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Dynamischer Antrieb von oben

23. Mai 2022, 14 Kommentare
Themen: Wetter

Der heutige Tag war verbreitet von teils heftigen Gewitter begleitet. Was dies mit dem dynamischen Antrieb von oben zu tun hat, schauen wir uns im heutigen Blog an.

Gerade jetzt in der Sommerzeit gibt es oft Gewitter in den Gebirgen, welche durch die erzwungene Hebung der Berge und die warmen Temperaturen orografisch und thermisch ausgelöst werden. Heute wählte die Wetterküche die dritte Möglichkeit einen Hebungsimpuls in der Atmosphäre zu produzieren. Nämlich die dynamische Hebung. Diese hat ihren Ursprung in 500 hPa, also ca. 5,5 km Höhe über unseren Köpfen. In der Meteorologie analysiert man täglich die Strukturen in dieser Höhe, weil dort die grundlegenden Vorgänge zur Entstehung von Hoch- und Tiefdruckgebieten stattfindet. Im Folgenden ein kurzer Einblick wo die stärkste Hebung zu finden ist und wie die Höhenstruktur mit dem aktuellen Wetter zusammenhängt.

Vergrösserte Ansicht: Schematische Darstellung der Trog-Rückenmuster in 500 hPa. Die Pfeile markieren die durchschnittliche Windrichtung.
Schematische Darstellung der Trog-Rückenmuster in 500 hPa. Die Pfeile markieren die durchschnittliche Windrichtung.

Allgemein gibt es Tröge und Rücken, welche sich in der Horizontalen als gewellte Strukturen darstellen. Die Luftsäule bildet dabei Berge und Täler, ähnlich wie in den Alpen. Ein Rücken verheisst eher ruhiges Wetter, während in einem Trog sich die intensiveren Wetterphänome abspielen. 

Mathematisch und physikalisch werden diese Wellen durch die Omega- und die Vorticity-Gleichung beschrieben. Vorticity ist die Wirbelhaftigkeit einer Luftsäule, also die Rotation der Luft um ihre eigene Achse. Für die heutige Wetterlage interessiert uns besonders die positive vorticity advection (kurz: PVA). Die PVA entsteht in der zyklonalen Krümmung der Isohypsen in der Trogachse. Mit der Höhenströmung wird der Impuls der positiven Vorticity zur Trogvorderseite herangeführt. Auf der Trogvorderseite befindet sich also die höchste Wetteraktivität und grösste Hebung der gesamten Höhenstruktur. Zusätzlich kann in Gebieten die unter dem Maximum von PVA liegen, ein Druckfall beobachtet werden, woraus auch das ein oder andere Tiefdruckgebiet entsteht.

Vergrösserte Ansicht: Darstellung der Isohypsen (Linien gleichen Geopotentials), relativer Feuchte und der Windfiedern in 500 hPa um 9 UTC. Im eingezeichneten Feld ist der Kurzwellentrog zu sehen
Darstellung der Isohypsen (Linien gleichen Geopotentials), relativer Feuchte und der Windfiedern in 500 hPa um 9 UTC. Im eingezeichneten Feld ist der Kurzwellentrog zu sehen

Über der Schweiz ist aktuell die Situation so, dass ein Kurzwellentrog von Westen sich annähert und heute das Land überquert. Bei einem Kurzwellentrog intensivieren sich die gerade beschriebenen Vorgänge nochmals, weil hier die Krümmung ausgeprägter ist. Je stärker die Krümmung, desto grösser ist die PVA. Somit bildet sich ein sehr kleines aber kräftiges PVA-Gebiet aus. Die Wetteraktivität ist daher typischerweise hoch.

Das heutige Wetter hängt daher mit der Hebung auf der Vorderseite des Kurzwellentroges zusammen. Da die restlichen Voraussetzungen mit Labilität, Feuchte und Windscherung vorhanden sind, entwickeln sich am Nachmittag sehr verbreitet Schauer und Gewitter, teils kräftig ausgeprägt.

Bilder der heutigen Gewitter

Aber auch im weiteren Ausblick bleibt es spannend. In der Nacht verlagert sich eine Kaltfront ausgehend von einem Tief über der Nordsee in die Schweiz und es kommt zu weiteren Niederschlägen auf der Alpennordseite. Die Kaltfront bringt vor allem einen Austausch der Luftmasse mit sich, sodass in den nächsten Tagen deutlich kühlere Luft wetterbestimmend ist.

Vergrösserte Ansicht: Frontenkarte mit ThetaE, ein Mass für die Feuchtigkeit und Temperatur einer Luftmasse. Im Bild ist ersichtlich, dass die Kaltfront um 00UTC heute Nacht bereits über der Schweiz liegt.
Frontenkarte mit ThetaE, ein Mass für die Feuchtigkeit und Temperatur einer Luftmasse. Im Bild ist ersichtlich, dass die Kaltfront um 00UTC heute Nacht bereits über der Schweiz liegt.
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Kommentare (14)

  1. Urs Imhof, 24.05.2022, 15:13

    Gewittervorhersagen sind schwierig und trotzdem einschätzbar wo das Risiko am höchsten ist aber keine Garantie.
    Ich schaue bei Kachelmannwetter wie die Einschätzung der Gewitter sind und es trifft für meinen Wohnort sehr gut.
    Es gibt unterschiedliche Wetterdienste.
    Private haben eher kleinere Warnregionen.
    Kachelmannwetter hat Ortschaftsbezogene Warnungen was am genauesten ist.
    Meteo Schweiz hat teilweise riesige Warnregionen was gewisse Fehlwarnungen erzeugt.
    Temperaturen stimmen immer.
    Fazit:
    Temperaturen: Note 6
    Prognosen: Note 5
    Warnungen Note 4

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  2. Dario Schibler, 24.05.2022, 10:51

    Ja diese Gewitter...

    ...sie scheinen die Prognose-Zuverlässigkeit oft massiv einzuschränken, wie mir scheint. Bevor ich mit meinem Hund Gassi gehe, schaue ich jeweils aufs Niederschlagsradar. Aber dieses ist gerade bei starker Gewitterneigung alles andere als zuverlässig. Ich mache Ihnen da auch keinen Vorwurf. Ich stelle mir vor, dass es extrem schwierig sein muss, Gewitter und ihre Niederschläge exakt vorauszusagen, gerade weil sie oft sehr auf kleine Gebiete beschränkt sind.

    Trotzdem wünschte ich mir manchmal, die Vorhersage wäre etwas genauer. Wie soll denn eine 6-Tages-Prognose sicher sein, wenn man schon nichtmal sicher sein kann, ob es in der kommenden Stunde regnet oder nicht?

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    1. MeteoSchweiz, 24.05.2022, 12:20

      Guten Tag Dario Schibler
      Vielen Dank für Ihr Verständnis. Bei Gewittern ist es besonders schwierig vorherzusagen, wo und wann genau sie entstehen. Dies ist wie beim Wasser kochen: Es ist unmöglich vorauszusagen, wo die erste Blase aufsteigen wird. Dennoch lassen sich im Sommer anhand der Situation an gewissen Tagen Gewitter so gut wie ausschliessen und an andern sind sie sehr wahrscheinlich. Wie weit in die Zukunft eine Prognose sicher ist, hängt stark von der Wetterlage ab. Zudem ist die Grosswetterlage einfacher vorherzusagen als die Details, insbesondere eben Gewitter. In der Regel lässt sich die Witterung für die nächsten 5-7 Tage gut vorhersagen.
      Beste Grüsse MeteoSchweiz

  3. Tscharner Mike, 24.05.2022, 08:45

    Hallo
    Wie ausgedehnt muss man sich so ein PVA-Feld vorstellen? Oder unterliegt die PVA-Zone einer Art pulsierender Bewegung, mal stärker, dann wieder schwächer und auch örtlich unterschiedlich? Ich frage, weil am Morgen ein starkes Hebungsfeld über den Jura-NWCH über den Oberrhein zog (starke Aktivität). Nach einer Beruhigung ging es am Nachmittag über den westlichen Voralpen los und zog nach Osten.
    Hat sich da das maximale PVA-Feld verschoben und bewegt sich in der allgemeinen Strömung, oder sind andere Zutaten wie Energieangebot (aus Feuchtigkeit und Temperatur) ausschlaggebend? Grüsse

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    1. MeteoSchweiz, 24.05.2022, 11:45

      Guten Tag Mike Tscharner
      Die beschriebenen Zusammenhänge von Trog und PVA sind stark vereinfacht gegenüber der Realität, allerdings hilft uns dies beim Verstehen der Vorgänge in der Atmosphäre. Die Grösse eines «PVA-Feldes» ist vor allem von der Grösse und Form des Troges abhängig, und somit sehr unterschiedlich. Zudem ist PVA keine wirklich messbare Grösse, lediglich dessen Folgen können beobachtet werden. Die Gewitter gestern Nachmittag stehen klar in Zusammenhang mit dem Kurzwellentrog, und somit der PVA. Die morgendlichen Gewitter, welche Sie über der NWCH beobachtet haben, sind schwieriger zuzuordnen. Es gibt viele mögliche Gründe, warum ein Gewitter ausgelöst wird. In jedem Fall benötigt es für Gewitter hohe Feuchtigkeit, eine labil geschichtete Atmosphäre und einen Auslöser (Hebungsmechanismus). Alle drei Zutaten müssen vorhanden sein, wobei letzteres am schwierigsten zu ergründen und prognostizieren ist. Die Gewitter gestern Morgen wurden über Frankreich wahrscheinlich auch vom Kurzwellentrog ausgelöst und zogen dann nach Nordosten zum Jura, wo sie vermutlich von der Topographie nochmals verstärkt wurden.
      Beste Grüsse MeteoSchweiz

  4. Wasweißtdndudn, 23.05.2022, 21:15

    Bild 3/5: Martiny ?
    Gern geschehn!

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    1. MeteoSchweiz, 23.05.2022, 22:56

      Guten Abend
      Besten Dank für ihren Hinweis. Wir haben die Bildlegende entsprechend korrigiert.
      Freundliche Grüsse
      MeteoSchweiz

  5. Sany, 23.05.2022, 18:55

    Sehr eindrücklich erklärt, vielen Dank dafür!
    Eine Frage hätte ich da noch:
    Mammutswolken / Mammutclouds sind ja eher selten oder? Wann wurde die erste solche Cloud entdeckt oder aufgezeichnet? LG Sany

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    1. MeteoSchweiz, 23.05.2022, 22:19

      Guten Abend Sany
      Mammatuswolken werden seit Anfang des 20. Jahrhunderts erforscht, damals insbesondere im deutschsprachigen Raum. Seit wann die Mammatuswolken (offizieller Wolkenname "Mamma") Aufnahme in den Internationalen Wolkenatlas der WMO gefunden haben, ist uns (ohne weitergehende Recherche) nicht bekannt.
      Freundliche Grüsse
      MeteoSchweiz

  6. Manuel, 23.05.2022, 18:10

    Sieht es auf den Wetterkarten nicht ähnlich aus wie letztes Jahr???
    Die Schweiz ist eingeklemmt zwischen einem Hoch im Osten und eines im Westen und wir kriegen dank dem Jetstream der dazwischen verläuft die eiskalte Luft ab vom Polarkreis?

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    1. MeteoSchweiz, 23.05.2022, 20:06

      Guten Abend Manuel
      Warten wir doch erst mal ab bis sich die viel zu warme subtropische Luft aus unseren Gefilden verabschiedet ;-) Wie nachhaltig die Abkühlung dann wirklich sein wird ist aktuell noch schwierig abzuschätzen. Freundliche Grüsse
      MeteoSchweiz

    2. Manuel, 24.05.2022, 09:49

      Sie missverstehen mich. Mir macht kaltes regnerisches Frühling-Sommer Wetter keinen Spass!!! Ich hoffe un bete das ab Juni ein Riesen großes Hoch über uns stationär bleibt, und dass hoffentlich bis Ende September nur noch warme Sommertemperaturen herrschen.

    3. Ricardo, 24.05.2022, 11:23

      So unterschiedlich sind die Vorlieben. Ich z.B. habe den letzten Sommer sehr genossen, wenig Leute im Freibad, gut geschlafen... Ich möchte trotzdem erwähnen, dass der Sommer 2021 nicht zu kalt war. Von den Temperaturen her lag er im Rahmen der Norm, sogar ein wenig darüber (laut MeteoSchweiz). Zum Glück macht der Himmel, was er will, und ignoriert die (widersprüchlichen) Gebete der Menschen. Wir sind gespannt!

    4. Peter, 24.05.2022, 18:55

      Es ist immer noch Frühling. Erst in 4 Wochen ist Sommersonnenwende. Die Temperaturen und der gelegentliche Regen sind jetzt normal. Aber 'Spass' ist halt wichtiger als die katastrophalen Auswirkungen der Klimaerwärmung.