Gewittervorschau 13. – 20.06.2013

Vorhersagekarte Boden/500 hPA des GFS Modells, gültig for den 13.6. 20 Uhr Lokalzeit. Quelle: wetter3.de

Vorhersagekarte Boden/500 hPA des GFS Modells, gültig for den 13.6. 20 Uhr Lokalzeit. Quelle: wetter3.de

Aus aktuellem Anlass erscheint diese Gewittervorschau etwas früher als üblich. Für heute Donnerstagabend wird der rasche Durchzug einer aktiven Kaltfront erwartet, begleitet von Gewittern mit Sturmböen. Allerdings herrscht auch zum jetzigen Zeitpunkt einige Unsicherheit über die Stärke und das Unwetterpotenzial der erwarteten Gewitter.

Für den Wetterumschwung ist ein Kurzwellentrog verantwortlich, welcher auf der Ostflanke eines umfangreichen Kältepools über dem Atlantik für einmal nicht ins Mittelmeer abtropft, sondern rasch über Frankreich/Deutschland nach Nordosten zieht und dabei unser Land streift. Auf der Vorderseite sind heute die Temperaturen im Flachland auf sommerliche Werte über 25 Grad angestiegen. Die Taupunkte sind mit Spitzenwerten knapp über 15 Grad nicht gerade berauschend, aber durchaus im Bereich, welcher kräftige Gewitter zulässt.

Die Vorhersagekarte Boden/500 hPa des GFS Modells für heute 20 Uhr zeigt an, dass die Bodenfront in den frühen Abendstunden durchzieht, siehe die orange Linie in der beigefügten Grafik. Die einfliessende Rückseitenluft ist sehr seicht und wird zunächst weiter von der tagsüber aufgeheizten Luftmasse überlagert. Der nachfolgende Hochdruckkeil rückt rasch aus Westen vor und dürfte die erwartete Gewittertätigkeit wieder dämpfen. Aufgrund der raschen Zuggeschwindigkeit des durchziehenden Troges ist mit einer raschen Verlagerung der von Westen aufziehenden Schauer und Gewitter zu rechnen. Allerdings ist das Timing und die Stärke der aufziehenden Gewitter auch im jetzigen Zeitpunkt schwer abzuschätzen. Wir verweisen hierzu auf die aktuelle Diskussion im Schweizer Sturmforum, www.sturmforum.ch. Es scheint aber gut gesichert, dass plötzlich auftretende kräftige Windböen ein Thema sind. Diese können örtlich auch Sturmstärke erreichen. Vorsicht also bei Aufenthalten im Freien. Die Windböen können den Niederschlägen vorauseilen und so praktisch ohne Vorwarnung eintreffen. Im Laufe der Nacht dürfte sich die Lage dann überall bei ausklingenden Niederschlägen beruhigen.

Bis Sonntag verbleibt unser Land am Rand einer kräftigen Höhenströmung aus SW bis Wêst. Es wird ein meist freundlicher und mässig warmer Witterungscharakter erwartet, mit einer geringen Neigung zu einzelnen Schauern, wobei gelegentlich Blitz und Donner nicht ganz ausgeschlossen sind. Zu Wochenbeginn rollt dann direkt aus Süden die erste hochsommerliche Hitzewelle auf uns zu. Bei zunehmender Föhntendenz dürften sich im Tagesgang einzelne Hitzegewitter vor allem über den Bergen im Westen entwickeln. Etwa ab Mittwoch dürfte die Gewitterneigung auf der Vorderseite eines von Spanien her nachrückenden Troges markant zunehmen, bevor dann Donnerstag oder Freitag erneut ein Wechsel zu kühlerem und nassem Trogwetter stattfinden könnte. Wie üblich, ist diese Einschätzung im jetzigen Zeitpunkt mit erheblichen Unsicherheiten verbunden.

 

 

Gewittervorschau 17.5. – 24.5.2013

Karte der vorausberechneten Regensummen Freitag bis Montag, GFS-Modell. Quelle: wetter3.de

Karte der vorausberechneten Regensummen Freitag bis Montag, GFS-Modell. Quelle: wetter3.de

Die Wetteraussichten für die kommenden Tage können mit folgenden Worten kurz umschrieben werden: Regen ja, aber kaum Gewitter. Die erwarteten Regenmengen sind in der Tat beeindruckend, vor allem südlich der Alpen: bis zu 150 mm im Tessin, und sonst verbreitet, wenn auch nicht überall, mehr als 50 mm. Trübe Aussichten also für die Pfingsttage, und da und dort auch Hochwassergefahr.

Die Grosswetterlage wird weiterhin durch ein ortsfestes Höhentief über Spanien bestimmt. Diverse Wellenstörungen umkreisen das Tief im Gegenuhrzeigersinn und treffen so aus Süden auf die Alpen. Eine solche ist für das aktuelle Regenwetter verantwortlich. Hinter dieser Störung wird am Samstag der Föhneinfluss nördlich der Alpen nochmals zunehmen, bevor dann am Sonntag die nächste Schlechtwetterwelle durchzieht. Zu Wochenbeginn schwächt sich das Höhentief allmählich ab und mutiert zu einer gestreckten Tiefdruckrinne, deren Achse in der Nähe unseres Landes verbleibt. Die Druckverteilung wird flach, die verbleibende Kaltluft wird von Tag zu Tag langsam aufgeheizt, und um die Wochenmitte könnte sich dann vorübergehend leichter Hochdruckeinfluss durchsetzen, bevor sich rechtzeitig aufs kommende Wochenende hin ein neuer Trog von Westen nähert.

In diesem Fahrplan sind Gewitter bis zur Wochenmitte wenig wahrscheinlich, aber nicht ausgeschlossen. Am ehesten besteht ein geringes Gewitterrisiko zu folgenden Zeiten:
– Heute Freitagabend in postfrontalen Kaltluftschauern im Jura oder ganz im Osten.
– Samstagabend oder in der Nacht zum Sonntag, vor Eintreffen der nächsten Regenfront
– Am Sonntagnachmittag vereinzelt in postfrontalen Kaltluftschauern
– Montag bis Mittwoch bei Tagesgangwetter jeweils in der zweiten Tageshälfte, zum jetzigen Zeitpunkt sehr schwer abschätzbar.

Gegen Ende der kommenden Woche deuten die aktuellen Vorhersagekarten des GFS-Modells das Näherrücken eines flachen Tiefdrucktroges aus Westen an. Auf der Vorderseite könnte dann die Gewitterneigung in frühsommerlicher und zunehmend feuchter Warmluft deutlich ansteigen. Eine völlig andere Variante offeriert das aktuelle EZ-Modell. Der Alpenraum würde in der 2. Wochenhälfte in eine frische NW-Strömung geraten. Die Alpensüdseite wirds freuen, im Norden würde die kühl-trübe und gewitterarme Witterungsperiode weiter andauern.

Gewittervorschau 14. – 17.05.2013

Höhenkarte 300 hPa der positiven Vorticityadvektion, gültig für heute Dienstag 20 Uhr. Quelle: wetter3.de

Höhenkarte 300 hPa der positiven Vorticityadvektion, gültig für heute Dienstag 20 Uhr. Quelle: wetter3.de

Nach mehreren Tagen mit trüber, kühler und regnerischer Witterung steigt der Wunsch nach Sonne und Wärme. Dieser Wunsch wird mindestens vorübergehend für die zentralen und östlichen Landesteile in Erfüllung gehen. Allerdings nur dank freundlicher Unterstützung durch den Föhn, stellt sich doch in den nächsten Tagen eine ausgeprägte Föhnströmung über den Alpen ein. Diese Wetterlage birgt immer auch ein gewisses Potenzial für Gewitter, weniger in den Föhngebieten selbst, aber viel eher im Westen und im Süden, wo sich feuchte Luftmassen breitmachen und den Witterungscharakter dominieren.

Ursache der neuerlichen Föhnlage ist ein ausgeprägter Kaltluftausbruch in 2 Schüben aus dem Nordantlantik in Richtung Golf von Biscaya und iberische Halbinsel. Der erste Schub erreicht Spanien morgen Mittwoch, der zweite dann am Samstag. In der Folge bleibt über dem Golf ein ausgeprägtes Höhentief bis weit in die kommende Woche ortsfest. Unser Land bleibt am Ostrand, in einer sehr wetteraktiven Zone, in welcher vor allem im Süden neue unwetterartige Starkniederschläge auftreten können. Im Norden ist ein Wechselspiel zwischen Föhneinfluss und dem Schlechtwetter zu erwarten, welches im Detail fast unlösbare Knacknüsse für eine zuverlässige Prognose stellen kann.

Heute Dienstag wird die Höhenströmung aus SW allmählich an Fahrt gewinnen. Darin eingelagert wird am Abend ein schwach ausgeprägter Minitrog die Alpen aus SW erreichen. Das damit verbundene Hebungsgebiet dürfte gut mit der sog. positiven Vorticityadvektion verknüpft sein, welche in der beiliegenden Höhenwetterkarte 300 hPa orange eingefärbt ist. Die Aufheizung sollte die Luftmasse genügend labilisieren, so dass am Abend einzelne Gewitter im Bereich des Möglichen liegen. Allerdings wirkt die auflebende Föhntendenz gegen stärkere Gewitterherde, so dass sich das Gewitterrisiko wohl auf die Alpen und die Juraregion beschränken dürfte. Auch die Mesomodelle lassen nur ein sehr verhaltenes Gewitterrisiko erwarten.

Am Mittwoch und Donnerstag dreht die Höhenströmung auf Süd und verstärkt sich weiter. Zugleich geraten der Westen und Süden verstärkt unter Schlechtwettereinfluss, auch Gewitter können da und dort auftreten. Der Osten bleibt unter gesundem Föhneinfluss, dort sind nur sporadisch Niederschläge und kaum Gewitter zu erwarten. Allerdings ist die genaue Abgrenzung zwischen Föhneinfluss und dem Schlechtwetter nur kurzfristig zu machen.

Am Freitag scheint sich die Kaltluft überall durchzusetzen und im ganzen Land für wechselhafte, oft regnische Witterung mit einzelnen eingelagerten Gewittern zu sorgen. An diesem Witterungscharakter dürfte sich über die Pfingsttage nicht viel ändern.

Nächstes Gewitterbulletin am Freitag.

Gewittervorschau 10. – 17.5.2013

Das Gewitterrisiko für die nächsten Tage ist gering und steigt erst ab dem kommenden Dienstag wieder an. Aus diesem Grund erscheint die nächste ausführliche Gewittervorschau zu Wochenbeginn, voraussichtlich am Montag oder Dienstag früh. Dann lässt sich die Gewitteraktivität Dienstag bis Freitag besser abschätzen als heute.

Am kommenden Sonntag sind einzelne Kaltluftgewitter nicht ganz auszuschliessen, obwohl die Wahrscheinlichkeit hierfür aus heutiger Sicht als gering einzuschätzen ist. Der uns am Sonntag streifende Kaltlufttrog greift zu wenig nach Süden aus, um die Luftmasse genügend zu labilisieren. Dies könnte sich allenfalls in der Kurzfrist noch ändern.

Niederschlag und Wetterradar

Wechselloop zwischen einem unorrigierten und korrigierten Radarbild. Details dazu siehe Text. Quelle: Donnerradar 3D Produkt von meteoradar

Wechselloop eines unkorrigierten und korrigierten Radarbildes. Auf das Vorschaubild klicken, um den Loop zu sehen. Details dazu siehe Text. Quelle: Produkt Donnerradar 3D von meteoradar

Die Niederschlagsmessung des Wetterradars ist ein Dauerthema. Die User von Wetterradar-Produkten erwarten eine absolute Präzision der Anzeige. Wehe, wenn es regnet oder schneit, und auf dem Radarbild ist nichts zu erkennen. Genauso schlimm ist auch der umgekehrte Fall: das Radarbild zeigt ein wunderschönes, hereinlaufendes und breites Niederschlagsband, aber die von etwas Wind verwehten Haare bleiben noch ein Stunde oder auch länger trocken. Woher kommen diese Diskrepanzen? Wir möchten die seit Jahrzehnten bekannten Ursachen nicht nochmals breitwalzen, der Text dazu würde bald einmal ein Buch füllen. Aber wir möchten in diesem Blog die wichtigsten Punkte kurz auflisten, und dann im zweiten Teil des Blogs ein neues Produkt vorstellen, welches das Erkennen der Unterschiede zwischen der Radaranzeige und dem „gefühlten“ Niederschlag erleichtern kann.

Dies sind die fundamentalen Eigenheiten der Radarmessung, welche die Präzision beeinträchtigen:
– Der Radar sieht den Niederschlag über unseren Köpfen, typischerweise 1-3 km über Boden, aber nicht am Boden selbst. Am Boden kann kein Wetterradar etwas brauchbares erkennen, das Signal der Bäume, Häuser, Hügel, und des Bodens selbst ist viel zu stark.
– Der Radar erkennt folgende Niederschlagstypen schlecht oder oft gar nicht: kleintropfiger Nieselregen und „trockene“ Schneeflocken bei Minustemperaturen.

Damit ist eigentlich schon alles gesagt. Man kann sich nun die Wetterlagen ausdenken, bei welchen der Radar besonders Mühe hat. Zum Beispiel:
– Der Niederschlag in der Höhe fällt in trockene Luft und verdunstet, bevor er den Boden erreicht.
– Der Niederschlag bildet sich knapp über Boden, z.B. durch orographische Hebung, und wird so vom Radar übersehen.

Beide Wettertypen waren in den vergangenen Monaten besonders häufig und führten immer wieder zu Diskrepanzen. Es ist eine Binsenwahrheit, dass der Wetterradar vor allem im Sommer seine Stärken hat: beim Auftreten von Starkniederschlag und Gewittern. Niederschläge im Sommer sind in der Regel hochreichend, in Gewittertürmen oft 10-15 km hoch, und werden so von den Wetterradars viel leichter erfasst als seichte Niederschlagswolken knapp über Boden. Aber auch im Sommer kann es orographisch getriggerten Niederschlag geben, welcher dann vom Radar zwar erkannt wird, aber in seiner Intensität unterschätzt wird.

Seit einigen Wochen steht den Abonnenten des Produktes Donnerradar 3D ein Express-Radarbild zur Verfügung, welches im Wechsel ein unkorrigiertes und ein korrigiertes Radarbild anzeigt, siehe das beigefügte Beispiel zu Beginn dieses Blogs. Das korrigierte Bild zeigt den effektiv am Boden gefühlten Niederschlag besser an als das unkorrigierte Bild. Im beigefügten Beispiel von heute morgen zeigt das korrigierte Bild über dem Schweizerischen Mittelland kleinere Radarechos als das unkorrigierte Bild. Daraus lässt sich schliessen, dass die schwachen Niederschläge zum Teil noch verdunsten, bevor sie den Boden erreichen. Das würde dann eben bedeuten, dass der Niederschlag am eigenen Standort später einsetzt als aufgrund des Radarbildes erwartet.

Das korrigierte Radarbild ist experimentell. Wir werden in den kommenden Wochen Erfahrung sammeln und dabei die Korrekturtechnik weiter verbessern. Wir erwarten, dass die beschriebene Korrektur vor allem bei schwachen Niederschlägen eine Verbesserung der Anzeige bewirken kann. Es geht also vor allem darum, zwischen trocken und nass zu unterscheiden, und weniger darum zu erkennen, ob es mässig regnet oder aus Giesskannen kübelt.

Mit Schweizer Schneekanonen gegen den Klimaschock

Wetterlage für den kommenden Freitag, Quelle: ecmwf.int. Speziell markiert ist das Grönlandhoch und die NE-Strömung auf dessen SE-Flanke, welche eisige Luftmassen bis nach Spanien verfrachtet.

Klimaforscher wissen es schon längst: Das garstige Winterwetter in diesem Frühjahr in weiten Teilen Europas hat seinen Ursprung im schmelzenden Polareis, siehe den Link am Schluss dieses Artikels. Eine eisfreie Nordsee führt zu einem stabilen Grönlandhoch, auf dessen SE-Flanke eisige Sibirienluft aus Nordrussland nach Europa verfrachtet wird. (Beispiel: Vorhersagekarte des ECMWF-Modells für den kommenden Freitag, siehe Grafik) Die Luft ist nicht nur kalt, sondern auch feuchtneblig-trüb, die Sonne verschwindet während Wochen und Monaten hinter schadstoffbeladenen Stratuswolken. Diese Wetterlage wird in Zukunft nicht mehr die Ausnahme, sondern die Regel werden. Die Folgen kann man sich leicht ausdenken. Ein riesiger Energieverbrauch einer depressiven und krankheitsanfälligen Bevölkerung wird auf uns zukommen. Ein höchst unappetitilicher und wirtschaftskillender Alptraum für unsere Zukunft in Zentraleuropa. Profitieren werden die im Süden angrenzenden Subtropenregionen: das Mittelmeer und die Sahara. Die nach Süden abgedrängte Westwinddrift wird diesen Regionen abwechslungsreichere und vor allem niederschlagsreichere Witterung bescheren. Politwissenschaftler sehen bereits riesige Auswanderungsströme in Richtung Süden auf uns zukommen. Die daraus entstehenden Konflikte sind vorprogrammiert, die Hunnen lassen grüssen.

Aufhalten liesse sich dieses Szenario nur, wenn es gelänge, das Schmelzen des Polareises im Sommer zu verlangsamen. Genau da kommen nun die Schweizer Schneekanonen ins Spiel, welche im geschilderten kalt-feuchten Zukunftsszenario eh nicht mehr gebraucht werden. Die Idee ist, die Schneekanonen auf dem Polareis oder auf Schiffen am Eisrand zu positionieren und die Eisoberfläche zu beschneien. Damit hätte man gleich den Fünfer und das Weggli im Sack:
– man würde mit dem Kunstschnee langfristig eine grössere Eismasse generieren.
– der Kunstschnee wäre weiss (im Gegensatz zu der aerosolverschmutzten natürlichen Schnee-/Eisoberfläche), das Sonnenlicht würde reflektiert, und die Oberfläche würde langsamer schmelzen.

Berechnungen von namhaften ETH-/UNI-Instituten haben gezeigt, das nur schon das Beschneien des Eisrandes den Schmelzprozess so stark aufhalten kann, dass innert weniger Jahre der Eiszustand der Nordsee des letzten Jahrhunderts wiederhergestellt werden könnte. Um die Berechnungen durch Experimente bestätigen zu können, werden ab heute Ostermontag Beschneiungsexperimente mit Schneekanonen auf noch zugefrorenen Schweizer Bergseen durchgeführt. Diese Versuche werden sich die kommenden Monate hinziehen. Dabei wird jeweils nur ein Teil eines Sees beschneit, um dann Vergleiche von beschneiten und nicht beschneiten Seeflächen durchführen zu können.

Eine Gruppe von interessierten Wissenschaftlern und Politikern aus Dänemark und Grönland wird heute den Start der Versuche im Engadin mitverfolgen. Die Details werden geheimgehalten, da zu grosse Besucherstöme die Ergebnisse verfälschen können. Wir verfügen aber über einige von den Behörden genehmigten Zulassungslizenzen, welche wir bei Bedarf an Interessenten abgeben können.

Offen bleibt die Frage, ob die Schneekanonen mit dem Salzwasser des Meeres zurecht kommen. Unter Umständen sind grössere Modifikationen an der Technologie der Schneekanonen unumgänglich. Ein entspr. Forschungsprojekt ist in Vorbereitung und soll nach den Versuchen in diesem Frühjahr an die zuständige EU-Kommission eingereicht werden. So oder so wird es einige Jahre brauchen, bis die Technik für den operativen Grosseinsatz bereitsteht. Hoffentlich ist es dann nicht zu spät.

Blog-Artikel von Stefan Rahmstorf zum Thema ‚Eisschmelze und kaltes Wetter‘

Wintertraum nach Schneefall und Verreifung, 10.2.2013

Märchenhafte Traumlandschaft in der Nähe des Albishorns, aufgenommen 10.2.2013 ca. 12 Uhr

Der Sonntag, 10. Feb. 2013 bleibt wohl vielen als Prachtstag in Erinnerung. Nach wiederholten Schneefällen und kalter Nacht schien die Sonne ungehindert vom stahlblauen Himmel und lockte die Ausflügler und Skifahrer in Scharen in die Berge. Auf den Hügelkuppen, auf ca. 900m Höhe, waren zudem die Bäume so dicht in Schnee verpackt, dass die Szenerie in den Wäldern zwangsläufig an eine Märchenlandschaft erinnerte. Auf dem Albishorn bei Hausen zum Beispiel war die Stimmung in den Wäldern, bei wechselndem Sonnenlicht traumhaft und eigentlich kaum in Worten zu beschreiben.

Einmalig war vor allem die Art und Weise, wie der gefallene Schnee an den Ästen klebte. Diese waren zum Teil vollständig von Schnee umschlossen, zum Teil blieb ein Stück Astkante gerade noch sichtbar. Der sichtbare Teil war aber keineswegs immer auf der unteren Seite, wie man es bei Schneefall ohne Windeinfluss erwarten würde. Sehr oft war der sichtbare Teil auf der Seite, was auf erhebliche Windeffekte, aber auch auf gute Haftung der eingefangenen Schneeflocken hindeutet. Zudem waren immer wieder gezackte Ränder sichtbar, welche auf Verreifungseffekte hindeuten, siehe zum Beispiel auf dem zweiten Foto, unterhalb des Textes.

Aber warum Verreifung nach den Schneefällen am Vortag? Eine klare Antwort liefert der Zeitrafferfilm der eigenen Webcam in Sellenbüren/Stallikon, welche gegen Süden gerichtet ist. Die Albiskette ist links im Bild sichtbar. Der Zeitraffer (Link am Schluss des Artikels) deckt die Morgenstunden des 10.2. ab, etwa von morgens 08 bis 13 Uhr. Klar erkennbar sind Hochnebelfetzen, welche mit einer Bisenströmung von Osten her an der Albiskette gestaut werden. Diese Hochnebelfetzen dürften aus unterkühlten Wolkentröpfchen bestehen, welche bei Kontakt an festen Gegenstanden sofort anfrieren und als Eisteilchen hängen bleiben. Das ist genau der klassische Verreifungsprozess, welcher definitionsgemäss zu Rauhreif führt. Der Rauhreif ist haftungsfähiger als frischer Schnee und kann so besser an den Ästen kleben, auch auf der Seite und unten. Der Rauhreif tritt oft bei Nebel- oder Hochnebellagen im Hochwinter auf und kann auch da die Landschaft verzaubern. Nach Schneefällen fällt der Rauhreif weniger auf, kann aber offenbar ebenso als Stilmittel zur Verschönerung von Schneelandschaften seine Wirkung entfalten.

Zeitrafferfilm Bisen-Hochnebelfetzen
Weitere Bilder im Sturmforum

Mit Schnee und Rauhreif eingepackter Ast, im Wald in der Nähe des Albishorns, aufgenommen am 10.2.2013, ca. 12 Uhr

2H5M Prognosen

Beispiele für Lokalprognosen bei meteoradar.
Oben: alte Version, seit 2001 online
Unten: aktuelle Version „wiewirds“

Zum Verständnis: bei 2H5M Prognosen handelt es sich um Wetterprognosen für die nächsten 2 Stunden (2H), welche alle 5 Minuten (5M) aktualisiert werden. Diese Art von Prognosen im „Nowcasting“ Bereich sind unabdingbar für eine rasche und präzise Vorschau der lokalen Witterung in den kommenden Stunden.

Lokalprognosen sind in Mode gekommen. Jede Wetterseite, welche etwas auf sich hält, bietet solche auf mehrere Tage hinaus an. Je länger der Vorhersagezeitraum, umso besser. Spitzenreiter bei Schweizer Webseiten dürfte meteoblue.ch sein. Dort findet man fürs kleinste Kaff Lokalprognosen über die kommenden 14 Tage. Nebst der erwarteten Witterung werden auch Balkendiagramme angezeigt, welche die erwartete Variabilität der Temperatur und des Niederschlages wiedergeben. Als seriöse Grundlage für mehrtätige Lokalprognosen kommen in erster Linie die Resultate von hochaufgelösten numerischen Wettermodellen in Frage, welche mindestens auch die lokalen Gegebenheiten, z.B. die Standorthöhe und das Relief, berücksichtigen. Die Aussagen dieser Art von Lokalprognosen bleiben summarisch. Zeitangaben präziser als ein Tag sind kaum zu machen, und die Prognosen für benachbarte Orte auf gleicher Höhe dürften sich kaum gross unterscheiden. Und was über 10 Tage hinausgeht, dürfte mit einer viel einfacheren Klimastatistik wohl fast ebenso gut zu machen sein.

Tja, und wie sieht das am anderen Ende der Prognoseskala aus, im Bereich von 0-2 Stunden? Genau da, im Nowcasting Bereich, sind Standortunterschiede entscheidend, selbstverständlich auch Zeitangaben im Minutenbereich. So zum Beispiel beim Aufzug eines Sommergewitters, oder bei Schneeschauern im Winter, bei Nebel oder Glatteisgefahr. All die hochaufgelösten numerischen Wettermodelle kann man für 2-stündige Lokalprognosen getrost in den Kübel werfen, ganz einfach deshalb, weil die Rechenzeit dieser Modelle in der Regel mehrere Stunden beträgt. Selbstverständlich gibt es Alternativen, und die Forschung beschäftigt sich intensiv mit verschiedenen Techniken, bei welchen zunehmend auch spezielle numerische Modelle zum Zug kommen. Hilfreich ist selbstverständlich auch der Fortschritt in der Computer-Technik, welcher dazu beiträgt, dass die Rechenzeiten laufend kürzer werden.

Wir sind stolz darauf, dass meteoradar.ch als einziger Schweizer Wetterdienst über Jahre hinweg, seit 1999, eine Lokalprognose auf der Grundlage des 2H5M-Systems anbieten konnte (siehe Grafik oben rechts). Die Ausgangsdaten waren und sind Wetterradarbilder, Blitzdaten und Bodenmessdaten, welche mit einem superschnellen Rechenmodell innert Sekunden in die Vorhersagen umgesetzt werden. Diese Art von Prognosen sind naturgemäss nur für wenige, dafür aber entscheidende Wetterelemente machbar: Regen, Hagel, Überflutungsgefahr, Schneefall, vereisender Regen und Blitzschlaggefahr. Genau gleich wie beim 14-tägigen Vorhersagemodell von meteoblue berechnen wir mit einem optimierten Wahrscheinlichkeitsmodell die lokalen Risikofaktoren der erwähnten Wetterelemente. Auf Grundlage dieser Risikowerde vermitteln wir auch Warnungen, welche auf vollautomatischer Basis erstellt werden und für die unterschiedlichsten Anwender angeboten werden.

Es freut uns, dass wir, rechtzeitig auf die Festtage und den Jahreswechel, eine neue, benutzerfreundliche Version unserer Lokalprognose „wiewirds“ anbieten können. Diese ist auf der Webseite wiewirds.ch ab sofort öffentlich und kostenlos abrufbar. Mehr dazu in Kürze in einem weiteren Blogbeitrag.

 

Wetterradar, Tröpfchengrösse und orographischer Niederschlag

Aufnahme von fallenden Regentropfen, mit eingeblendetem Massstab. Verschlusszeit: 1/200s. Foto: Willi Schmid

Die starken Niederschläge gestern und vorgestern haben vielerorts zu lokal begrenzten Überflutungen geführt. Bei Ereignissen dieser Art stellt sich immer wieder die Frage nach der Genauigkeit der Messungen des Wetterradars. Die Vergleiche der Radarmessungen mit den uns zur Verfügung stehenden Bodenstationen stehen noch aus. Interessant ist aber die Feststellung, dass der Regenmesser in Sellenbüren während der Dauer des Ereignisses (2 Tage) praktisch das Doppelte, zeitweise sogar das Dreifache der Regenmenge gemessen hat, welche der Radar Albis über dem gleichen Standort „gesehen“ hat.

Die beiden Grafiken am Schluss dieses Artikels zeigen klar den Unterschied von einem Faktor 2 am 9.10., und sogar von einem Faktor 2.5 am 10.10.2012. Die rote Kurve ist jeweils die Messung des Regenmessers, und die grüne Kurve diejenige des Radars. Die blaue Kurve entspricht der grünen Kurve, gestreckt um einen Faktor 2. Wir vermuten, dass am Standort des Regenmessers, am Fuss des Uetlibergs, eine starke orographische Komponente die Niederschlagsintensität vergrössert hat. Der Hügelzug der Albis-Kette hat die darüberfliessende Luftmasse zum Aufsteigen gezwungen. Dadurch bildete sich eine zähe dicke Nebelschicht, welche als Quelle für zusätzliches Regenwasser wirken konnte. Im Vordergrund steht dabei der Seeder-Feeder Effekt, welcher von Bergeron in den 60er Jahren erstmals beschrieben wurde.

Auch wenn orographiche Prozesse wirksam waren, erklärt dies die beobachtete Diskrepanz zwischen Regenmesser und Radar noch nicht. Wir kennen die genaue Ursache nicht, vermuten aber folgende mögliche Erklärungen:
– Die Verstärkung des Niederschlags in der tiefen Nebelschicht wird vom Radar nicht gesehen. In Bodennähe stören Bodensignale die Radarmessung zu stark und werden deshalb weggefiltert.
– Der Niederschlag ist besonders kleintropfig, da auch Koaleszenzprozesse wirksam sein könnten, durch welche kleine Regentröpfchen entstehen („Nieselregen“). Kleine Tröpfchen werden vom Radar schlecht gesehen, können aber substanziell zur gesamten Regenmenge beitragen.
– Die Korrekturalgorithmen der MeteoSchweiz sind nicht optimal auf diese Art von orographischen Niederschlägen eingestellt.

Um die zweite Erklärung (kleintropfiger Regen) zu erhärten oder auszuschliessen, wäre eine Angabe über die mittlere Tröpfchengrösse resp. die mittlere Fallgeschwindigkeit der Tröpfchen von Interesse. In ruhender Luft, z.B. knapp über Boden, ist die Relation zwischen Tropfengrösse und Fallgeschwindigkeit gut bekannt. Kleine Tröpfchen fallen langsamer als grosse. Es gibt zwar jede Menge von sog. „Distrometern“ (mechanische und optische Geräte), deren Zweck es ist, die Grösse von Regentröpfchen indirekt aus der Fallgeschwindigkeit zu messen. Solche Messungen werden meines Wissens bei Wetterdiensten kaum gemacht und sind Forschungsaktivitäten vorbehalten. Als „Notlösung“ haben wir festgestellt, dass jede bessere Kamera mit einem anständigen Zoomobjektiv in der Lage ist, fallende Regentröpfchen zu fotographieren und dabei die Fallgeschwindigkeit zu extrahieren. Wählt man eine grosse Zoomstufe und eine grosse Blende, erreicht man eine geringe Schärfentiefe und kann so die Distanz der scharf abgebildeten Tröpfchen zur Kamera +- konstant halten. Eine Aufnahme zu Beginn dieses Blogtextes zeigt fallende Tröpfchen bei einer Aufnahmezeit von 1/200 Sekunden, mit eingeblendetem Massstab. Die Umrechnung der Spurlänge in Fallgeschwindikeit ist eine einfache Sache, setzt aber voraus, dass die Verschlusszeit der Kamera exakt ist.

Wir haben so, bei einer Regenrate von ca. 3.6 mm/h, die Spurlängen von 80 Tröpfchen ausgewertet und dabei eine mittlere Fallgeschwindigkeit von 3.6 m/s festgestellt. Die Schwankungsbreite ist gross und variiert zwischen 0.6 und 7.4 m/s. Was diese Werte bedeuten, ist eine offene Frage, darauf soll in einem späteren Beitrag eingegangen werden. Wir werden das Experiment auf jeden Fall wiederholen, und so mit der Zeit statistisch fundierte Erkenntnisse gewinnen können. Sollte sich ein Leser angesprochen fühlen, das Experiment zu versuchen, nur zu. Aufgrund unserer ersten Erfahrung ist dies nicht allzu schwierig.

Regenakkumulation am 9.10.2012, Details siehe Text. Quelle: meteoradar

Regenakkumulation am 10.10.2012. Details siehe Text. Quelle: meteoradar

Neuer Nebelmelder von meteoradar

Nebel bei der Talstation der Rinderbergbahn (Zweisimmen). Quelle: www.gstaad.ch

Ab sofort ist der neue Nebelmelder von meteoradar online! Als Datengrundlage dienen fast 300 Wetter-Webcambilder, welche auf camwetter.ch angezeigt werden. Die Bilder werden im 5-Minuten Takt analysiert, das Auftreten von Nebel wird dann tagsüber in den Zoom-Karten mit speziellen Nebelsymbolen angezeigt.

Zusätzlich wurde der Nebelmelder in folgende Produkte integriert:

– Anzeige als Nebelsymbol im bestehenden Produkt „Schnee & Eis“, welches neu in „Schnee-Eis-Nebel“ umbenannt wurde. Mit der Anzeige des Produktes stehen auch Direktlinks zu den Zoom-Karten bei camwetter.ch und zu den Temperatur-Höhenprofilen beim Donnerradar zur Verfügung. Beispiel siehe am Schluss des Artikels.

– Anzeige in den Temperatur-Höhenprofilen des Donnerradars/Winterradars, zur schnellen Erkennung der Höhenlage, insbesondere auch der Nebelobergrenze von Nebel- und Wolkenschichten. Beispiel siehe am Schluss des Artikels.

Wir sind überzeugt, dass diese Ergänzungen einen echten Mehrwert für die beiden bestehenden Produkte bieten, insbesondere in der kalten Jahreszeit.

Selbstverständlich kann die Nebelanzeige gelegentlich fehlerhaft sein. Da es sich um einen vollautomatischen Algorithmus handelt, können wir keine Haftung für die Korrektheit der angezeigten Information übernehmen. Wir werden in den kommenden Wochen Erfahrung sammeln und diese nutzen, um den Nebelmelder weiter zu verbessern.

Nebelanzeige im Temperatur-Höhenprofil, in einem Beispiel für die Region Voralpen-West. Quelle: meteoradar

Produkt Schnee-Eis-Nebel, Beispiel. Quelle: meteoradar