SYNOPTISCHE UEBERSICHT MITTELFRIST

S Y N O P T I S C H E Ü B E R S I C H T M I T T E L F R I S T
ausgegeben am Freitag, den 18.09.2020 um 10.30 UTC

Allmählich zunehmende Schauer- und Gewittertätigkeit. Erst warm, später mäßig
warm und Bergland Windzunahme.

Synoptische Entwicklung bis zum Freitag, den 25.09.2020

Eine komplexe Mittelfrist mündet voraussichtlich in eine durchgreifende Änderung
der Geopotenzialgeometrie über weiten Bereichen West- und Mitteleuropas
(wenngleich aus heutiger Sicht ohne signifikante Warnereignisse). Um diese
Umstellung zu verstehen müssen wir stromauf in Richtung Nordatlantik blicken und
da besonders auf die (Sub)Tropen, die aktuell noch eine rege
Tropensturmaktivität aufweisen.

Zwar befinden wir uns mittlerweile im destruktiven Ast der
Madden-Julian-Oszillation, allerdings im günstigen/negativen Bereich der 200 hPa
Geschwindigkeitspotenzialanomalie einer (konvektiv gekoppelten) Kelvinwelle –
sprich: in Höhendivergenz und somit noch förderlichen Hintergrundbedingungen für
die Tropensturmentwicklung (inkl. zunehmender La Nina Bedingungen). Hurrikan
TEDDY ist eines der Systeme, das diese Bedingungen momentan ausnützt und als
gewaltiger Kat. 4 Hurrikan über den offenen Nordatlantik in Richtung
Bermudainseln und in der Folge weiter nord-/nordostwärts zieht. Die
Ensemblevorhersagen weisen leider je nach Modell teils noch gröbere Schwankungen
auf.
Der Grund für diese Unsicherheiten innerhalb der Ensemblevorhersagen ist die
synoptische Entwicklung nördlich von TEDDY, die aus einer Vielzahl von Systemen
besteht, die jeweils ihren Einfluss auf unsere Mittelfrist ausüben:

  • eine kräftige/progressive Rossby-Welle (Entstehung über Kanada um den 12.
    September herum), die sich während der Mittelfrist über Grönland/Irminger See
    und bis zum Ende der Mittelfrist in Richtung Westeuropa verlagert (wenn man
    genau ist verliert sie aktuell ihre Kontur über dem Nordosten der USA in Folge
    antizyklonalem Wellenbrechens und wird durch den Input aus den Tropen zum Beginn
    der Mittelfrist südöstlich der Irminger See neu definiert (siehe Abgleich im
    Hovmoeller Diagramm)). Diese Welle definiert später (erweiterte Mittelfrist)
    eine mächtige Blockierung über dem eurasischen Sektor.
  • eine, die kanadische Rossby-Welle begleitende, kräftige KLA stromauf, die über
    dem Nordosten der USA bis nach Nova Scotia ein mächtiges, wenngleich mobiles
    Bodenhoch hervorruft, das in der Höhe jedoch durch einen PV streamer überlagert
    wird, der durch das angesprochene Wellenbrechen induziert wurde. Daher ist
    dieser Keil eher ein zerbrechliches Gebilde.
  • Ex-Sally, die als Schnellläufer von der kanadischen Rossby-Welle eingefangen
    wurde und mit deren diabatischem Outflow bzw. WLA eine zonale Hochdruckbrücke
    aufgespannt wurde, die zum Beginn der Mittelfrist auch noch Mitteleuropa
    beeinflusst. Dabei befindet sich der ehemalige Tropensturm dann zum
    Mittelfristbeginn als veritables Sturmtief vor Spitzbergen
  • ein umfangreiches Tiefdruckgebiet in den Subtropen (zum Mittelfristbeginn vor
    Portugal gelegen), das stromab der sich neu bildenden und zunächst noch
    progressiven Rossby-Welle (südöstlich von Grönland gelegen) zur kommenden
    Wochenmitte nordostwärts über Mitteleuropa geführt wird und einen Schwall
    feucht-milder Subtropikluft im Gepäck hat.
  • der Hauptakteur namens TEDDY, der aktuell als veritabler Hurrikan der
    Kategorie 4 über dem westlichen Nordatlantik nordwärts in Richtung Bermuda und
    in der Folge grob in Richtung Maine/Nova Scotia/Neufundland geführt wird. In den
    vergangenen 6 Modellläufen sprang z.B. der det. Lauf von GFS um mehr als 1500 km
    (zonal gesehen) hin und her, um nun im GEFS stark gebündelt auf Nova Scotia zu
    zeigen (leider wohl erneut zu stark gebündelt (undispersed)). Derweilen bleibt
    sich das IFS-EPS seiner Linie treu mit einer etwas breiteren Memberstreuung
    (Maine bis Neufundland), jedoch mit einem konstanten HRES/Kontrolllauf in
    Richtung Nova Scotia (mittlerweile mit einer Memberwahrscheinlichkeit von 60 bis
    70% innerhalb der EPS Ellipse, die das Maximum der Memberdichte umfasst).
    Als neue Unsicherheitskomponente bezüglich TEDDYs Verlagerung ist nun auch eine
    weitere tropische Depression im westlichen Golf von Mexiko zu nennen, die mit
    ihrem Outflow einen Keil vom mittleren Westen der USA gen Nordosten stützt. Dies
    könnte den dort vorhandenen PV streamer zusätzlich schwächen, neben der immensen
    negativen PV-Produktion durch den Outflow von TEDDY, sodass hier noch ein
    Fragezeichen ist, wie stark die Wirkung dieses Keils letztendlich ausfällt. Für
    diese Mittelfrist gehen wir jedoch weiterhin von einem Landfall in den benannten
    Regionen zur Wochenmitte aus und einer fortwährenden nördlichen bis
    nordöstlichen Zugbahn über die Davisstraße nach Südgrönland.

TEDDYs outflow interagiert mit der von Grönland nach Westeuropa ziehenden
Rossby-Welle durch eine Verschärfung des PV-Gradienten in deren südwestlichen
Quadranten und mit der Bildung eines supergeostrophischen Höhenjets, der mit
mehr als 180 kn (einer positiven Standardabweichung von 3 bis 4 sigma vom
klimatologischen Mittel) in Richtung Biskaya und im Verlauf der Mittelfrist gen
Mittel-/westliches Südeuropa gerichtet ist. Man kann sich das auch als eine Art
energetische Kaskaden-Reaktion vom durch latente Wärmefreisetzung angetriebenen
Tropensturm hin zur durch baroklinen Instabilität angefachten
Rossby-Wellenvergrößerung vorstellen. Dabei zeigt das IFS-EPS die größten
normalisierten Standardabweichungen im Südquadranten des Troges, was
verständlich ist, denn das zeitliche Einbinden von (Ex-)TEDDY entscheidet auch
über die Geometrie dieser Welle stromab. Somit ist von einem scharf südwärts
vorstoßenden Höhentrog (mit Ansätzen eines beginnenden Abtropfprozesses) und
einer kräftigen Südlage über Deutschland bis hin zu einer winkelförmigen
Westlage alles möglich. Was Fakt ist; der Input der vergangenen Tropenstürme
sorgt in diesem Monat zum ersten Mal (während dieser Mittelfrist) für eine klare
Rossby-Wellenstruktur über West-/Mitteluropa und somit ein Aufweichen des bis
dahin vorherrschenden schwachen Geopotenzialgradienten. Eine nachhaltige
Wetterumstellung ist daher sehr wahrscheinlich.

Was bedeutet das jetzt für unsere Mittelfrist?

Zum Beginn der Mittelfrist (Montag, der. 21.9.) genießen wir noch den Einfluss
der von Ex-SALLY gestützten zonalen Hochdruckbrücke, die weiten Bereichen
Deutschlands einen störungsfreien Tag beschert (sonnig, Tmax 19 Grad (Küsten)
bis 27 Grad (Umfeld des Rheins)). Es bleibt meist trocken, einzig im äußersten
Süden und Südwesten sickert mit Annäherung des sich von der Iberischen Halbinsel
über Frankreich nähernden Höhentiefs (nur transiente Bodentiefentwicklung über
der Biskaya) etwas labilere Luft ein, sodass hier ein geringes
Schauer-/Gewitterrisiko aufkommt.

Am Dienstag zieht das Höhentief von Südwest nach Nordost über Deutschland hinweg
und öffnet sich zu einer Welle. Die Hebungsprozesse der Welle sowie die
Advektion subtropisch feuchter und warmer Luftmassen bringen dem Süden und
Westen teils kräftige Schauer und Gewitter (TPWs 25-30 mm, dünne und
hochreichend gesättigte CAPE-Profile) mit Starkregen. Nach Norden und Osten
dämpft noch eine vergleichsweise trockene/stabil geschichtete Luftmasse die
Konvektion (was auch für die Nachtstunde gilt). Mit Maxima von rund 24 bis 28
Grad wird es nochmals vielerorts ein sommerlicher Tag.

Mittwoch amplifiziert die Rossby-Welle vor den Toren Europas und erfasst bereits
Irland/England und Schottland. Deutschland verbleibt in einer diffluenten und
kurzwellenanfälligen südwestlichen Höhenströmung im Einflussbereich feuchtwarmer
Luftmassen. Daher wird es deutschlandweit wechselhaft mit Schauern und Gewitter
und mit einem West-Ost-Temperaturgefälle der Maxima (20 bis 28 Grad).

Bis hier ist die Wetterentwicklung recht sicher, doch von nun an nehmen die
Unsicherheiten etwas zu, denn die Geometrie des Höhentroges wird nun zum
entscheidenden Fragezeichen. Innerhalb der letzten IFS-Läufe kam es leider
weiterhin zu nicht unerheblichen Veränderungen der Geometrie, sodass die
Unsicherheiten der Entwicklung nun deutlich zunehmen.
Man kann zusammenfassend sagen, dass sich bis zum Ende der Mittelfrist ein
umfangreicher Langwellentrog über dem Nordwesten und Westen Europas einnistet,
der ein steuerndes Zentraltief über Irland/England/Schottland aufbaut. Dabei
bleibt die Ostverlagerung gering dank des in die Spitze der Trogachse weisenden
Höhenjets, der eine fortwährende Vergrößerung der Wellenamplitude in Richtung
Iberische Halbinsel/westliches Mittelmeer fördert.
Daher verbleiben wir am Donnerstag noch voraussichtlich in einer strammen
Südströmung mit einem schleifenden /wellenden Frontenzug über Ostfrankreich/über
dem westlichen Deutschland. Somit sind die Niederschlagswahrscheinlichkeiten
(Schauer/Gewitter) im gesamten Westen höher als im Osten und im Alpenvorland
dürfte der Föhn (je nach Ausrichtung der 700-500 hPa Windvektoren) den
Niederschlag noch unterbinden. Erst zum Freitag könnte der Frontenzug
ausreichend Schubkomponente nach Osten erhalten, um als ausgeprägte Kaltfront
auch dem Osten Deutschlands einen endgültigen Luftmassenwechsel zu bescheren
(ähnliche Niederschlagsverteilung wie am Vortag). Die Höchstwerte liegen von
West nach Ost zwischen 20 und 25 Grad.
Die Tiefstwerte pendeln dabei mal etwas über, mal etwas unter 10 Grad und der
Südwestwind gewinnt zum Ende der Mittelfrist besonders im Bergland zunehmend an
Bedeutung (einzelne Sturmböen).

In der erweiterten Mittelfrist entwickelt sich mal wieder eine mächtige
blockierende Antizyklone über Skandinavien, sodass der Langwellentrog bei uns
kaum noch nach Osten vorankommt. Im letzten IFS-EPS wird gar die Option eines
zyklonalen Wellenbrechens über Europa angedeutet, was die Bildung einer
positiven Geopotenzialanomaliebrücke von Kanada bis nach Skandinavien bewirken
könnte. Das wird allerdings von GFS/GEFS und einer positiven AO vorerst nicht
gestützt. Somit stehen die Anzeichen weiterhin auf eine anhaltende wechselhafte
Witterung mit zeitweiligen Niederschlägen und gemäßigtem Temperaturniveau (dank
modifizierter Polarluft). Sicherlich etwas, was die dürregeplagten Landwirte
gerne hören, auch wenn weiterhin kein Landregen abzusehen ist.

Bewertung der Konsistenz des operationellen Laufs

Die synoptisch-skalige Entwicklung innerhalb der vergangenen IFS-Läufe kann
bezüglich „timing“ und „Positionierung“ als sehr gut bezeichnet werden, handelt
es sich doch um einen gut zu erfassenden Langwellentrog, der in Richtung
Westeuropa zieht. Allerdings gibt es die Unsicherheit, wie weit sich dieser
Langwellentrog über die Biskaya und Portugal/Spanien nach Südwesten/Süden
ausweitet. Diese Diskrepanz äußert sich zum Ende der Mittelfrist in eher
quasi-stationäre Lösungen des Langwellentroges (Modelllauf 00Z vom 17.9.),
während in den aktuelleren Läufen eher eine progressivere Variante mit
geringerer Amplitude bevorzugt wird (Modelllauf 00z vom 18.9.). Daraus ergeben
sich auch Unsicherheiten bezüglich der Lage des steuernden Zentraltiefs, das
zwar zumeist über England/Schottland berechnet wurde (00Z Lauf vom 17. und
18.9.). Allerdings gibt es auch deutlich südlichere Varianten (12Z Lauf vom
17.9.) mit einer Lage über der Normandie. Diese Diskrepanzen äußern sich
besonders in der Frage, wie schnell die warme Luftmasse im Osten Deutschlands
ausgeräumt werden kann und wie kräftig die Windentwicklung im Bergland ausfällt.
Dass es im Mittelfristverlauf überall wechselhafter wird ist jedoch in allen IFS
Modellläufen zu erkennen.

Wenn wir von „wechselhaft“ sprechen ist jedoch aus aktueller Sicht leider kein
Landregen gemeint, sondern nur zunehmende Schauer- und Gewitteraktivität. Die
Mittelfrist über (von Montag bis Freitag kommender Woche) liegen die
Niederschlagsmengen im Osten bei unter 10 l/qm und sonst zwischen 10 und 30 l/qm
(mit etwas höheren Mengen womöglich im Schwarzwald und entlang der Alpen).

Vergleich mit anderen globalen Modellen

Etwas überraschend, trotz der noch variablen Handhabe von TEDDY im GEFS/IFS-EPS,
zeigen beide det. Modellläufe (IFS/GFS) eine recht einheitliche Entwicklung,
wobei IFS zum Ende der Mittelfrist den Langwellentrog weiter nach Süden
ausgreifen lässt (rund 300 km südlicher). ICON zeigt wie so oft einen Mittelweg
zwischen beiden Modellen.
Abgesehen von diesem recht homogenen Erscheinungsbild im 500 hPa Geopotenzial
ergeben sich im Bodendruckfeld erhebliche Diskrepanzen bezüglich zahlreicher
kleinräumiger Teiltiefs, die sich u.U. gar zu Sturmtiefs aufblähen und vor allem
Irland/England/Schottland, die Nordsee bzw. Deutsche Bucht und Norwegen
betreffen können. Auch die Option einer Mittelmeertiefentwicklung über
Norditalien zum Ende der Mittelfrist steht im Raum.
Somit sieht es aktuell nach einer überschaubaren Unsicherheit innerhalb der
Numerik aus. Alle Modelle belassen Deutschland die Mittelfrist über in einer
diffluent konturierten Südwest- bis Südströmung, sodass aktuell auch keine
signifikanten Windentwicklungen auszumachen sind. Allerdings muss man noch
abwarten, wo das Zentraltief zum Liegen kommt und wohin es seine Teiltiefs
schicken wird.

Bewertung der Ensemblevorhersagen

Die IFS-Meteogramme zeigen deutschlandweit bis einschließlich Donnerstag nur
geringe Zu-/Abnahmen der Temperaturmaxima, einzig die Minima steigen zunehmend
in den zweistelligen Bereich an.
Zur Wochenmitte und darüber hinaus nehmen die Niederschlagssignale zu,
allerdings nur mit sehr geringe Medianwerten, aber hohen Spitzen einiger
Einzelmember (Anzeichen für kräftige Schauer/Gewitter). Dabei verschiebt sich
die Zunahme der Niederschläge nach Osten und Südosten eher auf den Freitag. Der
Mittelwind nimmt ebenfalls ab der Wochenmitte zu mit einer deutlichen Zunahme
der Böigkeit ab Freitag, sollte die Höhenkaltluft Deutschland in der Tat fluten
(bessere Durchmischung).
Bis einschließlich Mittwoch im Westen und Donnerstag im Osten gibt es eine sehr
enge Bündelung in den Rauchfahnen der 850 hPa Temperatur und des 500 hPa
Geopotenzials und einer raschen Streuung in der Folge – abhängig von der Lage
des Langwellentroges/Zentraltiefs. Insgesamt wird aber auch hier eine ruhige
Mittelfrist gezeigt.

Die Cluster zeigen zum Beginn der Mittelfrist, am Montag, 3 Cluster mit dem
klimatologischen Regime „positive NAO“. Das Einbinden von TEDDY wird innerhalb
der Cluster recht einheitlich gesehen mit nur geringen Abweichungen der
positiven Geopotenzialanomalien über Mitteleuropa.

In der Folge bleiben 3 Cluster vorherrschend (zumeist das klimatologische Regime
„positive NAO“ aufweisend) mit dem Kontrolllauf im 1. Cluster und dem det. Lauf
im 3. Cluster. Alle Cluster zeigen die Entwicklung eines mächtigen
Langwellentroges über Westeuropa und deutlich negativen Anomalien über
Nordwesteuropa. Deutschland liegt dabei durchweg entweder in einer südwestlichen
oder südlichen Höhenströmung. Gröbere Unsicherheiten ergeben sich bei der
Keilaufwölbung vor Grönland, wie kräftig diese ist und wohin Ex-TEDDY dann
gesteuert wird. Alle Cluster deuten zum Ende der Mittelfrist die Bildung einer
mächtigen blockierenden Antizyklone über Skandinavien an, die gar in eine
Brückenbildung zwischen Kanada und Skandinavien münden könnte.

Wahrscheinlichkeiten für signifikante Wettererscheinungen

Der EFI unterstreicht die insgesamt (warntechnisch) ruhige Mittelfrist mit einem
geringen positiven Ausschlag bei der Temperatur (dank der Advektion
subtropischer Luftmassen vorderseitig des Langwellentroges). Erst zum Ende der
Mittelfrist werden im äußersten Westen Signale für vom Modellklima abweichende
Windböen gerechnet, allerdings im überschaubaren/geringen Bereich (0.5-0.6). Im
gesamten Südwesten Europas gibt es jedoch dahingehend deutlich stärkere Signale,
sodass dieser Parameter im Auge behalten werden muss.
Zum Mittwoch/Donnerstag springt der EFI „CAPE“ in weiten Bereichen Deutschlands
an und Gewitter mit Starkregen sind bei der zu erwartenden Luftmasse/Schichtung
sicherlich nicht auszuschließen (bei allerdings meist geringer Scherung oder
einem EFI „CAPE/shear“ von unter 0.5).
Der EFI „water vapor flux“ zeigt nur schwache Signale über der Iberischen
Halbinsel, bevor auch diese in der Folge verschwinden. Die deutlichsten Werte
gibt es im Zuge von Ex-Sally und einem „Atmosphärenfluss“, der auf das
zentrale/nördliche Norwegische Gebirge gerichtet ist und dort heftige
Niederschläge bringt, ebenso wie der ehemalige (sub)tropische Sturm im östlichen
Mittelmeer, der aus heutiger Sicht mit viel Regen die nördlichen Küsten
Libyens/Ägyptens erreichen sollte.

Basis für Mittelfristvorhersage
IFS, IFS-EPS, GEFS, MOSMIX

VBZ Offenbach / Dipl. Met. Helge Tuschy