Präfrontale Gewitter am 08. August 2014

Synoptische Situation 

Um 18 UTC lag Luxemburg auf der Vorderseite eines Troges, der sich von Island und westlich der Britischen Inseln bis nach Spanien erstreckte (Abb. 1). Dennoch war ein kurzwelliger Höhenrücken über dem Großteil von Deutschland wetterwirksam. Vorderseitig des erwähnten Troges liefen kurzwellige Anteile nordostwärts, die in den Höhenwetterkarten kaum zu erkennen waren  (Hinweise im IPV-Feld) und trotzdem für einen gewissen Hebungsantrieb sorgten.

Abb. 1: Geopotential + Temperatur in 500 hPa / © MeteoGroup

Im Bodendruckfeld befand sich ein Zentraltief nordwestlich von Irland. An dessen südöstlicher Flanke lag ein Randtief, welches um 18 UTC eine dipolartige Struktur besaß (Abb. 2). In den nachfolgenden Bodenanalysen (21 und 00 UTC) nahm das Randtief eine reine Monopolstruktur an und dabei verstärkte es sich unter der linken Ausgangsseite eines Jetstreams, der in der oberen Troposphäre zu finden war.
Mit der auf Südwesten drehenden Strömung gelangten zunehmend labil geschichtete Luftmassen in die Großregion. Dieser Vorstoß feuchter und warmer Luft wurde in der Analyse mit einer Warmfront über den Niederlanden und dem Nordwesten Deutschlands markiert (Abb. 2). Zudem verlief eine (teils wellende) Kaltfront über Westfrankreich, der eine Konvergenzlinie vorgelagert war.

Abb. 2: Bodenanalyse 18 UTC (links) und 21 UTC (rechts) / © Deutscher Wetterdienst

Thermodynamische Umgebung 

Die höchste Temperatur wurde an diesem Tag mit 26°C in Wasserbillig gemessen, wobei der Taupunkt am Nachmittag zwischen 17°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 18:47 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: -10,9°C
• 500 hPa Wind: 27 kn (50 km/h)
• 850 hPa Temperatur: +13,4°C
• 850 hPa Wind: 17 kn (31 km/h)
• 850 hPa pseudopotentielle Temperatur: 54°C
  ==> Luftmassentyp: Südeuropäische Subtropikluft (xS)
• Mixed-Layer Lifted Index (500 hPa): -0,1°C
• Surface-Based Lifted Index (500 hPa): -1,2°C
• Mixed-Layer CAPE: 150 bis 250 J/kg
• Surface-Based/Most-Unstable CAPE: 550 bis 750 J/kg
  ==> leichte bis mäßige latente Instabilität
• Mixed-Layer CIN: -20 bis -10 J/kg ==> leichte bis mäßige konvektive Hemmung
• KO-Index: 0  ==> labile atmosphärische Verhältnisse
• Höhe der Tropopause: 12,58 km (158 hPa)
• Schichtdicke 1000/500 hPa: 5661 gpm
• Ausfällbares Niederschlagswasser (PWAT): 30 bis 33 mm
• Windscherung 0-1 km (LLS):  5,1 m/s
• Windscherung 0-3 km:  12,0 m/s
• Windscherung 0-6 km (DLS): 13,1 m/s
• SRH 0-3 km: 102,60 m²/s²

Im Allgemeinen zeigten die Lapse Rates zwischen 2 und 5 km keine erhöhte Labilität (stabilisierende Schichten bzw. "CAPE robber" im Bereich von 700 und 550 hPa), woraus die ziemlich bescheidenen CAPE-Werte resultierten. Hagel sollte deswegen nur im marginalen Bereich auftreten. Die PWAT-Werte waren zwar recht hoch, allerdings ließen die 500 hPa Winde um 30 kn auf eine erhöhte Zuggeschwindigkeit schließen. Entsprechend sollten die Niederschlagsmengen im markanten Bereich verbleiben, wobei sich ein lokal stärkeres Ereignis bezüglich Starkregen nicht ganz ausschließen ließ. Die spezifische Feuchte lag zwischen 10 und 12 g/kg.

Die hochreichende Scherung (DLS) war ingesamt eher gering. Niedertroposphärisch war die Windscherung zunächst auch nicht erwähnenswert, ehe sie durch die verstärkte Tiefdruckentwicklung über dem Ärmelkanal gegen Mitternacht auf signifikante Werte um 15 m/s stieg. Darüber hinaus waren die Helizitätswerte wegen rechtsdrehender Winde im Bereich der bodennahen Luftschichten erhöht.

Verifikation 

Der Tag startete wolkenlos bis leicht bewölkt, ehe sich bereits im Laufe des Vormittags die Wolkendichte erhöhte. Gegen Mittag setzte dann stellenweise leichter bis mäßiger Regen ein, welcher an die Warmfront gebunden war. Weiterhin zog am späten Nachmittag eine isolierte konvektive Zelle über den Norden Luxemburgs hinweg, die jedoch nicht einen einzigen Blitz produzierte.

Zur gleichen Zeit kam es über Westfrankreich verbreitet zur Auslöse von Feuchtekonvektion (Abb. 4a). Die einzelnen konvektiven Systeme ordneten sich zu einem mesoskaligen und quasi linearen konvektiven System entlang einer präftontalen Konvergenzlinie an, dessen Wolkenband sich von den Pyrenäen bis nach Belgien erstreckte und dabei punktuelle Wolkenoberseitentemperaturen von bis zu -70°C aufzeigte (Abb. 4b).

Abb. 4a: Satellitenbildanimation (Wolkenoberseitentemperatur) 15:00 bis 18:00 UTC  / © MeteoGroup

Abb. 4b: Satellitenbildanimation (Wolkenoberseitentemperatur) 18:00 bis 21:00 UTC  / © MeteoGroup

Die ersten Gewitterherde erreichten Luxemburg gegen 21:00 Ortszeit und zogen daraufhin über Teile der Kantone Esch/Alzette, Capellen, Diekirch und Vianden. Nachfolgend wurden weitere konvektive Zellen aus Nordfrankreich kommend über luxemburgischem Boden aktiv und diese betrafen den Großteil des Landes (Abb. 5a+b). Dabei hatten die Gewitter im Allgemeinen einen mehrzelligen Charakter und waren mit einzelnen ausgeprägten konvektiven Segmenten relativ unorganisiert, obwohl die Windscherung anfangs der Nacht zunahm. Somit waren keine allzu auffälligen Radarsignaturen vorhanden.

Abb. 5a: Niederschlagsradaranimation 18:00 bis 21:00 UTC / © MeteoGroup

Abb. 5b: Niederschlagsradaranimation 21:00 bis 00:00 UTC / © MeteoGroup

Die primäre Begleiterscheinung der Multizellengewitter war trotz deren erhöhter Zuggeschwindigkeit der Starkregen, so dass stellenweise markante stündliche Niederschlagsmengen (in mm, Quelle: ASTA & MeteoGroup) gemessen wurden:

• 20.9 Merl (23:00 bis 00:00)
• 20.7 Steinfort (21:00 bis 22:00)
• 18.9 Ettelbrück (22:00 bis 23:00)
• 15.6 Bettemburg (23:00 bis 00:00)

Desweiteren verblieben die 6-stündigen Regenmengen in weiten Teilen des Landes im markanten Bereich, wobei in manchen Ortschaften unwetterartige Mengen (> 40 mm) zu verzeichnen waren (Abb. 6). Trotzdem stützten diese Messwerte die etlichen Meldungen über lokale Überschwemmungen nicht, da keine exorbitanten Niederschlagsmengen in kürzester Zeit gefallen sind. Außerdem bewegten sich die Radarreflektivitäten in dem für Konvektion zu erwartenden Bereich (um 50 dBZ), ohne irgendwelche Extrema. Dementsprechend war Hagel auch kein großes Thema.

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

Die Intensität der elektrischen Erscheinungen war größtenteils moderat und die Blitzaktivitäten betrafen quasi das gesamte Land. Die geringste Anzahl an Blitzen wurde nördlich der Sauer verzeichnet, wobei die höchste Blitzdichte im südwestlichen Teil von Luxemburg anzutreffen war.

Abb. 7: Detektierte Blitze zwischen 16:00 und 22:30 UTC / © nowcast GmbH

Summa summarum verblieben diese präfrontalen Gewitter im markanten Bereich. Die konvektiven Entwicklungen wurden hauptsächlich durch die der Kaltfront vorgelagerten Konvergenz der Warmluft am Boden getriggert, wobei die Höhendynamik durchaus auch eine nicht zu vernachlässigende Rolle gespielt haben könnte. Die nur wenig wetteraktive Kaltfront zog am Morgen des folgenden Tages über die Großregion hinweg.

Wolkenblitz (Ort: Niederkerschen)

Superzellige Strukturen eines aufziehenden Gewitters (Ort: Oberkorn, Blickrichtung: Südwesten)