Unser Adventskalender 2022 zeigt, dass Meteorologie und Klimatologie nicht nur aus Daten, Grafiken und Studien bestehen, sondern auch beeindruckende Wetteraufnahmen hervorbringt. In diesem Jahr erwarten uns hinter jedem «Türchen» beeindruckende Landschaftsaufnahmen, Wetterphänomene und natürlich auch meteorologisches Hintergrundwissen. Wir wünschen eine schöne Adventszeit und viel Spass mit unserem Kalender!
Ein letztes Mal öffnet sich ein Türchen unseres Adventskalenders 2022: Das gesamte Team von MeteoSchweiz wünscht ein frohes Fest und wir hoffen, dass die 24-tägige Tour durch verschiedenste Wetterphänomene Ihnen viel Freude bereitet hat. Mit dieser eindrücklichen Aufnahme von Speer und Federispitz nehmen wir sie nochmal mit in die Höhe auf rund 1700 Meter. Hier macht der Hochnebel ein Phänomen der Hydraulik sichtbar, den sogenannten «hydraulischen Sprung». Dieser kommt zustande, wenn eine Strömung einem raschen Wechsel der Fliessgeschwindigkeit unterzogen wird. Beim Überströmen des Gebirges – wie in diesem Fall zwischen Speer und Federispitz – beschleunigt die Strömung zunächst und fliesst mit einer Absinkbewegung über den Kamm. Danach wird die Strömung aber bald durch die topographischen Gegebenheiten gebremst. Bei dieser Geschwindigkeitsabnahme der Strömung entsteht der hydraulische Sprung, welcher sich in einer abrupten Zunahme der Wolkenobergrenze manifestiert.
Mit diesem eindrücklichen Farbspiel an Mönch, Eiger und Jungfrau bringen wir Sie heute in Weihnachtsstimmung. Bei tief stehender Sonne leuchten die angeschienenen Berge häufig in intensiven Rot-Tönen. Dabei handelt es sich um den Widerschein des Sonnenlichts. Dieses enthält aufgrund des langen Weges durch die Atmosphäre und der Streueigenschaften der Luft einen hohen Rotanteil. Dieses Phänomen wird auch als «Alpenglühen» bezeichnet. Besonders intensiv wird Alpenglühen an schneebedeckten Bergen oder an nassen Felsen sichtbar, wie hier im Bild aus dem Mai 2021.
Antidämmerungsstrahlen ähneln den Dämmerungsstrahlen mit dem Unterschied, dass sie beobachtet werden können, wenn man der Sonne den Rücken zuwendet. Sie sind bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang sichtbar und entstehen durch die Schatten, die von weit entfernten Wolken gebildet werden. Wie bei den Dämmerungsstrahlen entsteht durch die Perspektive der Eindruck, dass die Strahlen in einem Punkt zusammenlaufen, in Wirklichkeit verlaufen sie jedoch parallel. Auf diesem Foto, das am 7. Juli 2021 in Genf aufgenommen wurde zeigt sich ein weiteres Naturphänomen: Die Antidämmerungsstrahlen sind von einem Regenbogen umgeben, der durch die Streuung der Sonnenstrahlen an Regentropfen entsteht.
Heute begeben wir uns auf einen Ausflug in die USA: Der US-Bundesstaat Colorado ist für seine atemberaubenden Rocky Mountains und Skigebiete wie Vail und Aspen bekannt. Weniger bekannt sind die heftigen Stürme und Tornados, die im östlichen Teil des Bundesstaates wüten. Die Ebene östlich der Rocky Mountains gehört zum westlichen Teil der Tornado Alley, die sich von Texas über Kansas, Nebraska und Ost-Colorado bis zur kanadischen Grenze erstreckt. Einer dieser Tornados liess sich am 31. Mai 2010 von unserem Kollegen, der privat als Tornadojäger unterwegs ist, in Campo, CO fotografieren.
Eine markante Schneelage Mitte Januar 2021 sorgte im Mittelland für ein Winterwonderland, so auch auf dem Hirzel, wie diese frisch verschneite Linde zeigt. Vom 14. auf den 15. Januar 2021 fielen im östlichen Mittelland rund 25 bis 40 cm Neuschnee, was in dieser Region selten vorkommt. Im Appenzellerland und in Teilen Graubündens wurden sogar 50 bis lokal 70 cm Neuschnee gemessen. Gleichzeitig fiel der Niederschlag westlich der Kantone Aargau und Luzern praktisch nur in Form von Regen. Möglich machte dies eine Luftmassengrenze, die nahezu stationär über der Alpennordseite lag.
Heute vor einem Jahr zeigte sich der Mond in einer ungewöhnlichen Form. Steht der Mond oder die Sonne in Horizontnähe, sind an den beiden Himmelskörpern manchmal eigenartige Verformungen zu sehen. Dies ist immer dann der Fall, wenn in den tiefen Schichten der Atmosphäre grosse Temperaturunterschiede vorhanden sind. In diesen Fällen verlaufen die Lichtstrahlen aufgrund der unterschiedlichen Dichte der Luftmassen nicht geradlinig, sondern sie werden gebogen oder im Extremfall sogar gespiegelt. Dies sorgt für eigenartige optische Verformungen und Verzerrungen am Mond und an der Sonne.
Dieses am 12. Februar 2022 aufgenommene Foto des zugefrorenen Lac de Mont-d'Orge in der Nähe von Sion sieht auf den ersten Blick nicht wirklich besonders aus. Allerdings wurde dieser See, der heute unter Naturschutz steht, bis Mitte der 1950er Jahre zum Sammeln von Eis genutzt. Das Eis wurde bis zum späten Frühjahr im Gebäude (Eiskeller) auf der rechten Seite des Bildes gelagert. Verwendung fand das Eis aus dem natürlichen Gefrierschrank zum Kühlen von Tanks einer Brauerei. Weitere Informationen zu diesem Stück Geschichte finden Sie in einer Reportage von RTS und auf der Website notre Histoire.
Auf der Vorderseite eines umfangreichen Tiefs über dem Nordatlantik entwickelte sich im Tagesverlauf nördlich der Alpen Südföhn, welcher gegen Abend stellenweise stürmisch war. Der aufkommende Südwind liess die Temperatur in den typischen Föhntälern bis 19 Grad ansteigen, während im Mittelland das Thermometer mehrheitlich im einstelligen Bereich stehen blieb. Die Turbulenzen über den östlichen Alpen waren bei Sonnenaufgang auch optisch durch «Altocumulus Lenticularis», auch genannt «Föhnfische», gut erkennbar. Die Situation erforderte die Ausgabe von Warnungen für den Flugverkehr.
Diese Luftaufnahme von Süddeutschland am 16. April 2021 zeigt Aufreihungen von Cumulus-Wolken, sogenannte Wolkenstraßen, die sich in einer Bisenströmung gebildet haben. Solche Wolkenstrukturen bilden sich direkt unterhalb einer Inversion (Temperaturumkehr, auf diesem Bild etwa auf 1800 m). Für ihre Entstehung braucht es instabile Luft (unterhalb der Inversion) und Windscherungen (unterschiedliche Windstärken und Windrichtungen auf verschiedenen Höhen).
Ähnlich wie bei der Luft vermischen sich auch zwei Wassermassen mit unterschiedlichen Temperaturen nur schwer. Die Verbindung zwischen Rhone und Arve in Genf ist ein sehr gutes Beispiel für dieses Phänomen. Das Wasser der Rhone, das aus dem Genfersee kommt und daher relativ mild ist, vermischt sich nur langsam mit dem kühlen Wasser der Arve, das aus den Alpen kommt. Da die Arve deutlich mehr Sediment enthält, bleibt die deutliche Grenze zwischen den beiden Flüssen oft über mehrere hundert Meter sichtbar, bevor sich die beiden Wassermassen vermischen. Am 26. Oktober 2020 betrug die Temperatur der Rhône 14 °C und die der Arve 9 °C.
Die Nebensonne gehört zu den häufigsten und farbintensivsten Halo-Erscheinungen. Sie entsteht durch zweimalige Brechung des Sonnenlichts an Plättchen-Eiskristallen. Nebensonnen stehen bei tiefem Sonnenstand im 22°-Abstand links und rechts der Sonne. Mit zunehmender Sonnenhöhe vergrössert sich der Abstand. Die Farbe Rot zeigt jeweils in Richtung Sonne, auf dem Bild sehen wir somit eine rechte Nebensonne.
Der Flug mit einem Segelflugzeug bietet einen einzigartigen Beobachtungsposten für Wetterphänomene und Wolken. Auf diesem Foto, das am 30. Oktober 2018 an Bord eines Segelflugzeugs beim Flug über die Pyrenäen aufgenommen wurde, sind wunderschöne Lencticulariswolken zu sehen. Die gut ausgeprägte Form der Bewölkung zeugt von den Wellenbewegungen der Atmosphäre, die bei starkem Wind im Lee (stromabwärts) von Gebirgen auftreten können. Diese Wellen manifestieren sich in auf- und absteigenden Zonen, die manchmal sehr stark sind und vertikale Geschwindigkeiten aufweisen, die dreimal so hoch sind wie die eines Fahrstuhls! Dieser atmosphärische Aufzug dient als Antrieb für Streckenflüge und ist daher bei Segelfliegern sehr beliebt.
Das Foto zeigt eine Superzelle über dem Aargauer Reusstal am Ende ihres Lebensstadiums. Superzellen sind oftmals sehr starke und langlebige Gewitter. Manchmal können sie auch Tornados hervorbringen. Die Superzelle auf dem Foto entwickelte sich am 24. Juli 2021 um 16 Uhr nördlich von Lyon und zog in der Folge über den Jura, das Seeland bis ins Aargauer Reusstal. Kurze Zeit später zerfiel die Superzelle um 21.30 Uhr über der Stadt Zürich. Sie legte damit eine Strecke von knapp 350 km zurück und verursachte einen fast ebenso langen Hagelzug. Am Neuenburgersee wurden Korngrössen von 4 bis 5 cm beobachtet.
Dieser vereiste Baum in Versoix (GE) ist das Ergebnis der Kombination aus eisiger Lufttemperatur und starkem Wind. Exponierte Seeufer werden bei windigen Wetterlagen häufig von der Gischt umspült. Wenn der Wind (meist Bise) mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt einhergeht, gefriert die Gischt fast augenblicklich. Ende Januar 2005 bildeten sich an den Ufern des Genfersees nach einem Bise-Ereignis mit Böen von über 60 km/h und Temperaturen unter dem Gefrierpunkt diese faszinierenden Eisskulpturen.
Nach einem Gewitter im Juli 2020 lockerte die Bewölkung bei Ardez rasch auf, sodass sich ein Regenbogen übers ganze Tal ausbreitete. Schön zu sehen ist auch der Nebenregenbogen und «Alexanders dunkles Band» zwischen den Regenbögen. Das dunkle Band ist zu Ehren des griechischen Philosophen Alexander von Aphrodisias benannt und beschreibt den dunkler erscheinenden Raum zwischen den Regenbögen. Das Sonnenlicht, das auf die Regentropfen trifft, wird gebrochen und reflektiert. Dadurch entsteht der Hauptregenbogen. Der Nebenregenbogen bildet sich durch zweifache Reflexion. Der Bereich zwischen den beiden Regenbögen ist dunkler, weil dort nur wenig Licht ankommt. Das Licht wurde durch die Regentropfen reflektiert und in die beiden Regenbögen abgelenkt.
Im Frühjahr sind blühende Obstbäume besonders frostempfindlich. Sie mit Wasser zu besprühen ist eine scheinbar ungewöhnliche, aber effektive Methode zur Frostbekämpfung. Wenn sich Wasser von seinem flüssigen in den festen Zustand umwandelt, gibt es viel Energie in Form von Wärme ab. Ein grosser Teil dieser Energie geht in die Atmosphäre – die restliche Energie reicht aus, um die Temperatur der Pflanzen bei 0 °C zu halten. Die Temperatur einer Mischung aus Wasser und schmelzendem Eis liegt nämlich bei 0 °C. Indem man diesen Prozess künstlich hervorruft, verhindert man, dass die Obstbäume erfrieren. Diese Methode wird in der Landwirtschaft häufig angewandt, wie hier im Wallis am 20. April 2017 während einer starken Frostepisode. Die eindrucksvollen Bilder die dabei entstehen sind ein schöner Nebeneffekt.
Der Begriff «Cumulonimbus» bezeichnet Gewitterwolken und setzt sich aus den beiden lateinischen Wörtern «cumulus» («Anhäufung») und «nimbus» («Regenwolke») zusammen. Damit sich eine Gewitterwolke bilden kann, sind drei «Zutaten» nötig: Es braucht Feuchtigkeit, damit sich Wolken bilden können, sowie eine instabile Atmosphäre, damit die Luft aufsteigen kann. Als dritte Zutat wird ein Auslöser (Trigger) benötigt, der die Luft dazu zwingt aufzusteigen. Ein Auslöser kann z.B. die Sonneneinstrahlung (Erwärmung) oder die Topographie sein.
Dieses in Genf aufgenommene Foto zeigt Dämmerungsstrahlen kurz vor Sonnenaufgang am 7. Januar 2022. Die Strahlen erwecken den Eindruck, in einem Punkt zusammenzulaufen. Hervorgerufen werden sie durch die Gipfel der Walliser Alpen und der Haute-Savoie, die ihre Schatten auf die Wolkenunterseite werfen. Der Mont-Blanc ist auf der rechten Seite am Horizont mit einem Schatten zu erkennen, der sich von seinem Gipfel aus erstreckt. Die Strahlen sind in Wirklichkeit parallel – aufgrund des perspektivischen Effekts scheinen sie jedoch divergent zu verlaufen.
Eine sogenannte Hufeisenwirbel-Wolke («horseshoe vortex cloud») entstand im Mai 2020 über den Engadiner Bergen kurz nach Sonnenuntergang. Im Hintergrund sehen wir das Bergpanorama zwischen dem Piz Nair (links) und dem Piz Ot (rechts). Diese Wolkenart entsteht, wenn ein kleinräumiger Strömungswirbel («vortex») durch aufsteigende Luftblasen zu einem Hufeisen verformt wird. Ist die Luft feucht genug wird der hufeisenförmige Wirbel als Wolke sichtbar. Aufgrund der speziellen «atmosphärischen Rahmenbedingungen» ist das Phänomen eher selten zu beobachten und meist sehr kurzlebig.
Wenn eine kalte Luftmasse über einem relativ warmen See liegt, erwärmt sich die Luft direkt über dem Wasser und steigt auf. Dieser Mechanismus begünstigt die Entwicklung von Regenschauern und kann zu stundenlangen Niederschlägen in der gleichen Region führen. Dieser sogenannte «Lake Effect» trat am Morgen des 27. Juli 2017 am Genfersee auf. Im Bild sieht man eindrücklich, wie ein Regenschauer über Vevey von einem Sonnenstrahl beleuchtet wird. Wenn dieses Phänomen im Winter auftritt, kann es zu lokal starkem Schneefall führen.
Auf dem Weg von der Schwägalp zum Säntis zeigt sich uns auf der Hochnebelobergrenze ein Brockengespenst mit einer farbenprächtigen Glorie. Mit der Sonne im Rücken wird der Schatten auf die vor oder unter dem Beobachter liegende Wolkenschicht projiziert. Der Name geht zurück auf den grössten Berg im deutschen Harzgebirge, den Brocken. Aufgrund der vielen Nebeltage (>300 pro Jahr) lässt sich dort diese optische Erscheinung häufiger beobachten. Die theoretische Erklärung zur Entstehung von Glorien ist relativ komplex. Grundsätzlich wird das einfallende Licht an den kleinen Nebeltröpfchen in alle Richtungen gestreut, ein Teil geht in Richtung Beobachter zurück und wird durch die Wellennatur des Lichtes gebeugt.
Es ist allgemein bekannt, dass spitze Gegenstände Blitze anziehen - aber es gibt auch Ausnahmen. Dieser Blitz, der am 20. Juli 2018 fotografiert wurde, ist ein gutes Beispiel. Obwohl er in die Antenne auf dem Gipfel des San Salvatore am Ufer des Luganersees hätte einschlagen können, zog er es vor, einen rechten Winkel einzuschlagen und das gegenüberliegende Ufer zu treffen. Bei Gewittern ist es dennoch ratsam, sich nicht in der Nähe von Objekten aufzuhalten, die ein höheres Risiko haben, von einem Blitz getroffen zu werden, z. B. freistehende Bäume oder spitze Objekte wie Masten.
Die Kelvin-Helmholtz-Welle ist ein schönes Beispiel dafür, dass die Luft ein Fluid ist und sich wie Wasser verhält. Wenn sich zwei übereinanderliegende Luftschichten mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen, kommt es entlang dieser Grenze zu Verwirbelungen und bei ausreichender Luftfeuchtigkeit zur Wolkenbildung. Diese seltene Wolkenform wird gemäss WMO als «Fluctus» bezeichnet.
Was die Meteorologie mit einem «Heiligenschein» (engl. «halo») zu tun hat? Hinter dem ersten Türchen unseres Adventskalenders betrachten wir dieses weihnachtliche Lichtspektakel etwas genauer: Am Morgen des 22. Dezember 2021, als sich der Nebel bei etwa -12 Grad auflöste, konnten in Rothenthurm aufgrund der vielen Eiskristalle in der Luft fantastische Halo-Erscheinungen beobachtet werden. Ein Halo entsteht durch Brechung des Lichts an Eiskristallen. Zu sehen sind auf dem Foto unter anderem ein 22°-Haloring mit Nebensonnen (nur schwach), der Supralateralbogen (äusserer Bogen) und der obere Berührungsbogen (Bogen, der auf dem Kopf steht).