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 11.08.2023 um 10.30 UTC

Mitte/Osten bis zu den Alpen täglich erhöhtes Gewitter-/Unwetterpotenzial mit
potenziell gröberer Lage am Montag. Zum Ende Beruhigung und von Süden allmählich
heißer.

Synoptische Entwicklung bis zum Freitag, den 18.08.2023

Der an dieser Stelle schon längere Zeit angekündigte Wetterwechsel wird auch
heute verkündet und mündet in einen sommerlichen Witterungsabschnitt. Bevor wir
uns jedoch die aktuelle Mittelfrist näher anschauen vielleicht noch ein kurzer
Überblick über die Themen, die den Sommer bisher und somit (in)direkt auch die
aktuelle Mittelfrist präg(t)en.

Den Sommer über dominant und auch aktuell einen großen Einfluss ausübend ist die
in diesem Ausmaß ungewöhnliche (wenngleich nach späten „final warmings“ nicht
unbekannte) und nahezu ununterbrochene Kopplung positiver NAM (Northern Annular
Mode) / warmer PCH (polar cap height) Werte zwischen Stratosphäre und
Troposphäre, die aktuell sogar immer weiter zunimmt. Die Kopplung manifestiert
sich (beginnend nach der finalen Erwärmung) in einer seit Anfang Juni
überwiegend negativen NAO und selbiges gilt abgeschwächt für die NAM. Mit einem
monatlich gemittelten Wert von -2.17 war es der niedrigste Juli-Wert der NAO
seit 2015. Die Folge war eine immer wiederkehrende Blockierung in den nördlichen
Breiten, was im Juni/Juli besonders Kanada, die Polregion und in extremen Ausmaß
auch das Seegebiet zwischen Grönland und Neufundland mit positiven
Geopotenzialabweichungen betraf (dort auch aktuell die maximale SST Anomalie mit
bis zu +6K! mit Blick auf den Nordatlantik dank der beständigen windschwachen
Bedingung). Inwieweit der massive und sich mittlerweile auch nordhemisphärisch
ausweitende Wasserdampfeintrag der Hunga Tonga-Hunga Ha’apai Eruption in die
Stratosphäre darauf auswirkt ist aktuell Gegenstand zahlreicher Studien. Erste
Simulationsergebnisse (z.B. Jucker et al.) deuten einen maximalen Abdruck in der
Bodentemperatur und -/feuchte für 2025 bis 2029 an (mit einer Abkühlung über
Skandinavien während des Winters und Frühlings), allerdings ist das Rauschen
noch zu groß, um darauf basierend bereits handfeste Aussagen treffen zu können
bzw. gehen andere Erstabschätzungen von deutlich geringeren Auswirkungen aus.

Auswirkungen auf diese Mifri (Mittelfrist)? Fortdauer der negativen AO/NAO
Verhältnisse mit einer äquatorialen Ausdehnung der blockierenden Zentren im
Vergleich zum Juni/Juli. Die im Juni/Juli deutlich zu schwachen Zonalwinde
(Kanada bis Irland) verschieben sich südwärts und erfassen nun zunehmend
Westeuropa.

Was gibt es noch zu beachten? Ein sich aufbauender El Nino, wo die Ernennung nur
noch eine Frage der Zeit ist (nach NOAA bereits der zweite Monat in Folge mit im
Sektor 3.4 gemittelten Werten von 0.5 Grad oder mehr). Die Kopplung
Meer/Atmosphäre wurde im Sommer jahreszeitentypisch vorübergehend abgeschwächt
bzw. gar unterbrochen, doch findet diese seit der Monatsmitte des Julis schwach
statt (nimmt man den Southern Oszillationsindex als Kopplungsindikator heran).
Trotz der noch nicht durchgeführten Benennung und den besonders in der
Sommerzeit schwer zu verfolgenden Auswirkungen auf das europäische Wetter, die
variabel und nicht linear ausfallen können, sollte die aktuelle Entwicklung doch
ihren Platz in der Betrachtung finden, denn die Temperaturentwicklung des
Sektors 3.4 wird nur vom Rekord-El Nino 1997/98 übertrumpft und unterstreicht
die NWP Vorhersagen eines „starken“ El Nino-Ereignisses.
Erschwerend für die Interpretation kommen zudem die unzähligen marinen
Hitzewellen in der nördlichen Hemisphäre hinzu, die sicherlich einen Input des
sich verändernden Klimas beinhalten, bezüglich der Magnitude jedoch vor allem
aus der ungewöhnlichen (sub)saisonalen Entwicklung resultieren. Nach 3 Jahren
mit La Nina (u.a. verringerte Westwinddrift in Außertropen, was SSTs dort
erhöht) entwickelte sich der El Nino sehr rasch und heizt nun zusätzlich die
tropischen Bereiche auf. Z.B. im Pazifik konnte lange keine Dipolstruktur der
SST Werte gesehen werden, wenngleich sich nun immer mehr das warme Christkind
herausarbeitet. Auch die 2020 umgesetzte Schwefelregulierung der Schiffsfahrt
(Emissionen) scheint sich deutlich auf die oberflächennahen
Meerestemperaturwerte der außertropischen Bereiche auszuwirken, doch das nur am
Rande. Es spielt auf jeden Fall sehr viel in die aktuellen Spitzenwerte mit ein.

Fazit für unsere Mittelfrist: Der zusätzliche Wasserdampfinput ist nicht nur bei
der potenziellen Intensivierungsrate von außertrop. Tiefdruckgebieten, sondern
auch bei der Magnitude der begleitenden „atmosphärischen Flüsse“ zu beachten.
Ein solcher sollte sich im Verlauf der Mifri über dem Nordatlantik aufbauen und
durch diabatischen Input ein etwas ausgeprägteres „downstream development“ vor
den Toren Europas induzieren (westlich von Portugal/Spanien). Der Beginn einer
markanten Hitzewelle zumindest für Südwesteuropa?

Wieso ist die ENSO zusätzlich von Interesse? Tropische Konvektion interagiert
direkt und indirekt mit den Außertropen z.B. in Form von sich entwickelnden
Rossby-Wellenzügen (RWZ), die durch ihre Stationarität geprägt werden. Nuancen
entscheiden nun, wer in diesem Sommer in Europa welche Schattenseite erlebt. Den
Großteil vom Juli erstreckte sich ein RWZ vom zentralen Pazifik ostwärts mit
Trögen über dem zentralen Kanada sowie über Nordwesteuropa/Skandinavien. Dadurch
forciert etablierte sich eine ortsfeste und advektiv/dynamisch gestützte
Subtropenhochzelle über dem Mittelmeer mit den bekannten Folgen.
Schaut man sich den Zeitraum vom 20. Juli bis jetzt an, dann erkennt man eine
allmähliche Dominanz des sich entwickelnden „warm pool“ im östlichen Pazifik mit
einem etwas östlicher/südlicher ansetzenden RWZ sowie ein Aufschaukeln des
Blockierungsmusters stromab in Richtung Skandinavien. Die Folge aus diesem RWZ
südlich der anhaltenden high-latitude Blockierungslage war eine herbstlich
anmutende Westdrift für weite Bereiche West- und Mitteleuropas. Die Dominanz des
erhöhten Wellenflusses von Westen verschonte uns bisher in Mitteleuropa vor der
großen Hitze. Die durch den sich entwickelnden El Nino und beginnende Kopplung
Meer/Atmosphäre forcierte Intensivierung des Subtropenjets (und daraus
resultierende doppelte Jetkonfiguration) sowie nach Abebben eines kräftigen MJO
im Mai ein Nachlassen des totalen/relativen AAM (atmospheric angular momentum)
auf neutrale Werte erlaubte neben einer überschaubaren nordhemisphärischen
Wellenzahl ein recht stagnierendes Wellenmuster, sodass sich u.a. am Ostrand der
Grönlandblockierung den Sommer hindurch beständig negative Anomalien des
Geopotenzials etablieren konnten. Dies wirkte sich zyklonal auf unser
Sommerwetter aus.

Fazit für diese Mifri: Fortdauer dieser Entwicklung mit einer zonal auf 60 Grad
Nord gemittelten Windgeschwindigkeit, die zumeist unter 10 m/s und zeitweise
teils deutlich unter 5 m/s fällt (150 hPa). Retrograde Entwicklungen bzw.
stationäre Wellenmuster dominieren auch diesen Mittelfristzeitraum.
Die aktuell nicht vorhandene tropische (Wirbelsturm)Aktivität im Atlantik kann
im Hinterkopf behalten werden, doch eine überaus kräftige Hochdruckzelle über
den Azoren sollte eine außertrop. Umwandlung potenzieller (im Ensemble
angedeuteter) Entwicklungen wenigstens während dieser Mifri und somit eine
direkte Einflussnahme auf die außertropischen synoptischen Wellenzüge
unterbinden.

Doch was entwickelt sich nun direkt vor und während der aktuellen Mittefrist?

Eine sich frisch über der Barentssee etablierte Keilaufwölbung mausert sich u.a.
durch den immensen diabatischen Outflow unseres Problemtroges (u.a.
Überschwemmungen in Kärnten, Slowenien) zu einem für diese Jahreszeit schon
beinahe unglaublichen 590 gpdam Block (Rekord innerhalb z.B. der 500 hPa
Perzentilverteilung). Zudem nimmt die Verlagerungsfreudigkeit der planetaren
Wellen u.a. durch diese Blockierungen im europäischen Sektor weiter ab (neben
dem eh schon mauen Zonalwind im Hintergrund), sodass wir in das folgende Muster
rutschen: tiefes Geopotenzial über Nordwesteuropa und hohes vom Mittelmeer bis
Osteuropa/zum Ural reichend. Zudem sinkt das Geopotenzial wie bereits weiter
oben erwähnt auch stromab einer retrograd zu den Azoren wanderden antizyklonalen
Zelle westlich von Südwesteuropa im Vergleich zum Juli deutlich ab. Diese
Konfiguration, im Zusammenspiel mit der Anomalie über dem Ural, deutet auf eine
sich weiter aufbauende Hitzewelle vom Mittelmeer bis Osteuropa hin, an deren
Randbereich wir liegen und wo wir in Mitteleuropa je nach Geometrie der von
Westen reinlaufenden Wellen mehr oder weniger in den „schweißtreibenden Genuss“
kommen. Grundsätzlich fällt aber innerhalb der Ensembles wie GEPS/GEFS und
IFS-ENS das Geopotenzial innerhalb des sich aufbauenden Keils über Südeuropa
geringer aus als im Juli (u.a. dank möglicher eingelagerter/sich auffüllender
Höhentiefs), sodass sich diese Hitzewelle im Vergleich zu der im Juli eher durch
klassische Maximalwerte auszeichnet (abgesehen von Südosteuropa und mit der Zeit
ggf. auch Osteuropa). Dies gilt für diese Mifri-Dauer, denn in der erweiterten
Mittelfrist könnte sie sich in der Tat zu einer ungewöhnlich kräftigen
Hitzewelle zumindest für Südwesteuropa aufbauschen.

Wie sieht somit die Entwicklung während dieser Mittelfrist vom Montag, den 14.
August bis Freitag, den 18. August 2023 in Deutschland aus?

Man kann die Mifri aufteilen in

Montag bis Mittwoch: Hier steht das ehemalige Sturmtief AREND im Mittelpunkt,
das mit enger Clusterung der Member und unter konsequenter Abschwächung zu den
Shetlands geführt wird und unter Auffüllung zur Wochenmitte nach Skandinavien
abdriftet. Eine von AREND von Südwest nach Nordost quer durch Deutschland
platzierte und wellende Front verbleibt während dieser Zeit mehr oder weniger
vor Ort. Überstrichen wird diese am Montag durch zwei dynamische Wellen, die
sich aus heutiger Sicht komplex aus der Verschmelzung einer iberischen (und
nicht konvektiv kontaminierten) sowie einer in den Südquadranten von AREND
hineinlaufenden und den Ärmelkanal ostwärts durchquerenden Kurzwelle
zusammensetzen, die (Stand heute) konstruktiv stromab der leicht positiv bis
neutral geneigten Hauptachse von AREND über Deutschland/Benelux interagieren.
Entsprechende Scherungs-Labilitätskombination würde sich für HP Superzellen/bow
echoes mit Starkregen, großem Hagel und heftigem Starkregen aussprechen, was
besonders einen Streifen vom Südwesten über die Mitte bis in den Osten betreffen
würde. Auch wenn das grobe Bild in den jüngsten 4 IFS Läufen homogen berechnet
wurde, so ergeben sich natürlich bei der Handhabung der Kurzwellenpassage noch
deutliche Unterschiede, sodass Feinheiten ungeklärt bleiben (inklusive
unsicherer Handhabe der Konvektion in der Nacht zuvor). Aber nicht nur TPW
Anomalien von 2 bis 3 Sigma (35-45 mm unkontaminiert), sondern auch ein breiter
EFI 0.8 und positiver SOT Korridor entlang/südlich der wellenden Front sind ein
Achtungszeichen, dass Potenzial gegeben ist.

In der Folge weichen nach Abzug von AREND gen Nordosten die Gradienten weiter
auf und bei einer weiterhin quer von Südwest nach Nordost verlaufenden
Luftmassengrenze entwickeln sich tageszeitenunabhängig wiederholt Gewitter,
deren Modus bis zum Mittwoch zunehmend in (teils extremen) Starkregen
(stündlich/mehrstündig) und Hagel kippt. Quellregion dieser wiederholten anormal
feuchten Luftmasse dürfte u.a. noch das westliche Mittelmeer sein, das abseits
von Mistral und Tramontane oberflächennah weiterhin als 2-3 K zu warm analysiert
wird (Kategorie 1 von 5 der marinen Hitzewellenkategorie der NOAA). Unsicher ist
noch die Verbreitung der Gewitter, die u.a. von bisher nicht auflösbaren
dynamischen (Kurzwellen)Prozessen abhängt.
Der Nordwesten und Norden bekommen davon nur wenig mit und trotz einer leicht
wechselhaften Tendenz in einer deutlich stabiler geschichteten Luftmasse
überwiegt insgesamt gesehen der freundliche Anteil.

Donnerstag und Freitag interagieren der zu erwartende intensive atmosphärische
Fluss bei 40/50 Grad Nord und 20/60 Grad West und ein sich aufbauender
thermischer Gradient über dem Nordatlantik und resultieren in einen kräftigen
und zunächst zonal ausgerichteten Höhenjet, der mit der Zeit am Ostrand des
Azorenhochs in einen sich immer weiter amplifizierenden Höhentrog mündet, sodass
die Strömung über West- und Mitteleuropa zunehmend auf südliche Richtungen
kippt. Entsprechend diffus werden die thermischen Gradienten der bisher
wetterwirksam agierenden wellenden Front, die in eine zögernd nordwärts geführte
Warmfront transformiert. Gleichzeitig sorgt downstream development für
steigenden Druck über Skandinavien (HNFz zu a), sodass mit einer einströmenden
trockeneren Luftmasse aus Nord und der Advektion einer höhenmilden Luftmasse aus
Süd sowie fehlenden Impulsen die Gewitterneigung (vorübergehend) nachlassen
sollte – das gilt besonders für den Freitag.

Die Höchstwerte pendeln entlang und südlich der Luftmassengrenze meist zwischen
27 und 31 Grad und liegen im Norden und Westen nur wenig darunter. Einzig im
Küstenumfeld (und bei stärkerer onshore Komponente auch etwas weiter im
Binnenland) verbleiben wir bei 21 bis 25 Grad. Die Nächte werden zum
Wochenbeginn zwar deutlich milder (18 bis 14 Grad und mit lokalen Tropennächten
in Ballungsräumen), gehen in der Folge mit der modifizierten Luftmasse
allerdings auch wieder etwas zurück. Somit sollte sich wenigstens während dieser
Mittelfrist die Hitzebelastung in Grenze halten.

Noch kurz ein Blick in die erweiterte Mittelfrist. Da sind die Unsicherheiten
bezüglich der Entwicklung des Langwellentroges vor Westeuropa noch groß. IFS
baut am Südrand des Troges einen subtropischen Keil mit 598-600 dam auf, was an
Hand der Perzentilanalyse in den Rekordbereich gehen würde, während GFS diesen
Keil schwächer und östlicher/meridionaler sieht. Von der Beständigkeit/Geometrie
des Troges (und auch von der Ausprägung der positiven Geopotenzialanomalie über
Skandinavien) hängt viel davon ab, inwieweit sich eine markante Hitzewelle über
Südwesteuropa bis nach Mitteleuropa aufbauen kann. Aus heutiger Sicht sei aber
das gesagt: so „gut“ sahen die Bedingungen in diesem Sommer bisher noch nicht
aus. Aber dazu in den nächsten Mittelfristen sicherlich mehr.

Bewertung der Konsistenz des operationellen Laufs

Die jüngsten Läufe des IFS sehen die allgemeine Entwicklung sehr ähnlich und
zeigen eine quer über Deutschland verlaufende Luftmassengrenze, die als Fokus
für tägliche Gewitteraktivität agiert, die sich teils bis in den Unwetterbereich
hochschaukelt. Aktuell kristallisiert sich der Montag/die Nacht zum Dienstag mit
erhöhtem Unwetterpotenzial durch heftige Gewitter heraus (Hagel, Starkregen und
markante Böen).

Vergleich mit anderen globalen Modellen

Auch international ergeben sich beim Blick auf die synoptisch-skalige
Entwicklung kaum gröbere Diskrepanzen. Erst zum Ende gehen z.B. IFS und GFS mit
der Entwicklung des Langwellentroges westlich von Europa etwas auseinander,
jedoch hauptsächlich bei der Frage, inwieweit aus diesem Trog in einer
flatternden schwach-dynamischen südwestlichen Strömung Kurzwellen nach
Deutschland geführt werden. Diese müssen jedoch einen sich entwickelnden
fennoskand. Keil unterlaufen oder in diesen reinlaufen. Daher sollte die
Wetteraktivität überschaubar ausfallen und somit vorerst keine größere Bedeutung
spielen.

Bewertung der Ensemblevorhersagen

Die Meteogramme vom IFS-ENS heben die eingefahrene sommerliche und zunächst
wechselhafte Wetterlage hervor mit deutschlandweit zu erwartenden Höchstwerten
im soliden 25-30 Grad Bereich (lokal/temporär auch 1 oder 2 Grad höher) sowie
mit wiederholten Niederschlagssignalen und hohen Einzelmemberspitzen beim
Niederschlag (typisch für konvektive Lagen).
Die Rauchfahnen (850 hPa Temperatur und 500 hPa Geopotenzial) sind eng gebündelt
und zum Ende der Mittelfrist ansteigend, wobei der HRES zunächst gut eingebettet
beginnt und dann sogar eher am unteren Ende der Memberschar verläuft. Alles in
allem eine gute Konsistenz trotz der zunehmend schwach dynamischen Witterung.

Die Cluster des ENS sprechen zum Beginn eine solide Sprache mit 1 Cluster und
voller Blockierung. Dabei wurde in den jüngsten Läufen die Blockierung in der
Uralregion sehr früh erkannt und die über Osteuropa sukzessive angezogen, sodass
der Langwellentrog nun westlicher ansetzen kann als im Juli.
Von Dienstag bis Donnerstag ändert sich am Cluster-Block-Bollwerk nichts. IFS
baut eine weitere kräftige Geopotenzialanomalie über Skandinavien auf, die die
Blockierung an ihrem Westrand (über West-Mitteleuropa) weiter stützt und ein
stagnierendes Wellenmuster über weiten Strecken Eurasiens forciert.
Zum Ende der Mittelfrist nimmt die Anzahl der Cluster zwar auf 4 zu, jedoch
einhellig mit einer Fortdauer des Blockierungs-Regimes. Unsicherheiten ergeben
sich bei der Intensität der Blockierung über Skandinavien, die jedoch aus
heutiger Sicht in 75% der Cluster solide aussieht, bevor sich alles ab dem 21.
August zunehmend in Chaos auflöst. Kein Wunder, der Abbau von Blockierungslagen
ist so eine Sache innerhalb der Numerik, zumal IFS ja auch mit Rekordwerten im
Geopotenzialbereich agiert. Aus heutiger Sicht möchte man weder die große Hitze,
noch Unwetterlagen ausrufen, doch beides ist sehr wohl im Bereich des Möglichen
und gestaltet auch diesen Zeitabschnitt alles andere als langweilig.

Wahrscheinlichkeiten für signifikante Wettererscheinungen

Die signifikanten Wettererscheinungen beschränken sich im Grunde durchweg auf
einen Hauptparameter – Gewitter.

Der Montag sticht aus heutiger Sicht ins Auge und könnte sich zu einer
organisierten Gewitterlage für fast alle Regionen Deutschlands mausern – davon
ausgenommen der Nordwesten und Norden. EFI CAPE/shear springen ebenso an wie
alle anderen Parameter, die für organisierte Konvektion von Interesse sind. Alle
Begleiterscheinungen bis in den Unwetterbereich sind möglich.

Dienstag und Mittwoch sind ebenso „ansehnlich“ mit einem Abdruck im EFI
CAPE/shear, der von Südwesten bis in den Osten reicht. Dabei sollte jedoch
besonders zum Mittwoch zunehmend die Labilität der treibende Faktor sein. Der
Modus der Begleiterscheinung wechselt dann eher in Richtung Hagel/(lokal
extremer?)(mehr-)stündiger Starkregen.

Zum Ende der Mittelfrist hebt der EFI Cape/shear Süddeutschland zwar weiter
hervor, fehlende Dynamik, eine unsichere Advektion höhenmilder Luft aus Süd
sowie eine von Norden einsickernde trockenere Luftmasse könnten das Potenzial
absenken, wenngleich im Süden lokal das Gewitterpotenzial weiterhin gegeben ist
(besonders Bergland und südlich der Donau).

Die Temperaturwerte ziehen zwar grob gesagt südlich des Mains auf
hochsommerliche Werte an, doch sollte die nächtliche Abkühlungsrate einer
großflächigen Hitzebelastung entgegenwirken. Schwül wird es jedoch allemal.

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

VBZ Offenbach / Dipl. Met. Helge Tuschy