Wissenschaft kompakt
Gewitterprognose im Warndienst des DWD
Die Prognose von und die Warnungen vor Gewittern ist im
Sommerhalbjahr sicherlich eine der Hauptdisziplinen im Warndienst des
DWD. Einen Einblick in die Vorgehensweise bei der Einschätzung des
Gewitterpotenzials erhalten Sie im heutigen Thema des Tages.
Wir schreiben Mitte April und die ersten kräftigen Gewitterzellen -
deutschlandweit betrachtet - liegen bereits hinter uns. Als Beispiel
sei die "Kasselzelle" am vergangenen Mittwoch genannt, die an der
Station Schauenburg-Elgershausen knapp westlich von Kassel stolze 31
mm innerhalb einer Stunde abwarf. Dass es in den nächsten Wochen und
Monaten noch weitere "Kracher" von diesem Format geben wird, die dann
unter Umständen auch noch größeren Hagel und heftige Böen an Bord
haben, ist so gut wie sicher.
Die Problematik bei der Vorhersage von Gewittern wurde auch an dieser
Stelle schon mehrfach beschrieben (siehe zum Beispiel das Thema des
Tages vom 12.08.2023) und wird sicherlich auch in Zukunft immer
wieder Thema sein. Kurz zusammengefasst: Eine räumlich und zeitlich
exakte Vorhersage eines Gewitters ist aus verschiedenen Gründen so
gut wie unmöglich. Was dagegen meistens gut prognostizierbar ist,
sind einerseits die Regionen, in denen das Potenzial für die
Entstehung von Gewittern erhöht ist und andererseits die zu
erwartenden Begleiterscheinungen.
Für die Abschätzung des Gewitterpotenzials steht dem Vorhersageteam
des DWD unter anderem der sogenannte "Konvektionsfavorit" zur
Verfügung. Dabei handelt es sich um eine Zusammenstellung mehrerer
Prognosefelder, die die nötigen Zutaten für die Entwicklung von
Gewittern beschreiben. Was für den Laien vielleicht nur nach vielen
bunten Bildchen oder eventuell auch moderner Kunst aussieht, liefert
den Meteorologen wichtige Informationen hinsichtlich der potentiellen
Entstehung und Stärke der Gewitter. Aus diesem Grund hat der
Konvektionsfavorit auch einen Stammplatz auf einem der zahlreichen
Bildschirme am Arbeitsplatz.
Bevor wir kurz etwas genauer auf die einzelnen "Bildchen" eingehen,
nochmal ganz kurz zu den Zutaten für ein Gewitter: Neben genügend
Feuchtigkeit muss die Luftmasse auch eine labile Schichtung
aufweisen, d.h. die Temperatur muss mit der Höhe stark abnehmen. Nun
muss die energiegeladene Luftmasse noch gezündet werden, sprich man
benötigt einen Mechanismus, der die Luft dazu veranlasst,
aufzusteigen. Das kann zum Beispiel ein zu überströmendes Gebirge
sein, bodennahe Überhitzung (Wärmegewitter), ein bodennah
konvergentes Windfeld oder ein dynamischer Impuls aus höheren
Luftschichten.
In der obigen Abbildung 2 ist auf der linken Seite einerseits ein Maß
für die Feuchtigkeit der Luft in unteren Schichten zu sehen
(Flächendarstellung) und andererseits die sogenannten PPW-Werte, also
der Wassergehalt der gesamten Luftsäule, der als Niederschlag
ausfallen kann (in l/qm, Zahlenwerte). Letzterer liefert einen
Hinweis auf das Starkregenpotenzial. Rechts daneben geht es um die
sogenannten Lapse Rates, also die Temperaturabnahme mit der Höhe, die
besonders zwischen zwei und vier Kilometer Höhe ausgeprägt sein
sollte. Rote Farben stehen für eine Abnahme von mindestens 0,6 Kelvin
pro 100 m Höhe (instabil) und blaue Farben für eine geringere Abnahme
und daher stabilere Verhältnisse. Die Kombination aus Feuchtigkeit
und (In-)Stabilität mündet schließlich in der potentiell zur
Verfügung stehenden Energie für die Gewitterentwicklung, dem
sogenannten CAPE (rechts). Die Zahlenwerte geben das sogenannte CIN
an, das konvektionshemmende Faktoren innerhalb der Luftschichtung
angibt.
In Abbildung 3 steht die Windscherung im Fokus. Diese stellt - um im
Küchensprech zu bleiben - das Gewürz dar und ist wichtig für die
weitere Entwicklung eines Gewitters. Dabei unterscheidet man zwischen
der Geschwindigkeits- und der Richtungsscherung. Die
Geschwindigkeitsscherung (links) kann man wiederum in hochreichende
Scherung (0-6 km Höhe, Fläche) und in die Scherung im untersten
Kilometer (Low Level Scherung, Zahlen) aufsplitten. Während erstere
für den Organisationsgrad und damit die Langlebigkeit und auch
Schwere der Gewitter verantwortlich ist, liefert die Low Level
Scherung Hinweise für ein mögliches Tornadopotenzial. Für letzteres
sind auch die Felder rechts wichtig, die die Richtungsscherung, also
die Drehung des Windes mit der Höhe, und die Höhe der
Wolkenuntergrenze zeigt. Ist die Richtungsscherung hoch genug, können
sich rotierende Gewitter, sogenannte Superzellen entwickeln, an denen
sich bei niedriger Wolkenunterkante ein Tornado entwickeln könnte.
Die restlichen Bildchen (Abbildung 4) liefern Informationen zu
potentiellen Hebungsmechanismen, die zum Beispiel aus den
Strömungsverhältnissen in verschiedenen Höhenbereichen resultieren
(links ca. 5,5 km, rechts davon ca. 9 km, Mitte bodennah). Das zweite
Bild von rechts zeigt die Windstärke und -richtung in verschiedenen
Höhenniveaus, woraus man konvergente Windstrukturen herausarbeiten
kann und einen Überblick über eine mögliche Winddrehung mit der Höhe
bekommt. Rechts ist dann noch die sogenannte Auslösetemperatur zu
finden. Wird diese Temperatur erreicht, beginnt die Luft von selbst,
aufzusteigen. Dazu gesellt sich eine Niederschlagsprognose, die neben
der Menge (Fläche) auch die Art des Niederschlags (Symbole) angibt.
Durch diese Fülle an Informationen bekommt man also schon mal einen
ersten Eindruck darüber, in welchen Regionen das Gewitterpotenzial
erhöht ist, welche Begleiterscheinungen erwartet werden können und wo
wahrscheinlich keine Gewitter auftreten werden. Doch für eine finale
Aussage braucht es noch etwas mehr. Wichtig ist zum Beispiel noch die
Sichtung von sogenannten Prognoseaufstiegen, die die vertikale
Temperatur- und Feuchteverteilung zeigen. Und dann gibt es natürlich
noch weitere Vorhersagemodelle, die manchmal eine völlig andere Idee
hinsichtlich der Gewitterlage haben als das, das dem
Konvektionsfavoriten zugrunde liegt (ICON).
Vielleicht haben Sie gesehen, dass sich die betrachteten Felder auf
den Ostersonntag beziehen (17 Uhr MESZ). Wie sieht's denn also aus in
Sachen Gewitter? Aktuell ist das Gewitterpotenzial für den
Sonntagnachmittag von der Mitte bis zu den Alpen etwas erhöht.
Während dabei im Westen eher der Starkregen als Begleiterscheinung im
Fokus steht (geringe Verlagerungsgeschwindigkeit, erhöhte PPW-Werte),
sollte man im Süden/Südosten den Wind im Blick haben aufgrund
erhöhter Scherungswerte und relativ trockener Grundschicht (hohe
Wolkenuntergrenze).
Mit Blick auf andere Modelle gibt es im Detail aber durchaus noch
gewisse Unsicherheiten. Nur eines ist ziemlich sicher: Langweilig
wird es bei der Gewittervorhersage nicht!
Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 18.04.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst
