Multizellengewitter am 14. August 2015

Synoptische Ausgangslage

Am 14. August um 12 UTC lag Luxemburg auf der Vorderseite eines negativ geneigten und langwelligen Höhentroges unter einer südlichen Höhenströmung, wobei sich der primäre Trog von Grönland bis nach Großbritannien erstreckte und der Sekundärtrog befand sich über Frankreich, welcher aus der Eingliederung eines Cut-Offs hervorging (Abb. 1, Mitte). Mit dem Trog gelangte allmählich kühlere Luft nach Westeuropa, so dass die 10°C-Isotherme in 850 hPa in der Nacht auf den 15. August die Großregion erreichte (Abb. 1, links). Quasi-geostrophische Hebungsantriebe lieferte ein kurzwelliger Randtrog über Zentralfrankreich an der Südflanke des Langwellentroges, der hauptsächlich in 300 hPa gut ausgeprägt war und bis 18 UTC in den Nordosten Frankreichs zog. Dessen Vorderseite griff dann mit mäßiger differentieller PVA sukzessiv auf die Großregion über und außerdem korrespondierte dieser Randtrog mit einer schwachen positiven PV-Anomalie. 

Abb. 1: Höhenanalysen des amerikanischen Wettermodells GFS vom 14.08.15 um 12 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/.

Im Bodendruckfeld war das zum Langwellentrog korrespondierende Zentraltief über Island positioniert und ein weiteres Tief lag über der westlichen Nordsee.  Die Warmfront des Nordseetiefs verlief über dem Nordosten Deutschlands und Polen, wobei sich die recht schwierig zu identifizierende und wellende Kaltfront über Belgien und Ostfrankreich be-fand. Diese Frontalzone überlappte sich somit teilweise mit der Vorderseite des oben erwähnten Randtrogs.  

Abb. 2: Ausschnitt aus der Bodenanalysekarte vom 14.08.15 um 12 UTC. Quelle: Deutscher Wetterdienst. 

Die vertikale Verteilung der Feuchte und die thermische Vertikalstruktur sowie das vertikale Windprofil der Troposphäre im Bereich direkt vor der Kaltfront werden nun näher untersucht. Dabei wird der 17 UTC Radiosondenaufsteig aus Idar-Oberstein (ca. 60 km östlich von Wasserbillig) herangezogen (Abb. 3). Dieser zeigte eine relativ gut durchmischte Grenzschicht bis in etwa 1400 m Höhe und die freie Atmosphäre besaß einen relativ hohen Feuchtegehalt bis hin zur Tropopause (ausfällbares Niederschlagswasser ~ 30 mm), die in rund 11,4 km Höhe lag. Da die Temperaturabnahme-rate in der unteren Hälfte der Troposphäre nicht allzu hoch war (Lapse Rate von 6°C pro km zwischen 850 und 500 hPa), ließ sich nur eine schwache Labilität verzeichnen. ML CAPE betrug rund 120 J/kg (SB CAPE ~ 270 J/kg) und ML CIN belief sich auf etwa -60 J/kg (SB CIN ~ -30 J/kg). Die Geschwindigkeitsscherung des Horizontalwindes war hingegen stärker ausgeprägt (beispielweise 11 m/s zwischen 0 und 2 km Höhe),  jedoch stark variierend in den unter-schiedlichen Troposphärenschichten.
Zusammenfassend kann auf Basis der gesamten synoptischen Ausgangssituation schlussgefolgert werden, dass es zu einer Überlappung von niedriger Labilitätsenergie, moderater Windscherung und synoptischskaligen Hebungsimpulsen kam. Demnach war ein gewisses Risiko für konvektive Entwicklungen mit einem etwas höheren Grad an Organisation gegeben. 

Abb. 3: Schräges T-log(p)-Diagramm des 17 UTC Radiosondenaufstiegs aus Idar-Oberstein vom 14.08.15. Die rechte Zustands-kurve ist der Temperaturverlauf und die linke gestrichelte Kurve der Verlauf des Taupunkts. Rechts neben den Diagrammen sind die Windpfeile für die entsprechenden Höhen angegeben. Die graue Aufstiegstrajektorie entspricht einem gehobenen Luftpaket, das die mittleren Temperatur- und Feuchtewerte der untersten 50 hPa besitzt. ML CAPE ist durch die rote Fläche dargestellt und die blau markierte Fläche entspricht ML CIN. Erstellt mit RAOB.

Ablauf des konvektiven Wettergeschehens

Zwischen 15 und 16 UTC kam es hauptsächlich über dem Südosten der Champagne-Ardenne und über dem Westen von Lothringen entlang des konvergenten Windfeldes im Bereich der Kaltfront bzw. an der Vorderseite der positiven PV-Anomalie zur Auslöse von hochreichender Feuchtekonvektion, die im weiteren Verlauf deutlich im sichtbaren Satellitenbild zu erkennen war (Abb. 4, links). Während der nordostwärtigen Verlagerung dieser anfangs noch unorganisierten Gewitterzellen, kam es vereinzelt zu Abschwächungen und konvektiven Neuentwicklungen (Abb. 4, rechts). 

Abb. 4: RGB-Satellitenbild vom 14.08.15 um 17:30 UTC und detektierte Blitze (Erd- und Wolkenblitze) am 14.08.15 zwischen 15:00 und 18:00 UTC. Quellen: MeteoGroup, nowcast GmbH.

Zwischen 18:30 und 19:00 UTC konnte die Entwicklung einer kompakten linienfömirgen Gewitterzelle nordwestlich von Metz beobachtet werden (Abb. 5, links). Diese gut organisierte Multizelle behielt ihre Struktur auf ihrem Weg in den Süden Luxemburgs bei und die Zelle nahm eine leichte Bogenform an. Im Großraum Kayl und Bettemburg sorgte dieses Gewitter für ein lineares Starkwindereignis (98 km/h in Bettemburg, Quelle: Kachelmann GmbH), dessen Ursache an dieser Stelle nicht vollends geklärt werden kann (mögliche Gründe: "Eindringen" trockener mittel-troposphärischer Luft in die Zelle wegen der Nähe zur PV-Anomalie, Ausbildung eines sehr kurzlebigen und kleinskaligen Rear-Inflow Jets). In den genannten Regionen wurden laut Augenzeugenberichten vereinzelt leichte bis mäßige Sachschäden beobachtet. Nördlich der Hauptstadt desorganisierte und schwächte sich diese Gewitterzelle allmählich ab.

Abb. 5: Niederschlagsradarbilder vom 14.08.15 um 19:00 UTC (links) und 19:50 UTC (rechts). Quelle: MeteoGroup.

Etwa zur gleichen Zeit überquerten weitere mehrzellige Gewitter die belgische Provinz Luxemburg (Abb. 5, links). An der Ostflanke dieses Gewitterherdes bildete sich dabei eine kompakte Multizelle aus, die zwischen 19:00 und 20:15 UTC über den Norden des Großherzogtums zog  (Abb. 5, rechts), ohne dabei auffällige Radarsignaturen aufzuzeigen.

Abb. 6: Detektierte Blitze (Erd- und Wolkenblitze) am 14.08.15 zwischen 18 und 21 UTC. Quelle: nowcast GmbH.

Die Blitzaktivitäten waren generell moderat (Abb. 6) und die beiden analysierten Gewitterzellen sorgten stellenweise für markante Niederschlagsmengen. Innerhalb einer Stunde fielen in Ulflingen 22 mm Regen, in Huldingen 21 mm, in Eschdorf 19 mm, in Reuler 16 mm und in Bettemburg 15 mm (Quellen: Kachelmann GmbH, ASTA).
Abschließend folgen ein paar visuelle Eindrücke des Gewitters über Südluxemburg:

Ausgeprägte Böenfront, Cumulonimbus Arcus (Standort: Peppingen)