Wetter

Vehementer Kaltluftvorstoß

von Holger Westermann

Gewitterstimmung in Höhenkirchen-Siegertsbrunn

Nach mehreren sommerlichen Frühlingsepisoden mit Sonnenschein vom blauen Himmel in sehr trockener und warmer Luft ändert sich die Wetterlage nun zu wechselhaftem wolkigen Wetter mit moderaten Tagesmaxima am Thermometer. Der Temperatursturz wird drastisch, aber nicht weil es nun ungewöhnlich kalt würde, es war nur in der letzten Tagen exorbitant heiß. Für die Gesundheit wetterempfindlicher Menschen ist der Kaltluftvorstoß eine spürbare Belastung.

Die markante Luftmassengrenze über Mitteleuropa ist durch eine Gewitterlinie gut erkennbar: Schwüle, Schwarzer Himmel, Blitze, Donner, Böen, Sturm, Starkregen, Hagel, Temperatursturz. Die Vehemenz, in Massivität und Intensität gleichermaßen, beruht auf dem enormen Gegensatz der aufeinander treffenden Luftmassen: kühl, feucht und windig verdrängt sehr heiß, trocken und unbewegt. Ein Tiefdruckgebiet schiebt das Hoch beiseite.

Spürbar wird zuerst die Schwüle, wenn mit dem ersten Einfließen feuchtkalter Luft die Luftfeuchte in der noch heißen Luft plötzlich ansteigt. Der Körper empfindet einen Temperaturanstieg, obwohl der Thermometerwert bereits sinkt. Das liegt daran, dass bei Schwüle die Luft keine weitere Feuchtigkeit mehr aufnehmen kann. Der Schweiß bleibt auf der Haut und rinnt wirkungslos am Körper herab, die Kühlung durch Verdunstung auf der Haut gelingt nicht mehr, die „gefühlte Temperatur“ steigt an. Herz, Kreislauf und Atmung zeigen Hitzereaktionen: der Herzschlag wird schneller und schwächer, die Adern weiten sich und der Blutdruck fällt, die Atemzüge werden flacher.

Mancherorts bilden sich in der Schwüle dann auch Wärmegewitter mit Starkregen, Windböen und kleinem Hagel. Die nach Mitteleuropa strömende kühle Meeresluft aus Nordwesten schiebt sich unter die Warmluft am Boden und hebt sie in höhere Atmosphäreschichten. Damit gelangt die feuchtwarme Luft in deutlich kälterer Umgebung, kühlt ab und kann die bislang gespeichert Mengen Wasserdampf nicht mehr tragen. Die Luftfeuchte kondensiert, es bilden sich feine Tröpfchen, die sich zu Eiskristallen, Graupel oder Hagel zusammenballen. Auf dem Weg zum Boden fällt dieser Niederschlag durch die eingeströmte Kaltluft, wodurch bei zunehmender Korngröße die Wahrscheinlichkeit sinkt, dass er zu Regen schmilzt. Tritt dieser Effekt auf breiter Front auf, sind die Niederschläge meist weniger heftig, da die atmosphärische Energie (Windgeschwindigkeit, Luftfeuchte und Temperaturgegensatz) auf weite Landschaften wirkt. Problematisch sind jedoch Gewitterfronten, die sehr langsam voran kommen und dadurch die gesamten Niederschläge auf kleine Gebiete konzentrieren.

Bei typischen Hitzegewittern, wie sie gemeinhin im Sommer auftreten, heuer (in diesem Jahr) aber auch schon im April beobachtet werden konnten, tritt der Effekt konzentrierter Niederschläge regelhaft auf. Sie entstehen infolge einer bodennahen Konvergenz. Dabei steigt eine Heißluftblase, die sich über Orten mit hoher Wärmeabgabe an bodennahe Luft bildet, in der kühleren Umgebungsluft auf und erzeugt so einen punktuellen Unterdruck. Zum Druckausgleich strömt Luft aus der Umgebung konzentrisch (konvergierend) zusammen und wird von der Aufwärtsbewegung erfasst. So entsteht ein Fahrstuhl für bodennahe Warmluft in höhere Atmosphäreschichten. Dort oben ist es deutlich kühler, die Temperaturdifferenz zwischen aufsteigender Warmluft und Umgebungsluft wird immer größer, die Aufwärtsbewegung dynamisiert sich, es enstehen mächtige Gewitterwolken die sich erst an der Tropopause (Grenze zwischen Troposphäre und Stratosphäre ) abflacht. So entstehen die typisch ambossförmigne Gewitterwolken.

Niederschlag, der innerhalb dieser Wolke als Eis, Graupel oder Hagel zu Boden fällt, wird durch den Aufwind wieder empor geschleudert und kann erneut Wasserdampftröpfchen anheften. Der Hagel gewinnt mit jedem Zyklus an Volumen und Masse. Reicht der Aufwind nicht mehr aus, den Hagel aufwärts zu bewegen fällt er zu Boden. Ist es warm genug, schmilzt er zu dicken Tropfen des Platzregens, ansonsten hagelt es.

Aufgrund des sehr kalten Niederschlags kühlt die Luft unterhalb der Gewitterwolke stark aus und gewinnt an Dichte - das Kaltluftpaket unter der Wolke wird schwerer. Fällt diese schwere Kaltluft zu Boden, spricht man von Fallböen, die enorme Verwüstungen anrichten können. Zudem bewirkt diese eiskalte Luft einen lokalen Temperatursturz, der die Umgebung von einer Sekunde auf die andere  um 20°C und mehr absenken kann. Für Menschen mit Asthma oder Hypertonie kann dieser Effekt lebensbedrohlich sein, da der Körper mit Verkrampfungen der Atemwege oder einer radikalen Engstellung der Adern (und damit einem steilen Blutdruckanstieg) reagiert. In jedem Fall betreffen diese Risiken deutlich mehr Menschen, als die allgemein befürchteten Blitzeinschläge.

Quellen:

Dipl.-Met. Thomas Ruppert: Gewitter, Blitze und persönliche Verhaltensregeln. Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 09.05.2018

Mag.rer.nat. Florian Bilgeri: Gewitternachlese und Wetterausblick am Brückentag. Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 11.05.2018

MSc.-Met. Sebastian Schappert: Wenn der Himmel seine Schleusen öffnet. Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 13.05.2018

Erstellt am 16. Mai 2018
Zuletzt aktualisiert am 17. Mai 2018

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