Aktuelles zum Wettergeschehen

Nachdem bereits am 23. Januar ein markantes Sturmtief (siehe Beitrag "Joris") über West- und Südwesteuropa hinwegfegte, ist in der Nacht und am Dienstag 10. Februar erneut ein sehr aktives Sturmtief mit Namen "Quinten" vom Ostatlantik über den Ärmelkanal nach Norddeutschland gezogen. Die Schweiz wurde im Tagesverlauf ebenfalls vom Starkwindfeld am Südrand des Tiefs erfasst. Abb. 1 zeigt ein Infrarot-Satellitenbild sowie die Bodendruckanalyse vom Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF) um 00 UTC.

Die am Dienstag 10. Februar im Messnetz von MeteoSchweiz registrierten Böenspitzen sind in Abb. 2 gezeigt (letzte Aktualisierung Mittwoch 11. Februar 2009). Im Flachland der Alpennordseite wurden verbreitet 80 bis 110 km/h registriert, am Nordrand der Schweiz waren die Windspitzen sogar noch etwas höher: in Basel und Steckborn wurden 116 km/h gemessen, in Rünenberg im Baselbiet 123 km/h und in Delémont 124 km/h. Auf den Jurahöhen und auf den Alpen- und Voralpengipfeln lagen die Böenspitzen zwischen 120 und rund 150 km/h. Auf dem Hörnli wurden 152 km/h, auf dem Säntis 163 km/h gemessen. In den Föhntälern der Alpennordseite wurden die höchsten Werte noch während einer kurzen Föhnphase in der Nacht und am frühen Morgen registriert.

Der zeitliche Verlauf des Windes zeigt am Juranordfuss (Abb. 3, Basel-Binningen) eine kontinuierliche Zunahme der Böen während der zweiten Nachthälfte bis zum frühen Vormittag, während auf dem Hörnli in dieser ersten Phase noch mehrheitlich schwächerer Wind gemessen wurde. Gegen Mittag nahmen die Böen dann auch auf dem Hörnli markant zu, die gleichzeitige Winddrehung von Südwest auf West deutet auf den einsetzenden Druckanstieg hin. In Basel pendelten sich die Windspitzen in der zweiten Phase bei rund 75 km/h ein.

In Altdorf wehte bis um 09 UTC am Vormittag noch der Föhn, wie im Verlauf der Windrichtung in Abb. 4 (unten) ersichtlich ist. Nach einer vorübergehend ruhigeren Phase drehte der Wind am Mittag auf nördliche Richtungen, erreichte jedoch bei weitem nicht mehr die gleiche Stärke wie der Föhn in der Nacht.

Das Tief bildete sich bereits am Sonntagnachmittag über dem Atlantik auf 40° nördlicher Breite, entlang einer langgestreckten Frontalzone. In den nächsten 36 Stunden verlagerte es sich auf einer ost-nordöstlichen Zugbahn bis zum Ärmelkanal. Der Luftdruck im Kern des Tiefs sank in dieser Zeit von anfangs 1005 bis auf 974hPa (Schiffsmeldung südlich von Brighton um Mitternacht am Dienstag 10. Februar). In der Folge zog das Tief unter allmählicher Auffüllung weiter ostwärts über die Benelux-Staaten hinweg nach Norddeutschland – ganz ähnlich wie zuvor Sturmtief "Joris", jedoch mit deutlich weniger tiefem Kerndruck. Ergänzend zum Satellitenbild oben zeigen die Abbildungen 5 und 6 die Positionen des Tiefs am Montag 9. und Dienstag 10. Februar, jeweils am Mittag um 12 UTC, südwestlich von Irland, bzw. über Norddeutschland.

Das Druckgefälle verursacht eine Strömung mit einer verhältnismässig einheitlichen Grundstärke. Für die Böigkeit des Windes sind zusätzlich auftretende turbulente Prozesse verantwortlich, welche die stärkeren Höhenwinde von Zeit zu Zeit bis zum Boden hinuntermischen. Die Intensität dieses turbulenten Mischprozesses hängt von der Stabilität der Atmosphäre ab. Fliesst in grosser Höhe Kaltluft über bodennahe Warmluft ein, so nimmt die Stabilität rasch ab und es finden beträchtliche vertikale Umlagerungen in der Luft statt. Ein grobes Mass für die Stabilität ist die Temperaturdifferenz zwischen 5500m und 1500m über Meer. Je grösser diese Differenz, desto labiler ist die Luftschichtung, und desto eher bilden sich Schauer oder sogar Gewitter als Ausdruck der turbulenten Durchmischung. Die Temperaturdifferenzen während der intensivsten Phasen von "Joris" und "Quinten" sind in den Abbildungen 9 und 10 dargestellt. Trotz ähnlicher Beträge in der Grössenordnung von 28 bis 30 Grad traten am 23. Januar am Nachmittag weitaus heftigere Schauer und sogar Gewitter auf, als am 10. Februar. Damals bildeten sich die Gewitter entlang einer sehr ausgeprägten Linie auf der Rückseite der Kaltfront in der Kaltluft, in einem Bereich stark zusammenfliessender Bodenwinde (Konvergenzlinie), welche die Schweiz von Nordwesten her überrollte. Abb. 9 und 10 lassen erahnen, dass es grossräumig bedeutende Unterschiede bzgl. Charakter der Luftmassen im Einflussbereich der beiden betrachteten Tiefdruckgebiete gab.

Die komplexe Struktur eines Mittelbreiten-Tiefs, welches nichts anderes darstellt, als die grossräumige Verwirbelung von warmen und kalten Luftmassen, wird durch die vielen Frontenanalysen der Wetterdienste verdeutlicht, welche im Detail oft voneinander abweichen. Das Beispiel unten für Dienstag 10. Februar 2009 um 06 UTC zeigt ein spezielles Satellitenbild zur Luftmassenidentifikation, ein Ausschnitt aus einem westeuropäischen Radarkomposit sowie die Frontenanalysen des deutschen und englischen Wetterdienstes (Abb. 11 bis 14). Keine der Darstellungen ist richtig oder falsch, jede verwendet einen Satz von Signaturen um konzeptionell auf die in der Atmosphäre ablaufenden Prozesse und die damit verbundenen Wetterphänomene hinzuweisen. So deuten die offenen Dreiecke in der englischen Analyse auf eine der Bodenkaltfront vorauslaufende Höhenkaltfront hin. Dieser Prozess ist denn auch tatsächlich im Satellitenbild so erkennbar anhand eines rötlichen Streifens in eben diesem Bereich. Die roten Farbtöne im „airmass“ Satellitenbild (siehe eumetsat.int) deuten auf ozonreiche Luft stratosphärischen Ursprungs in den mittleren und oberen Luftschichten hin, welche durch das Absinken aus grosser Höhe stark abgetrocknet und erwärmt wurde. Die bodennahen Luftschichten sind von diesen Vorgängen weitgehend entkoppelt.

Der Luftdruck als integrales Mass für das Gewicht der gesamten Luftsäule über einem Punkt zeigt hingegen schwache Signale dieser Entwicklung in den höheren Luftschichten, wie in Abb. 15 und 16 ersichtlich wird. So sank in Basel und Zürich-Kloten der Luftdruck konstant bis etwa um 05 UTC. Dann folgte eine rund 2-stündige Phase gleichbleibenden Drucks, bevor mit Eintreffen der Kaltluft (Bodenkaltfront) zwischen 07 (Basel) und 09 UTC (Zürich-Kloten) der Druck wieder zu steigen begann. Der erneute Druckfall zwischen 07 und 09 UTC in Zürich-Kloten ist auf das Ausräumen der alten bodennahen Kaltluft zurückzuführen (Warmfront), womit auch der jähe Anstieg der Böenspitzen und das rasche Ansteigen der Temperatur erklärt werden kann. In Basel setzte sich die Warmluft bereits um Mitternacht durch (Abb. 16).