Mehrzelliges Gewitter am 07. Mai 2013

Synoptische Situation

Am 07. Mai um 12 UTC befand sich ein Höhentief über der Großregion, das mit Kaltluft gefüllt war (bis zu -21°C in 500 hPa) und einem negativ geneigten Höhentrog angehörte. Dieser langwellige Trog erstreckte sich vom Ärmelkanal über die Alpen bis in den zentralen Mittelmeerraum (Abb. 1) und besaß einen zweiten Drehzentrum über der Adria. Zudem war die Höhenzyklone an eine mäßige PV-Anomalie gebunden und an dessen Nordflanke waren leichte positive Vorticityadvektion und konvergente Q-Vektoren in 500 hPa vorhanden. Demnach waren Antriebe für aufsteigende Vertikalbewegungen gegeben.

Abb. 1: Analyse der Temperatur und des Geopotentials in 500 hPa um 12 UTC | © wetter3

Im Bodendruckfeld befand sich Luxemburg im Bereich eines barometrischen Sumpfes. Der oben erwähnte Langwellentrog korrespondierte mit einer amorphen Tiefdruckzone am Boden.

Abb. 2: Bodenanalyse 12 UTC | © Deutscher Wetterdienst

Thermodynamische Umgebung

Die höchste Temperatur wurde an diesem Tag mit knapp 18.2°C in Wasserbillig gemessen, wobei der Taupunkt am Nachmittag zwischen 10 und 14°C variierte (Quelle: MeteoGroup-Messnetz). Als Referenz für die vertikale Schichtung der Atmosphäre und für die Bestimmung der jeweiligen Konvektionsindizes werden nun an dieser Stelle die Daten des 12 UTC Radiosondenaufstiegs aus Idar-Oberstein (Rheinland-Pfalz) verwendet. In Abb. 3 ist das dazu gehörige thermodynamische Diagramm in Form eines schrägen T-log(p)-Diagramms dargestellt. Die rechte schwarze Zustandskurve ist der Temperaturverlauf und die linke Kurve der Verlauf des Taupunkts. Rechts neben dem Diagramm sind die Windpfeile für die entsprechenden Höhen angegeben.

Abb. 3 | © University of Wyoming

Nun folgt eine Auflistung der wichtigsten Parameter:

• 500 hPa Temperatur: -20,1°C
• 500 hPa Wind: 33 kn (61 km/h)
• 850 hPa Temperatur: +6,2°C
• 850 hPa Wind: 4 kn (7 km/h)
• 850 hPa pseudopotentielle Temperatur: 37°C
  ==> Luftmassentyp: Festlandsluft/gealterte Meeresluft
• 850 - 600 hPa Lapse Rate: 16,9°C
• Mixed-Layer Lifted Index (500 hPa): +1,8°C
• Surface-Based Lifted Index (500 hPa): -1,3°C
• Mixed-Layer CAPE: 0 J/kg
• Surface-Based/Most-Unstable CAPE: 350 bis 450 J/kg
  ==> schwache bis mäßige latente Instabilität
• Surface-Based CIN: 0 J/kg ==> keine konvektive Hemmung
• Höhe der Tropopause: 10,1 km (261 hPa)
• Schichtdicke 1000/500 hPa: 5502 gpm
• Ausfällbares Niederschlagswasser (PWAT): 20 mm
• Windscherung 0-3 km: 10,2 m/s
• Windscherung 0-6 km (DLS): 18,5 m/s

Aufgrund der labilisierenden Kaltluftadvektion in der mittleren Troposphäre (Linksdrehung des Windes zwischen 700 und 500 hPa) wurden niedrige CAPE-Werte erreicht. Oberhalb von 850 hPa bis hin zur Tropopause war die Troposphäre annähernd feuchtindifferent bzw. trockenstabil geschichtet. Zwischen 600 und 400 hPa befand sich eine Trockenschicht, wohingegen unterhalb von 600 hPa bis zum Boden die Feuchtigkeit relativ hoch war. Die Strömung innerhalb der atmosphärischen Grenzschicht war sehr schwach, wobei die mitteltroposphärische Strömung wesentlich stärker war. Daraus resultierte eine moderate hochreichende Geschwindigkeitsscherung des Windes. 

Verifikation

Mit der leichten Nord-Verlagerung des Höhentiefs wurde am frühen Nachmittag (gegen 12:30 UTC) über dem Norden Lothringens zwischen Metz und Thionville Feuchtekonvektion ausgelöst. Die Hebungsantriebe erfolgten hauptsächlich aus der Höhe (siehe Synoptik). Gegen 13:30 UTC erreichte die mehrzellige Konvektion die luxemburgisch-französische Grenze und während der weiteren Verlagerung in nord-nordwestliche Richtung konnte sich eine mehr oder minder gut organisierte bogenförmige Schauerlinie ausbilden (Abb. 4). 

Abb. 4: Niederschlagsradaranimatio 12:30 und 15:30 UTC | © MeteoGroup

Die Schwerpunkte der gewittrigen Aktivitäten lagen im Süden des Landes (Beles, Düdelingen, Rümelingen, Zolwer, Gasperich, Howald, Hesperingen, Grevenmacher). Da die Zuggeschwindigkeit der konvektiven Zellen relativ langsam war, konnten stellenweise wegen den teils hohen Niederschlagsintensitäten (bis zu 58 dBZ) unwetterartige Regen- und Hagelmengen (Hageldurchmesser: bis ca. 1 cm) beobachtet werden. In Grevenmacher fielen innerhalb einer Stunde knapp 26 mm Regen (Quelle: ASTA-Messnetz).
Vor diesem konvektiven Ereignis (06.05. 18 UTC bis 07.05. 12 UTC) akkumulierten sich im Süden Luxemburgs bereits verbreitet zwischen 15 und 30 mm Regen, so dass die Abwassersysteme in manchen Ortschaften (z.B. Beles) durch die weiteren markanten konvektiven Niederschlagsmengen (darunter auch Hagelmassen) überfordert waren. Folglich kam es lokal zu signifikanten Überschwemmungen (Medienberichte: RTL, Essentiel).  

Abb. 5: 12-stündige Niederschlagsmengen (in mm) 06 bis 18 UTC | © MeteoGroup

Die Blitzaktivität war im Allgemeinen von schwacher bis mäßiger Intensität und wies keine besondere Auffälligkeiten auf (Abb. 6).

Abb. 6: Verteilung der Erd- und Wolkenblitze zwischen 10 und 20 UTC | © nowcast GmbH

Ein weiteres atmosphärisches Phänomen wurde zwischen 13:15 und 13:30 UTC im Raum Düdelingen nahe der luxemburgisch-französischen Grenze beobachtet: eine Trichterwolke (fr. tuba, eng. funnel cloud) an der Vorderseites eines Gewitters. Diese Trichterwolke bildete sich während der Intensivierungsphase des Mehrzellengewitters südlich von Düdelingen an dessen rechter Flanke (Abb. 7). Da die Windscherung innerhalb der atmosphärischen Grenzschicht (0 bis 1 km) sehr schwach war, kann davon ausgegangen werden, dass ein bereits am Boden vorhandener vertikaler Vorticitywirbel (induziert durch lokale konvergente Bodenströmungen) durch den Aufwind des Gewitter "gestreckt" wurde und es so zur Entwicklung dieser zum Teil weit herabreichenden Trichterwolke kam. Über Bodenkontakt des Wirbels ist bislang nichts bekannt. 

Abb. 7: Niederschlagsradarbild 13:20 UTC mit der markierten Entstehungsregion der Trichterwolke | © MeteoGroup

Abschließend ein paar visuelle Eindrücke der Trichterwolke:

Aufnahme aus Bettemburg | © Annick Wambach

Aufnahme in der Nähe von Zoufftgen auf der A3 in Richtung Metz | © LCM

Aufnahme aus Düdelingen | © Alex Christoffel