Beobachtungen zeigen immer wieder, dass sich verschiedene Einzezellengewitter gruppieren und mesoskalig (horizontale Dimension von ca. 2 bis 2000 km) organisierte Wolkenstrukturen bilden, die zusätzlich zu den einzelnen Cumulonimben großflächige Wolkenfelder aufweisen, aus denen stratiformer Niederschlag fällt. Die in diesem System ablaufenden dynmaischen Prozesse erreichen Ausmaße, die deutlich größer sind als die der einzelnen Gewitterzellen. Solche organisierte Wolkengebilde werden als mesoskalige konvektive Systeme (MCS) bezeichnet. Aufgrund ihrer komplexen Dynamik sind MCS für die tägliche Wettervorhersage von großer Bedeutung.
Houze (1993) definierte ein MCS als ein Wolkensystem, das aus einem Ensemble von Gewitterzellen besteht und eine zusammenhängende Niederschlagsfläche in der Größenordnung von mindestens 100 km in einer Richtung besitzt. Die typische Lebenszeit eines MCS liegt bei etwa 10 Stunden, sie kann aber auch mehr als drei Tage betragen. Zur Bestimmung eines MCS werden üblicherweise Satellitenaufnahmen herangezogen. Über die im Infrarotkanal gemessenen Temperaturverteilungen lassen sich die horizontalen Ausmaße der Wolkenobergrenzen ermitteln. Hierbei kommt es jedoch darauf an, welcher Schwellenwert der Temperatur zur Definition der Wolkenobergrenzen benutzt wird. Je geringer dieser Wert ist, um so höher ist die Wolkenobergrenze, die zur Größenbestimmung des MCS herangezogen wird. Im Grunde fallen viele Gewittersysteme unter diese Kategorie!
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| MCS im Mittelmeerraum mit einer Wolkenoberseitentemperatur von ca. -70 °C |
Als größtes mesoskaliges System wird der sogenannte mesoskalige konvektive Komplex (MCC) angesehen. Maddox (1980) definierte ein MCC als ein Wolkencluster, der folgende Bedingungen erfüllen muss:
- bei einer Schwellentemperatur < -32°C muss das Wolkencluster eine horizontale Größe von mindestens 100.000 km2 besitzen.
- bei einer Schwellentemperatur < -52°C muss die innere Wolkenfläche mindestens 5 x 10.000 km2 groß sein.
- die Lebensdauer des MCC, die durch den Zeitraum gegeben ist, in dem die beiden ersten Bedingungen erfüllt sind, muss mindestens 6 Stunden betragen.
- wenn der durch die Bedingung (1.) definierte Wolkenschirm seine maximale Größe erreicht hat, muss die Exzentrizität mindestens 0,7 sein.
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| MCC über Westfrankreich / © keraunos.org |
Kleinere MCS können ähnliche räumliche Muster wie ein MCC aufweisen, d.h. sie bilden ein aus mehreren Einzelzellen bestehendes Cluster mit geringer Exzentrizität. In der Mehrzahl der Fälle sind MCS jedoch charakterisiert durch das Auftreten sogenannter Gewitterlinien, die oft bogenförmig verlaufen und teilweise sehr scharf sein können.
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| MCS mit bogenförmiger Gewitterlinie (östliche Flanke) |
Quelle: Synoptische Meteorologie (A. Bott)