Luftmassengewitter am 08. Juni 2013

Synoptische Situation

Am 08. Juni um 12 UTC erstreckte sich ein Höhenrücken von den Azoren bis nach Island. Die Großregion befand sich zwischen einem Cut-Off-Tief über Südwesteuropa und einem Höhentrog über Skandinavien im Bereich eines Geopotentialsumpfs (Abb. 1). Entsprechend war die troposphärische Dynamik über Mitteleuropa nur schwach ausgeprägt. 

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

Am Boden herrschte über dem gesamten europäischen Kontinent eine schwachgradientige Wetterlage. Der oben erwähnte Höhenrücken stützte eine schwaches Hochdruckgebiet über den Britischen Inseln, wobei sich Luxemburg zwischen einem Bodentief über Nordskandinavien und einem Bodentief über Südwestfrankreich (korrespondierend zum Cut-Off) in einer leicht zyklonal geprägten Umgebung befand (Abb. 2). Die Frontensysteme der beiden schwachen Tiefdruckgebiete waren aneinander gekoppelt, woraus eine quasi-stationäre Luftmassengrenze resultierte, die sich von Nordwestfrankreich über Belgien bis in den Nordosten Deutschlands erstreckte. Die Großregion lag südlich dieser Front im Bereich feucht-warmer Luftmassen. 

Abb. 2: Bodenanalyse um 12 UTC | © Deutscher Wetterdienst

Thermodynamische Umgebung

Die höchste Temperatur wurde an diesem Tag mit 28.6°C in Ettelbrück gemessen, wobei der Taupunkt am späten Nachmittag zwischen 12°C und 16°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 18 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: -16,3°C
• 500 hPa Wind: 6 kn (11 km/h)
• 850 hPa Temperatur: +12,0°C
• 850 hPa Wind: 8 kn (15 km/h)
• 850 hPa pseudopotentielle Temperatur: 48°C
  ==> Luftmassentyp: südeuropäische Subtropikluft (xS)
• 850 - 600 hPa Lapse Rate: 20 °C
• Mixed-Layer Lifted Index (500 hPa): -2,2°C
• Surface-Based Lifted Index (500 hPa): -2,7°C
• Mixed-Layer CAPE: 550 bis 650 J/kg
• Surface-Based/Most-Unstable CAPE: 650 bis 750 J/kg
  ==> mäßige latente Instabilität
• Mixed-Layer CIN: -5 J/kg ==> marginale konvektive Hemmung
• Höhe der Tropopause: 12 km
• Schichtdicke 1000/500 hPa: 5593 gpm
• Ausfällbares Niederschlagswasser (PWAT): 22 mm
• Windscherung 0-6 km (DLS): 8,4 m/s

Insgesamt war die gesamte Troposphäre latent labil geschichtet. Bis in ca. 800 hPa war annähernd eine gut durchmischte bzw. trockenindifferente Schicht vorhanden und oberhalb von 800 hPa war die Atmosphäre größenteils bedingt labil geschichtet. Im Bereich zwischen 650 und 350 hPa gab es mehrere mehr oder minder dicke Trockenschichten und zwischen 700 und 550 hPa vollführte der Wind eine markante Rechtsdrehung. In der oberen Troposphäre (9 bis 11 km) war eine relativ starke westliche Strömung (30 bis 45 kn) vorhanden, die im Gegensatz zu der sehr schwachen Strömung (5 bis 10 kn) in der unteren und mittleren Troposphäre stand. Infolgedessen bestand die Möglichkeit, dass die Aufwinde der langsam ziehenden Feuchtekonvektion durch die obertroposphärische Strömung teils signifikant beschleunigt werden konnten (eng. storm ventilation). In Kombination mit den mäßig hohen CAPE-Werten und der schwachen hochreichenden Windscherung konnten die konvektiven Zellen lokal markante Regenmengen und kleinkörnigen Hagel produzieren. 

Verifikation

Mit der Erwärmung der Luft im Tagesverlauf (nahezu ungehinderte Sonneneinstrahlung bis in den frühen Nachmittag hinein) erhöhte sich die Instabilität der Troposphäre deutlich über der gesamten Großregion und die ersten cumuliformen Wolken bildeten sich schon gegen Ende des Vormittags (Abb. 4). Die Auslöse der Feuchtekonvektion war eher lokal begrenzt und wurde in Abwesenheit von dynamischer Hebung hauptsächlich durch orographische und thermische Hebung sowie auch durch konvergente Bodenströmungen induziert. Die konvektiven Zellen besaßen im Allgemeinen eine westliche Zugrichtung, wohingegen die Eisschirme der Zellen in östliche Richtung weggeblasen wurden  (Abb. 4).

Abb. 4: VIS-Satellitenbildanimation 08:00 bis 17:30 UTC | © WetterOnline

Zwischen 16:00 und 21:00 Ortszeit konnten über Luxemburg Gewitteraktivitäten beobachtet werden. Die Gewitterzellen hatten in den meisten Fällen eine einzellige Struktur. Doch es kam auch vermehrt zu mehrzelligen Gewittern, verursacht durch die Vereinigung oder das Verschmelzen von nah beieinander liegenden einzelligen Gewittern (Abb. 5). Die Schwerpunkte der gewittrigen Erscheinungen lagen im Osten (Wasserbillig, Mertert, Bech, Consdorf, Berbourg) und im Norden (Ettelbrück, Diekirch, Wallendorf, Goesdorf, Esch-sur-Sûre, Wiltz, Winseler) des Landes. Der Süden blieb weitestgehend verschont.

Abb. 5: Niederschlagsradaranimation 15 bis 18 UTC | © MeteoGroup

Es kam stellenweise zu sehr heftigen Regen- bzw. Hagelschauern, welche wegen der langsamen Verlagerung der Konvektion zu lokalen Überflutungen führten. Kurzzeitig gemessene Radarreflektivitäten von bis zu 60 dBZ, die nur punktuell erreicht wurden, stützten diese Beobachtungen.

Abb. 6:  Markante Akkumulation von kleinkörnigem Hagel in Warken (Ettelbrück) | © Claude Feltgen

Die Niederschlagsmengen fielen örtlich sehr unterschiedlich aus (Abb. 7). Zwischen 19:00 und 20:00 Ortszeit fielen in Eschdorf 26 mm Regen und in Esch-Sauer 15 mm (Quelle: MeteoGroup, ASTA). Starkregenereignisse konnten auch in der Umgebung von Ettelbrück und Wasserbillig beobachtet werden. Dagegen blieben weite Teile des Süden und des äußersten Norden Luxemburgs komplett trocken.

Abb. 7: Niederschlagsmengen zwischen 06 und 18 UTC | © MeteoGroup

Die Blitzaktivitäten waren gebietsweise für kurze Zeit stark hervortretend und aufgrund der langsam ziehenden Gewitterzellen konnten regional erhöhte Blitzdichten festgestellt werden (Abb. 8).

Abb. 8: Verteilung der Erd- und Wolkenblitze zwischen 09 und 21 UTC | © nowcast GmbH, LINET view

Gegen 19:35 Ortszeit wurde im Raum Luxemburg-Stadt eine rotierende Trichterwolke  (eng. funnel cloud) beobachtet. Ihren Ursprung hatte diese Funnel Cloud in einem sehr kurzlebigen einzelligen Gewitter zwischen Steinsel und Sandweiler (Abb. 9). Laut Zeugenaussage war die Lebenszeit dieser trichterförmigen Wolke sehr kurz.

Abb. 9: Niederschlagsradarbild 17:40 UTC und Bild der Trichterwolke | © MeteoGroup, Felix Reuter