wurde das Luftvolumen regelrecht zusammengequetscht. Die Luft muss aber irgendwo hin und beschleunigt also. Daher die starken Winde auf freien Kuppen. Im Lee des Berges sinkt die Luft wieder ab und beschleunigt durch die Abwärtsbewegung abermals.

Ein weiterer Effekt könnte das ungewöhnlich hohe Windmaximum bei Bad Vöslau erklären, das am Ausgang des Triestingtals liegt. Hier beschleunigt der Wind vom Hocheck kommend das Tal hinaus, das sich abrupt ins Steinfeld öffnet. Der sogenannte gap flow ist hier für eine Beschleunigung am Talausgang verantwortlich.

In Summe kann man also mehrere Faktoren für die recht heftigen Sturmwinde verantwortlich machen:

  1. Starkes Druckgefälle zwischen einem Hoch über der Biskaya und einer Störung über Polen (ein Randtief im Entwicklungsstadium).
  2. Stabil geschichtete Luftmasse durch Hochdruckeinfluss mit niedriger Sperrschicht. 
  3. Dadurch verstärkte Höhenwinde in den Kamm- und Gipfellagen im östlichen Bergland.
  4. In den Niederungen Kanalisierungseffekte entlang eines Tals und am Talausgang („gap flow“) sowie Westföhn („downslope winds“).
  5. Untertags begünstigend waren außerdem die kräftige Sonneneinstrahlung auf die ausgedörrten Böden sowie stellenweise über die Kämme gewehter Niederschlag, der in die trockene Föhnluft fiel und durch Verdunstungskälte diese beschleunigte.

Insgesamt ähneln sowohl Tief- und Niederschlagsentwicklung als auch die Großwetterlage der Sturmtiefserie um den 27. Jänner 2008, als in Unterkärnten und in der südlichen Steiermark verbreitet Böen zwischen 110 und 150 km/h gemessen wurden.

Im Unterschied zu damals war jedoch die Luftmasse dieses Mal wesentlich feuchter und weniger für Verdunstungskälte anfällig, zudem kam der Höhenwind mehr aus West statt Nordwest, weshalb inneralpine Tallagen nur stellenweise betroffen waren (z.B. Aichfeld, Aflenzer Becken, Ennstal), verbreiteter jedoch der Alpenostrand. Der Druckgradient war ebenso etwas schwächer, in 3 km Höhe maximal 120-140 km/h (2008: 150-180 km/h).