Mainzer Wetterbesonderheiten 2015

Auf dieser Seite werden wir in loser Reihenfolge von interessanten, besonderen oder einfach schönen Wetterereignisse aus Mainz berichten.

2. Oktober 2015 - Bilderbuch-Herbst

Das mächtige Hoch "Netti" beschert uns nun schon seit einigen Tagen wunderschönes Herbstwetter. Der Grund dafür liegt darin, dass in einem Hoch die Luft größtenteils absinkt und sich damit Wolken auflösen. Kommt dann auch noch etwas Wind dazu, dann hat auch der Nebel morgens nur geringe Chancen, die Sicht auf den Sonnenaufgang zu versperren. Dies führt allerdings auch dazu, dass man auf dem Rad besser Handschuhe trägt...

Am vergangenen Mittwoch und Donnerstag konnte unsere Messstation eine fast 100%ige Sonnenausbeute verzeichnen und auch für den heutigen Freitag sieht es nicht schlecht aus.

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Das schöne Wetter bietet Grund genug, sich auch mal die schöne Laubfärbung im botanischen Garten der Universität Mainz näher zu betrachten. Hier nun einige Impressionen von gestern:

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Text & Fotos: Philipp Reutter

14. September 2015: Kleine Temperaturänderung mit großer Wirkung - oder: Wie Kaltluftgewitter entstehen
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Nicht immer kündigt sich schlechtes Wetter durch einen rapiden Abfall des Luftdrucks an. Der 14. September ist dafür ein gutes Beispiel. Die Messwerte der IPA-Wetterstation zeigen einen Druckfall von knapp 2 hPa innerhalb von 6 Stunden (von 06 UTC bis 12 UTC) und auch auf der Analysekarte des DWD ist kaum eine Änderung des Luftdrucks zu erwarten. Trotzdem haben sich am frühen Nachmittag kräftige Schauer und Gewitter entwickelt. Was passiert genau in der Atmosphäre, damit sich in einer vergleichsweise kühlen Luftmasse ohne die Annäherung eines massiven Sturmtiefs Gewitter bilden können?
Die Antwort liefert eine Betrachtung der Radiosondendaten von Idar-Oberstein: einmal morgens (um 06:00 UTC) und einmal mittags (um 12:00 UTC). In der bodennahen Grenzschicht hat sich die Temperatur nur geringfügig erhöht (um max. 2°C) und der Taupunkt ist unverändert geblieben. Das eigentlich Interessante passiert bei solchen Troglagen in der mittleren und oberen Troposphäre: In etwa 550 hPa hat es sich zum Mittag hin um fast 5°C abgekühlt, was aus einer vormals stabilen nun eine hochreichend instabile Schichtung macht. Auch darüber bis auf etwa 270 hPa hinauf hat es sich um 2 bis 4°C abgekühlt. Diese vergleichsweise kleine Änderung macht den Unterschied zwischen Sonnenschein und Gewitter! Es funktioniert also nicht nur so wie klassischerweise im Sommer (unten heizen, oben konstante Temperatur), sondern auch andersherum (unten konstante Temperatur, oben kühlen).
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Entscheidend für die Instabilität ist die Temperaturdifferenz zwischen bodennaher Luftschicht und der mittleren Troposphäre. Am Morgen haben wir im 850 hPa-Niveau etwa +7°C, in 500 hPa -16°C. Das entspricht einer Differenz von 23°C und ist im Allgemeinen als stabil zu betrachten. Bei Temperaturen über 0°C in Bodennähe gilt die Faustregel, dass es ab einer Temperaturdifferenz von 27°C zwischen 500 hPa und 850 hPa instabil ist. Mittags haben wir knapp +8°C in 850 hPa und -20°C in 500 hPa, das ergibt eine Differenz von 28°C und ist somit instabil.
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Das Windprofil zeigt eine sehr starke Geschwindigkeitszunahme bei nahezu konstant südwestlicher Richtung in den untersten 3 km. Die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Boden und 3 km Höhe liegt bei 20 m/s, was im Allgemeinen als sehr starke vertikale Windscherung zu betrachten ist. Dieser Geschwindigkeitsunterschied sorgt dafür, dass Aufwind- und Abwindbereich in einem Gewitter räumlich getrennt werden und sich Gewittersysteme aus mehreren einzelnen konvektiven Zellen bilden, sogenannte Multizellengewitter. Dieser Gewittertyp ist bei uns der häufigste. Eine wirklich mustergültige linienhaft angeordnete Multizelle konnte vom IPA aus am frühen Nachmittag beobachtet werden (siehe Foto und Webcam-Video). Weiter südöstlich bildete sich später noch ein größerer Multizellenkomplex, der vereinzelt über Nordbayern und Baden-Württemberg für schwere Sturmböen gesorgt hat.
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Bei diesen Kaltluftgewittern tritt häufig eine besondere Wolkenunterart in Erscheinung: die sogenannten Mammati. Es handelt sich um beutelförmige Aussackungen auf der Unterseite von einem Gewitteramboss (oder einer beliebigen anderen Wolke). Zu diesem Thema gibt es auch eine wissenschaftliche Publikation von Schultz et al. aus dem Jahre 2006 (Link: http://dx.doi.org/10.1175/JAS3758.1).

Bilder und Text: Oliver Schlenczek

Sommer 2015 - Eine Rückschau

Der diesjährige Sommer war zwar nicht der heißeste, den wir seit 2001 messen konnten, aber dennoch hat es für einige neue Rekorde gereicht. So etwa wurde die höchste Maximaltemperatur im Juli von 37.9°C am 4.7. 2015 gemessen. Die höchste Minimaltemperatur schaffte der 8.8. 2015 mit 22.8°C.

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Bei der Gesamtbilanz liegt der Sommer 2003 mit einer Mitteltemperatur von 21.8°C ganz klar an der Spitze. Er brachte es auf 69 Sommertage, 25 Hitzetage und 3 Tropennächte. Auf Platz 2 folgt der Sommer 2015 mit einer Mitteltemperatur von 20.4°C, 54 Sommertagen, 24 Hitzetagen und 4 Tropennächten. Die Bronzemedaille geht an den Sommer 2006 mit einer Mitteltemperatur von 19.9°C, 50 Sommertagen, 20 Hitzetagen und 7 Tropennächten.

Beim Regen hat dieser Sommer sein Soll erkennbar verfehlt (siehe auch vorherigen Beitrag unten). Mit nur 90.5 mm Gesamtniederschlag vom 1. Juni bis zum 31. August wurde sogar der überaus trockene Sommer 2013 noch einmal unterboten.

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Bezogen auf die Niederschlagsmessungen am IPA, die seit Juli 2008 durchgehend vorhanden sind, ist die Abweichung nach unten sogar statistisch signifikant (mittlere Niederschlagssumme im Sommer in Mainz: 165 +/- 60 mm, der diesjährige Wert liegt zwischen einer und zwei Standardabweichungen unter dem Mittelwert). Das Maximum fiel am 27. Juni 2015 (18.3 mm bei einem starken Gewitter), insgesamt hatte der Sommer 2015 32 Tage mit Niederschlag, von denen nur an 19 Tagen mehr als 1 mm Gesamtniederschlag gefallen ist.

Text und Grafik: Oliver Schlenczek

Sommer 2015 - Extreme Trockenheit

Wer in letzter Zeit in Mainz und Rheinhessen ein Auge auf die Natur wirft, wird feststellen, dass viele Grünflächen ihren Namen nicht verdienen. Dabei führen die hohen Temperaturen und der fehlende Regen zu einer extremen Trockenheit in diesem Sommer. Als Ergebnis sieht man viele vertrocknete Grasflächen. Auch Balkon- und Gartenbesitzer können ein Lied davon singen.

Dass dieser subjektive Eindruck nicht täuscht, zeigen auch die Daten unserer Messstation. Sieben Jahre bilden natürlich keine aussagekräftige Statistik, trotzdem zeigt die untenstehende Graphik, dass das Jahr 2015 bis jetzt das trockenste Jahr innerhalb der letzten Jahre ist. Gerade einmal 200 mm Niederschlag sind seit dem 1. Januar in Mainz gemessen worden.

Niederschlag

Text und Grafik: Philipp Reutter

Der Hitzesommer 2015 - Analyse und Vergleich mit vergangenen Hitzeperioden

Entgegen der üblichen Annahme, dass auf ein sehr trockenes und überdurchschnittlich warmes Frühjahr oft ein kühler und verregneter Sommer folgt, ist der Sommer 2015 auch im Rhein-Main-Gebiet einer der heißesten der vergangenen Jahre geworden. Die Maximaltemperatur für 2015 erreichte am 4. Juli einen Höchstwert von 37.9°C. In den letzten 12 Jahren war es nur am 8. August 2003 (38.1°C) und am 12 August 2003 (38.8°C) heißer.

Gleich zwei 14-tägige Perioden erfüllen das DWD-Kriterium für eine Hitzewelle, d.h. die 14-tägige mittlere Maximaltemperatur liegt über 30°C. Die erste Hitzewelle 2015 wird Ende Juni durch einen Höhenrücken über Westeuropa und einen Langwellentrog über dem Ostatlantik eingeleitet.

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Zum Monatswechsel baut sich eine Omega-ähnliche Struktur in der Höhe über Mitteleuropa auf. Das Hochdruckgebiet wird jedoch durch die aktive Westdrift schon am 8. Juli durch einen Kurzwellentrog abgedrängt und auf eine zwischenzeitlich kühle Phase folgt dann heißes, aber sehr wechselhaftes Wetter. Insbesondere am 5. und 7. Juli kommt es verbreitet zu schweren Gewittern mit Orkanböen und heftigem Hagelschlag. Die erste Hitzeperiode 2015 bringt es auf eine mittlere Maximaltemperatur von 30.3°C in 14 Tagen bei einer Standardabweichung von 5.5°C (je größer die Standardabweichung, desto wechselhafter das Wetter). Von der Großwetterlage her lässt sich die Lage als Ganzes zunächst als eine Omega-Lage beschreiben, die jedoch vergleichsweise schnell in eine zyklonale Südwest- bzw. Westlage übergeht.

Um die Monatsmitte kommt noch einmal ein massiver Warmluftvorstoß aus Südwesteuropa mit Höchsttemperaturen über 35°C, allerdings ist dies nur ein sehr kurzes Intermezzo und wird schon nach 3 Tagen wieder beendet.

Allerdings deutet das Fortbestehen solcher Witterungsphasen darauf hin, dass aller Wahrscheinlichkeit nach noch wenigstens ein weiterer heißer Witterungsabschnitt folgen würde. Dies passiert schließlich Anfang August: Ein sehr kräftiges Tiefdruckgebiet entwickelt sich über dem Ostatlantik und treibt sprichwörtlich als "Heißluftgebläse" Luftmassen von Nordafrika über die Iberische Halbinsel bis nach Mitteleuropa. Es gibt zwar am 4. August eine kurze Abkühlung, allerdings setzt das nächste Randtief die Advektion von subtropischer Warmluft fort. Die Warmluft kann sich nun länger über Mitteleuropa halten, da die Luftdruckgegensätze auf dem Atlantik um einiges schwächer geworden sind.

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Ein Randtief zieht am 14. August schließlich über die Westhälfte Deutschlands und drängt die heiße Luft nach Osten ab. Im Gegensatz zur ersten Hitzewelle des Jahres liegt die mittlere Maximaltemperatur mit 30.8°C gut ein halbes Grad höher und die Standardabweichung ist mit 3.2°C deutlich kleiner, was für eine insgesamt stabilere Witterungsphase spricht. Ein Vergleich der Unwettermeldungen in der European Severe Weather Database (ESWD) offenbart auch einen drastischen Unterschied: Die Anzahl der Unwettermeldungen, insbesondere Sturm- und Orkanböen, ist in der zweiten Hitzeperiode um eine ganze Größenordnung niedriger als in der ersten! Statt knapp 2000 Meldungen aus ganz Europa (vorwiegend West- und Mitteleuropa) sind es in der zweiten Hitzeperiode nur knapp 200 Meldungen. Heißer muss nicht notwendigerweise auch mehr Gewitter bedeuten.

Im Vergleich zum Sommer 2015 gestaltete sich die Großwetterlage im August 2003 völlig anders: Zwischen einem Langwellentrog über Island und einem Cut-off-Tief über Westrussland hat sich ein stabiles Höhenhoch etabliert, an dessen westlicher Flanke sehr heiße Subtropikluft nach West- und Mitteleuropa geführt wird. Zum Ende der 14-tägigen Hitzeperiode fließt auf der Ostflanke des Hochs kühle Meeresluft ein, sodass die üblicherweise zu erwartenden heftigen Gewitter fast überall ausbleiben.

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Die Kontinuität dieser Lage durch das stabile Hochdruckgebiet sorgte letztlich für ein 14-tägiges Maximalmittel von 35.6°C bei einer Standardabweichung von 2.2°C. Es ist unwahrscheinlich, dass die mittlere 14-tägige Maximaltemperatur von einer der diesjährigen Hitzeperioden irgendwo in Deutschland den Wert vom August 2003 übertroffen hat, denn beide Hitzeperioden waren sehr viel wechselhafter als 2003.

Ein anderer Hitzesommer wird gerne vergessen, obwohl er den diesjährigen in Punkto durchschnittlicher Maximaltemperatur deutlich in den Schattenstellt: Die Rede ist von der zweiten Julihälfte 2006 während der Fußball-Weltmeisterschaft in Deutschland. Diese Hitzeperiode brachte es immerhin auf eine durchschnittliche Maximaltemperatur von 32.9°C bei einer Standardabweichung von 2.3°C und auf insgesamt fünf Tropennächte (das sind zwei mehr als im August 2003). Im Gegensatz zu 2003 war es hier keine echte Omega-Lage, sondern eher eine weitgehend antizyklonal geprägte Südwestlage - ähnlich wie die beiden Hitzeperioden 2015. Durch die Passage von einigen Kurzwellentrögen kam es immer wieder zu heftigen Gewittern mit Hagel, Orkanböen und Tornados.

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Wenn man sich nur auf die Temperatur beschränkt, kann man als "Qualitätskriterium" für besonders unangenehme Hitze folgendes annehmen:

Möglichst hohe durchschnittliche Maximaltemperatur bei möglichst kleiner Standardabweichung und eine möglichst große Zahl an Tropennächten (wenn es nachts kaum abkühlt, ist die Luftmasse in der Regel auch sehr feucht und damit schwül). Und diesbezüglich wird die Hitzwelle von 2003 wohl noch einige Zeit das Maß der Dinge bleiben. Zumindest bis zum Sommer 2016...

Text und Grafik: Oliver Schlenczek

Datengrundlage: Messwerte der institutseigenen Wetterstation

20.07.2015 Novemberwetter mitten im Juli

Wenn man an Regen im Hochsommer denkt, kommen einem als erstes die Gewitter in den Sinn. Dass es auch anders geht, zeigte die für diese Jahreszeit eher ungewöhnliche Wetterlage am 20. Juli 2015.

Entlang einer Warmfront bildete sich in einer nahezu gesättigten Schicht mit indifferenter Schichtung eine vertikal mächtige Stratocumulus- bzw. Cumulusdecke aus. Diese reichte von etwa 1,5 km bis knapp 3,5 km Höhe und produzierte Niesel. Im Radiosondenaufstieg von Idar-Oberstein um 6:00 UTC (Daten: Deutscher Wetterdienst / University of Wyoming) ist zu erkennen, dass die mit Wasserdampf gesättigte Schicht an ihrer Obergrenze eine Temperatur von +4°C hat. Der Niederschlag kann also nicht über die Eisphase entstanden sein, sondern alleine durch Kollision / Koaleszenz von Wolkentröpfchen über den Prozess des "warmen Regens".

10618_2015072006_tempDas Ombrometer der IPA-Wetterstation hat bei diesem Ereignis eine Niederschlagsmenge von 0,7 mm bei einer durchschnittlichen Regenrate von 0,5 mm/h gemessen. Im Gegensatz dazu brachte es das Gewitter vom 27. Juni 2015 auf maximale Regenraten von bis zu 120 mm/h bei einer Niederschlagsmenge von 10,1 mm in 15 Minuten (entspricht im Durchschnitt 40 mm/h).regenrate20150720
Am späteren Abend hat die Labilität schließlich doch noch für einen kräftigen Schauer gereicht, der es auf maximale Regenraten von 16 mm/h gebracht hat. Interessanterweise ist der Gesamtniederschlag von diesem Schauer mit 0,25 mm geringer als der von dem vorausgegangenen Nieselereignis.

Text und Bilder: Oliver Schlenczek

Datengrundlage Temp: Deutscher Wetterdienst / University of Wyoming

07.07.2015 Gewitter über Rheinhessen

Zwischen etwa 18:15 und 18:30 Uhr zogen zwei starke Gewitterzellen knapp östlich an Mainz vorbei. Bei beiden konnte eine tellerförmige Basis und antizyklonale Rotation über einen längeren Zeitraum beobachtet werden. Sie entstanden durch die Teilung (Storm Split) einer Zelle, die ursprünglich aus der Südpfalz kam. Eine der beiden Zellen ist verantwortlich für ein extremes Starkwindereignis in Framersheim. Zum derzeitigen Stand ist es noch nicht abschließend geklärt, ob es ein Tornado oder eine extrem heftige Fallböe (Downburst) war. Die Schäden sind jedenfalls enorm und liegen mindestens im oberen F2-Bereich, was einer Windgeschwindigkeit von etwa 250 km/h entspricht.

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Einige Zeit nach der Passage der zwei Superzellen konnte eine interessante Wolkenformation beobachtet werden. Es handelt sich hier um Altocumulus undulatus asperatus, welcher erst seit kurzem Einzug in die Wolkenklassifikation gefunden hat. Obgleich diese Wolkenformationen sehr bedrohlich aussehen, gab es weder Sturm noch Blitzeinschläge zum Zeitpunkt der Beobachtung.

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Später zog noch eine weitere Gewitterzelle von Südwesten her über Mainz. Es ist allerdings so gut wie kein Regen gefallen (unsere Station hat 0,0 mm Tagessumme gemessen). Blitze konnten aufgrund der Tageszeit nur in Form von Videostandbildern festgehalten werden.

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Oliver Schlenczek

Link zum Artikel über Framersheim in der Allgemeinen Zeitung

sowie Spiegel Online

Videobericht von WetterOnline

Nachtrag: Es sieht eher nicht nach einem Tornado in Framersheim aus. Wahrscheinlicher ist ein sehr heftiger Downburst.

05.07.2015 Wolkenimpressionen über Mainz

Auch wenn es an diesem Tag nicht über Mainz gewittert hat, so konnte man doch einige schöne Wolkenformationen beobachten - vor allem einen schönen Cumulonimbus:

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27.06.2015 Unwetter über Mainz

Wie es unter anderem in der Allgemeinen Zeitung zu lesen war, gab es am Samstag, dem 27. Juni nachmittags ein starkes Gewitter mit Überflutungen, Hagel und stürmischen Böen.

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Gegen 12:00 UTC überquert die Böenfront der Gewitterlinie die Nat-Fak und liefert eine Spitzenböe von 62 km/h (7 Beaufort). Zu diesem Zeitpunkt ist auch ein Anstieg des Luftdrucks zu erkennen, während der Taupunkt steigt und die Temperatur schnell sinkt. Der stärkste Wind wird später im Niederschlagsgebiet gegen 12:04 UTC gemessen (73 km/h, 8 Beaufort). Im rückseitigen Teil der Linie fällt auch etwas Hagel. Zu beachten ist, dass das Dach der Nat-Fak höher liegt als die Station in Bretzenheim und dass letztere vom Gewitter nur gestreift wurde (die Abkühlung fiel weniger dramatisch aus und war schneller vorbei).

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schlenczek_20150627_TTdZum Zeitpunkt des Gewitters war ich gerade in Bretzenheim auf dem Grill Em All Festival. Dort gab es gegen 12:10 UTC Hagelschlag mit Korngrößen um 1,5 cm. Durch den heftigen Regen wurden sämtliche Wege binnen kürzester Zeit überflutet. Wasserfälle ergossen sich von den Dächern. Um 12:15 UTC war der Spuk dann vorbei und wir hatten alle Hände voll zu tun um das Gelände wieder trocken zu legen.

Oliver Schlenczek

25. Juni 2015 Zirkumhorizontalbogen

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Am Mittag des 25. Juni 2015 konnte am IPA eine für Deutschland recht seltene Haloerscheinung beobachtet werden: Es handelt sich hier um einen (aufgrund des recht schmalen Contrail-Cirrus nur unvollständigen) Zirkumhorizontalbogen. Dieser Halo entsteht durch Brechung des Sonnenlichts an der Unterseite bzw. der Seitenfläche von plättchenförmigen Eiskristallen. Damit ein solcher Halo überhaupt entstehen kann, muss die Sonne mindestens 57.8° über dem Horizont stehen. Dies ist in Mainz (50° nördliche Breite) nur an 81 Tagen im Jahr der Fall. Wie die meisten Haloerscheinungen war auch dieser Bogen nur für wenige Minuten zu sehen, da auf Höhe der Zirren meistens starke Höhenwinde herrschen, welche die Wolke schnell weiter transportieren.

Es lohnt sich immer mal wieder in Richtung Sonne zu schauen.

Text und Foto: Oliver Schlenczek

31. März 2015 Sturmtief "Niklas"

Am 31.3.2015 dominierte das Sturmtief "Niklas" das Wettergeschehen über Mitteleuropa - mit heftigen Auswirkungen auf das öffentliche Leben. Im Folgenden zeigen wir hier nun, wie unsere Wetterstation diesen Tag "erlebt" hat.

Der Wind wird von uns an zwei unterschiedlichen Stellen gemessen. Zum einen wird der Wind an unserer Wetterstation gemessen, welche den WMO-Richtlinien entsprechend eingerichtet ist. Das bedeutet, dass hier der Wind in 10 Meter Höhe gemessen wird. Dort zeichneten wir gegen 8:30 Uhr lokal (6:30 UTC) das Windmaximum des Tages von knapp 26 m/s (ca 93 km/h) auf, was nach der Beaufortskala der Windstäre 10 - also schwerer Sturm - entspricht.

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Des Weiteren messen wir den Wind auch auf dem Dach der Naturwissenschaftlichen Fakultät in einer Höhe von 32 Metern über dem Boden. Dort werden naturgemäß höhere Windgeschwindigkeiten erwartet. So wurde dann auch zur gleichen Zeit wie an unserer Wetterstation das Maximum des Tages gemessen - allerdings mit 29 m/s (104 km/h) deutlich höher. Dies entspricht der Windstäre 11 (orkanartiger Sturm).

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Die Kaltfront passierte Mainz gegen 14 Uhr lokaler Zeit (12 UTC) was sehr schön an den Temperaturen, der Feuchte (Taupunktstemperatur) und dem Druck abzulesen ist.

Gegen 22 Uhr lokal (20 UTC) gibt es eine markante Windspitze, einen Druckanstieg über 2 hPa in kurzer Zeit und abermals einen Temperaturrückgang, als eine Gewitterlinie auf der Trogrückseite das Rhein-Main-Gebiet passiert.

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Immer wieder konnte man hochreichende Cumuli und Cumulonimben entdecken.

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Bei diesem typischen "Aprilwetter" treten im Trogbereich eines Sturmtiefs meistens die höchsten Windgeschwindigkeiten auf, denn der Bewegungsimpuls der Luftmassen in größerer Höhe (bedingt durch die hohen Windgeschwindigkeiten) kann in einem konvektiven Abwind bis zum Erdboden weitergeleitet werden. Im unteren Teil der Schauer- und Gewitterwolken haben wir immerhin Windgeschwindigkeiten um die 90 km/h gehabt...

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Einige Webcam-Videos vom 31. März zeigen die Passage der konvektiven Systeme im Bereich der Kaltfront und des nachfolgenden Trogs. Hier kann man den Sturm nochmals im Zeitraffer betrachten (Blickrichtung nach Norden).

Der Vollständigkeit halber hier auch noch der Radiosondenaufstieg der DWD-Station Idar-Oberstein, (aufbereitet von O. Schlenczek, Daten der University of Wyoming).

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(Graphik: Berthold Friederich | Text: Oliver Schlenczek, Philipp Reutter | Fotos: Philipp Reutter)

 

27. März 2015 Wie Wolken dynamische Phänomene in der Atmosphäre sichtbar machen

Am Morgen des 27. März 2015 befindet sich die Achse eines Höhentrogs fast genau über Mainz. Solche Höhentröge werden häufig von Strahlströmen flankiert, die mitunter auch in den unteren Schichten der Troposphäre auftreten können (wie in diesem Fall). Durch in der mittleren Troposphäre eingeflossene Kaltluft und beginnender Warmluftadvektion in größerer Höhe hat sich auf einem Druckniveau von etwa 780 hPa eine markante Inversionsschicht ausgebildet. An dieser Inversion breitet sich flache Schichtbewölkung (Stratocumulus) aus. Oberhalb dieser Inversion ist es sehr trocken und die Wolken lösen sich auf.

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Gleichzeitig befindet sich etwa auf der Höhe der Inversionsschicht ein tief liegender Strahlstrom (Low Level Jet) mit einem zonalen Windmaximum von knapp 20 m/s in 780 hPa. Bedingt durch die stabile Schichtung am Oberrand der Inversion und einer mit Feuchte nahezu gesättigten, instabilen Schicht darunter, treten Oszillationen am Übergang zwischen stabiler und instabiler Schicht auf. Die Stratocumuli wachsen nach oben, werden von der trockenen, stabilen Schicht abgebremst und die Wolkenpartikel bewegen sich wieder in Richtung Erdboden. Der Low Level Jet sorgt dafür, dass diese auf und ab schwingenden "Luftpakete" horizontal transportiert werden und es entstehen wellenförmige Wolkenstraßen (diese werden mit der Wolkenart "undulatus", von lat. unda = Welle, bezeichnet).

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Gut zwei Stunden nach dem ersten Foto sind diese wellenförmigen Muster auch in größerer Höhe in einer Altocumulus-Schicht sichtbar.

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Daten: Deutscher Wetterdienst / University of Wyoming
Fotos und Text: Oliver Schlenczek

20. März 2015

Die Sonnenfinsternis hat eine eigene Seite verdient: Sonnenfinsternis 2015

19. März 2015: Vorbereitungen auf die partielle Sonnenfinsternis

!!!ACHTUNG: NIEMALS DIREKT IN DIE SONNE BLICKEN!!!

Völlig überraschend findet morgen früh eine partielle Sonnenfinsternis statt, die auch über Mainz zu sehen sein wird. Dabei verdeckt der Mond die Sonnenscheibe bei uns maximal zu etwa 75%. Da es praktisch keine Sofi-Brillen oder Sonnenschutzfolien für Kameraobjektive mehr im Handel gibt, haben wir uns am Institut eine große Lochkamera gebaut

Lochkamera zur Beobachtung der Sonnenfinsternis

Dafür braucht man "nur" ein Posterrolle (je länger, desto größer später das Bild der Sonne auf der Leinwand). Eine Seite der Posterrolle wird mit Alufolie verschlossen, die andere Seite mit Pergament- oder Butterbrotpapier. Letztere Seite dient dann später als Leinwand.
In die Alufolie wird dann mit einer Nadel ein kleines Loch gestochen - und fertig ist die Lochkamera. Zur besseren Betrachtung kann noch die Leinwand mit etwas Karton abgedunkelt und an das obere Ende ein Sonnenschutz angebracht werden.

Mit etwas Übung kann man dann die Sonne einfangen und die Projektion dann bequem über einen Spiegel betrachten.

!!!ACHTUNG: NIEMALS DIREKT IN DIE SONNE BLICKEN!!!

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17. März 2015: Sonnenaufgang und Halo

Glücklicherweise sind die Zeiten mit dem ganztägigen Hochnebel erstmal vorbei und man kann wieder schöne Sonnenaufgänge genießen, z.B. auf der Dachplattform des Instituts:

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Des Weiteren gab es heute auch wieder Halo-Erscheinungen am Himmel, wie diesen 22°-Halo mit oberen Berührungsbogen:

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Für den 22°-Ring braucht man üblicherweise säulenförmige Eiskristalle, die willkürlich angeordnet sein können. Kommt der obere Berührungsbogen hinzu, kann man davon ausgehen, dass die Kristalle überwiegend horizontal angeordnet sind und die Lichtbrechung durch zwei Seitenflächen erfolgt. Dieses Halophänomen ist mit etwa 25 Tagen pro Jahr vergleichsweise häufig.

weitere Informationen kann man hier finden: meteoros.de

25. Februar 2015: Brechende Kelvin-Helmholtz-Wellen?

Am frühen Nachmittag des 25. Februar 2015 (gegen 12:20 UTC) zogen von Nordwesten her Cirruswolken auf. An der Oberkante der Wolken bildeten sich Verwirbelungen, die typisch für brechende Kelvin-Helmholtz-Wellen sind. Eine Analyse des Radiosondenaufstiegs von Idar-Oberstein zeigt eine starke vertikale Windscherung in einer annähernd für Eis gesättigten Schicht.

Brechende Kelvin-Helmholtz-Wellen? BIld: O. Schlenczek.

Brechende Kelvin-Helmholtz-Wellen? BIld: O. Schlenczek.

Zur Beurteilung der Stabilität einer Luftschicht zieht man die Richardson-Zahl heran. Sie ist eine dimensionslose Kenngröße, die das Verhältnis aus Vernichtung von Turbulenz durch thermodynamische Stabilität und Erzeugung von Turbulenz durch Scherung angibt. Je niedriger dieser Wert ist, desto instabiler ist die Schichtung. Ab einer Richardson-Zahl kleiner als 1 liegt eine Scherinstabilität vor und Phänomene wie Kelvin-Helmholtz-Wellen können beobachtet werden.

Temp von Idar-Oberstein.

Temp von Idar-Oberstein.

Auf Höhe der Cirruswolken liegt die minimale Richardson-Zahl bei 3. Es liegt demnach noch keine Scherinstabilität am Ort des Radiosondenaufstiegs vor, allerdings ist die vertikale Auflösung der Daten nicht wirklich fein genug für eine präzise Berechnung. Die in den Diagrammen dargestellten Daten sind interpoliert.

Vertikales Profil von Zonal- und Meridionalwind.

Vertikales Profil von Zonal- und Meridionalwind.

Daten der Radiosonden: Deutscher Wetterdienst (DWD) / University of Wyoming 

(Foto und Plots: O. Schlenczek)

5. Februar 2015:  Hole Punch Cloud und Zirkumzenitalbogen

Nachdem über den ganzen Vormittag eher "langweilige" Sratocumulus-Wolken über Mainz zogen, entstand daraus innerhalb weniger Minuten ein imposantes Schauspiel - eine sogenannte "Hole Punch Cloud", also ein "Loch" in den Wolken.

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Hole Punch Cloud über Mainz, 5.2.2015

Voraussetzung hierfür ist, dass die Wolkentröpfchen in den Stratocumulus-Wolken unterkühlt sind. Durch ein durchfliegendes Flugzeug, an dessen Flügeln durch die umströmende Luft kurzzeitig der Druck und damit auch die Temperatur sinkt, entstehen Eiskristalle. Da der Sättigungsdampfdruck über Eis aber geringer ist als über Wasser, wachsen die Eiskristalle auf Kosten der unterkühlten Wassertröpfchen an. Dieser Effekt wird in der Meteorologie als Wegener-Bergeron-Findeisen-Prozess bezeichnet.

Im weiteren Verlauf wachsen die Eiskristalle zu Schneeflocken an und fallen Richtung Erdboden. Dadurch entsteht der Eindruck eines "Lochs" in den Wolken.

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Hole Punch Cloud mit Nebensonne über Mainz, 5.2.2015

Als Bonus obendrauf konnte man in dieser Version der "Hole Punch Cloud" auch noch einige optische Phänomene beobachten, wie z.B. eine Nebensonne oder auch einen Zirkumzenitalbogen.

Hole Punch Cloud mit Zirkumzenitalbogen, 5.2.2015

Hole Punch Cloud mit Zirkumzenitalbogen, 5.2.2015

Die Webcam des Institutes hat die vorbeiziehende Hole Punch Cloud auch noch erwischt: WEBCAM

(P. Reutter)

Ein Bild aus vergangenen sommerlichen Tagen...

(28.1.15) Das Wetter der vergangen Tage und Wochen macht es schwer, sich an den Sommer zu erinnern. Auch für Meteorologen ist eine neblige Hochdruckwetterlage im Winter manchmal nicht leicht zu ertragen. Dabei kann der Himmel über Rheinhessen so schön spektakulär sein, wie dieses Beispiel eines Cumulonimbus incus vom 24. Mai 2012 beweist. (Aufgenommen aus einem Büro des Instituts für Physik der Atmosphäre). (P. Reutter)

Cumulonimbus incus über Rheinhessen, 24.5.2012.