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Thema des Tages

„Mutter Courage“ zu Gast bei Väterchen Frost

Kalt ist es gewesen, auch in der vergangenen Nacht. Bei Minima von -3 bis -9 Grad, gebietsweise auch darunter, kann man getrost von winterlichen Verhältnisse sprechen. Für viele bedeutet dies, dass ein lauschiges Plätzchen vor einem knisternden Kamin deutlich attraktiver erscheint als ein Aufenthalt im Freien.

Allerdings gab und gibt es immer auch Menschen, auf die Eis und Schnee eine besondere Faszination ausüben. Die „natürlichen Freunde“ dieses Menschenschlages sind die Gletscher der Hochgebirge und die Polargebiete. Auch hier im Thema des Tages gab es immer mal wieder eisige Reportagen, beispielsweise am 30.07.2018 („Eismitte“), kürzlich zum Piteraq (17.01.2019) oder sogar eine „Trilogie“ zu einem Aufenthalt auf der Neumayer-Station (04., 24. und 25.04.2018).

Und demnächst könnte es wieder Neuigkeiten aus dem Eis geben. Immerhin plant eine internationale Forschergruppe unter Führung des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in
Bremerhaven wieder eine groß angelegte Expedition in die Arktis.

Das Vorbild für die geplante Mission der „eiskalten“ Frauen und Männer lieferte schon vor mehr als 100 Jahren der norwegische Polarforscher Fridtjof Nansen. Dieser vermutete, dass das winterliche Packeis in den polaren Regionen der Nordhalbkugel eine Drift aufweist, von der man sich – einen gut gewählten Startpunkt vorausgesetzt – bis zum Nordpol und über diesen hinaus „treiben“ bzw. „ziehen“ lassen könnte. Mit der Idee von der Packeisdrift konnte man u.a. erklären, warum Trümmerteile des 1881 vor der Nordküste Sibiriens im Packeis untergegangenen US-Kriegsschiffs USS Jeannette drei Jahre später vor der Südostküste Grönlands wieder auftauchten.

Nansen beschloss daher, sich nördlich von Sibirien mit seinem Schiff, der extra für diesen Anlass konstruierten FRAM, vom Packeis einschließen zu lassen, um mit dem Eis zum Nordpol zu driften. Die Drift führte ihn allerdings am Pol vorbei, und auch der Versuch, mit Hundeschlitten den Pol zu erreichen, misslang. Letztendlich erreichte Nansen eine maximale nördliche Breite von 86° 13,6′. Die geplante wie auch die tatsächliche Route sind in der beigefügten Grafik
dargestellt. Zudem sind in der Karte die aus der vergangenen Nacht stammenden Tiefstwerte flächig hinterlegt. Sie geben einen – zumindest meteorologischen – Eindruck von den extremen Bedingungen der Polarnacht.

Und heute? Wie schon angedeutet, bereiten sich auch aktuell wieder couragierte Forscherinnen und Forscher auf Ihren Besuch bei Väterchen Frost vor. Das Forschungsschiff des Alfred-Wegener-Instituts mit dem treffenden Namen POLARSTERN soll mit dem Packeis zum Nordpol driften. Neben Eis- und Meeresforschung wird es dabei maßgeblich um
meteorologische Fragestellungen gehen. Insbesondere Untersuchungen zum Klimawandel sind geplant, sind doch die Polarregionen diejenigen auf unserem Planeten, die sich am schnellsten erwärmen.

Die technischen Rahmenbedingungen sind dabei deutlich ausgereifter als zu Nansens Zeiten. Dabei wird das Forschungsschiff zumindest anfangs u.a. von Eisbrechern begleitet, außerdem soll neben dem Schiff eine Landebahn für Versorgungsflugzeuge angelegt werden. Andere Gefahren bleiben, wie sie auch zu Nansens Zeiten waren. Dazu gehören z.B. Eisbären – und natürlich die arktischen Temperaturen.

Ob die Forscherinnen und Forscher ab und zu an einen knisternden Kamin denken?

Dipl.-Met. **
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 23.01.2019

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Thema des Tages

Draußen kalt, drinnen warm, Fenster nass…

Blickt man derzeit auf das Thermometer und anschließend auf den Kalender, so stellt vermutlich manch einer fest: Passt! Sowohl kalendarisch als auch wettertechnisch ist Winter angesagt. Klar, in weiten Teilen des Landes liegt zwar kein Schnee, aber immerhin machen die Temperaturwerte der Jahreszeit alle Ehre. Und kaum ist es draußen mal richtig kalt, schon schränken unzählige Tröpfchen an den Rändern der Fensterinnenseiten die freie Sicht aus der warmen Stube nach draußen ein. Um physikalisch erklären zu können, warum es denn eigentlich am Fenster zu dieser Tröpfchenbildung kommt, muss man sich mit der relativen Luftfeuchtigkeit beschäftigen.

Die relative Luftfeuchte beschreibt das Verhältnis zwischen dem tatsächlichen und dem maximal möglichen Wasserdampfgehalt des betrachteten Luftvolumens (meistens 1 m³ Luft) und wird üblicherweise in Prozent angegeben. Eine relative Luftfeuchte von 100 % bedeutet also, dass die Luft genauso viel Wasserdampf enthält, wie es ihr maximal möglich ist. Sie ist dann gesättigt und kann keinen weiteren Wasserdampf mehr aufnehmen. Wird dann doch noch weiterer Wasserdampf zugeführt, kondensiert dieser überschüssige Wasserdampf und es entstehen Tröpfchen. In freier Wildbahn kann man dieses „Phänomen“ zum Beispiel bei der Bildung von Tau, Nebel oder Wolken beobachten.

Wie viel Wasserdampf nun ein bestimmtes Luftvolumen aufnehmen kann, hängt von der Lufttemperatur ab. Wärmere Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kältere. Während beispielsweise 1 m³ Luft bei 15 Grad 13 g Wasserdampf speichern kann, sind bei 0 Grad nur noch maximal 5 g möglich. Bei -18 Grad, wie beispielsweise in der Nacht zum
vergangenen Montag an der Station Deutschneudorf-Brüderwiese (Erzgebirge) gemessen, reicht sogar schon etwa 1 g Wasserdampf um 1 m³ Luft „satt“ zu bekommen.

Übertragen wir das mal auf die Fensterinnenseite: Vor allem im Winter gehören Fensterscheiben mit zu den kältesten Stellen eines Raums, d.h. die Luft, die sich direkt am Fenster befindet, hat eine niedrigere Temperatur als beispielsweise die in der Mitte des Raums. Da die Wasserdampfmenge in einem Raum aber im Normalfall überall gleich ist, ist die relative Luftfeuchte direkt am Fenster am höchsten und somit auch die Neigung zur Kondensation. Um dies so gut wie möglich zu verhindern, stehen Heizungen auch häufig unter den Fenstern.

Damit dieses Kondenswasser nicht zum Problem wird (Stichwort Schimmelbildung), ist es wichtig, der erhöhten relativen Luftfeuchte an bestimmten Stellen im Raum entgegen zu wirken, z.B. indem man mehrmals täglich für wenige Minuten stoßlüftet. Dadurch gelangt kühlere Luft in den Raum, die im Normalfall deutlich weniger Wasserdampf beinhaltet als die bisherige Raumluft. Vermischt sich nun die einfließende Luft mit der Raumluft und der unmittelbar am Fenster vorhandenen feuchten Luft, sinkt insgesamt der absolute
Wasserdampfgehalt der Luft im Raum. Häufig ist dieser Effekt sogar so stark, dass nicht nur die Raumtemperatur, sondern auch die relative Luftfeuchtigkeit im gesamten Raum sinkt. Schließt man nun die Fenster und kurbelt die Heizung wieder an, bleibt die absolute
Wasserdampfmenge in der Luft unverändert, ihre Temperatur nimmt aber – sofern die Heizung ihren Job macht – wieder zu. Die relative Luftfeuchtigkeit sinkt also weiter ab, bis entweder die gewünschte Raumtemperatur erreicht ist oder Feuchtequellen wie beispielsweise feuchte Klamotten auf dem Wäscheständer sich in den Wasserdampfgehalt der Luft einmischen.

Aber nicht nur Ihre Fensterdichtungen werden Ihnen für ein
regelmäßiges Lüften dankbar sein, sondern sicherlich auch Ihr Körper und Geist. Letztere aber wohl eher für die Zunahme des
Sauerstoffgehalts im Raum.

Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 22.01.2019

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Thema des Tages

Die Schwächen der Nordatlantischen Oszillation

An dieser Stelle wurden Ihnen schon des Öfteren Zirkulationsmuster in der Atmosphäre und deren Auswirkungen auf das Wettergeschehen in Deutschland nähergebracht. Ein „Klassiker“, auf den man dabei immer wieder stößt, ist die sogenannte „Nordatlantische Oszillation“, kurz NAO. Letztmalig erfuhr sie die volle Aufmerksamkeit im Thema des Tages vom 13.11.2016.

Die Nordatlantische Oszillation beschreibt mit Hilfe des NAO-Index die Lage und Intensität der atlantischen Westwindzone. Die Grundlage dafür bilden die Luftdruckunterschiede der im klimatologischen Mittel anzutreffenden Druckgebilde mit dem Islandtief auf der einen und dem Azorenhoch auf der anderen Seite. Dabei entsteht eine
Ausgleichsströmung, die bestrebt ist, diese Differenzen wieder auszugleichen. Diese Ausgleichsströmung, die wir als Wind wahrnehmen, findet ausgangsweise vom hohen zum tiefen Druck statt (von den Azoren nordwärts nach Island = Südwind). Sie wird aber infolge der Erdrotation (Corioliskraft) auf der Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt. So ergibt sich effektiv ein Westwind. Positive NAO-Indizes sind dabei häufig mit mildem Wetter zur Winterzeit in Mitteleuropa verbunden, da mit einer strammen westlichen Strömung milde Luftmassen vom Atlantik weit landeinwärts (teilweise bis nach Osteuropa) transportiert werden. Sind die Druckgebilde hingegen schwächer als im Mittel ausgeprägt oder kehren sich gar um (Hoch bei Island, Tief bei den Azoren), so stellen sich gerne sogenannte blockierende
Wetterlagen ein. Dann können sich kalte Luftmassen leichter über Mitteleuropa ausbreiten (selbst bilden oder aus Norden/Osten zu uns gelangen).
Der klassische NAO-Index basierte noch auf den stationsgebundenen Luftdruckgegensätzen zwischen Ponta Delgada (Azoren) und Reykjavik (Island). Moderne Verfahren berücksichtigen mehr die Gesamtsituation. So schaut man sich basierend auf der numerischen Wettervorhersage Druckabweichungen in höheren Luftschichten (ca. 5,5 km) an und zwar auf größeren räumlichen (zwischen 20 Grad nördlicher Breite und dem Nordpol) und zeitlichen Skalen (Referenzzeitraum 1950-2000).

Doch genug zur Theorie. In der Praxis stellt sich die Großwetterlage aktuell wie folgt dar: Südlich des umfangreichen Tiefs JANNO mit Kern von rund 975 hPa bei Island erstreckt sich ein Bereich hohen Luftdrucks vom Seegebiet westlich der Azoren bis knapp westlich von Portugal, der lediglich durch ein kleinräumiges, schwaches Tief unterbrochen ist. Folglich ist der NAO-Index positiv, was auch den Berechnungen des amerikanischen Klimavorhersagezentrums zu entnehmen ist. Demnach liegt der Wert nahe +1 (siehe angehängte Grafik). Und dennoch ist das Wetter bei uns winterlich! Wie passt das zusammen? Zum einen gibt es trotz statistischer Häufung natürlich immer Ausnahmen. Im aktuellen Fall verdanken „Kälteliebhaber“ diese Ausnahme dem Hoch BRIGIDA über Südostpolen, dessen Einflüsse noch bis zu uns reichen. Sobald also in irgendeiner Form ein „schützendes“ Hoch über Nord- oder Mitteleuropa liegt, tun sich die Protagonisten über dem Atlantik mitunter schwer. Zum anderen verweisen Studien darauf, dass Zusammenhänge zwischen positivem NAO-Index eine statistisch erhöhte Häufigkeit mit milden Temperaturen und viel Regen vor allem für Norddeutschland zutreffen, für Süddeutschland hingegen weniger. Das hängt vorrangig mit der Orographie zusammen. Gerade in den Tälern und Senken hält sich vorhandene Kaltluft (Kaltluftseen) bei nur geringen Windgeschwindigkeiten häufig sehr zäh. Ein entscheidender Faktor ist zudem die Position des Islandtiefs. Je weiter östlich, desto größer die unmittelbare Schubkraft der milden Atlantikluft. Bei einem Tiefkern westlich von Island stiegen beispielsweise die Chancen, dass eine bereits bestehende Blockade über Mitteleuropa hält.

Fazit:
Allein den NAO-Index zu Rate zu ziehen um abzuschätzen, ob eine winterlich geprägte Witterungsphase in Deutschland ansteht, geht häufig schief. Berücksichtigt man dagegen den zeitlichen Verlauf und aktuelle Prognosen der NAO, die Position des Islandtiefs sowie eventuell vorhandene blockierende Hochdruckgebiete über dem Kontinent, führt das in der Regel zu brauchbaren Ergebnissen. Probieren Sie es doch einmal aus!

Dipl.-Met. Robert Hausen
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 21.01.2019

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„Blutmond“ bei frostigen Temperaturen

Für die Astronomie-Fans findet das erste Großereignis des Jahres statt. Montagfrüh ist in Deutschland eine totale Mondfinsternis und damit ein sog. „Blutmond“ am Himmel zu sehen. Wer das Naturschauspiel live miterleben will, muss den Wecker ziemlich früh stellen und sich auch warm anziehen, denn die Temperatur liegt verbreitet im Frostbereich.

Bei einer Mondfinsternis steht die Erde zwischen Sonne und Mond: Der Vollmond befindet sich dann im Kernschatten der Erde, diesmal für ganze 63 Minuten. Darüber hinaus sind Venus und Jupiter nah beieinander am Himmel zu sehen.

Da der Mond nur rund 357.000 Kilometer von der Erde entfernt ist, erscheint er etwa zehn Prozent größer als gewöhnlich. Außerdem steht er niedrig über dem Horizont und wirkt dadurch noch einmal größer.

Die totale Mondfinsternis nennt man gerne auch „Blutmond“ wegen seiner rotbraunen Farbe. Dies wird dadurch verursacht, dass die Sonnenstrahlen in der Erdatmosphäre gebrochen werden und nur das langwellige rötliche Restlicht zum Mond gelangt. Die Färbung hängt auch von den Wetterbedingungen ab, die an dem Tag herrschen.

Wer den blutroten Mond von Anfang an live ansehen möchte, muss ziemlich früh aufstehen. Um 3:35 Uhr MEZ wandert der Mond in den Halbschatten der Erde und erreicht schließlich um 4:34 Uhr den Kernschatten. Um 5:41 Uhr beginnt die totale Finsternis und um 6:44 Uhr ist die Totalität der Finsternis wieder vorbei. Ideal für die Beobachtung der Finsternis ist eine freie Sicht in Richtung Westen zum Horizont.

Wie sehen die Wetterbedingungen bei diesem Event aus? Mit Sicherheit kann man sagen, dass abgesehen von den nordfriesischen Inseln überall in Deutschland Frost zwischen -1 und -5 Grad, in der Mitte und im Osten sogar zwischen -5 und -10 Grad herrscht. Es wird also eine ziemlich kalte Angelegenheit sein. Mit einem heißen Tee oder Kaffee kann man die Kälte etwas erträglicher machen.

Wolkentechnisch sieht es für große Teile Deutschlands ganz gut aus, denn der Himmel ist überwiegend klar oder gering bewölkt, abgesehen von vereinzelten flachen Nebelfeldern, die sehr schwierig
vorherzusagen sind. Ausnahmen gibt es leider: Ganz im Norden driften Wolkenfelder herein und auch im Süden Deutschlands, etwa südlich einer Linie Karlsruhe – Weiden in der Oberpfalz, bleibt die Wolkendecke meist geschlossen.

Für diejenigen, die eine zusätzliche Motivation benötigen, um dem Wecker so früh einzustellen und bei frostigen Temperaturen draußen zu sein: Die nächste totale Mondfinsternis in Deutschland findet erst wieder in neun Jahren statt, nämlich am 31. Dezember 2028 (laut dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR).

Dipl.-Met. Marco Manitta
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 20.01.2019

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

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Thema des Tages

Ruhiges Winterwetter

Die eingeflossene maritime Polarluft ist durch das Hoch „BRIGIDA“, das sich heute mit seinem Schwerpunkt von Mitteleuropa nach Osteuropa zieht, zur Ruhe gekommen und kann sich vor allem in den Nächten stark abkühlen. Dabei können die Temperaturminima über Schnee und bei klarem Himmel oft unter -10 Grad liegen. Tagsüber erwärmt sich die Luft etwas, jedoch bleibt diese vor allem im Ost- und Süddeutschland sowie in den mittleren und höheren Lagen im Frostbereich.

Auch wenn das Hoch in den kommenden Tagen über Osteuropa liegt, ist es jedoch stark genug, um atlantische Frontensysteme von Deutschland fernzuhalten. Da die Strömung zunehmend auf östliche Richtungen dreht, fließt zudem kalte und trockene Festlandsluft nach
Deutschland. Somit bleibt der freundliche, aber recht kalte Charakter wetterbestimmend. Lediglich am Dienstag und in der Nacht zum Mittwoch gelingt es einem atlantischen Tiefausläufer in der Westhälfte Deutschlands etwas Schnee zu bringen. Allerdings ist diese Prognose noch sehr unsicher.

Nach dem eher turbulenten Wetter in den ersten beiden Januarwochen mit Schneemassen in den Alpen und in einigen Mittelgebirgen stehen uns also ruhigere Zeiten bevor. Dabei kann man den dort reichlich gefallenen Schnee zur Freude der Wintersportler genießen.

Die winterliche Periode könnte, nach heutiger Modellprognose, mehrere Wochen andauern und umfasst auch weite Teile Europas. Wer also vor der Kälte fliehen möchte, für den wäre beispielsweise Australien ein möglicher Zufluchtsort. Dort ist es zurzeit sommerlich heiß mit Höchstwerten weit über 40 Grad. Ansonsten bleibt nur auszuharren, der Frühling und der Sommer kommen bestimmt.

Dipl.-Met. Marco Manitta
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 19.01.2019

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

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