Schwergewitter auf der Alpennordseite der Schweiz

Fabienne Muriset, Brunnhofweg 41, 3007 Bern

 

Maturaarbeit an der Berner Maturitätsschule für Erwachsene BME, Bern

Promotion 9B, 6. Semester, Herbst 2003

Betreuende Lehrkraft: Urs Kaufmann, Geografielehrer

In der vorliegenden Arbeit beschäftigt sich die Autorin mit der Problematik, die sich bei der Prognose von Gewittern stellt: Welche Gewittertypen sind für welche Schäden verantwortlich? Wie entstehen sie, welches sind ihre typischen Merkmale? Wie häufig und wo treten schwere Gewitter auf, und bei welchen Grosswetterlagen ist die Unwettergefahr am grössten? Welche Zugbahnen werden bei welchen Wetterlagen begangen?

Ein ausführlicher Einstieg in die Gewitterforschung stellt die wichtigsten Mittel zur Prognose und Beobachtung von Gewittern vor. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Interpretation von Niederschlagsradardaten und Satellitenbildern. Weiter wird erklärt, welche Voraussetzungen zur Bildung von Gewittern gegeben sein müssen, es wird der Frage nachgegangen, welche Gewittertypen in der Schweiz auftreten können, woran sie zu erkennen sind und welche Gefahren von ihnen ausgehen. Jeder Gewittertyp ist genau beschrieben und seine Auswirkungen werden anhand konkreter Beispiele anschaulich dargestellt. Ein weiteres Kapitel ist den Wetterlagen gewidmet, bei denen bevorzugt Gewitter auftreten.

Der Hauptteil geht der Frage nach, wie häufig in welcher Region der Alpennordseite schwere Gewitter mit Hagelschlag auftreten. Auswertungen über die saisonale Häufigkeit, regionale Besonderheiten und der Vergleich der Jahre 1985 bis 2002 sollen helfen, die statistischen Risiken richtig einzuschätzen. Dazu wurden in einer aufwändigen Arbeit Daten der Hagelversicherung aus 18 Jahren zusammengetragen und ausgewertet. Die Frage, inwiefern Grosswetterlagen einen Einfluss auf die Gewitterzugbahnen haben, konnte nur ansatzweise beantwortet werden. Die gewitterträchtigsten Wetterlagen und häufigsten Zugbahnen werden anhand von Beispielen aus den letzten Jahren illustriert und erklärt.

Noch detailliertere Untersuchungen waren im gegebenen Rahmen nicht möglich. Doch wurde mit dieser Arbeit die Möglichkeit geschaffen, anhand der gesammelten Daten und Erfahrungen den komplexeren Fragen, welche sich bei der Vorhersage von Schwergewittern stellen, weiter auf den Grund zu gehen.

 


 

Schwergewitter
auf der Alpennordseite
der Schweiz

 

 

 

 


 

 

 

 

 

Fabienne Muriset, Brunnhofweg 41, 3007 Bern

 

Maturaarbeit an der Berner Maturitätsschule für Erwachsene BME, Bern

Promotion 9B, 6. Semester, Herbst 2003

Betreuende Lehrkraft: Urs Kaufmann, Geografielehrer

 

 

 


Schwergewitter auf der Alpennordseite der Schweiz. 4

1     Einleitung.. 4

1.1    Persönliche Motivation zur Wahl des Themas. 4

1.2    Fragestellungen. 6

1.3    Thesen. 6

1.4    Methodik. 7

1.5    Aufbau. 9

2     Einführung in die Welt der Gewitter. 10

2.1    Hilfsmittel zur Beobachtung und Prognose. 10

2.1.1       Niederschlagsradar 10

2.1.1.1     Horizontalschnitt PPI (plan-position-indicator) 11

2.1.1.2     Vertikalschnitt RHI (range-height-indicator) 13

2.1.1.3     Composits. 14

2.1.2       Blitzortungssysteme. 15

2.1.3       Satellitenbilder 17

2.1.4       Modellkarten. 19

2.1.5       Radiosondenaufstiege. 21

2.1.6       Meldungen der Bodenstationen. 23

2.1.7       Webcams. 23

2.1.8       Internetforen. 23

2.2    Atmosphärische Bedingungen zur Entstehung von Gewittern. 23

2.2.1       Feuchte. 23

2.2.2       Labilität 23

2.2.3       Hebung. 24

2.3    Der Lebenszyklus eines Gewitters. 24

2.3.1       Entwicklung. 24

2.3.2       Reifestadium.. 25

2.3.3       Auflösestadium.. 26

2.4    Gefahren bei Schwergewittern. 26

2.4.1       Hagel 26

2.4.2       Überflutung. 28

2.4.3       Downburst (Fallwind) 29

2.4.4       Tornado. 29

2.5    Gewittersysteme. 30

2.5.1       Einzellige Gewitter 30

2.5.2       Mehrzellige Gewitter 31

2.5.3       Multizellen-Cluster (MCS, MCC) 32

2.5.4       Multizellen-Linie (Squall-Line) 35

2.5.5       Superzellen. 37

3     Gewitterträchtige Wetterlagen.. 41

3.1    Luftmassengewitter 41

3.1.1       Hitze- oder Wärmegewitter 41

3.1.2       Rückseitengewitter 42

3.2    Frontgewitter 42

4     Schwergewitter in der Schweiz (Alpennordseite) 44

4.1    Nationales Forschungsprogramm 31 (1992 – 1997) 44

4.2    Beziehung zwischen Grosswetterlage und Bildung von Schwergewittern. 47

4.3    Saisonale Häufigkeit 49

4.4    Regionale Häufigkeit 51

4.4.1       Abweichung aufgrund unterschiedlicher Versicherungsdichte. 52

4.4.2       Abweichung aufgrund orografischer Gegebenheiten. 53

4.4.2.1     Bielersee-Nordufer (reines Weinbaugebiet) 53

4.4.2.2     Thunersee-Region. 53

4.4.2.3     Luzerner Hinterland (Region Willisau-Menznau) 53

4.4.2.4     Region Schwyz. 53

4.4.2.5     St. Galler Rheintal 53

4.5    Vergleich der Hageljahre 1985 - 2002. 54

4.6    Regelmässig auftretende Zugbahnen: 55

4.6.1       Die „Voralpenschiene“ (WSW --> ENE) 55

4.6.2       Die „Juraschiene“ (SW --> NE) 57

4.6.3       Die „Voralpen-Mittelland-Ausläufer“ (SSW --> NNE, Föhnlagen) 57

4.6.4       Die „Jura-Mittelland-Ausläufer“ (W --> E bis NW --> SE) 59

4.6.5       Die Ausbrecher: „Right-Movers“ und „Left-Movers“ 61

4.7    Aussergewöhnliche Zugbahnen bei speziellen Wetterlagen: 62

4.7.1       NE --> SW.. 62

4.7.2       Zyklonale Rotation über der Schweiz. 63

4.7.3       Stationäre Gewitter 65

5     Fazit / Zusammenfassung.. 67

6     Persönliche Bilanz. 70

7     Anhang.. 72

7.1    Literatur- und Quellenverzeichnis. 72

7.1.1       Literatur 72

7.1.2       Vortrags-Skripte. 72

7.1.3       Internet-Quellen. 73

7.1.3.1     Allgemeine Wetterinformationen. 73

7.1.3.2     Gewitterforschung. 73

7.1.3.3     Niederschlagsradar 73

7.1.3.4     Blitzortung. 74

7.1.3.5     Satellitenbilder 74

7.1.3.6     Radiosonden (Temps) 74

7.1.3.7     Wetter-Foren. 74

7.2    Auskunftspersonen. 75

7.3    Daten der Hagelversicherung. 76

7.4    Verzeichnis der Grosswetterlagen nach Hess-Brezowsky. 80

7.4.1       Westlagen. 81

7.4.2       Südwestlagen. 82

7.4.3       Nordwestlagen. 82

7.4.4       Hochdrucklagen über Mitteleuropa. 83

7.4.5       Tief über Mitteleuropa. 83

7.4.6       Nordlagen. 83

7.4.7       Ostlagen. 85

7.4.8       Südlagen. 87

7.5    Verzeichnis der untersuchten Gewitterlagen. 88

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Titelfotos (von links oben nach rechts unten):

1. Blick von aussen auf ein nächtliches Gewitter südöstlich von Biel am 23. Juni 1991
2. Gewitterzelle über dem Solothurner Jura, die mit für die Katastrophe im Emmental am 1. Juli 1987 verantwortlich war
3. Sich entwickelnde Gewitterzelle über dem oberen Emmental am 10. Mai 2002
4. Nächtliches Gewitter über Biel am 9. Juni 1993

Alle Fotos: Fabienne Muriset


Schwergewitter auf der Alpennordseite der Schweiz

1          Einleitung

1.1        Persönliche Motivation zur Wahl des Themas

Wie komme ich dazu, mich mit dem Thema Schwergewitter auseinanderzusetzen?

Die Leidenschaft für Naturphänomene reicht bis in meine Kindheit zurück. Meine Eltern waren einfache Arbeiter, die mit wenigen Mitteln versuchten, die Natur in der nächsten Umgebung zu entdecken. So wurde ich bereits als Kleinkind bestens mit der Umgebung von Biel, wo ich aufgewachsen bin, vertraut. Die Sommerferien verbrachten wir meist im nahen Jura, besonders auf dem Weissenstein und dem Chasseral. Dass ich mich als Kind vor den gewaltigen Donnerschlägen fürchtete, die bisweilen in der Nacht in unseren Quartieren auf den Jurahöhen zu hören waren, ist nicht weiter verwunderlich. Doch schon bald lernte ich durch den natürlichen Umgang meiner Eltern mit diesen Naturgewalten, dass diese durchaus faszinierend sein konnten. Warum sollte ich es ihnen nicht gleichtun, und mitten in der Nacht aufstehen und auf dem Balkon dem Spektakel zusehen?

Doch schon bald wollte ich mehr, als einfach nur zugucken: Ich wollte wissen, was hinter diesen Phänomenen steckt. Als Teenager begann ich, mich intensiv mit der Meteorologie auseinanderzusetzen. Ab 1985 führte ich ein Wettertagebuch, erstellte Statistiken, verschlang alles an Fachliteratur, was zu dieser Zeit in den Bibliotheken erhältlich war und schrieb sie in tagelanger Arbeit ab: Beste Voraussetzungen, um auch die Theorie der Wetterkunde schnell zu begreifen. Am meisten faszinierten mich die Gewitter. Ich konnte Sommer für Sommer von Biel aus beobachten, wo genau über dem Jura und den Voralpen die Quellwolken entstanden und wie sie im Normalfall zogen. Ferien und Landdienst auf Bauernhöfen im Emmental und in der Region Thun und die Gespräche mit ortsansässigen Landwirten erweiterten diesen Horizont. Bald einmal war eine Theorie geboren, dass Gewitter bevorzugte Bahnen einschlagen und immer wieder in den gleichen Gebieten schwere Schäden anrichten. Nach den zahlreichen verheerenden Unwettern in den Jahren 1986 bis 1988 versuchte ich, diese Gewitterzugbahnen zu katalogisieren und zeichnete sie für den Kanton Bern auf einer Karte ein. Eine Kopie davon ist als Abb. 1.1.1 auf der folgenden Seite zu sehen. Zur einfachen Beobachtung kam mit der Zeit auch die Fotografie hinzu: In den 90er Jahren fing ich an, Gewitter auch in der Nacht zu fotografieren. Allmählich wurde so das Hobby zur Leidenschaft. Dass ich die schönsten Fotos eines etwa 10 km entfernten Gewitters ausgerechnet an meinem zwanzigsten Geburtstag schiessen konnte, deutete ich als besonderes Geschenk des Himmels.

Mit den damals einem Laien verfügbaren Mitteln steht fest, dass eine solche Theorie nur alleine auf Beobachtungen beruhen konnte. Erst mit der Anschaffung eines PC mit Internetanschluss war es mir ab 1998 möglich, mich intensiver mit dem Thema zu beschäftigen. Aktuelle Niederschlagsradars ermöglichen nun die Beobachtung rund um die Uhr. Und um eine eigene Prognose erstellen zu können, kann ich jederzeit Wetterdaten, Prognosekarten und Satellitenbilder abrufen. Die Maturaarbeit ist nun eine gute Gelegenheit, die in meiner Jugend aufgestellten Theorien wissenschaftlich zu überprüfen, zu verfeinern, sie vielleicht gar zu beweisen oder zu widerlegen. Gleichzeitig soll diese Arbeit auch interessierten Laien einen Einblick in die Gewitterforschung geben. Mit einigen meteorologischen Vorkenntnissen sollte es zudem möglich sein, nach der Lektüre dieser Arbeit bestimmte Situationen richtig einschätzen zu können. Die Vorhersage in räumlicher und zeitlicher Genauigkeit hingegen ist nach wie vor auch für erfahrene Gewitterforscher eine sehr schwierige Aufgabe. Auch dieser Aspekt soll durch diese Arbeit aufgezeigt werden. Ich wünsche allen Leserinnen und Lesern viel Vergnügen und lehrreiche Einblicke in die spannende Welt der Blitze, des Hagels und der Sturmwinde.



Abb. 1.1.1: Skizze über die 1985 bis 1989 beobachteten Gewitterzugbahnen, erstellt im Herbst 1989


1.2        Fragestellungen

·         Welche Gewittertypen sind für welche Schäden verantwortlich? Wie entstehen sie, woran sind sie zu erkennen?

·         Wie häufig treten schwere Gewitter mit Hagelschlag, Überflutungen und Sturmschäden auf (saisonale Häufigkeit, regionale Schwerpunkte, schwache und starke Hageljahre)?

·         Bei welchen Grosswetterlagen ist die Unwettergefahr am grössten?

·         Besteht ein Zusammenhang zwischen Grosswetterlage und Hagelzugbahnen?

·         Kann daraus abgeleitet werden, wann bei welcher Wetterlage in welcher Region heftige Gewitter (mit Hagel und Überschwemmungen) auftreten?

·         Kann durch die gewonnenen Erkenntnisse für bestimmte Regionen eine Gesetzmässigkeit festgestellt werden? Ermöglichen diese eine Prognose oder gar eine gezielte Vorwarnung im Kurzfristbereich (ca. einen halben Tag bis wenige Stunden im Voraus)?

1.3        Thesen

Durch meine Beobachtungen in den 80er und 90er Jahren kam ich zum Schluss, dass die kräftigsten Wärmegewitter in der Region Freiburger Voralpen / Schwarzenburg / Gantrisch entstehen, von dort nach NE ziehen, das Aaretal zwischen Thun und Bern überqueren und das Napfgebiet erreichen. Die Regionen westlich des Napfs sind besonders von Starkniederschlägen betroffen, weil dort die untersten Schichten der Gewitterzelle durch die topografischen Verhältnisse (Luv des Napfgebietes) zum Aufstieg gezwungen werden und eine erneute Intensivierung einsetzt. In den engen Seitentälern des Emmentals ist deshalb die Gefahr von Überflutungen besonders gross, was zahlreiche Unwetter in den Jahren 1986 und 1987 eindrücklich zeigten. Speziell erwähnt sei das Dorf Boll bei Worb, wo innert 14 Monaten dreimal der Stämpbach über die Ufer trat und grosse Zerstörung brachte, oder die Region Hasle/Oberburg, wo am 1. Juli 1987 der Biembach und der Luterbach nicht nur ganze Dorfteile mit Schlamm und Geröll eindeckten und Strassen wegrissen, sondern auch zwei Todesopfer forderten.

Ziehen die Gewitter nur langsam oder bleiben gar an Ort und Stelle stehen, so sind die Auswirkungen teilweise katastrophal. Dann sind besonders jene Gebiete betroffen, in denen die Gewitter regelmässig entstehen: Das Gewitter von Schwarzenburg am 4. Juli 1985 war das wohl schadenreichste, lokal begrenzte Unwetter der letzten 20 Jahre im Kanton Bern. Ebenfalls häufig betroffen von solchen stationären Unwettern sind das obere Emmental und das Entlebuch, die regelmässig aus dem Quellgebiet rund um den Hohgant eingedeckt werden.

Ebenfalls im Napfgebiet - diesmal auf der Ostseite - ist das Luzerner Hinterland nicht selten von Unwettern betroffen. Auslöser können stationäre Gewitter über dem Napf sein. Von den Gewittern, die aus Südwesten heranziehen, ist die Region rund um Willisau hingegen etwas geschützt. Eher selten, aber beim Eintreffen recht heftig sind Gewitter, die von Nordosten in dieses Gebiet ziehen. Auch Luzern, das Entlebuch und Obwalden/Nidwalden sind dann besonders gefährdet, weil diese Gebiete im Nordoststau liegen.

Juragewitter betreffen selten dicht bewohntes oder kultiviertes Gebiet, weil auch diese am häufigsten von SW nach NE ziehen und so die stärksten Niederschläge entlang der Kreten fallen. In den selteneren Fällen, wo West- oder Nordwestwinde die Gewitter ins Mittelland hinaus treiben, können hingegen in kürzester Zeit grosse Mengen an Niederschlag fallen. Da der Jurasüdfuss aber in solchen Fällen auf der Leeseite etwas geschützt liegt, sind heftige Ereignisse eher selten. Berüchtigt ist das „Chasseral-Gewitter“, wenn es süd- oder südostwärts zum Bielersee zieht. In diesem Fall sind die Reben am Bielersee nicht mehr sicher vor bisweilen sehr dichtem Hagelschlag, der innert weniger Minuten die gesamte Ernte vernichten kann.

Weniger problematisch bezüglich Extremniederschläge sind Kaltfrontgewitter, da diese meist sehr schnell mit dem Wind ziehen und nicht lange über einem bestimmten Gebiet stehen bleiben. Doch gibt es auch hier Ausnahmen: Setzt bereits vor dem Eintreffen der Kaltfront im Warmsektor starke Konvektion ein, die zu nordostwärts ziehenden Gewittern im Voralpenraum führt, dann kann es passieren, dass die aus West oder Nordwest heranziehende Front mit diesen präfrontalen Gewittern zusammenstösst und sich dadurch die Systeme verstärken. Am Ort der Kollision sind dann heftigste Niederschläge zu erwarten. Beobachtet habe ich dieses Phänomen am bereits oben erwähnten 1. Juli 1987 über dem unteren Emmental.

Zusammenfassend kann aufgrund dieser Beobachtungen behauptet werden, dass die Unwetterhäufigkeit im Schwarzenburgerland, im oberen und mittleren Emmental und im Entlebuch bei fast allen Wetterlagen am grössten ist. Bei West- und Nordwestlagen ist auch das Seeland betroffen. Bei Südlagen mit Föhn entstehen die Gewitter an den bekannten Stellen in den westlichen Voralpen, ziehen dann aber nord- bis nordwestwärts und bescheren so dem Mittelland die dort eher seltenen, starken Hagelgewitter. In der Folge soll versucht werden, diese Thesen anhand von Hagelschadenmeldungen und Radardaten zu überprüfen.

1.4        Methodik

Um die Häufigkeit von Unwettern in einzelnen Regionen statistisch nachzuweisen, sind besonders Ereignisse mit Hagel geeignet. Da die heftigsten Gewitter mit Überschwemmungen und Sturmböen fast in jedem Fall auch Hagelschlag mit sich bringen, kann dieses Kriterium (Hagelschäden oder nicht) gut zur Trennung von eher harmlosen Gewittern gegenüber Starkgewittern herangezogen werden. Also bestand der erste Schritt darin, die bei der Hagelversicherung gemeldeten Hagelschäden genauer zu untersuchen. Um eine aussagekräftige Zahl zu erhalten, musste eine möglichst lange Zeitreihe herangezogen werden. Da ich im Jahre 1985 mit meinen persönlichen Beobachtungen und Aufzeichnungen begonnen hatte, entschied ich mich, Hagelschäden ab diesem Zeitpunkt zu berücksichtigen. Bis ins Jahr 2002 ergeben sich somit 18 untersuchte Jahre, was meines Erachtens für eine ausgewogene Bilanz reichen sollte (starke und schwache Hageljahre, heisse und kühle, feuchte und trockene Sommer etc. sind allesamt vertreten).

Der Schwerpunkt meiner Untersuchung bildet der Kanton Bern und die angrenzenden Gebiete. Doch um auch regional übergreifende Ereignisse, z.B. Hagelzüge quer durch die gesamte Alpennordseite, erfassen zu können, musste ich die Daten aller Regionen nördlich der Alpen berücksichtigen. So unterteilte ich die Alpennordseite zunächst in drei klimatische Regionen: Jura, Mittelland und Voralpen. Die inneralpinen Gebiete sind von der Untersuchung ausgenommen, weil dort weniger Kulturland versichert ist. Auf Alpweiden und in unbewohnten Gebieten kann auch der stärkste Hagelschlag keinen grossen Schaden anrichten, daher sind aus diesen Gebieten keine Daten erhältlich. Ereignisse auf der Alpensüdseite wiederum spielen für die Gewittertätigkeit auf der Nordseite nur eine geringfügige Rolle, so dass ich auch dieses Gebiet ausser Acht lassen konnte.

Um ein möglichst dichtes und gleichmässiges Netz von Zahlen zu erhalten, teilte ich die Alpennordseite in sieben Grossregionen auf:


Abb. 1.4.1 (eigene Darstellung): Die sieben Grossregionen des Untersuchungsgebietes:

1)       Jura West: Jurabogen inkl. Jurasüdfuss bis zur Sprachgrenze bei Delémont und Laufen

2)       Jura Ost: Jurabogen und Jurasüdfuss östlich der Sprachgrenze; Nordwestschweiz und Schaffhausen

3)       Mittelland West: Mittelland westlich der Aare

4)       Mittelland Zentral: Mittelland zwischen Aare und Limmat

5)       Mittelland Ost: Mittelland östlich der Limmat

6)       Voralpen West: Voralpengebiete vom Genfersee/Chablais bis zur Wasserscheide Emme/Reuss

7)       Voralpen Ost: Voralpengebiete östlich der Wasserscheide Emme/Reuss bis zum Rheintal

In jeder dieser Grossregionen suchte ich möglichst gleichmässig verteilt zehn grössere Orte aus, meist Bezirkshauptorte. Da diese allein noch zu wenig Aussagekraft hatten (Hagelereignisse können sehr lokal und auf wenige Quadratkilometer begrenzt sein), suchte ich je nach Fläche noch zwei bis sechs angrenzende Gemeinden aus. Nun standen also 70 Untersuchungsgebiete, von denen ich jedes gemeldete Hagelereignis in eine speziell dafür vorbereitete Excel-Mappe eintrug. Ein Ausschnitt aus einer dieser sehr umfangreichen Tabellen (pro Jahr existiert eine Tabelle, diese wiederum sind zu einem Total verknüpft) ist im Anhang zu finden, ebenso eine Seite als Beispiel der verwendeten Daten der Hagelversicherung (im Schnitt 50 Seiten pro Jahr).

Nachdem ich nun eine grobe Übersicht über die regionale und saisonale Häufigkeit von Hagelgewittern hatte, suchte ich die grössten und schadenreichsten Ereignisse aus, sowie solche, welche durch ihr frühes oder spätes Auftreten auffielen. Den Schwerpunkt legte ich diesmal auf den Kanton Bern und die angrenzenden Gebiete. Diese Auswahl war nun Grundlage für die Untersuchung eines Zusammenhangs zwischen Grosswetterlage und betroffenen Gebieten. Aus dem Archiv des Internetportals www.wetterzentrale.de druckte ich je eine Karte mit Kombination 500 hpa-Geopotenzial/Bodendruck sowie eine 850 hpa-Temperaturkarte auf einer A4-Seite aus. Diese Sammlung ist dem Anhang beigefügt.

Der nächste Schritt bestand darin, für jeden ausgewählten Tag die Grosswetterlage zu bestimmen und die Bodenwinde und Fronten in die Karten einzuzeichnen. So konnten die Ereignisse nach ihren Grosswetterlagen sortiert werden. Eine grobe Übersicht, welche Wetterlagen am häufigsten für Unwetter verantwortlich sind, war somit auch gegeben.

Nun kam der schwierigste Teil: Von den einzelnen Tagen musste noch die genaue Zugbahn der Gewitterzellen eruiert werden. Zu diesem Zweck durfte ich auf das Archiv von Niederschlagsradar-Daten des Instituts für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich (IACETH) zurückgreifen. An dieser Stelle sei ausdrücklich für die grosszügige Hilfe von Dr. Willi Schmid gedankt. Leider sind nur die Radarbilder ab 1991 digital verfügbar. Eine Auswertung von früheren Aufnahmen ab Film wäre für eine Arbeit in diesem Rahmen ein allzu grosser Aufwand gewesen. Eine grosse Hilfe waren hingegen die Monitorings von starken Hagelstürmen in der Schweiz, welche im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms 31 (NFP 31) am IACETH in den Jahren 1992 bis 1996 durchgeführt wurden. Dies ermöglichte interessante Vergleiche zwischen meinem Ansatz zur Gewitterforschung und jenem der ETH.

1.5        Aufbau

Um der Leserschaft, welche sich bisher nicht oder nur wenig mit Gewittern auseinandergesetzt hat, das Verständnis für die eigentliche Arbeit - nämlich die Untersuchung über Zusammenhänge zwischen Grosswetterlagen und Auswirkungen von Schwergewittern in der Schweiz - zu erleichtern, ist das Kapitel 2 der Einführung in die Welt der Gewitter gewidmet. Hier wird der Frage nachgegangen, mit welchen Mitteln heute Gewitter beobachtet und erforscht werden. Eine breite Palette von Hilfsmitteln wie Niederschlagsradars, Blitzortungssysteme, Satellitenbilder und Modellkarten stehen zur Verfügung. Die gebräuchlichsten sollen dem Leser / der Leserin kurz vorgestellt und deren Interpretation erklärt werden. Sie werden später in der Arbeit immer wieder zur Veranschaulichung der besprochenen Lagen herangezogen.

Eine kurze Einführung über die Entstehung und die Gefahren von Gewittern sowie je ein Beispiel der verschiedenen Gewittersysteme sollen die notwendigen meteorologischen Grundkenntnisse liefern.

Kapitel 3 gibt eine Übersicht über gewitterträchtige Wetterlagen. Insbesondere werden hier die Unterschiede der verschiedenen Gewittertypen (Luftmassen- und Frontgewitter) näher betrachtet.

Im Kapitel 4 wird dann auf das Hauptthema eingegangen: Die saisonale und regionale Häufigkeit von Hagelgewittern und die verschiedenen Zugbahnen werden hier ausführlich diskutiert.

Im Kapitel 5 soll dann versucht werden, aus den Erkenntnissen in Kapitel 4 auf die Hauptfrage dieser Arbeit eine Antwort zu finden: Können aufgrund der herrschenden Grosswetterlage für bestimmte Gebiete Prognosen über die zu erwartende Gewittertätigkeit erstellt werden?

Abgerundet wird die Arbeit durch eine umfangreiche Linksammlung im Quellenverzeichnis, welche es der Leserschaft erlaubt, sich selber im Internet mit den in hier vorgestellten Hilfsmitteln zur Gewitterbeobachtung und -prognose vertraut zu machen.


2          Einführung in die Welt der Gewitter

2.1        Hilfsmittel zur Beobachtung und Prognose

2.1.1        Niederschlagsradar

Die wohl hilfreichste Erfindung für die Beobachtung und Analyse von Gewitterzellen ist das Niederschlagsradar. Es ermöglicht, über die Niederschlagsverteilung und die Zugrichtung eines Gewitters immer auf dem neusten Stand zu sein. Verschiedene Internetseiten bieten das aktuellste Radarbild über ein bestimmtes Gebiet oder gar einen Film der vergangenen Stunde an (siehe Quellenverzeichnis im Anhang).

Auf die Funktion des Radars soll hier nur kurz eingegangen werden, detaillierte technische Informationen bietet unter anderem das IACETH auf seiner Website an.

Von einem erhöhten Standort aus werden Radarwellen in alle Himmelsrichtungen gesendet. Treffen diese Wellen im Umkreis von maximal 200 km auf ein Hindernis - in unserem Falle Niederschlag in der Luft - wird ein Teil dieser Wellen zurückgeworfen und vom Empfangsgerät als Echo registriert. Je nach Grösse der Niederschlagsteilchen (Regentropfen, Graupel, Hagel oder Schnee) und je nach Niederschlagsdichte ist das Echo stärker oder schwächer und wird in dBZ (Reflektivität = Z in Dezibel = dB) angegeben (Abb. 2.1.1). Durch empirische Erfahrung und Vergleiche mit Niederschlagsmessungen am Boden kann diese in eine Niederschlagsrate (mm/h) uminterpretiert werden.

Für die Erfassung von Niederschlagsgebieten muss berücksichtigt werden, dass z.B. Berge ein unüberwindbares Hindernis für Radarwellen darstellen, bzw. für Fehlechos verantwortlich sein können. Diese Fehlechos (auch Clutters genannt), müssen mittels eines Filters eliminiert werden. Diese Tatsache hat aber auch zur Folge, dass Niederschläge im inneralpinen Bereich nur sehr schlecht oder gar nicht vom Radar registriert werden können. Auch Niederschläge, die ihren Ursprung in tiefen Wolkenschichten haben (z.B. Nieselregen aus Stratus), werden so kaum erfasst. Glücklicherweise spielt dieser Umstand für die Gewitterbeobachtung kaum eine Rolle, da in diesem Fall der Niederschlag in sehr grossen Höhen entsteht. Dafür müssen wir uns mit dem Problem befassen, dass Radarwellen auch von Eiskristallen im Amboss eines Cumulonimbus reflektiert werden. Dies wird dann häufig fälschlicherweise als schwacher bis mässiger Niederschlag interpretiert. Doch hat auch dieser Umstand etwas Positives: Mit ein wenig Erfahrung lassen sich Eisschirm-Echos gut von echten Niederschlägen unterscheiden. In diesem Fall kann sogar vom Umstand profitiert werden, dass die Zugrichtung des Ambosses in grosser Höhe mit derjenigen des Niederschlags verglichen werden kann: eine gute Methode, Windscherungen und somit die Möglichkeit zur Bildung von Superzellen zu erkennen.


2.1.1.1       Horizontalschnitt PPI (plan-position-indicator)

„Wenn die sich die Antenne um die eigene vertikale Achse dreht entsteht ein polares Bild der Umgebung. Die Messungen sind allerdings entsprechend der dabei eingestellten Elevation auf einer Kegeloberfläche zu interpretieren. Das bedeutet, dass weiter von der Antenne entfernte Beobachtungen von grösserer Höhe stammen. Diese Darstellung wird PPI (plan-position-indicator) genannt. Die CAPPI (constant-altitude-PPI) Darstellung ist die Transformation von mehreren PPI Bildern auf eine konstante Höhe.“ http://www.iac.ethz.ch/en/groups/richner/cd/doc/radar/ppi.html, Marc Wüest, IACETH, Juni 2002.



Abb. 2.1.1: Niederschlagsradar (PPI) der ETH Zürich Hönggerberg vom 05.06.2003, 20.05 Uhr. Dieses „Rohbild“ zeigt die Reflektivität (dBZ). Ab 44 dBZ kann Hagel am Boden erwartet werden, ab 52 dBZ sogar mit grosser Sicherheit. Besonderes Augenmerk gilt der eingekreisten Gewitterzelle im nördlichen Napfgebiet. Sie sorgte für heftige Niederschläge im Enziwiggertal, was Überschwemmungen in Hergiswil LU verursachte. Auf dieses Gewitter wird in Kapitel 4.7.3 noch ausführlich eingegangen.



Abb. 2.1.2: Gleiches Radarbild wie 2.1.1, aber diesmal mit einer topografischen Karte unterlegt, was die Orientierung erleichtert. Anstelle der Reflektivität ist hier eine einfache Unterteilung in Niederschlagsraten gegeben. Die gelbe Niederschlagsintensität (extrem) wird fast ausschliesslich durch Hagel verursacht, es ist jedoch möglich, dass dieser vor dem Eintreffen am Boden abschmilzt. Meist wird dieser Kartentyp für die öffentliche Nutzung freigegeben, da er am einfachsten zu interpretieren ist. Die Pfeile verdeutlichen die unterschiedliche Fortbewegung von Amboss (blaues Feld) und Niederschlagskern (rot-gelb), die mit Hilfe des Stundenloops festgestellt wurde. Die Länge der Pfeile gibt ungefähr das Verhältnis der Verlagerungsgeschwindigkeit wieder.


2.1.1.2       Vertikalschnitt RHI (range-height-indicator)

Bei der Gewitterbeobachtung interessiert uns nicht nur die horizontale Niederschlagsverteilung wie oben illustriert, sondern auch die Verteilung der Niederschlagsintensität innerhalb der Gewitterzelle. Für diesen Zweck wird ein Vertikalschnitt durch die Gewitterwolke aufgenommen. Dies geschieht dadurch, dass der Radarstrahl bei konstantem Azimut (Himmelsrichtung) mit variierendem Elevationswinkel (Winkel zum Boden) gesendet wird. Daraus resultiert das Vertikalbild (range-height-indicator), abgekürzt RHI:



Abb. 2.1.3: RHI des ETH-Radars Zürich Hönggerberg am selben Tag wie bei den oberen Bildern, jedoch 4 Std. früher. Die x‑Achse steht für die Distanz in km zum Radarstandort (range), die y‑Achse für die Höhe in km über dem Radarstandort (height). Az steht für Azimut, also die Himmelsrichtung in Grad, 218.7 steht ungefähr für Südwest. Anhand dieser Informationen kann auf der Karte das Gewitter lokalisiert werden: Es befindet sich über dem oberen Emmental. Das dazu gehörende PPI in Abb. 2.1.4 soll dies verdeutlichen.



Abb. 2.1.4: PPI, 3 Minuten vor dem RHI in Abbildung 2.1.3. Schwarz eingezeichnet ist die Achse des Vertikalschnitts.

2.1.1.3       Composits

Meist ist die Reichweite eines einzelnen Radargerätes für die grossräumige Ein­schätzung der Entwicklung zu kurz. Daher werden von verschiedenen Wetterdiensten so genannte Composit-Radarbilder erstellt. Diese bestehen aus mehreren zusammen­gefügten Bildern verschiedener Radarstand­orte. MeteoSchweiz betreibt drei Nieder­schlagsradars auf dem Albis bei Zürich, auf La Dôle nördlich von Genf und auf dem Monte Lema im Südtessin. Diese Kombina­tion erlaubt einen Überblick über die ganze Schweiz und weit über die Landesgrenzen hinaus. Dies ist besonders wichtig, um von Westen heranziehende Niederschlags­systeme frühzeitig zu erkennen.

Abb. 2.1.5: Composit-Radarbild des Radarverbunds der MeteoSchweiz vom 30.07.2003, 22.10 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit MESZ. Die Reichweite des Radars La Dôle erlaubt die Erkennung der Kaltfrontgewitter südwestlich von Genf, welche in den nächsten Stunden die Alpennordseite überqueren werden.

2.1.2        Blitzortungssysteme

Auf dem Niederschlagsradar sind streng genommen keine Gewitter, sondern nur Schauer zu erkennen. Ein Gewitter definiert sich nicht durch die Heftigkeit seines Niederschlags, sondern durch seine Blitzentladungen. Allerdings kann man in den meisten Fällen davon ausgehen, dass Zellen mit extremen Niederschlägen auch Blitze mit sich bringen. Doch um es genauer herauszufinden, können Blitzortungssysteme herangezogen werden. Diese messen Blitzeinschläge am Boden. Reine Wolkenblitze werden also nicht aufgezeichnet. Manche Blitzortungssysteme unterscheiden noch zwischen positiven und negativen Entladungen, doch ist dies für unsere Zwecke weniger von Bedeutung. Hier die zwei von mir am häufigsten konsultieren Systeme. Das eine ist für die Verfolgung der aktuellen Gewittersituation in der Schweiz geeignet (Abb. 2.1.6), das andere, um die grossräumige Entwicklung im Nachhinein nachvollziehen zu können (Abb. 2.1.7).



Abb. 2.1.6: Blitzortungsbild von BLIDS.de der Firma Siemens. Diese Aufnahme zeigt die Situation eine Stunde nach der Radaraufnahme in Abb. 2.1.5. Jeder blaue Punkt steht für einen Blitzeinschlag am Boden, die Pfeile zeigen die Verlagerungsrichtung der einzelnen Gewitterzellen an sowie den Trend der Intensität. Rot steht für eine zunehmende Blitzrate, gelb für eine gleich bleibende, grün für eine abnehmende. Das Bild wird alle 10 Minuten aktualisiert und erlaubt eine recht genaue Einschätzung der kurzfristigen Entwicklung.



Abb. 2.1.7: Blitzkarte Europa vom 30.07.2003. Hier ist die Entwicklung der Blitzentladungen in Europa während des ganzen Tages dargestellt. Die Farbskala zeigt die zeitliche Verteilung, die Grösse der Markierungen die Intensität (Anzahl Blitze pro 30 Minuten über einem bestimmten Gebiet). Deutlich ist die Aktivität an der Kaltfront zu erkennen, welche kurz vor Mitternacht die Westschweiz erreicht hat.


2.1.3        Satellitenbilder

Eine gute Unterstützung bei der optischen Darstellung von grossräumigen Wetterlagen bieten diverse Satellitenbilder. Die Auswahl ist schier unermesslich, so dass ich hier nur auf zwei spezielle Formen eingehen kann, die ich selber für die Analyse bevorzuge.

Zunächst muss zwischen zwei Typen von Satellitenbilder unterschieden werden: Die Vis-Satellitenbilder werden im spektralen Bereich aufgenommen. Das bedeutet, dass nur der sichtbare (visible) Bereich dargestellt wird. Solche Bilder sind bei guten Lichtverhältnissen sehr detailreich, haben aber den Nachteil, dass sie bei Dunkelheit nicht zur Verfügung stehen. Im Sommer sind aber VIS-Bilder am Nachmittag und Abend, also zur Zeit der Entwicklung der meisten Gewitter, von sehr guter Qualität.



Abb. 2.1.8: Vis-Satellitenbild des Alpenraumes des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt DLR vom 05.06.2003, 17.03 MESZ. Die im Kapitel über das Niederschlagsradar dargestellte Zelle (Abb. 2.1.3 und 2.1.4) ist hier über der nördlichen Zentralschweiz wieder zu erkennen. Ihr Amboss ist an den Rändern schon ziemlich ausgefranst, was auf den Zerfall der Zelle hindeutet. Junge, noch im Wachstum befindliche Zellen haben scharf abgegrenzte Ränder, wie dies an einigen noch kleinen Zellen in Süddeutschland und über dem Alpstein/Bodensee zu sehen ist.

Um sich auch während der Nacht ein Bild der vorhandenen Gewitterzellen machen zu können, werden IR-Satellitenbilder zu Rate gezogen. Diese werden im Infrarotbereich aufgenommen, bilden also nur Temperaturunterschiede ab. Da eine Wolke in zunehmender Höhe auch eine tiefere Oberflächentemperatur aufweist, kann dies in IR-Satellitenbildern dargestellt werden:



Abb. 2.1.9: IR-Satellitenbild des Mittelmeerraums und der angrenzenden Gebiete des Naval European Metoc Center, Rota, Spain. Es zeigt u.a. zwei grosse Gewittersysteme, welche in der Nacht vom 28.08.2003 die Schweiz überquert haben (siehe auch Kapitel 2.5.4, Multizellen-Linie). Die Temperatur-Farbskala rechts unten im Bild zeigt uns, dass die Oberfläche dieser Gewittersysteme eine Temperatur von ca. minus 75 °C aufweist. Dies beweist, dass die Aufwinde dieser Zellen in riesige Höhen aufgestiegen sind und wir es mit extrem energiereichen Systemen zu tun haben. Gewitterzellen mit solch tiefen Oberflächentemperaturen bringen immer auch beste Voraussetzungen für die Bildung grosser Hagelkörner mit sich.


2.1.4        Modellkarten

Zur Erstellung von Prognosen, aber auch für die Analyse der Wetterlage nach einem Gewitter sind Modellkarten eine unerlässliche Hilfe. Auch hier ist die Auswahl sehr gross, da es mehrere Modelle verschiedener Wetterdienste gibt. Ich beschränke mich hier auf diejenigen Modelle, die ich regelmässig für meine Analysen benütze:

- Bodenanalyse des Britischen Wetterdienstes (Bracknell) mit Bodendruck, Fronten und Konvergenz-zonen (Abb. 2.1.10). Besonders geeignet für die Bestimmung der Grosswetterlage und die Kurzfristprognose.

- 500 hPa Geopotenzial und Bodendruck (Abb. 2.1.11). Erlaubt nebst der Bestimmung der Grosswetterlage den „Blick in die Höhe“. Die Temperaturverteilung in ungefähr 5500 m Höhe sagt viel aus über die Schichtung und somit die Stabilität oder Labilität der Atmosphäre. Höhentiefs und Kaltlufttropfen, welche in der Bodenanalyse nicht zu erkennen sind, werden auf dieser Karte sichtbar.

- 850 hPa Temperatur (Abb. 2.1.12). Wichtig für die Prognose der Maximaltemperatur am Boden, besonders im Sommer.



Abb. 2.1.10: Bodenanalyse des Britischen Wetterdienstes (Bracknell) vom 31.07.2003, 00.00 UTC.

Quelle: wetterzentrale.de/topkarten

Diese Karte erlaubt einen raschen Überblick über die Grosswetterlage in Europa. Eingezeichnet sind Bodendruck (Isobaren), Fronten und Konvergenzzonen. Die bereits weiter oben mehrmals erwähnte Kaltfront ist über Ostfrankreich und der Westschweiz zu erkennen, ebenso die kurz davor durchgezogene präfrontale Konvergenzzone.


Abb. 2.1.11: Reanalysis-Karte des NCEP (Amerikanischer Wetterdienst) für den gleichen Zeitpunkt wie unter Abb. 2.1.10. Hier ist zusätzlich zu den Isobaren des Bodendrucks das Geopotential im 500-hPa-Niveau als farbige Flächen eingezeichnet. Sie stellt somit eine Kombination von Bodendruck- und Höhenkarte dar. Die Skala am rechten Rand gibt die jeweilige Höhe des 500-hPa-Niveaus an. Die Zahl mit 10 multipliziert ergibt die Höhe in Meter über Meer. Ein tiefes Geopotential markiert ein Höhentief, welches in der Höhe kältere Luft mit sich führt. Im Kapitel 2.2.2 wird noch näher darauf eingegangen, was dies für die Entstehung von Gewittern bedeutet.


Abb. 2.1.12: Reanalysis-Karte des NCEP, gleicher Zeitpunkt wie oben. Die Farbskala gibt Auskunft über die Temperatur in Grad Celsius im 850-hPa-Niveau. Dieses befindet sich im Schnitt auf 1500 Meter über Meer. Die Temperatur auf dieser Höhe ist nicht mehr von bodennahen Einflüssen geprägt und sagt daher mehr über die Luftmasse über einem bestimmten Gebiet aus als die Bodentemperatur. Sehr gut sind auf dieser Karte die Grenzen zwischen warmen und kalten Luftmassen zu erkennen, so auch die Kaltfront über der Schweiz und Frankreich.

Detailliertere Karten dieses Typs werden auch für die Prognose von Höchsttemperaturen herangezogen. Besonders im Sommer bei trockenem Wetter ist diese auch für Laien einfach zu erstellen: Die Temperatur auf 1500 Meter beträgt in diesem Beispiel über der Schweiz 13 °C. Mit dem trockenadiabatischen Gradient von 1° pro 100 Meter gerechnet ergibt dies für eine Höhe von 500 Meter 23 °C. Bei voller Sonneneinstrahlung im Hochsommer kann noch eine zusätzliche Erhitzung der bodennahen Schicht von ungefähr 2-3° dazugerechnet werden, was eine Maximaltemperatur von 25-26 °C ergibt. Das folgende Kapitel über Radiosondenaufstiege zeigt auf, wie wichtig eine genaue Temperaturprognose im Zusammenhang mit der Auslösetemperatur für Gewitter sein kann.

2.1.5        Radiosondenaufstiege

Wichtig für die Prognose von Gewittern sind Radiosondenaufstiege, welche die Verhältnisse der Atmosphäre in verschiedenen Höhen detailliert darstellen. Mit viel Übung und Erfahrung kann aus solchen Darstellungen (Abb. 2.1.13) nicht nur herausgelesen werden, ob in den folgenden Stunden Gewitter entstehen werden, sondern sogar welche Gewittertypen bevorzugt auftreten und in welche Richtung sie voraussichtlich ziehen werden. Die ausführliche Behandlung der Vorgehensweise bei einer solchen Prognose und die Erklärung der verschiedenen Werte, welche aus den Radiosonden herangezogen werden, würde jedoch den Rahmen dieser Arbeit bei weitem sprengen, so dass hier nur grob auf die allerwichtigsten Punkte eingegangen werden kann.


Abb. 2.1.13: Emagramm des Radiosondenaufstiegs von Payerne am 07.09.2003 12.00 UTC.

Legende:

Skala am linken Rand: Luftdruck in hPa.

Skala am rechten Rand: Höhe in km über Meer.

Die waagrechten Verbindungen durch das Emagramm zeigen auf, auf welcher Höhe sich ein bestimmter Luftdruck befindet (z.B. 850 hPa in 1510 m.ü.M., 500 hPa in 5720 m.ü.M.).

Diagonal von links unten nach rechts oben ausgezogene, schwarze Linien: Temperatur in °C. Am unteren Rand sowie links und oben sind die Hilfslinien in Zehnerschritten beschriftet. Etwas dicker ausgezogen ist die 0°-Linie.

Diagonal von links unten nach rechts oben gestrichelte, schwarze Linien: Linien gleichen Sättigungsmischungs-verhältnisses. Entlang dieser Sättigungsmischungslinien kann ein Luftquantum die gleiche Menge Wasserdampf aufnehmen.

Grüne Linien: Trockenadiabatischer Gradient.

Blaue Linien: Feuchtadiabatischer Gradient.

Rote, fette Linien in der Mitte der Skala: rechts die gemessene Temperatur in °C, links die Taupunkttemperatur. Dort, wo sich die beiden Linien berühren, ist die Luft gesättigt, d.h. die relative Luftfeuchtigkeit beträgt 100 % (hier in etwa 3000 m Höhe, wo sich zufälligerweise auch gerade die Nullgradgrenze befindet).

Senkrechte schwarze Linien im rechten Teil: Windgeschwindigkeit in Knoten (kt) in Zwanzigerschritten.

Rote Linie am rechten Rand: gemessene Windgeschwindigkeit.

Rote Pfeile à : gemessene Windrichtung (in der Höhe, wo der Pfeil beginnt, also NE in 797 m.ü.M., WSW in 1000 m.ü.M.)

Interpretation (rudimentär):

Sehr feuchte Grundschicht bis in 3500 m, darüber eine sehr trockene Schicht bis 6500 m. Dazu Windscherung mit schwachem NE-Wind in Bodennähe, darüber SSW.

Bestimmung des Kondensationsniveaus (blaue Waagrechte): Man gehe vom Bodentaupunkt aus und folge der Sättigungsmischungslinie, bis man die Temperaturlinie kreuzt = Kondensationsniveau auf 1200 m.

Bestimmung der Auslösetemperatur: Vom Kondensationsniveau aus folgt man parallel zu den Trockenadiabaten bis zum Boden. In unserem Beispiel entspricht dies dem gemessenen Temperaturverlauf in der untersten Schicht. Die nötige Auslösetemperatur von 19 °C zur Bildung von Quellwolken war somit zum Zeitpunkt der Messung bereits erreicht.

Bestimmung der möglichen Mächtigkeit der Quellwolken: Man zeichne exakt vom Punkt des Konensationsniveaus aus eine Hilfsline (violett) entlang der Feuchtadiabate. So lange die Temperaturkurve sich links dieser Hilfslinie befindet, ist die Schichtung der Atmosphäre labil, d.h. die Quellwolke kann sich in diesem Bereich entwickeln. Dort, wo die Temperaturkurve die Hilfslinie kreuzt, befindet sich das Cumulus-Gipfelniveau (in unserem Fall befindet es sich oberhalb des Messbereichs). Tatsächlich entwickelten sich an diesem Tag einzelne kräftige Zellen mit Hagel und Sturmböen.

2.1.6        Meldungen der Bodenstationen

Um bei einem aufziehenden Gewitter die zu erwartenden Ereignisse abschätzen zu können, sind Meldungen anderer Bodenstationen, welche sich bereits im Gewitter befinden, von grosser Bedeutung. Ist zum Beispiel eine Front aus Westen im Anzug, können die Werte von Genf, Pully-Lausanne, Payerne oder der Jurastationen La Dôle und Chasseral konsultiert werden. Insbesondere Temperaturänderung, Niederschlagsmenge und Windböen geben interessante Auskünfte über das, was demnächst in Bern zu erwarten ist. Viele Wetterdienste bieten aktuelle Wetterdaten ihrer Stationen im 10-Minuten-Takt. Speziell empfehlenswert für die Schweiz ist die Seite von www.meteonews.ch, auf der die aktuellen Messwerte verschiedener Wetterelemente auf einer Schweizerkarte übersichtlich dargestellt sind.

2.1.7        Webcams

Um die Verhältnisse vor Ort z.B. während oder nach einem Gewitter überprüfen zu können (z.B. ob Hagel liegen geblieben ist oder ob Sturmschäden zu verzeichnen sind), sind Webcams eine Hilfe. Je nach Ausrichtung der Kamera kann auch der Aufzug eines Gewitters und die Wolkenformationen live beobachtet werden. Die Dichte von Webcams in der Schweiz hat in den letzten Jahren stark zugenommen, so dass beinahe jede Region abgedeckt ist. Eine Übersichtskarte mit Links zu Webcams in der Schweiz und Europa gibt es unter http://www.westwind.ch/w_0liv.php.

2.1.8        Internetforen

Das weltweite Netz bietet Hobbymeteorologen eine ausgezeichnete Plattform, um Beobachtungen und Erfahrungen auszutauschen, Prognosen zu diskutieren, Wetterlagen zu analysieren und die neusten Forschungsergebnisse kritisch zu hinterfragen. Zudem werden Pressemeldungen gepostet und auf ihre Richtigkeit überprüft, Links ausgetauscht und auf interessante Fernsehsendungen hingewiesen. Besonders wertvoll für Laien sind Foren, in denen eine breite Mischung von Profis, Hobbymeteorologen, Studenten und verschiedenen Berufsleuten, welche sich vertieft mit dem Wetter befassen müssen - z.B. Piloten, Förster, Bergführer, Versicherungsexperten, Wetterfotografen usw. - vertreten sind. Hier findet man auf jede Frage eine Antwort, und auch für diese Arbeit habe ich viele Informationen über dieses Medium sammeln können.

2.2        Atmosphärische Bedingungen zur Entstehung von Gewittern

Für die Entstehung von Gewittern sind in jedem Fall folgende Bedingungen notwendig:

2.2.1        Feuchte

Steigt eine feuchte Luftmasse auf, kondensiert der Wasserdampf und bildet feine Wassertröpfchen, was zur Wolkenbildung führt. Während des Kondensationsvorgangs wird Energie in Form von Wärme freigesetzt, die so genannte „latente Wärme“. Dies führt dazu, dass das Luftpaket, welches angehoben wird, noch wärmer wird als seine Umgebung, was wiederum zu einem weiteren Aufstieg desselben führt.

2.2.2        Labilität

Von Labilität spricht man, wenn die Temperatur der Luftschichten mit zunehmender Höhe stärker als feuchtadiabatisch sinkt. Konkreter: Wenn bodennahe feuchte Luftschichten stark erwärmt sind, gleichzeitig aber in grösseren Höhen kalte und trockene Luft vorhanden ist (siehe Radiosonde Abb. 2.1.13), ist die Luftmasse instabil oder eben labil. Unter solchen Voraussetzungen weist ein auskondensiertes Luftpaket immer noch eine höhere Temperatur auf als die umgebende, trockene Luft und kann somit besser aufsteigen als in einer stabil geschichteten Luftmasse. Es kann so lange aufsteigen, bis es wieder kälter und somit schwerer wird als die Luft in seiner Umgebung.

2.2.3        Hebung

Um ein Luftpaket überhaupt zum Aufsteigen zu bringen, ist irgendein Auslösemechanismus nötig. Häufig geschieht dies durch unterschiedliche Erwärmung der Erdoberfläche und der direkt darüber liegenden Luftschicht. So wird zum Beispiel die Luft bei starker Sonneneinstrahlung über einem Acker, über nacktem Fels oder über einer Stadt stärker erwärmt als über Gewässern und Wäldern. Ein anderer, auf der Alpennordseite der Schweiz sehr wichtiger Prozess ist der Aufwind an Berghängen. Südhänge werden von der Sonne in einem günstigeren Winkel bestrahlt als andere, was dort zu stärkerer Erwärmung führt. Ebenso wichtig ist der Hebungsprozess, der beim Aufgleiten von warmer Luft an einem sich der Windströmung in die Quere stellenden Bergzug stattfindet. Und zu guter Letzt wird Hebung durch Luftmassenwechsel ausgelöst, also an Fronten, wo sich eine kalte Luftmasse unter eine warme schiebt, oder wo eine warme Luftmasse auf einer kälteren aufgleitet.

2.3        Der Lebenszyklus eines Gewitters

Jedes Gewitter lässt sich durch seinen typischen Ablauf in drei Phasen unterteilen: Entwicklung, Reifestadium und Auflösestadium.

Zu Beginn die Bezeichnungen und Bedeutung der Wolkengattungen und -arten in der Reihenfolge des Entwicklungsverlaufs im Überblick:

·       Cumulus humilis à kleine, flache Haufenwolke (vertikale Ausdehnung ist kleiner als horizontale)

·       Cumulus mediocris à mittlere Haufenwolke (vertikale / horizontale Ausdehnung ca. 1:1)

·       Cumulus congestus à mächtig aufgetürmte, blumenkohlartige Haufenwolke (vertikale Ausdehnung ist grösser als horizontale)

·       Cumulonimbus calvus à Gewitterwolke mit kahler, glatter Obergrenze (beginnende Vereisung)

·       Cumulonimbus capillatus à Gewitterwolke mit ausgefranster, haariger Obergrenze

·       Cumulonimbus capillatus incus à Gewitterwolke mit Amboss

·       Cirrostratus cumulonimbogenitus à Hohe Schichtwolke, entstanden aus dem Amboss einer Gewitterwolke

2.3.1        Entwicklung

Durch Hebung ausgelöst, dominiert am Anfang eines Gewitterlebens der Aufwind das Geschehen in der Zelle. Sie befindet sich im Wachstum, was sehr gut an der scharf abgegrenzten Oberseite der Wolke zu erkennen ist, bisweilen auch als „Blumenkohlstruktur“ bezeichnet. Der Cumulus durchläuft sämtliche Stadien von humilis über mediocris zu congestus, bis er an der Oberseite zu vereisen beginnt. Damit erhält die Wolke eine neue Klassifizierung, man spricht nun von einer Gewitterwolke oder Cumulonimbus calvus. Durch den Prozess der Kondensation wird im oberen Teil der Wolke Niederschlag produziert, der aus Schneekristallen, unterkühlten Regentropfen und Graupel besteht. Sobald der Niederschlag nach unten fällt, entwickelt sich ein Abwind und das Gewitter erreicht das Reifestadium.



Abb. 2.3.1: Gewitterzelle im Entwicklungsstadium (Cumulus congestus, in der Mitte ein Cumulonimbus calvus) über dem Hohgant und dem Sigriswilergrat, aufgenommen am 10.05.2002, 14.30 Uhr MESZ vom Ulmizberg südlich von Bern.

Foto: Fabienne Muriset

2.3.2        Reifestadium

Das spezielle äussere Kennzeichen dieser Phase ist der Amboss an der Oberseite der Gewitterwolke, der sich immer weiter ausbreitet (Cumulonimbus capillatus incus). Dieser Amboss ist im Reifestadium noch scharf abgegrenzt und beginnt sich nur langsam am Rand zu zerfasern. Diese scharfe Abgrenzung hängt mit dem immer noch im Innern der Wolke bestehenden Aufwind zusammen, der an der Tropopause anstösst und dadurch zur horizontalen Ausbreitung gezwungen wird.

Jetzt besteht das Gewitter also aus Aufwind und Abwind, in dessen Zirkulationsstrom sich die Niederschlagsteilchen bewegen. Ist der Aufwind stark genug, reisst er den Niederschlag wieder mit nach oben. In sehr hohen Luftschichten gefriert bei jedem Durchlauf eine neue Schicht an das Graupelkorn und es entsteht nach und nach ein grösseres Hagelkorn. Erst wenn der Aufwind das Korn nicht mehr in der Schwebe zu halten vermag - entweder weil der Aufwind schwächer wird oder weil das Hagelkorn zu schwer geworden ist - fällt der Niederschlag zu Boden. Damit kann auch der kalte Abwindstrom am Boden ausfliessen und bildet eine Böenfront. Schneidet dieser Abwindstrom den Aufwind ab, so dass die Zelle nicht mehr mit Warmluft versorgt werden kann, ist das nahe Ende der Zelle besiegelt.



Abb. 2.3.2: Dieselbe Gewitterzelle wie im Bild 2.3.1, jetzt im Reifestadium mit Amboss (Cumulonimbus capillatus incus). Zeitpunkt der Aufnahme: 15.10 Uhr MESZ.

2.3.3        Auflösestadium

Einmal von der Warmluftzufuhr abgeschnitten, entleert sich die Gewitterwolke und es bleiben nur noch ein konturloser Wolkenhaufen und ein zerfaserter Amboss übrig. Der Niederschlag lässt nach und die Gewitterwolke löst sich auf. Oft bleiben noch über Stunden hinweg die Eisreste des Ambosses in grosser Höhe bestehen (Cirrostratus cumulonimbogenitus).

2.4        Gefahren bei Schwergewittern

Bevor wir uns mit den verschiedenen Gewittersystemen und ihren spezifischen Erscheinungsbildern und Naturgefahren befassen können, sollen hier zunächst die möglichen Gefahren aufgelistet und näher beschrieben werden:

2.4.1        Hagel

Wie schon weiter oben erwähnt, entsteht Hagel in starken Aufwindströmen innerhalb einer Gewitterzelle. Je stärker und länger der Aufwind andauert, umso länger kann das Hagelkorn in der Zelle zirkulieren und immer neue Eisschichten ansetzen. Oft kommt es vor, dass angetaute Hagelkörner vom Aufwind wieder in kältere Höhen mitgerissen werden und dort zusammenfrieren. Solche Teile fallen dann nicht als runde, sondern als unförmige, mit bisweilen spitzigen Ausbuchtungen versehene Konglomerate zu Boden.



Abb. 2.4.1: Hagelkörner aus dem Superzellen-Gewitter vom 08.05.2003, aufgenommen von Hans Oetterli, Kriens.

Auf dem linken Bild hat auch eine Stunde nach dem Hagelschlag das angetaute Hagelkorn noch einen Durchmesser von 4 cm. Die Unförmigkeit lässt auf ein Konglomerat aus mehreren Körnern schliessen. Rechts ein aufgeschnittenes Hagelkorn; sehr schön ist die Ringstruktur zu erkennen, welche von der mehrfachen Zirkulation innerhalb der Gewitterzelle herrührt.

Grosse Hagelkörner müssen nicht unbedingt auch den grösseren Schaden anrichten als kleine, wenn auch die Verletzungsgefahr bei riesigen Brocken erheblich ist. In der Regel fallen grosse Hagelsteine in kleineren Mengen auf der Vorderseite einer Gewitterzelle, bevor Regen einsetzt. Sie können Dachziegel spalten, Autos zerbeulen und gar Windschutzscheiben sprengen. Dafür halten sich die Schäden bei grossen Hagelkörnern in geringer Zahl an landwirtschaftlichen Kulturen eher in Grenzen. Besonders verheerend für Getreide und Reben sind kleinere Hagelkörner von 1-2 cm, die sehr dicht und vermischt mit Regen fallen können. Sie zerhacken Blätter, Früchte und Getreide, so dass oft nur noch die Stängel und entlaubte Bäume zurückbleiben. Im Extremfall bleibt eine dicke Hagelschicht am Boden liegen, die nur langsam über eine Zeitspanne von mehreren Stunden wegschmilzt.



Abb. 2.4.2: Hagelreste 15 Stunden nach einem Gewitter am Abend des 06.06.2002 im Gebiet Holderchäppeli westlich von Kriens. Foto: Michael Hollinger, Obernau/Kriens. Die Gewitterlage dieses Tages wird in Kapitel 4.7.1 noch näher vorgestellt.

2.4.2        Überflutung

Extreme Regenfälle in Verbindung mit Gewittern führen häufig zu Überflutungen, die schwere Schäden verursachen und Menschenleben fordern können. Die meisten Fälle gehen auf stationäre oder langsam ziehende Gewitter zurück. Diese entstehen bei besonderen atmosphärischen Bedingungen, zum Beispiel wenn die Luft extrem feucht ist, gleichzeitig aber nur schwache Höhenwinde vorherrschen. Aber auch die topografischen Verhältnisse können schon bei normalem Gewitterregen die Überflutungsgefahr unterstützen. Enge Täler und Schluchten werden besonders schnell mit Wasser gefüllt, das einen Bach rasch ansteigen lassen kann. Das Canyoning-Unglück im Saxetbach im Berner Oberland im Sommer 1999 hat dies auf tragische Weise verdeutlicht. Mit genauen Kenntnissen über die Reaktion eines Gewässers bei Gewitterregen kombiniert mit möglichst genauen Kurzfristprognosen könnten für gefährdete Gebiete Warnungen herausgegeben werden, die schlimmere Schäden - besonders an Leib und Leben - verhindern könnten. Dies ist der Hauptantrieb für die Forschung über die Entwicklung und Fortbewegung von Gewittern mit Starkniederschlägen. Immer mehr Wetterdienste führen einen Unwetterwarndienst ein, führend in der Entwicklung von Überwachungs- und Warnsystemen ist die junge Spinoff-Firma der ETH Zürich, Meteoradar Schmid (Link: www.meteoradar.ch).

Eine weitere Gefahr, die oft noch unterschätzt wird, ist die Überflutung als Folge der Bodenversiegelung. In dicht überbauten Gebieten können Kanalisationen rasch überfordert sein, wenn in kurzer Zeit grosse Mengen an Regen fallen. Tiefer gelegene Strassen, Unterführungen und Tunnels können rasch geflutet werden. Eine regelmässige Aufgabe für die Feuerwehren ist bei Gewitterregen auch das Auspumpen von gefluteten Kellern und Tiefgaragen.

2.4.3        Downburst (Fallwind)

Weiter oben wurden bereits die Abwinde beschrieben, welche der Niederschlag innerhalb einer Gewitterzelle verursacht. Fällt dieser Niederschlag im mittleren Stockwerk der Wolke (ungefähr um 4000 m) durch sehr trockene Luft, verdunstet ein Teil oder sogar der ganze Niederschlag, was Energie benötigt. Diese wird der Umgebung in Form von Wärme entzogen, die Luft kühlt stark aus, wird somit schwerer und fällt nach unten. Dasselbe kann auch im untersten Stockwerk der Wolke passieren, wenn die unterste Luftschicht sehr trocken ist. In diesem Fall ist die Wolkenbasis eher hoch, und die Fallwinde kann man gut an Fallstreifen erkennen. Fallstreifen (auch „virga“ genannt), bestehen aus Niederschlag, der aus einer Wolke fällt, aber den Boden nicht erreicht.

Wird ein solcher Abwindstrom sehr intensiv, kann er beim Auftreffen am Boden enorme Schäden verursachen. Dabei können Windgeschwindigkeiten von bis zu 200 km/h entstehen. Das Auftreffen auf den Boden und die seitliche Ausbreitung führt zu Verwirbelungen, die wiederum die Schaden bringende Wirkung verstärken können. Aufgrund ihrer Schäden werden Downbursts von Laien irrtümlicherweise oft als „Minitornados“ bezeichnet. Diese Bezeichnung entbehrt jeder Richtigkeit, da die divergenten Fallböen in keinem Zusammenhang mit dem konvergenten Sog in Aufwindströmen von Tornados stehen. Der Ausdruck „Minitornado“ sollte also nicht verwendet werden, auch wenn dieser durch die Medien immer wieder verbreitet wird.

Je nach ihrer räumlichen Ausdehnung werden Downbursts in zwei Kategorien unterteilt: Microbursts sind auf kleine Räume bis 4 km begrenzt, Macrobursts hingegen können auf einer Linie von mehreren Dutzend, bisweilen sogar hunderte Kilometer Länge auftreten (siehe Kapitel 2.5.4, Squall-Lines).

2.4.4        Tornado

Da sich diese Arbeit vor allem mit den Hagelschäden als Folge von Schwergewittern befasst, gehe ich hier nicht vertieft auf die komplexe Thematik der Tornadobildung ein. Um die Aufzählung der wichtigsten Schäden von Schwergewittern zu vervollständigen, sei hier aber kurz dieses Phänomen erwähnt. Da sich die Gewitterforschung in Mitteleuropa aktuell stark auf dieses Thema konzentriert, verweise ich auf die zahlreichen Websites zum Thema im Internet (siehe Quellenverzeichnis) oder auf die unten erwähnten Beiträge in der Wetterzentrale.

Tornados, oft auch als Tromben oder weniger glücklich, da verharmlosend, als „Windhosen“ bezeichnet, sind entgegen weitläufiger Meinung auch in Mitteleuropa eine ernst zu nehmende Gefahr. Der Glaube, Tornados treten nur in den USA auf, was durch entsprechende Medienberichte oft noch unterstrichen wird, ist ein fataler Trugschluss. Als am 10.06.2003 ein Tornado im Dorf Acht in der Eifel schwere Zerstörungen anrichtete, überboten sich die Medien gegenseitig mit Falschmeldungen, Spekulationen und Begriffen, die einem seriösen Gewitter- und Tornadoforscher die Haare zu Berge stehen liessen. Die Diskussion von Medienberichten sowie Recherchen und Beiträge von zahlreichen Forenteilnehmern zum Tornado in Acht sind unter folgenden Links nachzulesen:

http://www.wetter-zentrale.com/cgi-bin/webbbs/wzarchive.pl?read=356120 (Bericht von Matthias Habel, Bonn)

http://www.wetter-zentrale.com/cgi-bin/webbbs/wzarchive.pl?read=356670 (Zeitungsbericht mit Bildern)

http://www.wetter-zentrale.com/cgi-bin/webbbs/wzarchive.pl?read=361958 (Wetterlagen-Analyse von M. Jaeneke)

http://www.wetter-zentrale.com/cgi-bin/webbbs/wzarchive.pl?read=356567 („Die Furcht vor dem T-Wort“)

http://www.wetter-zentrale.com/cgi-bin/webbbs/wzarchive.pl?read=358954 (Kritik an Medienberichten)


2.5        Gewittersysteme

2.5.1        Einzellige Gewitter

Einzelzellen bilden sich lokal bei labiler Schichtung der Atmosphäre, feuchten Luftmassen in den unteren Schichten und geringer vertikaler Windscherung (vertikale Änderung von Windrichtung und -geschwindigkeit). Sie werden bevorzugt an Berghängen (z.B. Jura und Voralpen) gebildet, weil es dort aufgrund von Hangwindzirkulationen und verstärkter Einstrahlung zu einer stärkeren Vertikalbewegung kommt, die für die Bildung solcher Zellen günstig ist. Ausserdem bilden sich Einzelzellen häufig in den labil geschichteten Luftmassen auf der Rückseite einer Kaltfront (Rückseitengewitter, siehe auch Kapitel 3.1.2).

Die Lebensdauer von Einzelzellen ist stark beschränkt (Grössenordnung eine Stunde) und ihre maximale Intensität ist im Vergleich zu anderen Zellsystemen normalerweise gering.

Im Radarbild zeigen sich Einzelzellen durch isolierte, kleine, aber vertikal hoch reichende Gebilde mit hohen Reflektivitäten. An Sommertagen mit einer labilen Schichtung der Atmosphäre kann häufig eine Vielzahl von Einzelzellen beobachtet werden (Wärmegewitter, siehe Kapitel 3.1.1).

Beispiel: 10.05.2002

Während in der Osthälfte der Schweiz trockene Luft das Wetter bestimmt, setzt von Westen her eine leichte Labilisierung ein. Die Luftmasse wird angefeuchtet, in der Höhe sinken die Temperaturen aufgrund eines Höhentiefs über Frankreich. Entlang des Juras und den westlichen Voralpen bis zum Hohgant entstehen kurz nach Mittag erste Quellwolken, wovon sich eine über dem Schwarzsee-Gebiet und eine über dem Hohgant gegen 14.00 Uhr zu ausgewachsenen Gewittertürmen entwickeln (siehe auch Abb. 2.3.1 und 2.3.2). Aufgrund der flachen Druckverteilung über Mitteleuropa und fehlenden Höhenwinden verlagern sich die Einzelzellen nur sehr langsam in Richtung Norden. Die Hauptniederschläge entladen sich über einem eng begrenzten Gebiet in der Nähe des Quellgebiets, während die Gebiete nördlich davon nur noch die Reste der sich abschwächenden Gewitter abkriegen. Hagelschäden werden aus den Regionen Eggiwil-Schangnau-Escholzmatt, dem Greyerzerland und dem Val de Travers (NE) gemeldet.

Abb. 2.5.1:

Total Niederschlagssumme vom 10.05.2002. Daten: IACETH, Aufbereitung: Bernhard Oker, Oetwil an der Limmat.

Zu erkennen ist das Nieder-schlagsgebiet der Zelle auf den Fotos von Abb. 2.3.1 und 2.3.2. über dem Emmental.


2.5.2        Mehrzellige Gewitter

Dieser Gewittertyp ist in Mitteleuropa am häufigsten anzutreffen. Dabei handelt es sich im Normalfall um einen kleineren Komplex, der aus mehreren einzelnen Zellen besteht. An den Flanken dieses Komplexes bilden sich immer wieder neue Zellen, während andere nach und nach zerfallen. So entsteht aus der Ferne betrachtet eine Linie, in der sich die einzelnen Zellen wie im Gänsemarsch mit der Windrichtung vorwärts bewegen. Zuvorderst befindet sich die älteste, meist wieder im Zerfall befindende Zelle, zuhinterst die jüngste, sich gerade neu entwickelnde. Der Grund für diese Anordnung ist der kühle Ausbreitungsstrom einer Zelle im Reifestadium, der durch das Anheben der umgebenden Warmluft die Ausbildung neuer Zellen hervorruft.

Die Lebensdauer einer solchen Multizelle kann wegen der dauernden Neubildung mehrere Stunden betragen und im betroffenen Gebiet für grosse Niederschlagsmengen sorgen. Bekannte Entstehungsgebiete im Kanton Bern sind die Gantrisch-Kette und die Region um den Hohgant.

Beispiel: 07.06.2003

Seit mehreren Tagen schleift eine Kaltfront knapp nördlich der Schweiz, das Mittelland und die Alpen verbleiben dabei in der feuchten Warmluft. Jeden Tag entstehen über den Voralpen gegen Abend Wärmegewitter, die langsam in Richtung Nordost ziehen. Auch an diesem Abend wird - wie schon an den beiden Vortagen - besonders die Region Bern, das Napfgebiet und das Luzerner Hinterland betroffen. Auf dem folgenden Radarbild ist gut zu erkennen, wie ein Gewitter nach dem anderen über dem Schwarzenburgerland und dem Hohgant entsteht und wie diese dann in zwei Reihen nordostwärts wandern. Hagelschäden und Überschwemmungen werden aus dem Luzerner Hinterland über die Region Sempach bis ins Seetal gemeldet. Auch südlich und östlich von Bern sind lokale Überflutungen zu beobachten.



Abb. 2.5.2 : Radarbild der ETH vom 07.06.2003, 19.40 Uhr. Ortsnamen und Berge: Fabienne Muriset

2.5.3        Multizellen-Cluster (MCS, MCC)

Bei Multizellen-Clustern handelt es sich um ausgedehnte Gewittersysteme, die einen Verbund von mehrzelligen Gewittern und manchmal Superzellen umfasst. Die Ausbildung beginnt, sobald sich ein Komplex aus einzelnen Gewittern zusammenschliesst und zu einem Verbund von weiträumigen Zellen mit einer Niederschlagszone von mehreren hundert Kilometern Ausdehnung zusammenwächst. Man spricht dann von einem Mesoscale Convective System (MCS), also einem konvektiven System im mesoskaligen Bereich. Dabei befinden sich Zellen verschiedener Altersstufen im Cluster, welche abwechslungsweise die Hauptaktivität innerhalb der Familie übernehmen. Auch wenn jede Zelle nur etwa eine halbe Stunde lang stark aktiv ist, kann doch der ganze Cluster mehrere Stunden lang bestehen und dabei auch weite Strecken zurücklegen.

Runde oder ovale Systeme entstehen meist im Zusammenhang mit grossräumigen Konvergenzzonen in kleinen, flachen Tiefdruckgebieten bei heissen Temperaturen und der Annäherung von Kaltluft in der Höhe. Im Hochsommer entstehen MCS häufig über Spanien oder Südfrankreich und ziehen dann unter Abschwächung nordostwärts in die Schweiz und nach Deutschland. Oft finden sie ihr Ende erst über Osteuropa oder werden dort am folgenden Tag durch die Aufheizung erneut aktiviert.

Als Mesoscale Convective Complex (MCC) wird ein Cluster dann eingestuft, wenn folgende Bedingungen gegeben sind (Kriterien nach MADDOX R.A., 1980):

·           Die Wolkenoberfläche weist eine Temperatur von weniger als -52 °C auf, wobei diese Fläche des aktivsten Teils des Gewitters mindestens 50'000 km2 erreicht,

·           die Gipfel der sich ausdehnenden Cumulonimben weisen Temperaturen unter -32 °C auf, diese Fläche muss mindestens 100'000 km2 umfassen, das Verhältnis Länge zu Breite dieser Fläche darf 0.7 nicht unterschreiten,

·           die oben erwähnten Kriterien müssen für mindestens sechs Stunden erfüllt sein.

MCC treten in unseren Breiten eher selten in Erscheinung, in Europa kommen sie in Ausnahmefällen in Mittelmeerländern vor.

Beispiel: 17.08.2003

Am frühen Morgen des 17. August 2003 sind an der Südostküste Spaniens zwischen Almeria und Cartagena erste Entladungen aufgezeichnet worden, die - wie sich im Verlaufe des Tages herausstellen sollte - den Beginn eines langlebigen und äusserst umfangreichen Gewitterkomplexes ankündigten. Die Abbildung 2.5.3 zeigt die Entwicklung der Blitzentladungen an diesem Tag. Dabei ist sehr gut zu sehen, wie das System am Morgen an der spanischen Mittelmeerküste entlang nach Norden zog und dabei rasch an Intensität zunahm. Um Mittag war das System bereits zu einem riesigen Cluster angewachsen und hatte die östlichen Pyrenäen erreicht. Unter weiterer Verstärkung und Ausdehnung - es bedeckte unterdessen ganz Südfrankreich - zog es dann der Rhone entlang nach Norden und erreichte um 18.00 Uhr Genf. In diesem Moment teilte sich der Cluster in zwei Teile: der Westteil zog nach Norden über das Pariser Becken nach Belgien, der andere über die Schweiz hinweg nach Süddeutschland. Sein Ende fand er am Morgen des 18. August über Ostdeutschland, wo nur noch etwas Regen registriert wurde. Das System hatte damit eine Lebensdauer von über 24 Stunden.



Abb. 2.5.3: Blitzkarte Europa vom 17.08.03. Das besprochene Gewittersystem dominiert den Südwesten Europas.



Abb. 2.5.4: Infrarot-Satellitenaufnahme vom 17.08.03, 12 UTC. Quelle: Naval European Metoc Center, Rota, Spain.

Der aktivste Teil des Gewitters (rot-gelb) mit einer Oberflächentemperatur von -65 °C hat einen Durchmesser von 300 km und eine Fläche von ca. 70'000 km2. Die Dimensionen für eine MCC-Klassierung sind somit gegeben, doch wurden sie nicht über eine Dauer von 6 Stunden aufrechterhalten.

Es darf angenommen werden, dass die aussergewöhnlich hohe Temperatur des Mittelmeeres in dieser Region, die bis 30 °C betrug, die Gewitterbildung mitten in der Nacht stark begünstigt hat. Tropische Luft aus der Sahara, welche über dem Mittelmeer angefeuchtet wurde, sowie die Annäherung eines Höhentroges vom Atlantik her waren der Auslöser dieser riesigen Konvergenzzone. Durch die tageszeitliche Erwärmung der Erdoberfläche wurde weitere Energie zugeführt. Um 12.00 UTC erreichte der Wolkenschirm eine Fläche von knapp 300'000 km2, die West-Ost-Ausdehnung betrug 640 km, die Nord-Süd-Ausdehnung 480 km.

Der MCS brachte weiten Teilen Süd- und Ostfrankreichs Starkniederschläge mit Überschwemmungen, Hagelschlag und Orkanböen. Auch die Feuerwehr im Kanton Genf musste nach eigenen Angaben zwischen 120 und 130 Mal ausrücken. Bäume wurden umgerissen, Dächer beschädigt und Keller liefen voll, wie ein Sprecher des «Service d' incendie et de secours de Genève» gegenüber der Nachrichtenagentur SDA erklärte. Die Windgeschwindigkeit betrug im Flachland der Westschweiz wie auch in Bern 100 km/h und mehr (Bière VD meldete 120 km/h). Die Spitzengeschwindigkeit wurde mit 139 km/h auf dem Üetliberg bei Zürich gemessen. Allerdings waren die Starkniederschläge nur noch lokal, die meisten Gebiete der Alpennordseite registrierten eine Niederschlagssumme von ungefähr 10 l/m2. Ein deutliches Zeichen, dass der MCS die Schweiz bereits in abgeschwächtem Zustand erreichte. Zum Schluss dieses Kapitels noch eine Vis-Satellitenaufnahme des beschriebenen Clusters (Abb. 2.5.5):



Abb. 2.5.5: Satellitenbild im sichtbaren Bereich vom 17.08.03 19.30 Uhr MESZ. Quelle: meteolive.de, Thomas Scheelen, D‑Sinsheim

Zum Zeitpunkt dieser Aufnahme fand bereits eine Teilung statt, die beiden Kerngebiete sind gut voneinander zu unterscheiden. Gleichzeitig ist eine starke Neuentwicklung über dem Piemont zu erkennen. Sehr deutlich zeichnen sich dank der tief stehenden Sonne die Knubbel der so genannten Overshooting-Tops ab. Das sind Zonen, in denen der starke Aufwind die Tropopause kurzzeitig zu durchstossen vermag.


2.5.4        Multizellen-Linie (Squall-Line)

Dieses Gewittersystem, auch als „Schauerlinie“ bezeichnet, ist aus zahlreichen sehr nahe aneinander liegenden Gewitterzellen zusammengesetzt, die im Unterschied zu den MCS/MCC entlang einer Linie organisiert sind. Sie sind von geringer Breite, aber deshalb nicht weniger gewaltig. Die Verlagerungsgeschwindigkeit ist unterschiedlich, kann aber zum Teil beachtlich sein. 40-50 km/h sind möglich, in Ausnahmefällen auch noch mehr. Bei der Verlagerung der Böenfront zwingt der kühle Abwind die vor der Linie liegende feuchte, warme Luft zum Aufsteigen, was zur Neubildung von Quellwolken vor dem System führt. Auf diese Weise kann es vorkommen, dass die Fortbewegung des Gewitters schneller ist als die Hauptströmung.

Squall-Lines können heftige Regenfälle und schweren Hagel verursachen. Die grösste Gefahr dieser Schauerlinien besteht allerdings in einem anderem Phänomen: dem Wind. Der Abwind direkt an der Vorderseite kann bisweilen Orkanstärke erreichen.

Beispiel: 28./29.08.2003

Ein Tiefdruckgebiet über Nordfrankreich schaufelt warme und zunehmend feuchte Mittelmeerluft gegen Mitteleuropa und erzeugt eine Föhnströmung über den Alpen. Im Vorfeld der Kaltfront über Frankreich bildet sich im Warmsektor eine Konvergenzzone mit riesigen Gewittersystemen. Eines davon zieht am späten Abend vom 28. August über die Alpennordseite nach Nordosten, drei Stunden später folgt die Kaltfront, auf die hier das besondere Augenmerk gerichtet werden soll (Abb. 2.5.6).



Abb. 2.5.6: Fernbild (bis 180 km) des ETH-Niederschlagsradars vom 29.08.03, 00.30 Uhr MESZ. Über dem Schwarzwald und dem Bodensee sind die Reste des ersten Gewitterkomplexes (präfrontale Konvergenzzone) zu erkennen, welcher besonders in der Region Basel für heftige Sturmböen sorgte. Aus Südwesten nähert sich ein zweiter Komplex (Kaltfront), der kurz vor Mitternacht am Genfersee starken Hagelschlag brachte. Man beachte, dass zu dieser Zeit die Hauptaktivität in den Voralpen lag. Der nördlichere der beiden gelben Punkte befindet sich über dem Gebiet Plaffeien-Schwarzenburg.



Abb. 2.5.7: Niederschlagsverlauf in Plaffeien, Freiburger Voralpenrand. Grafik: meteonews.ch, Markus Pfister.

Die schnell ziehende Gewitterzelle brachte zwischen 00.30 Uhr und 00.50 Uhr MESZ 16.8 mm Niederschlag. Danach war es wieder trocken.



Abb. 2.5.8: Windkurve von Plaffeien. Grafik: meteonews.ch, Markus Pfister.

Die untere Kurve zeigt den Mittelwind, die obere die Böenspitzen in m/s an. Mit dem Eintreffen des heftigsten Niederschlags wurden auch die stärksten Böen von 113 km/h gemessen.

In den Kantonen Freiburg und Bern war der Niederschlag weniger heftig als noch im Genferseebecken, besonders was die Hagelintensität betrifft. Dafür wurde der Wind hier umso stärker: Zahlreiche Bäume wurden gefällt, die Feuerwehren beider Kantone hatten die ganze Nacht über Hochbetrieb.

Je weiter die Zelle nach Osten vorankam, umso mehr stiess sie in die trockene Föhnluft vor, die in der Zentral- und Ostschweiz vorhanden war. Dies entzog ihr an ihrem Süd-Ende in Alpennähe den Feuchtenachschub, was dort zu einer Verringerung der Niederschlagsintensität sorgte. Dafür verstärkte sich die Zelle nun im Mittelland und speziell am Jurasüdfuss. Mehr und mehr bildete sich eine ausgeprägte Squall-Line aus, die in der Mitte schneller voran kam als an deren Enden im Norden und Süden. Es bildete sich ein bogenförmiges Echo, ein so genanntes „bow echo“, wie diese spezielle Radarsignatur auch genannt wird (Abb. 2.5.9).



Abb. 2.5.9: Fernbild des ETH-Niederschlagsradars eine halbe Stunde nach Abb. 2.5.6. Sehr deutlich hat sich nun eine Squall-Line (rot/gelb) gebildet, die sich am Jurasüdfuss seit der letzten Aufnahme um 50 km nach Osten verlagert hat. Dies entspricht einer aussergewöhnlich schnellen Fortbewegung von 100 km/h und passt gut zu den gemessenen Böenspitzen.

2.5.5        Superzellen

Obwohl Superzellen in Mitteleuropa eher selten auftreten, ist die Erwähnung hier aus folgenden Gründen besonders wichtig: Die überaus heftigen Tornados und Hagelgewitter im Mittleren Westen der USA sind auf diesen Gewittertyp zurückzuführen. Das hatte zur Folge, dass dieser Typ die am besten erforschte Gewitterform ist. Die in den USA gewonnenen Erkenntnisse haben denn auch in Europa grossen Einfluss auf die Gewitterforschung. Zudem bergen Superzellen das grösste Unwetterpotential, was ein besonderes Augenmerk auf die Gefahren dieser Systeme rechtfertigt.

Superzellen sind im Grunde genommen Einzelzellen in viel grösseren Dimensionen, die zu ihrer Entstehung grosse potenzielle Instabilität und vertikale Windscherung benötigen (z.B. SSW-Wind in Bodennähe, W-Wind in 3000 m, NW-Wind in Höhen über 5000 m). Diese ist in der Schweiz häufig durch die Kanalisierung des Windes in den unteren Luftschichten zwischen Alpen und Jura gegeben.

Im Gegensatz zu den USA, wo Superzellen meist in trockenen Umgebungen auftreten, finden sie in Mitteleuropa ein grösseres Feuchteangebot vor. Das hat zur Folge, dass Superzellen nicht als einzelne, gut sichtbare Zellen auftreten, sondern in der Regel in einem Verbund von Gewittern. So sind hier die auffälligen und pittoresken Strukturen, die eine Superzelle aufweisen kann, meist von anderen, tiefen Wolken verdeckt. Um der Leserschaft trotzdem eine Ahnung vom Aussehen dieser Strukturen geben zu können, greife ich hier auf eine Aufnahme aus den USA zurück (Abb 2.5.10): Besonders auffällig ist die meist kreisrunde Bänderung in der unteren Hälfte der Wolke. „Das Herumwinden der Warmluft, die vehement versucht, sich über die Kaltluft zu schieben, führt zu einer Rotation der Zelle, die sich auf das gesamte System des Cumulonimbus übertragen kann. Der Hauptaufwärtsstrom erreicht dabei manchmal Vertikalgeschwindigkeiten von 140 km/h, sogar 180 km/h im Inneren einiger Mesozyklonen“ (HERMANT 2002, S. 143).



Abb. 2.5.10: Typische Struktur einer Superzelle, hervorgerufen durch die Rotation des Aufwindes. Aufgenommen am 08.05.2001 im Norden von Kansas, USA

Weitere sichtbare, häufig auftretende Merkmale sind:

·           eine niederschlagsfreie Basis

·           eine Wolkenmauer (wall-cloud)

·           eine Versorgungslinie in Form einer Reihe von jungen Quellwolken, die von der Hauptwolke „aufgesogen“ werden

·           ein rückwärts zur Verlagerungsrichtung des Systems fortschreitender Amboss mit nach unten hängenden Beuteln, so genannte „Mammatus-Wolken

·           ein durch den Amboss hindurch in die Stratosphäre vorstossender Wolkengipfel (Overshooting Top)

Wegen der in Mitteleuropa häufig verdeckten sichtbaren Kennzeichen ist ein Gewitter aber meist nur anhand der folgenden charakteristischen Kennzeichen der Radarechos eindeutig als Superzelle zu identifizieren:

·           Haken oder herunterhängendes Echo (hook), auch als „Überhang“ bezeichnet

·           begrenztes Gebiet mit schwachem Signal (weak echo region)

·           Mesozyklon

Diese Radarkennzeichen sollen in den folgenden Abbildungen anschaulich dargestellt werden:



Abb. 2.5.11: RHI (Vertikalschnitt) einer Superzelle in der Region Willisau am 08.05.03. Blaue Kommentare: Willi Schmid, ETH Zürich; schwarze Kommentare: Fabienne Muriset.

Der starke Aufwind hält den Niederschlag in der Schwebe. Die Hagelkörner zirkulieren und werden immer grösser, bis sie zu schwer sind, um vom Aufwind weiter getragen zu werden, oder bis der Aufwind nachlässt.

Unter einem Mesozyklon versteht man den rotierenden Bereich eines Gewitters. Er ist nicht als beobachtbares Phänomen zu verstehen, sondern die Bezeichnung bezieht sich auf das Radarsignal einer Rotation, das besondere Kriterien hinsichtlich Stärke, Mächtigkeit und Andauer erfüllt. Das Vorhandensein eines Mesozyklons ist somit nur anhand von Radarbildern eindeutig nachweisbar, auch wenn die oben erwähnten sichtbaren Zeichen an einem Gewitter einen vorhanden Mesozyklon vermuten lässt.


Abb. 2.5.12: CAPPI der Dopplergeschwindigkeit[1] derselben Superzelle wie in Abb. 2.5.11, gleiche Uhrzeit. Die Rotation wurde von Willi Schmid erkannt, dokumentiert und ins Schweizer Sturmforum gestellt.

Superzellen bringen meist schweren Hagelschlag, starke Regengüsse und manchmal - wenn sich die Rotation nach unten bis zum Boden fortpflanzt - Tornados mit sich.

Die Bewegung von Superzellen erfolgt um bis zu 30° abweichend von der Richtung des mittleren Windes (links- und rechtsziehende Zellen, siehe Kapitel 4.6.5).


3          Gewitterträchtige Wetterlagen

In diesem Kapitel wird auf die unterschiedliche Entwicklung von Gewittern in einer einheitlichen Luftmasse und an Luftmassengrenzen (Fronten) eingegangen.

3.1        Luftmassengewitter

Luftmassengewitter können vereinfacht in zwei Kategorien unterteilt werden: Hitze- oder Wärmegewitter im Warmsektor und Rückseiten- oder Troggewitter in kälteren Luftmassen.

3.1.1        Hitze- oder Wärmegewitter

Im Sommer sind Wärme- oder Hitzegewitter (die Bezeichnungen sind eigentlich ungenau und sind oft vom subjektiven Empfinden des Beobachters abhängig) in der Schweiz die häufigste Gewitterart, besonders in heissen Sommern. Sie gehören in die Kategorie der Luftmassengewitter, was bedeutet, dass diese Gewitter in einer einheitlichen Luftmasse entstehen, also nicht mit Luftmassenwechseln in Zusammenhang stehen.

Meist sind die Bedingungen in der Grosswetterlage recht einfach zu erkennen: Über Mitteleuropa herrscht eine flache Druckverteilung mit Tagesgang, d.h. der Luftdruck sinkt mit der tageszeitlichen Erwärmung leicht (im Schnitt etwa 3 bis 5 hpa) und steigt mit der nächtlichen Abkühlung in der Regel um den gleichen Betrag wieder an. Es herrschen nur schwache Höhenwinde, am Boden bestimmen Tagesgang-Windsysteme (Tal-Bergwind und See-Landwind) das lokale Geschehen. Im Sommer sind solche Wetterlagen in der Regel mit hohen Temperaturen verbunden, Tagesmaxima von gegen 30 °C oder auch darüber prägen dann den Begriff „Hitzegewitter“. Ist die Feuchtigkeit der Luftmasse gross genug, wie dies z.B. bei leichten südwestlichen Winden der Fall ist, wenn Mittelmeerluft von Spanien und Südfrankreich zur Alpennordseite strömt, sind sämtliche Voraussetzungen zur Gewitterbildung gegeben. Bei dieser Wetterlage entstehen bevorzugt einzellige und mehrzellige Gewitter über dem Jura und den Voralpen, im Hochsommer nach der Schneeschmelze auch in den Hochalpen.

Eine besondere Situation war im Sommer 2003 gegeben, als die oben erwähnte Wetterlage mit nur wenigen Unterbrüchen von Anfang Juni bis Ende August vorherrschte. Dabei wurde häufig auch kontinentale, also recht trockene Warmluft auf die Alpennordseite verfrachtet, was zur geringen Gewitterneigung und zusätzlich durch fehlende Fronten-Niederschläge zu einer massiven Trockenheit führte. In dieser trockenen Luftmasse war die Gewitterbildung trotz Temperaturen von über 30 °C gehemmt. Da auch die Böden in der gesamten Schweiz durch die anhaltende Trockenheit keine Feuchtigkeit mehr abgeben konnten, blieb der Himmel meist wolkenlos oder es bildeten sich über den Bergen nur kleine Cumuli, die weit davon entfernt waren, ein Gewitter auslösen zu können. Als im August durch die lang anhaltende Hitze in den Alpen der Schnee bis in sehr hohe Lagen geschmolzen war, war diese Region die einzige weit und breit, die Feuchtigkeit (vom Schmelzwasser) zur Wolkenbildung liefern konnte. So entstand die seltene Situation, dass Gewitter gerade dort entstanden, wo sonst die Thermik über schneebedeckten Bergen verhindert ist. Auf den nunmehr ausgeaperten, von Schmelzwasser angefeuchteten Felsen konnte die Sonne mit ihrem günstigen Einfallswinkel die Thermik in Gang bringen, das Schmelzwasser verdunstete und lieferte so die nötige Feuchte für Gewitter, die sich entlang des Alpenhauptkammes bilden konnten und aufgrund der fehlenden Höhenwinde auf diese Gebiete beschränkt blieben.

Abb. 3.1.1:

Composit-Radarbild der MeteoSchweiz vom 05.08.2003, 16.40 MESZ. Zahlreiche einzellige Gewitter sind über dem Berner Oberland, dem Wallis, dem Engadin und im französisch-italienischen Grenzgebiet, also genau über den Hochalpen entstanden. Diese Gewitter waren zum Teil recht heftig und brachten Hagelschlag und schwere lokale Überschwemmungen, so zum Beispiel in der Lenk und in Sitten.


3.1.2        Rückseitengewitter

Ebenfalls in die Kategorie der Luftmassengewitter gehören Trog- oder Rückseitengewitter. Sie bilden sich in der kalten Luftmasse rückseitig einer Kaltfront und sind meist von harmloserem Charakter, doch gibt es auch Ausnahmen. Dieser Gewittertyp tritt in allen Jahreszeiten auf und kann im Winter für die seltenen, aber spektakulären Schneegewitter sorgen. In der wärmeren Jahreszeit sind sie manchmal von Graupeln oder kleinem Hagel begleitet. Sie ziehen meist rasch mit dem starken Höhenwind und verbleiben so nicht lange an Ort und Stelle. Grössere Schäden bei diesem Gewittertyp sind daher äusserst selten, so dass wir uns hier nicht näher mit ihnen beschäftigen müssen.

3.2        Frontgewitter

Frontgewitter bilden sich dort, wo Luftmassenwechsel stattfinden. Nach gängiger Lehrmeinung wird zwischen Warmfronten, Kaltfronten und Okklusionen unterschieden. Die Grundkenntnisse über die Eigenarten und Entstehung dieser Fronttypen sind hier vorausgesetzt, so dass nicht näher darauf eingegangen wird.

Grundsätzlich ist jeder Fronttyp in der Lage, Gewitter auszulösen. So können auch in einer Warmfront Gewitter eingelagert sein, wenn sich das System sehr schnell vorwärts bewegt und der Aufgleitprozess der Warmluft auf die Kaltluft sehr rasch und steil erfolgt. Da im Sommer Warmfronten meist nur schwach ausgeprägt sind, ist dieser Gewittertyp jedoch selten. Er fällt auch nicht durch heftige Tätigkeit auf, Niederschläge können kurzzeitig schauerartig fallen und gehen dann in stratiformen Regen über. Hagel- oder Sturmschäden an Warmfronten habe ich persönlich noch keine beobachtet, auch ist mir in letzter Zeit kein solcher Fall bekannt geworden.

Der Fronttyp, welcher am häufigsten Gewitter auslöst, ist die Kaltfront. Je extremer die Temperaturgegensätze der beiden Luftmassen sind, umso grösser ist in der Regel auch die Chance für Gewitter - vorausgesetzt, die nötige Feuchte ist vorhanden. Dasselbe gilt natürlich auch für Okklusionen. Kaltfrontgewitter sind meist heftig, aber sehr schmal und ziehen rasch, so dass sie nie lange über einem bestimmten Gebiet verbleiben und grosse Schäden anrichten können. Meist treten sie in Form von Squall-Lines auf (siehe Kapitel 2.5.4).

Viel gefährlicher sind präfrontale Gewitter, die wegen ihrer Ähnlichkeit zu Kaltfrontgewittern unter den Frontgewittern aufgeführt werden. Häufig bildet sich vor einer Kaltfront im Warmsektor eine Konvergenzzone, an welcher sich heftige Gewitter bilden können. Da sie meist langsam ziehen, ist ihre Wirkung an einem bestimmten Ort oft verheerend. Multizellen wie MCS oder auch Superzellen sind meist präfrontal zu beobachten. Manchmal organisieren sich entlang einer präfrontalen Konvergenzzone die Gewitter in einer Linie, so dass einen frontähnlichen Charakter aufweisen. Da man sie häufig mit der eigentlichen Kaltfront verwechselt, werden sie auch „Pseudokaltfronten“ genannt. Doch im Gegensatz zu ausgeprägten Kaltfronten findet kein deutlicher Luftmassenwechsel statt. Hinter einer Konvergenzlinie sinkt die Temperatur nicht deutlich ab, der Taupunkt verändert sich nur wenig, der Luftdruck steigt nur unwesentlich und es ist auch kein ausgeprägter Windsprung wie an einer Kaltfront festzustellen. Trotzdem kommt unter Gewitterbeobachtern, seien es Hobbymeteorologen oder Profis, immer häufiger die Diskussion auf, ob präfrontale Gewitterlinien und die eigentliche Kaltfront überhaupt voneinander unterschieden werden können. Denn der Charakter der Kaltfront ist selten so eindeutig, wie dies in den Lehrbüchern dargestellt wird. Häufig wird die präfrontale Gewitterlinie als erste Kaltfront bezeichnet, weil sie durch ihre Niederschläge und heftigen Winde die Luft durchmischt und abkühlt, so dass der „zweiten“ Kaltfront, die danach folgt, die „Nahrung“ entzogen wird. So sind denn meist die eigentlichen Kaltfrontgewitter viel harmloser als die präfrontalen Gewitter. Zudem kann es geschehen, dass der ursprünglichen Kaltfront von der präfrontalen Konvergenzzone so viel Energie entzogen wird, dass sich die Kaltfront fast vollständig auflöst und die Konvergenzzone zur eigentlichen Kaltfront wird. In den nächsten Kapiteln werden solche Grenzfälle mit Definitionsproblemen immer wieder auftauchen.

Geht man der Ursache dieser Diskussion auf den Grund, so stellt man fest, dass nur wenige Luftmassenwechsel nach Lehrbuchmuster ablaufen. Die Unterteilung in Warm- und Kaltfronten sowie präfrontale Konvergenzlinien entsprechen einem Modell, an das sich das Wetter nur selten hält. Sämtliche Misch- und Übergangsformen sind möglich, was eine deutliche Klassifizierung im Alltag mitunter sehr erschweren kann. Wenn also in dieser Arbeit ein bestimmter Fall klassifiziert wird, ist damit kein Absolutheitsanspruch verbunden, sondern es dient einer besseren Orientierung im grossräumigen Wettergeschehen.


4          Schwergewitter in der Schweiz (Alpennordseite)

4.1        Nationales Forschungsprogramm 31 (1992 – 1997)

Im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms 31 (NFP31) „Klimaänderungen und Naturkatastrophen“ wurden am Institut für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich intensive Studien auf dem Gebiet der Hagelsturmklimatologie durchgeführt. Von 1992 bis 1996 wurden alle Gewitterzellen, die folgende Kriterien erfüllten, genauestens aufgezeichnet und ausgewertet:

„Eine Zelle wird […] als eine Radarechokontur definiert, welche eine Reflektivität von mindestens 45 dBZ erreicht. Da wir die Zellendefinitionen mit dem SMA Radarbild durchführen, verwenden wir die 30 mm/h Radarkontur (entspricht 47 dBZ) als Kriterium für eine Zelle. Da wir aber im NFP31 an starken Hagelzellen interessiert sind, d.h. an solchen die zu stärkeren Hagelschäden führen, wurde das Kriterium verschärft und die Bedingung eingeführt, dass zusätzlich während dreier Bildsequenzen (entspricht 30 Minuten) in dieser Zelle die höchste Intensität von 100 mm/h (entspricht 55 dBZ) erreicht werden muss. Dies ist in etwa die Intensität, bei der man Hagel am Boden erwarten kann. Wird eine Dauer von 30 Minuten für die höchste Intensität gewählt, so können wir damit die kurzlebigeren, meist lokalen konvektiven Zellen, die durchaus für kurze Zeit Hagel erzeugen und auch zu leichteren Schäden führen können, eliminiert werden. Es zeigt sich, dass so das Inventar auch nicht zu umfangreich wird und die Anzahl Zellen überblickbar bleiben.“ (WILLEMSE & SCHIESSER in: Monitoring von starken Hagelstürmen in der Schweiz 1992. GRM Zürich, April 1993, S. 77)

Diese Arbeit erwähne ich hier, weil sie mit anderen Kriterien die gleichen Fragen zu beantworten versucht wie ich es mit meiner Arbeit tue. Die systematische Erfassung erlaubte es, die Hauptzugrichtungen der Gewitterzellen grafisch darzustellen und die Jahre, aber auch die einzelnen Monate miteinander zu vergleichen. Ohne detaillierter auf die Ergebnisse des NFP31 eingehen zu wollen, sei hier erwähnt, dass sich die Resultate im Grossen und Ganzen mit denjenigen meiner Arbeit decken. Als Beispiel sei hier nachfolgend eine Karte abgebildet, welche die Verteilung der Häufigkeit von starken Hagelereignissen auf der Alpennordseite darstellt:



Abb. 4.1.1: Zugbahnen aller von 1983 bis 1995 in den Monaten Mai bis September vom Radar erfassten Zellen, welche die Bedingungen erfüllten. Quelle: Gruppe für Radarmeteorologie des Instituts für Atmosphärenphysik an der ETH Zürich: Monitoring von starken Hagelstürmen in der Schweiz 1995 und 1996, S. 198. Farbliche Hervorhebung der Landesgrenzen, Seen und Städte: Fabienne Muriset.

Eine Erklärung für die Diskrepanz zwischen den von mir ermittelten Hageltagen auf der Datenbasis der Hagelversicherung und den vom Radar erfassten Zellen im Jura zwischen La Chaux-de-Fonds und Delémont könnte darin liegen, dass auf dieser Höhe (zwischen 600 und 1000 m.ü.M.) auch viele schwächere Hagelzellen für Schäden verantwortlich sind, weil kleinere Hagelkörner bis zum Boden nicht vollständig abschmelzen können, wie dies beispielsweise in den tieferen Lagen des Mittelandes der Fall ist (vergleiche Abb. 4.4.1 auf Seite 52). Dasselbe Phänomen taucht auch beispielhaft im Einzelfall vom 10.08.1994 auf, wie die folgenden Darstellungen in Abb. 4.1.2 zeigen:



Abb. 4.1.2: Beispiel aus dem „Monitoring von starken Hagelstürmen in der Schweiz 1994“ der Gruppe für Radarmeteorologie des Instituts für Atmosphärenphysik an der ETH Zürich, S. 140. Die obere Karte stellt Radarechos dar, welche die am oberen Rand beschriebenen Kriterien erfüllten, die untere Karte die Hagelschadenmeldungen der Hagelversicherung. Jedes Dreieck steht für eine betroffene Gemeinde.

Legende für die Zahlenreihen oben an der Seite: 1) Datum des Ereignisses (Tag, Monat, Jahr); 2) Zeitpunkt (UTC) des ersten Radarechos von 30 mm/h; 3) Zeitpunkt des letzten Radarechos von 30 mm/h; 4) Lebensdauer in Min. der Zelle mit 30 mm/h Niederschlagsintensität; 5) Zellencode, Nummerierung in der Reihenfolge während eines Tages; 6) Länge in km der Zugbahn von Radarechos 30 mm/h; 7) Länge der Zugbahn von Radarechos 100 mm/h; 8) Gesamtfläche 30 mm/h; 9) Gesamtfläche 100 mm/h; 10) Zeitintegrierte Fläche 30 mm/h; 11) Zeitintegrierte Fläche 100 mm/h; 12) x-Koordinate des ersten Echos mit 30 mm/h einer Zelle; 13) y‑Koordinate des ersten Echos mit 30 mm/h einer Zelle; 14) x-Koordinate des letzten Echos mit 30 mm/h einer Zelle; 15) y-Koordinate des letzten Echos mit 30 mm/h einer Zelle; 16) Zugrichtung in Grad der Zelle, errechnet aus der ersten und letzten Koordinate; 17) Zuggeschwindigkeit der Zelle in m/s

4.2        Beziehung zwischen Grosswetterlage und Bildung von Schwergewittern

GWL

Anz.

%

10 BM

26

31.3%

29 TRW

19

22.9%

28 TB

6

7.2%

16 HB

5

6.0%

01 WA

3

3.6%

26 SA

3

3.6%

05 SWA

2

2.4%

11 TM

2

2.4%

13 NZ

2

2.4%

14 HNA

2

2.4%

17 TRM

2

2.4%

22 HNFA

2

2.4%

23 HNFZ

2

2.4%

27 SZ

2

2.4%

02 WZ

1

1.2%

09 HM

1

1.2%

15 HNZ

1

1.2%

19 NEZ

1

1.2%

20 HFA

1

1.2%

Total

83

100%

Die Aufteilung der ausgesuchten Schwergewitterlagen der letzten 19 Jahre auf Grosswetterlagen nach Hess-Brezowsky (siehe Anhang, Kap. 7.4) ergab ein Muster, das man als Laie nicht unbedingt erwarten würde. Hier die Ergebnisse:

Diagramm 4.2.1 (eigene Darstellung): Verteilung der Schwergewittertage auf die Grosswetterlagen nach Hess-Brezowsky.

Mehr als die Hälfte aller Schwergewittertage verteilt sich auf zwei Grosswetterlagen (GWL): An der Spitze steht GWL 10, „Hochdruckbrücke Mitteleuropa“ mit einem Anteil von 31 %, gefolgt von der GWL 29, „Trog Westeuropa“ mit 23 %.

Überraschend dabei ist nicht nur die Konzentration auf zwei Grosswetterlagen, sondern auch, dass gerade eine von Hochdruck dominierte Wetterlage derart gewitterträchtig ist. Doch befasst man sich näher mit dieser Grosswetterlage, so wird klar, dass eine Hochdruckbrücke noch lange nicht für stabile bzw. blockierende Verhältnisse sorgt. Das Charakteristische an dieser Lage ist, dass je ein Hochdruckgebiet über den Azoren und über Osteuropa liegt, und Mitteleuropa unter der Brücke liegt, welche bei Schwächeanfällen den atlantischen Störungen Tür und Tor öffnet. Betrachtet man Mitteleuropa isoliert, so beschreiben wir hier die Wetterlage meist als Flachdrucklage. Der Luftdruck liegt in der Regel zwischen 1015 und 1020 hpa und ist dem Tagesgang unterworfen. Genau dieser Druck ist aber optimal für die Gewitterbildung. Da die Druckgradienten über Mitteleuropa schwach sind, herrscht meist auch keine stärkere Strömung vor. In vielen Fällen, wenn der Druck im Norden tiefer ist als im Süden, transportiert eine leichte Südwestströmung warme und feuchte Luft aus dem westlichen Mittelmeer zu uns. Dies alles sind optimale Bedingungen für die Entwicklung von Wärmegewittern. Streift zusätzlich noch eine Kaltfront mit ihren südlichen Ausläufern den Alpenraum, so wird die Lage noch instabiler (Abb. 4.2.2).


Abb. 4.2.2:

Beispiel für eine Grosswetter-lage 10, Hochdruckbrücke Mitteleuropa, vom 05.06.2003. Bei dieser, den Sommer 2003 beherrschenden Wetterlage sorgte leicht erhöhter Druck für heisses Tagesgangwetter mit einzelnen Gewittern in den Abendstunden. Diese traten verstärkt auf, wenn vom Atlantik her abgeschwächte Kaltfronten nach Mitteleuropa drifteten. Auf die Auswirk-ungen der Wetterlage an diesem Tag wird im Kapitel 4.7.3 näher eingegangen.


Die zweite, nicht selten auch für sehr heftige Ereignisse verantwortliche Wetterlage „Trog Westeuropa“ zeichnet sich dadurch aus, dass maritime Polarluft vom Nordatlantik weit nach Süden ausgreift. Einmal über der Biskaya angekommen, bewegt sie sich meist ostwärts und führt einen abrupten Luftmassenwechsel herbei. Meist liegt das für die Schweiz wetterbestimmende Tief ein bis zwei Tage über der Biskaya oder Frankreich und steuert heisse und feuchte Luft aus Süden in den Alpenraum. Dabei können auch kürzere Föhnphasen entstehen. Beim Eintreffen der Kaltfront sind dann die Temperaturgegensätze mitunter beträchtlich. Diese Lage ist für Temperaturstürze von 10 bis 15° verantwortlich und beendet in der Regel eine vorangehende Hitzeperiode.


Abb. 4.2.3:

Beispiel für eine Gross-wetterlage 29, Trog West-europa vom 05.07.1999. Das steuernde Tief über dem nahen Atlantik greift auf Mitteleuropa über und erzeugt eine kurze Föhnphase mit heissen Temperaturen. Die Kaltfront über Frankreich löst am Abend eine schwere Gewitterwelle mit verheeren-den Hagelschlägen in der Westschweiz aus (siehe Kap. 4.6.2 und 4.6.3).


4.3        Saisonale Häufigkeit

Die erste Untersuchung mittels Daten der Hagelversicherung gilt der saisonalen Verteilung von Hagelgewittern. Berücksichtigt wurden Meldungen vom 1. April bis 31. Oktober. Ereignisse ausserhalb dieses Zeitrahmens bilden äusserst seltene Ausnahmen und können für diese Arbeit ausser Acht gelassen werden.



Diagramm 4.3.1 (eigene Darstellung): Diese Darstellung zeigt auf, wie hoch die Wahrscheinlichkeit eines Hagelgewitters irgendwo auf der Alpennordseite an einem bestimmten Kalendertag ist: z.B. in 12 von 18 Jahren am 27. Mai und 7. Juli, was einer Wahrscheinlichkeit von 67 % entspricht.

Die Erhebung der Hageltage aus den Jahren 1985 bis 2002 lässt erkennen, dass Hagelereignisse im April noch selten sind. Im Verlaufe des Mai steigt die Wahrscheinlichkeit kontinuierlich an, um bereits in der letzten Maidekade einen ersten Höhepunkt zu erreichen. Dieses Niveau wird bis Mitte Juli mit wenigen Schwankungen beibehalten, um dann allmählich wieder abzufallen. Im August ist die Hagelhäufigkeit nur noch halb so hoch wie in den Monaten Juni und Juli, im September fällt sie auf unter ein Drittel mit grossen Unterbrechungen, im Oktober sind wieder nur noch Einzelereignisse zu verzeichnen.

Was besonders auffällt, sind einzelne Kalendertage oder kürzere Perioden inmitten der Hagelsaison, welche eine tiefe Rate aufweisen. So wurden z.B. an einem 22. Mai in den letzten 18 Jahren nur gerade zwei Hagelereignisse registriert, obwohl die Tage davor und danach eine Rate von 6 bis 12 Ereignissen aufweisen. Man sollte davon ausgehen können, dass eine 18-jährige Datenreihe solche extreme Abweichungen glätten müsste, doch scheinbar ist dies nicht der Fall. Ob der 22. Mai wirklich statistisch ein hagelarmer Tag ist, liesse sich nur anhand einer verlängerten Datenreihe überprüfen.

Mit dem ersten Diagramm wurde nur aufgezeigt, wie häufig Hagel an einem bestimmten Tag irgendwo auf der Alpennordseite auftritt. Damit ist jedoch noch keine Erkenntnis darüber gewonnen, wie gross und wie heftig diese Ereignisse sind. Dies soll anhand eines zweiten Diagramms gezeigt werden:


Diagramm 4.3.2 (eigene Darstellung): Diese Darstellung zeigt, wie gross die Ereignisse im Durchschnitt an einem bestimmten Kalendertag sind. Der Wert eines Tages umfasst alle Ereignisse, welche in der untersuchten Periode aufgetreten sind und gibt an, wie viele der 70 untersuchten Gebiete im Schnitt betroffen waren.

Im Unterschied zum oberen Diagramm ist hier eine andere Verteilung zu erkennen: Am Rande der Saison treten einzelne Ausreisser nach oben auf. Diese sind auf einzelne grössere Ereignisse zurückzuführen, so stammt z.B. der Wert 8 am 30. April von einem Gewitter im Jahre 1993. Sonst ist an diesem Kalendertag im Untersuchungszeitraum kein Hagelgewitter aufgetreten. Die Aussagekraft dieses Diagramms ist also auf den Zeitraum beschränkt, wo auch statistisch viele Ereignisse zu verzeichnen sind, also in den Monaten Mai bis August. So ist etwa der Spitzenwert von 9.7 am 2. Juni das Mittel von 7 Ereignissen, derjenige von 7.6 vom 27. Juni stützt sich sogar auf 10 Ereignisse. Der Mittelwert ist also immer im Bezug mit der Ereigniszahl zu betrachten. Ist diese hoch, ist der Mittelwert signifikant, ist er tief, so kann man ihn als Zufallsprodukt bezeichnen und hat somit wenig Aussagekraft. Es muss also ein Diagramm erstellt werden, in dem nur signifikante Kalendertage angezeigt werden:



Diagramm 4.3.3 (eigene Darstellung): In dieser Darstellung wurden alle Mittelwerte, die aus weniger als 5 Ereignissen stammen, herausgefiltert. Somit erscheinen nur Mittelwerte, für welche genügend Ereignisse zur Verfügung stehen. Je mehr Ereignisse zugrunde liegen, umso höher die Signifikanz, und umso wertvoller der Aussagewert über die durchschnittliche Grösse der Ereignisse.

Nun, da die Zufallsergebnisse weggefallen sind, tritt der durchschnittliche Saisonverlauf schwerer Hagelgewitter deutlicher zutage. Interessanterweise beginnt die Reihe der signifikanten Tage am 1. Mai und endet am 14. September. Die Grösse der Hagelereignisse ist zwar im Durchschnitt sehr klein (die meisten Ereignisse betreffen zwischen 2 und 4 Gebiete von insgesamt 70), was auf die bereits erwähnte Kleinräumigkeit von Hagelschlag zurückzuführen ist. Doch lässt der Verlauf erkennen, dass die schwersten Hagelereignisse etwas häufiger von Ende Juni bis Mitte August auftreten.

Das grösste Ereignis des untersuchten Zeitraums war jenes vom 21.07.1992 mit 41 betroffenen Gebieten der untersuchten 70. Wenn man bedenkt, dass normalerweise ein Hagelstreifen wenige 100 Meter breit ist und meist nur wenige Kilometer zurücklegt, muss ein Ereignis, welches auf knapp 60 % der Fläche unseres Untersuchungsgebietes Hagelschäden verursacht, als aussergewöhnlich und extrem bezeichnet werden.

4.4        Regionale Häufigkeit

Bevor wir uns tiefer mit den Zugbahnen und den regionalen Gegebenheiten befassen, hier ein kurzer Überblick über die gesamte Alpennordseite.

Die Auswertung der Daten der Schweizer Hagelversicherung aus den Jahren 1985 bis 2002 zeigt verschiedene interessante Aspekte. Die zu erwartende Häufung von Hagelgewittern entlang der Voralpen und des zentralen Mittellandes tritt deutlich hervor, ebenso die tiefere durchschnittliche Hagelhäufigkeit im westlichen Mittelland. Doch die Zahlen einiger Regionen weichen von denen ihrer benachbarten Gebiete stark ab, wie die Übersichtskarte zeigt:



Abb. 4.4.1: Übersichtskarte durchschnittliche Hageltage pro Jahr. Grafik Schweizerkarte: westwind.ch, Markus Pfister; Daten verarbeitet und eingefügt von Fabienne Muriset.

Wie lassen sich die Abweichungen auf sehr kleinem Raum erklären? Es gibt verschiedene Möglichkeiten:

4.4.1        Abweichung aufgrund unterschiedlicher Versicherungsdichte

Nicht in allen Gemeinden ist die versicherte Fläche gleich gross. Die Hagelversicherung deckt Schäden an landwirtschaftlichen Kulturen, Wald, Obstbäumen, Reben, Baumschulen und Gärten, nicht aber an Gebäuden (Ausnahme: Treibhäuser von Gärtnereien). Verfügt eine Region über wenige empfindliche Kulturen, so ist dort die Versicherungsdeckung in der Regel niedrig. Speziell zu erwähnen sei hier reines Grasland im Jura und in den Voralpen. Damit lassen sich die zum Teil tiefen Zahlen (blau) entlang des Kettenjura, im Greyerzerland und im Pays d’Enhaut (Wert 1.1 bzw. 1.6), und in den östlichen Voralpen (Appenzell 1.1, Obertoggenburg 1.7) erklären.

Hiermit ist bereits die Hauptschwäche dieser statistischen Erfassung zu Tage getreten. Um diese Unterschiede erklären zu können, müssten die örtlichen Gegebenheiten, die Versicherungsdichte und die verschiedenen Kulturen berücksichtigt werden, welche zu verschiedenen Jahreszeiten auf Hagelschlag empfindlich reagieren. Ein Beispiel: Mässiger Hagelschlag im Frühsommer richtet an Weinreben noch kaum Schaden an, während an Getreidekulturen zu diesem Zeitpunkt grössere Ertragsausfälle zu befürchten sind. Im Spätsommer ist es umgekehrt: Das Getreide ist abgeerntet, dafür stehen die Trauben kurz vor der Ernte in Vollreife und platzen bereits bei kleineren Hagelkörnern. Solche Finessen gibt es viele, doch diese im Rahmen dieser Arbeit näher untersuchen zu wollen, stünde in keinem Verhältnis zu den zu erwartenden Ergebnissen. Denn trotz grösserer Abweichungen in einzelnen Regionen darf davon ausgegangen werden, dass in den meisten Regionen die Mischung der Kulturen ausreichend gross ist, um ein aussagekräftiges Bild über die gesamte Gewittersaison zu erhalten. Einzig die oben aufgezählten Ausnahmen müssen kritisch betrachtet werden.

4.4.2        Abweichung aufgrund orografischer Gegebenheiten

4.4.2.1       Bielersee-Nordufer (reines Weinbaugebiet)

Der tiefe Wert von 1.4 direkt am Jurasüdfuss mag angesichts der Gewitterhäufigkeit im Jura und der Empfindlichkeit der dortigen Rebkulturen auf den ersten Blick erstaunen. Doch deute ich dies als Beweis für die These, dass der Jurasüdfuss östlich von Neuenburg selten von extremen Niederschlägen getroffen wird. Die meisten Gewitter, welche über der Jurakette entstehen, ziehen von SW nach NE und können daher den Jurasüdfuss höchstens streifen. Da über den kühlen Seen keine Gewitterzellen entstehen (fehlender Aufwind) oder sie sich dort abschwächen, haben auch Gewitter, welche aus der Westschweiz heranziehen, kaum schlimme Auswirkungen auf die Bielersee-Region. Die in der Einleitung erwähnten „Chasseral-Gewitter“ treffen das Weinbaugebiet zwischen La Neuveville und Biel nur bei den seltenen Nordwestlagen.

4.4.2.2       Thunersee-Region

Zwischen den sehr hohen Werten im Simmental (5.1) und dem oberen Emmental (7.0) nehmen sich die Werte von Thun West und dem unteren Kandertal mit 3.7 und 2.7 relativ bescheiden aus. Diese Regionen liegen mitten in einer häufig eingeschlagenen Zugbahn von Gewittern, welche sich von den westlichen Voralpen nach Nordosten ins Napfgebiet erstreckt, was eigentlich hohe Werte erwarten lässt. Doch muss hier beachtet werden, dass die beiden erwähnten Gebiete im Schatten grösserer Bergzüge liegen: Thun-West ist im Süden von der Stockhornkette geschützt, das untere Kandertal im Westen durch die Niesenkette. Trotzdem erhalten diese Gebiete immer noch mässige Werte, welche auf langsam ziehende Gewitter, welche genau über diesen Bergzügen entstanden sind, zurückzuführen sein dürften.

4.4.2.3       Luzerner Hinterland (Region Willisau-Menznau)

Im Luzerner Hinterland treffen wir eine ähnliche Situation an wie in Thun-West. Diese Region liegt in der Verlängerung der gleichen Zugbahn, wird aber durch den Napf etwas abgeschirmt. Schnell ziehende Gewitter verlieren im Lee des Napfs etwas an Intensität, insbesondere bei Föhnlagen. Dieser Umstand wird jedoch durch langsam ziehende oder über dem Napf stationäre Gewitter wieder ausgeglichen, mit 3.9 liegt das Luzerner Hinterland immer noch über dem Durchschnitt der gesamten Alpennordseite.

4.4.2.4       Region Schwyz

Eine deutliche Abweichung nach unten im Vergleich zu den benachbarten Regionen ist in Schwyz auszumachen. Hier wirken besondere klimatische Bedingungen durch Föhneinfluss aus dem Urner Reusstal. Bei Föhnlagen werden aus West bis Südwest heranziehende Gewitter nicht nur abgeschwächt, sondern auch häufig nach Norden abgedrängt. Auch ohne Föhnlage ist die Region Schwyz gut geschützt: Im Westen schirmen die Rigi, im Südwesten das Urirotstock-Massiv ab.

4.4.2.5       St. Galler Rheintal

In der Gegend rund um Werdenberg im St. Galler Rheintal herrschen ähnliche Verhältnisse wie für die Region Schwyz oben beschrieben: Es handelt sich um ein typisches Föhngebiet, zudem ist die Gegend im Westen durch das Alpsteinmassiv und im Südwesten durch die Churfirsten abgeschirmt. Die über dem Alpstein entstehenden Gewitter ziehen in den meisten Fällen nördlich dieses Untersuchungsgebietes durch.


4.5        Vergleich der Hageljahre 1985 - 2002

In den vorangegangenen Kapiteln wurde die durchschnittliche Hagelhäufigkeit über den gesamten Untersuchungszeitraum und die gesamte Alpennordseite besprochen, sowie die Hagelhäufigkeit in den 70 Untersuchungsgebieten. Hier soll noch eine andere Sicht betrachtet werden: Die einzelnen Jahre untereinander können verglichen werden, gleichzeitig sind die Untersuchungsgebiete der 7 Grossregionen zusammengefasst, was einen einheitlicheren Überblick erlaubt.


Tabelle 4.5.1 (eigene Darstellung): Vergleich der Hagelhäufigkeit in den 7 Grossregionen und der Jahre. Eingerahmt sind die beiden Extremwerte.

Zunächst fällt auf, dass die Hagelhäufigkeit über die Jahre beträchtlich schwanken kann. Das stärkste Hageljahr 1994 weist fast dreimal so viele Hageltage auf wie das schwächste 2002. Weiter ist zu beachten, dass innerhalb eines Jahres nicht alle Regionen die gleiche Abweichung vom Mittel aufweisen. Besonders interessant ist die häufig gegensätzliche Bewegung im Jura und in den Voralpen. Im Jahre 1986 weist zum Beispiel die Zentral- und Ostschweiz ein deutlich starkes Hagelaufkommen auf, während der östliche Jura eine unterdurchschnittliche Hagelrate zu verzeichnen hat. Im darauf folgenden Jahr war es gerade umgekehrt: Die Voralpen und das Mittelland waren unterdurchschnittlich, der Jura leicht überdurchschnittlich von Hagel betroffen. Die katastrophalen Überschwemmungen im gesamten Alpengebiet im Spätsommer 1987 treten in dieser Statistik nicht in Erscheinung, da sie in den meisten Fällen nicht mit Hagel verbunden waren und ihren Ursprung ausserhalb des Untersuchungsgebietes hatten.

Die Ursache schwacher und starker Hageljahre kann grob folgendermassen beschrieben werden: Die extremsten Hageljahre weisen einen heissen Hochsommer auf (1993, 1994, 2000), jene mit schwachem Hagelaufkommen hatten eher kühle und verregnete Hochsommer (1987, 2002). Offensichtlich ist die Hitze in den Monaten Juli und August das eindeutigste Kriterium dafür, ob ein Sommer viele Hageltage aufweist oder nicht. Zwar fällt in kühlen Hochsommern auch viel Niederschlag, welcher durch Gewitter verursacht wird, doch fallen diese wegen der fehlenden Energie weniger heftig aus.

Die gegensätzliche Hagelhäufigkeit innerhalb eines Jahres zwischen den einzelnen Regionen hat wahrscheinlich seine Ursache in den vorherrschenden Grosswetterlagen und ist noch Gegenstand weiterer, sehr zeitaufwändiger Untersuchungen. Um darüber genauere Aussagen treffen zu können, reicht die Untersuchung einzelner ausgewählter Ereignisse nicht aus, es müssen sämtliche Hagelereignisse ausgewertet werden.

4.6        Regelmässig auftretende Zugbahnen:

4.6.1        Die „Voralpenschiene“ (WSW --> ENE)

In Abb. 4.4.1 wurde gezeigt, dass sich ein Streifen erhöhten Hagelrisikos von den westlichen Berner Voralpen über das Napfgebiet und Luzern bis in die Gegend von Zug erstreckt. Die Erklärung dafür finden wir in der klassischen Gewitterzugbahn entlang der Voralpen, auch „Voralpenschiene“ genannt. Meist ziehen diese häufig auftretenden Gewitter ziemlich genau der Grenze zwischen Mittelland und Voralpen entlang, wie das nachfolgende Beispiel vom 16.07.2003 deutlich macht. Ein leicht südlicherer Höhenwind bewirkt aber oft, dass die Gewitter etwas nördlicher und statt direkt über Luzern und Zug dann über Zürich ziehen.

Eines haben diese Gewitter aber gemeinsam, nämlich den Ursprungsort: die westlichen Berner Voralpen und die Freiburger Alpen. Das Gebiet rund um Gantrisch, Kaiseregg und Schwarzsee ist bekannt als Gewitterküche. Im Sommer kann man fast täglich über diesem Gebiet Quellwolken in die Höhe wachsen sehen. Ursache dafür dürfte die nach Westen hin exponierte Lage sein, die regelmässige Stauniederschläge verursacht. Dieses Gebiet ist dadurch sehr feucht und reich an Grasland, Hochmooren und Wald. Ein idealer Feuchtespeicher also, der bei kräftiger Sonneneinstrahlung Nahrung für Quellwolken liefert. Zudem wird durch die exponierte Lage der Wind aus westlichen Richtungen genau an dieser Voralpenkette zum Aufsteigen gezwungen, was die Hebung zusätzlich begünstigt.

Beispiel: 16.07.2003 (GWL 23, Hoch Nordmeer-Fennoskandien, zyklonal):

Ein blockierendes Hochdruckgebiet über Skandinavien und dem Nordmeer zwingt die atlantischen Tiefausläufer, nach Süden über das nördliche Mitteleuropa auszuweichen. Dadurch entsteht über Westeuropa ein Trog, also eine ähnliche Konstellation wie bei der für kräftige Unwetter verantwortlichen GWL 29. Eine Kaltfront kommt über Frankreich nur langsam ostwärts voran, im Vorfeld entsteht am Mittag über der Westschweiz eine kräftige präfrontale Konvergenzzone, die im weiteren Tagesverlauf das Mittelland und die Voralpen durchquert.

Kurz vor Mittag bilden sich in der Westschweiz die ersten Quellwolken. Um 12.30 Uhr steht über dem Gantrischgebiet eine erste ausgewachsene Gewitterzelle, die sich nun langsam den Voralpen entlang nach Osten zu bewegen beginnt. Kurz vor Thun werden erste Hagelschläge registriert. Das Gewitter zieht unter weiterer Verstärkung nördlich von Thun ins obere Emmental und ins Entlebuch, wo der Hagelstreifen die breiteste Ausdehnung aufweist (Abb. 4.6.1). Zwischen 14.30 und 15.00 Uhr überquert die Zelle Luzern mit Starkregen und einigen Böen, doch nur noch mit sehr wenig Hagel. Hier scheint eine typische Erscheinung aufzutreten, wenn Föhn mit im Spiel ist: In der Zentralschweiz schwächt sich die Zelle etwas ab. Bei einer stärkeren Föhnlage wäre dies das Ende des Gewitters, doch diesmal setzt sich die Zelle durch und wandert weiter in Richtung Zug. Um 15.30 Uhr erreicht das Gewitter den Zürichsee, jetzt wieder in einer Heftigkeit, die viele Rätsel aufgibt. Man vermutet aufgrund der Beobachtungen eine Superzelle, doch kann sie wegen der ungünstigen Position zum Radar nicht mit Sicherheit als solche identifiziert werden. Entlang des Zürichsees knapp südöstlich von Zürich bis ans obere Ende des Sees tobt nun das Unwetter, bevor es sich über das Zürcher Oberland hinweg nach St. Gallen verlagert. Am Bodensee findet das Gewitter nach einer zurückgelegten Distanz von rund 200 km nach 17.00 Uhr sein Ende.

Wie schon erwähnt, erstaunte die plötzliche Heftigkeit des Gewitters in der Zürichsee-Region. Es wird vermutet, dass der starke Druckgradient aufgrund grosser Temperaturunterschiede zwischen dem Mittelland (20 °C hinter dem Gewitter) und dem Sarganserland (Vaduz meldete zu dieser Zeit 35.4 °C mit Föhn) eine Verstärkung des Gewitters bewirkte und durch kanalisierende Effekte am Obersee zu heftigen Sturmböen führte. Hier einige Daten:

·         Schmerikon am Obersee meldete um 15.40 Uhr eine Böe von 146.5 km/h.

·         Auf dem Schloss Rapperswil wurden von einem Hobbywetterfrosch 176 km/h registriert.

·         Auf dem Campingplatz von Rapperswil wurde eine Frau von einem umstürzenden Wohnwagen erdrückt. Sie erlag noch an der Unfallstelle ihren schweren Verletzungen.

·         In Schönenberg im Bereich Sihlmättli ist ein Baum umgestürzt, drei Kinder wurden verletzt.

·         Rund um den Obersee wurden zahlreiche Strassen, unter anderem auch Autobahnabschnitte durch umgestürzte Bäume unterbrochen, ebenso viele Bahnverbindungen und Strom-leitungen. In Tuggen fiel eine grosse Scheune komplett in sich zusammen.

·         Eine private Wetterstation in Jona SG registrierte 35 mm Niederschlag innert 7 Minuten.



Abb. 4.6.1: Zeitlicher Verlauf der Extremniederschläge am 16.07.2003. Daten: Radar ETH Zürich, Aufbereitung: Bernhard Oker, Zugbahnen und Ortsnamen: Fabienne Muriset.

Der 200 km lange Hagelzug (mit einigen Unterbrechungen) folgte genau der klassischen „Voralpenschiene“. Zur selben Zeit zog eine zweite Hagelzelle eine ebenfalls typische Bahn von Aigle durch die Waadtländer Alpen und das Saaneland ins Berner Oberland. Es wurden schwere Hagelschäden im Weinbaugebiet des Chablais und aus Adelboden gemeldet, wo Pingpongball-grosse Hagelkörner Autoscheiben zu durchschlagen vermochten.


4.6.2        Die „Juraschiene“ (SW --> NE)

Parallel zur „Voralpenschiene“ existiert weiter nördlich über dem Jura eine weitere klassische Gewitterzugbahn: die „Juraschiene“. Häufig treten Gewitter auf beiden Zugbahnen gleichzeitig auf. Es gibt aber Wetterlagen, wo nur die „Juraschiene“ aktiv wird, oder wo die Gewitter in den Voralpen erst einige Stunden später aktiv werden.

Auch bei der Juraschiene gibt es eine nördlichere und eine südlichere Bahn, wobei beide etwa gleich häufig, oft sogar gleichzeitg von zwei verschiedenen Zellen parallel eingeschlagen werden. Bei der ersten liegt das Quellgebiet im Neuenburger Jura oder noch etwas weiter westlich im Waadländer Jura. Ein dort entstandenes Gewitter zieht über das Val de Travers und die Vue des Alpes in die Freiberge, dann im weiteren Verlauf über Delémont ins Laufental und ins Baselbiet bis in die Gegend von Rheinfelden. Diese Zugbahn ist für die erhöhten Werte im Jura auf der Karte in Abb. 4.4.1 verantwortlich und entspricht ungefähr der Linie 6 in Abb. 4.6.2.

Die zweite, nördlichere Zugbahn hat ihren Ursprung im französichen Jura nördlich von Pontarlier, manchmal auch erst weiter nordöstlich bei La Chaux-de-Fonds. Sie zieht über den Pruntruter Zipfel und im weiteren Verlauf nördlich der Schweizer Grenze auf Basel zu, wobei Basel meist nur gestreift wird. Gewitterfans aus Basel berichten sehr häufig frustriert von starken Gewitterzellen, die knapp nördlich der Stadt weiter in den Schwarzwald ziehen. Diese Zugbahn entspricht einem Mittel der Linien 1 und 4 in Abb. 4.6.2.

Da das Radar der ETH Zürich nur die östlichen Teile des Juras abdeckt, standen für diese Arbeit keine aufbereiteten Daten einer klassischen Juraschienen-Lage zur Verfügung, welche den ganzen Weg dieser Zugbahn optisch darzustellen vermag. So musste ich auf eine Wetterlage zurückgreifen, die mittels der Composit-Radardaten der MeteoSchweiz dokumentiert wurde. Sie ist im folgenden Kapitel beschrieben; die Zugbahnen 1, 4 und 6 in Abb. 4.6.2 entsprechen den typischen Routen der „Juraschiene“.

4.6.3        Die „Voralpen-Mittelland-Ausläufer“ (SSW --> NNE, Föhnlagen)

Entstehen bei Föhnlagen in den westlichen Voralpen Gewitterzellen, so ziehen sie nicht wie im Kapitel 4.6.1 beschrieben der Voralpenschiene entlang, sondern nehmen eine nördlichere Zugbahn ein. Oft ist die östlichste Zelle, die sich bei Föhn bilden kann, jene über dem Hohgant. Sie zieht dann über den Napf und „verdurstet“, sobald sie in den Einflussbereich der trockenen Föhnluft im östlichen Mittelland kommt. Weiter westlich sind die Zellen jedoch meist langlebiger und bleiben bis weit ins Mittelland hinaus sehr aktiv, in der Regel verstärkt durch eine Konvergenz von westlichen Winden von Frankreich her und der südlichen Strömung in der Zentralschweiz. Da Föhnlagen meist auch mit einem abrupten Luftmassenwechsel enden, wird diese Wirkung oft noch verstärkt, wie das extremste Muster dieser Sorte der vergangenen Jahre zeigt:

Beispiel: 05.07.1999 (GWL 29, Trog Westeuropa):

Ein flaches Tiefdruckgebiet über Westeuropa steuert eine Zunge heisser Luft über die Alpen nach Mitteleuropa; über den Alpen stellt sich eine Föhnlage ein (Wetterkarte siehe Abb. 4.2.3 auf Seite 48). Mit der Ostverlagerung des Tiefs nähert sich eine Kaltfront langsam dem Jura. Durch die scharfe Luftmassengrenze und die Konvergenz über dem Jura entsteht eine äusserst explosive Lage.

Am Nachmittag entsteht eine erste, sehr kräftige Zelle über dem westlichen Jura und nimmt den klassischen Weg der Juraschiene in Richtung Basel. Sie steht kurz nach 16.00 Uhr über der Ajoie und verlässt die Schweiz unter nördlicher Umgehung von Basel um 17.15 Uhr (Nr. 1, siehe Abb. 4.6.2).

Zu dieser Zeit taucht in der Westschweiz ein Doppelgespann (Nr. 2 und 3) auf, das seinen Ursprung über den Freiburger Voralpen und im Schwarzenburgerland hatte. Es zieht um 18.15 Uhr über Laupen und Bern ins Seeland und knapp östlich von Biel zum Jurasüdfuss, den es um 19.00 Uhr erreicht und sich allmählich abschwächt. Parallel dazu zieht auch auf der Juraschiene wieder ein Hagelgewitter (Nr. 4), nur wenig nördlich der Zugbahn des ersten Gewitters vom Nachmittag.

Erstaunlicherweise ist dies noch nicht alles. Um 18.00 Uhr schiesst oberhalb von Montreux eine weitere Zelle in die Höhe (Nr. 5), die sich beim Überqueren des westlichen Mittellandes verstärkt und noch grössere Dimensionen annimmt als die vorhergehenden. Sie passiert Bern um 19.45 Uhr, wiederum begleitet von einer Zelle über dem Jura (Nr. 6). Diese beiden vereinigen sich um 21.00 Uhr in der Region Basel, ziehen über den Schwarzwald hinweg nach Reutlingen, wo sie sich gegen Mitternacht zur Ruhe legen.

Genug, sollte man meinen - doch weit gefehlt: im Südwesten kochte die Suppe unterdessen weiter. Um 18.30 entstand nämlich südlich des Genfersees eine weitere Zelle (Nr. 7). Sie schlug die gleiche Bahn ein wie ihre Vorgängerinnen, dicht gefolgt von Nr. 8. Diese beiden ziehen um 20.40 Uhr und 21.30 Uhr über Bern nach Nordosten und schaffen es ebenfalls bis in den Schwarzwald.

All diese Gewitter entstanden präfrontal im Warmsektor, denn das Niederschlagsband der Kaltfront erreichte das westliche Mittelland erst um Mitternacht, die Niederschläge hier waren im Vergleich zu den vorangehenden allerdings harmlos. Die Bilanz des Tages: Kaum eine Region im Jura und im westlichen Mittelland blieb von Hagelschlag verschont. Die „berühmtesten“ Schäden entstanden im historischen Kern des Städtchens Laupen 20 km westlich von Bern, wo Dachziegel regelrecht zermalmt wurden. Alleine die Gebäudeschäden in den Kantonen Freiburg und Bern beliefen sich auf 70 Mio. Schweizer Franken (Geschäftsbericht des Interkantonalen Rückversicherungsverbands IRV Bern 2001, Seite 6).



Abb. 4.6.2: Hagelzugbahnen vom 05.07.1999, erstellt aus den Radarverbund der MeteoSchweiz. Aufbereitung: IACETH Zürich. Es werden nur die Echos der Extremniederschläge (Hagel) gelb dargestellt. Auffällig sind die aussergewöhnliche Breite und die Langlebigkeit der Hagelzüge. Wie bei Föhnlagen üblich, bleibt die Ostschweiz nahezu gänzlich verschont, während auch auf der Alpensüdseite heftige Gewitter auftreten.

4.6.4        Die „Jura-Mittelland-Ausläufer“ (W --> E bis NW --> SE)

Weiter oben wurde bereits mehrmals auf die berüchtigten, aber eher seltenen Gewitter hingewiesen, welche vom Chasseral südostwärts ins Weinbaugebiet des nördlichen Bielerseeufers und manchmal noch weiter ins Mittelland ziehen. Natürlich entstehen solche Gewitter nicht nur über dem Chasseral, sondern entlang des gesamten Jurahauptkamms. Im Sommer 2003 hatte ich das Glück, eine solche Lage direkt mitverfolgen und dokumentieren zu können.

Beispiel: 14.06.2003 (GWL 10, Hochdruckbrücke Mitteleuropa):

Die bereits häufiger in dieser Arbeit angeschnittene Lage Anfang Juni 2003, bei der über mehrere Tage eine wellende Kaltfront knapp nordwestlich der Schweiz verblieb, gipfelte mit einer Annäherung derselben an den Jura, was dort zu heftigen Entwicklungen führte. Die heisse und feuchte Luftmasse, welche zu diesem Zeitpunkt auf der Alpennordseite lag, lieferte zusätzliche Energie. So wurden bereits um 13.40 Uhr an fast allen Stationen im Mittelland 30 °C überschritten. Genf meldete 33 °C, Basel 32 °C, und selbst das auf 1000 m.ü.M. gelegene La Chaux-de-Fonds hatte 27 °C zu verzeichnen. Um 14.00 Uhr begannen sich die ersten, noch isolierten Zellen über dem Jura und dem Schwarzwald zu bilden. Die Kaltfront lag zu diesem Zeitpunkt auf einer Linie von Lothringen bis ins Burgund und sorgte auch dort bereits für heftige Gewitter.

Abb. 4.6.3:

Radar-Composit der MeteoSchweiz vom 14.06.2003, 14.10 MESZ.

Deutlich zu erkennen ist die Kaltfront über Frankreich. Präfrontal beginnt die Bildung von Gewitterzellen über dem Waadtländer und Berner Jura sowie im Schwarzwald, in den Vogesen und in den Alpen.


Die Lage entwickelte sich mit der Bildung der ersten Gewitter über dem Jura rasant. Innert einer halben Stunde war eine zusammenhängende Linie vom Waadtländer Jura bis in den Aargau entstanden. Die im Nordwesten lauernde Kaltfront verstärkte mit ihrem Outflow die Entwicklung über dem Jura und gab der Linie einen leichten Schub nach Südosten. Die Gewitterlinie verliess den Jurakamm und zog langsam zum Jurasüdfuss, wo sie sich mit Hagel und Sturmböen heftig entlud.



Abb. 4.6.4: Radar-Composits der MeteoSchweiz von 15.40 und 17.00 MESZ. Betrachtet man die Entwicklung über die gesamte Zeitspanne der dokumentierten 3 Stunden, so fällt auf, dass die Juragewitter sich nur sehr langsam ins Mittelland hinaus verlagerten. Über den kühlen Jurarandseen verloren sie dann an Heftigkeit. Im Nordwesten ist über Frankreich das inzwischen abgeschwächte Niederschlagsgebiet der Kaltfront zu erkennen. Die grünen Flächen im Mittelland sind nicht Signaturen von Niederschlag bis zum Boden, sondern stammen von den mächtigen Eisschirmen, die von den nordwestlichen Höhenwinden ausgeweht wurden. In Bern zum Beispiel wurde an diesem Nachmittag kein messbarer Niederschlag registriert.

Nach den heftigsten Niederschlägen am Jurasüdfuss (Biel: 21.3 mm in 2 Std.) verloren die Zellen an Energie, je weiter sie ins Mittelland hinaus wanderten. Das Seeland wurde bis in die Gegend von Lyss betroffen, weiter südlich waren die Niederschlagsmengen gering und in Bern blieb es bis auf ein paar wenige Tropfen sogar trocken. Der Outflow sorgte aber für kräftige Böen aus Nordwest, daher ist es nicht weiter verwunderlich, dass in der Folge die warme Luft im Mittelland an die Voralpen gedrückt und dort angehoben wurde. Die Gewittertätigkeit verlagerte nun ihren Schwerpunkt in die Voralpen. Auf der Rückseite des ganzen Geschehens - über Frankreich - zerfiel die Aktivität infolge der heftigen Entwicklungen in der Schweiz. Die präfrontalen Gewitter hatten der Kaltfront sozusagen die Show gestohlen, so dass nun die präfrontale Konvergenzlinie neu die Funktion der Kaltfront übernahm.

Die Auswirkungen dieses Gewitters am Jurasüdfuss schildert folgender Zeitungsbericht:

„Die Rebbauern in der Region zwischen Kleintwann und Neuenstadt sind sich einig: Ein solches Hagelgewitter hat es hier seit rund dreissig Jahren nicht mehr gegeben. So sicher fühlten sich einige unter ihnen gar, dass sie die Hagelversicherung auflösten. ‘Die Schäden in der Region Ligerz, Schafis und Neuenstadt haben zwischen fünfzig und hundert Prozent der diesjährigen Ernte zerstört’, bestätigt Martin Hubacher, Präsident der Rebgesellschaft Bielersee, gestern gegenüber dem BT Berichte von weiteren Weinbauern. Zwischen Twann und Biel sei die Situation weniger schlimm.
Besonders traurig stimmt Hubacher die Tatsache, dass dieses Jahr besonders gut begonnen hat: ‘Die Reben waren in ihrer Entwicklung gegenüber anderen Jahren zwei Wochen voraus’, so Hubacher. Wäre jetzt der Hagel nicht gekommen, hätte es für die Bielersee-Winzer ‘ein Super-Super-Jahr’ gegeben. Was er dieses Wochenende nach dem Unwetter aber habe ansehen müssen, ‘drückt einem fast das Herz ab’. Auch Rebbauer Johannes Louis aus Schafis ist ob der Schäden entsetzt. ‘Besonders schlimm ist, dass nicht nur die Trauben, sondern auch das Fruchtholz teilweise beschädigt ist’, erklärte er gestern dem BT. Während gut zehn Minuten habe es gehagelt, hat Helena Martin aus Ligerz beobachtet. Auch die Reben von ihr und ihrem Mann seien ‘zum grössten Teil’ zerstört. Noch ist der ganze Schaden nicht völlig absehbar. ‘In zwei Wochen können wir mehr sagen’, so Hubacher. Dann sehe man, wie sich die Reben entwickeln und die Experten der Hagelversicherung hätten erste Untersuchungen beendet. In Biel und dem übrigen Seeland hat das Unwetter vor allem Keller und Strassen überschwemmt. Körperlich zu Schaden kam aber niemand.“ (Bieler Tagblatt, Ausgabe vom Montag, 16. Juni 2003)

4.6.5        Die Ausbrecher: „Right-Movers“ und „Left-Movers“

Nicht immer halten sich Gewitter an die von der Hauptströmung vorgegebene Zugrichtung. Es kommt immer wieder vor, dass sie aus ihrer ursprünglichen Bahn ausscheren. Dieses Phänomen tritt bei Superzellen auf, deren Eigendynamik durch starke Windscherung verursacht wird. Die physikalischen Abläufe sind noch nicht bis ins letzte Detail erforscht und deren Komplexität sprengt ganz klar den Rahmen dieser Arbeit. Es soll hier aber erwähnt werden, dass das Ausscheren von 30° aus der Hauptwindrichtung bewirkt, dass sich das Gewitter mit seinem Niederschlag, bzw. seinem Outflow nicht seine eigene Warmluftzufuhr abschneidet und so länger lebt und grössere Energien freisetzen kann, als dies bei gewöhnlichen Einzelzellen der Fall ist. Wie schon im Kapitel 2.5.5 über Superzellen erwähnt, sind diese Gewitter für die verheerendsten Unwetter in Mitteleuropa verantwortlich, wie das nachfolgende Beispiel zeigt.

Beispiel: 21.07.1998 (GWL 28, Tief Britische Inseln, Hagelkatastrophe Luzern):

Ein Tiefdruckgebiet zieht über die Britischen Inseln hinweg nach Osten und steuert eine Kaltfront vom nahen Atlantik nach Mitteleuropa. Dadurch wird eine mehrtägige Hitzeperiode beendet.

Das erste Echo des Gewitters ist um 14.40 Uhr westlich von Thun erkennbar. Danach verstärkt sich die Zelle rasch, ändert über dem Napfgebiet seine Richtung nach Osten und hinterlässt in Luzern um 16.00 Uhr eine Spur der Verwüstung. Über dem Zugersee nimmt es wieder die der Hauptströmung entsprechende Zugrichtung (SSW à NNE) ein. Um 17.00 Uhr erreicht das Gewitter den Zürichsee und zerfällt danach rasch. Über die Ausmasse der Schäden berichtet folgender Artikel:

„Ein Hagelunwetter von kaum je erlebter Heftigkeit ging am 21. Juli 1998 über die Stadt Luzern und Teilen der Agglomeration nieder. Innerhalb weniger Minuten richteten zwetschgengrosse Hagelkörner, der böenartige Sturmwind und Überschwemmungen an Gebäuden, Autos und Gärten riesige Schäden an. Der Hagelzug, der sich von Schwarzenberg und Malters über Kriens, Horw und Luzern bis nach Meggen und Adligenswil erstreckte, führte zum grössten Elementarschadenereignis, welches die Gebäudeversicherung des Kantons Luzern je zu bewältigen hatte. Hagelkörner in der Grösse vergleichbar mit Baumnüssen und Zwetschgen, liessen auf Aufprallgeschwindigkeiten von über 100 km/h schliessen. Windböen sorgten dafür, dass auch vertikale Gebäudeflächen nicht verschont blieben. Der Schaden für die Gebäudeversicherung des Kantons Luzern belief sich auf über CHF 70 Millionen. Beinahe 10'000 Gebäude wurden beschädigt.

Vom Hagel am stärksten betroffen waren die Stadt Luzern, Kriens und Schwarzenberg. In diesen Kernzonen wiesen 49% aller Gebäude Beschädigungen auf. In der Randzone - den Gemeinden Malters, Horw, Meggen und Adligenswil - zog das Unwetter 27% der Gebäude in Mitleidenschaft. Das übrige Kantonsgebiet wurde vom Ereignis nur noch leicht gestreift.

Die Schadenbilder zeugten von der ausserordentlichen Heftigkeit der Naturgewalt: zerstörte Sonnenstoren und Dachflächenfenster oder Glas-Vordächer, zerfetzte Flachdächer, zerschlagene Ziegel, zerbeulte Blecheinfassungen. Aber auch an Fassadenflächen tobte sich die zerstörerische Gewalt aus. Folgeschäden entstanden durch entwurzelte oder geknickte Bäume und verstopfte Abläufe.“ (Geschäftsbericht Gebäudeversicherung Luzern 1998)



Abb. 4.6.5: Extremniederschlag (Hagel) vom 21.07.1998. Daten: Radar ETH Zürich, Aufbereitung: Bernhard Oker, Oetwil, Zugbahnen und Ortsnamen: Fabienne Muriset.

Auffallend ist die Zugrichtung des Gewitters. Die generelle Höhenströmung war aus SSW. Das sieht man an der Bewegung der schwächeren Radarechos im Mittelland, wovon eines ebenfalls Hagel zwischen dem Hallwilersee und dem Rhein nördlich von Zürich erzeugte. Das beschriebene Gewitter zog aber in der stärksten Phase in Richtung ENE, scherte also um ungefähr 30° nach rechts aus.

4.7        Aussergewöhnliche Zugbahnen bei speziellen Wetterlagen:

4.7.1        NE --> SW

Beispiel: 06.06.2002 (GWL 29, Trog Westeuropa):

An diesem Tag wandert ein Trog mit eingelagertem schwachem Tief direkt über die Alpennordseite nach Osten. Die Luft ist sehr feucht und labil geschichtet, so dass ab dem frühen Nachmittag immer wieder kräftige Gewitter entstehen. Zu Beginn herrscht auf der Vorderseite des Tiefs in der Zentral- und Ostschweiz noch eine leichte Südströmung, welche am Abend über Ost auf Nord dreht. Dieses Verhalten hat fatale Folgen für die Zentralschweiz: Die am Nachmittag entstandenen Gewitter über den zentralen und östlichen Voralpen ziehen langsam ins Mittelland, vereinigen sich dort, drehen mit dem Abzug des Tiefkerns gegen Westen und Südwesten ein und werden erneut gegen die Voralpen gedrückt. Im Nordstau von Pilatus, Rigi und Alpstein kommen so enorme Niederschlagsmengen, teilweise auch als Hagel, zusammen. Der Bahnhof von Luzern steht unter Wasser und muss seinen Betrieb bis zum nächsten Morgen einstellen. Die 12-stündige Regensumme in Luzern beträgt von 20.00 Uhr bis 08.00 Uhr des Folgetages 112 mm!



Abb. 4.7.1: Radarbilder der ETH Zürich vom 06.06.2002 um 18.00 und 20.00 Uhr MESZ. Die Pfeile und Kommentare (eigene Darstellung) deuten die Tendenz der Entwicklung in der folgenden Stunde an. Um Mitternacht zieht sich ein intensives Regengebiet vom Entlebuch über die Zentralschweiz bis zum Alpstein und regnet sich bis in den nächsten Tag hinein im Nordstau der Voralpen aus.

4.7.2        Zyklonale Rotation über der Schweiz

Ziemlich chaotisch sieht es mit den Zugbahnen aus, wenn sich das Zentrum eines Bodentiefs oder eines Höhentiefs gerade über der Schweiz befindet. Da sich das Tief meist noch verlagert, ist eine Kurzfristprognose nicht einfach, denn es stellen sich folgende Fragen: In welche Richtung verlagert sich der Kern des Tiefs, wie rasch verlagert er sich und wie ausgeprägt ist die ruhige Zone in seinem Zentrum? Solche Wetterlagen bergen also jede Menge Überraschungen.

Beispiel: 29.05.2003, (GWL 16, Hoch Britische Inseln):

Am Südrand eines Hochdruckgebiets über der Nordsee wandert ein schwaches Höhentief über Frankreich und die Schweiz nach Südosten. Es liegt am Nachmittag und Abend mit seinem Kern genau über der Westschweiz. Durch das Hoch nördlich der Schweiz erzeugt die Bodenströmung eine schwache Bisenlage, doch ist die Luftmasse angefeuchtet und mässig warm. Durch die Annäherung des Kaltlufttropfens in der Höhe wird die Schichtung labilisiert.


Abb. 4.7.2: Höhenkarte vom 29.05.2003, 20.00 Uhr MESZ, erstellt von Jochaim Schug, METEOTEST Bern. Die farbigen Linien sind Isohypsen, sie zeigen das 500-hpa-Geopotential in Höhenmetern an. Die schwarz gestrichelten Isothermen markieren die Temperatur in dieser Höhe. Deutlich ist der Kaltlufttropfen über der Schweiz zu erkennen, am Boden hingegen setzte sich die Höhenkaltluft nicht durch, dort war eine warm-feuchte Luftmasse vorherrschend.

Mit der tageszeitlichen Erwärmung durch starke Sonneneinstrahlung ist der Startschuss zur Bildung von Gewitterzellen gegeben. Es entstehen verstreut einzelne Zellen, welche gemäss der zyklonalen Höhenströmung im Gegenuhrzei­gersinn um das Höhentief herum­wandern. Im Kern des Höhentiefs herrscht eine ruhige Zone, wo sich keine Gewitter bilden können. Dies ist mit der dort herrschenden Diver­genz am Boden zu erklären, denn die rund um das Höhentief aufge­stiegene Luft muss irgendwo wieder absinken können.

Abb. 4.7.3: Radar-Composit der MeteoSchweiz vom 29.05.2003, 19.10 MESZ. Das Bild wurde aus einem Stundenloop entnommen, in dem die nachträglich von mir durch Pfeile verdeutlichte Bewegung der Gewitterzellen zu sehen war. So wird die zyklonale Rotation deutlich, auffällig ist auch das grosse gewitterfreie Gebiet über der Westschweiz und dem Wallis. In der Linthebene verursachte das Gewitter Überschwemmungen und Hagelschlag. Auch nördlich von Bern sorgte eine kurzlebige Einzelzelle für Hagel bis 2 cm Durchmesser.

4.7.3        Stationäre Gewitter

Wie schon erwähnt, sind ortsfeste Gewitter diejenigen, welche das grösste Überschwemmungs-potenzial mit sich bringen. Bleibt die Zelle zudem noch in einem engen Tal über Stunden hängen, sind grössere Schäden fast sicher.

Beispiel: 05.06.2003 (GWL 10, Hochdruckbrücke Mitteleuropa):

Ein flaches Hoch über den Alpen blockiert für mehrere Tage eine Kaltfront knapp nordwestlich der Schweiz. In der heissen und feuchten Luftmasse bilden sich täglich in den Abendstunden lokale, zum Teil kräftige Gewitter. Die Hauptaktivität liegt dabei in einer Achse vom Schwarzenburgerland über das Napfgebiet bis zur Zentralschweiz.

Um 19.00 Uhr bildet sich über dem Oberaargau sehr rasch eine Zelle, welche sich ganz langsam nach Südosten bewegt. Doch statt diese Bahn beizubehalten und über Willisau hinweg ins Flachland zu ziehen, bleibt sie am Ausgang des Enziwiggertals stehen und baut nach Süden, also zum Napf hin, an. Das gesamte Niederschlagspotential dieser kleinen, aber heftigen Zelle entlädt sich bis 23.00 Uhr über diesem engen Tal mit einem einzigen Abfluss: der Enziwigger, welche mitten durch das Dorf Hergiswil und das Städtchen Willisau fliesst.



Abb. 4.7.4: Zeitlicher Verlauf der Extremniederschläge am 05.06.2003. Daten: Radar ETH Zürich, Aufbereitung: Bernhard Oker, Ortsnamen: Fabienne Muriset.

Man erkennt, dass die Gebiete mit Extremniederschlag (Hagel) nur sehr klein sind, sich aber über eine Dauer von zwei Stunden erstrecken. Dies ist ein sicheres Indiz dafür, dass die Zellen sehr langsam zogen, also beinahe stationär waren.



Abb. 4.7.5: Niederschlagssumme von 18.00 bis 24.00 MESZ. Quelle wie Abb. 4.7.4.

Der Vergleich mit Messungen von Bodenstationen in der betroffenen Region zeigt, dass Niederschlagssummen-Ermittlung mittels Radar meist ganz gute Resultate bringt: Ufhusen 23 mm; Hergiswil 40 mm; Menzberg 26 mm. Stellt man sich die gefallenen 40-50 mm Niederschlag innert weniger Stunden in einem engen Tal wie oberhalb von Hergiswil vor, kann man sich gut ausrechnen, welche Wirkung diese Mengen dort haben können.

Nach der Sichtung dieser Radarbilder wurde rasch klar, dass es in der Region Willisau-Hergiswil-Menznau nicht ohne Schäden abgegangen sein konnte. Die Agenturenmeldungen bereits im Laufe der Nacht bestätigten dies leider:

„Und wieder hat es gewittert, aber diesmal in der Region Willisau und weniger heftig als am Montagmorgen im Entlebuch, wo es zu mehreren Erdrutschen kam. Um 19.30 Uhr wurden durch die heftigen Niederschläge ein Dutzend Keller in Hergiswil und einige wenige in Willisau überflutet. Auch Strassen waren wegen überschwappender Bäche zeitweise nicht passierbar, wie der kantonale Feuerwehrinspektor Hans-Peter Spring auf Anfrage mitteilte. Vereinzelt hagelte es auch in der Napfregion.“ Zentralschweiz Online: News Regionews 05.06.2003, 22:23 (www.zisch.ch).


5          Fazit / Zusammenfassung

Zum Schluss soll versucht werden, die zu Beginn gestellten Fragen zusammenfassend zu beantworten, bzw. darauf hinzuweisen, ob und in welchem Teil der Arbeit eine Antwort darauf zu finden ist.

Welche Gewittertypen sind für welche Schäden verantwortlich? Wie entstehen sie, woran sind sie zu erkennen?

Die im Kapitel 2 vorgestellten Beispiele sind typische Vertreter der verschiedenen Gewittersysteme, welche in Mitteleuropa auftreten können. Hier sind stichwortartig noch mal die Systeme und ihre Gefahren sowie typische Merkmale aufgelistet. Die Durchmesserangabe bezieht sich auf den aktiven Teil des Gewitters:

·         Einzelzellen: treten vorwiegend als Luftmassengewitter oder präfrontal auf, sind kurzlebig (bis 1 Stunde), ziehen meist langsam (Ausnahme: Rückseitengewitter). Durchmesser: wenige Kilometer. Gefahren: Blitzschlag, gelegentlich Überflutung und Hagel. In der Regel mässige Intensität.

·         Mehrzellige Gewitter: sind meist Luftmassengewitter und häufig präfrontal, seltener Frontgewitter, mittlere Lebensdauer (1 bis 2 Stunden). Typisches Merkmal: älteste Zelle im Auflösestadium zuvorderst in der Zugbahn, jüngste im Entwicklungsstadium am Schluss. Durchmesser: wenige bis 10 km. Gefahren: Blitzschlag, Überflutung wegen anhaltender Niederschläge im selben Gebiet, Hagel, Sturmböen.

·         Multizellen-Cluster: am häufigsten an präfrontalen Konvergenzzonen, seltener als Luftmassengewitter. Sehr langlebig (3 bis 6 Stunden, in extremen Fällen auch länger als 12 Stunden) und meist rasche Fortbewegung (50 km/h und mehr), gelegentlich auch ortsfest. Durchmesser: MCS 50 bis mehrere hundert Kilometer, MCC mindestens 250 km. Gefahren: Blitzschlag, Überflutung, Hagel, Downbursts.

·         Multizellen-Linie: an Kaltfronten und präfrontalen Konvergenzzonen. Mittlere Lebensdauer, wobei sich die Linie immer wieder an der Vorderseite erneuert. Meist sehr rasche Fortbewegung (50 bis 100 km/h). Können sich über mehrere hundert Kilometer Länge erstrecken, sind aber nur wenige Kilometer breit. Gefahren: Blitzschlag, Hagel, Orkanböen, selten Tornados. Überflutungsgefahr ist dank der raschen Fortbewegung gering.

·         Superzellen: meist an präfrontalen Konvergenzzonen, gelegentlich an Kaltfronten. Können kleinere Zellen in ihrer Nähe „aufsaugen“ und so als grosse Einzelzelle auftreten. Lange Lebensdauer (2 bis 6 Stunden). Typisches Merkmal: Rotation, gelegentlich an der Wolkenstruktur zu erkennen. Ziehen rasch und scheren häufig aus der Hauptzugrichtung aus. Durchmesser: 10 bis 30 km. Gefahren: Blitzschlag, Überflutung und grosser Hagel, Downbursts, Tornados.

Wie häufig treten schwere Gewitter mit Hagelschlag, Überflutungen und Sturmschäden auf (saisonale Häufigkeit, regionale Schwerpunkte, schwache und starke Hageljahre)?

Aufgrund von Daten der Hagelversicherung aus den Jahren 1985 - 2002 konnten folgende Werte ermittelt werden: In den meisten Gebieten der Alpennordseite beträgt die durchschnittliche Anzahl Hageltage pro Jahr etwa 3 bis 4. Strömungsgeschützte oder vom Föhn beeinflusste Gebiete liegen bei 2 Tagen oder darunter, die neuralgischen Punkte im östlichen Jura, in den westlichen Voralpen und im zentralen Mittelland erreichen um die 5 Tage. Das Hagel-Schwerpunktgebiet liegt südlich des Napfgebiets und erreicht im Schnitt 7 Hageltage pro Jahr.

Die Saison für Hagelgewitter beginnt im April und endet im Oktober, wobei die stärksten von Mai bis Anfang September auftreten. Die Häufigkeit ist von Mitte Mai bis Ende Juni am grössten, die Heftigkeit hingegen im Juli und in der ersten Augusthälfte.

1994 war das schlimmste Hageljahr in der Untersuchungsperiode, gefolgt von 1993, 2000 und 1986. Erste Schätzungen ergeben, dass sich 2003 in diese Liste einreihen wird. Die schwächsten Hageljahre waren 2002, 1998, 1985 und 1987. Es besteht offenbar ein Zusammenhang zwischen heissen Hochsommern und grosser Hagelgefahr; in kühleren Sommern ist die Hagelgefahr geringer.

Bei welchen Grosswetterlagen ist die Unwettergefahr am grössten?

Mehr als die Hälfte aller Hageltage fallen auf zwei Grosswetterlagen: GWL 10 Hochdruckbrücke Mitteleuropa und GWL 29 Trog Westeuropa. Erstere löst vor allem Wärmegewitter aus, die zweite ist für abrupte Luftmassenwechsel und somit Frontgewitter verantwortlich.

Besteht ein Zusammenhang zwischen Grosswetterlage und Hagelzugbahnen?

Kann daraus abgeleitet werden, wann bei welcher Wetterlage in welcher Region heftige Gewitter (mit Hagel und Überschwemmungen) auftreten?

Kann durch die gewonnenen Erkenntnisse für bestimmte Regionen eine Gesetzmässigkeit festgestellt werden? Ermöglichen diese eine Prognose oder gar eine gezielte Vorwarnung im Kurzfristbereich (ca. einen halben Tag bis wenige Stunden im Voraus)?

Auf diese Fragen konnte ich im Rahmen dieser Arbeit nicht mehr eingehen. Eine seriöse Auseinandersetzung damit erfordert eine vollzeitliche Forschung über einen längeren Zeitraum und würde wahrscheinlich in einer Arbeit enden, die den Umfang dieser vorliegenden übertreffen würde. Der Grund liegt darin, dass jede Hagelschäden erzeugende Zelle erfasst und einer Grosswetterlage zugeordnet werden müsste. Mit den mir zur Verfügung stehenden Mitteln konnte ich dies nur Ansatzweise für einzelne ausgewählte Ereignisse, die in dieser Arbeit dokumentiert sind, tun. Diese sind jedoch nicht immer repräsentativ für das Verhalten aller Zellen bei gleicher Grosswetterlage, so dass obige Fragen hiermit weitgehend unbeantwortet bleiben müssen.

Die Frage nach der Tendenz, welche Gebiete bei bestimmten Wetterlagen häufig mit starken Gewittern rechnen müssen, kann ich dank meiner regelmässigen Beobachtungen trotzdem beantworten. Die Antworten sind aber keineswegs als Regel zu verstehen, sondern eben als Tendenz:

Föhnlagen (GWL 28 und 29): Diese Wetterlage erlaubt mir die sicherste Prognose, wenn klar ist, ob der Föhn noch hält oder ob er am fraglichen Tag zusammenbricht. Bei anhaltender Föhnlage entstehen Gewitterzellen über dem Jura und in den westlichen Voralpen, um dann nach Norden bis Nordosten zu ziehen. Mit dem Erreichen von Gebieten, in welchen sich die trockene Föhnluft bis zum Boden durchgesetzt hat, zerfallen die Zellen sehr rasch. Meist ist dies beim Erreichen der Ostflanke des Napfgebiets der Fall. Die grösste Unwettergefahr herrscht entlang des Juras, in der Nordschweiz und im westlichen Mittelland.

Bei zusammenbrechendem Föhn durchquert meist eine aktive Kaltfront die gesamte Alpennordseite. Die Hauptzugrichtung dabei ist WSW-ENE. Die grösste Gefahr besteht in diesem Fall durch Sturmböen sowie kurzem, aber heftigem Hagelschlag beim Durchzug einer Squall-Line oder von Superzellen im Mittelland.

Feuchte Bisenlagen (GWL 16 und 23): Wird von einem Mittelmeertief feuchte und mässig warme Luft um die Alpen herum von Osten zur Alpennordseite geführt, sind alle Gebiete im Nordoststau der Voralpen besonders gefährdet. Es sind dies Appenzell und St. Gallen, die Innerschweiz und dort in besonderem Masse Ob- und Nidwalden, Luzern, das Entlebuch und das Luzerner Hinterland. Der Napf wirkt dabei meist als Wetterscheide, die Niederschläge westlich davon sind von geringerer Intensität.

Kaltfronten aus West bis Nordwest (GWL 1, 2, und 10,): Diese Lage ist verantwortlich für die in Kapitel 4.6.4 geschilderten Jura-Mittelland-Ausläufer. Bei starken Höhenwinden können diese Gewitter sehr schnell ins Mittelland ziehen und dort für Sturmschäden und Hagel sorgen. Ist die Kaltfront durch eine Hochdruckbrücke gebremst, können sich die Zellen nur schwer vom Jura lösen und sorgen am Jurasüdfuss für die dort seltenen, aber äusserst heftigen Hagelgewitter und Überschwemmungen.

Flachdrucklagen ohne Luftmassenwechsel (GWL 10): Wie im Kapitel 4.2 erwähnt, ist diese Lage für die meisten Unwetter auf der Alpennordseite verantwortlich. Unter diese Grosswetterlage fallen sehr viele verschiedene Muster, so dass alleine aufgrund der GWL keine Prognose erstellt werden kann. Je nachdem, ob die Hochdruckbrücke etwas nördlicher oder südlicher der Alpen liegt, ändern sich auch die schwachen, aber dennoch vorhandenen Strömungen. Bei dieser GWL ist somit keine Region der Schweiz sicher. Hier sind für eine Prognose die genauste Konsultierung von Höhenkarten und Radiosondenaufstiege nicht nur von Payerne, sondern auch von Stationen in den benachbarten Ländern nötig. Und selbst dann kann oft nur sehr kurzfristig erkannt werden, wie sich eine Lage entwickelt. Da aber die meisten Lagen eine SW-NE bis W-E-Zugbahn verursachen, muss generell mit Unwettern auf der Achse Simmental, Schwarzenburgerland, Emmental, Entlebuch, Luzern, Zug gerechnet werden. Denn diese Zugbahn ist die am häufigsten begangene, was die statistische Häufigkeit von Hageltagen in diesen Gebieten eindrücklich beweist.


6          Persönliche Bilanz

Über ein halbes Jahr intensivster Auseinandersetzung mit meinem Hobby liegt nun hinter mir. Eine intensive Zeit war es vor allem deshalb, weil ich das Glück hatte, eine sehr interessante, abwechslungsreiche Gewittersaison in einem aussergewöhnlich heissen Sommer mit in die Arbeit einbeziehen zu können. Der zeitliche Ablauf war optimal: Vor Beginn der Saison im Frühling konnte ich mich mit der Grundlagenvertiefung befassen, mein Konzept erarbeiten und die statistischen Auswertungen der Hageldaten in Angriff nehmen. Im Mai begann ich mit der Sammlung von Material, das in erster Linie aus Beispielen von typischen Gewitterlagen in unserem Land bestehen sollte - und wurde gleich verwöhnt: Bereits im Mai und Juni herrschten hochsommerliche Temperaturen, was für eine aussergewöhnlich rege Gewittertätigkeit sorgte. So war ich denn hauptsächlich damit beschäftigt, die aktuelle Lage zu verfolgen und wenn es zur Sache ging, mir die Radarbilder, Satellitenaufnahmen und weitere auf dem Internet verfügbare Grafiken zu sichern. Dabei lernte ich täglich dazu. Die Hintergründe und Zusammenhänge bei der Entstehung von Gewittern erschlossen sich mir immer besser. So schien alles wie am Schnürchen zu laufen.

Als ich im Juli während der Schulferien die Schreibarbeit in Angriff nehmen wollte, geschah die Panne: Mein alter PC gab den Geist auf und ich musste zwei Wochen auf Ersatz warten. Solche Dinge müssten eigentlich immer in die Zeitplanung als Reserve vorgesehen werden, aber eben… Ich war froh, keine Daten verloren zu haben und die Arbeit auf einem leistungsfähigeren PC mit den neusten Programmen in Angriff nehmen zu können. So wurde die Panne doch noch zum Glücksfall: Die Bearbeitung der verwendeten Grafiken wäre mit der alten Ausrüstung nicht möglich gewesen, genauso wenig wie das Herunterladen riesiger Datenmengen vom Internet ohne ADSL. Die neu gewonnen Möglichkeiten sorgten dann auch dafür, dass die Arbeit noch umfangreicher wurde als ursprünglich geplant.

Die aktuellen Gewitterlagen und die dazugehörenden Grafiken brachten mich auf immer neue Ideen. Noch während der gestalterischen Phase im August und September bezog ich immer wieder aktuelle Ereignisse in meine Arbeit mit ein. Als Aufhänger für ein neues Kapitel zog ich eine oder mehrere Grafiken heran, um die herum ich die Dokumentation gestaltete. Ich war froh, nicht den umgekehrten, üblicheren Weg gehen zu müssen: nämlich zuerst einen Text zu schreiben und dann mühsam nach den Illustrationen zu suchen. Diesbezüglich hatte ich ein dankbares Thema gewählt. Natürlich hatte diese Vorgehensweise zur Folge, dass es gegen den Abgabetermin hin zeitlich eng wurde. Ich musste mich mit den Tücken der Informatik auseinandersetzen, neue Programme kennen lernen und herausfinden, wie ein Dokument dieser Grösse gegliedert und optisch angenehm gestaltet werden kann. Perfektionismus muss manchmal hart bezahlt werden. Aber so lange die Freude an der Arbeit nicht verloren geht, warum nicht?

Nicht vergessen gehen sollen an dieser Stelle all die Kollegen aus dem Schweizer Sturmforum und der Wetterzentrale, welche grosszügig ihre Hilfe in Form von Grafiken, Fotos und fachlichen Informationen zur Verfügung stellten und dann und wann auch bei Computerproblemen mit nützlichen Ratschlägen aufwarten konnten. Ohne dieses Medium wäre diese Arbeit auch ganz anders - möglicherweise gar nicht - zustande gekommen. Daher an dieser Stelle ein herzliches Dankeschön, es war eine sehr angenehme Erfahrung, auf diese Weise etwas auf die Beine stellen zu können.

Ein Wermutstropfen ist aber auch dabei: Die Fragen, die mich so brennend interessieren, nämlich jene, ob mit genügend Kenntnis über das Verhalten der Gewitter bei bestimmten Wetterlagen eine Prognose oder gar Vorwarnung für gefährdete Gebiete erstellt werden kann, bleiben vorerst unbeantwortet. Ich musste im Verlauf meiner Arbeit erkennen, dass die Auswertung jeder Zugbahn und die Zuordnung zu einer Wetterlage eine viel zu zeitraubende Aufgabe war, um sie im Rahmen der Zeitvorgabe seriös angehen zu können. Da ich aber nun mal im Besitz dieser Daten bin und schon eine grosse Vorarbeit geleistet habe, bietet sich die Fortsetzung der Forschung auf diesem Gebiet förmlich an. Ob ich dies im Rahmen meines angestrebten Geografiestudiums oder weiterhin als Hobby in Angriff nehmen werde, ist zum jetzigen Zeitpunkt noch völlig offen. Die damit verbundenen Fragen sind mir persönlich jedenfalls zu wichtig, um nicht erforscht zu werden. Fortsetzung folgt…


7          Anhang

7.1        Literatur- und Quellenverzeichnis

7.1.1        Literatur

FLÜCKIGER J., 1987: „Zurückblicken und dankbar sein“: Das Unwetter am 4. Juli 1985 in Schwarzenburg. Schwarzenburg: GBS Verlag

FRANK F., 1995: Das Unwetter von 1987. In: Einwohnergemeinde Hasle bei Burgdorf (Hrsg.), 1995: Hasle bei Burgdorf. Burgdorf: Haller + Jenzer AG

GRM, Gruppe für Radarmeteorologie des Instituts für Atmosphärenphysik ETH Zürich, 1993: Monitoring von Starken Hagelstürmen in der Schweiz 1992. Zürich, LAPETH-30

GRM, Gruppe für Radarmeteorologie des Instituts für Atmosphärenphysik ETH Zürich, 1994: Monitoring von Starken Hagelstürmen in der Schweiz 1993. Zürich, LAPETH-31

GRM, Gruppe für Radarmeteorologie des Instituts für Atmosphärenphysik ETH Zürich, 1995: Monitoring von Starken Hagelstürmen in der Schweiz 1994. Zürich, LAPETH-33

GRM, Gruppe für Radarmeteorologie des Instituts für Atmosphärenphysik ETH Zürich, 1997: Monitoring von Starken Hagelstürmen in der Schweiz 1995 und 1996. Zürich, LAPETH-34

HERMANT A., 2002: Gewitter – Faszination eines Phänomens. Bielefeld: Delius Klasing Verlag

HOUZE R.A. Jr., SCHMID W., FOVELL R.G., SCHIESSER H.-H., 1993: Hailstorms in Switzerland: Left Movers, Right Movers, and False Hooks. In: American Meteorological Society: Monthly Weather Reviev, Vol. 121, 12/1993: S. 3345-3370

Interkantonaler Rückversicherungsverband Bern: Geschäftsbericht 2001

MADDOX R.A., 1980: Mesoscale convective complexes. Bull. Amer. Meteor. Soc., 61, 1374-1387

SCHIESSER H.-H., HOHL R., SCHMID W., 1999: Über die Beziehung Hagelfall - Gebäudeschäden: Fallstudie „Luzern-Hagelsturm“ vom 21. Juli 1998. Zürich, Institut für Atmosphärenphysik an der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit der Gebäudeversicherung des Kantons Luzern

SCHIESSER H.-H., HOUZE R.A. Jr., HUNTRIESER H., 1995: The Mesoscale Structure of Severe Precipitation Systems in Switzerland. In: American Meteorological Society: Monthly Weather Reviev, Vol. 123, 7/1995: S. 2070-2097

SCHIESSER H.-H. und WALDVOGEL A., 1992: Stürme. Vorstudie Nationales Forschungsprogramm 31: „Klimaveränderungen und Naturkatastrophen“, Nr. 3. Bern: Programmleitung NFP 31

SCHIESSER H.-H. et al., 1997: Klimatologie der Stürme und Sturmsysteme anhand von Radar- und Schadendaten, Schlussbericht NFP 31. Zürich: vdf Hochschulverlag an der ETH Zürich

SCHMID W., SCHIESSER H.-H., BAUER-MESSMER B., 1997: Supercell Storms in Switzerland: Case studies an implications for nowcasting severe winds with Doppler radar. In: Meteorol. Appl. 4, 49-67

7.1.2        Vortrags-Skripte

SCHIESSER H.-H, HOUZE R.A. Jr., 1991: Mesoscale organization of precipitation systems in Switzerland. 25th International Conference on Radar Meteorology, Paris, France, June 24-28, 1991 (Preprint)

SCHIESSER H.-H, HOUZE R.A. Jr. and WALDVOGEL A., 1992: Mesoscale organization of precipitation systems causing severe damage by intense or long-lasting rain in Switzerland. Internationales Symposion INTERPRAEVENT 1992 – Bern. Tagespublikation, Band 1, S. 71 – 82

SCHMID W., SCHIESSER H.-H., HOUZE R.A. Jr. and FOVELL R.G., 1990: Severe left-moving hailstorms in Central Switzerland. 16th Conf. on Severe Local Storms & the Conf. on Atmospheric Electricity, Kananaskis Park, Canada, Oct. 22-26, 1990 (Preprints Volume)

7.1.3        Internet-Quellen

7.1.3.1       Allgemeine Wetterinformationen

Seite für allgemeine Wetterinfos (Diplom-Meteorologe Günter Rampe):
http://www.wetterklima.de/

Wetterlexikon (allgemein gebräuchliche Begriffe in der Meteorologie):
http://www.top-wetter.de/lexikon/lexikon.htm

http://www.austrocontrol.at/weather/lexfull.html

Jede Menge Wetterkarten (Analyse, Beobachtung, Prognosekarten, Archiv etc.):
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/

Katalog der Grosswetterlagen Europas nach Paul Hess und Helmuth Brezowsky
5., verbesserte und ergänzte Auflage
F.-W. Gerstengarbe und P.C. Werner unter Mitarbeit von U. Rüge, Potsdam, Offenbach a. M., 1999
http://www.pik-potsdam.de/~uwerner/gwl/welcome.htm

7.1.3.2       Gewitterforschung

Leitfaden zur Gewitterbeobachtung in Mitteleuropa (Lars Lowinski):
http://www.bavariastormteam.com/Gewitterleitfaden.html

GermanSevereWeather (Johannes Dahl, Berlin):
http://www.germansevereweather.de

TorDACH, Kompetenzzentrum für lokale Unwetter in Deutschland, Österreich und der Schweiz:
http://www.op.dlr.de/~pa4p/TorDACH/

Chronik über Tornados, Wasserhosen, Downbursts, Superzellen und Winterstürme in der Schweiz:
http://www.meteoradar.ch/tornado/chronik.html

Bernhard Okers Home Page (u.a. Auswertungen des ETH-Doppler-Radars)
http://62.202.7.134/hpbo/

7.1.3.3       Niederschlagsradar

Ein kleines ABC der Radar-Meteorologie und technische Details
http://radar-info.fzk.de/abc.html

Einführung in die Wetterradar-Forschung der ETH Zürich
http://www.iac.ethz.ch/en/groups/richner/cd/doc/radar/

Radarbilder ETH Zürich (für zentrale und östliche Landesteile):
http://www.radar.ethz.ch/

Landi Online (Schweiz und benachbarte Gebiete, Orig.daten MeteoSwiss):
http://www.landi.ch/meteo/radarbild/radar.gif

MeteoFrance (Niederschlagsradar und Satellitenbilder beliebig kombinierbar):
http://www.meteo.fr/test/gratuit/sat_france_swap.htm


7.1.3.4       Blitzortung

BLIDS on Web (Siemens), für die Schweiz mit Zugrichtung und Intensitätstrend
https://www.blids.de/leistung/trend/index_trend_CH.php

BLIDS on Web (Siemens), für Mitteleuropa:
http://onweb.blids.de/blids/gpg/lex1/login.jsp

Météorage für Frankreich und die Schweiz:
http://www.meteorage.fr/meteorage.fr/index.html

Blitzarchiv Wetterzentrale für ganz Europa ab 1998:
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsbeobl.html

7.1.3.5       Satellitenbilder

Geographisches Institut der Universität Bern, Gruppe für Fernerkundung (aktuelle Bilder und 7-Tage-Archiv):
http://saturn.unibe.ch/rsbern/noaa/dw/realtime/

Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum DFD (hohe Auflösung, 2 x täglich aktualisiert):
http://www.dfd.dlr.de/products/latest.html

Eumetsat (Bilder im Halbstundentakt, beliebig wähl- und einstellbar, auch als Film):
http://www.eumetsat.de/en/

7.1.3.6       Radiosonden (Temps)

Einführung in die Interpretation von Radiosonden (Temp-Seminar von Diplom-Meteorologe Günter Rampe):
http://www.wetterklima.de/flug/temp/overview.htm

Radiosondenaufstiege von Payerne und Stationen im benachbarten Ausland (MeteoSchweiz):
http://www.meteoschweiz.ch/de/Daten/Messwerte/IndexMesswerte.shtml

7.1.3.7       Wetter-Foren

Das Schweizer Sturmforum:
http://www.meteoradar.ch/forum/

Wetterzentrale (deutschsprachiger Raum und angrenzende Gebiete):
http://www.wetter-zentrale.com/cgi-bin/webbbs/wzconfig.pl


7.2        Auskunftspersonen

Willi Schmid
Institut für Atmosphäre und Klima IACETH
Hönggerberg HPP
8093 Zürich
Tel. direkt +41 (1) 633 68 05
E-Mail: schmid@meteoradar.ch

Hansueli Lusti
Schweizer Hagel
Seilergraben 61
Postfach 7090
CH-8023 Zürich
Tel. direkt +41 (1) 257 22 24
E-Mail: hansueli.lusti@hagel.ch

Bernhard Oker
Informatiker und Hobby-Gewitterforscher
CH-8955 Oetwil an der Limmat

E-Mail: b.oker@insite.ch


7.3        Daten der Hagelversicherung



Tabelle 7.3.1: Auszug aus der Hageldatenliste der Schweizer Hagelversicherung aus dem Jahr 1994. Die Daten sind nach Kanton, Bezirk, Gemeinde gegliedert und führen sämtliche Tage auf, an denen in den betroffenen Gemeinden Hagelschäden gemeldet wurden. Die rot markierten Gemeinden wurden für meine Untersuchungen ausgewählt.




Tabelle 7.3.2: Ausschnitt aus der Excel-Tabelle zur Erfassung der gemeldeten Hageltage aus dem Jahr 1994. Farbig markierte Tage sind unter den ausgewählten Ereignissen zu finden. Pink steht für überregionale Ereignisse, grün für Ereignisse mit grossräumig katastrophalen Schäden.




Tabelle 7.3.3: Ausschnitt aus der Tabelle mit dem Total über die 18 erfassten Jahre 1985-2002. Die Zeilen 87 bis 90 sowie die Spalte C enthalten die Schlüsselzahlen für die vorliegende Arbeit.




Tabelle 7.3.4: Die 7 Grossregionen, unterteilt in 10 Untersuchungsgebiete mit den ausgewerteten Gemeinden. Die Pfeile stellen die Wanderung von Gewitterzellen von einer Grossregion in die nächste bei den häufigsten Zugrichtungen (W
à E und SW à NE) dar. In der ersten Spalte die Abkürzung (Autokennzeichen) des Kantons; in Klammer gesetzte Gemeinden fliessen nicht mit in die Wertung ein, sondern helfen zur Orientierung (Name des Amtsbezirks). In der dritten Spalte die durchschnittliche Anzahl Hageltage der Jahre 1985 bis 2002, welche in die Karte auf Seite 52 eingeflossen ist.


7.4        Verzeichnis der Grosswetterlagen nach Hess-Brezowsky


7.4.1        Westlagen

1) WA Westlage über Mitteleuropa überwiegend antizyklonal
In der nordwärts bis etwa 60 °  N vorgeschobenen atlantischen Frontalzone wandern Einzelstörungen vom Seegebiet westlich Schottlands über den Norden der britischen Inseln und Südskandinavien hinweg in Richtung Baltikum. Ihre Frontausläufer greifen nur zeitweise und oft abgeschwächt auf Mitteleuropa über. Das zentrale Boden- und Höhentief liegt meist nördlich von 65 °  N, die mit ihrem Kern nördlich der Inselgruppe liegende Azorenhochzelle reicht mit einem Keil bis weit nach Süddeutschland hinein.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung WZ, in antizyklonaler Richtung BM
Häufigkeiten: Max. - August, Min. - Mai

2) WZ Westlage über Mitteleuropa überwiegend zyklonal
Einzelstörungen wandern mit eingelagerten Zwischenhochdruckgebieten oder -keilen in einer in normaler Lage befindlichen Frontalzone zwischen 50 ° und 60 °  N vom Seegebiet westlich Irland über die Britischen Inseln, Nord- und Ostsee hinweg nach Osteuropa und biegen dann, besonders im Winter, nach Nordosten um. Das steuernde Zentraltief liegt meist nördlich von 60 °  N, so dass über dem Nordatlantik und dem europäischen Nordmeer tiefer Luftdruck herrscht. Das in normaler Lage befindliche Azorenhoch reicht meist mit einem Ausläufer bis nach Südfrankreich oder sogar bis in den Alpenraum. Oberitalien bleibt meistens antizyklonal beeinflusst.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung WS, in antizyklonaler Richtung WA
Häufigkeiten: Max. - August, Min. - April

3) WS Südliche Westlage
Einzelstörungen wandern in einer weit nach Süden verschobenen Frontalzone vom Seegebiet südwestlich Irland über die Biskaya, Frankreich, mittleres Deutschland, teils südlich des 50. Breitenkreises, nach Osteuropa und biegen dort nordwärts um. Der zyklonale Einfluss erstreckt sich dabei häufig bis zum nordöstlichen Teil des Mittelmeeres. Der Kern des zentralen Bodentiefs liegt meist südlich von 60 °  N, so dass der nördliche Nordatlantik und Teile des Nordmeeres vielfach unter dem Einfluss eines kalten Polarhochs mit östlicher Strömung stehen. Ein Ausläufer des südlich der Inselgruppe liegenden Azorenhochs reicht meist nur bis Nordwest- und Nordafrika, die Isobare 1015 hPa verläuft dabei südlich der Pyrenäen und des Ligurischen Meeres.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung HFZ, HNFZ, in antizyklonaler Richtung WZ
Häufigkeiten: Max. - Dezember, Min. - September

4) WW Winkelförmige Westlage
Ausgeprägte, meist zwischen 50 ° und 60° N verlaufende atlantische Frontalzone, die über Mitteleuropa an der Westflanke eines blockierenden russischen Hochs scharf nach Norden umbiegt. Die atlantischen Störungen überqueren das westliche Europa und werden zwischen Elbe und Weichsel stationär. Das östliche Mitteleuropa liegt dabei im Einflussbereich des kontinentalen Hochs.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung SEZ, in antizyklonaler Richtung HFA, SEA
Häufigkeiten: Max. - November, Min. - Mai


Quelle : Potsdam Institute for Climate Impact Research
http://www.pik-potsdam.de/~uwerner/gwl/welcome.a.htm Stand 27.08.03


7.4.2        Südwestlagen

5) SWA Südwestlage über Mitteleuropa überwiegend antizyklonal
Zwischen einer Hochdruckzone über Südeuropa und
Westrußland sowie einem Tiefdrucksystem über dem mittleren Nordatlantik und dem westlichen Nordmeer erstreckt sich eine von SW nach NE gerichtete Frontalzone, die vom Seegebiet südwestlich Irland bis ins Baltikum reicht. Die nordostwärts ziehenden Einzelstörungen streifen nur das westeuropäische Küstengebiet, während der größte Teil Mitteleuropas unter antizyklonalem Einfluss steht.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung SWZ, in antizyklonaler Richtung HM
Häufigkeiten: Max. - Oktober, Min. - Juni

6) SWZ Südwestlage über Mitteleuropa überwiegend zyklonal
Zwischen hohem Luftdruck über der Ukraine mit einem Ausläufer zum Mittelmeer und nach Nordafrika sowie tiefem Druck über dem mittleren Nordatlantik bis Irland verläuft eine nordostwärts gerichtete Frontalzone vom Seegebiet nördlich der Azoren über den Kanal und das südliche Nordmeer bis in das Baltikum. Einzelstörungen wandern über die Biskaya, die Britischen Inseln und Skandinavien zum Eismeer. Ihre Fronten beeinflussen Mitteleuropa nachhaltig. An der Südostflanke eines Grönlandhochs beherrscht eine kalte Nordostströmung den größten Teil des Nordmeeres und den Nordatlantik.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung WZ, TRW, in antizyklonaler Richtung SWA
Häufigkeiten: Max. - Januar, Min. - Juli

7.4.3        Nordwestlagen

7) NWA Nordwestlage über Mitteleuropa überwiegend antizyklonal
Zwischen einem nach Nordosten verschobenen, aber nicht blockierenden Subtropenhoch mit Kern am Westrand Europas und tiefem Luftdruck über dem Nordmeer und Fennoskandien verläuft eine Frontalzone mit leicht antizyklonaler Krümmung vom nördlichen Nordatlantik nördlich der Britischen Inseln und der Nordsee in südöstlicher Richtung nach Westrußland. In ihr wandern Einzelstörungen vom Nordatlantik südlich Island vorbei, über Skandinavien hinweg nach Westrußland und die Ukraine. Ihre Fronten streifen nur zeitweilig das östliche Mitteleuropa.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung NWZ, in antizyklonaler Richtung HB
Häufigkeiten: Max. - Juli, Min. - Oktober

8) NWZ Nordwestlage über Mitteleuropa überwiegend zyklonal
Zwischen einem nordostwärts bis zur westlichen Biskaya vorgeschobenen aber nicht blockierenden Subtropenhoch und einem ausgedehnten Tiefdrucksystem über Schottland, dem Nordmeer und Skandinavien verläuft eine kräftige Frontalzone über die Britischen Inseln, die Nordsee und das östliche Mitteleuropa nach Südosteuropa in einen osteuropäischen Trog. In ihr wandern Einzelstörungen vom mittleren Nordatlantik über die Britischen Inseln, das östliche Mitteleuropa und das nördliche Südosteuropa nach Osten, die später nach Nordosten abbiegen. Über Oberitalien kommt es dabei oft zur Ausbildung von ostwärts ziehenden Teilstörungen.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung WZ, TRM, in antizyklonaler Richtung NWA
Häufigkeiten: Max. - Juli, Min. - Mai


Quelle : Potsdam Institute for Climate Impact Research
http://www.pik-potsdam.de/~uwerner/gwl/welcome.a.htm Stand 27.08.03


7.4.4        Hochdrucklagen über Mitteleuropa

9) HM Hoch Mitteleuropa
Über ganz Mitteleuropa liegt ein ausgedehntes Hochdruckgebiet, das in der Höhe mindestens einen stabilen Hochkeil, in manchen Fällen auch einen abgeschlossenen Kern aufweist. Die atlantische Frontalzone verläuft in einem antizyklonal gekrümmten Bogen meist nördlich von 60 °  N. An der West- und Ostflanke des mitteleuropäischen Hochs befinden sich Tröge über dem Ostatlantik und über Russland. Die Luftdruckgradienten sind oft schwach. Manchmal erstreckt sich eine meridional verlaufende Hochdruckzone über Mitteleuropa.
Verwandte GWL: SWA, SA, SEA, BM
Häufigkeiten: Max. - September, Min. - April

10) BM Hochdruckbrücke Mitteleuropa
Zwischen einem nördlich bis nordöstlich der Azoren liegenden Subtropenhoch und einem osteuropäischen Hoch besteht über Mitteleuropa hinweg eine brückenförmige Verbindung. In manchen Fällen erstreckt sich eine lange west-ost ausgerichtete Hochdruckzone im selben Raum. Nordwärts der Hochdruckbrücke verläuft eine von West nach Ost gerichtete Frontalzone, in der Einzelstörungen ostwärts wandern und mit ihren Kaltfronten zeitweise die Brücke durchbrechen. Über dem Mittelmeer herrscht bis in die Höhe tiefer Luftdruck. In selteneren Fällen liegt die Achse der Brücke nördlich von 50 °  N, so dass über ganz Mitteleuropa eine nordöstliche bis östliche Strömung zu beobachten ist.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung WA, in antizyklonaler Richtung HM
Häufigkeiten: Max. - Dezember, Min. - März, Mai

7.4.5        Tief über Mitteleuropa

11) TM Tief Mitteleuropa
Am Boden und vor allem in der Höhe liegt ein abgeschlossener Tiefdruckkern über Mitteleuropa, der mindestens im Westen, Norden und Osten von hohem Luftdruck umschlossen ist. Diese Lage kommt häufig durch einen Abschnürungsvorgang eines weit nach Süden reichenden kräftigen Trogs zustande. Die atlantische Frontalzone spaltet sich daher häufig bereits über dem Westatlantik in einen über Grönland nach Nordosten und einen schwächeren, über dem Mittelatlantik und die Iberische Halbinsel zum Mittelmeer gerichteten Zweig auf. Über Mitteleuropa selbst herrscht eine zyklonale Steuerung, mit der Druckänderungsgebiete an der Nordseite des steuernden Tiefs nach Westen ziehen.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung HFZ, HNFZ, in antizyklonaler Richtung -
Häufigkeiten: Max. - April, Min. - August

7.4.6        Nordlagen

12) NA Nordlage über Mitteleuropa überwiegend antizyklonal
Am Boden liegt in nord-südlicher Erstreckung ein oft abgeschlossenes Hoch über den Britischen Inseln, der Nordsee und dem Nordmeer, in manchen Fällen auch eine meridional verlaufende Brücke zwischen einem Hoch westlich der Iberischen Halbinsel und einem Polarhoch. Ein umfangreiches Tiefdrucksystem (auch Trog) schließt sich über dem östlichen Europa an. In der Höhe befindet sich ein ausgeprägter Hochkeil über den Britischen Inseln. Einzelstörungen wandern an der Ostflanke des Hochs süd- bis südostwärts und streifen das östliche Mitteleuropa, während der westliche Teil Europas unter Hochdruckeinfluss steht.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung NZ, TRM, in antizyklonaler Richtung HB, NWA
Häufigkeiten: Max. - Mai, Min. - Oktober


Quelle : Potsdam Institute for Climate Impact Research
http://www.pik-potsdam.de/~uwerner/gwl/welcome.a.htm Stand 27.08.03


13) NZ Nordlage über Mitteleuropa überwiegend zyklonal
Über dem östlichen Nordatlantik liegt ein blockierendes Hoch oder auch eine meridional ausgerichtete Hochdruckbrücke vom Seegebiet westlich der Iberischen Halbinsel zu einem Polarhoch. Über Skandinavien und dem Baltikum befindet sich ein ausgedehntes Tiefdrucksystem. Die atlantische Frontalzone ist nordostwärts nach Island und Ostgrönland gerichtet. In der vom Nordmeer zum Mittelmeer verlaufenden Frontalzone wandern Einzelstörungen über Mitteleuropa hinweg. Die in das Mittelmeer eindringende Kaltluft löst dort häufig die Bildung von Teilstörungen aus, die dann nordostwärts weiterziehen.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung TRM, NWZ, in antizyklonaler Richtung NA, HB
Häufigkeiten: Max. - Juni, Min. - Dezember

14) HNA Hoch Nordmeer-Island über Mitteleuropa überwiegend antizyklonal
Ein abgeschlossenes, blockierendes Hochdruckgebiet liegt über dem Nordmeer und dem Seegebiet zwischen Island und Schottland. Ein Keil erstreckt sich südostwärts nach Mitteleuropa, ohne dass eine Verbindung zum Subtropenhoch besteht. Die westatlantische Frontalzone ist in einen nördlichen, über Grönland hinweg verlaufenden, und einen südlichen, nach Südwesteuropa und dem Mittelmeer gerichteten Zweig aufgespalten. An beiden Flanken des Hochs befinden sich häufig meridionale Höhentröge. Die über Westrußland südwärts wandernden Einzelstörungen streifen höchstens Mitteleuropa. Über dem östlichen und mittleren Mittelmeergebiet herrscht meist tiefer Luftdruck.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung HNZ, NZ, in antizyklonaler Richtung NA, HB
Häufigkeiten: Max. - Juni, Min. - Januar

15) HNZ Hoch Nordmeer-Island über Mitteleuropa überwiegend zyklonal
Die Luftdruck- und Strömungsanordnung ist der antizyklonalen Form ähnlich, es fehlt aber der von Nordwesten nach Mitteleuropa gerichtete Hochdruckkeil. Dabei wird Mitteleuropa entweder von Störungen des südlichen Zweiges der atlantischen Frontalzone erfasst, die über die Biskaya hinweg zum südlichen Mitteleuropa und zum Westmittelmeer ziehen, oder es gelangt in den Einflussbereich von Kaltlufttropfen, die sich über Westeuropa oder dem westlichen Mitteleuropa befinden. Diese entstehen durch Kaltluftzufuhr aus einem von Skandinavien nach Südwesten gerichteten Trog.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung NZ, WS, TM, in antizyklonaler Richtung HNA
Häufigkeiten: Max. - Mai, Min. - September

16) HB Hoch Britische Inseln
Ein abgeschlossenes, blockierendes Hoch liegt mit seinem Kern über den Britischen Inseln oder dem unmittelbar angrenzenden Seegebiet. Häufig ist es mit einem bei Grönland - Island gelegenen kalten Polarhoch verbunden. Über Osteuropa ist ein oft weit nach Süden reichender Trog zu erkennen. Die an der Westflanke des Troges südostwärts ziehenden Störungen streifen höchstens das östliche Mitteleuropa. Im Mittelmeerraum und im Seegebiet westlich der Iberischen Halbinsel herrscht vielfach tiefer Luftdruck.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung HNZ, NWZ, in antizyklonaler Richtung HNA, NWA
Häufigkeiten: Max. - Juni, Min. - Dezember

17) TRM Trog Mitteleuropa
Ein Trog über Nord- und Mitteleuropa wird flankiert von höherem Luftdruck über dem östlichen Nordatlantik und Westrußland. In einer von Nordwest über Nordfrankreich und das südliche Mitteleuropa verlaufenden und von dort nach Nordosten umbiegenden Frontalzone ziehen Einzelstörungen (Vb-Lage). Diese gewinnen nach vorübergehender Abschwächung über dem Mittelmeer wieder an Intensität und wirken sich dadurch stärker über dem östlichen Mitteleuropa aus.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung NWZ, NZ, in antizyklonaler Richtung -
Häufigkeiten: Max. - November, Min. - August


Quelle : Potsdam Institute for Climate Impact Research
http://www.pik-potsdam.de/~uwerner/gwl/welcome.a.htm Stand 27.08.03


7.4.7        Ostlagen

18) NEA Nordostlage über Mitteleuropa überwiegend antizyklonal
Von den Azoren erstreckt sich eine Hochdruckbrücke über die Britischen Inseln nach Nordeuropa mit antizyklonaler Ausweitung bis Mitteleuropa. An der Nordwestflanke des Hochdrucksystems ziehen atlantische Störungen zum Eismeer. An der Südostflanke strömt Festlandsluft nach Mitteleuropa. Über dem westlichen Russland befindet sich häufig ein ausgedehntes Tiefdrucksystem.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung NEZ, TM, HFZ, in antizyklonaler Richtung HFA
Häufigkeiten: Max. - Juni, Min. - Dezember

19) NEZ Nordostlage über Mitteleuropa überwiegend zyklonal
Wie bei der antizyklonalen Form erstreckt sich ein Hochdrucksystem von den Azoren nach Skandinavien. Über Mitteleuropa läßt aber eine zyklonale Einbuchtung das Vorhandensein von Kaltluft in der Höhe (Kaltlufttropfen oder Trog mit Achsenrichtung Nordost-Südwest) erkennen. Dabei gleitet häufig Warmluft von Russland her westwärts auf die mitteleuropäische Kaltluft. Auch der mittlere und östliche Teil des Mittelmeeres steht unter zyklonalem Einfluss.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung TM, HNZ, in antizyklonaler Richtung NEA
Häufigkeiten: Max. - April, Min. - November

20) HFA Hoch Fennoskandien über Mitteleuropa überwiegend antizyklonal
Am Boden liegt ein umfangreiches in den Wintermonaten kräftiges Hochdruckgebiet über ganz Fennoskandien und oft auch über Nordrußland. In der Höhe befindet sich etwas weiter im Westen ein blockierender Hochkeil, manchmal auch ein abgeschlossenes Hoch über Norwegen. Mitteleuropa wird am Südrand des hohen Drucks antizyklonal beeinflusst. Der Atlantik wird meist gleichzeitig von einem umfangreichen Tiefdrucksystem beherrscht. Eine kräftige Frontalzone erstreckt sich vom Mittelatlantik zu den Britischen Inseln und biegt dann scharf nach Norden bis Nordosten ab (Blockierung). Im Mittelmeerraum befinden sich nur schwächere Störungen.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung HFZ, HNFZ, SEZ, NEZ, in antizyklonaler Richtung HNFA, SEA, NEA
Häufigkeiten: Max. - März, Min. - Juni

21) HFZ Hoch Fennoskandien über Mitteleuropa überwiegend zyklonal
Über dem mittleren und nördlichen Fennoskandien liegt ein blockierendes Hoch. Zwischen diesem und einem ausgedehnten Höhentiefsystem über dem südlichen Mitteleuropa und dem Mittelmeer herrscht eine östliche Luftströmung von Mittelrußland über Mitteleuropa bis zu den Britischen Inseln, von wo ab sie dann nordwärts verläuft. Auf diesem Weg wandern im Winter zeitweise Kaltlufttropfen westwärts. Die atlantische Frontalzone wird über dem Ostatlantik aufgespalten in einen nach Ostgrönland - Eismeer weisenden Zweig und einen südlichen Zweig, der über die Biskaya und das Mittelmeer hinweg bis in die Ukraine reicht. Störungen dieser Zugbahn greifen zeitweise auf das südliche Mitteleuropa (Alpenvorland) über.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung HNFZ, TM, in antizyklonaler Richtung HFA, HNFA
Häufigkeiten: Max. - Februar, Min. - Juni

22) HNFA Hoch Nordmeer-Fennoskandien über Mitteleuropa überwiegend antizyklonal
Eine langgestreckte, manchmal brückenartige Hochdruckzone reicht vom Raum Island bis nach Nordrußland und in ihrem südlichen Teil bis in das nördliche Mitteleuropa. Da gleichzeitig über dem Mittelmeer tieferer Luftdruck vorherrscht, entsteht eine durchgehende, meist aber nur schwache Ostströmung von Westrußland über Mitteleuropa bis zu den Britischen Inseln oder darüber hinaus. Nördlich des Hochdrucksystems herrscht vielfach eine intensive Westströmung von Nordgrönland zum Eismeer.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung HNFZ, SEZ, HNZ, in antizyklonaler Richtung SEA, HNA
Häufigkeiten: Max. - Mai, Min. - Oktober


Quelle : Potsdam Institute for Climate Impact Research
http://www.pik-potsdam.de/~uwerner/gwl/welcome.a.htm Stand 27.08.03


23) HNFZ Hoch Nordmeer-Fennoskandien über Mitteleuropa überwiegend zyklonal
Wie bei der antizyklonalen Form liegt eine langgestreckte, blockierende Hochdruckzone zwischen Island und Nordrußland. Über Mitteleuropa, oft auch über Frankreich, befindet sich ein Höhentief, das manchmal auch als Kaltlufttropfen abgeschlossen ist, so dass bei einer östlichen Bodenströmung Aufgleitvorgänge auftreten. Eine atlantische Frontalzone befindet sich nördlich des Hochdrucksystems, von der aus sich manchmal ein Ast bis zum westlichen Mittelmeer ausdehnt.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung HFZ, TM, WS, in antizyklonaler Richtung HNFA, SEA
Häufigkeiten: Max. - März, Min. - September

24) SEA Südostlage über Mitteleuropa überwiegend antizyklonal
Von Südosteuropa erstreckt sich ein Hochdruckrücken über die Ostsee und Südskandinavien zum Nordmeer, manchmal auch bis nach Island. Über dem südlichen Ostatlantik liegt ein kräftiges Zentraltief. Randstörungen dieses Tiefs erfassen im Wesentlichen nur Westeuropa und streifen zeitweise das westliche Mitteleuropa.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung SEZ, in antizyklonaler Richtung SA, HFA
Häufigkeiten: Max. - März, Min. - Juli

25) SEZ Südostlage über Mitteleuropa überwiegend zyklonal
Über Südrussland und der Ukraine liegt ein blockierendes Hoch, das sich mit einem Ausläufer bis zum Nordmeer erstreckt. An seiner Westflanke liegt ein ausgeprägter Tiefausläufer, der vom Ostatlantik südostwärts über Westeuropa hinweg bis zum westlichen Mittelmeer reicht, wo sich oft ein eigenes Höhentief befindet. Die atlantische Frontalzone ist vom mittleren Nordatlantik über Südwesteuropa zum Mittelmeer gerichtet. Von dort verläuft sie über Mitteleuropa hinweg zum Nordmeer.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung TRW, SZ, in antizyklonaler Richtung SEA
Häufigkeiten: Max. - Februar, Min. - Juli, August


7.4.8        Südlagen

26) SA Südlage über Mitteleuropa überwiegend antizyklonal
Über Osteuropa liegt ein ausgedehntes, blockierendes Hochdruckgebiet, in der Höhe manchmal auch nur ein Keil in meridionaler Erstreckung. Im Gegensatz zur SEA existiert kein Ausläufer zum Nordmeer. Tiefer Luftdruck ist über dem östlichen Atlantik und Teilen Westeuropas vorherrschend. Die atlantische Frontalzone verläuft vom Seegebiet nördlich der Azoren nach Südwesteuropa und biegt dort nach Norden um. Einzelstörungen beeinflussen nur Südwest- und Westeuropa.
Verwandte GWL : in zyklonaler Richtung SZ, SEZ, in antizyklonaler Richtung SEA, HM
Häufigkeiten: Max. - November, Min. - Juli

27) SZ Südlage über Mitteleuropa überwiegend zyklonal
Über Russland befindet sich ein stabiles Hoch, in der Höhe allerdings oft nur ein ausgeprägter Hochkeil mit meridionaler Erstreckung. Das Zentraltief über dem Ostatlantik ist häufig südlich von Island anzutreffen. Die atlantische Frontalzone reicht bis nach Frankreich und biegt von dort nach Norden um. In dieser Strömung wandern Einzelstörungen über Südwesteuropa und das westliche Mitteleuropa hinweg nach Norden.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung TB, in antizyklonaler Richtung SA
Häufigkeiten: Max. - Dezember, Min. - Mai, Juli, August

28) TB Tief Britische Inseln
Ein umfangreiches Zentraltief liegt mit seinem Kern im Gebiet der Britischen Inseln und steuert Einzelstörungen kreisförmig vom mittleren Atlantik über die Biskaya, Frankreich und das westliche Mitteleuropa nach Norden. Bisweilen wandern Druckänderungsgebiete an der Nordflanke des Tiefs nach Westen.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung SZ, in antizyklonaler Richtung SA
Häufigkeiten: Max. - Mai, Min. - Januar

29) TRW Trog Westeuropa
In Trogform erstreckt sich tiefer Luftdruck sowohl am Boden als auch in der Höhe vom Nordmeer über den westeuropäischen Küstenbereich bis zur Iberischen Halbinsel. Flankiert wird dieser Trog von hohem Luftdruck über dem mittleren Atlantik und Westrußland. Eine Frontalzone verläuft vom mittleren Atlantik nach Spanien und von dort in Richtung Nordost über das westliche Mitteleuropa nach Skandinavien. In ihr wandern Einzelstörungen, meist westlich der Alpen entlang, über Mitteleuropa hinweg.
Verwandte GWL: in zyklonaler Richtung SWZ, in antizyklonaler Richtung SWA
Häufigkeiten: Max. - Mai, Min. - Januar


Quelle : Potsdam Institute for Climate Impact Research
http://www.pik-potsdam.de/~uwerner/gwl/welcome.a.htm Stand 27.08.03


7.5        Verzeichnis der untersuchten Gewitterlagen



 



[1] Dopplergeschwindigkeit: Beim Doppler-Scan macht man sich zu Nutze, dass sich die Frequenz der reflektierten Radarwellen von der ausgesandten Frequenz unterscheidet, und zwar in Abhängigkeit davon, ob sich die reflektierenden Teilchen auf das Radar zu- oder davon wegbewegen. Beim Entfernen eines Regentropfens vom Radar wird die Welle gedehnt, was zu einer tieferen Frequenz führt. Umgekehrt erzeugt ein sich auf das Radar hinzubewegendes Niederschlagsteilchen eine höhere Frequenz. Einen ähnlichen Effekt kennt man z.B. von einem vorbeifahrenden Krankenwagen. Der Ton der Sirene ist hoch, solange sich der Wagen nähert und wird umso tiefer, je schneller er sich entfernt. Dies ist der so genannte "Doppler-Effekt". In den Doppler-Radarscans ist nun die Geschwindigkeit V (in m/s) dargestellt, mit der sich - wenn vorhanden - die Regentropfen im Verhältnis zum Radar bewegen.