geschrieben von Chris Frey | 23. Juli 2019
Der Witterungsverlauf seit Jahresbeginn 2018
Wann endet das aktuelle Zeitalter der Südwestlagen, und warum ist diese Frage so wichtig?
Abbildung 1: Seit 1881, dem Beginn der Erstellung halbwegs verlässlicher Wetterkarten, hat sich die Häufigkeit der in Deutschland stark erwärmend wirkenden Südwestlagen merklich erhöht. Außerdem erwärmte sich der Nordatlantik, wobei es eine schwächere Warmphase um 1900, eine stärkere um 1945 und eine aktuelle gibt. Die Kurvenverläufe der gleitenden Mittelwerte (fette Kurven) ähneln sich; wobei die AMO fast 20% der Häufigkeitsvariabilität der SW- Lagen erklärt. Fast alle Jahre ganz ohne SW- Lagen traten vor 1950 auf; danach war nur 1991 frei von SW- Lagen.
Abbildung 2: Warme Jahre wie 1999 und 2014 sind tendenziell auch solche mit häufigen SW-Lagen; 2018 traf das zwar nicht zu, aber da erklärt sich die Wärme aus der ungewöhnlich hohen Sonnenscheindauer des Sommerhalbjahres.
Auch auf die Jahresniederschlagsmenge hat die Häufigkeit der SW-Lagen einen gewissen, wenngleich merklich schwächeren, positiven Einfluss. Weniger SW-Lagen könnten Niederschlagsarmut, wie 2018, begünstigen. Ob und wann jedoch das Ende der aktuellen AMO-Warmphase und damit auch der häufigen SW-Lagen schon begonnen hat, kann nicht mit Sicherheit gesagt werden.
Ungewöhnlich rascher Temperaturanstieg vom Mai zum Juni 2019 – warum?
Abb. 3: Rasche Erwärmung ist in unserem subkontinentalen Klima nicht selten; aber um fast 25 Grad in nur drei Wochen – das gibt es nur selten und erinnert sehr stark an die klimatischen Verhältnisse in Russland. Quelle: wetteronline.de, ergänzt von Stefan Kämpfe
Die Großwetterlagenhäufigkeiten wirken mit Ausnahme der fast stets erwärmenden Südwestlagen im Jahresverlauf sehr unterschiedlich auf das Temperaturverhalten. Für die Kälte im Mai und die große Hitze und Trockenheit ab Anfang Juni 2019 sind – anders als 2018, diesmal sehr verschiedene Wetterlagen verantwortlich – eine so genannte Ostwetterlage im Mai, die diesmal, anders als 2018, Kälte brachte, und eine Südlage Anfang Juni mit Heißluft aus Nordafrika. Zwei Wetterkartenbeispiele mögen das verdeutlichen:
Abb. 4a und 4b: Vom kalt-feuchten Mai in den Hochsommer in nur 3 Wochen. Obere Karte vom 16. Mai; zwar ähnliche Situation mit einem Hoch über dem Nordmeer und Fennoskandien wie im warmen Mai 2018; aber diese Großwetterlage kann im Spätfrühling eben manchmal auch noch Kälte bringen; unten die Südlage vom 5. Juni 2019 mit großer Hitze. Kartengrundlage Met-Office (UKMO), nachträglich ergänzte Ausschnitte.
Beeinflusst die Sonnenaktivität die Großwetterlagenhäufigkeiten?
Abbildung 5: Langfristig treten in Mitteleuropa tendenziell mehr nördliche Großwetterlagen auf, wenn die Sonnenfleckenanzahl geringer ist- so auch gegenwärtig. Aber nur im Frühling und Herbst sind fast alle diese Lagen zu kalt; im Winter sind sie bis auf die zu kalten HN- und NE- Lagen eher normal temperiert, NW eher zu mild, und im Sommer können die antizyklonalen Varianten, so wie auch 2018, mehr oder weniger deutlich zu warm ausfallen, das gilt besonders für HN-, HB- und NE- Lagen. Dass der Zusammenhang nur schwach ist, liegt an der geringen Aussagekraft der Sonnenfleckenanzahl für die wirkliche Sonnenaktivität.
Abbildung 6: Zeitverzögert zu den Maxima der solaren Radiostrahlung häuften sich 2018 und 2019 warme Schönwetterperioden. Das kann Zufall gewesen sein – allerdings wurde in den Jahren 2003, 04, 06, 11 und 14 Ähnliches beobachtet.
Abbildung 7: Sonnenfleckenmittel (Index, dunkelgelb), Zonalwindmittel in m/s in der mittleren Troposphäre (rot) und AMO- Index (grün) für den Zeitraum Februar bis Juni 1948 bis 2019 am Gitterpunkt 50°N und 10°E, was etwa der Mitte Deutschlands entspricht.
In den letzten über dreißig Jahren nahm das Zonalwindmittel deutlich ab:
Abbildung 8: Seit über 30 Jahren wird der Zonalwind schwächer und erreichte in diesem Betrachtungszeitraum seinen niedrigsten Wert im Extremwetterjahr 2018.
Aufgrund der geringen Sonnenaktivität dürfte der Zonalwind in naher Zukunft tendenziell eher schwach bleiben, so dass weitere, markante Witterungsanomalien zu befürchten sind.
Hitze und Kälte: Sommerliche Kapriolen 2019
DIE GRÜNEN waren sich sicher: Der heißeste Juni mit 19,8°C im Deutschland-Mittel seit Aufzeichnungsbeginn – das muss die Klimakatastrophe sein! Doch genaueres Hinschauen offenbart etwas Anderes – erstens die höchste Sonnenscheindauer seit Aufzeichnungsbeginn, welche sich wohl kaum mit der steigenden CO2-Konzentration erklären lässt. Zweitens war der Juni im nahen Zentralengland mit kühlen 14,2°C nur temperaturnormal ausgefallen – sollte dort das CO2 etwa das Wärmen „vergessen“ haben? Und drittens gab es innerhalb von kaum 10 Tagen Richtung Mitte Juli in Deutschland einen Temperatursturz von fast 20 Grad – Hitze und Sonne pausierten ausgerechnet zur besten Ferienzeit vorübergehend:
Abbildung 9: Die Sonnenscheindauer, leider erst seit 1951 verfügbar, beeinflusst die Variabilität der Monatsmitteltemperaturen im Juni zu etwa 54%; das ist signifikant. Der wärmste Juni (2019) war auch der sonnigste, der zweitwärmste (2003) der zweit-sonnigste.
Abbildung 10: Seit 90 Jahren erwärmte sich zwar der Juni in Deutschland leicht – im nahen Zentralengland aber nicht.
Abbildung 11: In nur gut einer Woche vom heißesten Hochsommer in den Frühherbst – und das mitten in den Sommerferien. Quelle: wetteronline.de, ergänzt von Stefan Kämpfe
Abbildungen 12a und 12b: Andere Zeiten – anderes Wetter: Oben eine heiße Südströmung am 14. Juni 2019, untere Abb. eine kalte Nordwestströmung über Mitteleuropa am 8. Juli 2019. Rote Farben stehen für hohes Geopotential, meist einhergehend mit Wärme in den unteren Luftschichten; gelb-grüne für niedriges Geopotential mit Kälte. Quelle beider Abbildungen: wetterzentrale de.
Kommen wir nochmals auf die enorme Juni-Hitze in Deutschland zurück. Neben Heißluft aus dem Süden war die hohe Sonnenscheindauer eine wesentliche Hauptursache. Diese nimmt aus mehreren Gründen seit Jahrzehnten in Deutschland zu. Erstens wegen der Sonnenaktivität selbst, zweitens wegen der Luftreinhaltemaßnahmen (weniger Staub-, kaum noch Schwefel-Emissionen) und drittens, weil die Verstädterung und Entwässerung großer Landschaftsteile die Feuchtigkeit liefernden, intakten Böden und die Vegetation verdrängt – es bilden sich weniger Wolken. Besonders ernst ist die Situation in Großstädten, an Industrie- und Verkehrsanlagen. Das verstädterte Frankfurt/Main stöhnte dann auch viel mehr unter der Juni-Hitze als das ländliche Gießen:
Abbildung 13: Mehr Verstädterung bringt viel mehr Sommerhitze: Das boomende Frankfurt/Main (blau) erwärmte sich im Juni viel schneller, als das ländliche Gießen.
Von Forderungen, endlich den Wärmeinseleffekt zu bekämpfen, war leider auf den FFF-Demos nichts zu hören – da fehlt offenbar das nötige Sach- und Faktenwissen.
Weitere mögliche Ursachen der bisherigen Witterungsanomalien 2018/19
Abbildung 14: Ausschnitt der Anomalie-Karte der Meeresoberflächentemperaturen für Mitte Mai 2019 (Quelle: NOAA). Blau bedeutet, gemessen am Langjährigen Mittelwert 1971 bis 2000, zu kalte, gelb-rot zunehmend zu warme Wassertemperaturen. Eine solche Anomalieverteilung mit gebietsweise deutlich zu niedrigen Wassertemperaturen im Nordatlantik könnte die Westwind-Zirkulation zugunsten nördlicher und östlicher Lagen schwächen, weil sie das Temperaturgefälle zwischen Südwest und Nordost vermindert. Diese Situation hielt sich auch im Juni noch, aber im Juli dominierten dann wieder zu hohe Wassertemperaturen zwischen den USA und Großbritannien – und prompt kehrten ab 20. Juli die heißen Süd- und Südwestlagen zurück.
Abbildung 15: Die QBO ist der Zonalwind der Stratosphäre der Tropen; hier sind die Verhältnisse in der 40 hPa- Druckfläche dargestellt. Die Windstärke wird in 1/10 m/s angegeben. Weil die QBO verzögert wirken kann, sind hier die QBO- Mittelwerte des Monats Januar zu den Häufigkeiten der Wetterlagen mit unbestimmter Anströmrichtung (XX- Lagen) im Folgezeitraum Februar bis Juni in Relation gesetzt.
Und schließlich muss noch ein Blick auf die momentan geringe Ausdehnung des Arktis-Meereises geworfen werden. Dieses ist, entgegen den alarmistischen Prognosen mancher „Klimaforscher“ jedoch nicht im Sommer verschwunden und macht auch 2019 keine Anstalten, dies zu tun. Aber seine Ausdehnung beeinflusst die Stärke des Temperaturgefälles zwischen niederen und hohen Breiten und damit die Zirkulationsverhältnisse. Nennenswerte Zusammenhänge fanden sich in der ersten Jahreshälfte allerdings nur für den April:
Abbildung 16: Tendenziell gibt es in Aprilmonaten mit geringer Ausdehnung des Arktischen Meereises weniger meist kalte, höhenzyklonale Großwetterlagen nach der Objektiven Großwetterlagen-Klassifikation in Deutschland. Das könnte auch ein Grund für die vielen Schönwetterperioden der Aprilmonate 2018 und 2019 gewesen sein.
Etwas deutlichere Zusammenhänge zeigten sich für den Herbst, besonders hinsichtlich der Schwächung der Westlagen. Dies gilt sowohl für die Häufigkeit der Westwetterlagen nach der Objektiven, besonders aber für die der von HESS/BREZOWSKY verwendeten subjektiven Großwetterlagenklassifikation:
Abbildung 17: War die Arktische Meereis- Ausdehnung im Sommer gering, so wie auch 2018, dann gab es im Herbst tendenziell weniger Westwetterlagen (GWT West, bestehend aus WA, WZ, WS und WW nach der HESS/BREZOWSKY- Klassifikation).
Deutet sich also, wie schon 2018, erneut ein zu Extremwetter neigender, an Westlagen armer Herbst 2019 an? Für sichere Prognosen ist der gefundene Zusammenhang leider zu unsicher.
Stefan Kämpfe, Diplomagraringenieur, unabhängiger Natur- und Klimaforscher
