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Timing von sommerlichen Kaltfronten in der Schweiz

Alles zu (Un)wetter relevant für die Schweiz
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Markus Pfister
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Timing von sommerlichen Kaltfronten in der Schweiz

Beitrag von Markus Pfister »

Hallo zusammen,

ich möchte mal versuchen, das Thema "schlechtes" Timing von sommerlichen Kaltfronten in der Schweiz aufzugreifen mit einer subjektiven Beobachtung sowie einer theoretischen Überlegung, warum es öfters unpassend ist für Schwergewitter zur besten Tageszeit. Ich bin mir fast sicher, dass Dinge dazu hier im Forum schon von verschiedenen Leuten erwähnt wurden, und dies quasi ein alter Hut ist. In dem Fall betrachtet man diese Notiz am besten als Hinweis, dass auch ich das nun langsam checke...

Aufgefallen ist mir, dass die Ankunft von Fronten aus Sektor West öfters mal zu früh erfolgt, um noch eine volle tageszeitliche Erwärmung zu ermöglichen, die zu heftigen Gewittern führt. Im Weiteren ist mir aufgefallen, dass es weiter östlich von uns häufiger passt, insbesondere in den neuen Bundesländern Deutschlands, im Südosten Bayerns sowie in Teilen Österreichs und in der Po-Ebene.

Meine Überlegung, warum das so sein könnte, falls dem wirklich so ist, liegt in der Distanz unseres Landes zum Ostatlantik und dem zugehörigen Tagesgang des Wetters über Frankreich bei einer typischen Wetterlage mit Höhenwind aus Sektor West. Wir sind rund 600 bis 700 Kilometer vom Atlantik entfernt. Wenn kühle Luft sich vom Atlantik her dem europäischen Kontinent nähert, dann trifft sie auf ein gewisses tageszeitlich bedingtes Forcing, dass zwar eine solche Front nicht komplett bestimmt, aber doch in der Tendenz beeinflusst. Ich denke hier vor allem an den sommerlichen Tagesgang des Wetters über dem Kontinent. Im Laufe des Tages erwärmt sich über uns die Luft, die Luftsäule dehnt sich nach oben aus, und in den höheren Luftschichten entsteht ein Luftdruck-Gradient zu den Regionen mit weniger erwärmter Luft. Durch fliesst Luft in der Höhe aus dem erwärmten Gebiet ab und führt dann zu Druckabfall am Boden. Dann zieht an der Westküste Frankreichs der Meerwind an, und die Tore sind dann besonders offen für den Einfall kühler Meeresluft. Anders sieht es dort in den Vormittags-Stunden aus, wenn die Temperatur- und damit die Druckunterschiede zum Meer kleiner sind und ggf. sogar der Landwind weht. Dieses tägliche Spiel ist wie gesagt stark an die Tageszeit gekoppelt und damit quasi hart ins Wettergeschehen eincodiert.

Synoptische Wellen und ihre Fronten kommen zeitlich viel zufälliger vom Atlantik her, aber sie werden von diesem Tageszeiten-Forcing beeinflusst. Ich stelle mir vor, dass ein heisser Tag mit Gewittertief über Frankreich mit seiner Dynamik, den vertikalen Umlagerungen sowie der Energieumsetzung in allfälligen Hitzegewittern mit resultierenden Cold-Pools einen wesentlichen Einfluss auf die Struktur und das Timing von Fronten hat, die mit den Wellen einhergehen. Es bilden sich zB. vorgelagerte Linien, die die Rolle der Kaltfront übernehmen, oder die Fronten laufen in ungünstige Bedingungen rein und werden abgebremst. Rechnet man jetzt die 600 bis 700 Kilometer ein wenig hoch auf, sagen wir mal, 40 bis 60 km/h Verlagerung einer Front, kommt man grob auf etwa 10 bis 16 Stunden, die eine meerwind-getriggerte Kaltfront von der Küste Frankreichs zum günstigen Zeitpunkt der "offenen Tore" bis zu uns braucht. Da dies an der Küste etwa gegen Ende des Nachmittags der Fall ist, bekommen wir die Auswirkungen davon also etwa ab den frühen Morgenstunden oder bei langsamerem Vorankommen gegen Mittag vom Jura her zu spüren. Sprich: Die Front oder zumindest der kühle Outflow der Vorgeschichte ist in vielen Fällen etwas zu früh da, um bei uns tageszeitlich voll erhitzte und gewitter-unterstützende Bedingungen anzutreffen. Es gibt dann vielleicht zwei Runden mit mässigen Entwicklungen, oder der Himmel bleibt nach dem Einschub kühler Luft ganz zu, weil es unten stabilisiert und sich die Wolken an einer Inversion ausbreiten. Nach München sind es von der Atlantik-Küste 900 bis 1000 Kilometer, was dieser Front einige Stunden mehr Zeit gibt, um nach dem Start in Westfrankreich erneut Tageshitze vorzufinden.

Wie bekommen wir ein besseres Timing hin für die Schweiz?

Sicherlich mit einer schnelleren Verlagerung der Störung bei stärkerem Jetstream, damit zB. die Welle oder etwas Vorgelagertes es noch vor der nächtlichen Abkühlung zu uns schafft. Schnelle Verlagerung von Systemen im Sommer scheinen mir hier in der Schweiz nicht mehr so häufig vorzukommen, der Jetstream scheint in neuerer Zeit klimawandelbedingt eher schwächer und weiter nördlich zu sein.

Abflauen der Winde in der Höhe, die das Vorankommen der Gewitter abbremsen, oder diese der synoptischen Hebung beraubt werden und sich auflösen. Ist manchmal schwierig zu gestalten, denn wenn eine Gewitterlinie in schwülwarmer Luft mal Fahrt aufgenommen hat, ist sie wegen Eigendynamik nur sehr schwer zu bremsen, vor allem bei westlichen oder nordwestlichen Windrichtungen. Bei Südwest geht das hingegen, und diese Lagen können uns sehr gut aus dem ungünstigen Timing holen, auch mit Spanish Plumes und anderen Effekten, aber ich wollte hier vor allem auf die Westlagen hinweisen.

Zum Schluss noch einige Modellkarten von kommender Woche vom heutigen 0z-Ecmwf-Modell, die meiner Meinung nach den beschriebenen Effekt ein wenig aufzeigen, weshalb ich mich auch entschlossen hatte, das einmal hier im Forum zu notieren:

Erwärmung der Luft über Frankreich, Druckgradient baut sich an der Küste auf, der Trog nähert sich:

Bild
Quelle: https://kachelmannwetter.com/ch/modellk ... 1200z.html

12 Stunden später rauscht die Front über Frankreich mit voller Kraft ostwärts. Vorgelagerte Gewitter bilden sich in der Nacht bereits bis zum Jura und den Vogesen, zu erkennen an den kleinen blauen RH700 > 90% Kringel:

Bild
Quelle: https://kachelmannwetter.com/ch/modellk ... 0000z.html

Mittags resp. 14 Uhr Lokalzeit am nächsten Tag ist eine erste Gewitterfront bereits im Osten der Schweiz angekommen. Sie übernimmt mehr und mehr die Rolle Rolle der nachfolgenden Kaltfront:

Bild
Quelle: https://kachelmannwetter.com/ch/modellk ... 1200z.html

Auf der T2m-Karte vom selben Termin erkennt man, wo es nochmals richtig heiss wäre, wie so oft:

Bild
Quelle: https://kachelmannwetter.com/ch/modellk ... 1200z.html

Feedback, Ergänzungen, Diskussionen und zukünftige Fallbeispiele dazu gerne erwünscht!

Gruss

Markus

PS: Der neue Ecmwf 12z-Lauf hält mit mehr Südwest wieder bessere Gewitter-Aussichten für uns bereit.
Zuletzt geändert von Markus Pfister am Sa 12. Jun 2021, 00:18, insgesamt 2-mal geändert.

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Bernhard Oker
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Re: Timing von sommerlichen Kaltfronten in der Schweiz

Beitrag von Bernhard Oker »

Ich denke vor allem der schwächer werdende Jetstream hat einen grossen Einfluss. Als weiterer Faktor die steigenden Temperaturen in der Höhe. Die -10°C werden in 500hPa immer häufiger überschritten.

Durch den schwächeren Jetstream verlagern sich die Gewitter langsamer und die Chance auf Superzellen und langlebige Squallines sinkt. Die Gewitter werden schneller Outflow Dominant.

Im Tagesverlauf entstehen die ersten Gewitter im Jura, wo die Schweiz sich am nächsten an der Kaltfront befindet und das Cap durch die Orographie zusätzlich schwächer ist. Es entstehen aber nicht mehr die langlebigen Superzellen, sondern Multizellen Cluster die durch viel Outflow einen Coldpool in Ostfrankreich verursachen. Dieser Outflow bricht dann ins Mitelland durch und führt dazu, dass die feuchte Luft Richtung Voralpen gedrängt wird, wo neue Gewitter entstehen. Im Mittelland entstehen lediglich lokal kurzlebige Gewitterzellen, die schnell vom Outflow unterlaufen werden.

Eine weitere Änderung könnte in der Zugbahn und Stärke der Hitzetiefs bzw. Gewittertiefs liegen. Die klassische Spanish Plume scheint mir immer seltener vorzukommen. Könnte es sein, dass die Tröge im Westen immer weniger nach Sünden ausgreifen und die Hitzetiefs weiter nördlich entstehen und mehr von Nordfrankreich Richtung Norddeutschland ziehen statt von Südfrankreich Richtung Mitteldeutschland? Auf deren Vorderseite bleibt die Sogwirkung des Hitzetiefs für den Wind in Bodennähe aus, so dass sich im Vorfeld seltener ein leichter Nordostwind im Mittelland einstellt. Stattdessen bleibt es bei Südwestwind im Mittelland, welcher die feuchtwarme Gewitterluft nach Süddeutschland verfrachtet. Wenn die Hitzetiefs sich weiter nördlich befinden, kommen wir auf ihre Rückseite mit NW-Wind, bevor die Kaltfront die Schweiz erreicht. Die Hitzetiefs haben früher in ihrem Vorfeld einen stärkeren Low-Level Jet zur Folge gehabt.

Wenn ich mir die Windprofile von früheren Superzellen Lagen anschaue, gab es damals auch schon den NW-Wind am Jura, doch die höhere Windscherung = höhere Zuggeschwindigkeit (siehe starker SSO Wind am Gütsch) fehlt heutzutage.
http://contourmap.internet-box.ch/app/s ... vrtstm.htm

Um die oben gemachten Angaben zu verifizieren, könnte man anhand der Payerne Sondierung längere Zeitreihen erstellen mit z.B: der 500hpa Temperatur von Mai-August.

Daten von 1973-2008 für den Juni (Summe alle Werte des Monats / Anzahl Werte). Interessant wären aber die nachfolgenden Jahre, da sich das Problem erst in den letzten paar Jahren so häufig zeigte.
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Nach GFS vom 12.06.2021 00Z wäre kommender Donnerstag ein Fall mit Bise im Vorfeld der Gewitter mit Spanish Plume: :up:
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In der Ostschweiz ev. wieder einmal nur eine Böenfront, da der Jetstream noch westlich der Schweiz ist.
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Gruss
Bernhard
Zuletzt geändert von Bernhard Oker am Sa 12. Jun 2021, 11:26, insgesamt 8-mal geändert.
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Willi
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Re: Timing von sommerlichen Kaltfronten in der Schweiz

Beitrag von Willi »

Ich denke vor allem der schwächer werdende Jetstream hat einen grossen Einfluss.
Interessant, danke euch beiden für die Beiträge. Das passt ganz gut zur Hagelstatistik der letzten Jahre. Bis ca. 2013 gab es regelmässig pro Jahr 1-2 ganz grosse Hagelzüge, welche alleine die Jahressummen der Hagelschäden massiv nach oben drückten. Früher rauschten diese vom Jura zum Bodensee durch, der (bekannte) Sturm vom 20.6.2013 schaffte es dann "nur" noch dem Jura entlang bis in die Region von Basel. Und seither ist eigentlich eher Flaute (gut für die Versicherungen :-)), auch wenn es schon immer wieder kleinere Superzellen mit Hagel im Gepäck gab.

Es ist ja nicht nur so, dass sich der Jetstream nach Norden zurückzieht. Oft spaltet sich der Jet auf und schickt einen Trogausläufer ins Mittelmeer. Dann dreht der Wind nördlich der Alpen auf Süd, später Südost und Ost. Wir sind also im zerrissenen, föhngeprägten Niemandland, während es im Süden schifft und schifft und schifft.

Ja, diese Woche könnte es vielleicht wiedermal passen, abwarten...
Zuletzt geändert von Willi am Sa 12. Jun 2021, 09:44, insgesamt 2-mal geändert.
Gruss Willi
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Microwave
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Re: Timing von sommerlichen Kaltfronten in der Schweiz

Beitrag von Microwave »

Wow. Sturmforum at its best! :up:

Leider kann ich nicht viel mehr zusätzliche Kommentare machen dazu; alles was gesagt werden musste, wurde ja schon gesagt.
Am ehesten sehe ich ein Problem beim Wind in der Höhe, und bei der 500 hPa Temperatur:
Weil der Wind nicht mehr so heftig zieht, zerfallen die Zellen schon wieder nach 2 metradar Bildern.

Und weil bei 3 °C in 500 hPa eben sicher 30 °C im 850er nötig sind für Labilität, müssen wir am Boden aufheizen auf ca. 40 °C, und wenn der Taupunkt aber eben (wegen der begrenzten Wassermenge zur Verdunstung, besonders in Städten) nicht über 10 °C heraus kommt, dann kann das eben nur Zellen geben, welche 5 min leben und knapp 3 Tröpfli bringen am Boden.
(Also, falls nicht ohnehin schon alles Wasser seit 3 Wochen weggebrannt ist von der Sonne)
Und wenn schon vor der Front der Druck gleich wieder auf 1261.95 hPa hochschiesst, sind die gescheiten Gewitter halt auch eher abzählbar an 2 Fingern.
Als "Entschädigung" hat es uns in diesen Fällen glaubs noch nie an Wind gemangelt - und das hat ja sogar noch etwas Gutes für die Windturbinenbetreiber :)

Ist jetzt logischerweise quantitativ gesehen alles etwas plakativ ausgedrückt, aber qualitativ gehen meine Gedanken durchaus in diese Richtung.

Und ja, wie u. U. schon bekannt sein dürfte aus ein paar stinkigeren Beiträgen von mir in neuerer Zeit, ist das halt eben auch mein persönlicher Eindruck, RIP glaubwürdige Hagelzellen in der Schweiz :(

Sonnigste Grüsse - Microwave
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Re: Timing von sommerlichen Kaltfronten in der Schweiz

Beitrag von Tobi (Rheintal, VBG) »

Meiner Einschätzung nach lag das Problem in den letzten Jahren nicht unbedingt am schlechten Timing der KF, sondern an den oft vorlaufenden Druckwellen, welche immer wieder die ganze Energie rausgenommen haben. Wisst ihr nicht mehr wie oft das passiert ist die letzten Jahre? :help:

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Bernhard Oker
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Re: Timing von sommerlichen Kaltfronten in der Schweiz

Beitrag von Bernhard Oker »

Tobi (Rheintal, VBG) hat geschrieben: Sa 12. Jun 2021, 11:24sondern an den oft vorlaufenden Druckwellen
Interessant wäre es heraus zu finden, warum diese Druckwellen öfter entstehen als früher und ob es verschiedene Ursachen für die Entstehung einer Druckwelle gibt.

Z.B. grössere Differenz zwischen Temperatur und Taupunkt = höheres LCL (Wolkenbasis) und damit stärkere Abwinde.
Bild
LCL AGL = Wolkenuntergrenze in Meter über Boden.

Gruss
Bernhard
Zuletzt geändert von Bernhard Oker am Sa 12. Jun 2021, 11:43, insgesamt 5-mal geändert.
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Synonymdani
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Re: Timing von sommerlichen Kaltfronten in der Schweiz

Beitrag von Synonymdani »

Meine Theorie dazu:
Die kalte Outflowluft schiebt sich ja unter die erwärmten Luftmassen, damit Gewitterzellen langlebig sind muss dieser Prozess am Boden die gleiche Zuggeschwindigkeit haben wie die Gewitterzelle. Wenn nun jedoch die LCL wie von Bernhard gezeigt steigt (Prozess am Boden schneller) und gleichzeitig der Jetstream schwächelt (Prozess in der Höhe langsamer) führt dies dazu, dass eher der Zelle eine Druckwelle vorausläuft. Diese führt zu einer Clusterbildung oder zu Zellneubildungen aber ist schlecht für den Organisationsgrad der einzelnen Zelle.
Was Superzellen ja unter anderem hilft bei ihrem bestehen ist eine deutliche Windscherung, diese führt dazu, dass auch bei eher starkem Höhenwind die Druckwelle am Boden nicht zu schnell wird für die Bewegungsgeschwindigkeit der Zelle.


nordspot
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Re: Timing von sommerlichen Kaltfronten in der Schweiz

Beitrag von nordspot »

JUNGS: Ganz grosser Hut ab! Aber wirklich, an Alle hier im Thread! Das macht sowas von Sinn, weltklasse Schlussfolgerung :!: , also da können sich andere Foren ne dicke Scheibe von abschneiden :up:
Hab in den letzten Jahren mir auch oft den Kopf zerbrämelt über das Warum und wieso, dank euer aller Inputs hier geht langsam aber sicher hier ein Licht auf. Hoffe auf weitere Posts zum Thema und hoffe dass nächste Woche was wird ;)

Abendliche Grüsse

Ralph
Zuletzt geändert von nordspot am Sa 12. Jun 2021, 23:47, insgesamt 1-mal geändert.
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