Gestern Freitag entstanden im Kanton Schaffhausen Gewitterzellen, welche innert kurzer Zeit hohe Niederschlagsmengen brachten und Schäden verursachten. Was führte zu dieser Situation? Wir analysieren dieses lokale Ereignis.
Gestern Freitag am 2. August 2024 entstanden im Raum Schaffhausen am frühen Nachmittag kräftige Gewitterzellen, die sich praktisch an derselben Stelle immer wieder regenerierten und damit lokal zu hohen Niederschlagsmengen und auch kleinem Hagel führten. Am meisten Niederschlag wurde an der Station Hallau registriert, dort fielen in zwei Niederschlagsintervallen innert 2 Stunden ca. 72 mm Regen. Die mit dem intensiven Niederschlag verbundene Abkühlung brachte zudem Windspitzen über 80 km/h zustande.
Die Druckverteilung über Mitteuropa war flach. Ein Kurzwellentrog zog am Freitag mit kälterer Luft in der Höhe über Mitteleuropa hinweg ostwärts. Die damit verbundene Luftmasse war mässig feucht und sehr instabil geschichtet. Eine Vorhersage des vertikalen Profils dieser Luftmasse zeigte eine entsprechend hohe verfügbare potentielle Energie CAPE (Erklärung siehe Box weiter unten), welche bei der Konvektion freigesetzt werden kann. Diese Bedingungen waren bereits hinreichend gross, so dass sich mit der tageszeitlichen Erwärmung kräftige Gewitter ausbilden konnten.
Der "CAPE - Wert" (CAPE = Convective Available Potential Energy) wie auch der "Lifted Index" dienen zur Beurteilung der Stärke/Intensität von Gewittern. CAPE (die maximale verfügbare potentielle Energie für Konvektion) ist ein Maß dafür, wie stark ein Luftpaket gehoben werden kann. Hohe CAPE-Werte (>2000 J/kg) in Kombination mit deutlich negativem Lifted Index sind ein Indiz für das Auftreten von sehr hoch reichenden und demzufolge meist unwetterartigen Gewittern.
CAPE ist also umso größer, je wärmer das aufsteigende Luftpaket im Vergleich zu der Umgebungsluft ist. CAPE ist ebenfalls umso größer, wenn zu der vorangegangenen Bedingung der bodennahe Wasserdampfgehalt umso höher ist. Diese Bedingungen führen zu einem positiven Auftrieb - CAPE.
CAPE [J/kg] Labilität /Gewitter
0 bis 500 schwach
500 bis 1000 mäßig
1000 bis 2000 stark
2000 bis 3000 sehr stark
3000 + extrem
Die Erwärmung durch die Sonneneinstrahlung setzte die Feuchtekonvektion im Laufe des späteren Vormittages zunehmend in Gang. Um die Mittagszeit erreichte eine Gewitterwolke im nördlichen Schaffhausen die Tropopausenhöhe bei etwa 10 km. Um eine verfügbare potentielle Energie von ca. 1200 J/kg freizusetzen war eine Temperatur von 24 Grad und ein Taupunkt von 17 Grad (gemittelt über die untersten 300 m) nötig.
Die Eigenschaften der Luftmasse (warmfeucht und labil) und die Dynamik in den höheren Schichten waren jedoch nicht alleine für die hohen Niederschlagsmengen verantwortlich. Oftmals sind es sogenannte Konvergenzen und die Topografie, welche die räumliche Verteilung und die Stärke der Niederschläge beeinflussen. So auch im vorliegenden Fall.
Im IFS-Modell konnte man im Bereich der Entwicklung der Zellen im Bodenwindfeld eine Konvergenz erkennen. Die Topografie in dieser Gegend sorgte mit der Aufheizung für «Aufwinde», so dass die feuchtwarme Luftmasse auch dynamisch gehoben wurde.
Die Gewitter im Klettgau waren in Bezug auf die Niederschlagsmengen aussergewöhnlich stark. In der langjährigen Messreihe von Hallau, welche bis 1886 zurückreicht, liegt der gestrige Tagesniederschlag von 78.2 mm auf Platz 4. Wobei zu beachten ist, dass circa 73.2 mm innert 2 Stunden niederging. Leider gibt es keine langjährigen Messreihen für kürzere Zeiträume. Der höchste Tagesniederschlag in Hallau mit 96.7 mm stammt vom 18. Mai 1994.
Edit: Da am Abend nochmals wenige Millimeter in Hallau registriert wurden, musste dieser Abschnitt angepasst werden. Neu liegt die Tagessumme in der langjährigen Messreihe auf Platz 4 (ursprünglich 5).