Starkregenereignis am 01. September 2015

Synoptische Ausgangslage

Am 01. September um 00 UTC weilte eine umfangreiche Höhenantizyklone über dem Osten und Südosten Europas. Dagegen gelangte Westeuropa unter den Einfluss eines Höhentroges, dessen Achse sich von den Britischen Inseln bis zu den Pyrenäen erstreckte (Abb. 1, Mitte). Entsprechend lag Luxemburg unter einer südlichen bis südwestlichen Höhenströmung und geriet somit von Westen her allmählich auf den trogvorderseitigen Hebungsbereich. Über der Nordsee befand sich ein schwacher Jetstreak (Abb. 1, rechts), dessen rechter Eingangsbereich samt signifikanten Hebungsimpulsen gegen Ende der Nacht bzw. am frühen Morgen auf die Großregion übergriff. 

Abb. 1: Höhenanalysen des amerikanischen Wettermodells GFS vom 01.09.15 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 Bodendruckfeld etablierte sich ein Tiefdruckgebiet in der Nähe von Dänemark und seine Warmfront verlief von der südlichen Ostsee über Weißrussland bis zur Ukraine (Abb. 2). Von den Niederlanden über Frankreich bis zur Iberischen Halbinsel erstreckte sich eine Kaltfront, die aufgrund ihrer teils parallelen Lage zur Höhenströmung ins Schleifen geriet (Abb. 2). Demnach kam es zu Wellenentwicklungen an der Front, die für eine erhöhte Wetteraktivität in Luxemburg sorgten. Rückseitig der Wellenfront strömte allmählich ein Schwall subpolarer Meeresluft in die Großregion, so dass die an den Vortagen präsente Subtropikluft  nach Osten abgedrängt wurde (Abb. 1, links). 

Abb. 2: Ausschnitte aus der Bodenanalysekarte vom 01.09.15 um 00 UTC (links) und 06 UTC (rechts). Quelle: Deutscher Wetterdienst.

Die vertikale Verteilung der Feuchte und die thermische Vertikalstruktur sowie das vertikale Windprofil der Troposphäre in der Nähe der wellenden Frontalzone werden nun näher untersucht. Dabei wird der 05 UTC Radiosondenaufsteig aus Idar-Oberstein (ca. 60 km östlich von Wasserbillig) herangezogen (Abb. 3). Dieser zeigte eine durch die nächtliche Ausstrahlung induzierte Bodeninversion bis in etwa 900 hPa. Oberhalb davon war die Troposphäre bedingt labil geschichtet, woraus ein MU CAPE von rund 500 J/kg und ein MU CIN von ca. -20 J/kg resultierte. Ferner erreichte das ausfällbare Niederschlagswasser dieses Temps einen für Starkregen förderlichen Wert (37,4 mm) und die hochreichende Geschwindigkeitsscherung des Horizontalwindes war stark ausgeprägt (DLS um 20 m/s).
Zusammenfassend kann auf Basis der gesamten synoptischen Ausgangssituation schlussgefolgert werden, dass es zu einer Überlappung von schwacher Labilitätsenergie, starker Windscherung und signifikanten synoptischskaligen Hebungsantrieben (Superposition von rechtem Jet-Eingang und frontaler Welle) kam. Folglich konnten markante Hebungsprozesse generiert werden, die zu erhöhten und teils gewittrigen Niederschlagsaktivitäten führten.

Abb. 3: Schräges T-log(p)-Diagramm des 05 UTC Radiosondenaufstiegs aus Idar-Oberstein vom 01.09.15. 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 dem gehobenen instabilsten Luftpaket. MU CAPE ist durch die rote Fläche dargestellt und die blau markierte Fläche entspricht MU CIN. Erstellt mit RAOB.

Ablauf des (konvektiven) Wettergeschehens

Im Bereich der nordostwärts ziehenden Frontalwelle kam es über Zentral- und Nordostfrankreich vermehrt zur Auslöse von hochreichender Feuchtekonvektion, die höchstwahrscheinlich entkoppelt von der Grenzschicht agierte. Gegen 02:15 UTC bildete sich über dem Norden Lothringens konvektive Zellen, die im weiteren Verlauf eine leicht linienhafte Anordnung aufzeigten (Abb. 4, links) und unter allmählicher Abschwächung den Süden Luxemburgs überquerten. Westlich dieser "Gewitterlinie" befand sich ein konvektiv durchsetztes Regengebiet, welches auch Blitze produzierte (Abb. 4) und über die belgische Provinz Luxemburg in den Norden des Großherzogtums zog. Zwischen 05:30 und 07:00 UTC zogen weitere konvektive Starkniederschläge über die südliche Hälfte Luxemburgs hinweg.

Abb. 4: Detektierte Blitze (Erd- und Wolkenblitze) am 01.09.15 zwischen 01:30 und 04:30 UTC (links) und Niederschlagsradarbild vom 01.09.15 um 03:00 UTC (rechts). Quellen: nowcast GmbH, MeteoGroup.

Die nachfolgenden und teils unterbrochenen Niederschläge waren generell stratiformen Ursprungs und verließen das Großherzogtum in Richtung Rheinland-Pfalz gegen 13:00 UTC. Im Laufe des Abends traten verbreitet noch postfrontale Regenschauer auf.
Angesichts der gemessenen Niederschlagsmengen wurden an manchen Orten die Schwellenwerte des Deutschen Wetterdienstens bezüglich unwetterartigem Starkregen (6 Stunden-Kriterium) bzw. unwetterartigem Dauerregen (12 Stunden-Kriterium) überschritten. Demzufolge kann dieses Wetterereignis als Unwetter bezeichnet werden, welches außerdem für Störungen im Alltagsleben sorgte. Abschließend folgt eine Liste mit den Niederschlagsmengen (in Liter pro m²), die zwischen 04 und 20 Uhr Ortszeit an verschiedenen Wetterstationen gemessen wurden (Quellen: A für ASTA und K für Kachelmann GmbH):

• 54,6 Oberkorn (A)
• 54,5 Christnach (A)
• 53,1 Mersch (A)
• 52,0 Luxemburg-Pescatore (K)
• 51,7 Petingen (K)
• 51,2 Roeser (A)
• 51,0 Luxemburg-Findel (basierend auf den SYNOP-Meldungen)
• 50,9 Luxemburg-Merl (A)
• 49,1 Bettemburg (K)
• 49,0 Mamer (A)
• 45,4 Ettelbrück (K)
• 43,5 Godbringen (A)
• 41,5 Steinfort (K)
• 37,0 Wasserbillig (K)
• 36,1 Wiltz (K)
• 35,5 Useldingen (A)
• 34,2 Eschdorf (A)
• 34,0 Ell (K)
• 33,9 Echternach (A)
• 29,7 Böwen (K)
• 29,2 Stolzemburg (K)
• 28,7 Ulflingen (K)
• 23,8 Remich (A)
• 22,0 Reuler (A)
• 19,4 Remerschen (A)
• 18,6 Schengen (K)