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Über Forscher (in Kooperation mit Meteoerror)

Quelle: Blog | https://meteoerror.wordpress.com ein Medienwatchblog, dessen Schwerpunkt auf der Darstellung meteorologischer Sachverhalte in den Medien liegt. über den Autor: abgeschlossenes Diplom-Studium der Meteorologie & Geophysik in Innsbruck | seit 2010 Berufsmeteorologe | umfassendes Interesse für meteorologische Phänomene wie Föhn, Tornados, Gewitter, Schnellläufer (Stürme), Talwindsysteme | fühlt sich dem Gewissen verpflichtet, über irreführende Darstellungen meteorologischer Sachverhalte in den Medien aufzuklären.

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.

 

Klimaerwärmung: Wenn der Konjunktiv stirbt.

Die Klimaerwärmung schreitet ja schon viel länger voran, schon seit den 80er Jahren gab es Studien und Langfristprognosen über die Erderwärmung. Es wurde vor den gravierenden Folgen gewarnt. Das Jahr 2019 wird die Wende markieren, die Überschreitung des berüchtigten Kipp-Punkts, ab dem die positive Rückkopplung aller Klimaerwärmungseffekte unaufhaltsam ist.

Das Eine sind die hausgemachten Brandbeschleuniger:

Am 08. Juli 2019 betrug der atmosphärische Kohlendioxidgehalt knapp 414 ppm, ein neuer Rekordwert für die Erde.

Der Grund für den rapiden Anstieg ist bekannt: Die industrielle Revolution, inklusive Verkehr und Kohlekraftwerke, also wir.

Gleichzeitig tun wir alles dafür, bestehende Kohlendioxidspeicher zu reduzieren, der über 500 Millionen Hektar umfassende Regenwald wird weiter abgeholzt, zudem kommt es dort zu einem verstärkten Baumsterben. Weltweit werden rund 2,4 Mrd. Kubiktonnen CO2 vom Wald aufgenommen, ein Viertel davon vom Amazonas-Regenwald (Quelle: https://www.sciencemag.org/news/2015/03/amazon-rainforest-ability-soak-carbon-dioxide-falling). Dazu kommt die Flächenversiegelung und Erosion durch Bau- und Landwirtschaft.

Das ist jetzt alles nichts Neues, jedenfalls für die meisten von uns, die eine Schulbildung genossen und ab und zu mal Dokumentationen im Fernsehen angesehen haben.

Jetzt wirken aber nicht nur die hausgemachten Sünden, sondern Rückkopplungseffekte – die wichtigsten sind …

  1. Schmelzen der Polkappen und Inlandeis
  2. Auftauen vom Permafrost
  3. Großflächige Waldbrände
  4. Erwärmung der Ozeane
  5. Trockenheit und Dürreperioden

1) Schmelzen der Polkappen und Inlandeis

Durch den  Rückgang von Schnee und Eis in den Polregionen sinkt die Fläche an hoher Albedo, mit der die Sonnenenergie ins All reflektiert wird (grob gesagt). Helle Flächen reflektieren mehr, dunkle Flächen absorbieren mehr Energie (Wärme). Dadurch kann die starke Erwärmung nicht kompensiert werden.

Der starke Rückgang ist wissenschaftlich bestätigt und kann in nahezu Echtzeitdaten von jedem Internetnutzer eingesehen werden:

Arktis

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Meereisausdehnung der Arktis am 24.Juli 2019, verglichen mit dem Mittel 1981-2010, Quelle: https://nsidc.org/arcticseaicenews/)

Antarktis

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Antarktis im Juni 2019 (Quelle: https://nsidc.org/data/seaice_index )

Weitere Folgen:

  • Anstieg des Meeresspiegels (auch durch die Erwärmung und Ausdehnung des Wassers)
  • Schwächung des Golfstroms durch den starken Eintrag von Süßwasser in die Salzwasser-Zirkulation
  • Abschwächung der horizontalen Temperaturgegensätze zwischen Arktis und Äquator, welche die Jetstreams steuern, die die Nordhalbkugel umspannen
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Jetstream (Windgeschwindigkeiten in ca. 9km Höhe) am Freitag, 26.Juli 2019, 05 MESZ – Nordhalbkugel, Quelle: FV3/Wetterzentrale

Bei starken Temperaturunterschieden sieht der Jetstream so aus wie über Russland, er verläuft relativ geradlinig und wird durch Ozean/Land/Gebirge (z.b. Rocky Mountains, Ural) und Tiefdruckentwicklungen im Jetbereich ausgelenkt. Die entstehenden Rossby-Wellen sind mal flacher, mal steiler von der Amplitude (vgl. Japan und Alaska). Große Auslenkungen (wie an der US-Ostküste oder über Europa) führen zu großräumigen Luftmassentransporten – im Sommerhalbjahr bedeutet das, dass die subtropische Hitze aus Nordafrika bis nach Mitteleuropa gelangen kann. Die letzten Jahre zeigen, dass …

  • diese Wetterlagen häufiger werden, damit steigt die Anzahl der Tage mit großer Hitze
  • diese Wetterlagen länger bestehen bleiben (das großräumige Strömungsmuster bleibt gleich), damit ergeben sich andauernde Hitzewellen und mit steigendem Ausgangsniveau (steigende Frühwerte) steigt das Potential für absolute Hitzerekorde
  • die Wetterlagen extremer werden, die Auslenkung reicht weit nach Süden bzw. Norden, so werden ungewöhnlich warme Luftmassen auch in Nordeuropa, auf Spitzbergen und selbst in Grönland beobachtet. Die Gegenbewegungen mit Kaltluft fallen kaum ins Gewicht (Mai 2019) und unterbrechen nur kurzzeitig die Serie rekordwarmer Monate.
  • Stationäre Wetterlagen mit Tiefdruckeinfluss bringen anhaltend lokalen Starkregen (vgl. Juni/Juli 2016)/großräumige Überflutungen (vgl. Juni 2013)

Mehr dazu im letzten Absatz der Tagesschau-Meldung.

2) Auftauen des Permafrosts

In Europa ist der deutlichste Indikator dafür der Rückgang der Gletscher. Innerhalb von 6 Wochen sind über 700cm Schneedecke am Säntis durch die anhaltende Hitze abgeschmolzen. Das zeigt eindrucksvoll, dass der schneereichste Winter nichts nützt, wenn die Sommer zu heiß ausfallen. Abschmelzende Gletscher mit den Folgen für Almwirtschaft, Wasserkraft und zunehmende Steinschlaggefahr sind das Eine, viel gravierender ist aber, wenn der Permafrost in Kanada und Sibirien auftaut. Dadurch werden riesige Mengen an Methangas frei – Hintergrund zu deren Entstehung in einem Artikel von 2014 – welches ein viel effektiveres Treibhausgas als Kohlendioxid ist.

Außerdem kann durch das Wachstum von Vegetation in Gebieten mit bisherigem Permafrost auch potentiell mehr Biomasse durch Brände vernichtet werden.

3) Großflächige Waldbrände

In Kanada, Sibirien und Alaska gibt es Waldbrände mit nie gesehenem Ausmaß. Der Kohlendioxidausstoß übertraf schon bisher die Jahreswerte für Schweden. In Russland stehen 2 Mio. Hektar Wald in Flammen. Zwar können die dabei freigesetzten Aerosole und Rußpartikel kurzzeitig die Sonneneinstrahlung abschatten und für Abkühlung sorgen, mittel- und langfristig überwiegen aber negative Effekte. Ein differenzierter Artikel aus dem Vorjahr fasst die Folgen zusammen. Offensichtlich ist die massive Freisetzung von CO2 und gleichzeitige Vernichtung von Wald, der zusätzlich CO2 speichern könnte. Die dunklen Rußpartikel legen sich auf Schnee- und Gletscherflächen und beschleunigen das Abschmelzen, die verbrannten dunklen Flächen verstärken die Absorption der Sonneneinstrahlung.

4) Erwärmung der Ozeane

Neben der Ausdehnung des Wassers und steigenden Meeresspiegel kann warmes Wasser auch weniger Kohlendioxid speichern als kaltes Wasser. CO2 versauert zudem die Ozeane, was Korallen und Kleinstlebewesen (Plankton) zum Verhängnis wird, die am Anfang der Nahreskette stehen (mehr dazu hier). Das steigende Algenwachstum entzieht den Fischen Sauerstoff.

5) Trockenheit und Dürreperioden

Trockene Vegetation brennt naturgemäß besser als feuchte Wiesen und Wälder. Mecklenburg-Vorpommern hat erst den größten Waldbrand in seiner Geschichte gesehen.

Die Trockenheit begünstigt Waldbrände, und die Borkenkäfer haben leichtes Spiel. Außerdem kann sich die Luft über sehr trockenen Böden effektiver erwärmen als über nassen Böden, da nur ein geringer oder gar kein Anteil in die Verdunstung fließt und der Großteil für den fühlbaren Wärmestrom (Lufttemperatur) zur Verfügung steht.

Trockenheit sorgt auch für Missernten, Schädlingsausbreitung bis hin zu eingeschleppten gefährlichen tropischen Riesenzecken.

Zusammenfassung

Die Zeiten des Konjunktivs sind vorbei. Der Kipp-Punkt wird jetzt überschritten. Der Welt droht eine Heißzeit. Vernünftige Menschen wissen, dass man jetzt handeln muss, um die Folgen abzufedern. Greta Thunberg hat das erkannt – die FridaysforFuture-Bewegung mahnt rasches Handeln ein. Thunberg sagte in ihrer berühmten Rede, „i want you to panic!“ – Wenn man sich die letzten Rekorde betrachtet, alleine vom 25.Juli 2019:

  • Lingen (Niedersachsen) 42,6 (Station steht zweifelhaft)
  • Tönisvorst (NRW) 41,2
  • Duisberg-Baerl (NRW) 41,2
  • Essen 40,0 (NRW, zuvor 36,6 am 8.8.2003)
  • Paris 42,6 (zuvor 40,4, 1947, Messreihe seit 1873)
  • Lille 40,5 (zuvor 37,6 am 27.07.2018)
  • Gilze-Rijen (NL) 40,7
  • Beitem (B) 40,7

und außerdem …

  • Frankreich 46,0 (28.6.19)
  • Vietnam 43,4 (2019)
  • Kuba 39,1 (2019)
  • Japan 41,1 (2018)
  • Algerien 51,3 (2018)
  • Iran 54,0 (2017)
  • Oman 50,8 (2017)
  • Chile 44,9 (2017)
  • Irak 53,9 (2016)
  • Indien 51,0 (2016)

Dann kommt jetzt vielleicht so etwas wie Panik auf. Denn die Hitzerekorde von 2019 sind nicht Zehntel über den vorherigen wie die letzten 30 bis 50 Jahre, sondern gleich ein ganzes Grad darüber! Von 1983 bis 2019 lag der Hitzerekord in Deutschland um 40,2°C – jetzt sind es 41,2 bzw. 42,6, wenn man die verstrahlte Lingen-Station hernimmt.

Nur: Mit individuellen Maßnahmen ist es nicht getan. Es wird das Klima nicht retten, wenn jetzt ein paar tausend Menschen Papiersackerl statt Plastiksackerl benutzen und auf Flugreisen verzichten. Die Maßnahmen müssen gesetzlich vorgegeben werden. So wie nur eine europaweite Kerosinsteuer bei gleichzeitiger Bevorteilung des Bahnverkehrs und gleichzeitigem massiven Ausbau des öffentlichen Verkehrs/der notwendigen Infrastruktur bzw. Sanierung maroder Strecken nachhaltig etwas nützen wird. Flugscham klingt en vogue, aber ist nur ein Tropfen auf den heißen Stein, fürs individuelle Wohlbefinden, aber nutzlos im großen Ganzen. Damit diese Maßnahmen umgesetzt werden können, braucht es mehr Experten- und weniger Politikerregierungen. Karrieredenken und Ideologien sind fehl am Platz. Es geht nicht nur darum, Wahlen zu gewinnen, sondern um die Zukunft der Menschheit. Klingt dramatisch und ist auch so. Spätestens bei der nächsten Hitzewelle wird man sich wieder an die Panik erinnern.

Ein Letztes zur Benennung: Ob Klimakatastrophe, Klimakrise, Klimawandel (im Englischen klingt Climate Change viel dramatischer …) oder Klimaerwärmung – wie es benannt wird, ist mir persönlich egal – die Folgen müssen so dramatisch dargestellt werden, wie sie sind. Und auch im Kontext der Klimakatastrophe bleiben die meisten Unwetterereignisse wie Starkregen und Großhagel bei Gewittern normal im klimatologischen Sinn. Panik ist nicht gleichbedeutend mit Paranoia. Wetterereignisse richtig einzuordnen – dazu sind Meteorologen und Klimatologen da.

PS: Der Artikel wurde nach bestem Wissen und Gewissen erstellt. Manche Zusammenhänge musste ich aus Platz- und Verständnisgründen vereinfachen.