Imposante Superzelle in der Region Schaffhausen am 18.08.2017

Die erstaunliche Übereinstimmung des hochaufgelösten Cosmo 1-Modells mit dem rd. 6 Stunden später eintretenden Extremwetterereignis

Leider war ich in den Tagen um den 18. August 2017 so beschäftigt, dass ich keine Zeit für eigene Prognosen und für das Studium von Wetterkarten fand, sonst hätte ich mit Garantie auch im Schweizer Sturmforum nachgesehen. Dort war nämlich seit dem 17. August 2017, kurz nach 14 00 Uhr, eine Diskussion im Gange (wie ich erst später feststellte), die im Zusammenhang mit dem Eintreffen zweier hintereinander her laufenden Kaltfronten von einer interessanten, aber auch brisanten und gefährlichen Schwergewitterlage sprach. Anfänglich gab es noch Unsicherheiten bezüglich des vorherzusagenden Zeitraums, in dem der Frontdurchgang stattfinden müsste, sowie der Intensität der Gewitter und deren Begleiterscheinung, wie Orkanböen, Hagel usw. Schon rd. eine Stunde zuvor publizierte die Meteorologin Fabienne Muriset auf ihrem Blog eine umfangreiche Wetterprognose, mit der berechtigten Frage, ob sich allenfalls trotz gutem, spätsommerlichem Setting, die Kaltfront am verhältnismässig „hohen Geopotential totläuft“ wie sie am Ende ihrer Einleitung schrieb.

Kaltfront 18.08.2017 (Blogbeitrag von Fabienne Muriset)

Wie hier von der Meteorologin Fabienne Muriset eingezeichnet, lassen sich Frontensysteme am besten auf einer Theta-E-Karte, bzw. einer Karte unter dem Begriff „pseudopotentielle Temperatur“ erkennen, denn durch die mehr oder weniger dichte Scharung der Isothermen, lässt sich auf den Steigungswinkel des vertikalen Temperaturgradienten schliessen. Für Sturmjäger, die sich im Interpretieren von Wetterkarten auskennen, gilt dann der Spruch „je steiler desto geiler“. Je grösser also die Temperaturdifferenz ist, desto heftiger fallen in der Regel Gewitter aus, welche sich entweder präfrontal, oder während der Frontpassage entwickeln. Kartenmaterial von Fabienne Muriset

Auf der oben abgebildeten Karte der 850 hPa pseudopotentiellen Temperatur von „wetter.3.de“, die auf GFS-Daten basiert, erkennt man anhand der Isothermenscharungen die doppelte Kaltfront (blaue Linien), mit dem mehr oder weniger daraus ableitbaren, vertikalen Temperaturgradienten. Vor der ersten Front wird subtropische Luft aus dem Mittelmeerraum herangeführt (orange bis rot). Hinter der ersten Front fliesst kühlere Atlantikluft nach, welcher in der Zone hinter der zweiten Kaltfront eine kalte, polare Luftmasse folgt. Muriset warnte bereits: „Wir haben es also mit einer potenziell sehr gefährlichen Lage zu tun, zumal das tageszeitliche Timing stimmt.“ Das machte hellhörig. Aufgrund der starken Scherung sei die Hagelgefahr nicht zu unterschätzen, schrieb sie. Würde es also ein „Grande Finale des Hochsommers“ werden? „Spielt das „Orchester“ mit Pauken und Trompeten den Schlussakkord, oder trifft das Frontensystem ohne nennenswerte Ereignisse ein?“ fragten sich viele und Marco Stoll vom MeteoSchweiz konsultierte u.a. schon einmal die Cosmo 1-Modelierung und die Karten von Arome, mit denen sich sehr oft äusserst zuverlässig arbeiten lässt. Die Gründe dafür liegen u.a. in der Verkleinerung des Gitterpunktes im neuen Cosmo-1, mit positivem Effekt, neuen Parametern bei Arome und natürlich dem Zugang in Echtzeit zu interpolierten Karten, (meines Wissens) innerhalb des Vorhersagezeitraums von 48 Stunden, die leider nur Profis zur Verfügung stehen und gebührenpflichtig sind. Bietet aber Cosmo 1 eine (Zitat Marco) „sexy Variante“ eines Kaltfrontdurchgangs an, dann entbrannt in der Gewittersaison nicht selten eine heisse Diskussion über die bevorstehende Wetterlage im Schweizer Sturmforum, wobei in diesem Fall Marco bereits die ersten Entwicklungen ab 15z (17 00 Uhr MESZ) im Auge hatte. Eine mit der Ankunft der Kaltfront in Verbindung gebrachte, erste konvektive Linie mit > 61 dBz, wurde von Cosmo 1 aber auf 18z modelliert und man legte sich in Sachen Timing noch nicht fest.

Schweizer Sturmforum, Eröffnungsthread von Marco (Hemmishofen)

Niederschlagssignaturen von mind. 55 dBz (Radarreflektivität) zeigen jene Gebiete an, in denen konvektive Entwicklungen vermutet (Modell), sowie in Echtzeit auch gemessen werden können. Die rote Zone auf dieser Como 1-Modellkarte, weist auf eine mögliche Gewitterlinie hin, die um 20 00 Uhr MESZ quer über das Mittelland zieht (run 09z, vt 18z).

Als kurz vor Mitternacht, am 17.08.2017, das Bulletin von Estofex im Internet einsehbar war, wurde auch dort dieser Unsicherheitsfaktor angesprochen: „Timing is still a bit uncertain and the main activity could shift a bit into the late evening and early night hours.“ (Das Timing ist weiterhin ein wenig unsicher und die Hauptaktivität könnte sich ein wenig zum späteren Abend hin, oder in die frühen Nachtstunden verschieben.)

Estofex Bulletin für den 18.08.17 (Ausgabe 17.08.17, 21:34 UTC)

Estofex traf die Entscheidung, trotz einiger Unsicherheiten, auch für weite Teile der Schweiz die Warnstufe 2 auszugeben (s. Grafik).

Doch für rd. 2/3 der Schweiz wurde im Alpen- und nördlichen Voralpenraum die Warnstufe 2 ausgegeben. Dies war sicherlich u.a. aufgrund folgender Feststellung entschieden worden: „Strong subsidence ahead of the mid-level impulse and a plume of drier mid-level air (sampled well by 12 Z soundings over S-France) should assist in some hours with diabatic heating before noon so the risk of too much cloud cover seems to be low right now.“ Infolge von einem Einschub trockener Luft auf einem mittleren Niveau (Luftschicht), ist vor Ankunft der Front im Tagesgang mit Subsidenz (Absinken) zu rechnen, was u.a. das Risiko einer zu früh einsetzenden Bewölkungszunahme mindert, „bis zum jetzigen Zeitpunkt“, wie Forecaster Tuschy noch anmerkte. Zu früh einsetzende Bewölkung bei der Entwicklung von Gewittern ist hinderlich, da die Sonneneinstrahlung und die damit verbundene Aufheizung der Grundschicht (heating) massiv eingeschränkt wird. Fabienne Muriset hingegen schrieb im Blog, „die Sonneneinstrahlung“ sei bei diesem Mal „nicht so sehr entscheidend. Die Luft vor der Front ist energiereich genug…“

Gewittervorschau von Fabienne Muriset

Am 18.08.2017, um 11 00 Uhr, war klar, dass dieses von Estofex angesprochene Risiko (s. weiter oben) nicht bestand, wie das Satellitenbild mit den Angaben des Bedeckungsgrades verdeutlicht. Infolge der Subsidenz schien die Sonne unter strahlend blauem Himmel und konnte ungehindert einheizen. Joachim von Meteocentrale machte auf eine „loaded gun“-Situation aufmerksam:

Wenn in mittleren Schichten der Atmosphäre trockene Luft herangeführt wird, entsteht eine Zone, in der Absinken (Subsidenz) vorherrscht und im Tagesgang bei klarem, blauen Himmel die Sonne ungehindert einstrahlen kann. Der Bedeckungsgrad wird auf dem Bild in hellblauen Zahlen angegeben, z.B. 0/8.

Schweizer Sturmforum, Beitrag von Joachim (Meteocentrale)

Cosmo 1 änderte das Szenario und modellierte in den neusten 06z- und 09z-Läufen am 18.08.2017 konsequent eine präfrontal sich entwickelnde Superzelle auf maximaler Reflektivitätsstufe entlang des Hochrheins in das Gebiet um Rafz ziehend (Bild unten, Situation um 15z, 17 00 Uhr MESZ).

Bereits 6-9 Stunden im Voraus modellierte Cosmo 1 in der Region Rafz eine konvektive Entwicklung mit Superzellen-Charakter, d.h. mit einer maximalen Reflektivitätsstufe in Bezug auf die Niederschlagssignatur. Äusserst überraschend ist die Tatsache, dass diese Prognose, mit einer minimalen Abweichung, genau zutraf; insofern erstmalig bei einer Zelle dieses Ausmasses, wie Andreas Hostettler von MeteoSchweiz, von dieser Leistung beeindruckt, einige Tage später schreiben wird. .

Zu einer veritablen Superzelle gehört natürlich auch Grosshagel, womit sowohl Estofex rechnete, aber vor allem auch Cosmo 1 seit dem Morgen des 18.08.2017 mit beachtlichen Durchmessern von >3 cm „im Programm“ besass.

Der Hagelparameter vom neuen Cosmo 1 ist sozusagen ein Highlight des in einem kleineren Gitter aufgelösten Models, weil die Prognosen damit gegenüber früher viel genauer geworden sind. Bereits 6 Stunden vorher war eine Superzelle mit Hagelbildung modelliert worden.

Schweizer Sturmforum, Beitrag von Andreas Hostettler (MeteoSchweiz)

Kurz vor 14 00 Uhr schrieb Andreas Hostettler von MeteoSchweiz im Schweizer Sturmforum: „Natürlich schätze ich die Eintretenswahrscheinlichkeit dieses features als nicht allzu gross ein.“ Er muss seine geäusserte Vermutung kurz darauf revidiert haben, denn es gibt von ihm schönes Bild- und Videomaterial von dieser Superzelle, die sich um ca. 16 00 Uhr entwickelte und in Richtung NW unterwegs war.

Bernhard Oker postete das Skew-T-Diagramm vom Payerne-Sounding von 12z (also 14 00 Uhr MESZ) und wies, wie Joachim, ebenfalls auf eine „loaded-gun“-Situation hin.

12z Skew-T-Diagramm von Payerne. In der rechten Skala sind sehr viele Parameter rot eingefärbt, was auf „severe storms“ (s. Legende) hinweist, also auf schwere (Gewitter-)Stürme.

Schweizer Sturmforum, Beitrag von Bernhard Oker

Kurz nach 16 00 Uhr wuchs am Hochrhein eine Superzelle heran, die im Gipfelbereich wunderschöne Pileus bildete, eine schleierartige Wolke über dem TCu. Der Hagelschlot reichte bereits bis hinauf in eine Höhe von 10 km.

Radarbild vom 18.08.2017, 16 15 Uhr MESZ. Am Hochrhein hatte sich eine Superzelle gebildet, deren Hagelschlot (siehe Vertikalschnitt) bis auf 10 km Höhe hinauf reichte.

Kurz nach 16 00 Uhr schoss die Gewitterzelle über dem Hochrhein hoch und entwickelte sich zur Superzelle. Im Scheitelbereich des TCu sind sehr schöne Pileus zu sehen, schleierartige Wolken, die an ein Häubchen erinnern. Sie sind ein Zeichen, dass innerhalb der Wolke enorme Aufwinde, mit Geschwindigkeiten von bis zu 180 km/h herrschen und so in der oberen Troposphäre Hagel produziert wird. (Bild: Bernhard Oker, Urdorf)

Schweizer Sturmforum, Beitrag von Bernhard Oker mit Bildmaterial der Superzelle

Von Westen her, mit Blick nach Osten, sah die Superzelle um ca. 16 00 Uhr MESZ ebenfalls spektakulär aus…..

Die Superzelle am Hochrhein vom 18.08.2017, um ca. 16 00 Uhr MESZ. Wo sie schon durchzog, hatte sie ihre Fracht abgeladen. An Stellen wo viel Hagel liegt und in der Sommersonne taut, entstehen über den Feldern und Äcker Dunstschwaden und Bodennebel. Foto Flowi

Schweizer Sturmforum, Beitrag von Flowi

Auf dieser Radaranimation (Datei unten) ist die Zugbahn dieser Gewitterzelle sichtbar, die beim nördlichen Ausläufer des Jura’s entstand und kurz vor 16 00 Uhr über dem Hochrhein zur Superzelle wurde. Erstaunlich, wie die Cosmo 1-Modellierung von 06z und 09z mit dem tatsächlichen Geschehen übereinstimmte!

Anhand dieser Radaranimation lässt sich die Zugbahn des Gewitters und die Entstehung der Superzelle rekonstruieren. Gezeigt wird hier der Loop von 16 00 Uhr bis 17 00 Uhr, als der Track über eine Distanz von ca. 60 Kilometern zunächst parallel zum Hochrhein und danach bis hin zum Randen bei Schaffhausen führte.

Beim 30-minütigen Zoomloop vom Donnerradar, erkennt man mehr Details, wie Strassen, Flüsse und Ortschaften. Bei Bad Säckingen, um 16 15 Uhr, ist die höchste Niederschlagsintensität (rosa) zwar erreicht, aber räumlich noch bescheiden. Bei der Ankunft an der Schweizer Grenze im Klettgau, ist der rosarote Zellkern mit Hagel dagegen riesig (s. Bild unten).

30-minütiger Donnerradar-Zoomloop: über dem Hochrhein verstärkt sich eine Gewitterzelle und wird zur Superzelle…. Quelle metradar.ch

Eine weitere Möglichkeit sowohl den Verlauf, als auch die Entwicklungsstadien eine Superzelle in der Reanalyse zu rekonstruieren, bieten die Messdaten in Verbindung mit der Hagelkorngrösse. Es sieht so aus, als sei diese Zelle bei der Überquerung des Randen bei Schaffhausen ziemlich schnell eingegangen….

Anhand der Summe der Messdaten lässt sich die approximative Korngrösse von Hagel, sowie die Zugbahn eines Gewitters, oder auch einer Superzelle rekonstruieren.

Nützliche Hilfe zur Rekonstruktion einer Gewitterzugbahn und Hagelkorngrösse

Schweizer Sturmforum, Beitrag von Kai Kobler (Kaiko)

Von dieser spannenden Wetterlage, bekam ich im Vorfeld gar nichts mit. Ich war mit anderen Dingen beschäftigt, die dringend hatten erledigt werden müssen. Während ich auf dem Weg zu einem wichtigen Termin war, entdeckte ich zwischen den Häusern an der Hohfurristrasse bei Winterthur-Wülflingen um 16 42 Uhr in Richtung Nordwesten eine sehr schöne und grosse Gewitterzelle. Sie gefiel mir so gut, dass ich telefonisch sofort zwei Termine verschob und in meinem Innern von „Geschäftsmodus“ auf „Chasingmodus“ umschaltete.

Von einer fast siedlungsfreien Anhöhe aus, an der Hohfurristrasse, hatte ich freie Sicht auf die Superzelle am Hochrhein. Im Vordergrund sieht man den alten Dorfkern von Winterthur-Wülflingen. Am Scheitel der Zellstruktur erkennt man Pileus, eine schleierartige Bewölkung, die wie eine Kappe über dem TCu thront. Sie ist ein Indiz für starke Aufwinde in einer Gewitterzelle und aus diesem Grunde auch für die Produktion von Hagel. Foto Cyrill Steiger, 18.08.2017 16 52 Uhr

Da ich von dort aus keine uneingeschränkte Sicht auf die Basis der Zelle hatte, entschied ich mich den Spotterplatz zu wechseln und in Richtung Riedhofstrasse zu fahren. Als ich über die Autobahnbrücke fuhr, hielt ich sofort an, um ein paar Fotos von dieser Situation zu machen. Die noch ständig emporwachsende Superzelle, sah aus dieser Perspektive einfach toll aus! Wie eine mächtige Kathedrale mit einer weissen Kuppel, die mich etwas an die Sacre Coeur in Paris erinnerte, ragte sie kilometerweit in den blauen Himmel, immer noch, und das seit über zehn Minuten, diesen Pileus auf dem Gipfel des Wolkendoms tragend. Sie wirkte grandios, pompös und stattlich; ich fuhr noch weiter, denn die Basis war immer noch nicht erkennbar.

Mayestätisch, wie die Kuppel einer Kathedrale, ragt diese Superzelle um 17 05 Uhr in gewaltigen Ausmassen auf. Die schleierartige Wolke oben am Kopf der Zelle nennt man „Pileus“ und ist ein sicheres Zeichen für in dieser Gewitterwolke entstehenden Grosshagel.

Etwa 500 Meter entfernt hielt ich bei meinem Spotterplatz, von dem aus man eine gute Sicht nach Norden hat. Dort ergab sich endlich die Möglichkeit von diesem prächtigen Wolkengebilde, zusammen mit der Basis, noch ein paar Aufnahmen zu machen, bevor das ganze Gewölbe in sich zusammenbricht. Sie gehört zu den schönsten Zellen, die ich je fotografieren konnte. Wer hätte gedacht, dass ich an diesem „busy“-Tag noch chasen gehe…

Diese Zelle haben aber auch noch andere Sturmjäger fotografiert, mit (natürlich) besserem Equipement (Vollformat, u.a. Profikameras). Einige Beispiele:

15 45 Uhr. Geburtsstunde der Superzelle bei Rheinfelden. Unterhalb der Wolkenbasis kann man eine deutliche Absenkung beobachten, die zu rotieren begann. Foto: Domi S.

16 30 Uhr. Rückseite des gewaltigen Wolkendoms dieser Superzelle von Südwesten aus nach Nordosten fotografiert. Mehrere Pileus-Häubchen und „Schals“ schmiegen sich schleierartig um den mächtigen Gewitterkomplex, sowohl im Gipfelbereich, wie auch auf der Seite. Foto: Domi S.

Schweizer Sturmforum, Chasingbericht mit Fotos von Domi S.

16 32 Uhr von Dietikon aus. Riesiges Wolkengebilde mit Pileus am Gipfel des bis an die Grenze der Tropopause reichenden Turms. Foto: Michael (Unterseen)

16 51 Uhr. Pileushäubchen am oberen Rand der Gewitterwolke, deuten auf die Produktion von Hagel innerhalb einer Zelle hin. Foto: Michael (Unterseen)

Schweizer Sturmforum, Beitrag von Michael (Unterseen) mit Fotos

Fotos und Zeitraffer von Andreas Hostettler (vimeo)

Um ca. 17 00 Uhr. Sehr schönes Bild von Andreas Hostettler, Mitarbeiter bei MeteoSchweiz

Schweizer Sturmforum, Chasingbericht von Andreas H., mit Fotos und Video

Andreas verschob sich danach zum Spotterplatz beim Sonnenbühl (Brütten) und schrieb, ein Naheinschlag in 1,8 km Entfernung bei Pfungen sei heftig gewesen – (Zitat) „…in bester Cyrill-Manier ;-)“….

Textauszug aus dem Chasingbericht von Andreas H., den ich erst heute bei den Recherchen zum Superzellenereignis entdeckt habe… Dieses Image werde ich nach den vielen Naheinschlägen, die ich erlebte, wohl nicht mehr los….. 😀

Die eigentliche Kaltfrontpassage war aus konvektiver Sicht nicht mehr so spektakulär. Es gab viel Wind, viel Regen, aber keine fotogene Blitzshow.

Ende