Sonntag, 11. November 2007

Wetter Aktuell

Der Herbststurm Tilo

Die Sturmflut

8. November 2007
Die Saison 2007 der Herbst- und Winterstürme hat begonnen. Das Sturmtief Tilo erreichte Skandinavien und lenkte gemeinsam mit einem ausgedehnten nordatlantischen Hochdruckgebiet westlich von Großbritannien, kräftige nordwestliche Winde nach Mitteleuropa. Für die deutsche Nordseeküste wurde vom Deutschen Wetterdienst bereits am Abend für Mitternacht eine Unwetterwarnung herausgegeben: "UNWETTERWARNUNG vor orkanartigen Böen: Im Nordseeküstenbereich und in Harz-Höhenlagen oberhalb 1000 Meter ab Freitag 00 Uhr wahrscheinlich bis Freitag Abend Nordweststurm mit der Gefahr von orkanartigen Böen bis 115 km/h (Stärke 11), vereinzelt auch etwas darüber." Auch vor einer Sturmflut wurde gewarnt. Der Nordweststurm drückte das Wasser nicht nur gegen die Nordseeküste von Deutschland, sondern auch die Niederlande und die Ostküste Englands waren bedroht. Das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie in Hamburg rechnete mit Wasserständen an der Elbmündung sowie in Bremen von bis zu zwei Metern über dem mittleren Hochwasser. Der niedersächsische Küstenschutz ging für Emden und die Emsmündung am Morgen sogar von mit bis zu drei Metern aus. Der größte europäische Hafen in Rotterdam wurde erstmals aus Sicherheitsgründen geschlossen, denn man erwartete die höchsten Wasserstände seit 30 Jahren.



Ein Hoch mit Zentrum südwestlich von Großbritannien und das dynamische Tief Tilo, westlich von Skandinavien, führten gemeinsam kühle, aber noch relativ milde Meeresluft aus nordwestlicher Richtung nach Deutschland heran. Der sehr große Luftdruckgegensatz zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten bewirkte hohe Windgeschwindigkeiten und damit den Sturm.Die Luftströmung aus Nordwesten wurde durch die Alpen aufgehalten. Die Luft stieg an der Luvseite (windzugewandte Seite) auf, kühlte dabei ab, und es bildeten sich Wolken. Kondensationswärme wurde dabei frei und erleichterte den weiteren Aufstieg der Luft. Es kam zu Regen, der in größerer Höhe in Schnee überging. Auf der Leeseite (windabgewandte Seite) sank die deshalb nun sehr trocken gewordene Luft wieder ab und erwärmte sich dabei wieder. Bei gleichen Höhenunterschieden wurde Sie dabei wärmer als sie ursprünglich vor dem Aufstieg gewesen war, da sie ja noch die Kondensationswärme enthielt. Es war deshalb südlich der Alpen praktisch wolkenfrei und es wehte ein warmer und trockener Nordföhn. Gut auszumachen ist die Kaltfront des Tiefs, die sich in einem Bogen vom Tiefdruckzentrum über die Nordsee bis über Großbritannien hinweg erstreckte. Sie erreichte schon in der Nacht zum 9.November Deutschland und brachte schwere Sturmböen und heftige Regenschauer mit. Hinter der Kaltfront wurde sehr kalte Polarluft herangeführt, gut erkennbar an der zellulären Bewölkung, die immer dann entsteht, wenn kalte Luft über das noch relativ warme (Nordsee)wasser strömt, was die Bildung von Quellwolken auslöst. Dieser Kaltluftvorstoß löste auch in den tieferen Lagen erstmals einen Wintereinbruch mit Schneefällen und Eisglätte aus. Bild durch Anklicken vergrößern!




Höhenkarte zum Satellitenbild (Bild durch Anklicken vergrößern!):
Die Farben zeigen an, in welcher Höhe der Luftdruck auf 500 hPa gesunken ist (Höhenangaben in Dekametern!). Warme Luft ist nach oben hin ausgedehnter als kalte Luft, so daß der Luftdruck auch erst in entsprechend größerer Höhe auf 500 hPa abgesunken ist. So ergibt sich eine 500 hPa-Fläche, eine Art "Landschaft" mit "Bergen" und "Tälern".
In den roten, orangefarbenen und gelben Bereichen befindet sich die warme Luft, deren Temperatur von gelb nach rot zunimmt; in den grünen, blauen und violetten Bereichen dagegen die kalte Luft, mit von grün nach violett abnehmender Temperatur. Die Isobaren des Bodenluftdrucks sind als weiße geschlossene Linien eingezeichnet. Isobaren verbinden die Orte gleichen Luftdrucks miteinander. Ein geringer Abstand zwischen den Isobaren zeigt eine großes Luftdruckgefälle an und umgekehrt. Der Luftdruckwert ist auf den Isobaren eingetragen. Auch die jeweils herrschenden Temperaturen sind auf der 500 hPa-Fläche angegeben. Eine schwarze Linie markiert den Verlauf der Frontalzone (Polarfront) wo die Warmluft aus den Tropen und die polare Kaltluft aneinandergrenzen. Zwischen der Warmluft mit in der Höhe relativ hohem Luftdruck (Höhenhoch) und der Kaltluft mit in der Höhe relativ geringem Luftdruck (Höhentief) besteht ein großes Luftdruckgefälle von Süden nah Norden, was einen entsprechend starken Höhenwind (Jetstream) hervorruft, der sich bis zum Boden durchsetzt. Die Erddrehung um die eigene Achse, die diesen Wind nach rechts ablenkt und zu einem Westwind macht, verhindert aber einen effektiven Druck- und damit auch Temperaturausgleich zwischen warmen und kalten Luftmassen. Die Frontalzone ist deshalb eine Westwindzone. Da sich durch den fehlenden Druck- und Temperaturausgleich ein immer größeres Druck- und Temperaturgefälle auf engstem Raum aufbaut beginnt die Höhenströmung zu schwingen (Rossby-Wellen), . Sie wird dadurch turbulent und es bilden sich Hoch- und Tiefdruckwirbel, die dann endlich Warm- und Kaltluft zusammenmischen und so für einen gewissen Temperatur- und Druckausgleich sorgen. Im Spätherbst und Winter ist der Temperaturgegensatz zwischen Warmluft und polarer Kaltluft besonders groß, so daß mehr und stärkere Stürme zu erwarten sind als etwa im Sommer.


Die Zufahrt zum Rotterdamer Hafen kann durch zwei flügelartige Stauwände, die 1997 (!) in Betrieb gingen, geschlossen werden. Sie werden von einem Computer gesteuert, der auf die Höhe des Wasserstandes reagiert. Bislang war diese Anlage nur bei Übungen im Einsatz. Normalerweise passieren täglich etwa 100 Schiffe diese Stelle auf dem Weg von oder nach Rotterdam. Das niederländische Verkehrsministerium verglich den heranziehenden Sturm mit einem Sturm im Jahre 1953, als mehrere Deiche gebrochen und insgesamt etwa 1800 (!) Menschen gestorben waren. Auch England befürchtete eine schwere Sturmflut. Man rechnete mit Wasserständen von 3 Metern über dem mittleren Hochwasser. Das Umweltministerium sprach sogar von "extremer" Lebensgefahr in manchen Regionen".

9. November 2007
Die Sturmflut war in der Nacht vorerst ausgeblieben. Der Wasserpegel stieg da nur auf max. 1,3m (in Bremen) über dem mittleren Hochwasser. Auch die Windgeschwindigkeiten blieben mit lediglich 80 km/h glücklicherweise deutlich unter den Erwartungen. Trotzdem konnte noch keine Entwarnung gegeben werden. Das Tiefdruckzentrum würde im Laufe des Tages Deutschland erreichen. Die Windgeschwindigkeiten sollten dann auf über 100 km/h und mehr zunehmen. Mit einer schweren Sturmflut wurde für den Mittag und Nachmittag gerechnet.



Hinter der Kaltfront, die immer wieder Regen- und Hagelschauer brachte, traf nun wie erwartet die polare Kaltluft in Deutschland ein. In höheren Lagen gab es starkem Schneefall, ansonsten Regen, weitere Hagelschauer oder Schneeregen. Über dem Atlantik westlich der Iberischen Halbinsel ist sehr schön ein ausgeprägter Tiefdruckwirbel zu sehen, der zu einem stationären Höhentief (Kaltlufttropfen) gehörte. Höhentiefs haben sich von der Höhenströmung (Jetstream) der Westwindzone vollkommen gelöst. Das kann geschehen, wenn die Schwingungen des Jetstream derart heftig werden, das seine Strömung sich zunächst immer mehr verlangsamt und schließlich zusammenbricht. Dynamische Tiefdruckgebiete werden dadurch "eingefroren". Polwärts bildet sich ein neuer Jetstream, der seinerseits wieder neue dynamische Tiefdruckwirbel hervorbringt.

Inzwischen wurde die Schleuse des Nord-Ostsee Kanals in Brunsbüttel aus Sicherheitsgründen wegen des sehr hohen Wasserstandes geschlossen. In den Niederlanden erreichte der Wasserpegel bei Rotterdam 2,85m über Normalnull, stellenweise stieg das Wasser sogar auf über 3m an.
Mit Spitzengeschwindigkeiten von teilweise 130 km/h zog Tilo über Deutschland hinweg. Wie erwartet stieg das Wasser auf über 3 bis 3,5m über das mittlere Hochwasser an, in Hamburg waren es sogar über 5m. In Bremerhaven, Hamburg und Emden trat das Wasser über die Ufer und überflutete die Häfen und teilweise auch angrenzende Gebiete. Sehr schnell zog sich das Wasser nach dem Höhepunkt der Flut dann aber wieder zurück. Auf den Nordseeinseln Juist, Langeoog, Spiekeroog, Wangerooge und ganz besonders auf Helgoland kam es zu erheblichen Dünenabbrüchen. Auf Sylt waren die Auswirkungen des Sturms dagegen nur gering.
In Süddeutschland kam es, wie vorausgesagt zu einem echten Wintereinbruch mit starken Schneefällen in höher gelegenen Gegenden.
Insgesamt lagen die Schäden in Deutschland zwar in Millionenhöhe, Menschen kamen aber glücklicherweise nicht zu Schaden. Dies gilt auch für die besonders betroffenen europäischen Nachbarländer England und die Niederlande. Die millardenschweren Investitionen in den Küstenschutz, gerade auch in den Niederlanden, so etwa das neue, oben schon erwähnte Flutwehr in Rotterdam, haben sich also bestens ausgezahlt.

Fazit: ein schwerer Herbststurm, eine schwere Sturmflut, aber beileibe keine Katastrophe!




Mehr Stürme oder nicht?

In den Berichten und Diskussionen über die drohende Klimakatastrophe durch globale Erwärmung wird immer wieder vor stärkeren und auch häufigeren Stürmen in Verbindung mit Starkregen gewarnt ( z.B. http://www.ipcc.ch/SPM2feb07.pdf ). Wie berechtigt sind diese Befürchtungen? Gehört das Sturmtief Tilo, ebenso wie sein noch um einiges stärkerer Vorläufer vom Jahresanfang, der Wintersturm Kyrill (http://de.wikipedia.org/wiki/Kyrill_(Orkan) in eine Reihe von Ereignissen, die eine solche bedrohliche Entwicklung als Folge des Klimawandels ankündigen? Sehen wir genauer hin: Die Temperaturen auf der Erde sind ganz unzweifelhaft und ganz besonders in den letzten Jahrzehnten deutlich angestiegen. Aber nicht überall gleichmäßig, denn während sich in den Tropen die Durchschnittstemperatur kaum verändert hat, ist diese in der Nordpolregion sehr deutlich angestiegen. Das wird besonders deutlich am beschleunigten Abschmelzen des arktischen Meereises in den letzten Jahren (siehe dazu auch http://weltenwetter.blogspot.com/2007_05_01_archive.html).







Temperaturanstieg im Jahre 2006 gegenüber dem langjährigen Mittel 1961-1990
Quelle: NOAA-CIRES/Climate Diagnostics Center


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Dadurch wird aber der Temperaturgegensatz zwischen Warm- und Kaltluft an der Frontalzone (Polarfront) geringer und logischerweise müsste dadurch die Anzahl der dynamischen Tiefdruckgebiete und damit die Anzahl der Stürme eher zurückgehen und nicht etwa ansteigen (vergleiche oben). Das sollte eigentlich auch für die Stärke der Stürme gelten, die ja auch von dem Temperaturgegensatz und damit Druckunterschied an der Frontalzone abhängt. Doch hier wirkt vielleicht ein anderer Effekt dagegen. Durch die globale Erwärmung sollte auch die Wassertemperatur im Nordatlantik ansteigen. Dann verdunstet dort mehr Wasser. Die dabei mitgeführte latente Wärme, also die Energie die für die Verdunstung nötig war, wird bei der mit der Tiefdruckentstehung verbundenen Wolkenbildung wieder frei und verstärkt wiederum das einmal entstandene Tiefdruckgebiet. Dieser Effekt könnte wohlmöglich stark genug sein, den herabgesetzten Temperaturgegensatz an der Frontalzone mehr als auszugleichen und so vielleicht doch für stärkere (aber nicht mehr!) Stürme zu sorgen. Die höhere Verdunstung würde natürlich auch zu heftigeren Regenfällen und Gewittern bei Durchzug der Sturmtiefs in West- und Mitteleuropa führen.


Fazit: Die globale Erwärmung könnte zwar stärkere Stürme mit mehr und heftigeren Niederschlägen nach Europa bringen, aber mehr Stürme sind, zu mindestens in der Theorie, eigentlich nicht zu erwarten, ganz im Gegenteil!


Der Diplom-Meteorologe Klaus Eckart Puls hat die vorliegenden Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH)aufbereitet und mit zwei Grafiken veranschaulicht...





Die Zahl der Stürme über dem Nordatlantik geht seit 1990 zurück...



... und damit auch die Zahl der Sturmfluten an der deutschen Nordseeküste !
Quelle: Dipl.-Met. Klaus Eckart Puls, Bad Bederkesa
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Das Ergebnis ist eindeutig. Wie logischerweise auch zu erwarten ist die Anzahl der Sturmtiefs, die sich an der Polarfront bilden, eindeutig zurückgegangen. Der gleiche Trend zeichnet sich auch bei dem Index der Nordatlantischen Oszillation ab, der das Druckgefälle zwischen Islandtief und Azorenhoch beschreibt.






Im gleichen Zeitraum ist auch der NAO-Index zurückgegangen
Quelle: Dipl.-Met. Klaus Eckart Puls, Bad Bederkesa
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Ein deutlich ausgeprägter Luftdruckunterschied zwischen Islandtief und Azorenhoch (positiver Index der Nordatlantischen Oszillation NAO+) wirkt verstärkend auf die Polarfront und damit auch auf die Entstehung der dynamischen Sturmtiefs. Das Islandtief lenkt kalte Luft polaren Ursprungs gegen den Uhrzeigersinn nach Süden und aus dem Azorenhoch strömt feuchtwarme Luft im Uhrzeigersinn nach Norden. Aufgrund ihrer nun gleichsinnigen Bewegung weichen warme und kalte Luftmassen nach Osten aus, wenn beide sich begegnen, und es entsteht ein auf das mitteleuropäische Festland gerichtete Westwind, der die dynamischen Tiefdruckgebiete, die an der Polarfront entstehen nach Osten transportiert. Das bringt die Stürme nach Mitteleuropa und mit ihnen feuchte, relativ milde Luft, und viel Regen. Der Mittelmeerraum bleibt dafür relativ trocken, da nur wenige Tiefdruckgebiete bis dorthin gelangen. Das ist eine im Winter in Europa sehr häufige Wetterkonstellation. Kältehochs aus Russland können sich dann nicht mehr durchsetzen.
Ein nur schwach ausgeprägter Luftdruckunterschied zwischen Islandtief und Azorenhoch (negativer Index der Nordatlantischen Oszillation NAO-) schwächt die Polarfront, damit die Entstehung von Sturmtiefs und auch den Westwind, so daß im Winter in Mitteleuropa die Kältehochs aus Rußland die Oberhand gewinnen können und es bitterkalt wird. Die wenigen und schwachen Sturmtiefs, die sich noch bilden werden abgeblockt und gelangen nun bevorzugt in den Mittelmeerraum.

Da Islandtief und Azorenhoch an der Polarfront entstehen und damit in ihrer Stärke auch von dem dort vorhandenen Temperatur- und Druckgefälle abhängen, ist der NAO-Index ein gutes Maß für die zu erwartende Sturmaktivität im Nordatlantik.

Fazit: Die Praxis bestätigt eindrucksvoll die Theorie. Entgegen anderslautenden Behauptungen (siehe oben) gibt es nicht mehr, sondern weniger Stürme und wirklich stärker sind sie bisher auch noch nicht geworden!

Das schließt aber überraschende Entwicklungen in der Zukunft nicht aus. Sollte beispielsweise der Golfstrom abreissen, so würde daraus ein sehr starkes Temperatur- und Druckgefälle an der dann wohlmöglich nach Süden verschobenen Polarfront entstehen. Dann gäbe es plötzlich mehr und wohlmöglich auch besonders heftige Stürme!

Quellen:
http://www.dwd.de/
http://www.ipcc.ch/
http://www.spiegel.de/
http://www.tagesschau.de
http://www.welt.de/

Jens Christian Heuer

 
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