Mehrzellige Gewitter am 29. Juli 2014

Synoptische Situation 

Luxemburg befand sich im Bereich einer meist extrem schwachen, zyklonalen Höhenströmung und lag nördlich eines Höhentiefs, das über dem Südosten Frankreichs positioniert war (Abb. 1).

Abb. 1: Temperatur + Geopotential + Wind 500 hPa um 12 UTC / © Deutscher Wetterdienst

Im Bodendruckfeld war ein flaches und diffuses Tiefdrucksystem über Mitteleuropa und dem östlichen Mitteleuropa mit eingelagerter warmer und feuchtlabil geschichteter Luftmasse wetterwirksam. Über Teilen Belgiens, Hollands und Frankreichs floss in der Nacht zum Mittwoch etwas stabilere und kühlere Luft herein. Die dadurch entstehende quasi-frontogenetische Situation wurde in der nachmittäglichen Bodenanalyse bereits mit einer Front angedeutet (Abb. 2), wobei dies jedoch zu Verwirrungen führen kann, denn die Hebungsprozesse an diesem Tag resultierten größtenteils aus niedertroposphärischer Konfluenz und nicht durch frontgebundenen Antrieb.

Abb. 2: Bodenanalyse 15 UTC / © Deutscher Wetterdienst

Thermodynamische Umgebung 

Die höchste Temperatur wurde an diesem Tag mit 26.8°C in Eisenbach (Eesbech) gemessen, wobei der Taupunkt am Nachmittag zwischen 18°C und 21°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 18:49 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: -11,5°C
• 500 hPa Wind: 10 kn (19 km/h)
• 850 hPa Temperatur: +13,0°C
• 850 hPa Wind: 8 kn (15 km/h)
• 850 hPa pseudopotentielle Temperatur: 55°C
  ==> Luftmassentyp: Südosteuropäische Subtropikluft (cS)
• Mixed-Layer Lifted Index (500 hPa): -3°C
• Surface-Based Lifted Index (500 hPa): -5°C
• Mixed-Layer CAPE: 850 bis 950 J/kg
• Surface-Based/Most-Unstable CAPE: 1700 bis 2000 J/kg
  ==> starke latente Instabilität
• Mixed-Layer CIN: -0 J/kg ==> keine konvektive Hemmung
• KO-Index: -2  ==> labile atmosphärische Verhältnisse
• Höhe der Tropopause: 11,91 km (206hPa)
• Schichtdicke 1000/500 hPa: 5660 gpm
• Ausfällbares Niederschlagswasser (PWAT): 33 bis 37 mm
• Windscherung 0-1 km (LLS): 4,1 m/s
• Windscherung 0-6 km (DLS): 6,2 m/s

Die gesamte Troposphäre beinhaltete sehr viel Wasser, was sich in den hohen PWAT-Werten und in der hochreichend geringen Taupunktdifferenz widerspiegelte. Dies bildete in Kombination mit den schwachen Höhenwinden eine gute Grundlage für das Auftreten von heftigem Starkregen. Die Höhen der Wolkenuntergrenzen waren wegen der hohen Feuchte innerhalb der bodennahen Luftschichten auch relativ niedrig angesiedelt (Hebungskondensationsniveau bei ca. 950 hPa).
Desweiteren war die troposphärische Schichtung im Allgemeinen feuchtlabil. Ein feuchtadiabatisch aufsteigendes Luftpaket konnte also in der feuchtlabilen Schicht ohne äußeren Antrieb immer weiter steigen, da seine Temperatur stets über derjenigen der Umgebung lag und es folglich Auftrieb erfuhr. Defacto waren hohe CAPE-Werte und hochreichende Konvektion die logische Konsequenz. Organisierte Konvektion war wegen sehr schwacher Windscherung eher unwahrscheinlich.

Verifikation 

Der Tag startete mit kompakter und tiefer Bewölkung, die eine direkte Sonneneinstrahlung verhinderte. Bis kurz nach Mittag traten zudem noch einige mäßige und lokale Regenschauer über luxemburgischem Gebiet auf.  Dies beeinträchtigte den Aufbau der nötigen latenten Instabilität in Anwesenheit einer hohen Grundschichtfeuchte aber keineswegs.

Zur Auslöse von Konvektion kam es zu Beginn des Nachmittags nur entlang des Mains und der Mosel, sowie über dem Süden Nordrhein-Westfalens (Abb. 4a). Diese konvektiven Zellen zogen dann größtenteils in südwestliche Richtungen. Im Laufe des späten Nachmittags wurden weitere konvektive Entwicklungen über Belgien und Luxemburg ausgelöst (Abb. 4b).

Abb. 4a: Satellitenbildanimation 11:00 bis 14:00 UTC / © MeteoGroup

 Abb. 4b: Satellitenbildanimation 14:00 bis 17:00 UTC / © MeteoGroup

Über luxemburgischem Gebiet lebte die Konvektion zwischen 17:00 und 17:30 Ortszeit auf. Zum einen zog ein Multizellengewitter, welches südöstlich von Bitburg entstand, parallel zur Mosel, wobei es hauptsächlich im Bereich von Grevenmacher Starkregen verursachte (siehe Niederschlagsmengen). Desweiteren wurden über dem Kanton Redingen einzelne Gewitterherde ausgelöst, die sich im weiteren Verlauf gruppierten. Dies war auch in den Kantonen Esch/Alzette und Luxemburg der Fall (Abb. 5a).

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

Das Gewitter im Bereich der Mosel breitete sich an seiner nordwestlichen Flanke in Richtung Ettelbrück aus, so dass über den Kantonen Mersch, Capellen, Luxemburg und Esch/Alzette konvektive Zellen aktiv wurden, die dann weiter nach Lothringen zogen (Abb. 5b). Gegen 17:30 Ortszeit bildeten sich zwischen Useldingen und Vianden neue, teils rückläufige Gewitterzellen, die dann unter Abschwächung südwärts zogen. Dabei kam es in Ettelbrück zu heftigem Starkregen (siehe Niederschlagsmengen). Im Allgemeinen war die Konvektion recht unorganisiert und unübersichtlich.

Abb. 5b: Niederschlagsradaranimation 16:00 bis 19:00 UTC / © MeteoGroup

Die am Nachmittag verbreitet entstandenen Gewitterherde wurden nicht unbedingt primär durch die Höhendynamik an der Nordflanke des Höhentiefs über dem Löwengolf ausgelöst, sondern durch diabatische Effekte und Konfluenz in den unteren troposphärischen Niveaus. Obwohl die Radarreflektivitäten keine ausserodentlich hohen Werte aufzeigten, wurde das Unwetterkriterium bezüglich Starkregen wegen schwacher Höhenwinde und sehr feuchter Troposphäre stellenweise überschritten.

Abb. 6: Überschwemmte Straßen in Bartringen

Dies war zum Beispiel in Ettelbrück der Fall, wo innerhalb von 20 Minuten 28.4 mm Regen fielen (Quelle: MeteoGroup-Messnetz). Nun folgt eine Auflistung von markanten stündlichen Niederschlagsmengen (in mm) aus dem agrarmeteorologischen Messnetz und dem MeteoGroup-Messnetz (Zeitangabe entspricht Ortszeit):

• 28.5 Ettelbrück (20:00 bis 21:00)
• 25.6 Reckingen (18:00 bis 19:00)
• 21.5 Useldingen (20:00 bis 21:00)
• 18.4 Roeser (18:00 bis 19:00)
• 17.5 Wasserbillig (17:00 bis 18:00)
• 16.2 Grevenmacher (17:00 bis 18:00)
• 16.1 Steinfort(19:00 bis 20:00)
• 14.9 Useldingen (19:00 bis 20:00)

Dies führte an manchen Stellen zu Überschwemmungen (Abb. 6). Die 24-stündigen Regenmengen zeigten die üblichen und relativ großen Unterschiede auf lokaler Ebene auf (Abb. 7). 

Abb. 7: Niederschlagsmengen 00:00 bis 00:00 UTC / © MeteoGroup

Die Blitzaktivitäten waren im Allgemeinen moderat bis punktuell stark hervortretend. Nur die Regionen südlich der Sauer waren von elektrischen Erscheinungen betroffen und die höchste Blitzfrequenz konnte dabei im Raum Grevenmacher beobachtet werden (Abb. 8). Jedoch verursachten Blitzschläge in Dippach und Noertzingen hohen Sachschaden. Beide Erdblitze wurden nicht vom nowcast-Messnetz detektiert, so dass an dieser Stelle keine Aussage über deren Stromstärke und Polarität gemacht werden kann.

Abb. 8: Detektierte Blitze zwischen 13:00 und 19:30 UTC / © nowcast GmbH

Abschließend kann man festhalten, dass es sich im Großen und Ganzen um Gewitter mäßiger Intensität gehandelt hat, wobei die unwetterartigste Begleiterscheinung der Starkregen war.

Erdblitz mit Verästelungen (aufgenommen in Niederkerschen)