Kaltfrontgewitter am 20. Juni 2013

Synoptische Situation

Am 20. Juni 2013 um 18 UTC befand sich ein Langwellentrog über Westeuropa, dessen primäre Trogachse über der Iberischen Halbinsel zu finden war. Das zum Trog korrespondierende Höhentief war über der Bretagne positioniert und an der östlichen Flanke des langwelligen Troges bildete sich ein kurzwelliger Anteil mit sekundärer Trogachse über dem Osten Frankreichs aus (Abb. 1). 

Abb. 1: Analyse des Geopotentials und der Temperatur in 500 hPa / © wetter3

Abb. 2: Analyse des Geopotentials und der Vertikalbewegung in 500 hPa / © wetter3

Im Bodendruckfeld war ein Tief über Südengland auszumachen, dessen zur Wellenbildung neigende Frontensystem sich im Laufe des Nachmittags der Großregion von Süden her annäherte (Abb. 3). Die Front lag frontogenetisch günstig unter der Vorderseite des oben erwähnten kurzwelligen Randtroges, so dass sie Hebungsantrieb durch PVA erfuhr (Abb. 2). 
 

Abb. 3: Bodenanalyse 18 UTC / © Deutscher Wetterdienst

Thermodynamische Umgebung

Die höchste Temperatur wurde an diesem Tag mit knapp 27 °C in Ettelbrück gemessen, wobei der Taupunkt am Nachmittag zwischen 16 und 19 °C variierte (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 Radiosondenaufstiegs vom 20.06.2014 um 18 UTC 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: -13,1 °C
• 500 hPa Wind: 37 kn (69 km/h)
• 850 hPa Temperatur: +13,6 °C
• 850 hPa Wind: 6 kn (11 km/h)
• 850 hPa pseudopotentielle Temperatur: 52°C ==> Luftmassentyp: Südeuropäische Subtropikluft (xS)
• Surface-Based Lifted Index (500 hPa): -2 °C
• Surface-Based CAPE: ca. 300 J/kg ==> leichte latente Instabilität
• Surface-Based CIN: ca. -50 J/kg ==> leichte bis mäßige konvektive Hemmung
• Höhe der Tropopause: 11 bis 12 km
• Ausfällbares Niederschlagswasser (PWAT): 26 mm
• Windscherung 0-3 km: 17,5 m/s
• Windscherung 0-6 km (DLS): 21,2 m/s

In Bodennähe war eine dünne überadiabtiache Schicht vorzufinden und darüber erstreckte sich eine trockenindifferente Schichtung bis in 850 hPa. Oberhalb dieser gut durchmischten Luftschicht war die Troposphäre bedingt labil geschichtet, wobei die Inversion im Bereich von 750 hPa die Labilitätswerte (CAPE, LI) in Grenzen hielt. In Kombination mit der moderaten bis starken niedertroposphärischen und hochreichenden Geschwindigkeitsscherung des Windes waren jedoch günstige Rahmenbedingungen für die Entwicklung von Multizellengewittern gegeben. Die starke Höhenströmung (50 kn in 400 hPa) und Einschübe trockener Luft in der mittleren Troposphäre erhöhten auch das Risiko für Gewitterfallböen (eng. downbursts) durch vertikalen Impulstransport und Verdunstungskälte.

Verifikation

Die Frontogenese erfolgte größtenteils über den französischen Regionen Lothringen und Elsass. Dabei wurde im Laufe des späten Nachmittags hochreichende Feuchtekonvektion entlang der Kaltfront ausgelöst (Abb. 4), wobei zu diesem Zeiptunkt bereits ein Großteil der latenten Energie von den vorangegangenen Gewitter vebraucht wurde. Die troposphärische Dynamik und Kinematik war jedoch umso ausgeprägter.

Abb. 4: RGB-Satellitenbildanimation 15 bis 18 UTC / © MeteoGroup

Gegen 17:30 UTC organisierten sich die konvektiven Zellen zu einer mehr oder minder gut ausgeprägten Multizellenlinie über Lothringen. Diese Gewitterlinie zog dann zwischen 18:00 und 19:20 UTC mit einer mittleren Geschwindigkeit von 40 km/h über Luxemburg hinweg (Abb. 5). Als sich die relativ schmale konvektive Linie dem Radarstandort Neuheilenbach näherte, traten bei der Radarmessung signifikante Dämpfungseffekte auf, die auf starke Niederschlagskerne innerhalb der Konvektion zurückzuführen sind.

Abb. 5: Niederschlagsradaranimation 16:20 bis 19:20  UTC / © MeteoGroup

Die höchsten Radarreflektivitäten lagen größtenteils im Bereich zwischen 50 und 54 dBZ, welche Regenraten von 48 bis 80 mm/h entsprechen. Die 6-stündigen Niederschlagsmengen befanden sich allesamt im markanten Bereich (Abb. 6). Demnach wurden keine unwetterartige Mengen registriert.

Abb. 6: Niederschlagsmengen zwischen 18 und 00 UTC / © MeteoGroup

Eine weitere Begleiterscheinung der Frontgewitter waren heftige Fallwinde, die aber nur sehr punktuell auftraten. In Trier wurde eine orkanartige Windböe gemessen, wobei es im 10 km entfernten Ort Wasserbillig nur für starke Windböen reichte (Abb. 7).

Abb. 7: Windspitzen (in km/h) zwischen 18 und 00 UTC / © MeteoGroup

Im Allgemeinen besaß die gewittrige Kaltfront eine nicht so extrem hohe elektrische Aktivität wie die vorgelagerte Konvergenzlinie. Somit war die Blitzfrequenz über Luxemburg während der Passage der Multizellenlinie schwach bis moderat (Abb. 8).

Abb. 8: Verteilung der Blitze am 20.06. zwischen 17 und 22  UTC / © nowcast GmbH, LINET view

Abschließend noch ein visueller Eindruck der aufziehenden Kaltfrontgewitter aus Redingen: