Warmlufteinschubgewitter am 19. Juli 2015

Synoptische Ausgangslage

Am 19. Juli um 00 UTC befand sich Luxemburg leicht südlich der mäandrierenden Frontalzone im Bereich einer westsüdwestlichen Höhenströmung (Abb. 1, Mitte). Westlich von Großbritannien lag ein markanter Höhentrog mit Kern über Irland und südöstlich davon zeigte die Höhenströmung über Nordwestfrankreich eine zyklonale Krümmung, die ein starkes PVA-Feld in 500 hPa induzierte, welches auf die Großregion übergriff. Zudem generierte der rechte Eingangsbereich eines sekundären Jetstreaks entlang der Nordseeküste markante Höhendivergenzen über Nord-frankreich, Belgien und Luxemburg (Abb. 1, rechts). Dementsprechend lieferte die vorherrschende Strömungs-konstellation in der mittleren und oberen Troposphäre signifikante quasi-geostrophische Hebungsantriebe.

Abb. 1: Höhenanalysen des amerikanischen Wettermodells GFS vom 19.07.15 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/.

Im Bodenniveau herrschten im Allgemeinen schwache Luftdruckgegensätze und ein Tiefdruckkomplex befand sich über dem Europäischen Nordmeer und Skandinavien. Dessen Kaltfront schleifte über Mitteleuropa und trennte eine labile und sehr warme Luftmasse im Süden von einer mäßig warmen, stabilen und recht trockenen Luftmasse im Norden. Über Norddeutschland lag ein schwaches Zwischenhoch, wohingegen eine Welle über Frankreich für erhöhte Wetteraktivität sorgte (Abb. 2). 

Abb. 2: Ausschnitt aus der Bodenanalysekarte vom 19.07.15 um 00 UTC. Quelle: Deutscher Wetterdienst.

Die vertikale Verteilung der Feuchte und die thermische Vertikalstruktur sowie das vertikale Windprofil der Troposphäre im Bereich der Warmfront liegenden Hebungszone werden nun näher untersucht. Dabei wird der 00 UTC Radiosondenaufsteig aus Idar-Oberstein (ca. 60 km östlich von Wasserbillig) herangezogen (Abb. 3). Dieser zeigte eine vom Boden ausgehend 500 m dicke, nahezu isotherme Schicht (nächtliche Ausstrahlung der Erdoberfläche) und oberhalb davon lag bis in etwa 550 hPa eine feuchtlabile Schichtung vor (Lapse Rate von ~ 19°C zwischen 850 und 600 hPa). Die obere Hälfte der Troposphäre war annähernd feuchtindifferent geschichtet, wobei sich die Tropopause in rund 12 km Höhe befand. Aus diesem Vertikalprofil ergab sich für ein vom 860-hPa-Niveau pseudoadiabatisch gehobenen Luftpaket ein MU CAPE von ungefähr 450 J/kg und ein MU CIN von etwa -30 J/kg. Das ausfällbare Niederschlagswasser der gesamten Troposphäre belief sich auf 33 mm. Weiterhin betrug die hochreichende Geschwindigkeitsscherung des Windes (DLS) ca. 16 bis 19 m/s und die markante Rechtsdrehung des Windes in den untersten 2000 m (Ekman-Spirale und WLA) sorgte für leicht erhöhte Helizitätswerte (SRH 0-3 km ~ 200 m²/s²).
Zusammenfassend kann auf Basis der gesamten synoptischen Ausgangssituation schlussgefolgert werden, dass es zu einer Überlappung von niedriger Labilitätsenergie (bezogen auf das instabilste Luftpaket), starker Windscherung und signifikanten synoptischskaligen Hebungsimpulsen kam, so dass das Auftreten von markanter hochreichender Feuchtekonvektion möglich war.

Abb. 3: Schräges T-log(p)-Diagramm des 00 UTC Radiosondenaufstiegs aus Idar-Oberstein vom 19.07.15. 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. Quelle: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html (mit Ergänzungen).

Ablauf des konvektiven Wettergeschehens

Zwischen 00:45 und 01:15 Ortszeit kam es im Bereich der nordfranzösischen Ortschaft Bar-le-Duc (Lothringen) leicht südlich der Warmfront zur Auslöse hochreichender Konvektionszellen (Abb. 4, rechts), die im weiteren Verlauf von einem sich langsam ausbildenden Wolkencluster beherbergt wurden (markiert mit einem weißen Pfeil in Abb. 4, links).

Abb. 4: Infrarotes Satellitenbild mit eingezeichneter Frontenlage um 00:00 UTC (links) und detektierte Blitze (Erd- und Wolkenblitze) zwischen 22:45 und 00:00 UTC (rechts). Quellen: WetterOnline, nowcast GmbH. 

Der relativ kräftige mehrzellige Gewitterherd (Abb. 5, rechts) überquerte bzw. streifte mit moderater Blitzintensität  den äußersten Süden und Südosten von Luxemburg zwischen 02:45 und 03:45 Ortszeit (Abb. 5, links), ohne dabei einen allzu hohen Grad an Organisation aufzuzeigen. Dabei wiesen die Zellkerne größtenteils maximale Reflektivitäten von bis zu 55 dBZ auf. Über der Nordgrenze des Saarlands konnte sich die Gewitteraktivität deutlich verstärken. 

Abb. 5: Detektierte Blitze (Erd- und Wolkenblitze) zwischen 00:00 und 02:00 UTC  (links) und Niederschlagsradarbild um 01:10 UTC. Quellen: nowcast GmbH, MeteoGroup.

Ein zweite, etwas schwächere Gewitterstaffel, die entlang der wellenden Warmfront entstand, zog zwischen 05 und 06 Uhr Ortszeit über die Nordhälfte des Großherzogtums hinweg (Abb. 6, links). Auch diese Gewitterherde besaßen eine mehrzellige Struktur, wobei eine leicht linienhafte Organisation auszumachen war.

Abb. 6: Detektierte Blitze (Erd- und Wolkenblitze) zwischen 02:30 und 04:30 UTC (links) und Niederschlagsradarbild um 03:30 UTC (rechts). Quellen: nowcast GmbH, MeteoGroup.

Die über Luxemburg aufgetretene hochreichende Feuchtekonvektion produzierte auf lokaler Ebene zum Teil markante Niederschlagsmengen aufgrund hohen Werten von ausfällbarem Niederschlagswasser. Zwischen 03 und 04 Uhr Ortszeit fielen in Schengen 28 mm Regen, in Remerschen 19 mm und in Remich 17 mm (Quellen: Kachelmann GmbH, ASTA). Während des zweiten Gewitterdurchgangs im Ösling akkumulierten sich in Heinerscheid 20 mm Niederschlag, in Schimpach 19 mm, in Harlingen 17 mm und in Wintger 15 mm (Quelle: ASTA). Im Gegensatz zum Niederschlag konnten keine Auffälligkeiten bei den Windmessungen verzeichnet werden.