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Sturm YULIA auf PETRAS Spuren

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Sturmtiefentwicklung YULIA im Wellenstadium, 23.02.2020, 10 Uhr Lokalzeit

Die prognostizierte Zugbahn von Sturm YULIA ist ähnlich zu jener von Sturm PETRA am 04. Februar 2020, aber rund 200km nördlicher. Im obigen Satellitenbild vom Vormittag sieht man eine ausgeprägte Verwellung mit Warmfrontband über Norddeutschland, wo es zu kräftigen Regenfällen kommt. Die Kaltfront ist noch wenig ausgebildet. Die Jetachse wird durch die gerippten Strukturen innerhalb der Cirrusbewölkung angedeutet, dies deutet auf Schwerewellen und schwere Turbulenzen hin. Entscheidend ist das im weißen Kasten, das mit „kalter Förderband“-Zyklogenese tituliert ist. Dort sieht man nördlich der hochreichenden Schichtbewölkung tiefe flächenhafte Bewölkung. Sie schwimmt auf der kalten Seite des Jetstreams mit und wird sich am Abend zunehmend gegen den Uhrzeigersinn eindrehen. Es handelt sich also um die spätere Okklusionsfront. Das alleine wäre nicht besonders, aber ist insofern bemerkenswert, da es sich um eine Warmfrontwelle handelt. Diese hat sich von der Warmfront des nachrückenden Sturmtiefs ZEHRA abgespaltet, das am Montag von den Britischen Inseln her nachfolgen wird. Dennoch ist im Reifestadium nicht die Warmluft dominant, sondern die Kaltluftbewölkung, aus der die Okklusion geformt wird. Im derzeitigen Übergangsbereich zwischen Kaltluftbewölkung und Jetbewölkung wird sich am Nachmittag und Abend sukzessive sehr trockene Luft stratosphärischen Ursprungs wie ein Keil hineinschieben (Dryslot) und die Tiefdruckentwicklung intensivieren. Dennoch vertieft sich YULIA lediglich um rund 10 hPa auf 991 hPa.

Was macht das Sturmtief also so gefährlich?

1. Es zieht sehr schnell, weil es mit dem Jetstream mitschwimmt. Damit ändert sich der Luftdruck zeitlich schnell und diese, sogenannte isallobarische Druckänderung ist für den Wind entscheidend.

2. Von den Brextinseln rückt rasch das nächste Sturmtief nach. Zum Zeitpunkt des stärksten Windfelds über dem Nordosten von Österreich verstärkt sich bereits ein Tief vor Irland. Mit dem eingelagerten Zwischenhoch steigt der Luftdruck bei uns rasch an.

3. Die Alpennordseite befindet sich im stabil geschichteten Warmsektor. Das begünstigt Föhneffekte und damit kann der kräftige Höhenwind auch ohne Schauerniederschlag zum Boden transportiert werden. Das wird wahrscheinlich schwerpunktmäßig wie bei PETRA im Mühl- und Waldviertel passieren, sowie am Alpenostrand. Außerdem ist die Luftmasse nach Abzug der vorausgegangenen Kaltfront bereits gut durchmischt gewesen, es gibt keine störende Inversion, die ein Herabmischen dämpfen könnte, bzw. kein Niederschlag und im Gegenteil sogar etwas Sonneneinstrahlung.

4. Bei gleichem Druckgradienten weht der Wind in Hochdrucknähe stärker als in Tiefdrucknähe. Das erklärt den stärkeren Höhenwind als bei PETRA, so werden selbst in 3000m Seehöhe am Abend 150 km/h im Mittel erreicht. Manche Modelle rechnen für den Gitterpunkt am Schneeberg Spitzen zwischen 200 und 250 km/h. Ähnliche Windspitzen kann man auch am Göller, auf der Hochfläche der Rax (Scheibwaldhöhe, Dreimarkstein) und Schneealpe sowie am Ötscher und Dürrenstein erwarten, zumindest zwischen 160 und 200 km/h. In den Niederungen verbreitet 90-110 km/h, in Teilen des Mühl- und Waldviertels sowie zwischen Ternitz und Wien sind über 120 km/h möglich. Hier werkelt vor allem der Westföhn.

Auffallend übrigens, wie ruhig die Medien dieses Mal rund um das Sturmtief sind. Bei Sturmtief SABINE am 10.02.2020 gab es zumindest in Österreich einen übertriebenen Hype vor den Auswirkungen, in Deutschland waren die Vorkehrungen (deutschlandweit eingestellter Bahnverkehr) großteils berechtigt.

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cosmo-09z-Vorhersage für Sonntagabend, 21z, 850 hPa Wind (ca. 1500m, kt)

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COSMO-09z-Vorhersage für Sonntagabend, 21z, 925 hPa Wind (ca. 600m, kt)

Die Windvorhersagekarten aller Modelle raten zur allergrößten Vorsicht. Der Höhenwind erreicht in Niederösterreich verbreitet 70-80kt, am südlichen Alpenostrand sogar um 90kt. Das entspricht 160 hkm/h im Mittel! In 600m, also etwa Höhe Anninger erreicht der Höhenwind immer noch um 60kt, also 110 km/h im Mittel. Der Höhepunkt wird zwischen 19 Uhr und 24 Uhr Lokalzeit erreicht, und zwar vor der Kaltfront.

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COSMO-09z-Vorhersage für Sonntagnacht, 00z, CAPE-Werte (J/kg)

Die Kaltfront selbst zeichnet sich als schmales Band mit erhöhten CAPE-Werten ab, zumindest kräftige Schauer sind mit dabei, nördlich der Donau einzelne Gewitter nicht ausgeschlossen.

Wie ungewöhnlich ist der stürmische Hochwinter?

Sturmtief PETRA hat vergangenen Dienstag vor allem über Süddeutschland und Österreich verbreitet für schwere Sturm- und einzelne Orkanböen gesorgt. In Österreich wurden dabei einige Stationsrekorde aufgestellt. In den vergangenen Jahren gb es markante Sturmereignisse vor allem im Oktober (Xavier 05.10.2017, Herwart 23.10.2017) und im Jänner (Burglind 03.01.2018, Friederike 18.01.18). Wenn man weiter zurückblickt, dann ebenfalls im Jänner (Paula 27.01.2008, Kyrill 18.01.2007) bzw. im März (Emma 01.03.2008). Orkan Christian brauste am 28.10.2013 über Norddeutschland, Orkan Xynthia am 28.02.2010 über Süddeutschland und die Alpen mit Föhnorkan. Die Orkanserie im Jahr 1990 fand am 27.02. (Vivian) bzw. in der Nacht auf den 01.03. (Wiebke) statt. Was in der Aufzählung fehlt, sind Stürme Anfang Februar.

Prognose für den 11. Februar 2018, 30 hPa (Stratosphäre)

Im Februar 2018 zeigte sich eine typische Konstellation in der unteren Stratosphäre für den Spätwinter: Der Polarwirbel ist in zwei Teile getrennt, einer über Kanada und einer über Sibirien. Über Nordeuropa hat sich die Stratosphäre deutlich erwärmt und es dominiert Hochdruckeinfluss. Vereinfacht gesagt stützt ein starker Polarwirbel in der Stratosphäre auch einen starken Polarwirbel in der Troposphäre und damit eine positive North Atlantic Oscillation (NAO) mit Westwindwetter über der Nordhalbkugel (Nordatlantik und Europa). Beide Wirbel sind gekoppelt. Erwärmt sich nun die untere Stratosphäre und steigt zudem der Luftdruck, dann werden beide Wirbel entkoppelt, die Zirkulation wird gestört, bricht zusammen oder verkehrt sich gar ins Gegenteil mit kalten Nordostströmungen.

850 hPa Geopotential und Temperatur auf der Nordhalbkugel am 25. Februar 2018

Das bewirkte im Februar 2018 vermehrt kontinentale Kaltluftzufuhr von Russland her, so auch noch gute 14 Tage nach der starken Erwärmung in der Stratosphäre (die Strömungsveränderung in der Troposphäre reagiert verzögert auf Veränderungen in der Stratosphäre.

Diese Kaltluftphasen ab Mitte Jänner bis in den März hinein sind typisch für mitteleuropäische Winter. Stratosphärenerwärmung und Polarwirbelsplits werden meist im Hoch- und Spätwinter beobachtet, der positive NAO geht dann in eine negative NAO über, die Strömung wechselt von High-Index auf Low-Index mit Nord- und Ostwinden statt West und Südwest. Dies ist einer der Gründe, weshalb stürmische Westwetterlagen im Spätwinter eher die Ausnahme sind.

Geopotential und Temperatur in 50 hPa Höhe (Stratosphäre) am kommenden Montag, 10.02.20, Prognose EZWMF

In der aktuellen Prognose (Achtung, 50 hPa) ist der Polarwirbel in der Stratosphäre von Grönland bis Sibirien geschlossen und kaum deformiert. So sieht es schon den ganzen Winter aus, weshalb es bisher kaum zu nennenswertem Frost gekommen ist. Im Gegenteil, im Jänner gab es in weiten Teilen Südskandinaviens und Westrusslands keinen einzigen Eistag, ein neuer Rekord seit Beginn der Aufzeichnungen, mit Zeitreihen, die teils über 100 Jahre zurückreichen. Offenbar gab es selbst in ausgesprochen stürmischen Wintern wie 1990 oder 1999 immer wieder nennenswerte Kaltlufteinbrüche.

Es ist diese Beständigkeit von Großwetterlagen, die mit der globalen Erwärmung einhergeht, die uns Sorge bereiten sollte. Ob es die wochenlange Trockenheit im Frühjahr (Schnee verdunstet statt zum Wasserkreislauf und Grundwasser beizutragen) ist, oder die Hitzeperioden im Sommer, oder ein ewig spätsommerlicher Herbst wie 2019 mit einem Rekord an Südföhnlagen wie im November 2019, ohne einen einzigen markanten Kaltlufteinbruch.

Die aktuelle 10-Tages-Prognose von EZWMF macht diesbezüglich für den verbleibenden Winter 2020 keine Hoffnung:

10-Tages-Prognose von EZMWF für 50 hPa (Geopotential und Temperatur)

Im Gegenteil, der Polarwirbel wird noch symmetrischer und zentriert sich über dem Nordpol, die Stratosphäre kühlt überall ab und stützt damit den troposphärischen Polarwirbel, oder mit anderen Worten: Die Westwetterlage findet ihre Fortsetzung, winterliche Episoden sind nur von kurzer Dauer. Dieser Umstand alleine wäre nicht besorgniserregend, wenn man etwa an den Winter 2006/2007 denkt. Der Winter davor brachte viel Neuschnee im Nordalpenbereich und den kältesten Jänner seit 40 Jahren. Der Folgewinter war dafür rekordmild und gipfelte mit Orkan Kyrill. Mildwinter sind für die Natur aber kein Drama, solange sie niederschlagsreich ausfallen. Die Grundwasserspiegel steigen, in mittleren und höheren Lagen fällt viel Schnee, der die Gletscherschmelze im Sommer verzögert und die Bäche und Flüsse mit Nachschub versorgt. Das Problem mit einem Winter wie 2019/2020 ist nun, dass auch im Hochgebirge nur wenig Neuschnee fällt.

Mont-Blanc-Gletscher am 02. Februar 2020, Quelle: https://www.chamonix.com/webcam-grotte-de-glace,48-5051429,d

So hatten wir vor wenigen Tagen die Situation, dass mitten im Hochwinter am Mont-Blanc-Gletscher das Blankeis hervorschaut. Im vergangenen Sommer haben vor allem der extrem schneereiche Jänner (5-6m Schnee innerhalb 2 Wochen) und der kalte Mai (der einzige zu kalte Monat in einer Serie von 15 zu warmen Monaten in Folge, verglichen mit dem Klimamittel 1981-2010) verhindert, dass die Gletscherschmelze noch dramatischer ausgefallen ist als es ohnehin schon war. Ein weiterer Hitzesommer 2020 wäre verheerend. Nebenbei beschleunigt das auch das Auftauen des Permafrosts in den Alpen und damit die Gefahr von Bergstürzen, Felsstürzen und Steinschlag. Für Wanderer und Kletterer eine steigende Gefahr auf bisher sicheren Routen.

Die aktuelle Berechnung für die Nacht auf Montag zeigt ein Orkantief über dem Nordmeer.

GFS 00z vom 06. Februar 2020, gültig für Montag, 10.02.2020, 01 Uhr MEZ, 850 hPa ThetaE und Bodendruck

Im Unterschied zu Sturmtief PETRA und die Stürme der letzten Jahre handelt es sich hier um ein großräumiges Tief, das in seinem Umfang sogar noch EMMA und KYRILL schlägt. Die stärkste Isobarendrängung fällt mit dem Warmsektor zusammen, wo die Schichtung stabil ist und die stärksten Höhenwinde (80-100kt in 850 hPa bzw. 700 hPa) glücklicherweise nicht zum Boden transportiert werden. Die Kaltfront okkludiert bald und zieht unter Abschwächung in der zweiten Nachthälfte und Montagvormittag über den Süden von Deutschland sowie Nord- und Ostösterreich hinweg. Zuvor bringt sie aber voraussichtlich eine Gewitterlinie hervor, bei der die starken Höhenwinde zum Boden transportiert werden können. In den derzeitigen Modellprognosen der führenden Globalmodelle (GFS, EZWMF und ICON) werden fast unisono Orkanböen gerechnet, mit Schwerpunkt mittleres und südliches Deutschland sowie Alpenvorland bis -ostrand. Spitzenböen am Montag auch im Flachland 100-130 km/h, lokal an der Kaltfront über 150 km/h (Gewitter mit Downbursts). Für die Nacht auf Dienstag und Mittwoch ist das Potential zudem groß, dass sich rückseitig der Kaltfront Schnellläufer (Randtiefs) entwickeln, die mit dem 280 km/h schnellen Jetstream ostwärts ziehen und weitere Orkanböen bringen (Schwerpunkt erneut Süddeutschland).