Winter 2017/18 – lässt er Milde walten?

1. Die Bauernregeln und die „Milde Oktober- kalte Winterregel“
„„Elisabeth (19.11., diesmal normal temperiert, windig und wechselhaft) sagt an, was der Winter für ein Mann“. „Wie’s Wetter an Kathrein (25.11., diesmal fast temperaturnormal und verregnet), so wird es auch im Januar sein.“ Solche Regeln treffen keinesfalls immer zu. Insgesamt deutet die Mehrzahl der Bauernregeln auf einen sehr milden bis höchstens normalen Winter hin.
2. La Nina- was bedeutet das?
3. Nachlassende Sonnenaktivität- Menetekel der Abkühlung
Direkte Sonnen- und Infrarotstrahlung schwanken nur wenig, umso mehr aber das solare Magnetfeld, die Teilchenstrahlung („Solarwind“, verantwortlich u.a. für Polarlichter), die Radiostrahlung und die von der oberen Erdatmosphäre weitgehend absorbierte kurzwellige Strahlung (Röntgen, kurzwelliges UV). Sie beeinflussen Wetter und Klima wesentlich; allerdings besteht noch Forschungsbedarf. Die Sonnenfleckenanzahl bildet die Sonnenaktivität grob ab; je mehr Sonnenflecken, desto höher die Sonnenaktivität. Die Sonnenaktivität wirkt auf verschiedenen Zeitskalen; hierzu wird intensiv geforscht. Im Jahr 2017 nahm die Fleckenzahl tendenziell weiter ab; oftmals war die Sonne schon fleckenlos, was Kältewellen in den kommenden Monaten begünstigen könnte.
Dem noch intensiven 23. folgte der schwache 24. SCHWABE-Zyklus. Dieser ist mit maximal nur gut 100 Flecken einer der schwächsten Sonnenfleckenzyklen seit 200 Jahren:


In den kommenden Jahrzehnten sinkt die Sonnenaktivität aber vermutlich weiter (neues Dalton- oder Maunder-Minimum), was weltweit abkühlend wirkt und in Mitteleuropa Meridionallagen (im Winter oft kalt) begünstigt. Das träge Klimasystem reagiert nur mit Verzögerungen von etwa 10 bis 30 Jahren auf die schon nach 1990 beginnende tendenzielle Abschwächung der Sonnenaktivität, so dass sich negative Auswirkungen erst weit nach 2015 deutlicher zeigen werden. Vermutlich gab es deswegen bereits in den letzten 20 Jahren kaum noch Erwärmung in Deutschland; in Zentralengland kühlte es sich gar leicht ab:

Bei globaler Betrachtungsweise (die „Erdmitteltemperatur“ ist strenggenommen ein wertloses Kunstgebilde) fehlt, trotz des starken El Ninos 2015/16, nun schon seit gut 20 Jahren eine signifikante „globale“ Erwärmung. Insgesamt lässt die geringe Sonnenaktivität 2017 einen eher normalen bis zu kalten Winter erwarten.
4. Die Zirkulationsverhältnisse
Westliche Luftströmungen (Zonale Großwetterlagen) bringen milde Atlantikluft nach Deutschland, nördliche und vor allem östliche Kaltluft. Bei Süd- und Zentralhochlagen muss ein starker Wind die bodennah aus Ost einsickernde oder vor Ort immer wieder neu entstehende Kaltluftschicht vertreiben, ansonsten können auch sie im Tiefland bitterkalt sein, während es auf den Berggipfeln sehr mild ist. Der Zusammenhang zwischen der Häufigkeit der Luftströmungen mit Westanteil (Großwettertypen W, SW und NW) sowie den Wintertemperaturen in Deutschland ist sehr eng (folgende Grafik):

Wegen der sich aktuell vermutlich verstärkenden Ostwind-Phase der QBO (Erklärung siehe Punkt 7) liegt eine verstärkte Meridionalisierung mit Kälte im Laufe des Hochwinters aber noch im Bereich des Möglichen. Einhergehend mit der lebhaften Zonalzirkulation gab es schwere Herbststürme („XAVIER“ Anfang und „HERWART“ Ende Oktober). Die Zirkulationsverhältnisse weisen überwiegend auf einen eher milden Winter hin.
5. Die mittelfristigen Modelle
Die verbesserte Kurzfrist-Vorhersagegüte (etwa 1 bis 4 Tage im Voraus) resultierte aus der Entwicklung und Verfeinerung numerischer Modelle, basierend auf Gleichungen der Thermodynamik, in Verbindung mit immer schnelleren Computern sowie mehr und besseren Mess- oder Beobachtungsdaten per Satelliten und Automaten. Für längerfristige Vorhersagen dienen sogenannte Ensemble- Modelle, bei denen man die Ergebnisse mehrerer Modell- Läufe (gerechnet mit leicht variierten Anfangsparametern) mittelt. Sie liefern keine detaillierten Vorhersagen, doch gute Abschätzungen des Temperaturniveaus für etwa eine Woche im Voraus und vage für bis zu 15 Tagen.
Die Ensemble-Vorhersagekarte des NOAA (USA- Wetterdienst) vom 26.11. für den 10.12.2017 zeigt ein Tief über Skandinavien, flankiert von hohem Luftdruck über dem Atlantik und Osteuropa (Quelle NOAA). Sollte das so eintreten (noch sehr unsicher), so wäre es zumindest im Bergland oberhalb 600 bis 800 Meter winterlich; im Tiefland wäre nasser Schnee oder Regen bei leichten Plusgraden möglich:

Es deutet sich, auch nach den hier nicht gezeigten Einzel- Modell- Läufen, für die erste Dezemberdekade normal temperiertes, nasskaltes Wetter an; im Bergland oberhalb etwa 600 bis 800m könnte gar Dauerfrost mit guten Wintersportbedingungen herrschen; im Tiefland zumindest zeit- und gebietsweise nasser Schnee liegen; zumindest gelegentliche Nachtfröste mit Glättegefahr sind hier zu erwarten; tagsüber aber meist mehr oder weniger deutliche Plusgrade; vielleicht kurzzeitig im Nordosten auch mal schwacher Dauerfrost.
6. Die aktuelle Tendenz der Wintertemperaturen in Deutschland
Trends erlauben nie Rückschlüsse auf den Einzelfall und keine Extrapolation in die Zukunft. Die Wintertemperaturen entwickelten sich in den letzten 30 Jahren folgendermaßen:

Trotz der sehr milden Winter 2013/14 und 2015/16 und kontinuierlich steigender CO2- Konzentration (obere, grüne Linie) fiel das Wintermittel seit 30 Jahren, wenngleich nicht signifikant, weil die schon erwähnte nachlassende Sonnenaktivität und schwächere Zonalzirkulation bereits Wirkung zeigen. Doch die DWD-Daten sind nicht wärmeinselbereinigt. Einen deutlicher fallenden Trend zeigt die wärmeinselarme Station Amtsberg/Erzgebirge:

Aber die „richtige“ Kälte dürfte indes wegen der Trägheit des Klimasystems erst in wenigen Jahren bis Jahrzehnten zuschlagen („Kleine Eiszeit“). Die seit einigen Jahren wieder leicht steigende Zahl von Nebeltagen weist gleichfalls auf eine langsam beginnende Abkühlung hin.
7. Die Nordatlantische Oszillation (NAO), die AMO, die QBO und der Polarwirbel
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/pna/nao.mrf.obs.gif ):

Mitunter verändert sich die NAO sprunghaft (schwere Vorhersagbarkeit). Die AMO (ein Maß für die Wassertemperaturschwankungen im zentralen Nordatlantik) beendet gegenwärtig ihre Warmphase. Ein kompletter AMO- Zyklus dauerte seit Beginn regelmäßiger Messungen immer etwa 50 bis 80 Jahre, somit ist in naher Zukunft ein Wechsel in die Kaltphase wahrscheinlich. Mehr zum Zusammenhang von AMO, NAO und den Temperaturverhältnissen in Deutschland unter anderem hier http://www.eike-klima-energie.eu/news-cache/im-takt-der-amo-und-der-nao-3-das-haeufigkeitsverhalten-der-grosswetterlagen-und-dessen-auswirkungen-auf-die-deutschland-temperaturen/ . Die folgende Abbildung beginnt mit dem 10-jährigen Gleitmittel ab 1880/81 unter Einbeziehung der Werte ab 1871/72. Die AMO (grün) verhält sich fast spiegelbildlich zu NAO (obere schwarze Kurve), der Westwetterlagenhäufigkeit (unterste, violette Kurve) und den Wintertemperaturen in Deutschland. Die Gleitmittel wurden dann nochmals 15- jährig geglättet (fette Linien).

AMO- Warmphasen erhöhen die Wahrscheinlichkeit für einen kalten Winter leicht, weil diese Konstellation kalte, nordöstliche Strömungen („Wintermonsun“) begünstigen könnte. Und die sogenannte QBO (Windverhältnisse in der unteren Stratosphäre der Tropen, die etwa alle 2,2 Jahre zwischen West und Ost wechseln) verhält sich momentan ungewöhnlich uneinheitlich (Westwindphase in der unteren Stratosphäre und Ostwindphase in der oberen Stratosphäre). Nur wenn die Westwind- Phase in der unteren Stratosphäre enden sollte, könnte das Meridionale Lagen und damit einen Kaltwinter begünstigen. In diesem Zusammenhang lohnt noch ein Blick auf die mögliche Entwicklung des Polarwirbels. Ein ungestörter, sehr kalter Polarwirbel im 10- hPa- Niveau (gut 25 Km Höhe, Stratosphäre) ist kreisrund und in der Arktis extrem kalt, was Westwetterlagen begünstigt, welche in Deutschland mild sind. Für den 10. Dezember wird ein Polarwirbel vorhergesagt, der merklich gestört und über Grönland/Island am kältesten ist, was alle Möglichkeiten für milde oder kalte Witterungsabschnitte noch offen lässt:

NAO, QBO, AMO und das Verhalten des Polarwirbels deuten auf einen eher normalen bis milden Winter hin.
8. Verursacht das angeblich verschwindende Arktische Meereis kältere Winter? Für die relativ kalten Winter 2009/10 und 2012/13 wurde das schwindende arktische Meereis, speziell im September, verantwortlich gemacht. Mit etwa 4,8 Millionen Km² gab es im Septembermittel 2017 eine etwas größere Eisfläche, als in den beiden Vorjahren, und deutlich mehr zum bisherigen Negativ- Rekordmittel von 3,57 Millionen Km² (Sept. 2012) (Daten: NSIDC, National Snow and Ice Data Center der USA). Bei AMO- Warmphasen wird mehr Wärme in die Arktis eingetragen. Die minimale Eisausdehnung und die geringere Westlagenhäufigkeit der 2000er Jahre „passen“ gut zum AMO- Maximum. Genaueres Zahlenmaterial zur Eisausdehnung liegt leider erst seit 1979 vor (Einführung der flächendeckenden, satellitengestützten Überwachung). Zumindest in diesem relativ kurzen Zeitraum von mehr als 35 Jahren bestand ein signifikanter Zusammenhang zwischen der AMO und der Fläche des winterlichen Arktis- Meereises:


Auch bei Betrachtung anderer Bezugszeiträume besteht keine Korrelation. Die aktuelle Meereisbedeckung im Vergleich zu den Vorjahren auf der Nordhalbkugel kann man hier abrufen: http://ocean.dmi.dk/arctic/icecover.uk.php . Laut einer Fehlprognose von Al Gore sollte der Nordpol schon im Spätsommer 2013 eisfrei sein. Näheres bei http://info.kopp-verlag.de/hintergruende/enthuellungen/alex-newman/al-gore-sagte-voraus-2-13-sei-die-arktis-voellig-eisfrei-stattdessen-ist-die-eisschicht-um-die-ha.html . Im Herbst 2017 war ein stärkeres Eiswachstum als in den Vorjahren zu beobachten, was den Polarwirbel stärken und milde Westlagen begünstigen könnte. Insgesamt hat das komplizierte, wenig erforschte Zusammenspiel zwischen Meeresströmungen, AMO, Meereis und Großwetterlagen wahrscheinlich großen Einfluss auf die Witterungsverhältnisse. Die Ausdehnung der Schneebedeckung im Spätherbst (Okt/Nov) in Eurasien hat ebenfalls keine eindeutigen Auswirkungen auf die deutsche Winterwitterung. So bedeckte der Schnee in den Spätherbsten 1968, 70, 72, 76, 93, 2002, 09, 14,15 und 16 auf der größten zusammenhängenden Landmasse der Erde eine deutlich überdurchschnittliche Fläche, doch nur die 3 Winter 1968/69, 2002/03 und 2009/10 waren danach zu kalt, während die anderen 7 zu mild ausfielen; letztmalig der von 2016/17, trotz des kalten Januars. Eine große Überraschung bot dieser Analyseteil trotzdem. Im Herbst und Winter wächst nämlich die mit Schnee bedeckte Fläche Eurasiens; nur im Frühling und Sommer nimmt sie ab. Sollte es Dank des „Klimawandels“ nicht immer weniger Schneeflächen in allen Jahreszeiten geben?? Und die wahre Ursache für die Abnahme im Frühjahr/Sommer ist nicht das CO2, sondern vermutlich mehr Sonnenschein (siehe folgende Abbildung):

9. Analogfälle (ähnliche Witterung wie 2017)
Bei dieser Methode werden die dem Winter vorangehenden Monate hinsichtlich ihres Witterungsverlaufs untersucht. Betrachtet man alle mehr oder weniger zu kalten Winter der vergangenen 4 Jahrzehnte inklusive solcher, die bei milder Gesamtwitterung mindestens eine mehrwöchige Kälteperiode aufwiesen, so gingen diesen Wintern bis auf die Ausnahme von 2011 Herbste voraus, die schon mindestens einen auffälligen Kälteeinbruch hatten. Dabei war nur selten der Herbst insgesamt zu kalt, aber er wies dann mindestens einen zu kalten Monat oder wenigstens eine markante Kaltphase auf (November 1978, 1980, 1981, 1984, 1985, September 1986, September 1990, November 1993, November 1995, September 1996, September/Oktober 2002, November 2005, September 2008, Oktober 2009, November 2010, Oktober 2012, 2015, Oktober/November 2016). Schneite es bereits im Oktober stellenweise bis ins Flachland (2002, 2009, 2012 und 2015), so war in den ersten 3 Fällen der gesamte Winter zu kalt; 2015/16 kam es nur im Januar besonders in Nordostdeutschland zu längeren, winterlichen Phasen. Vor den meisten fast durchgängig milden Wintern (1973/74,1974/75,1987/88,1988/89,1989/90, 2006/07, 2007/08, 2013/14, 2014/15) waren die Herbste entweder rau, gemäßigt oder extrem mild; markante Kälteeinbrüche fehlten jedoch so wie auch 2017 oder waren nur ganz kurz (November 1988 und 1989). Das Witterungsverhalten im September/Oktober 2017 (September etwas zu kalt, Oktober zu feucht und viel zu mild) ähnelte, freilich nur sehr grob, dem der Jahre 1923, 66 und 2013, wonach der Winter 1923/24 zu kalt und die beiden letzten zu mild waren. Die wahrscheinliche (trotzdem sehr unsichere) Luftdruckabweichung vom Langjährigen Mittel über Europa (Quelle: langfristwetter.com) sieht für die kommenden Wintermonate so aus:



http://www.langfristwetter.com/langfristprognose-europa.html . Zu warmen Sommern (auch der Sommer 2017 war trotz seiner sehr wechselhaften, nassen Witterung deutlich zu warm!) folgen meist milde statt kalten Wintern (positiver Zusammenhang). Für seriöse Vorhersagen ist diese Beziehung freilich auch viel zu schwach. Zwischen den Herbst- und Wintertemperaturen findet sich sogar ein etwas deutlicherer positiver Zusammenhang. 10. Die Hurrikan- Aktivität (Nordatlantik) und Zyklonen- Aktivität (nördlicher Indik)
In diesem Jahr gab es bislang 10 Hurrikane und damit deutlich zu viele, was eher für einen kalten Winter spricht. Im Indischen Ozean blieb die Zyklonen- Aktivität 2017 jedoch unterdurchschnittlich, was auf einen eher milden Winter hindeutet. Die Wirbelsturm- Aktivität liefert diesmal also keine eindeutigen Hinweise auf den Charakter des Winters in Deutschland.
11. Die Langfrist- Vorhersagen einiger Institute, Wetterdienste und Privatpersonen:
UKMO (Großbritannien): Stand 11.11.2017 Winter (D, J, F) mit leicht erhöhter Wahrscheinlichkeit in Deutschland zu mild (folgende Karte):

http://www.metoffice.gov.uk/research/climate/seasonal-to-decadal/gpc-outlooks/glob-seas-prob

LARS THIEME (langfristwetter.com) Vorhersage von Anfang November 2017: Alle drei Wintermonate zu mild.

DWD (Offenbach): In Deutschland 0,5 bis 1°C zu mild, bezogen auf den Mittelwert der Jahre 1981 bis 2014 (Stand Nov. 2017):

NASA (US- Weltraumbehörde) Karte vom November 2017: Winter in Mitteleuropa etwa 2 bis 3 K zu mild. Bei dieser Karte liegt Mitteleuropa am linken Kartenrand, weit oben:

 


Die Mehrzahl dieser experimentellen, nicht verlässlichen Langfristprognosen deutet einen eher zu milden Winter an.

Dieses Fazit wurde aus 10% der Tendenz der Bauern- Regeln, 10% Sonnenaktivität, 20% Zirkulationsverhältnisse, 10% Mittelfrist- Modelle, 10% NAO, AMO,QBO, Polarwirbel, 20% Analogfälle und 20% der vorwiegenden Tendenz der Langfristprognosen gewichtet.
Aktualisierung voraussichtlich Ende Dezember.
Zusammengestellt von Stefan Kämpfe, unabhängiger Klimaforscher, am 26.11. 2017