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5. Januar 2012
Schneesturm durch Orkan Andrea
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seit dem 01.01.2010
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Gewitterkunde
"Gewitter ist, wenn es aus den Wolken blitzt" - mit dieser etwas laschen Definition erklärt die Mehrzahl der Menschen ein sehr interessantes wissenschaftliches Thema. Dabei wird jedoch keinesfalls deutlich, wie faszinierend dieses Wetter an sich sein kann. Gewitter sind für den fortgeschrittenen Freizeit-Experten durchaus eine Thematik für sich, denn nicht umsonst beschäftigt sich ein Sturmjäger wie ich so intensiv mit dieser Materie.
Auf dieser Seite möchte ich Ihnen nun einen etwas erweiterten Einblick in die meteorologische Theorie rund um Gewitter und Unwetter geben und dabei vor allem auf ihre Entstehungsursachen eingehen und Prozesse in diesen Wettersystemen veranschaulichen.
Einzelzellengewitter
Die Einzelzelle ist in ihrer Organisation die primitivste Form aller Gewittersysteme. Sie entsteht oft, wenn eine mit Energie geladene Luftmasse mit nur sehr wenig Verlagerung über einer Region festhängt.
Dabei wird durch die fehlende Dynamik keine flächtige Auslöse von Gewittern stattfinden, sondern nur über sogenannten Hotspots, welche unter anderem oft durch Berge und Mittelgebirge gegeben sind. Die feucht-warme Luft steigt dabei am Berghang hinauf und tropft am Gipfel als eine Warmluftblase ab, die in den Himmel steigt. Dort kondensiert der Wasserdampf und es entsteht zunächst eine einzelne Wolke. Durch die frei werdende Kondensationswärme wird der Prozess weiter beschleunigt, so lange bis sich eine einzelne reife Gewitterzelle gebildet hat.
Eine Einzelzelle kann vereinfacht wie folgt beschrieben werden:
Durch die extravaganten Entstehungsbedingungen von Einzelzellen sind diese Kumpanen eher selten anzutreffen. Ihre Begleiterscheinungen sind meistens Starkregen und Windböen, Unwetterpotential können stationäre Einzelzellen vor allem dann beinhalten, wenn sie längere Zeit über dem selben Ort verweilen und dort einen Wolkenbruch niedergehen lassen.
Als Praxisbeispiel eine Einzelzelle vom 22. Mai 2011. Beim Klick auf das Foto können Sie den kompletten Jagdbericht nachlesen:
Denkt man einen organisatorischen Schritt weiter, so findet man sich beim sogenannten
einfachen Multizellengewitter
wieder. Das Lebensstadium einer Multizellen beginnt im wesentlichen auch immer als Einzelzelle, jedoch haben die abgeänderten Randbedingungen einen großen Einfluss auf die weitere Entwicklung. So entstehen Multizellen oft dann, wenn Luftmassentransport stattfindet. In der Dynamik an Fronten oder vorderseitig davon fällt es den Luftmassen leichter, sich flächendeckender ihren Weg nach oben zu suchen, sie sind nicht mehr auf orographische Auslöse oder andere Hilfsmittel angewiesen. So können oft mehrere Gewitter zu einem größeren System verschmelzen und es ergeben sich mehrere Gewitterherde. Im Modell lässt sich eine Multizelle als eine Gewittergruppe darstellen:
Ein weiteres Modell der Multizelle besagt, dass auch eine stationäre Einzelzelle zur Multizelle werden kann, wenn die Hauptwindrichtung in der Höhe klar definiert ist. So werden die alternden Teile der Einzelzelle immer mit dem Höhenwind verfrachtet, ohne dass der Gewitterherd am Boden (in der Grafik links) mitzieht - mit der Zeit entstehen so mehrere eigenständige Gewitterzellen nebeneinander, die man jedoch vom Boden aus nicht mehr voneinander unterscheiden kann, sondern nur im Querschnitt. Dem Betrachter von unten ergibt sich lediglich ein flächenmäßig großes Niederschlagsgebiet im alternden Teil der Multizelle.
Ein sehr schönes Beispiel für eine Multizelle finden Sie im Jagdarchiv:
Mesoscale Convective Systems (MCS)
Mit Sicherheit wurden Sie schon einmal eine halbe Nacht lang von "einem" Gewitter wachgehalten, ohne dabei bemerkt zu haben, dass es eigentlich unzählige Zellen sind, die nacheinander durchrauschen. Die Warmluft, welche aufsteigt und im Gewitter verbraucht wird, muss natürlich auch irgendwo als eine Art Abfall landen. Dieser Deponierungs-Vorgang findet im Abwindbereich eines Gewitters statt. Nun kann der kalte Abwind (in den Grafiken als blaue Pfeile sichtbar) einer Gewitterzelle so ausgerichtet sein, dass er auf eine vor ihm liegende Warmluftmasse trifft. Er schiebt sich unter diese feucht-warme Masse und bildet eine Pseudo-Kaltfront, die das Luftpaket anhebt. Auf diese Weise entsteht zwangsweise eine weitere Gewitterzelle, die nach einer Weile ebenfalls Kaltluft zum Boden transportiert. Dieser Vorgang wiederholt sich oft mehrere male, sodass nach einem langen Gewitternachmittag am Abend und in der Nacht schließlich ein regelrechter Gewitterbatzen unterwegs sein kann. Dieses komplexe System nennt man mesoskalig-konvektives System, in der Fachwelt auch gerne englisch als MCS abgekürzt.
In einem MCS werden durch die Vielzahl an Zellen oft hohe Blitzraten erreicht, die spekakuläre Nachtaufnahmen ermöglichen:
Superzellen
Die Göttin aller Gewitterzellen stellt jedoch alles in den Schatten: Wenn eine Superzelle über das Land hinweg rast, ist es für die Unwetter-Warndienste an der Zeit, die allerhöchste Warnstufe auszurufen! Superzellen sind in ihrer Grundstruktur Einzelzellen, die sich von diesen jedoch durch ein wesentliches Merkmal unterscheiden: Sie rotieren und verfügen über einen getrennten Bereich von Auf- und Abwind, was ihnen ein extrem langes Leben ermöglicht. Meist nämlich fällt bei der Einzelzelle die verbrauchte kalte Luft in den Aufwindbereich und kühlt so die warme Luft unter der Gewitterzelle ab, die ja als Energiequelle für diese dient. Superzellen jedoch werden durch starke Windscherung so geformt, dass dieses Hindernis übergangen wird:
Durch ihren Drehsinn sind Superzellen in der Lage, stärkste Tornados hervorzurufen, ihr starker Aufwindbereich lässt Hagelkörner so lange in der Schwebe, bis sie zu Tennisbällen anwachsen und ihr Abwindbereich kann schwere Downbursts verursachen. Hat man keine Erfahrung beim Stormchasing, sollte man solche Gewitterzellen unbedingt meiden!
Meine erste Superzelle verfolgte ich übrigens am 26. Mai 2010 - eine Jagd, die mir noch lange in Erinnerung bleiben wird:
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