Präfrontale Gewitter am 27. Juni 2015

Synoptische Ausgangslage

Am 27. Juni um 00 UTC erstreckte ein Höhenrücken vom westlichen Mittelmeerraum bis nach Osteuropa, der unter Abflachung nach Osten gesteuert wurde. Luxemburg geriet allmählich von Westen her auf die diffluente Vorderseite der über dem Nordatlanik verlaufenden polaren Frontalzone (Abb. 1, Mitte). Darin eingelagert war ein negativ geneigter und besonders in 300 hPa gut ausgeprägter Kurzwellentrog, der mit einer schwachen PV-Anomalie korrespondierte (siehe Vertikalschnitt ==> Potential Vorticity) und dessen Vorderseite in Kombination mit dem linken Ausgangsbereiches des Polarjets starke differentielle PVA generierte (Abb. 1, rechts). Demzufolge waren die quasi-geostrophischen Hebungsantriebe sehr dominant.

Abb. 1: Höhenanalysen des amerikanischen Wettermodells GFS vom 27.06.15 um 00 UTC: 850 hPa (links), 500 hPa (Mitte) und 300 hPa (rechts). Die dicken schwarzen Linien stellen das Geopotential (in gpdam) dar und die weißen durchgezogenen und gestrichelten Linien (rechts) die horizontale Divergenz (in 10^-5 1/s). Die Farbflächen links und in der Mitte entsprechen der Temperatur (in °C) und rechts der horizontalen Windgeschwindigkeit (in kn). Quelle: www1.wetter3.de/Archiv/.

Der Frontalzone vorgelagert ist das Frontensystem eines Zentraltiefs südlich von Island, wobei sich am Okklusionspunkt (Tripelpunkt) ein Teiltief zwischen Schottland und Südnorwegen ausbildete (Abb. 2). Die Kaltfront verlief von der Nordsee über den Nordwesten Frankreichs bis zur Biskaya und präfrontal befand sich eine Konvergenzlinie im Warmsektor (Abb. 2), die zusätzliche Hebungsimpulse lieferte. 

Abb. 2: Westeuropäische Bodenanalysekarte vom 27.06.15 um 03 UTC. Quelle: Deutscher Wetterdienst.

Die vertikale Verteilung der Feuchte und die thermische Vertikalstruktur sowie das vertikale Windprofil der Troposphäre im Bereich der präfrontalen Windkonvergenz werden nun näher untersucht. Dabei wird der 06 UTC Radiosondenaufsteig aus Idar-Oberstein (ca. 60 km östlich von Wasserbillig) herangezogen (Abb. 3). Dieser zeigte eine Bodeninversion bis in 950 hPa und oberhalb davon eine etwa 50 hPa dicke stabile Schicht. Zischen 900 und 600 hPa war die Troposphäre feuchtlabil geschichtet  und darüber lag bis zur Tropopause (in 10,8 km Höhe) eine feuchtindifferente Schichtung vor. Aus diesem Vertikalprofil ergab sich ein  ML CAPE von rund 105 J/kg (ML CIN ~ -110 J/kg), wohingegen sich MU CAPE auf ca. 270 J/kg belief (MU CIN ~ -65 J/kg). Desweiteren war die gesamte troposphärische Vertikalsäule sehr feucht (PWAT ~ 30 mm). Die Geschwindigkeitsscherung des Windes zwischen 0 und 3 km war mit rund 20 m/s stark ausgeprägt, so dass die SRH 0-3 km aufgrund rechtsdrehender Winde in der unteren Troposphäre etwa 280 m²/s² betrug.
Zusammenfassend kann auf Basis der gesamten synoptischen Ausgangssituation schlussgefolgert werden, dass es zu einer Überlappung von schwacher latenter Labilität, starker Windscherung und signifikanten dynamischen Hebungsantrieben kam, so dass günstige Bedingungen für markante konvektive Enticklungen vorherrschten.

Abb. 3: Schräges T-log(p)-Diagramm des 06 UTC Radiosondenaufstiegs aus Idar-Oberstein vom 27.06.15. Die rote Zustandskurve ist der Temperaturverlauf und die blaue Kurve der Verlauf des Taupunkts. Rechts neben den Diagrammen sind die Windfieder für die entsprechenden Höhe angegeben. Die graue Aufstiegstrajektorie entspricht einem gehobenen Luftpaket, das die mittleren Temperatur- und Feuchtewerte der unteren 500 m besitzt. ML CAPE ist durch die gelbe Fläche dargestellt und die grün markierte Fläche entspricht ML CIN. Quelle: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html (mit Ergänzungen).

Ablauf des konvektiven Wettergeschehens

Mit dem Hereinschwenken der präfrontalen Konvergenzzone in die Großregion und dessen Interaktion mit der trogvorderseitigen Hebungszone wurden allmählich einzelne hochreichende Konvektionszellen ausgelöst. Gegen 02 UTC bildete sich bei Bastogne eine Gewitterzelle, die bis 02:45 UTC den Kanton Wiltz und den Süden des Kantons Clerf mit mäßiger Blitzaktivität überquerte (Abb. 4, links) und dabei zeitweise eine leicht linienförmige Struktur aufwies. Während dieser Passage erreichten die Wolkenobergrenzentemperaturen Werte um -57°C und der nördlichste und dazu stärkste Niederschlagskern dieser Zelle besaß Reflektivitätswerte von bis zu 60 dBZ (Abb. 4, rechts).

Abb. 4: Detektierte Blitze (Erd- und Wolkenblitze) am 27.06.15 zwischen 02:00 und 02:50 UTC (links) und Niederschlagsradarbild vom 27.06.15 um 02:30 UTC (rechts). Quellen: nowcast GmbH, MeteoGroup.

Zwischen 03 und 04 UTC bildeten sich weitere konvektive Zellen über dem Großherzogtum, die aber allesamt schwach und unorganisiert blieben. Erst über dem Saarland und dem äußersten Süden von Rheinland-Pfalz lebte die Gewitteraktivität im Bereich der präfrontalen Windkonvergenz in den frühen Morgenstunden stark auf (Abb. 5).

Abb. 5: Detektierte Blitze (Erd- und Wolkenblitze) am 27.06.15 zwischen 02:45 und 06:00 UTC. Quelle: nowcast GmbH.

Ein Blick auf die Niederschlagsmengen der verschiedenen Messnetze (Kachelmann GmbH, ASTA, ...) zwischen 02 und 06 UTC zeigt keine Auffälligkeiten, da die 1-stündigen Mengen deutlich unter 10 mm lagen. Auch die Wind-messungen hatten nichts Auffälliges zu bieten. Demzufolge handelte es sich hierbei um eine eher "ruhigere" Gewitterlage über Luxemburg.