Archiv der Kategorie: Allgemein

Hagelerkennung in Webcambildern

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Gewitterwolke mit grün eingefärbten Hagelzonen. Quelle: meteoradar

Über grünlich verfärbte Hagelwolken wurde schon oft berichtet. Es gibt jedoch bisher kaum wissenschaftliche Untersuchungen, welche das Phänomen erklären können. Dabei wäre der Nutzen durchaus gegeben. Sollte eine physikalisch klare und reproduzierbare Ursache für das Phänomen vorliegen, dann sollte es auch möglich sein, aus Fotoaufnehmen mit entsprechender Verstärkung der Grünverfärbung die Hagelzonen zu identifizieren und zu lokalisieren. Genau diese Technik könnte dann auf die immer zahlreicheren Wetter-Webcambilder angewendet werden, um Hagelzonen, vielleicht sogar die Hagelstärke, besser zu erfassen und so auch die kurzfristige Hagelvorhersage zu verbessen.

Aus dieser Motivation heraus kooperiert meteoradar mit namhaften Forschungsinstituten, welche sich der Frage angenommen haben. Die ersten Resultate dieser Untersuchungen waren allerdings enttäuschend. Nach vielen Fehlschlägen hat sich gezeigt, dass eine zweite wichtige Komponente hinzugezogen werden muss, um zu brauchbaren Resultaten zu gelangen: die Fallbewegung der Hagelkörner im Vergleich zu den übrigen Wolkenpartikeln (Tröpfchen, Eiskristalle). Es scheint genau diese Fallbewegung zu sein, welche Reibungseffekte generiert, die nicht nur Blitz und Donner erzeugen, sondern eben auch die erwähnte Grünverfärbung. Für die Praxis hat sich gezeigt, dass ein Bild nicht genügt. Es braucht eine Bildsequenz mit einem Bildabstand von weniger als 30 Sekunden. Nur so kann auch die Fallbewegung analysiert werden, und dann in Kombination mit der Grünverfärbung zur präzisen Lokalisierung der Hagelzonen verwendet werden. Mehr können wir an dieser Stelle nicht verraten, wir sind gegenüber unseren Forschungspartnern vorderhand zu Stillschweigen verpflichtet. Im Doppelbild ist ein Beispiel angefügt, in welchem die Hagelzonen durch grüne Farbtupfer markiert sind. Interessant, dass der zufällig erwischte Blitz genau in einer eher hagelarmen Zone zu Boden rasselt.

Für den kommenden Sommer sind Tests mit maximal zehn operationellen Webcams in besonders hagelreichen Regionen (Jura, Voralpen, Südtessin) geplant. Wer qualitativ gute Wetter-Webcams in diesen Regionen kennt, kann uns dies per Email an support@meteoradar.ch oder im Schweizerischen Sturmforum melden (Link siehe unten). Das ideale Webcambild wird kontinuierlich oder in einem Abstand von weniger als 30 Sekunden erneuert, hat eine gute Pixel-Auflösung (typischerweise 1280×960 Pixel, 640×480 ginge zur Not) und zeigt zu mind. 50% den Himmel. Wir werden dann mit den Webcam-Haltern Kontakt aufnehmen.

Weiterführender Link im Sturmforum:

http://www.meteoradar.ch/forum/viewtopic.php?f=2&t=8136

Ausführliche Diskussion zur Grünverfärbung von Hagelwolken im Wetterzentrale-Forum:

http://www.wzforum.de/forum2/read.php?7,1609833

 

Frühlingsgefühle

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Wetterkarte der Nordhemisphäre, mit Anzeige der polaren Kaltluft (violette Farben). Quelle: wetter3.de

Die extrem kalte erste Februarhälfte ist Geschichte. Auch die letzten noch begehbaren gefrorenen Seeflächen dürften bald gesperrt sein. Die Wetterzeichen deuten aktuell auf Vorfrühling. Nach einem letzten Schneeflocken-Geplänkel heute Sonntag stösst ein warmes Atlantikhoch mächtig in den Kontinent vor. Ab dem Montag liegt der Kerndruck über Zentraleuropa über 1030 hPa, die Temperaturen steigen kontinuierlich an und erreichen bis am Freitag etwa +5 Grad in 1’500m Höhe. Mit dem immer schneller steigenden Sonnenstand wird die zunehmende Sonnenstrahlung dazu beitragen, dass die Temperaturen im Flachland an der 10-Grad Grenze kratzen werden.

Mit der aktuellen Wetterumstellung könnte eine neue Phase beständiger Witterung eingeleitet werden. Wenn man einen Blick auf die Wetterkarte der Nordhemisphäre wirft (siehe Grafik), dann fällt auf, dass die polare/kontinentale Kaltluft sich wieder weit von Zentraleuropa entfernt hat. Die Achse der kältesten Luft erstreckt sich etwa von Nordamerika über Grönland, den Nordpol bis nach Nordasien, während die atlantische Frontalzone ziemlich weit nach Norden verschoben ist. Falls diese Konstellation Bestand hat, dann wäre bei uns eher trockene und vor allem in der Höhe milde Witterung zu erwarten. Soweit ideales Skiwetter in den kommenden Wochen. Allerdings liegt die Schweiz eher östlich des atlantischen Wärmepools, so dass immer wieder Randstörungen aus NW zu uns vordringen können. Selbstverständlich kann auch wieder eine schöne Kaltfront dabei sein, aber nochmals eine Kältewelle wie gehabt? Nein, diesen Winter bestimmt nicht mehr.

Es schneit, aber das Radarbild ist leer. Warum?

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Aktuelles Radar-Zoombild mit lokalen Schneefall-Echos. Quelle: meteoradar/MeteoSchweiz

Bei tiefen Temperaturen zeigt das Wetterradarbild bei Schneefall oft zu wenig oder gar nichts an. Dies hat verschiedene Gründe. Ich möchte in diesem Blog die möglichen Gründe zusammenfassen. Im Einzelfall dürfte es schwierig sein, herauszufinden, welcher Grund oder welche Gründe nun genau zutreffen.

1. Aus physikalischen Gründen erkennt der Radar „nasse“ Partikel (Regentropfen, angefeuchtete Schneeflocken oder Graupel) besser als „trockene“ Partikel (z.B. Schneeflocken bei Minustemperaturen.

2. Schneeflocken bei mehreren Minusgraden sind klein und werden aus diesem Grund ebenfalls schlecht erfasst. Erst nahe Null Grad oder knapp darüber werden die Schneeflocken in der Regel grösser (durch Kollision und Zusammenhaften von mehreren kleinen Schneeflocken) und geben dann ein stärkeres Radarsignal.

3. Schneewolken bei tiefen Temperaturen sind oft sehr niedrig über dem Boden (Hochnebel). Der Radar kann in der Regel erst einige 100 m über Boden oder auch erst 1-2 km über Boden den Niederschlag von den Bodenechos trennen.

4. Der Albis-Radar ist ein altes Gerät und wird erst im Frühjahr erneuert. Es wird sich weisen, ob das neue Gerät dann im nächsten Winter den Schneefall bei tiefen Temperaturen besser erfassen kann.

Bitterkalter Februar 2012?

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Ensemble-Vorhersage des GFS-Modells, Quelle: wetterzentrale.de

Der im letzten Blog kommentierte mögliche Vorstoss sibirischer Kaltluft wird immer wahrscheinlicher. In den letzten 24 Stunden ist nun auch das EZ-Modell in seinem Hauptlauf auf  die Kaltvariante eingeschwenkt. Die Abkühlung scheint weiterhin schleichend vor sich zu gehen. Die Ensembles des GFS-Modells deuten an, dass die in den kommenden 5-6 Tagen erwartete Abkühlung von ca. 5-10 Grad in 1500m Höhe gut gesichert ist. Die (nicht sehr intensiven) Niederschläge am Wochenende werden allmählich bis ins Flachland in Schnee übergehen. Damit könnte sich, zumindest in leicht erhöhten Lagen, seit längerem wieder eine geschlossene Schneedecke bilden.

Naturgemäss ist dann die Vorhersage für den Rest der kommenden Woche immer noch unsicher. Sehr viel wird davon abhängen, wohin die vom sibirischen Reservoir abgespaltene Kaltluftblase ziehen wird. In zahlreichen Ensemble-Varianten kommt die Blase mindestens in die Nähe des Alpenraumes. Da wären dann die Temperaturen auf 1’500m im Tagesmittel um -15 Grad oder gar deutlich darunter. Auch im Mittelland wären Temperaturen unter -10 Grad zu erwarten. Und wenn die Blase liegenbleibt? Naja, dann können wir hoffen, dass die langsam steigende Sonne die Blase vom Boden her aufheizt, spätestens im März…

So schlimm wie im Februar 1956 wird es mit der Kälte wohl kaum werden. Wer will, kann im Schweizer Sturmforum nachlesen, wie sich damals die Wetterlage präsentierte und welche Temperaturen gemessen worden sind. Wetten, dass die -25.5 Grad in St. Gallen am 11.2.1956 nicht geknackt werden.

Link zum Thread „Winter 1955/1956“ im Schweizer Sturmforum (Angaben von Kurt Jordi):
http://www.meteoradar.ch/forum/viewtopic.php?f=3&t=4638

Die sibirische Kaltluft rückt vor

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Wetterkarten des GFS Modells, Quelle: wetter3.de

Der Winter 2011/2012 war bisher durch milde Temperaturen und zahlreiche Westwindlagen mit unruhiger Witterung geprägt. Mehrere NW-Staulagen brachten den Alpen z.T. gewaltige Neuschneemengen. Nun scheint sich die Wetterlage schleichend umzustellen. Die atlantischen Fronten werden schwächer, und aus Osten sickert zunehmend kalte Bodenluft ein und lässt die Temperaturen im Flachland allmählich wieder in den Negativbereich absinken.

Treibende Kraft der Umstellung scheint das Vorrücken der sibirischen Kaltluft gegen Westen zu sein. Das erkennt man sehr gut an einem Vergleich von zwei Karten des globalen Vorhersagemodells GFS, eine gültig für heute, die zweite gültig für den Donnerstag der nächsten Woche (siehe beigefügte Grafik). Diese Karten zeigen den Bodendruck, das Höhenfeld 500 hPa und die sog. relative Topographie 1000/500 hPa in Farbabstufungen. Diese letzte Grösse ist, anschaulich betrachtet, ein Mass für die mittlere Temperatur der Luftschicht vom Boden bis ca. 5 km Höhe. Orange-gelbe Farbtöne sind warme Luftmassen. Diese werden über grün-blau-violett bis dunkelviolett immer kälter.

Der Kartenausschnitt zeigt fast die gesamte Nordhemisphäre. Der Nordpol ist in der Kartenmitte, Europa liegt im unteren Kartenbereich, Nordamerika links, der Pazifik oben und Asien rechts. Vergleicht man die beiden Karten, dann erkennt man, wie sich vom sibirischen Kältepol ein schönes Stück ablöst und gegen Europa vorankommt. Dieser Kältepool ist mit einem massiven Bodenhoch verknüpft, dessen Bodendruck im Zentrum 1055 hPa überschreitet. Die Ostströmung an der Südflanke des Bodenhochs ist die treibende Kraft, welche die Kaltluft immer weiter gegen Westen vorankommen lässt.

Wie wirkt sich diese Konstellation auf unser Wetter aus? Nun, vorläufig sind wir noch in gebührender Distanz vom Kaltluftzentrum. Mit dem Näherrücken des asiatischen Bodenhochs wird sich bei uns allmählich eine südöstliche Bodenströmung aufbauen. Wir verbleiben in einem Mix aus einsickernder Bisenluft aus Osten, und feuchteren Luftmassen aus dem Atlantik und dem Mittelmeerraum. Bei langsam sinkenden Temperaturen gibt das ein eher trüber Wolkenmix mit gelegentlichen schwachen Niederschlägen. Ob die kälteste Sibirienluft es dann im Februar bis zu uns schafft ist zur Zeit sehr ungewiss. Wenn sie es schafft, dann sind auch im Flachland frostige Temperaturen unter -10 Grad zu erwarten.

Winter oder Frühling?

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Zwei Ensemble-Prognosen des GFS Modells. Quelle: wetterzentrale.de

Oder wie Ensemble Prognosen ändern können.

Modellprognosen bis 5 Tage werden gemeinhin als recht zuverlässig angesehen. Längerfristige Modellprognosen streuen immer mehr, je grösser der Vorhersagezeitraum wird. Sogenannte Ensemble-Prognosen sind ein Mittel, um die mögliche Variabilität der gerechneten Vorhersage abzuschätzen. Man erstellt nicht nur eine Modellprognose, sondern typischerweise deren 20, wobei die Anfangsbedingungen immer wieder zufällig etwas geändert werden. Die Streuung dieser 20 Prognosen sollte dann einen Hinweis geben, wie der Trend etwa liegt. Wenn die 20 Modellprognosen auch bei einer 6-Tagesprognose noch eng beisammen sind, dann spricht man von einer „guten“ Prognosequalität. Wenn die Streuung gross ist, dann ist eben die Prognosequalität schlecht.

Soweit so gut. Aber was ist, wenn die Ensemble-Prognosen insgesamt danebenliegen? Daran wird im Zeitalter der Modellvergötterung meistens nicht gedacht. Vergleichen wir mal die Ensemble-Prognosen der Temperatur auf 850 hPa (ca. 1’500m Höhe) des GFS-Modells (eines der ganz grossen globalen Modelle) von gestern abend 18 Uhr und von heute 00 Uhr (siehe beigefügte Grafik). Die beiden Ensembles wurden im Abstand von nur 6 Stunden gerechnet. Das erste Ensemble suggeriert einen markanten und länger dauernden Wintereinbruch um den 20.1., welcher mindestens etwa 5 Tage andauern sollte. Für den 23.1. umfasst die Spannweite der vorhergesagten Temperatur den Bereich von -5 … -12 Grad. Im 2. Ensemble ist zwar der Wintereinbruch noch deutlich erkennbar, aber er wird viel kürzer, am 23.1. ist der vorhergesagte Temperaturbereich zwischen +1 und -12 Grad. In anderen Worten: am 23.1. könnte es alles sein zwischen Hochwinter und Frühling!

Woher kommt dieser plötzliche Sinneswandel der Modellprognose? Ehrlich gesagt, ich weiss es nicht. Offenbar weiss es das Modell selbst auch nicht. Aber solche Modellaunen sollten den Modellschreibern zu denken geben. Offenbar wird die Natur auch von den allerbesten Modellcodes, der allerhöchsten Modellaufllösung und den allerschnellsten Hochleistungsrechnern weiterhin nicht immer verstanden. Das ist eigentlich beruhigend, wie sollte man sonst die Forschungsmillionen für die weitere Modellentwicklung begründen?

In Kürze: trau keiner Ensemble-Prognose!

Referenzen:

– Ensemble Prognose GFS bei wetterzentrale.de: http://www.wetterzentrale.de/pics/MS_847_ens.png
– Weiterführende Diskussion im Schweizer Sturmforum: http://www.meteoradar.ch/forum/viewtopic.php?f=2&t=7935&p=144918#p144918

Turbulente Neujahrswoche 2012

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Niederschlags-Summenkarte Montag, 2.1. bis Montag, 9.1.2011. Quelle: GFS-Modell, wetter3.de

Die Wetteraussichten für die kommende erste Woche des neuen Jahres sind mehr als strub. Die Fronten folgen sich Schlag auf Schlag und bringen immer wieder Niederschläge, z.T. Schnee bis in tiefe Lagen, und vor allem am Donnerstag auch wieder Sturmböen. Bis am Montag der kommenden Woche werden in den Bergen zum Teil über 100mm Niederschlag erwartet, siehe Grafik. Das bedeutet in den höheren Lagen 1-2m Neuschneezuwachs und ein erneutes Ansteigen der Lawinengefahr. Längerfristig sind infolge der massiven Schneedecke dann eher günstige Lawinenverhältnisse zu erwarten, aber selbstverständlich erst, wenn sich die Schneeschichten verfestigt haben und nicht immer wieder durch neue Starkschneefälle belastet werden.

Im Einzelnen ist der folgende Wochenfahrplan des Wetters zu erwarten:

Dienstag: freundlich und eher mild, wohl der ruhigste Tag der Woche.
Mittwoch: am Morgen früh Kaltfront mit Regen, später noch einigen Schnee- oder Graupelschauern bis in tiefe Lagen.
Donnerstag: zunehmend stürmischer Westwind, Regen, und am Nachmittag dann Kaltfront mit Sturmböen und Schneefall bis in tiefe Lagen. In den Bergen markanter Neuschneezuwachs.
Freitag: langsames Nachlassen der Schneefälle, dann aufgehellt.
Wochenende: Aus Norden neue Kaltfront mit Schneefall bis ins Flachland.

Stürmisches Westwindwetter und Schnee bis ins Flachland

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Am kommenden Freitag erwartet uns stürmisches Westwindwetter. Am Wochenende ist Schnee bis ins Flachland in Sicht.

GFS Prognose für 16.12.2011 um 1600, Quelle: wetterzentrale.de

Momentan zeigen diverse Wettermodelle ein kräftiges Sturmtief, das im Laufe des Freitags über Deutschland hinweg ziehen soll. Es hat bereits den Namen Joachim erhalten. Sturmschäden sind nicht ausgeschlossen, auch wenn die Schweiz nicht im Zentrum des Sturmes liegt. Die kräftigsten Winde werden über den Beneluxstaaten, Deutschland und Polen erwartet.Im Alpenraum kann es im Vorfeld zu einem kurzen aber kräftigen Föhnschub kommen.

Begleitet wird das Tief durch eine gut ausgeprägte Kaltfront mit starken Niederschlägen. In den Bergen können stellenweise bis über einen Meter Neuschnee fallen. In der Nacht auf Samstag sinkt die Schneefallgrenze bis ins Flachland. Am Wochenende sind weitere Schneefälle zu erwarten, jedoch mit abnehmender Intensität.

Die Entwicklung dieses Sturmtiefs wird im Sturmforum diskutiert: http://www.meteoradar.ch/forum/viewtopic.php?f=2&t=7957

Stürmisches Dezemberwetter, weisse Weihnachten?

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Wetterkarte des GFS Modells für Freitag, 13 Uhr. Die weissen Linien des Bodendruckes sind auch über der Schweiz dichtgedrängt und deuten auf kräftige Westwinde hin. Quelle: wetter3.de

In der kommenden Woche legt das Wetter so richtig los. Uns erwartet ein Auf und Ab der Temperatur, in den Alpentälern kurze Föhnphasen, Auch im Mittelland zeitweilig stürmisch auffrischender Westwind, und natürlich auch einiges an Niederschlägen, in den Bergen meist als Schnee. Aufs Wochenende zeichnet sich dann ein satter Polarlufteinbruch ab, mit Schneeschauern bis ins Flachland und einem guten Neuschneezuwachs in den Bergen.

Dies ist etwa der Fahrplan der Woche:
Montag: aus Westen Regen, Schneefall unter 1’000m
Dienstag: föhnig aufgehellt, mild
Mittwoch/Donnerstag: erneut Regen, später auch Schneeschauer bis fast ins Flachland
Freitag: mild, stürmisch auffrischender Westwind
Wochenende: Kaltlufteinbruch mit Schneeschauern bis ins Flachland

Am Wochenende ist der Aufbau einer dünnen Schneedecke im Flachland durchaus möglich. Ob sich diese dann bis Weihnachten halten kann oder gar noch dicker wird? Darüber lässt sich zur Zeit beim besten Willen nur spekulieren. Am wahrscheinlichsten ist die Variante, dass sich aus Westen ein Hoch in den Kontinent hineinschiebt, welches aber rasch wieder aufgebaut wird und durch erneute Zufuhr von milder Atlantikluft abgelöst wird. Das ist mindestens die Variante, die uns die Singularität des Weihnachtstauwetters sehr oft beschert. Lassen wir uns überraschen…

Weitere Diskussion und Analysen dazu im Schweizer Sturmforum:
http://www.meteoradar.ch/forum/viewtopic.php?f=2&t=7957

Druckfläche und Temperatur 850 hPa, gültig für Montag, 19.12.2011. Auf 1'500m Höhe wird eine Temperatur von -7 Grad vorausgesagt. Diese Temperatur lässt auch im Flachland Schneefall erwarten. Quelle: wetter3.de

 

Stürmische Kaltfront am 5. Dez. 2011

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In der kommenden 2. Nachthälfte wird eine aktive Kaltfront mit starken Niederschlägen, sinkender Schneefallgrenze und Sturmböen erwartet. Die Wetterdienste prognostizieren mehr oder weniger übereinstimmend Böenspitzen bis 90 km/h im Flachland, resp. 110 km/h in erhöhten Lagen, im Jura und in den östlichen Voralpen. Lokal können diese Grenzwerte auch überschritten werden.

Allerdings sind diese Prognosewerte nach wie vor mit einer beträchtlichen Unsicherheit behaftet. Der Grund hierfür liegt in einer sich verstärkenden Randwelle im Bereich der Kaltfront. Je nach der effektiven Stärke dieser Welle bei der Passage in der kommenden Nacht können die effektiven Böenspitzen schwächer, oder auch stärker sein als aktuell erwartet. Im Schweizer Sturmforum
http://www.meteoradar.ch/forum/viewtopic.php?f=2&t=7950
wird zur Zeit das Auf und Ab der Modellprognosen anhand von Beispielkarten gezeigt und diskutiert.

Aktuell sind die Temperaturen im Flachland mit 11-12 Grad durchaus im frühlingshaften Bereich, siehe den Ausschnitt Donnerradar mit eingeblendeter Bodentemperatur. Dies dürfte sich in den kommenden 2 Tagen gründlich ändern. Mit der Passage des Kaltlufttroges sind am Dienstag tagsüber z.T. kräftige Schauer mit Graupel oder Schneeflocken bis ins Flachland zu erwarten.

Ausschnitt Radarbild Donnerradar Zoom mit eingeblendeten Temperaturwerten (grüne Felder)