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Föhnsturm im Norden, Wintereinbruch im Süden

28. Dezember 2020, 4 Kommentare
Themen: Wetter

Eine tiefdruckbestimmte Südwestlage bestimmte das Wetter in der Schweiz in den vergangenen 24 Stunden. Wir ziehen Bilanz über den Südstau, den Föhn- und Südweststurm und werfen nochmals einen Blick auf den Luftdruck.

"Pulver, gut" im Tessin! Knapp 20 cm Neuschnee lagen heute Morgen in der Region Lugano. Webcam-Bild aus Lopagno (TI, 600m), Quelle: https://www.webticino.ch/webcam.htm
"Pulver, gut" im Tessin! Knapp 20 cm Neuschnee lagen heute Morgen in der Region Lugano. Webcam-Bild aus Lopagno (TI, 600m), Quelle: https://www.webticino.ch/webcam.htm

Föhn- und Südweststurm

Vergrösserte Ansicht: Luftdruck und Frontenanalyse am 28. Dezember 2020 um 06 UTC, Quelle: Deutscher Wetterdienst DWD
Luftdruck und Frontenanalyse am 28. Dezember 2020 um 06 UTC, Quelle: Deutscher Wetterdienst DWD
https://www.dwd.de/DE/leistungen/hobbymet_wk_europa/hobbyeuropakarten.html

Ein umfangreiches Tiefdruckgebiet mit Zentrum über den Britischen Inseln steuerte in der vergangenen Nacht eine okkludierende Front von West nach Ost über die Alpen hinweg. Im Vorfeld der Front fiel der Luftdruck vor allem auf der Alpennordseite rapide, so dass sich über den Alpen eine Druckdifferenz von rund 13 hPa und eine entsprechende Südföhn-Lage aufbaute.

In den Föhntälern der Alpennordseite wurden dabei Böenspitzen von 90 bis 120 km/h gemessen. In Brülisau (AI, 925m) wurde an der Wetterstation der Meteocentrale (www.meteocentrale.ch) eine Spitzenböe von 127 km/h gemessen. Nach Frontdurchgang schlief der Föhn im Verlauf des Vormittags ein.

Auf den exponierten Alpengipfeln blieb der Sturm unter den Erwartungen. Die Böenspitzen waren kaum höher als an den Föhnstationen in den Tallagen. Einzig auf dem Piz Martegnas (GR, 2670m) wurde die Warnschwelle von 130 km/h leicht überschritten. Ein Erklärungsansatz für diese Beobachtung ist die Orientierung der Höhenströmung: Im Gegensatz zu den starken Föhnereignissen des vergangenen Herbstes und des bisherigen Winters 2020 war diese im aktuellen Fall südwestlich, d.h. parallel zu den Alpen orientiert und betragsmässig selbst in mittleren Luftschichten von 3000 bis 5000 Meter kaum stärker als 120 bis 140 km/h. Das vertikale Mischen von Luftpaketen mit sehr hohen Geschwindigkeiten aus diesen Höhenlagen hinab bis auf Gipfelniveau lieferte folglich keinen wesentlichen Beitrag zur Böigkeit. Auch orographische Beschleunigungseffekte waren höchstens von lokaler Ausprägung, denn dieser Effekt wirkt effizienter, wenn die Strömung senkrecht auf den Gebirgskörper trifft.

Vergrösserte Ansicht: Temperatur- (fette, durchgezogene Linien) und Taupunkt- (gestrichelt) sowie Windprofile (Fiedern und dünne Linien rechts) in Payerne (schwarz) bzw. in Mailand (grün) am 28. Dezember 2020 um Mitternacht. Der Kaltluftsee auf der Alpensüdseite ist blau hervorgehoben.
Temperatur- (fette, durchgezogene Linien) und Taupunkt- (gestrichelt) sowie Windprofile (Fiedern und dünne Linien rechts) in Payerne (schwarz) bzw. in Mailand (grün) am 28. Dezember 2020 um Mitternacht. Der Kaltluftsee auf der Alpensüdseite ist blau hervorgehoben.

Ein weiteres interessantes Merkmal der aktuellen Föhnlage war der vergleichsweise wenig mächtige Kaltluftsee auf der Alpensüdseite. Der Vergleich der Radiosonden-Profile von Mailand und Payerne zeigt, dass der Kaltluftkörper über Norditalien bis in eine Höhe von knapp 2500 Meter zwar sehr ausgeprägt war, in den unmittelbar darüber liegenden Luftschichten jedoch kein nennenswerter thermischer Kontrast zur Luft auf der Alpennordseite herrschte.

Beim Überströmen der Alpen wird die von Norditalien zugeführte Kaltluft zwar nochmals einige hundert Meter angehoben (mit Bezug auf das Profil in Mailand), was sich in den Karten der Wind- und Temperaturmesswerte eindrücklich nachvollziehen lässt (Walliser Alpen, Jungfraujoch, Titlis, Mittelbünden). Einen zusätzlichen südlichen «Schub» von den höheren, darüber ziehenden Luftschichten erfuhr diese Kaltluftmasse jedoch nicht, weil eben die Windrichtung mit der Höhe deutlich änderte.

Vergrösserte Ansicht: Zeitlicher Verlauf der Messwerte in Delémont gestern 27. und heute 28. Dezember 2020: Böen (fett schwarz, oben), Mittelwind (dünn schwarz) und Windrichtung (Fieder), Temperatur und Taupunkt (rote bzw. blaue Linien im mittleren Diagramm) sowie Niederschlag (blaue Säulen unten).
Zeitlicher Verlauf der Messwerte in Delémont gestern 27. und heute 28. Dezember 2020: Böen (fett schwarz, oben), Mittelwind (dünn schwarz) und Windrichtung (Fieder), Temperatur und Taupunkt (rote bzw. blaue Linien im mittleren Diagramm) sowie Niederschlag (blaue Säulen unten).

Unterschätzt wurde die Windentwicklung hingegen im Jurabogen. Vor und während des Frontdurchgangs frischte der Wind markant auf und erreichte an den exponierten Stationen La Dôle und Chasseral Böenspitzen von 130 bis 140 km/h. Selbst in der Ajoie, im Delsberger Becken und im Laufental wurden 90 bis 110 km/h gemessen und bis in die zweite Nachthälfte hinein war es mit 5 bis 10 Grad ähnlich warm wie in den Föhntälern! Auf den Jurahöhen oberhalb von 1000 Metern lag die Temperatur hingegen nahe dem Nullpunkt, so dass im Laufe der Nacht gebietsweise 10 cm Schnee fielen.

Wintereinbruch im Süden

In den Staugebieten der Alpensüdseite intensivierte sich der Niederschlag ebenfalls im Laufe der Nacht und erfasste insbesondere das Mittel- und Südtessin. Bei Temperaturen um oder leicht unter dem Gefrierpunkt fiel der Niederschlag von Beginn an als Schnee bis auf die Talböden, so dass sich selbst in den tiefsten Lagen der Region Lugano, der Magadino-Ebene oder rund um Bellinzona bis zu 20 cm Neuschnee akkumulierten.

Apropos Schnee: Auf der Rückseite der Front folgten aus Westen weitere Staffeln mit feuchter Luft und Schauern nach. Dabei fiel auch auf der Alpennordseite zeitweise nasser Schnee bis in die Niederungen. Die Temperatur schwankte tagsüber zwischen 2 und 7 Grad. Besonders in den westlichen Landesteilen zeigte sich am Nachmittag für kurze Zeit noch die Sonne.

Aussergewöhnlich tiefer Luftdruck

In Ergänzung zum Blog des Vortages (https://bit.ly/2MahbAF) greifen wir nun das Thema Luftdruck nochmals auf. Die eine oder andere digitale Hobby-Wetterstation dürfte mit Alarmhinweisen auf den markant fallenden Luftdruck reagiert haben. Tatsächlich handelt es sich beim aktuell wetterbestimmenden Tief um einen vergleichsweise grossen Wirbel. In seinem Zentrum wurde heute im Südwesten Englands und im angrenzenden Nordfrankreich ein Luftdruck von wenig mehr als 970 hPa gemessen. Das ist für ein Atlantik-Tief grundsätzlich nicht aussergewöhnlich, doch es kommt gar nicht so häufig vor, dass sich derart grosse Wirbel nahe am Festland bilden bzw. befinden.

Der Luftdruck, gemessen auf Stationshöhe (meteorologische Abkürzung QFE), erreichte heute auch in der Schweiz aussergewöhnlich tiefe Werte: An den meisten Messstationen ordnen sich die Tagesminima auf den Rängen 3 bis 5 in den Hitlisten für den Monat Dezember ein. Dabei muss jedoch relativiert werden, dass meisten Messreihen lediglich bis in die 50er bis 80er Jahre des letzten Jahrhunderts zurückreichen.

Ein tiefer Luftdruck allein bringt aber noch nicht zwingend einen Sturm, wie der heutige Tag vielerorts gezeigt hat. Viel entscheidender als der absolute Betrag sind ein rascher Druckfall und ein ebenso rascher Druckanstieg, starke horizontale Druckunterschiede oder der weiter oben angesprochene vertikale Transport von Luftpaketen mit hoher Geschwindigkeit von den höheren Luftschichten zum Boden hinab. Oder die mit kräftigen Schauern einhergehende Niederschlagsabkühlung und resultierende Beschleunigung der Luft zum Boden hin, wie sie in sommerlichen Gewitterniederschlägen so typisch in Erscheinung tritt.

In den Diagrammen oben ist beispielhaft der zeitliche Verlauf der Druckdifferenz zwischen Lugano und Kloten der vergangenen zwei Tage dargestellt, ein Indikator für die Stärke der Föhnströmung in den Alpentälern. Tatsächlich traten die stärksten Föhnböen in dem Zeitraum auf, als die Druckdifferenz am stärksten ausgeprägt war. Eine weitere Kurve stellt den zeitlichen Verlauf des Stationsdrucks in Kloten während dem Wintersturm «Lothar» am 26. Dezember 1999 dar: Ähnlich wie gestern fiel der Luftdruck damals, während der Annäherung des Tiefs, um rund 30 hPa. Dies geschah jedoch in einem kurzen Zeitraum von lediglich 9 Stunden, während ein Druckfall von ähnlicher Grössenordnung in der aktuellen Wetterlage sich über einen viel längeren Zeitraum von über 24 Stunden erstreckte.

Zeitraffer des Druckfalls während der Annäherung von Tiefdruckgebiet "Hermine" von Samstag 26. bis Montag 28. Dezember 2020. Urs Graf hat die Entwicklung rechtzeitig antizipiert, den Zeiger auf die Anfangsposition gestellt und die Reaktion des Gebers auf Film festgehalten.

Nach Durchzug von Lothar’s Kaltfront und der raschen Ostverlagerung des Tiefs stieg der Druck damals in einem kurzen Zeitraum von 6 Stunden um rund 12 hPa an und in diesem Moment wurden vielerorts die stärksten Böen gemessen. In der aktuellen Wetterlage hingegen verbleiben wir noch für einige Tage direkt im Einflussbereich des Tiefdruckgebiets «Hermine». Der Luftdruck steigt dabei nur zögerlich und schrittweise wieder auf höhere (normalere) Werte an, während gleichzeitig weitere Staffeln mit feuchtkühler Luft vom Atlantik her die Alpen erreichen werden.

Kommentare (4)

  1. Dieter Neth, 28.12.2020, 22:43

    Sehr informativ! Ich habe gestern abend den Druckverlauf ebenfalls mitverfolgt, bei uns in Trimbach ging es bis gegen 980hPa hinunter - aber im Unterschied zu den Stationen nördlich des Bölchens schaffte es der Wind nicht bis zu uns in die Trimbacher Halbklus hinunter - statt 10 Grad wie in Delemont waren es hier um Mitternacht nur gerade gut 3 Grad. Richtig zur Sache geht es windmässig hier eher bei Nordwestwind, wenn wie von Ihnen angetönt der Druck hinter der Kaltfront brüsk ansteigt. Das ist mit einer Okklusion nicht zu haben.

  2. Stefan Frei, 28.12.2020, 18:18

    Vielen Dank für diesen sehr interessanten Kommentar. Ich frage mich jedoch, ob es normal ist, dass sogar die tiefsten Lagen des Tessins schon zum 2. Mal in diesem Monat massiv Schnee bekamen während in den tiefsten Lagen der Alpennordseite (400 m.u.M oder noch tiefer) bisher lediglich kümmerliche 3-4cm am 01.12.2020 herunterkamen? Wieso bringt dieselbe Front im Tessin Schnee aber im normalerweise kälteren Norden bloss Regen/Schneeregen? Liegt dies einzig an der Niederschlagsabkühlung?

    1. Theodor Guggacher, 28.12.2020, 21:23

      Sehr geehrte Meteoschweiz Mitarbeitende
      Danke für Ihre interessanten Beiträge. Meine Vorlesungen zur Meteorologie liegen doch schon einige Jahrzehnte zurück, doch diese Mammatus Wolken scheinen noch immer nicht restlos geklärte Phänomene zu sein. Meines Wissens treten diese Wolkenarten unterhalb des Amboss auf, si wie Sie auch bereits auf den Juli verwiesen haben. So wie ich mich erinnere, wurden verschiedene Theorien vorgeschlagen, z.B. das langsamere feuchtadiabatische Abkühlen gegenüber der trockenen Umgebungsluft oder auch Effekte der Sublimation. Wie erklären Sie sich das Auftreten der Mammatus an einem Wintertag wie heute? Ich freue mich auf Ihre Antwort.
      Beste Grüsse Theodor Guggacher

    2. MeteoSchweiz, 30.12.2020, 05:28

      Sehr geehrter Herr Guggacher. Die Entstehungsmechanismen von Mammatus sind tatsächlich immer noch Gegenstand von Forschungsarbeiten. Wie sie richtig festhalten sind die "Beutelwolken" im Sommer häufiger zu sehen, als im Winter. Grundsätzlich treten aber auch im Winter Gewitter mit Ambosswolken auf, so dass die Chancen für Mammatus auch in der kalten Jahreszeit gegeben sind. Im Bild von Urs Graf sehen wir die Rückseite einer Schneeschauer-Linie, auf welche trockenere Luft nachfolgte. Das ist physikalisch betrachtet genau dieselbe Konfiguration, wie sie auch im Sommer unterhalb eines Gewitter-Amboss anzutreffen ist.