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Studie: Bestimmung von kleinräumigen Starkniederschlägen – eine Einordnung

Im ORF Steiermark (abgerufen am 25.08.2018, übrigens Jahrestag des F2-T4-Tornados in Ellmau, Tirol, vor 6 Jahren) erschien vor kurzem das Ergebnis einer Studie zu kleinräumigen Unwetterereignissen, hier speziell Extremniederschläge.

In einer im Fachjournal „Geophysical Research Letters“ erschienenen Arbeit zeigten sie auf, dass kurzzeitige kleinräumige Extremniederschläge von den üblichen Wetterdienst-Messnetzen, deren Stationen rund zehn Kilometer oder mehr voneinander entfernt sind, nur mangelhaft erfasst werden. […]

Um ein wenig Wind aus den Segeln dieser Neuigkeit zu nehmen: Jeder Meteorologe im operationellen Dienst (sprich, in der Wettervorhersage) weiß, dass kleinräumige Extremniederschläge im Zusammenhang mit Schauern oder Gewittern (Voraussetzung für Starkregen) von der gegenwärtigen Messnetzdichte unzureichend erfasst werden. Dazu drei konkrete Beispiele: Weiterlesen →

Wetterphänomen im Lungau: nur was?

Inzwischen ist der Text stark gekürzt worden und stimmt nun besser. Ich lasse den alten Text aber mal stehen, inklusive der Erklärungen. Grundlage für die kritisierte Version war der Text vom 14.08.2018.  

Teil 1: Eigene Recherche

Vorab: Ich kenne den exakten Zeitpunkt des Videos nicht und aus dem Video ist nicht klar ersichtlich, wie die Wolken unmittelbar über dem Wirbel beschaffen waren.

Was wir wissen: Montagnachmittag ist von Westen her eine Kaltfront mit vorlaufenden Schauern und Gewittern durchgezogen. Davor heizte sich die Luft nochmal auf 27°C in Mariapfarr auf.

fanningbergstation-130818-1400

Webcambild Bergstation 14.00

fanningbergstation-130818-1515

Webcambild Bergstation Fanningberg, 15.15

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Webcambild Talstation, 15.00

fanningbergtalstation-130818-1600

Webcambild Talstation, 16.00

Von den Webcambildern her fand das Ereignis eher zwischen 14.00 und 15.00 als zwischen 15.00 und 16.00 statt. Im Webcambild der Talstation sieht man um 15.00 am linken Bildrand (Richtung Nordosten) eine abziehende Cumulonimbuswolke (helle fasrige Eiswolke), um 16.00 ist die Bewölkung bereits deutlich aufgelockerter, mit größeren Wolkenlücken nach Westen hin. Zudem weht bereits böiger Nordwestwind. Im besagten Zeitraum zogen ca. 8 bis 10km nördlich und östlich Schauerzellen durch.  Die Wetterstation Tamsweg meldete um 14.00 (föhnigen) Südostwind mit 13kt, zwischen 15.00 und 15.30 drehte der Wind auf Ost bis Nordost mit bis zu 17kt. Am Katschberg und in St. Michael/Lungau wehte weiterhin föhniger Südwind.

Was man nicht sieht: Weder die Radarbilder noch die Video- und Webcamaufnahmen deuten auf langlebige rotierende Gewitterwolken hin (= Superzellen). Einen Superzellentornado kann man ausschließen.

Spekulation:

Staubteufel (Kleintrombe)

Was spricht für einen Staubteufel? Die kräftige Tageserwärmung, immerhin knapp 27°C in Mariapfarr auf über 1100m. Der Umstand, dass vorher Windstille geherrscht haben soll, auch wenn das während dem Video so aussieht, als würde auch in der Umgebung schon der Wind gehen. Die aufgelockerten Wolken im Hintergrund, die eine kräftige konvektive Wolke vermissen lassen und damit eine Großtrombe.

Was spricht dagegen? Die Entstehung über dem See, sofern er nicht vorher schon existierte. Bei einer Umgebungstemperatur von 27°C müsste der See wohl über 40°C haben, damit sich eine rasche Temperaturabnahme mit der Höhe über der Wasseroberfläche einstellt. Das ist eher unwahrscheinlich. Laut Windmessdaten wehte in der Umgebung beständiger Südost- bis Südwind (Taleinwinde und Föhn). Das würde Heißluftblasen am Boden eher wegdrücken oder zerreißen. Außerdem war es während dem Video stark bewölkt, während Staubteufel meist bei Sonnenschein auftreten, sonst reicht es für Überhitzung nicht aus.

2. Gustnado (Böenfrontwirbel)

Gegen einen Böenfrontwirbel spricht, dass keine Schauerzelle den Ort direkt getroffen hat, sondern nördlicher bzw. östlicher vorbeigezogen sind, und zwar in beträchtlicher Entfernung. Wenn, müsste die Böenfront so kleinräumig gewesen sein, dass nicht einmal die ca. 2km entfernte Station in Mariapfarr etwas davon bemerkt hat (dort blieben die Winde auf Ost und die Temperatur ging kaum merkbar zurück). Überdies entstehen Böenfrontwirbel eher in Zusammenhang mit ausgeprägteren Gewitterlinien, hier gab es aber verstreute Einzelzellen. Für einen Böenfrontwirbel spricht am ehesten, dass kein Kontakt zu einer übergeordneten konvektiven Wolke erkennbar ist.

3. Ein nichtsuperzelliger Tornado („Typ-II-Tornado, Großtrombe“)

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Entstehung von Typ-II-Tornados (Skizze von Wakimoto & Wilson 1989)

Diese Tornadoart bildet sich dann, wenn kräftige Aufwinde nichtrotierender Gewitterwolken über bodennah bereits bestehende Wirbel ziehen. Der Aufwind streckt den Wirbel vom Boden bis zur Wolkenuntergrenze – fertig ist der Tornado.

fanning-skizze

Lage der Webcam-Stationen, Wetterstation und Wirbelereignis, Windverhältnisse (Quelle: Open Street Map)

Die Karte zeigt Ostwinde (Taleinwinde) östlich vom Ereignisort sowie Südwinde (Föhn) deutlich westlich. Die Schauerzellen nördlich verursachten wahrscheinlich Nordwinde (vlg. Fahnen an der Talstation). Das kann eine lokale, bodennahe Konvergenzzone beim Outdoorpark erzeugt haben. Winde, die also zusammenströmen und einen Wirbel um eine vertikale Achse bilden. In dem Fall gebildet durch das Ausströmen aus nördlicher Richtung (Weißpriachtal), welches auf den Südwind/wärmere Luft bei Fanning trifft.

Für einen klassischen Tornado müsste sich der Aufwindbereich der Schauerwolke über dem Wirbel befunden haben. Das ist aus dem Video leider nicht ersichtlich. Man erkennt zwar im Hintergrund Niederschlag, die räumliche Nähe am trockenen Standort kann daher gepasst haben, aber das würde den Augenzeugenbeobachtungen widersprechen („aus heiterem Himmel“). Allerdings reichte der Wirbel relativ weit hinauf (man beachte, wie weit das Strandglumpat in die Höhe gezogen wurde).

Zusammenfassung:

Aus dem Video und den wenigen Beobachtungsdaten in der Umgebung kann nicht zweifelsfrei geklärt werden, was hier tatsächlich vorliegt. Ein Superzellentornado ist ausgeschlossen, ein klassischer Böenfrontwirbel wars nicht, ein kräftiger Staubteufel (Kleintrombe) erscheint am wahrscheinlichsten, evtl. zusätzlich gestützt durch die konvergenten Windverhältnisse. Für den Fall, dass sich doch ein Aufwindbereich über dem Wirbel befand, wäre ein nichtsuperzelliger Tornado ebenfalls denkbar.

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Ein Tornado ist ein Tornado ist ein Tornado

Jedes Jahr das gleiche Theater….

„Fast-Tornado“ in Tübingen

Am Sonntagabend hat sich über dem westlichen Tübinger Kreisgebiet eine Windhose entwickelt. An der Unterseite einer Gewitterzelle bildete sich für wenige Minuten ein dünner Wolkenschlauch, der beim Rammert kurz den Boden berührt haben könnte. Bei Bodenkontakt wäre es ein Tornado. (GEA)

Quelle: https://www.gea.de/neckar-alb/kreis-tuebingen_artikel,-ungew%C3%B6hnlich-ein-fast-tornado-%C3%BCber-dem-rammert-_arid,6066446.html

Die Trichterwolke bzw. der Wolkenschlauch ist bloß der sichtbare Teil des rotierenden Wirbels. Von Tornado spricht man dann, wenn der Wirbel den Boden berührt. Das ist als Faustregel schon dann der Fall, wenn der Wolkenschlauch zwei Drittel des Weges zum Erdboden zurückgelegt hat. Tornadoexperten gehen allerdings davon aus, dass der bodennahe Wirbel oft schon vorhanden ist, sobald sich der Wolkenschlauch bildet. Er ist dann nur zu schwach, um Spuren oder Schäden zu hinterlassen. Der Fast-Tornado kann also in Wahrheit schon ein Tornado gewesen sein. Ohne Angabe des genauen Ortes, um mögliche Verwirbelungen zu erkennen, ist das aber nicht nachprüfbar.

„Mini-Tornado“ in Salzburg gesichtet

Die Unwetter haben ganz Österreich in den letzten Tag fest im Griff. Im Salzkammergut filmte ein „Heute“-Leser am Sonntagnachmittag eine spektakuläre Windhose […]

Quelle: http://www.heute.at/community/leser/story/-Mini-Tornado–in-Salzburg-gesichtet-49241317

Hier werden Äpfel und Birnen vermischt, typisch Sensationspresse. Ich war an diesem Tag in der Nähe am Zwölferhorn mit Blickrichtung Bad Ischl.  Vor 17.30 MESZ war überhaupt kein Gewitter in der Nähe, und das was kam, war eine kleine Gewitterlinie ohne Rotation innerhalb der einzelnen Gewitterzellen. In den 22 Sekunden sieht man hingegen klar, dass noch die Sonne geschienen hat. Es handelt sich also um das, was landläufig Heuteufel genannt wird, ein rotierender Wirbel, der durch die Überhitzung des Bodens entsteht, und nicht, wie bei Tornados, im Beisein einer konvektiven Wolke (Schauerwolke, Gewitterwolke). Dazu passt auch das Himmelsbild nicht. Satellitenbilder zeigen außerdem, dass der Ambosschirm der Gewitter schon lange vorher den Himmel vollständig bedeckte, sodass zum Zeitpunkt des angeblichen Tornados keine Sonneneinstrahlung hätte mehr vorhanden sein dürfen. Es handelt sich also um eine Kleintrombe, das Gegenstück zur Großtrombe (Tornado, Windhose), und hat mit den Unwettern der Vortage nichts zu tun. Außerdem sind die Spitzenwindgeschwindigkeiten so gering, dass keine Schäden auftreten. Der Begriff Mini-Tornado ist komplett sinnbefreit und trifft auf kein Naturphänomen zu – ab in die Tonne damit.

Tornado im Salzkammergut

Im Salzkammergut hat ein Feuerwehrmann einen kleinen Tornado mit seinem Mobiltelefon gefilmt. Die Windhose demolierte ein Geländer und habe in der Wiese eine Schneise hinterlassen, teilte das Bereichsfeuerwehrkommando des Bezirks Liezen in einer Aussendung mit. Ein massiver Holzboden, bestehend aus Kantern und Pfosten, sei auf einer Fläche von etwa 30 Quadratmetern weggerissen worden. Die Trümmer flogen laut Feuerwehr bis zu 100 Meter weit durch die Luft.

Quelle: http://oesterreich.orf.at/stories/2918556/

Weitgehend korrekt berichtet der ORF. Zwar würde ich nicht von kleinem Tornado sprechen, wenn es signifkante Schäden gegeben hat, insbesondere, wenn Trümmer bis zu hundert Meter weit verfrachtet wurden, doch kann man Windhose und Tornado legitimerweise synonym verwenden.

Die Sichtung war bei dem Ort Klachau unweit der Kulmschanze nördlich vom Grimming. Entgegen der dortigen Angabe …

die Mitglieder der Freiwillige Feuerwehr Klachau wurden Zeuge eines äußerst seltenen Naturschauspieles, zumindest in unseren Breitengraden:

… sind Tornados aber in unseren Breitengraden gar keine Seltenheit, auch nicht im Alpenraum. Fünf bis zehn Tornados werden in Österreichs im Schnitt pro Jahr gesichtet.

Gemäß den Radarbildern und Webcambildern ist der Tornado entweder zwischen 17.10 und 17.20 MESZ aufgetreten oder zwischen 15.30 und 16.00 MESZ.

Um 15.40 MESZ gibt es am Ort der Sichtung eine verdächtige Wolkenabsenkung:

lawinenstein-120618-1340utc

Webcam Lawinenstein/Tauplitz am 12.06.18, 15.40 MESZ

wallcoud

mit Beschriftung

Ein Tornado bildet sich üblicherweise im Grenzbereich Aufwind/Wall Cloud, manchmal auch direkt aus der Wall Cloud.

Angesichts der Schäden wurde Orkanstärke wohl kurzzeitig erreicht, also mindestens ein F1-Tornado.

Abschließend noch die subtilen Unterschiede zwischen seriösen Medien und unseriösen…

schlagzeilen

Anhaltend Gewitter durch Hochdruckgebiete?

brueste

Abziehendes Hagelgewitter über Salzburg, Blick zum Untersberg und Tennengebirge

Der aktuelle Beitrag im ORF (abgerufen am 09.06.18) über die Häufung von sturzflutartigen Gewittern in Österreich geht in die richtige Richtung …

Wostal verwies in diesem Zusammenhang auch auf eine Studie des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) aus dem Jahr 2014, wonach die großräumigen Hoch- und Tiefdruckgebiete langsamer ziehen als früher. „Da der Temperaturunterschied zwischen dem Norden und Süden geringer geworden ist, wurden auch die Systeme langsamer“, so Wostal. Die Folge: Wetterlagen wie etwa Hitzewellen halten sich länger.

Zwei Schritte übersprungen, offenbar kann man der österreichischen Bevölkerung wissenschaftliche Erklärungen nicht zumuten. Zum Mitschreiben: Weiterlesen →

161 Liter pro Quadratmeter in Graz: Ursachenforschung

So einen Regen hat Graz im April noch nie gesehen: In Graz-Gries steht eine Messstation des Wasserwirtschaftsamts Steiermark, die laut ZAMG eine unglaubliche Summe von 161 Litern pro Quadratmeter (innerhalb von rund 3 Stunden) aufgefangen hat. Starke Überflutungen bis hin zur Unterspülung von Häuserfundamenten waren vorprogrammiert (siehe Bericht ORF, abgerufe am 18.04.18).

Die Erklärung für das 100-jährliche Ereignis empfinde ich als mundgerecht für den Durchschnittsleser, geht aber meines Erachtens an der wahren Ursache vorbei.

Schuld an dem Regen war ein Adria-Tief, das von Süden her bis in den Raum Graz zog. Während sich normalerweise solche Wolken friedlich ausregnen, türmten sich am Dienstag die Gewitterwolken auf – schuld daran sei die Sonne gewesen, so Albert Sudy von der ZAMG: „Heftige Gewitter sind immer dann zu erwarten, wenn labile Luftmassen daherkommen und diese dann gehoben werden – einerseits durch Sonneneinstrahlung, das sind die Wärmegewitter, andererseits können sie auch gehoben werden durch Fronten, wenn beispielsweise Kaltfronten hereinkommen. Und im Gebirge kann es auch noch verstärkt werden durch orografische Hebung, wenn diese Luftmassen an den Bergen zum Aufsteigen gezwungen werden.“

In der Kleinen Zeitung (abgerufen am 18.04.18) wurde Sudy etwas konkreter:

Doch dazu kam noch etwas: Die Gewitterfront blieb über Graz stehen. Sudy vermutet, dass der lokal erzeugte Abwind dazu führte, dass die Zugrichtung nach Norden aufgehalten wurde und die riesigen Gewitterzellen über der Stadt verblieben. Und dann: „Ein Sonnenstrahl war der Zündfunke“, sagt Sudy.

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