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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004

Grundlagen und Expertenwissen.
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Willi
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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004

Beitragvon Willi » Fr 13. Aug 2004, 07:46

Noch ganz unter dem Eindruck des gestrigen Sturmes stehend, möchte ich die Grundinformation zum Thema "Nowcasting" zusammenstellen. Mehr dazu später.

1. PPI-Sequenz 14 -18 Uhr
http://www.meteoradar.ch/forum/forum_up ... 072508.gif

2. RHI-Sequenz 16 - 1720 Uhr
http://www.meteoradar.ch/forum/forum_up ... 072729.gif

Man beachte die Richtung der Vertikalschnitte: zunächst gegen Süden, dann gegen Osten drehend. Das Gewitter näherte sich dem Radarstandort und entfernte sich dann wieder. Ab ca. 1620 Uhr kann das Aufbäumen der Gewitterzelle über dem Zürichsees schön verfolgt werden. Duch simple Extrapolation konnte dann auch abgeschätzt werden, wie die Zelle etwa weiterziehen würde.

Ich möchte Euch die gestrigen Warnmeldungen auf der Homepage www.meteoradar.ch nicht vorenthalten.

Erstellt 152339 Uhr:
Warn-Hinweis 12.8.2004, 1520 Uhr:
In den folgenden Stunden ist in der Zehtral- und Ostschweiz mit dem Durchzug einer schnell ziehenden Gewitterfront zu rechnen. Lokal Sturmböen und Hagel möglich.

Erstellt 152520 Uhr:
Warn-Hinweis 12.8.2004, 1520 Uhr:
In den folgenden Stunden ist in der Zehtral- und Ostschweiz mit dem Durchzug einer schnell ziehenden, mässig aktiven Gewitterfront zu rechnen. Vereinzelt Sturmböen und Hagel möglich.

Erstellt 162209 Uhr:
Update Warn-Hinweis 12.8.2004, 1620 Uhr:
In den folgenden Stunden ist in der Zehtral- und Ostschweiz mit dem Durchzug einer schnell ziehenden, mässig aktiven Gewitterfront zu rechnen. Vereinzelt Sturmböen und Hagel möglich, zZ vor allem östlich des Zürichsees.

Erstellt 162818 Uhr:
Update Warn-Hinweis 12.8.2004, 1630 Uhr:
In den folgenden Stunden ist in der Zehtral- und Ostschweiz mit dem Durchzug einer schnell ziehenden, mässig aktiven Gewitterfront zu rechnen. Vereinzelt Sturmböen und Hagel möglich, zZ im Osten von Zürich.

Erstellt 163029 Uhr:
Update Warn-Hinweis 12.8.2004, 1630 Uhr:
In den folgenden Stunden ist in der Zehtral- und Ostschweiz mit dem Durchzug einer schnell ziehenden, mässig aktiven Gewitterfront zu rechnen. Vereinzelt starke Sturmböen und Hagel möglich, zZ Region Uster

Erstellt 164059 Uhr:
Update Warn-Hinweis 12.8.2004, 1640 Uhr:
In den folgenden Stunden ist in der Zehtral- und Ostschweiz mit dem Durchzug einer schnell ziehenden, mässig aktiven Gewitterfront zu rechnen. Vereinzelt starke Sturmböen und Hagel möglich, zZ Region Uster und östlich anschliessend.

Erstellt 164451 Uhr:
Update Warn-Hinweis 12.8.2004, 1640 Uhr:
Aufbau eines Starkgewitters östlich von Zürich. Starke Sturmböen und starker Hagel möglich, zZ Region Uster und östlich anschliessend.
- Editiert von Willi am 13.08.2004, 07:51 -

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Adrian (Dübendorf)
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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004

Beitragvon Adrian (Dübendorf) » Fr 13. Aug 2004, 10:35

Danke Willi für die Informationen.

Ich habe mir auch schon überlegt, wie weit wir hier aufgrund der Radarinformationen etwas in SkyWarn einfliessen lassen könnten.
Ich muss gestehen, dass ich noch nicht alle Infos gelesen habe.

Es dürfte sich aber auf jeden Fall gezeigt haben, dass die Entwicklung nicht von vornherein so absehbar war, bzw sich erst in der Entwicklungsfase klarer zeigte. Das sieht man auch schön aufgrund deiner Warnungen.
Mir wird auch immer klarer, was die Interpretation der Radarbilder bezüglich der Realität aussieht.
Wenn ich mir die Radarentwicklung so angschaut haben, dann ist es nicht weiter verwunderlich, dass es zu so massiven Sturmschäden gekommen ist.
Ich masse mir nach wie vor nicht an, meteorologisch absolut auf der Höhe zu sein. Ich vermute aber, dass auch die Profis da nur noch Nowcasting machen können, da die Situation auf die andere oder andere Seite kippen kann.
Ich bin aber doch immer wieder erstaunt, wie es gewisse Bereiche unvorbereitet treffen kann. Ich vermute, dass es nach wie vor einige Feuerwehren gibt, die noch nicht direkt über solche Extremereignisse informiert werden wollen.
Für Deutschland habe ich gerade noch eine Diskussion im WZ Forum gelesen, dass die Feuerwehren im Compi nachschauen müssen um zu sehen, ob sich da etwas anbahnt.
Gruss Adrian Senn
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Martin
 
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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004

Beitragvon Martin » Sa 14. Aug 2004, 14:58

@Adrian: Die Feuerwehren im Kt. Zürich werden bei vorhersehbaren Extremereignissen durch die Alarmzentrale informiert und aufgfordert die notwendigen Massnahmen zu treffen. Die Information der Alarmzentralen läuft via Meteo Schweiz.
Das Problem an solchen Gewitterereignissen liegt an der unberechnenbarkeit. Niemand kann genau voraussagen wann und wo ein heftiges Gewitter loslässt. (Siehe Warnhinweise von Willi). Ich habe selbst um 16.40 Uhr das Radar konsultiert und den Schluss gezogen, dass es wohl ein Gewitter geben wird, jedoch nichts extremes. 10 Minuten Später war Grossalarm für die Feuerwehr.
Die Alarmzentrale Flughafen war in den ersten Minuten vollständig überlastet. Der Notruf 118 funktionierte nur noch bedingt. Das Problem dort ist, dass jeder der einen umgefallenen Baum auf einer Wiese sieht sofort mit dem Handy die Feuerwehr alarmieren will (bewusst etwas übertriebene Darstellung). In diesem Fall ist es wichtig, dass man sich gut überlegt, ob es wirklich nötig ist, dass die Feuerwehr schon in wenigen Minuten vor Ort ist, oder ob man die Meldung auch noch 30 Minuten später abgeben kann. Damit wäre die Nummer 118 für wirkliche Notfälle (dort wo es um Menschenleben geht) erreichbar. Die Feuerwehren welche innerhalb von 30 Minuten bis zu 100 Schadenmeldungen erhalten sind ohnehin gezwungen Prioritäten zu setzten. Diese erfolgen nach dem Prinzip: "retten, halten, behenben" was soviel heisst, dass zuerst Menschen in Gefahr kommen, dann Tiere in Gefahr, dann wird weiterer Schaden verhindert, und erst dann werden Schäden behoben (Z.B. Keller ausgepumpt)

Eine Warnung der Feuerwehr 5 Minuten vor dem Gewitter macht zwar ein mentale Vorbereitung der Einsatzleitung möglich, für mehr reicht es jedoch nicht mehr. In dieser kurzen Zeit ist nur noch via Medien (vor allem Radio) eine Warnung der Bevölkerung möglich und sinvoll. Vor allem die Autofahrer könnten oft von Verhaltensregeln profitieren oder Fenster, Fensterläden, Balkontüren können noch geschlossen werden, allenfalls Autos in die Garage gefahren werden. Dies würde allein schon riesige Schäden verhindern.
Was auch noch wichtig wäre, ist die Information, dass ein Auto repariert werden kann, ein Menschenleben jedoch nicht. Dieser Appell geht an all diejenigen welche noch während einem Unwetter das sichere Heim verlassen und versuchen ihr Auto unter Lebensgefahr in die Garage zu bringen.

Zusammengefasst:
Die Vorwarnung für Ereignisse wie "Lothar" funktioniert recht gut, die Feuerwehren sind auch vorbereitet um die nötigen Massnahmen zu treffen. Bei Gewittern ist vor allem wichtig, dass sich die Bevölkerung richtig verhält (während der "heissen" Phase) die Feuerwehr kann meistens nur reagieren.

Gruss Martin

@Willi: Dein Service ist sehr gut, das ETH Radar ist mein ständiger Begleiter...
Martin Wetzikon/Seegräben

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Adrian (Dübendorf)
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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004

Beitragvon Adrian (Dübendorf) » Sa 14. Aug 2004, 19:27

@Martin: Besten Dank für deine Antwort. Dass die Gewitter so nicht vorhersehbar sind, ist mir klar. Dazu existieren zu wenige Daten zur Verfügung um im Detail den genauen Entstehungsort und auch die Stärke abzuschätzen.

Und leider ist es halt so, dass bei solchen Ereignissen nur reagiert werden kann. Wobei im Prinzip schon gewisse Vorkehrungen getroffen werden könnten, wenn die Leute mit den Informationen etwas anfangen könnten. Und das dürfte uns wetterbegeisterten vorbehalten sein.

Ich vermute ihr hattet da einen ganz heissen Tag. Ich war heute unterwegs nach Rüti und sah zwischen Aatal und Wetzikon einige Schäden an der Kultur (gehackter Mais) und immer wieder Bäume die Äste verloren haben. Auch der Boden ist noch voll Laub und Ästen.
Auf dem Heimweg war ich dann ab der Autostrasse über Gossau nach Bärtschikon und weiter nach Uster gefahren.
In Gossau lagen teilweise die Syphons der Dolen auf dem Trottoir. Auch die Maiskulturen mussten leiden. Und einige Bäume hatten die Äste verloren. Es dürfte also in verschiedenen Orten einige Böen gegeben haben.
Gruss Adrian Senn
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Willi
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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004: Mesoskala

Beitragvon Willi » So 15. Aug 2004, 14:41

So, nun folgt ein etwas wortreicher Dreiteiler zum Thema "Nowcasting".

1. Teil:

Beginnen möchte ich mit der Mesoskala, und mit einem Zitat von Joachim's Posting, 12.8.2004, 1448 Uhr:

"Dort im Osten liegt auch die energiereichste Luft (höchstes Boden-Theta-E)> Gewitter verstärken sich also bei ihrem Weg nach Osten...".

D.h. es lohnt sich, Theta-E anzuschauen. Genauso würde es sich lohnen, CAPE anzuschauen, und zwar auf Karten, die CAPE kontinuierlich wiedergeben, aufgrund von Bodenmessungen, die z.B. alle 10 min erneuert werden.

Ein Versuch in diese Richtung ist "Risikowetter", von dem ich wieder mal Beispiele zeigen möchte. Rosa-Flächen sind hohes CAPE (berechnet von 1 bis 5 km, Bodenstationen + der 500 hPa Punkt der letzten verfügbaren Payerne-Sondierung).

14 Uhr, vor Auslösung der ersten Gewitter. Im Osten ist die Labilität höher (alles Rosa) als im Westen (nur Pünktchen Rosa):
Bild

15 Uhr: Die ersten Gewitter sind losgegangen. Aber die Labilitätsverhältnisse haben sich nicht grundlegend verändert. Im Osten weiterhin hohe Labilität:
Bild

16 Uhr: genauso wie 15 Uhr, nur etwas weiter östlich. Die Gewitter selbst stabilisieren die Luftschichtung.
Bild

17 Uhr: genauso wie 15 Uhr, nur nochmals weiter östlich.
Bild

Muss selbstkritisch anmerken, dass ich die Mesoskala vor Gewitterauslösung nicht beachtet habe, sonst wären möglicherweise die Warn-Hinweise "dramatischer" formuliert worden.


Gruss Willi
- Editiert von Willi am 15.08.2004, 15:11 -

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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004: Radar

Beitragvon Willi » So 15. Aug 2004, 14:52

2. Teil:

Seit langem gibt es wieder mal eine schöne RHI-Sequenz. Habe aus den Vertikalschnitten folgende Parameter herausgelesen und als Zeitreihe durch Excel aufzeichnen lassen:

Wolkentop: etwa die Höhe der Stufe gelb (grün und blau ist ungeeignet, da diese Stufen oft nur Abbilder der Gewitterzentren sind)
Höhe 45 dBZ: Höhe der Stufe violett. Muster:
Bild

Und noch deltav: die maximale Geschwindigkeitsdifferenz der im Wolkentop auseinanderfliessenden Gewitterluft:

Bild

Und hier die Zeitreihengrafiken:
Bild
Bild

Die Verstärkung der Zelle zwischen 1620 und 1700 Uhr ist gut erkennbar, am klarsten beim Parameter deltav. Es würde sich also lohnen, deltav laufend zu berechnen und anzuzeigen. Das ist leider nicht ganz einfach, wegen der Faltung, und weil doch oft die Gradienten der Geschwindigkeit im Wolkenturm so gross sind, dass eine Auswertung fast nicht mehr möglich ist.

Deltav gilt auch als ein guter Indikator für die maximale Hagelkorngrösse (Studie von Witt, publiziert vor vielen jahren im J. Appl. Meteor.). Muss die grafik mal hervorsuchen, ich bin fast sicher, dass man da etwa auf die 5 cm kommt, die gemeldet worden sind.

Uebrigens erinnert mich der Sturm an den 21.7.1992 (Cleopatra-Sturm). Der hatte fast die gleiche Bahn eingeschlagen, und sich genauso über dem Zürichsee verstärkt. Damals erreichte deltav etwa 70 m/s, war also noch etwas stärker. Siehe auch:

http://www.tordach.org/ch/img/Nowcast_article.pdf

Diese Studie hatte auch klar gezeigt, dass die stärksten Sturmböen oft in der Wachstumsphase eines Gewitters auftreten. Das war möglicherweise beim Sturm vom 12.8.2004 genauso, da eigentlich schon im Bereich des Zürichsees starke Böen aufkamen. Damit wird natürlich das Nowcasting von Sturmwinden noch etwas schwieriger, resp. die Vorwarnzeit ist u.U. sehr kurz...

Gruss Willi
- Editiert von Willi am 15.08.2004, 15:12 -

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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004: meteoalert

Beitragvon Willi » So 15. Aug 2004, 15:11

3. Teil

meteoalert ist ein vollautomatisches Standort-Warnsystem, das es schon einige Zeit gibt, das wir aber erst diesen Sommer selbst in der Deutschschweiz lanciert haben.

meteoalert kann zwischen Regen, Starkregen und Hagel unterscheiden, und nutzt vor allem unsere Radarbild-Extrapolation.

Wir haben von einem meteoalert-Tester folgenden Feedback zum vergangenen Donnerstag erhalten:

"Die Vorhersagen in den letzten Tagen waren für 8610 Uster grösstenteils richtig und pünktlich! Vielen Dank dafür.

Interessant wäre eine Kopplung mit Windvorhersage, bzw. Sturm/Gewittervorhersagen. Als kleine Illustration: Uns ist im Zeltlager folgendes geschehen. Am Donnerstagabend wurden wir gewarnt durch ihre korrekte Meldung betreffend starken Niederschlägen/Hagel. Ebenfalls erreichte uns die Warnung \"VORSICHT\" der SMA (Seewarnung). Die Niederschläge ergossen sich pünktlich und die Kinder schafften es fast alle trocken in unsere Evakuierungsscheune. Nachdem die erste Zelle vorbei war beruhigte sich die Lage, soweit vom Boden her sichtbar (Leider kein Blickkontakt nach Westen). Die zweite Zelle erfasste mit stärkeren Böhen, aber weniger Niederschlag unsere Zeltstadt mit den bereits zurückgekehrten TeilnehmerInnen.
Nach Ihrem Konzept haben wir logischerweise keine neue Warnung erhalten. Es ist keinenfalls als Vorwurf zu werten, ich möchte nur aufzeigen, dass in diesem Fall auch eine erneute Warnung vor einer intensiven Zelle vorteilhaft gewesen wäre. Es geht ja nicht darum Unterbrüche in einem Landregen zu signalisieren, aber vielleicht gäbe es bei sehr intensiven Zellen die Möglichkeit, diese erneut zu warnen."

Dieser Feedback zeigt recht deutlich die Richtung, wie ein modernes Warnsystem aufgebaut werden kann. Aus meiner Sicht liegt die Zukunft in einer Kombination eines automatischen Systems mit "von Hand" erstellten Warnmeldungen. Eine Sturmwind-Warnung ist zugegebenermassen mit einem automatischen System kaum zu bewerkstelligen, resp. nochmals eine Stufe anspruchsvoller als eine Niederschlags-Warnung. Andererseits ist ein Warner bald einmal überfordert, wenn er jede einzelne Gemeinde oder jeden Standort "im Auge" behalten sollte. Zudem gibt es die Mesoskala, die ebenfalls schlecht zu automatisieren ist, wenn schon, mit numerischen Modellen, aber die sind, Irrtum vorbehalten, noch nicht für ein "echtes" Nowcasting geschaffen. Und schliesslich natürlich "Skywarn", ebenfalls eine Quelle von aktuellen und wertvollen Informationen, die aber, aus meiner Sicht, in ein Gesamt-System eingebaut werden sollte.

Gruss Willi
- Editiert von Willi am 15.08.2004, 15:34 -

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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004

Beitragvon Dani (Uster) » So 15. Aug 2004, 21:24

Hoi Willi,

Theoretisch wäre es sicher möglich, aber wo liegt der Administrative Aufwand für ein Vorwarnsystem das das Warnsystem sinnvoll ergänzt?

Was ich damit ansprechen will: Es gibt Tage an denen das "Süppchen" in der Atmosphäre schon am morgen früh kocht und wo auch die meisten Parameter für heftige Gewitter sprechen. Wäre es nicht sinnvoll an solchen Tagen eine Vorwarnung zu versenden? Sicherlich kann man das nicht für jede Gemeinde machen, aber die Schweiz ev. in verschiedene Wetterregionen stückeln und stückweise warnen.

Meiner Meinung nach werden Warnungen viel zu wenig am Radio ausgesprochen (ich spreche jetzt von Radio DRS), höre das recht selten obwohl ich viel auf der Strasse bin. Eine Verkehrsmeldung "Gewitter, Stau" nützt ja dann auch nicht mehr viel, dann ists schon zu spät.

Leider wird auch das Internet zu wenig für Warnungen benutzt, Webseiten die sich mit ihrer aktualität brüsten, aber von den Gewittern liest man erst nachher.

Gruss Dani
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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004

Beitragvon Adrian (Dübendorf) » So 15. Aug 2004, 21:52

Zu Skywarn dürfte Bernhard noch etwas sagen.

Ich habe mir die letzten Tage schon überlegt, wie weit ich eine Warnung aussprechen soll, bzw ob ich da nicht eine Fehlprognose mache. Wenn ich aber für mich die Interpretation der Radarbilder und danach die entstehenden Schäden anschaue, dann lag ich oftmals nicht schlecht.
Das Problem für uns "Wetterverrückte" dürfte eher sein, dass wir zwar mit dem ETH Radar eine sehr gute Möglichkeit haben, aktuelle Daten zu erhalten. Gerade der Raum Luzern Aargau Basel und die ganze Ostschweiz ist damit sehr gut abgedeckt. Immer vorrausgesetzt das Radar läuft. Leider sind die Meteoschweiz Bilder zeitverzögert, so dass gewisse Entwicklungen mit einer Verzögerung von bis zu 20 Minuten sichtbar sind. Dies kann u.u schon zu lange sein.
Daneben sind natürlich die Daten über die Höhe der Zelle interessant, wie auch schon weiter erläutert. Es ist zwar im Moment über die Schweiz diese Anzeige verfügbar aber wie lange ist nicht klar.
Vermutlich lässt sich dies für das ETH Radar schlecht realisieren, da diese Informationen nicht regelmässig gescannt werden.
Soweit ich das verstanden habe würde dies die ganze Anlage stärker beanspruchen.

Zum Gewitter vom Donnerstag. Das Problem hier war ja eigentlich dass nach dem Gewittersturm der über die Ostschweiz zog, nachgelagert die Kaltluftfront nachlief. Darin eingelagert waren die Winde die doch eine gewisse Stärke aufwiesen und in Gebieten bei denen das Gewitter nicht aktiv war, waren die Windstärken höher.
Die Warnung hätte also zweistufig ausfallen müssen.
Dass da die Kaltluft durchlief, war hier im Forum ersichtlich, als vor diesen Winden gewarnt wurde.

Bin gespannt auf weitere Beiträge.
Gruss Adrian Senn
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Nowcasting: der Sturm vom 12.8.2004

Beitragvon Federwolke » So 15. Aug 2004, 22:10

Hoi zäme

Ich denke, machbar wäre einiges. Die Frage ist wohl eher: Was darf es kosten?

Mir schwebt schon seit einiger Zeit eine UWZ für die Schweiz vor. Ob diese aber unter den hiesigen Verhältnissen (Datenpolitik und Stationsdichte, Gebühren, Gesetzeslage) hier überhaupt zu realisieren und überlebensfähig wäre, kann ich schwer beurteilen. Sehe da zu wenig hinter die Kulissen, erwarte aber nix gutes. JK hätte es wahrscheinlich schon in die Hand genommen, wenn die Aussichten einigermassen gut wären...

Aber das war wohl gar nicht die Frage... ;-)

Gruss

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