Großwetterlage zum 03.01.2011:
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Nach dem streng kalten Dezember bäumte sich die Kaltluft im ersten Januardrittel ein letztes Mal auf.
Dabei wurden unter der Großwetterlage NWz arktische Luftmassen von der Grönlandsee über den Seeweg des Nordmeeres nach Deutschland geführt.
Über Deutschland angekommen, hatte sich die Luftmasse bereits aufgrund der hohen SSTs stark erwärmt , klassifiziert wurde sie als maritim subpolare Luftmasse mP (850hPa Temperaturen bis -10°C).
In den folgenden Tagen verstärkte sich der Gradient an der Hochdruckbrücke über Frankreich-Grönland, so dass es zu einem Bruch der Hochdruckbrücke kam und sich zwei eigenständige Hochdruckzellen abspalteten.
Eine Hochdruckzelle bewegte sich auf der Rückseite eines kontinental-europäischen Langwellentroges und konservierte die Kaltluft über Deutschland.
Die Temperaturminima kratzen fast deutschlandweit unter leichtem Hochdruckeinfluss an den -10°C, lokal auch an den -14°C.

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Mit weiterer Verlagerung der Hochdruckzelle nach Russland gewann der Nordatlantik immer mehr die Oberhand gegen den massiven Kaltluftsee über Kontinentaleuropa.
Im Verlauf des 05.01.2011 arbeitete sich ein Keil von der Biskaya Richtung Ostfrankreich vor und drohte im Verlauf des Donnerstags auch Deutschland zu erfassen.
Unter einer Südwestströmung näherte sich ein weit aufgefächertes Warmfrontsystem, dass später wellenartig auf Deutschland übergreifen sollte.

 

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Dennoch war die Nacht vor diesem Übergreifen äußerst entscheidend für die kommende Entwicklung.
Die über Deutschland liegende Luftmasse befand sich in der angesprochenen Nacht unter starken Divergenzbewegungen einer antizyklonalen Randwelle der ehemaligen Hochdruckzelle, ebenso unter sehr gradientarmen Verhältnissen.
Damit konnten die Temperaturen noch einmal unter -10°C absinken, teilweise auch noch niedriger.
 

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Das Sounding aus der Nacht an einer in der Nähe befindlichen Wetterstation (ca. 30km) zeigte schon den kommenden Warmfrontkeil im mitteltroposphärischen Bereich an.
Der Warmfrontkeil ist in diesem Fall durch zwei kleinere Inversionen zwischen 600 und 700hPa gekennzeichnet, außerdem durch trockadiabatische Temperaturabnahmen zwischen 700 und 800hPa. Letzteres gibt unter Berücksichtigung der gleichzeitig - fast im Sättigungsmischverhältnis - zurückgehenden Feuchtetemperaturen Hinweise auf eine gehobene bzw. entkoppelte Schicht.
Die sonst stabil-neutrale Schichtung verhindert allerdings erst einmal konvektives Potenzial.
Unter weiteren intensiven Hebungsvorgängen präfrontal die Warmfront wird diese Schichtung später wichtiger werden, dazu aber später.
Neben diesen ganzen sekundären Auffälligkeiten fallen die stark zurückgehenden Temperaturen in der strahlungsabhängigen Schichtung vom Bodenniveau bis 850hPa auf.
Diese mit der Höhe stark zunehmenden Temperaturen (10K pro 100hPa) markieren eine äußerst stabile Schichtung, mit nahezu keinen vertikalen Turbulenzbewegungen in den untersten 500hPa.
Außerdem befindet sich im Bereich zwischen steigenden und sinkenden Temperaturen (ca.870hPa) ein lebhafter Low Level Jet, der einzig aus dem Temperaturgradient resultiert.
Interessant ist, dass die Temperaturen trotz der doch großen Gegenstrahlung aus dem Warmfrontbereich so massiv fallen konnten und sich auf diesem Niveau halten konnten.

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Der Warmfrontkeil schob sich im Lauf der Nacht immer weiter von Westen nach Osten und geleitete ohne große Durchmischung auf die sehr kalten bodennahen Luftmassen auf. Im hebungsintensiven Bereich einer markanten Kurzwelle auf der Vorderseite eines Langwellentroges wurde das Aufgleiten advektiv unterstützt, womit sich ein ausgeprägtes Niederschlagsgebiet ausbildete.
Gegen 4:00 Uhr erreichten die ersten Ausläufer auch Nordbayern.
Die noch sehr dünne Schicht mit positiven Temperaturen an der Unterseite der Höhenwarmluft reichten noch nicht aus, um die Schneeflocken zu schmelzen, so setzte leichter Schneefall von 4:00 bis nach 5:00 Uhr ein.
 

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Um ca. 6:00 Uhr transformierten sich die Schneeflocken in Eiskörner.
Dazu habe ich ein vom Prinzip vergleichbares Sounding von Kümmersbrück 12z (selber Tag) modifiziert.
Um Eiskörner , also gefrorene Regentropfen zu erzeugen, benötigt es zwei Zutaten: Eine positiv temperierte Schicht mit mindestens 500m über dem Bodenniveau und bodennah (stark) negative Temperaturen.
So dass sich der Aggregatzustand des fallenden Wassertropfens von fest auf flüssig und wieder auf fest ändert, der Tropfen muss allerdings in den untersten Meter relativ zügig zu Eis erstarren, sonst würde erneut Schneefall einsetzen.
 

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In den nächsten Stunden entwickelte die Warmfront immer mehr einen schleifenden Charakter über dem zentralen Deutschland, wobei die Niederschläge teilweise konvektiv verstärkt waren.
Dies dürfte vor allem der EML-artigen Schichtung zu verdanken sein, die unter einer sich regenerierenden neutralen Schichtung bei einem hoch dynamischen Umfeld etwas grenzschichtenkoppelte Labilität erzeugen konnte.
Die automatische Wetterstation des Deutschen Wetterdienstes in Bad Kissingen meldete ca. 5mm Niederschlag bis 13 Uhr in 12h, anhand von Radarauswertungen und regionalen Berichten sollte die Niederschlagsmengen allerdings auch lokal bis 8mm und im Luv der höheren Berge der Rhön (flache Warmfront) auch bis zu 10mm.
Allerdings muss man auch anmerken, dass Bad Kissingen ca. 20km weiter südlich und weiter abseits des Lees der Rhön liegt (auch für die nächsten Betrachtungen wichtig).
In der Zeitspanne von 6 bis 9 Uhr stiegen die Temperaturen allerdings nur um 2K von -5°C auf -3°C an.
Selbst um 12 Uhr wurden laut der Station nur -1°C erreicht, damit war die Region um Bad Kissingen das kälteste im Umkreis von 300km.
 

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Temperaturaufzeichnungen aus Schönau

Dank privaten Wetteraufzeichnungen in der Region, kann ich auf seriösere Werte für meine Studie in Bezug auf meinen Landkreis zurückgreifen.
Die Temperaturen wurden an einer privaten Wetterstation in Schönau an der Brend gemessen und befinden sich kaum 5km von meinem Ort entfernt.
Bis 11 Uhr befand sich die gemessene Temperatur deutlich im negativen Bereich, in der Zeit der markantesten Niederschläge deutlich unter -5°C.
So weichte die dünne Neuschneedecke zuerst ein wenig auf und wurde daraufhin von einer Eisschicht überzogen.
Mit zunehmenden Niederschlagsmengen wuchs die Eisdicke auf über 6mm an, einzelne persönliche Messungen gehen auch weit über 10mm hinaus.
Eine mögliche Erklärung dafür könnte sein, dass im unteren Teil der Eisschicht die Dichte niedriger war, da hier noch ein wenig des festen Niederschlages mit eingeschlossen wurde.


So überzog bis 9 Uhr eine große Eisschicht große Teile des Landkreises.
Autofahren war mittlerweile ein lebensbedrohliches Abenteuer, spazieren gehen ein Abenteuer und Schlittschuh-laufen eine Belustigung.

Hier ein paar Bilder und Eindrücke:

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Die (Eis)Straße ...

[www.youtube.com]

Video ist nicht von mir, habe ich eher zufällig auf Youtube gefunden.

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Inoffizielle Messung der Eisschicht

Einzelne wagten nach den Regenfällen ein waghalsiges Schlittschuhmanöver auf der Straße, die Eisdecke war auf jeden Fall dick genug.
Die Lage, außergewöhnlich, imposant und zugleich gefährlich.

 

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Temperaturen und Wind

Betrachtet man die Temperaturen an den benachbarten Wetterstationen, dann fällt sofort der große Temperaturgradient zwischen den Messstationen auf.
Beispielsweise ergab sich auf einer Distanz von knapp 60km zwischen der Station Bad Kissingen und Neuhütten (Spessart) ein Temperaturunterschied von 6K.
Selbst auf der benachbarten Wasserkuppe (950m) war es 2K wärmer.
Beim Blick auf die Windkarten kann man weitere Auffälligkeiten beobachten:
Zum einen weht der bodennahe Wind aus Nord, während sich an den Nachbarstationen ein SSW Wind bemerkbar machte.
Zum anderen war die Windstärke auffällig niedrig, nahezu verschwindend gering.
Auch dies ließ sich nicht in das Schema der anderen Wetterstationen bzw. des Druckgradienten eingliedern.
 

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Orographie Rhön

Eine mögliche Deutung könnte sein, dass die Rhön mit ihrem "Barriere-Effekt" diese Lage auslöste (WSW Wind).
Dabei vermute ich, dass im Luv der Rhön die schon bodennah advehierten Warmfrontluftmassen orographisch zum Aufstieg gezwungen wurden.
Im Leebereich resultierten allerdings keine Absinkbewegung der Luftmasse, da die bodennahe Schichtung äußerst stabil war, so glitt die Warmluft immer wieder über die bodennahe Kaltluft.
Auch interessant ist, dass die Höhe der Bergespitzen mit der ungefähren Höhe des Luftmassenbedingten Low-Level Jets zusammenfielen, wodurch der LLJ durch die stets wärmeren Warmluftmassen weiter verstärkt werden dürfte.
Eine zusätzliche Verstärkung des Effekts bezweckte eine stationäre dichte Nebelschicht, die sich schon in der Nacht gebildet hatte.
Durch die gradientarme Lage, sowie den hohen Bedeckungsgrad, hatte es der Nebel schwer sich zu Lichten (Einen hohen Anteil schreibe ich auch hier der gradientarmen Lage zu).
Verdunstungskälte des fallenden Niederschlages bzw. die Kühlung einer ausgeprägten Schneedecke wirkten außerdem weiterhin kühlend auf den bodennahen Kaltluftkörper, so dass sich der Nebel aufrecht erhalten konnte.
Allerdings erzeugte der zunehmende Gradient an der Inversion für steigende Gegenstrahlung und damit für ein allmähliches Absinken bzw. Schwächung des LLJ.

Dennoch setzte ab 11 Uhr auch eine markante Erwärmung bis ins Bodenniveau durch, so dass die Temperaturen und Taupunkte schlagartig anstiegen, allerdings negativ blieben.
 

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Warmfrontniederschlag

Im weiteren Verlauf näherte sich ein weiteres Niederschlagsgebiet von Westen.
Ausgelöst von einer noch hebungsintensiveren Kurzwelle bzw. einem Randtrog.
Trotzdem blieben das Quecksilber unter 0 Grad Celsius , Bad Kissingen meldete um 14Uhr noch -1°C, ab 15 Uhr wurden 0°C erreicht und erst um 18Uhr wurden 1°C gemeldet.
 


Stationsmeldungen 14Uhr und 15 Uhr
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Bis mindestens 15 Uhr blieb die Wettermeldung -> Eisregen (Temperatur <0°C).
Erst danach gewann die Warmluft nach und nach die Oberhand, wodurch sich die Lage allmählich entspannte.


Insgesamt kam noch einmal mehr als 2mm Eis auf die schon bestehende Eisdecke dazu, die aufkommenden positiven Temperaturen sorgten für zusätzliche Glätte durch Reduzierung des Reibungswiderstandes über der Eisfläche.
Damit war die Lage hochbrisant, allerdings so brisant, dass jeder die Gefahr erkannte und es bei einem Naturschauspiel blieb.


Quellen:
wetteronline / wetter3 / University of Wyoming / Wetterzentrale / [www.wzforum.de] / Wikipedia / Niederschlagsradar / persöhnliche Eindrücke und Aufzeichnungen...


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