Start Aktuelles Synoptik Magazin Inntranetz Links Impressum

Orkan "Klaus" am 24. Januar 2009 - eine synoptische Nachbetrachtung - Teil 2

3. Diagnose mit Hilfe von Satellitenbildern

Die Analyse von Orkantief "Klaus" soll anhand verschiedener Satellitenbildarten erfolgen, zunächst anhand der RGB-bilder von Satreponline, dann mit den IR-Tops von Nemoc und schließlich noch ausgewählte Detailstudien verschiedener Herkunft.

a) RGB-Satellitenbilder

Das RGB-Bild entsteht durch Überlagerung dreier Frequenzkänäle (ein Kanal R for rot, einer G für grün und einer B für blau), zwei Infrarotkanäle und einen nahe-Infrarotkanal, letzterer unterscheidet in der Absoprtion zwischen Wasser und Eis. Die resultierenden Farbnuancen zeigen die Unterschiede zwischen tiefen und hohen Wolken.

Weitere RGB-Analysen von Satreponline mit Erläuterungen

Freitag, 23. Januar 2009, 12 UTC

Freitag mittag liegt das weitgehend okkludierte Sturmtief "Joris" über Benelux. Reste des warmen Förderbandes, erkennbar an der hohen kompakten Bewölkung, überqueren die Alpen. Wegen dem starken Druckfall auf der Alpennordseite bleibt es hier föhnbedingt aber meist noch trocken. Orkantief "Klaus" bietet bereits eine imposante Ansicht. Die Jetachse ist gut an den schmalen Cirrenbänder erkennbar, auf dessen kalten Seite stößt der Dryslot mit der Stratosphärenluft in den Tiefdruckkern vor. Dabei wird potentielle Vorticity in die Zyklogenese eingebracht, die durch den Hebungsantrieb in relative Vorticity umgewandelt wird. Die Warmfront ist relativ hochreichend ausgeprägt, wie es bereits die synoptische Frontenanalyse vermuten ließ. Die Okklusion ist am Beeindruckendsten, da weit zurückgebogen und durchwegs konvektiv durchsetzt.

Konvektive Okklusionsfronten im Bereich von Orkanzyklonen sollten alle Alarmglocken eines Vorhersagers schrillen lassen, da die Kombination aus labiler Schichtung und heftigen Höhenwinden zu heftigen Windböen auch am Boden führen kann.

Freitag, 23. Januar 2009, 18 UTC

Freitag abend ist von "Joris" kaum noch etwas übrig. Die Kaltfrontokklusion hat anderthalb Stunden zuvor auch die Nordalpen mit teils heftigen Schneefällen passiert. In Innsbruck wehte um 16 UTC noch Südföhn mit +7°C Lufttemperatur, etwa fünfzehn Minuten setzte starker Schneefall ein, der innerhalb zwanziger Minuten gut drei bis fünf Zentimeter Neuschnee brachte, in den Mittelgebirgen ging das Ganze mit Sturmböen einher. Unterdessen hat sich das Bild von "Klaus" markant gewandelt. Der Dryslot hat deutlich an Ausdehnung gewonnen, die Okklusion ist in den Kern einspiralisiert, aber durch die trockene Luft in der Höhe hat sich deren hohe Frontbewölkung vollständig aufgelöst. Die Okklusion verliert im ersten Quadranten des Wirbels (NW-Quadrant) an Kompaktheit, die konvektiv durchsetzte Warmfront erreicht die westfranzösische Küste und hinterlässt in Brest innerhalb vierundzwanzig Stunden 40 Millimeter Niederschlag. Im Bereich des Okklusionspunkt sorgt die Überlagerung von extrem trockener Luft und feuchtmilder Luft in der marinen Grenzschicht für die Bildung potentieller Instabilität, die durch den Hebungsantrieb in bedingte Instabilität umgewandelt und freigesetzt wird.

Samstag, 24. Januar 2009, 00 UTC

Um Mitternacht ist zumindest ästhetisch der Höhepunkt von "Klaus" erreicht. Die Okklusionsfront ist deutlich eingeringelt. Auch die Kaltfront ist noch gut erkennbar - sie erstreckt sich von der "Vendée" an der Westküste Frankreichs über die nordspanischen Euskadi bis zu den Cordillera Westspaniens. An ihr wird viel potentielle Labilität freigesetzt und es entstehen zahlreiche Schauer mit teils schweren Orkanböen.

Samstag, 24. Januar 2009, 06 UTC

Samstag morgen ist das Orkantief ein voll okkludierter Wirbel mit Zentrum über Bordeaux. Die Kaltfront entlang der Mittelmeerküste ist nicht mehr sichtbar, ebenso wenig die einsetzende Teiltiefentwicklung im Golf von Lyon. Satellitenbilder alleine können also bei der Fronten- und Druckanalyse täuschen.

Samstag, 24. Januar 2009, 12 UTC

Samstag mittag erreicht die umgebogene Okklusion die Mittelmeerküste und löst über dem vergleichsweise warmen Wasser erneut heftige und hochreichende Feuchtkonvektion aus. Auch im Landesinnern im Bereich des Zentralmassivs sind konvektive Linien erkennbar, vermutlich durch orographische Hebung begünstigt. Der Orkanwirbel verliert insgesamt aber an seiner äußeren Struktur.

Samstag, 24. Januar 2009, 18 UTC

Samstag abend ist von "Klaus" so gut wie nichts mehr übrig. Mit dem nachrückenden Bodenkeil, der auch in höheren Schichten ausgeprägt ist, füllte sich der Orkan rasch auf. Lediglich die hohe Bewölkung der ehemaligen Okklusion über Ost- und Südfrankreich zeigen noch an, dass da eben etwas stattgefunden hat. Auf dem Ostatlantik hat sich ein weiteres Sturmtief ausgebildet, das durchwegs konvektiv durchsetzt ist, aber längst nicht die Intensität seines Vorläufers erreicht. Zudem ist es räumlich viel ausgedehnter und verursacht keine eng begrenzt hohen Druckgradienten wie "Klaus" im Rückseitensektor bzw. "Joris" im Warmsektor.

b) Infrarot-Satellitenbilder

Im Infrarot-Satellitenbild werden die Wolkenobergrenzen nach ihrer Temperatur farbig dargestellt. Je niedriger die Temperatur, desto höher die Wolke. Die Skala reicht von unter -70°C für Cirrusbewölkung bis zu 0°C für tiefe Bewölkung oder Hochnebel bzw. Nebel. Plusgrade werden haupsächlich über Wasserflächen gemessen.

Freitag, 23. Januar 2009, 00 UTC

Wir starten Freitag Mitternacht. Sturmtief "Joris" passiert gerade England - der Okklusionspunkt liegt bereits über Nordfrankreich. "Klaus" wirkt noch recht unorganisiert - es sind aber bereits beide Wolkenmassen erkennbar, die sich später zu einem geschlossenen Frontensystem vereinigen werden. Zum Einen der "Cloudhead" im Nordwesten, aus dem sich die Okklusionsfront herausbildet, zum Anderen das "baroclinic leaf" im Südosten, das aus Warm- und Kaltfront besteht und die eigentliche Welle ist. Zwischen beiden Wolkenmassen schiebt sich rückseitig der Kaltfront auf der kalten Seite des Jets der Dryslot.

Freitag, 23. Januar 2009, 06 UTC

Freitag morgen hat sich die Welle weiter organisiert und Wolkenkopf und das barokline Blatt vereinigen sich am späteren Okklusionspunkt. Der Dryslot stößt keilförmig zum Tiefkern vor und sorgt mit der trockenen Luft für eine nahezu wolkenfreie Zone.

Freitag, 23. Januar 2009, 12 UTC

Freitag mittag ist der Dryslot breiter geworden, weiterhin sind zwei getrennte Wolkenmassen zu sehen, doch die Kaltfront ist nun sichtbar. Sie hat deutlich niedrigere und wärmere Wolkenobergrenzen als die Warm- und Okklusionsfront (hier -40 bis -50°C), nämlich um -10°C. Wegen der Überlagerung durch den Dryslot nimmt die Kaltfront "split-front"-Charakter an, d.h. die Kaltfront spaltet sich in einen vorderen Teil mit höherer Bewölkung und einen hinteren Teil mit niedriger Bewölkung.

Freitag, 23. Januar 2009, 18 UTC

Freitag abend ist der Dryslot noch etwas größer geworden. Rückseitig der Kaltfront herrscht die trockeneste Luft, dort ist das Satellitenbild wolkenfrei, während sich Richtung Okklusion flache konvektive Bewölkung entwickeln kann.

Samstag, 24. Januar 2009, 00 UTC

Samstag Mitternacht ist die Okklusion einmal das Karussell gefahren, die Kaltfront ist infolge der Labilisierung durch die Höhenkaltluft vor der Westküste Frankreichs hochreichender geworden. Einzelne konvektive Wolken erreichen bis -30°C. Über dem spanischen Festland verliert die Kaltfront dagegen an Mächtigkeit. Deutlich sieht man hier den Einfluss des unterschiedlichen Bodenwärmestroms über Land und Meer.

Samstag, 24. Januar 2009, 06 UTC

Samstag Morgen ist der Okklusionsprozess deutlich vorangeschritten. Die Kaltfront ist mit etwas Akribie noch knapp östlich des breiteren Okklusionsbandes bis Andorra reichend auszumachen. Orkan "Klaus" ähnelt in seinem verwirbelten Äußeren nun mehr einem Hurrikan als einem extratropischen Tiefdruckwirbel.

Samstag, 24. Januar 2009, 12 UTC

Samstag Mittag lösen sich die Fronten allmählich auf, auch die Wolkenobergrenzentemperaturen steigen mangels Hebungsantrieb und durch den nachfolgenden Kurzwellenkeil. Das zerfledderte Aussehen von "Klaus" täuscht - wie wir aus Teil 1 wissen. Immer noch treten im Binnenland sowie an der Küste verbreitet Orkanböen auf. Insbesondere im Golf von Lyon entwickelt sich nochmals recht hochreichende Bewölkung. Vergleiche auch hier wieder den Einfluss der "Bodenheizung" durch das Meer mit dem, was auf dem Land passiert.

c) Detailstudien

Ein Zoom auf Freitag abend, 23.00 UTC. Das Bild ist selbsterklärend.

Ein Vergleich von "Klaus" mit "Lothar". Die Wirbelstrukturen sind ähnlich, wenngleich "Lothar" viel kompakter wirkt. Vom Kerndruck sind beide Orkane vergleichbar (jeweils um 962 hPa), jedoch war die Kaltfront von "Klaus" weniger hochreichend und zusammenhängend als bei "Lothar". Obwohl letzterer in seiner äußeren Struktur viel intensiver wirkt, haben beide Orkane dieselbe Größenordnung an Windgeschwindigkeiten erreicht. Die im Binnenland Frankreichs und Spaniens aufgetretenen Orkanböen zwischen 140 km/h und 180 km/h stehen den in Süddeutschland in derselben Größenordnung beobachteten Orkanböen in nichts nach.

Ein Wasserdampfbild von Freitag abend. Je dunkler, desto weniger Wasserdampf in der mittleren/oberen Troposphäre und somit ein guter Indikator für den Dryslot. Sehr schön sieht man die durch die potentielle Instabilität entstandenen Schauerzellen an der Vorderkante des Dryslots. Nach der IPV-Theorie ist stromabwärts des Dryslots die stärkste Hebung zu finden (Advektion potentieller Vorticity). IPV-Theorie nach dem Lehrbuch.

Abschließend ein Satellitenbild von Satreponline, das mit der potentiellen Vorticity überlagert ist. Dargestellt ist die Höhe in hPa, in der die potentielle Vorticity 1 PV-Einheit erreicht. 1-2 PV-Einheiten markieren den Verlauf der Tropopause. Dort, wo sich die Isolinien drängen, kann man also eine Tropopausenfalte erkennen. Zwei markante Drängungszonen finden sich jeweils im Kernbereich von "Joris" über Ostdeutschland und bei "Klaus". Tropopausenfalten sind Regionen in der oberen Troposphäre, wo die Tropopause deutlich absackt, im Extremfall bis in die niedere Troposphäre (3-4km). Die Stratosphärenluft kann dadurch weit absinken. Im Idealfall überlagern sich also Tropopausenfalten und Dryslots, wie es auch hier der Fall ist.

4. Ergänzendes Kartenmaterial

Eine weitere Analysekarte aus dem Lehrbuch - vom Samstag, 02 UTC. Vorderseitig des Bodentiefs wölbt sich ein mächtiger Höhenrücken über Frankreich auf. Die Isobaren schneiden die Isohypsen annähernd im 90°-Winkel. Der geostrophische Wind dreht also von Südost bis Südsüdost am Boden auf Südwest in der Höhe. Eine Rechtsdrehung des Windes mit der Höhe ist mit Warmluftadvektion verbunden. Diese wiederum wölbt die relative Topographie auf (positive Schichtdickenadvektion). Die eingezeichneten Synopmeldungen mit den Windfiedern zeigen außerdem, dass der Wind bodennah nicht immer parallel zu den Isobaren weht. Die Bodenreibung, insbesondere verbunden mit Erhebungen oder Gebirgen, verhindert dies. Lediglich über dem Meer weht der Wind aufgrund der geringen Reibung annähernd isobarenparallel.

Abschließend ein Trajektorienplot, der zeigt, woher die Luftmassen über der Biskaya stammten, die am 25. Januar 2009 dort landeten. Die Berechnung der Trajektorien erfolgt über die Vertikalgeschwindigkeit im Modell und ist für 500m, 3km und 9 km gerechnet. Je weiter die Abstände zwischen den markierten Zeitpunkten, desto höher die Windgeschwindigkeiten.

Die Luftmasse aus der Grenzschicht wurde direkt von der Hudson-Strait advehiert, die aus der mittleren Troposphäre stammt aus dem Ostpazifik und wurde über die nördlichen Rocky Mountains gehoben, ehe sie unter langsamen Absinken über der Biskaya in 3km Höhe ankam. In der oberen Troposphäre in Jetstream-Höhe stammt sie aus dem Nordpazifik. Der Schlingerkurs der Trajektorie um den 21. Januar herum resultiert aus einem an diesem Tag nach Norden vorstoßenden Höhenrücken, im weiteren Verlauf folgt das Luftpartikel dem zonalen Jetstream bis nach Westeuropa.


5. Karten- und Textquellen

© www.archiv.wetteran.de, 02. Februar 2009