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Synopt.Analyse - Tornado bei Kirchhain (3.11.2003)
geschrieben von: Org: Wetterfuchs, 4.11.2003 (IP-Adresse bekannt)
Datum: 05. November 2003 09:13

Christoph Gatzen war es, der gestern Mittag im Forum auf die Möglichkeit der Bildung von Tornados in Deutschland hinwies. Seine Argumente waren : Beobachtete organisierte Linien im Radarbild und starke vertikale Windscherung schon bis 850 hPa. Und es kam ein Tornado, der Tornado von Kirchhain, 10 km ostnordöstlich von Marburg gelegen. Dort gab es, wie im Forum von verschiedenen Autoren (u.a. Thomas Saevert) berichtet, erhebliche Sachschäden. Ohne hier näher auf die Einschätzung der wahrscheinlichen Stärke dieses Tornados einzugehen, möchte ich, 1 Tag nach diesem Ereignis, mit dem mir zur Verfügung stehenden Material eine synoptische Analyse des Falles präsentieren.
Wie die Boden-Analyse des DWD vom gestrigen 03.11.03 12 UTC zeigt, floß hinter einer inzwischen über dem größten Deutschlands hinweg gezogenen Kaltfront eines kräftigen Nordmeertiefs labil geschichtete polarmaritime Luft ein :

Deutlich zu erkennen ein nachfolgende Troglinie über dem Westen Deutschlands. Diese Troglinie wurde zum Schlüssel für das spätere Tornado-Ereignis in Kirchhain. Bei der Troglinie handelte es sich um die bodennahe Abbildung eines kräftigen Höhentroges, der auf der folgenden GME-Analyse 300 hPa zu sehen ist :

Das Meteosat-IR-Satellitenbild von 12 UTC läßt ebenfalls die allgemeine synoptische Situation mit Kaltfront und nachfolgender Troglinie erkennen :

Die Verfolgung der Entwicklung zum Tornado hin stützt sich hauptsächlich auf Radarbilder. Dabei konnte ich nicht (wie vorher geplant) auf die lokalen Original-Radarbilder der Kirchhain am nächsten gelegenen Radarstationen Frankfurt (10637), Flechtdorf (10434) und Essen (10410) zurückgreifen (u.a. Doppler-Wind-Bilder von Frankfurt und Flechtdorf) , weil (Murphy’s Gesetz) just ab 13 UTC ein für mich wichtiger Daten-Server ausgefallen war und auf die Schnelle sich kein Ersatz anbot. Dennoch kann ich den Ablauf zumindest in Radar-Reflexions-Bildern (Niederschlags-Echos) zeigen, da über „Java-MAP“ (DWD) entsprechende Radar-Kompositbilder im ¼-h-Takt vorlagen :
Um 13 UTC näherte sich, wie das aufbereitete Radar-Komposit mit Synop-Meldungen demonstriert, die Troglinie dem Raum Nordhessen (alle hier gezeigten Radarbilder werden in Originalgröße wiedergegeben) :

Die Echo-Linie reichte jetzt von den Niederungen in NRW über das westliche Sauerland bis zum Westerwald. Auf dem nächsten Ausschnittsbild des Radarkomposits, eine ¾ h später (13.45 UTC), war die Echo-Linie des Troges zum östlichen Westfalen, dem Zentrum des Sauerlandes , das Gebiet westlich von Marburg und Giessen sowie die Mosel vorgerückt :

Jetzt begann die entscheidende Phase der kleinräumigen Entwicklung. Westlich von Marburg erkennt man in dem vorstehenden Radar-Komposit eine stärkere Zelle (Kern-Echo-Stärke grün : >= 37 dBZ). Aber nicht diese Zelle war der Ausgangspunkt für den Tornado, sondern in diesem Moment noch relativ „harmlos“ erscheinende Zelle weiter westlich. Innerhalb nur einer 1/4h verstärkte sich diese zweite Zelle bis 14.00 UTC erheblich :

Sie ist jetzt um 14.00 UTC als rote Zelle (>= 46 dBZ) südwestlich von Marburg zu sehen. Die vorlaufende Zelle hatte schon das Gebiet nordöstlich von Marburg erreicht. Während im Sommer Echo-Stärken von >= 46 dBZ bei kräftigeren Gewittern nichts Ungewöhnliches sind (im Sommer werden auch blaue Stärken >= 55 dBZ beobachtet) bedeuteten in dieser Jahreszeit bei Bodentemperaturen von rund 14°C (Giessen) und höhenkalter Luft Echos von >= 46 dBZ ein ganz markantes Signal. Die kräftig gewordene Zelle zog entsprechend der Strömung in 700-500 hPa ost- bis ostnordostwärts. Der genaue zeitliche Ablauf wird nachfolgend in noch stärkerer räumlicher Auflösung mit den Radarbildern von 14.15 UTC, 14.30 UTC und 14.45 UTC demonstriert :
Radarkomposit 14.15 UTC :

Radarkomposit 14.30 UTC :

Radarkomposit 14.45 UTC :

Um 14.15 UTC befand sich die kompakte Zelle im Raum Marburg. Sie bildete mit der Vorläufer-Zelle eine Art Doppelsystem. Zur genauen Lokalisierung muß ich anmerken, daß auf der Hintergrundkarte der Mittelpunkt der Stadt Marburg etwa da liegt, wo sich der Buchstabe "g“ des Namens befindet. Anhand der Orographie ist zu erkennen, daß dort das etwa nord-süd-gerichtete Lahntal (in Richtung Giessen zeigend) liegt. D.h., die kräftige Zelle befand sich nun unmittelbar über der Stadt Marburg. Von dort zog sie direkt auf das 10 km weiter östlich gelegene Kirchhain zu. Das Radarbild von 14.30 UTC (15.30 mitteleuropäische Zeit) signalisierte somit die Zeit, zu der die Zelle mit Ausbildung eines Tornados ihre zerstörerische Kraft in Kirchhain austobte. Bemerkenswert, daß just zu dieser Zeit, der Kern der Zelle am Boden die stärkste Intensität der Skala, nämlich Blau (>= 55 dBZ) aufwies. Die Form der Zelle läßt keine unmittelbare Rotation erkennen, auch wenn im Verbund mit der Vorläuferzelle eine Art geschwungene Form unübersehbar ist. Die räumliche Größenordnung ist jedoch größer als bei Mesozyklonen in Tornadofällen üblicht. Um 14.45 UTC ist die heftige Zelle bereits weiter ostwärts gezogen und hat in der Intensität ihren Höhepunkt überschritten, auch wenn der Kern immer noch Rot (>= 46 dBZ) anzeigt.
Daß die Kirchhainer-Tornado-Zelle Bestandteil der Troglinie war, sollen die beiden nachfolgenden Übersichts-Radar-Komposits von 14.30 UTC und 15.00 UTC beweisen :


Im zweiten Radarbild erkennt man, da´um 15.00 UTC die Tornado-auslösende Zelle bis zur Fulda vorgerückt ist.
Zusammenfassend kann man sagen : Der Kirchhainer Tornado ist direkt im Bereich der (kalten) Troglinie ausgelöst worden, und zwar von der in ihr am stärksten entwickelten Zelle. Intensität und Form der Zelle deuten auf eine Superzelle hin, ebenso die Lebensdauer, die vom Beginn der starken Entwicklung bis zu diesem Zeitpunkt 1 h betrug. Direkte Anzeichen für eine Rotation (im Mesozyklonen-Scale) gab es aus den Radar-Echo-Bildern nicht (wie gesagt, konnten Dopplerwinde nicht zur Prüfung herangezogen werden).
Bleibt für die synoptische Nachbetrachtung noch zweierlei : Die Frage der Identifikation der zugehörigen Superzelle in den Satellitenbildern und der Blick auf die Vertikalstruktur des Windes :
Hier Ausschnitts-Satellitenbilder von Meteosat in IR und Vis für 14.30 UTC (Zeitpunkt des Tornados) und IR für 15.00 UTC :
IR-Satbild Ausschnitt , 14.30 UTC :

Vis-Satbild Ausschnitt, 14.30 UTC :

IR-Satbild Ausschnitt, 15.00 UTC :

Auf dem IR-Bild von 14.30 UTC erkennt man einen deutlich „hellen“ Punkt im in Frage kommenden Gebiet. Das bedeutet, es handelte sich um eine hochreichende Zelle, was die Superzellen-Annahme noch unterstützt. Im Vis-Bild sieht man 2 helle Punkte. Die nördlichere, hellere Zelle ist die Tornado-Zelle. Also auch im Vis-Bereich ein gutes Signal (vertikal kompakte Erscheinung). Natürlich gibt es zu dieser Jahreszeit nicht mehr die „riesigen“ ausgebreiteten Wolkenschirme von Superzellen wie im Sommer. Auch im IR-Satbild von 15.00 UTC ist die Identität der Zelle (jetzt weitergezogen) noch deutlich vorhanden.
Rotationen in Mesozyklonen und Tornados können im Prinzip nur entstehen, wenn die entsprechende vertikale Windscherung vorhanden ist, worauf ja Christoph Gatzen u.a. seine Nowcasting-Prognose von gestern stützte. Und in der Tat, die vertikale Windscherung war besonders in den unteren Schichten erheblich. Zur Stützung der Aussage hier die 2 ½ h vorher datierten Radiosondenaufstiege von Essen (10410) und Idar-Oberstein (10618) :
Radiosonde Essen 12 UTC :

Radiosonde Idar-Oberstein 12 UTC :

Schon jeweils in 900 – 850 hPa Höhe sind 50 Knoten erreicht, was eine enorm starke vertikale Windscherung bedeutet. Die Schichtung ist außerdem genügend labil bei einer Temperaturdifferenz 850-500 hPa von rund 28-29 K. Auffällig die große Abtrocknung oberhalb 800 bzw. 700 hPa. Dies spricht dafür, daß bei entstehenden Zellen oben trockene Luft in die konvektiven Zellen geriet und den Downdraft (durch Verdunstungskälte) verstärkt wurde. So zeigt auch die nachträgliche Betrachtung der Temps, das es bei dem Kirchhainer Tornado „mit rechten Dingen“ zugegangen ist.
Soweit die schnelle Analyse dieses spätherbstlichen, und somit ungewöhnlichen Tornados.
Wetterfuchs



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