Luftmassengewitter am 25. Juli 2014

Synoptische Situation 

Um 12:00 UTC lag in 500 hPa ein Tief über der Eifel und den Ardennen, flankiert von sekundären Höhentiefs vor der Bretagne und über Südpolen (Abb. 1). Es wies eine elliptische Form auf und war wetterbestimmend für die Großregion. Zudem war dieses Höhentief mit kalter Luft (bis zu -17°C) gefüllt, so dass man es als schwach ausgeprägten Kaltlufttropfen charakterisieren konnte.

Abb. 1: Temperatur und Geopotential 500 hPa um 12 UTC / © MeteoGroup

Das Bodendruckfeld war im Allgemeinen zyklonal geprägt, wobei allerdings keine deutlich erkennbaren Tiedruckzentren der Bodenanalyse zu entnehmen waren (Abb. 2). Über Mitteleurpa herrschte eine schwachgradiente Wetterlage. In diesem barometrischen Sumpf war relativ feuchte und warme Luft osteuropäischen Ursprungs eingelagert.

Abb. 2: Bodenanalyse 12 UTC / © Deutscher Wetterdienst

Thermodynamische Umgebung 

Die höchste Temperatur wurde an diesem Tag mit 28.1°C in Bettemburg gemessen, wobei der Taupunkt am Nachmittag zwischen 13°C und 17°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 Radiosondenaufstiegs aus Idar-Oberstein (Rheinland-Pfalz) verwendet, welcher um 12:47 Ortszeit gestartet wurde. 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 gestrichelte Kurve der Verlauf des Taupunkts. Rechts neben dem Diagramm sind die Windpfeile für die entsprechenden Höhen angegeben.

Abb. 3 / © IGM Uni Köln

 Nun folgt eine Auflistung der wichtigsten Parameter:

• 500 hPa Temperatur: -16,3°C
• 500 hPa Wind: 16 kn (30 km/h)
• 850 hPa Temperatur: +10,2°C
• 850 hPa Wind: 8 kn (15 km/h)
• 850 hPa pseudopotentielle Temperatur: 49°C
  ==> Luftmassentyp: Südosteuropäische Subtropikluft (cS)
• Mixed-Layer Lifted Index (500 hPa): -2,4°C
• Surface-Based Lifted Index (500 hPa): -3,9°C
• Mixed-Layer CAPE: 650 bis 750 J/kg
• Surface-Based/Most-Unstable CAPE: 1200 bis 1350 J/kg
  ==> mäßige bis starke latente Instabilität
• Mixed-Layer CIN: -2 J/kg ==> sehr leichte konvektive Hemmung
• KO-Index: -8  ==> labile atmosphärische Verhältnisse
• Höhe der Tropopause: 9,67 km (284 hPa)
• Schichtdicke 1000/500 hPa: 5583 gpm
• Ausfällbares Niederschlagswasser (PWAT): 26 mm
• Windscherung 0-1 km (LLS): 4,5 m/s
• Windscherung 0-6 km (DLS): 10,6 m/s

Eine gut durchmischte bzw. trockenindifferente Schicht erstreckte sich vom Boden bis zum 800 hPa Niveau. Oberhalb dieser Schicht war die Troposphäre bezüglich eines pseudoadiabtischen Aufstiegs im Großen und Ganzen bedingt labil geschichtet.
Wegen der Höhenkaltluft lag die Tropopause für einen Sommermonat ziemlich niedrig und dementsprechend war die Intensität konvektiver Entwicklungen begrenzt. Insgesamt war auch die troposphärische Dynamik nicht besonders markant (schwache Höhenwinde/Windscherung). Einzig und allein die latente Instabilität mit den relativ hohen CAPE-Werten zeugten von einer labilen Schichtung, die durchaus das Potential hatte punktuell das eine oder andere kräftige Gewitter entstehen lassen zu können.

Verifikation 

Der Tag startete mit einem heiteren Himmel, so dass die Sonne ungehindert einstrahlen konnte und die bodennahen Schichten nach und nach erwärmte. Als die Auslösetemperatur dann gegen Mittag verbreitet erreicht wurde, entwickelten sich erste cumuliforme Wolken. Zunächst wurde hochreichende Feuchtekonvektion mithilfe des diabatischen Effekts und der Orographie nur über den Ardennen und dem Hunsrück ausgelöst (Abb. 4a). Im weiteren Verlauf erfolgte die Hebung kaum aus der Dynamik des Höhendruckfeldes, vielmehr aus konvergenten Strömungen in Bodennähe (Abb. 4b).

Abb. 4a: Satellitenbildanimation 09:00 bis 12:00 UTC  / © MeteoGroup

Abb. 4b: Satellitenbildanimation 12:00 bis 15:00 UTC / © MeteoGroup

Die über den Ardennen ausgelöste Konvektion griff zwischenzeitlich auf den äußersten Norden Luxemburgs über, so dass eine konvektive Zelle in Ulflingen kurz vor 13:00 Ortszeit einen Volltreffer landete (siehe Niederschlagsmengen).
Über der südlichen Hälfte des Landes entstanden zwischen 15:00 und 16:00 Ortszeit Einzelzellengewitter, die sich zum Teil gruppierten. Dabei kam es südostlich der Haupstadt im Bereich zwischen Bettemburg und Waldbredimus zu einer markanten konvektiven Entwicklung. Diese kompakte Gewitter zog dann weiter nach Osten in Richtung Remich, wobei es sich dann mit einem weiteren Gewitter südöstlich von Bitburg "verband". Daraus resultierte eine kleinskalige Gewitterlinie, die sich parallel zur Mosel anordnete und nur für kurze Zeit Bestand hielt. In der Animation des Wetterradars ist diese zeitliche Entwicklung gut zu erkennen (Abb. 5).

Abb. 5: Niederschlagsradaranimation 13:00 bis 16:00 UTC / © MeteoGroup

Somit spielte sich das konvektive Geschehen hauptsächlich quasi in der Peripherie des Höhentiefs ab. Angesichts geringer Windgeschwindigkeiten in 700 und 500 hPa, besonders in der Nähe des Höhentiefs, war lokal bei sehr langsam ziehenden Zellen der Starkregen die prioritäre Begleiterscheinung.
In Ulflingen fielen innerhalb von einer Stunde 19.3 mm Regen und in Wasserbillig wurde eine stündliche Menge von 16.4 mm gemessen (Quelle: MeteoGroup-Messnetz). In Wormeldingen kam es zu heftigem Starkregen, denn dort akkumulierten sich 29.8 mm Niederschlag innerhalb von einer Stunde (Quelle: Agrarmeteorologisches Messnetz). Die 12-stündigen Niederschlagssummen zeigten auf lokaler Ebene markante Unterschiede auf (Abb. 6).

Abb. 6: Niederschlagsmenge zwischen 06:00 und 18:00 UTC / © MeteoGroup

Was die Blitzaktivitäten betrifft, wies nur das bereits angesprochene Gewitter über dem Südosten Luxemburgs eine erhöhte elektrische Aktivität auf (Abb. 7). Schäden durch Blitzschläge wurden nicht gemeldet.

Abb. 7: Detektierte Blitze zwischen 11:00 und 15:00 UTC / © nowcast GmbH

Summa summarum handelte es sich um Gewitter in einheitlicher Luftmasse, die öfters bei schwach zyklonalen und schwachgradientigen Wetterlagen im Frühjahr oder Sommer auftreten. Im Prinzip wird durch die starke Sonneneinstrahlung am Boden eine konvektive Instabilität in den unteren Schichten der Troposphäre hervorgerufen, die dann in diesem Fall in Kombination mit der Höhenkaltluft und konvergenten Bodenströmungen zur Auslösung von Feuchtekonvektion führen kann. Solche Gewitter leiten in der Regel keinen Luftmassenwechsel ein.