Kategorie-Archiv: Faszination Wetter [Blog]

Um nicht dauernd auf das Copyright hinweisen zu müssen: Daten stammen von NOAA, NCEP, wetterzentrale.de, wetter3.de und anderen

Klimanotstand: Gute und schlechte Argumente (Falter-Dolm der Woche)

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Klassische Vb-Lage: Trajektorie des Höhentiefs vom 20.-24.August 2005 (Alpenhochwasser)

„Bei einem Notstand, so der Politiker, gehe es schließlich um Gefahr in Verzug. Und man kann sich denken, welche Bilder in Langs Kopf auftauchen: Überschwemmungen, Murenabgänge, Menschen in Schlauchbooten, Wetterkapriolen. Es sind genau solche Situationen, die das aus dem Takt gekommene Klima bedingt.“ (Falter 32/19, S.10)

Klima beschreibt einen längeren Zeitraum (mindestens eine Dekade, im Schnitt betrachtet man 30 Jahre), während Wetter ein kurzer Zeitabschnitt umfasst (Minuten bis wenige Tage). Witterung liegt dazwischen mit mehreren Tagen bis Wochen, z.b. gekennzeichnet durch bestimmte Wetterlagentypen oder Jahreszeiten.

Die genannten Ereignisse beziehen sich hauptsächlich auf Extremniederschläge, wobei die räumliche und zeitliche Skala sehr unterschiedlich sein kann. Murenabgänge sind fast ausschließlich die Folge kleinräumiger und kurzlebiger Niederschlagsereignisse – WETTER – und hängen nicht direkt mit dem Klimawandel zusammen, sie gab es schon immer. Die Alpen sind nun einmal kein statisches Gebilde, sondern ständiger Erosion und Landschaftsveränderung unterlegen. Was aber definitiv zugenommen hat, sind die Eingriffe des Menschen mit Bodenversiegelung, Kanalisierung von Bachbetten und Landwirtschaft (Äcker statt Wälder) bzw. auch Forstwirtschaft (stabile Hänge werden durch Forstwege durchschnitten). Sprich, der Einfluss des Menschen hat einen direkten Einfluss auf potentielle Versicherungsschäden und menschliche Opfer. Das betrifft genauso Überschwemmungen, wenn in potentielle Hochwasserflächen gebaut wird, oftmals illegal. Bei regionalen und überregionalen Hochwässern (also größere Bäche und Flüsse, bei denen kleinräumige Extremniederschläge nicht ausreichen, um die Pegelstände dramatisch steigen zu lassen) wirken sich Bodenversiegelung im Einzugsgebiet und entlang potentieller Überschwemmungsflächen noch viel stärker aus. Wenn im Oberlauf stark reguliert wurde, wird der Wasserstand im Unterlauf entsprechend höher sein. Ich wuchs am Bayrischen Untermain auf und bekam die Folgen von Hochwasserschutz ganz lokal mit. Dort wo der Main eine Biegung macht, wurde durch den flussaufwärtigen Hochwasserschutz die Strömung verschärft und überschwemmte dafür mehr die Orte weiter flussabwärts.

Schlauchboot-Veranlassung gab es natürlich schon in früheren Jahrhunderten auch schon, man denke nur an das berühmte Magdalenenhochwasser von 1342, das seltener als ein 1000-jährliches Hochwasser eintritt. In Mitteleuropa werden außerdem noch 1909, 1954 und 1970 genannt, am Inn außerdem 1960, 1965, 1965, 1975, 1985. Die Wasserstände aus der unregulierten Zeit wurden aber vielfach nicht mehr erreicht. In jüngerer Vergangenheit fallen 1993 und 1995 (Rhein, Main, Mosel, Deutschland), bzw. 1997 (Oder) und 2002 (Elbe, Donau) bzw. 2003 (Main) ein. 2005 folgten erneut Inn und Donau, 2006 ein ausgeprägtes Winterhochwasser an der Elbe, das im Unterlauf höhere Wasserstände als 2002 erreichte, sowie an der March. Als nächstes ein Winterhochwasser 2010 (Donau, Elbe/Oder). Im Januar 2011 kam es zu einem zweiwöchigen Mainhochwasser. Das letzte große Ereignis fand im Juni 2013 statt (Jahrtausendhochwasser Donau, höchster Wasserstand in Passau seit 500 Jahren).  Kärnten war 2012 besonders betroffen, mit Jahrhunderthochwasser in Lavamünd an der Drau. Die Statistik ist natürlich subjektiv gefärbt, alles, was vor 1950 war, ist nicht unbedingt präsent, wenn man später geboren wurde.

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Quelle: https://www.co2levels.org/, schwarz markiert große Hochwasserereignisse im D,A,CH -Raum.

Die Statistik scheint das Gefühl zu decken, dass große Hochwasserereignisse mit steigendem Kohlendioxidgehalt zugenommen haben, doch steckt der Teufel im Detail:

  • Welche Regionen werden betrachtet? Ein Land, der Alpenraum, Mitteleuropa, ganz Europa?
  • Welche Flussgrößen werden betrachtet? Kleinere Flüsse wie Inn, Main, Mosel und Mur, oder große Flüsse wie Drau, Aare, Oder, Rhein oder Elbe?
  • Winter- oder Sommerhochwasser? Mit der Abnahme an Schneefalltagen bis in tiefe Lagen steht weniger Potential für große Schmelzhochwässer zur Verfügung, auch die Eisstau-bedingten Hochwasserereignisse, die vor allem vor 1950 häufiger auftraten, sind so gut wie nicht mehr vorhanden. 1997, 2002,2005 und 2013 entstanden alle durch klassische Vb/Adriatieflagen im Sommer, teilweise mit neuen Rekordregenmengen (z.b. damals Zinnwald im Erzgebirge: 312 l/qm in 24 Std.)
  • Ab wann ist ein Hochwasser so signifikant, dass es erwähnenswert ist? Richtet man sich nach dem Abfluss oder Wasserstand? Am Grad der Überschwemmung, Sachschäden und Todesopfer?

In Summe gar nicht so leicht, aussagekräftige Statistiken im Kontext der Klimaerwärmung zu verwenden. Ich möchte damit sagen: Murenabgänge, kleine und große Überschwemmungen hat es schon immer gegeben, sie waren vom Ausmaß her der Neuzeit ebenbürtig oder eher noch überlegen. Die Hochwassermarken an städtischen Plätzen und alten Rathäusern oder Kirchen legen beredtes Zeugnis davon ab.

Was ist aber zu erwarten? Dass solche Ereignisse häufiger werden.

Muren werden gefördert durch höhere Schuttverfügbarkeit (Abtauen des Permafrosts und Gletscher)  sowie höhere Niederschlagsraten (wärmere Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen). 1 Grad C Erwärmung bewirkt einen Anstieg der Permafrost-Grenze um 200 Höhenmeter. Auch Steinschläge und Felsstürze nehmen deswegen zu (Quelle). 

Lawinenereignisse in höheren Lagen nehmen tendenziell zu wegen großer Schneemengen (vgl. Jänner 2019) und durch starke Erwärmung und flüssigem Niederschlag bis in große Höhen auch die Gefahr schadensträchtiger Nassschneelawinen.

Waldbrände können eher ein Thema werden, siehe 2003, 2007, 2015 und 2018, überhaupt sind Trockenheit, Dürren, Anzahl der Hitzetage (> 30°C) und ungewöhnlich warmer Nächte ein viel besserer Gradmesser der Klimaerwärmung. Und die Steiermark, von dessem Politiker die Rede ist, halt einen besonders hohen Waldanteil. Es wird erwartet, dass Brände, Trockenheit und Schädlingsbefall den Schutzwald zunehmend beeinträchtigen.

Die von 2015 zitierte Studie oben konnte keine signifikante Zunahme an regionalen/überregionalen Hochwasserereignissen („Menschen in Schlauchbooten“) in Österreich feststellen, auch wenn es eine leichte Zunahme an jährlichen Hochwasserdurchflüssen in den Einzugsgebieten gibt.

„Klimamodelle zeigen zudem, dass Österreich zwar einerseits trockener wird, aber auch, dass sich die Variabilität der Niederschlagsmuster verändern wird. Dabei werden Starkniederschläge in Österreich zwar wahrscheinlich weniger häufig auftreten, aber dafür an Intensität gewinnen. Das wiederum erhöht das Risiko von starken Hochwasserereignissen.“ (Quelle: https://www.global2000.at/klimawandel-oesterreich)

 

Es ist also nicht fix, dass Überschwemmungen zunehmen, aber wenn sie auftreten, sind die Auswirkungen intensiver.

Wetterkapriolen, also rasche Wetterumschwünge, sind jetzt nicht direkt Folge des Klimawandels. Markante Wetterstürze gab es schon immer. Unerwartet meistens dann, wenn man keinen oder nur selektiv den Wetterbericht gelesen hat. Der Sommer 2018 war geradezu durch das Gegenteil gekennzeichnet: Kaum Wetterumschwünge, sondern beständig warm und trocken, mit wenigen Kaltfrontdurchgängen. Auffällig ist hier eher das Gegenteil: Die Phasen mit einem bestimmten (Extrem-) Wetter dauern viel länger an, vom kalten Mai ging es in wenigen Tagen in einen anhaltend heißen Juni. Und nach einer kühlen ersten Julihälfte in eine länger heiße zweite Julihälfte. Schon im vergangenen Jahr gab es dazu anschauliche und gute Erklärungen von (Fernseh-) Meteorologen.

Die Arktische Amplifizierung ist ein Langzeitphänomen, dass durch die unverhältnismäßig starke Erwärmung in den Polregionen (hier: Nordhalbkugel, Arktis) zustandekommt, wodurch sich der Nord-Süd-Temperatur- und Druckgradient abschwächt. Dadurch gerät der im Klimadurchschnitt zonale (West-Ost) Jetstream immer öfter ins Schlingern und bildet großräumige, ortsfeste Auslenkungen. Je nachdem, an welcher Stelle wir innerhalb der Auslenkung liegen, ist es lange Zeit besonders kalt/nass (Mai 2019, Juni 2013) oder besonders trocken und warm (April 2007, Juni 2019). Unter Wetterkapriolen werden aber meist eher kleinräumige und kurzlebige Wetterphänomene verstanden, allerdings lässt sich nicht jedes Unwetterereignis direkt auf den Klimawandel zurückführen.

Der Klimanotstand, der durch manche Gemeinden und Städte ausgerufen wird, ist weniger auf lokal eng begrenztes Extremwetter zurückzuführen, sondern in einer größeren Skala zu sehen: Mir fallen als erstes folgende Phänomene ein: Anhaltende Trockenheit bzw. Dürre mit Missernten, Schädlingsbefall, niedrigem Grundwasser und gefährdeter Versorgung mit Trinkwasser und landwirtschaftlicher Bewässerung. Aufgrund der Überwinterung bestimmter Insekten steigt auch die Gefahr von Tropenkrankheiten an. Andauernde Hitze mit steigenden Tiefstwerten gefährden Gesundheit und wirtschaftliche Produktivität. Das sind alles keine schlagzeilenwirksamen Gefahren, aber mit dramatischen Auswirkungen auf die Bevölkerung – und vor allem nicht kleinräumig wie auf Gebirge beschränkte Muren und auf breite Flusstäler beschränkte Schlauchbooteinsätze. Mit anderen Worten, es gibt wesentlich trefflichere Argumente für einen Klimanotstand, als lokal eng begrenzte Ereignisse, die sich schwer bis unmöglich vorhersagen lassen.

 

 

Mit dem Paragleiter ins Gewitter (19.07.19)

Der ORF berichtet (abgerufen am 31.07., 19.35 Uhr) derzeit von einem Paragleiter-Piloten, der am 19. Juli 2019 von einer Gewitterwolke 6500 Meter weit in die Höhe gerissen wurde und später glimpflich notlanden konnte.

„Ich bin mit Freunden am Schöckl gestartet. Wir sind bis Bruck an der Mur geflogen, dort war das Wetter nicht mehr schön und wir sind zurückgeflogen und haben gesehen, dass im Burgenland schönstes Wetter ist. Plötzlich sehe ich auf der rechten Seite eine große Wolke über Oberwart. Ich habe versucht sie südlich zu umfliegen, im schönen Sonnenschein, das hat sich aber als Trugschluss erwiesen, denn dort ist die nächste Gewitterzelle entstanden. Sie hat mich dann innerhalb einer halben Stunde plötzlich auf 6.500 Meter hinaufgezogen“,“

[…] ist seit zwölf Jahren ein begeisterter Paragleiter und absolvierte bereits weit mehr als 3.000 Starts. Ein derartiges Wetterphänomen hat er allerdings noch nie erlebt.

Schauen wir uns einmal an, was da offensichtlich schiefgegangen ist:

Wetterlage: Gewitteranfällig!

1

Großwetterlage am Freitag, 19.07.2019, 14.00 MESZ

Die Großwetterlage zeigt ein kräftiges Tiefdrucksystem, bestehend aus zwei Kernen über Westeuropa und eine ziemlich flache Druckverteilung (nur eine Isobare in der 5-hPa-Isolinien-Auflösung) über dem Alpenraum mit mehreren kleinräumigen Tiefkernen. Die Höhenströmung in 5,6km Höhe ist eher diffluent (Isohypsen fächern auseinander) und hebungsfördernd. Dazu nimmt die relative Topographie ab, was auf Kaltluftadvektion in der Höhe hindeutet (Keilvorderseite). In Summe also keine stabile Wetterlage.

2

Luftmassen anhand 850 hPa Thetae, 14.00 MESZ

Die zugehörige Luftmassenkarte zeigt keine markanten Gradienten, die auf nennenswerten Frontantrieb hindeuten würden, aber eine Andeutung einer Thetae-Achse von Polen über den Osten Tschechiens bis ins Burgenland und südliche Steiermark. An dieser Achse ist die Isobarenkrümmung außerdem zyklonal (konvex), sodass man auf eine Feuchtekonvergenz in der Grundschicht schließen kann.

3

Windfeld in 850 hPa (ca. 1,5km Höhe), 14.00 MESZ

Die Analyse des Windfelds verrät uns außerdem, dass an der Alpensüdseite südliche Winde vorherrschten, mit Andeutung eines konvergenten Windfelds unmittelbar südlich des Alpenhauptkamms.

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Windrichtung am 19.07.2019, 14.00 MESZ – Quelle

Die Bodenwindkonvergenz zeigt sich auch vage in den Beobachtungen zum gleichen Zeitpunkt, wo nördliche Winde auf südliche Winde treffen, bzw. West-Ostwinde über der Westslowakei.

4

Wetterballonaufstieg von Graz, 05.00 MESZ – modifizierte Temperatur/Taupunktkurve mit aktuellen Beobachtungen um 15.00 MESZ.

Der Morgenaufstieg war oberhalb etwa 900 hPa bereits recht labil geschichtet, zum Nachmittag hin wurde die scharfe Bodeninversion durch die Sonneneinstrahlung (Zitat oben: „im schönen Sonnenschein“) weggeheizt. Die Bodenfeuchte hat sich wenig geändert (Taupunkte +/-1 Grad Celsius), aber die Grundschicht insgesamt ist feuchter geworden (Rax und Schöckl je +9°C Taupunkt). Der Schnittpunkt aus trockenadiabatischem Temperaturaufstieg (rote Linie) und Sättigungsmischungslinie (lila) ergibt die Wolkenuntergrenze in rund 1800m Höhe. Ab da ist ungehinderter Aufstieg (orangene Kurve) bis zur Tropopause möglich – in diesem Fall bis etwa 11,5km Höhe. Es gibt Programme, mit denen man die dann vorhandene Labilität (CAPE) ausrechnen kann, hab ich aber nicht zur Hand – ich schätze erfahrungsgemäß auf über 1000 J/kg.

Oben war dann der Schirm vereist, minus 25 Grad, Fluggeschwindigkeiten um die 100 km/h

Dabei können extreme Steigraten (über 40 m/s) erreicht werden. Dann käme das mit der halben Stunde auf 6500m nicht hin. Der Paragleiter muss sich daher am Rande der Gewitterwolke befunden haben – die Aufwinde waren dort viel schwächer, bei 100 km/h sind das 27,7 m/s. Immer noch viel.

Die angegebene Höhe verrät uns außerdem, dass der Pilot etwa auf halber Höhe der Gewitterwolke angelangt ist.

 

Die Angaben stimmen in etwa mit dem Aufstieg überein, wobei es im Bereich der Gewitterwolke durch Niederschlagskühlung/Verdunstungsprozesse deutlich kälter sein kann. Der Bereich zwischen -10 und -30°C markiert außerdem jenen der Hagelwachstumsschicht, also dort, wo Hagelembryos zu Hagelschloßen heranwachsen. Die hat er noch durchflogen, bevor sein Schirm wegen dem Eis zusammengeklappt ist.

Die Kombination aus Bodenwinden aus Süd bis Südost und stärkeren Nordwestwind in der Höhe ist außerdem dafür berüchtigt, dass organisierte Gewitter (Auf- und Abwinde räumlich getrennt, dadurch längerlebige und kräftigere Gewitter) entstehen können.

Die Wetterlage war insgesamt förderlich für Schauer und Gewitter. Hebungsantrieb war durch die diffluente Höhenströmung und Bodentiefdruckrinnen gegeben. Dazu waren sehr labile Luftmassen vorherrschend. Die Feuchteeinschübe in der Höhe begünstigten außerdem kleinen bis mittelgroßen Hagel.

Die Prognosen unterstützen diese Schlussfolgerung – ich habe bewusst die 00 UTC-Läufe herangezogen, die gegen 06.00 MESZ erscheinen, also noch für die Planung herangezogen werden können. Der Pilot muss sich natürlich auch flugmeterologische Produkte anschauen – diese hier anzuführen, würde aber meine Kompetenz bei dieser Rückschau überschreiten (das ist Aufgabe offizieller Untersuchungen).

US-Global Forecast System (GFS)

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GFS vom 19.07., 00 UTC, gültig für 12-18.00 MESZ

EZWMF (Europäer)

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EZMWF vom 19.07., 00 UTC, gültig für 15-18 MESZ

Euro4 (Briten, Lokalmodell)

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Euro4 vom 19.07., 00 UTC, gültig für 15-18 Uhr MESZ

Alle Modelle zeigten im fraglichen Zeitraum und in der Region Oststeiermark und Süd/Mittelburgenland deutliche Niederschlagssignale.

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6-Std.-Radarsumme am 19.07.2019, 12-18.00 MESZ (Quelle)

Der Vergleich mit den Radarsummen anhand der Wetterradarreflektivität zeigt, dass GFS und Euro4 die Intensität und Lokalität der Schauer und Gewitter besser erfassten als das EZWMF. Insgesamt war die Wetterlage also gut erfasst worden und schon in der Früh waren Schauer und Gewitter in der Region absehbar.

In der HEUTE-Zeitung wird außerdem als Zeitpunkt der Landung 17.00 MESZ genannt, er sei demnach zwei Stunden unterwegs gewesen. Das entspricht relativ genau dem Zeitraum der obigen Modellprognosen (15-18 Uhr).

Um 15.00 Uhr befanden sich bereits etliche größere Quellungen entlang der oben analysierten Bodenkonvergenz von Oberkärnten über die Obersteiermark bis ins Industrieviertel. Im Südburgenland und in der Südoststeiermark noch wolkenlos.

Um 15.45 Uhr war es dort allerdings nicht mehr so sonnig, denn es hatten sich größere Quellungen bis hin zu Gewittern über dem Südburgenland und der mittleren Steiermark gebildet.

Die Zelle „rechts“ von ihm über Oberwart ist links am Bild zu sehen, die kurzzeitig und nur für 1,2 Pixel die höchste Reflektivität erreichte. Beim Versuch, die Zelle südlich zum umfliegen geriet er in eine Neubildung weiter östlich (rechtes Bild). Mit dem Durchzug der Gewitter drehte der Bodenwind von Süd auf Nord bis Nordost und trieb den Paragleiter nach Süden bis Stegersbach ab.

Schlussfolgerung:

Das Wetterphänomen war normal – eine normale gewitteranfällige Wetterlage mit frühzeitig hochreichenden Quellwolken und einsetzender Schauer- und Gewitterbildung. Im Südburgenland profitierten die Gewitter vom wolkenlosen Himmel, so konnte es dort noch länger voll einheizen und weiter labilisieren. Das Gewitter, in das der Paragleiter geriet, war kräftig und scherte leicht aus bei der Fortbewegung, also etwas organisierter, was zum Windfeld passt und nicht verwundert. Die Reflektivität war aber nur kurzzeitig maximal, danach hat es sich schon wieder etwas abgeschwächt, evtl. auch durch die Interaktion mit den Nachbarzellen. Was bleibt als Résumée? Auch Profis können sich irren und eine (Gewitter-) Lage falsch einschätzen. Die meisten Paragleiter werden so eine Situation hoffentlich nie erleben – weil sie wieder unten sind, bevor die Gewitterwolken in den Himmel schießen.