Mehrzellige Gewitter am 13. August 2015

Synoptische Ausgangslage

Am 13. August um 12 UTC erstreckte sich ein Höhenrücken von Algerien über Italien bis nach Polen, so dass Mittel-europa unter hohem Geopotential lag (Abb. 1, Mitte). Über der Biskaya war ein Cut-Off zu finden, welcher im weiteren Verlauf aufgrund der allmählichen Verbindung mit dem Höhentrog bei Island eine negative Neigung erfuhr. Da-zwischen lag die Großregion unter einer südlichen Höhenströmung, die für leichte Warmluftadvektion sorgte, so dass die 15°C-Isotherme um 18 UTC bis zur deutschen Nordseeküste vorstieß. Im Allgemeinen waren die ober-troposphärischen Winde im Randbereich des Cut-Offs nicht besonders stark, da nur sehr schwache Baroklinität in der mittleren Troposphäre vorhanden war. Demzufolge konnte an der Südflanke des Cut-Offs ein schwacher Jetstream analysiert werden (Abb. 1, rechts). 

Abb. 1: Höhenanalysen des amerikanischen Wettermodells GFS vom 13.08.15 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 lag korrespondierend zum Höhentief über der Biskaya ein amorphes Tief über Frankreich, wobei sich im Laufe des späten Nachmittags und des Abends eine zonale Tiefdruckrinne vom Ärmelkanal über Belgien bis in den Südosten Deutschlands ausbildete. Darin eingelagert lag ein Frontensystem mit einer Warmfront (über den Niederlanden und Norddeutschland) und einer leicht wellenden Kaltfront (über Westfrankreich und dem Balearen-Meer). Im Warmsektor befand sich eine bodennahe Windkonvergenz, die auf die Großregion übergriff (Abb. 2).  

Abb. 2: Ausschnitt aus der Bodenanalysekarte vom 13.08.15 um 12 UTC. Quelle: Deutscher Wetterdienst.

Die vertikale Verteilung der Feuchte und die thermische Vertikalstruktur sowie das vertikale Windprofil der Troposphäre im Bereich der in der Großregion präsenten Luftmasse werden nun näher untersucht. Dabei wird der 11 UTC Radiosondenaufsteig aus Idar-Oberstein (ca. 60 km östlich von Wasserbillig) herangezogen (Abb. 3). Dieser zeigte eine feuchte und gut durchmischte Grenzschicht bis in 900 hPa (mittleres Mischungsverhältnis ~ 12 g/kg) und oberhalb davon war die untere Troposphäre etwas trockener geschichtet. Zwischen 900 und 700 hPa betrug die Temperatur-abnahmerate (Lapse Rate) rund 8°C pro km. Generell besaß die gesamte Troposphäre einen relativ hohen Feuchtegehalt (ausfällbares Niederschlagswasser ~ 33 mm), wobei ein markanter Einschub trockener Luft im Bereich von 400 hPa zu verzeichnen war. Die Tropopause lag in etwa 13 km Höhe. Insgesamt resultierte aus diesem bedingt labil geschichteten Vertikalprofil ein ML CAPE von 560 J/kg (SB CAPE ~ 1360 J/kg) und ein ML CIN von -180 J/kg (SB CIN ~ -85 J/kg). Die hochreichende Windscherung war hingegen nur schwach ausgeprägt (12 bis 14 kn in ca. 6 km Höhe).
Zusammenfassend kann auf Basis der gesamten synoptischen Ausgangssituation schlussgefolgert werden, dass an diesem Tag ein erhöhtes Risiko für das Auftreten von hochreichender Feuchtekonvektion vorherrschte.

Abb. 3: Schräges T-log(p)-Diagramm des 11 UTC Radiosondenaufstiegs aus Idar-Oberstein vom 13.08.15. 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

Bereits im Verlauf des Nachmittags (13 bis 14 UTC) entwickelten sich mehrere Gewitterherde entlang einer Konvergenz bzw. Bodenrinne südlich der belgisch-französischen Grenze, die sich zu einer mesoskaligen Gewitterlinie organisierten. Dieser lineare und sehr blitzaktive MCS zog mit teils bogenförmigen Segmenten, konvektiven Neuentwicklungen an dessen Ostflanke und nordwestlicher Zugrichtung über Belgien hinweg (Abb. 4, links). Über dem Großherzogtum fielen diese Neuentwicklungen jedoch wesentlich schwächer aus als über belgischem Boden (Abb. 4, rechts). Dennoch produzierten die konvektiven Zellen zum Teil starke Abwinde, so dass es lokal für starke bis stürmische Böen reichte (Quelle: Kachelmann GmbH), wie z.b. in Petingen (67 km/h) un Steinfort (61 km/h).

Abb. 4: RGB-Satellitenbild vom 13.08.15 um 16.30 UTC (links oben), Niederschlagsradarbild vom 13.08.15 gegen 16 UTC (links unten) und detektierte Blitze (Erd- und Wolkenblitze) am 13.08.15 zwischen 15:00 und 18:00 UTC (rechts). Quellen: MeteoGroup, Keraunos, nowcast GmbH.

Zwischen 18 und 19 UTC kam es dann über dem Nordosten von der französischen Region Lothringen zur erneuten Auslöse von Konvektion. Die dort entstandenen Gewitter nahmen während der weiteren nordwestwärtigen Verlagerung in Richtung Südluxemburg mehrzellige Strukturen an (Abb. 5, Mitte). Gegen 19:30 UTC erreichten die Gewitter mit mäßiger Blitzaktivität, und ohne einen allzu hohen Grad an Organisation aufzuzeigen, den Südwesten Luxemburgs, wobei sich die elektrische Aktivität nach dem Eintreffen allmählich abschwächte (Abb. 5, links). Zur gleichen Zeit konnten konvektive Neuentwicklungen im Bereich der Hauptstadt beobachtet werden, woraus weitere schwache Multizellengewitter hervorgingen, die in den Nordwesten Luxemburgs zogen (Abb. 5, Mitte und rechts). 

Abb. 5: Detektierte Blitze (Erd- und Wolkenblitze) am 13.08.15 zwischen 19:00 und 21:30 UTC (links) und Niederschlagsradarbilder vom 13.08.15 um 19:30 UTC (Mitte) und um 20:00 UTC (rechts). Quellen: nowcast GmbH, MeteoGroup. 

Während der Passage der Gewitter konnten lokal markante Niederschlagsakkumulationen verzeichnet werden. Innerhalb von 9 Stunden (13.08. 15 UTC bis 14.08. 00 UTC) fielen beispielweise in Wiltz 24 mm Regen, doch im Allgemeinen lagen die 9-stündigen Niederschlagsmengen in weiten Teilen Luxemburgs zwischen 5 und 15 mm (Quelle: Kachelmann GmbH, ASTA).
Abschließend folgen ein paar visuelle Eindrücke der Blitzaktivitäten dieser Mehrzellengewitter: