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Tornado-Outbreak Hamburg 27.03.06 (3) : Kurzfristprognosen + Nowcasting geschrieben von: Wetterfuchs
geschrieben von: Admin (IP-Adresse bekannt)
Datum: 30. November 2009 13:42

VORBETRACHTUNGEN

In meinen vorangegangenen zwei Beiträgen zum Tornado-Outbreak vom 27.03.06 in Norddeutschland wurden Ablauf und meteorologische Hintergründe dieses Ereignisses regional und lokal betrachtet. In der ersten Darstellung [www.wzforum.de] ging es um die synoptischen Aspekte der Tornadolage. Im zweiten Beitrag [www.wzforum.de] wurden auf der Grundlage von Radarbildern und visuellen Beobachtungen die relevanten Zellentwicklungen und das Auftreten der Tornados dargestellt. Ziel dieses 3.Teils soll es jetzt sein, die Fallbetrachtung mit den prognostischen Aspekten von damals abzurunden.

Dazu zunächst einige Vorbetrachtungen : Die Prognose von Tornado-Situationen ist grundsätzlich eine sehr komplexe Aufgabe und berührt verschiedene Raum- und Zeitscales, beginnend mit der Abschätzung des regionalen Tornado-Potentials auf der Grundlage kurzfristiger Modellprognosen (bis + 72 h). Das Tornado-Potential wird dann im Übergang zum Nowcasting mit empirisch-synoptischen Überlegungen durch Interpretation von aktuellen Radiosonden und schon bestehenden synoptischen Beobachtungen fortgeführt und dabei räumlich und zeitlich möglichst schon enger gefaßt. Im klassischen Nowcasting (bis + 12 h), speziell im Zeitbereich bis +2 bis + 3h, geht es schließlich um die Bewertung von bestehenden oder sich frisch entwickelnden tornadischen Zellen anhand von Radarbildern, eingeschlossen die Verarbeitung von Beobachtungen von Funnelclouds. Ein Problem bei dieser endgültigen Beurteilung einer möglichen Tornadolage ist die Erfahrung, daß selbst kräftige Gewitterzellen (Superzellen) keineswegs zwingend Tornados erzeugen, sondern dies, statistisch gesehen, nur mit rund 10-20% tun. D.h. über 80% der Superzellen erzeugen keinen Tornado, obwohl das Potential grundsätzlich dafür vorhanden ist. Somit ist die endgültige Tornado-Prognose prinzipiell mit einem erheblichen Risiko verbunden, zumal Tornados meist auch nur eine sehr kurze Lebensdauer von häufig nur wenigen Minuten haben. Nicht anders stellte sich die Ausgangslage auch im Falle des Tornado-Outbreaks vom 27.03.06 dar, wobei noch hinzukam, daß diese Tornadolage kurz nach einer ausgeprägt langen spätwinterlichen Witterungsperiode folgte und eine Tornadoprognose angesichts der frühen Jahreszeit mit normalem Jahres-Minimum des Tornadoauftretens im prognostischen Bewußtsein vieler Meteorologen noch nicht lebendig war.

Am 27.03.06 handelte es sich nichtsdestotrotz nicht nur um einen Einzelfall eines Tornados, sondern um mindestens 8 nachgewiesene Tornados www.tornadoliste.de, der Definition nach also um einen echten Tornado-Outbreak. Dazu noch einmal aus dem 1.Teil meiner Analyse die folgende geographische Übersicht über das Auftreten dieser 8 Tornados :

Übersicht Tornados am 27.03.06 :



Im folgenden werden alle vorstehend genannten Prognose-Aspekte der damaligen Tornadolage diskutiert, von der kurzfristigen Modellprognose bis hin zu den qualitativen und quantitativen Aspekten des konkreten Nowcasting. Dabei muß beachtet werden, daß es sich bei dieser Rückschau nicht um die Schilderung der damaligen echten, d.h. operationellen Prognosesituation handelt, sondern um eine nachträgliche „Best Case“-Version. Im aktuellen Fall kann man nie genau wissen, was letztendlich herauskommt, eine Nachbetrachtung dagegen sucht mit dem Wissen des späteren Ergebnisses gezielt nach Argumenten, die man für eine gute Prognose hätte berücksichtigen können. Insoweit bieten die nachfolgenden Überlegungen auch keine operationelle Fertig-Lösung an, sondern beleuchten nur das damals prinzipiell vorhanden gewesene Vorhersage-Potential.

KURZFRIST : PROGNOSE DER GEWITTERLAGE DURCH GME UND LME

Synoptisch gesehen entstand die Tornado-Situation, wie schon vermerkt, aus einer sich erst kurzfristig entwickelnden milderen Großwetterlage, einer Südwestlage. Die begleitende Gewittersituation wurde von den numerischen Modellen relativ gut erfaßt. Als Beleg, und auch stellvertretend für die anderen Modelle, seien hier die Aussagen von GME (global) und LM (regional) des DWD angeführt. Zuvor die verifizierende allgemeine Bodensituation (DWD-Analyse) vom 27.03.09 12 UTC :

Bodenanalyse 27.03.06 12 UTC :



Auf der Vorderseite eines kräftigen Tiefs über den Britischen Inseln war nach Einschub subtropischer Luftmassen eine am Boden nur wenig temperaturwirksame Höhenkaltfront über den größten Teil Deutschlands hinweggeschwenkt, wobei der norddeutsche Raum im Zustrom labil geschichteter relativ milder Luftmassen blieb. Über der ostenglischen Küste zeichnete sich gleichzeitig ein rückseitiger stärkergradientiger Bodentrog ab. Und so sahen dazu die GME-Kurzfristprognosen von 500 hPa und 850 hPa mit Verifikation aus :

GME-Loop 500 + 850 hPa Prognosen +48h/+24h mit Analyse für d. 27.03.06 12 UTC :



Man sah neben der Südwestlage schon die Andeutung eines kurzwelligen Höhentrogs an der Ostküste Englands, der dann für die regionale Auslösung von Hebungsprozessen als Initialzündung der Gewitterlage über Norddeutschland wesentlich verantwortlich war. Auffällig auch die prognostizierte Gradientverschärfung in 500 und 850 hPa, was auf eine deutliche Windzunahme mit der Höhe als eine der Voraussetzungen für eine mögliche Tornadolage schließen ließ. Zusätzlich wurde das Auftreten von Gewittern für Mitteleuropa prognostiziert, wie die nachfolgenden LM-Prognosen von Bodendruck und Wettererscheinungen zeigen :

LM Prognose Wetter + Bodendruck +48h/+12h für d. 27.03-06 12 UTC :



Erwartungsgemäß war dabei die 12-stündige Prognose vom 27.03.06 00 UTC besser als die 48-stündige Prognose vom 25.03.06 12 UTC. Bei letzterer war die Aufteilung von 2 Gewitterbereichen mit Gewittern im Höhenkaltfrontbereich und innerhalb einer nachlaufenden Linie schon angedeutet. Hier der verifizierende Vergleich mit den Beobachtungen anhand der Radarkompositkarten mit Synops (JavaMAP, DWD) von 12 und 15 UTC :

Radarkomposits mit Synops 27.03.06 12 UTC und 15 UTC :




ÜBERGANG ZUM NOWCASTING : LOKALE MODELL-PROGNOSEN FÜR BREMEN UND HAMBURG MITTELS LM - METEOGRAMMEN

Für die kleinräumige bis lokale sehr kurzfristige Einschätzung von Gewitterauftreten und möglichem Tornado-Potential waren die örtlichen Meteogramme von LM eine interessante konkretisierende Informationsquelle :

LM-Meteogramme Bremen und Hamburg-Fuhlsbüttel Run 27.03.06 00 UTC :



Man sieht, daß in der Höhe in 500 hPa (blaue Kurve) bei beiden Orten die Temperatur schon ab 00 UTC zurückgehen sollte, in 850 hPa (gelbe Kurve) aber erst nach Durchgang der Bodenkaltfront am Morgen. Direkt am Boden sollte (einstrahlungsbedingt) die Temperatur noch bis 13 UTC ansteigen. Zusammen bedeutete dies eine Labilisierung der Schichtung mit relativ hochreichender Feuchtkonvektion. Für Bremen wurden von LM Gewitter für den Morgen und Nachmittag, für Hamburg hauptsächlich für die Zeit von Nachmittag bis Abend vorhergesagt. Dies deckte sich dann recht gut mit den tatsächlich beobachteten konvektiven Wettererscheinungen und den Zeitpunkten der dortigen Tornados.

Eine wesentliche Aussage der LM-Meteogramme betraf auch die Entwicklung der lokalen vertikalen Windscherung. Diese sollte als untere stärkere Geschwindigkeitsscherung im wesentlichen nach Frontdurchgang auftreten (Winddifferenz zwischen V500m und VA (Anemometerwind)). Wenn man von der Möglichkeit eines kurzzeitig sogar noch stärkeren bodennahen Rückdrehens ausging, war damit prognostisch wieder ein durchaus zusätzlicher Fingerzeig für Superzellen-Tornados gegeben.

PROGNOSE-HINWEIS VON ESTOFEX ZUM GEWITTER- UND TORNADO-POTENTIAL VOM 26.03.06 ABENDS

Konkrete Warnhinweise der Wetterdienste für die Öffentlichkeit werden üblicherweise erst für den aktuellen Tag herausgegeben. Andeutungen darüber, mit welchen möglichen Wettergefahren zu rechnen ist, sind aber meist schon in den Berichten der Vortage enthalten. Ich möchte auf den Komplex der damaligen Vorwarnung und akuten Warnung der Öffentlichkeit hier nicht näher eingehen, zumal mir dazu für meine Aufarbeitung nur indirekte Aussagen (DWD, Meteomedia) vorlagen. Konkret darstellen kann ich aber den ESTOFEX-Vorhinweis (European Storm Forecast Experiment), veröffentlicht am 26.03.06 abends um 18.28 UTC. Daraus hier zitiert Passagen zusammen mit der damaligen grafischen Darstellung der Gefährdungsgebiete :



„A humid and pretty warm airmass will cover most parts of Germany, including the level 1 area. ...Despite the uncertainness about the degree of insolation, expect broad area of low to moderate instability release( about 300 J/kg SBCAPE ) to develop in the region of interest. Shear will be quite strong ( low level shear of ~12m/s )and if the low-level wind will tend to back more than the models indicate, even stronger shear values can be expected...Time frame for storms to become severe, will be limited ( between 12 and ~17Z ),but a few storms should be capable of producing hail ( matching the criteria for severe hail ) and a few strong to severe wind gusts during the period Low LCLs and broad area of moderately enhanced helical flow would also pose a risk for a few tornadoes, mainly in regions, where backed wind field can be established.“

Bemerkenswert also schon die Erwähnung der Tornadogefahr und auch die schon weitgehend richtige zeitliche Festlegung einer möglichen kritischen Phase auf rund 12 bis 17 UTC.


KONKRETER NOWCASTING-RAHMEN : TORNADO-INDIKATIONEN DER RADIOSONDEN-AUFSTIEGE VOM 27.03.06

Mit dem frühen 27.03.06 begann für die Prognose der konkrete Nowcastingbereich. Einen wichtigen Rahmen der notwendigen Überlegungen bildeten die Erkenntnisse aus den aktuellen Radiosondenaufstiegen, u.a. um zusehen, ob sich die Trends der bisherigen Modellprognosen bestätigten . Die dafür entscheidenden Radiosondenaufstiege waren die von 12 UTC und 18 UTC aus den Regionen Frankreich, Niederlande und Norddeutschland. Beginnen wir mit einem Blick auf die Aufstiege 12 und 18 UTC von Emden :

Radiosondenaufstiege Emden 27.03.06 12 UTC und 18 UTC :



Um 12 UTC bestand unterhalb 800 hPa eine isotherme, sperrende Schicht, die für die Konvektion erst durchbrochen werden mußte, darüber war die Schichtung nur mäßig labil. Um 18 UTC war die sperrende untere Schicht schon weitgehend verschwunden und die Labilität bis 500 hPa reichend. Tornado-günstig war eine relativ hohe Feuchtigkeit der unteren Schichten mit tiefer Wolkenuntergrenze bei gleichzeitig einem fast adiabatischen untersten Temperaturprofil. Auf Tornado-Potential hinweisend auch dee stärkere vertikale Windscherung in den untersten 50 hPa, wenn auch ohne wesentliche Richtungsänderung.

Ähnliche Schichtungsbedingungen wies auch die Station Bergen auf :

Radiosondenaufstiege Bergen 27.03.06 12 UTC und 18 UTC :



Die thermische Labilität reichte hier etwas höher bis zum 7 km-Niveau. Die vertikale Windscherung war unten schwächer ausgeprägt als über Emden, dafür wurde aber in 6 km Höhe um 18 UTC ein SW-Wind von rund 50 Knoten gemessen.

Am deutlichsten in Richtung Tornado-Potential gingen mittags die weiter stromaufwärtigen Windprofile der Radiosonden von De Bilt und Paris, wobei De Bilt auch thermisch und feuchtemäßig Tornado-Gefahr veriet :

Radiosondenaufstiege Paris und De Bilt 27.03.06 12 UTC :



Der Aufstieg von De Bilt (rechts) zeigte, daß mit Erreichen einer 2m-Temperatur von rund 18°C stärkere Konvektion bis über 7 km möglich war, dabei eine Inversionsschichtung nahe 700 hPa durchbrechend. Markant die Abtrocknung oberhalb 700 hPa, unten war gleichzeitig genügend Feuchtigekeit für eine noch relativ niedrige Wolkenuntergrenze vorhanden. Die vertikale Windscherung war oberhalb der Erdoberfläche um 12 UTC ähnlich wie in Emden um 18 UTC, allerdings nahm die Windgeschwindigkeit bis 700 hPa weiter von 35 Knoten auf knapp 50 Knoten zu. Sehr stark schließlich die Windgeschwindigkeit bei 400 hPa (8 km Höhe) mit 70 Knoten. Über Paris (links) war um 12 UTC die thermische Schichtung der Troposphäre zwar weniger labil mit entsprechend weniger hochreichender Konvektion, aber dort war die vertikale Windscherung von unten bis 800 hPa mit Windwerten dort bis 60 Knoten ziemlich markant. Beiden Standorten gemeinsam war zudem eine thermisch sehr instabile adiabatische Schichtung in den unteren 150 hPa.

Geht man davon aus, daß am ehesten der Standort De Bilt am Mittag die späteren aerologischen Bedingungen für eine mögliche Tornado-Aktivität über Norddeutschland repräsentierte, war damit ein durchaus ernst zu nehmendes Ausrufezeichen gesetzt worden, das auch gut mit den Aussagen der vorherigen Modellprognosen einschließlich Meteogrammen zusammenpaßte.

NOWCASTING AKUT : DER BEGINN BIS ZU DEN TORNADOS VON DELMENHORST-GANDERKESEE UND ESENSHAMM

Wie schon die experimentelle ESTOFEX-Forecast angedeutet hatte, mußte man mögliche tornado-verdächtige Konvektion ab etwa Mittag erwarten. Die Initiierung war aufgrund der synoptischen Randbedingungen im Raum Belgien-Niederland und nordwestliches Deutschland zu erwarten. Der folgende Loop zeigt die Entwicklung zunächst von 12.00 UTC bis 13.00 UTC :

Radarkomposit-Loop 27.03.06 12.00 - 13.00 :



Um 12.00 UTC erschien südsüdwestlich von Apeldoorn (Südosten der Niederlande) ein erstes schwaches Zell-Echo. Daraus wurde aber schon nach einer Viertelstunde eine bemerkenswert starke Zelle mit Kern-Intensität Blau, d.h. >= 55 dBZ. Sehr schnell bildeten sich direkt an ihrer Nordflanke pulsierend auch Tochterzellen heraus. Das so gebildete multizellige Gebilde wuchs bei rascher Verlagerung von Südwest nach Nordost bis 13.00 UTC deutlich an und erreichte schon nach 1 Stunde eine V-förmige Gesamtstruktur, was in Verbindung mit den hohen Kernintensitäten auf eine sehr frühe Superzellen-Eigenschaft hindeutete. Prognostisch hieß das : Hier baut sich ein konkretes Tornado-Potential auf. Die Verlagerungsrichtung nach Nordost bedeutete in diesem Zusammenhang eine kommende Gefährdung für den Bereich Niedersachsen/Bremen/Hamburg für die Nachmittags- bis Abendstunden.

Prognostisch mußte es nun darauf ankommen, die weitere Entwicklung genau im Auge zu behalten, um die ersten Gefahren-Andeutungen zu einer engerräumigen Gefährdungslage präzisieren zu können . Dazu der folgende Loop bis 14.15 UTC :

Radarkomposit-Loop 27.03.06 13.00 - 14.15 :



Die Weiterentwicklung bis 14.15 UTC ließ dann keinen Zweifel mehr, daß es sich mit dem kräftigen und weiter V-förmig wachsenden multizellularen Gebilde um einen akut Tornado-verdächtigen und auch längerlebigen Gewitterkomplex handelte. Dieser bewegte sich weiter scheinbar geradlinig auf den Raum zwischen Oldenburg und Bremen zu. Um 14.15 UTC erschien der nördliche Teil (Tochterzelle) der Multizelle besonders intensiv. Da die Multizelle mit offensichtlich integrierter Superzelle sich jetzt schon im Erfassungsgebiet der DWD-Radarstation Emden befand, mußten die lokalen Radarinformationen dieser Station mehr Auskunft über ihre interne Struktur geben. Dazu die Kombination der Darstellungen von Radarreflektivität und Radialwind der Radarstation Emden :

Reflektivität links 27.03.06 14.10 UTC , Radialwinde rechts 27.03.06 14.08 UTC :



Beide Teilzellen (zu erkennen nordöstlich von Meppen), besonders aber die nördliche Zelle (Torchterzelle), zeigten neben ihrer starken Radarreflektivität deutliche Merkmale der Rotation, die zumindest auf eine Mesozyklone, vielleicht sogar schon auf die Existenz eines ersten Tornados hinwies. Auf diese Strukturen machte damals live im Forum Jan Hoffmann unmittelbar mit folgenden Worten aufmerksam (vgl. auch Ausführungen Teil 2 der Analyse) :

„Selten eine so extreme (auch von den Geschwindigkeiten her!) Meso-Signatur in den deutschen Doppler-Daten gesehen. Das kann fast als Tornadic Vortex durchgehen. Die Reflektivitätsbilder passen auch dazu. Da ist eine sehr schnell rotierende Zelle unterwegs...“

Auch ESTOFEX reagierte umgehend mit einem Storm-Forecast-Update von 14.21 UTC. Daraus folgende Grafik und Textauszug :



„At this moment, relatively backed winds over central Niedersachsen and an ongoing supercell storm near Meppen indicate that an enhanced potential for tornadoes probably exists there as well.“

Ohne Zweifel war ab jetzt eine akute Warnsituation nicht nur für schwerere Gewitter, sondern auch für Tornados gegeben, und das obwohl bis zu diesem Zeitpunkt keine direkten Augenbeobachtungen von Funnelclouds bekannt waren.

Bis zum Auftreten der ersten nachgewiesenen Tornados rund eineinviertel Stunden später über Delmenhorst-Ganderkesee und bei Esenshamm (südlich von Bremerhaven) verdichtete sich laut Aussage der Radarbilder die Wahrscheinlichkeit für Tornados weiter, u.a. dadurch, daß eine weitere markante Zellentwicklung über dem Emsgebiet eintrat :

Radarkomposit-Loop 27.03.06 14.15 - 15.30 :



Schon bis 14.15 UTC hatte sich eine schnell intensiv gewordene Zelle nördlich des tornadischen Doppelgebildes gebildet. Die neue Zelle zog ebenfalls wie das bisherige Doppelgebilde relativ gleichmäßig nordostwärts und gefährdete somit im weiteren das Küstengebiet südlich der Wesermündung. Dabei entwickelten sich zumindest zeitweise auch in dieser Zelle rotationsähnliche Strukturen aus. Unterdessen strukturierte sich die alte Doppelzelle in dem Sinne um, daß der nördliche Teil (Tochterzelle) ab gegen 15 UTC schwächer wurde und sich gleichzeitig die alte Hauptzelle wieder zum dominierenden Gebilde verstärkte und die Tochterzelle bei der Ankunft im Raum Delmenhorst-Ganderkesee inkorporierte. D.h. die um 14.10/14.08 UTC von Jan Hoffman angesprochene „Meppener Zelle“ war am Schluß beim akuten Auftreten des Tornados von Delmenhorst-Ganderkesee nicht mehr die entscheidende Zelle, wohl aber noch der Gesamtverband des multizellularen Systems mit dem südlicheren Hauptakteur.

Hier zum Beleg der vorstehenden Aussagen der Vergleich von Radarreflektivität und Radialwind von Emden für den Zeitpunkt 14.40/14.38 UTC :

Reflektivität links 27.03.06 14.40 UTC , Radialwinde rechts 27.03.06 14.38 UTC :



Wie man sieht, war zu diesem Zeitpunkt bei beiden konvektiven Gebilden, in der südlichen Doppelzelle und in der nördlichen Zelle südlich der Nordseeküste, Rotation vorhanden, eine Art Hakenstruktur in der Reflektivität (Hook) und eine Bipolarität beim Radialwind (am klarsten im südlichen Hauptkern des Doppelgebildes).

Eine operationelle Schwierigkeit der Überwachung des Umfeldes von Bremen und südlich von Bremerhaven bestand nun darin, daß der auswertbare 100-km-Bereich der hoch auflösenden Radarreflektivität und des Radialwindes der Radarstion Emden nicht ganz bis ins Zielgebiet der beiden ersten Tornados reichte. Gleiches galt für die andere in Frage kommende Radarstation Hamburg (vgl. nähere Ausführungen des 2.Teils der Analyse).

Visuelle Beobachtungen der Tornados lagen letztendlich sowohl vom Fall über Delmenhorst-Ganderkesee als auch Esenshamm vor (s. zweiter Teil der Analyse). Hier noch einmal die Wiedergabe jenes Fotos, das um 15.23 UTC vom Standort des Alfred Wegener Instituts sehr gut die Funnelcloud des Esenshammer Tornados erfaßt hatte :



Spätestens jetzt, gab es also sowohl durch die Radarinformationen als auch die optische Erfassung klare Hinweise auf die akute Tornado-Gefährdung und das angesichts der anhaltenden südwest-nordöstlichen Verlagerungsrichtung der Zellen auch für die Gebiete östlich der Linie Bremen-Bremerhaven.

NOWCASTING AKUT : KONVEKTIVE HAUPTPHASE BIS ZU DEN TORNADOS VON DOHREN UND HAMBURG-HARBURG

Wie würde sich die Lage aber im einzelnen weiterentwickeln? Würden sich zu den existierenden Zellen weitere kräftige Zellen mit Superzellencharakter bilden? Welche Bereiche wären dadurch in den nächsten 1 bis 2 Stunden konkret gefährdet? Tageszeitgemäß und von der synoptischen Lage her war eine Verschärfung der Situation wahrscheinlich. Betrachten wir dazu zunächst noch einmal den Zeitraum bis 15.30 UTC mit einem weiteren Radarkomposit-Loop :

Radarkomposit-Loop 27.03.06 13.45 - 15.30 :



Bei genauerer Analyse erkennt man neben den bisher diskutierten zwei tornadischen Zellstrukturen drei weitere Zellen mit Gefahrenpotential : Um 13.45 UTC war über dem südwestlichen Niedersachsen (südöstlich des beschriebenen Doppelgebildes (hier weiß markiert)) eine Zelle entstanden, die sich zunächst nur unscheinbar zeigte. Sie zog wie die anderen Zellen nordostwärts und kräftigte sich erst zum Schluß ab 15.00 UTC, als sie direkt auf Bremen zusteuerte. Sie befand sich dann um 15.30 UTC über dem nördlichen Stadtgebiet von Bremen, mit der alten Delmenhorster Zelle knapp westlich davon. Sehr spontan war eine Neuentwicklung, die sich ab 14.45 UTC in einem vorher echofreien Gebiet knapp südsüdöstlich von Bremen abspielte, bei der sich sofort eine markante Zellintensität zeigte. Sie zog ebenfalls rasch nordostwärts und lag um 15.30 UTC ostnordöstlich von Bremen (auf der Verbindungslinie Richtung Hamburg) im Stadium eines Splitting (entscheidender südlicher Teil gekennzeichnet) lag. Dazu kam noch eine dritte neue markante Zelle weiter im Süden (nicht gekennzeichnet), die um 13.45 UTC knapp südwestlich von Osnabrück aufgetaucht war und der Intensität nach um 15.30 UTC auch wie eine potentiell gefährliche Superzelle wirkte. Am Ende des Loops, um 15.30 UTC, existierten also neben den „alten“ Zellen (hier nicht mehr markiert) der zwei bisherigen Tornados drei weitere zu beachtende intensive Zellen. Die Situation hatte sich somit für das Nowcasting insgesamt verkompliziert, die relevante Konvektion in der Fläche ausgebreitet.

Es kam aber noch etwas weiteres hinzu : In die Kalkulation der weiteren Entwicklung mußte jetzt zusätzlich die markante Squall-Line einbezogen werden, die sich innerhalb der letzten Stunden über dem Nordwesten Deutschlands bis hin zur Deutschen Bucht hin gebildet hatte. Inwieweit würde diese Squall-Line, die ostsüdostwärts vordrang, Aktivität und Verlagerung der davor befindlichen Zellen beeinflussen und würde sie selbst gefährliche Zellen hervorbringen?

Zunächst einmal mußte prognostisch geklärt werden, ob die Zellen im Bereich Bremen und ostnordöstlich davon Hinweise auf Rotation aufweisen, denn das würde bedeuten, daß sich die Tornadofähigkeit dieser Zellen als real erweisen würde. Dazu, jetzt aus der Sicht der Hamburger Radarstation, wieder der hoch auflösende Vergleich von Radarreflektivität und Radialwind von 15.40/15.38 UTC :

Reflektivität links 27.03.06 15.40 UTC , Radialwinde rechts 27.03.06 15.38 UTC :



In der Tat war um 15.40/15.38 UTC bei der neuen kräftigen Zelle (roter bzw. blauer Kreis) ostnordöstlich von Bremen Rotation offensichtlich und zwar besonders bei der Radarreflektivität (Hook) im schwächeren Maße beim Radialwind (nur Bipol-Andeutung). Das schon erwähnte Splitting zeigte sich in der zweiten Zelle knapp nördlich davon (weißer Kreis). Angesichts dieses Bildes mußte entsprechend der Verlagerung der unmittelbar anschließende Bereich ostnordöstlich als akut Tornado-gefährdet angesehen werden. In den linken Bildteilen konnte man zusätzlich noch die alten tornadischen Zellen (Nordgrenze Bremen und Bremerhaven) sehen. Besonders bei Bremerhaven war offensichtlich weiterhin Rotation im Gange. Die neue Zelle knapp an der Nordostkante Bremens erschien zwar gut entwickelt, aber noch nicht eindeutig mit Rotation durchsetzt. Dies war aber möglicherweise nur eine Frage der Zeit. So mußte auch diese Zelle, die von der Radarreflektivität sehr kräftig erschien, prinzipiell als gefährlich eingestuft werden mit grober Bewegungsrichtung nach Hamburg.

Eine halbe Stunde später, um 16.10 UTC, sah der Hamburger Radar-Detailvergleich von Radarreflektivität und Dopplerwind folgendermaßen aus :

Reflektivität links 27.03.06 16.10 UTC , Radialwinde rechts 27.03.06 16.08 UTC :



Das Splitting der vom Raum südlich von Bremen her gekommenen Zelle war klar vollzogen.Bei der südlichen Teilzelle sah man bei der Reflektivität nach wie vor Hook-Andeutungen, im Radialwindbild war die Rotationsstruktur dagegen undeutlich. Dennoch wurde um diese Zeit der Tornado bei Dohren von mehreren Standorten aus gesehen (Details siehe 2. Teil der Analyse). Die andere, über das Bremer Stadtgebiet gezogene Zelle zeigte jetzt eine Tochterzelle am südlichen Rand, was einen neuen Entwicklungsimpuls bedeuten konnte und auch im Radialwindbild schon Andeutungen für mögliche Rotation aufwies. Richtung Küste hatte sich die Rotation der Esenshammer Tornadozelle weitgehend verloren, knapp nordöstlich davon war aber andererseits eine neue rotierende Zelle (weiß markiert) entstanden, so daß der Raum östlich davon prognostisch weiterhin beachtet werden mußte.

Nun wieder zum Gesamtüberblick, dazu der folgende Reflektivitäts-Loop bis 17.00 UTC, an dessen Ende der Hamburg-Harburger Tornado stand :

Radarkomposit-Loop 27.03.06 15.30 - 17.00 :



In diesem Loop sind die zwei tornadischen Zellen von Dohren/Rosengarten und Ehestorf/Hamburg-Harburg schwarz gekennzeichnet. Man entnimmt dem Loop, daß die Spur der Zellen vor der Squall-Line zunächst noch die typische südwest-nordöstliche Verlagerungsrichtung aufwies. Das hieß nichts anderes als eine Starkgewitter- oder Tornado-Gefährdung pauschal für den Hamburger Raum. Zuvor war aber das Gebiet zwischen Bremen und Hamburg akut betroffen, so wie die beiden hoch auflösenden Vergleiche von 15.40/15.38 UTC und 16.10/16.08 UTC mit Radarreflektivität und Radialwind schon deutlich gemacht hatten. Was machte aber die Zelle außerhalb dieser beiden Bildvergleiche weiter im Süden über Niedersachsen? Denn dort hatte ja eine weitere kräftige Zellentwicklung stattgefunden. Die Zelle blieb nach Aussage des Loops bis etwa 16.00 UTC noch stark, schwächte sich dann aber deutlich ab und erholte sich anschließend nur mäßig. So ging offensichtlich von dieser Zelle keine wesentliche Gefahr mehr aus.

Der Fokus war im Nowcasting jetzt wesentlich auf den Hamburger Ballungsraum gerichtet und dafür spielte das weitere Verhalten der beiden schon angesprochenen hauptsächlichen konvektiven Gebilde bei Dohren und westlich davon, beide auf der Linie Bremen – Hamburg, eine entscheidende Rolle. Noch war nicht klar, waren beide Zellen für Hamburg gefährlich und wenn nur eine, dann welche? Für die Beurteilung dieser Frage war ihr weiteres genaues Verlagerungs- und Intensitätsverhalten wichtig. Beim Betrachten des Radarkomposit-Loops fällt auf, daß die beiden konvektiven Hauptzellen zwischen Bremen und Hamburg ab etwa 16.15 UTC sich in ihrer Verlagerungspur annäherten, so daß sie um 17 UTC direkt entlang der inzwischen von Westnordwesten her eingeschwenkten Squall-Line im Hamburger in Reihe lagen. Die Erklärung : Die nachziehende Zelle hatte ihre Verlagerungsrichtung leicht nach rechts ausscherend geändert, und zwar ab etwa 16.15/16.30 UTC. Bei ihr fand wahrscheinlich eine Beeinflussung der Verlagerung durch die aufrückende Squall-Line statt. Während dann die von Dohren her kommende Zelle (in der frühen Analyse von Bernold Feuerstein als „blaue Zelle“ bezeichnet, s. Teil 1 und Teil 2 der Analyse) knapp vorauslaufend unter vorübergehender Abschwächung über Hamburg hinweg zog, erreichte die zweite Zelle 16.45 UTC bis 17.00 UTC als nachgewiesene Tornado-Zelle ebenfalls sich reflektionsmäßig abschwächend den Südwesten Hamburg, also Harburg. Die Echo-mäßige Abschwächung der beiden Zellen wurde z.B. von Süden her durch die Radarstation Hannover bestätigt, war also nicht nur ein Effekt der Dämpfung des Radarsignals zwischen Zelle und Hamburger Radarstandort, wie man im ersten Moment vermuten könnte. Zu den Details noch die beiden folgenden hoch auflösenden Vergleiche der Radarstation Hamburg von 16.40/16.38 UTC bzw. 16.55/16.53 UTC :

Reflektivität links 27.03.06 16.40 UTC , Radialwinde rechts 27.03.06 16.38 UTC :



Reflektivität links 27.03.06 16.55 UTC , Radialwinde rechts 27.03.06 16.53 UTC :



Um 16.40/16.38 UTC sieht man die alte Dohrener Zelle gerade über den Osten Hamburgs hinwegziehen, mit leicht abgeschwächter Reflektivität und nicht erkennbarer Rotation in den Radialwinden. Die nachfolgende Zelle knapp südwestlich vor der Stadtgrenze von Hamburg wies in der Reflektivität (noch kräftig ausgebildet) eine gute Hakenform auf, in den Radialwinden aber nur mit einer höchstens schwachen Andeutung von Rotation. Um 16.55 UTC, dem ungefähren Zeitpunkt des Harburger Tornados war die vorlaufende Zelle schon nordöstlich knapp außerhalb des Hamburger Stadtgebietes angelangt mit Kräftigung gegenüber dem Zeitpunkt 15 Minuten vorher. Die tornadische Zelle von Harburg besaß in der Reflektivität eine gute Hakenform, in den Radialwinden zumindest eine Andeutung von Rotation.

Das besondere Nowcasting-End-Problem des Hamburger Tornadofalles bestand zusammenfassend darin, daß erstens die entscheidende Zelle kurz vorher einen leichten Schwenk in der Verlagerung nach rechts machte und zweitens der Tornado Realität wurde, als die Radarsignale schwächer wurden.

NOWCASTING AKUT : KONVEKTIVE PHASE BIS ZU DEN TORNADOS VON SEGRAHN UND ROGGENDORF

Die Überquerung Hamburgs durch zwei Zellen (eine davon akut tornadisch) war nach Lage der Dinge noch nicht der Abschluß der prinzipiellen Tornadolage. Die Situation um 17.00 UTC zeigte, daß die Atmosphäre noch konvektiv-aktiv war, auch wenn die Konvektion normalerweise im März um diese Zeit schon deutlich zurückgeht. Beleg für die aktuelle Aktivität war u.a. die Intensität und Geschlossenheit der jetzt gut ausgeprägten Squall-Line. Die Squall-Line zeigte dabei außer ihrer Radarintensität eine deutliche Konvergenz der bodennahen Strömung (u.a. Rückdrehen des Windes vor der Linie, vgl. Analyse 1.Teil). Aufgrund der bisherigen Verlagerungsrichtung der Zellen und der Squall-Line war jetzt noch am ehesten mit einer Gefährdung im Großraum Lübeck bis Schwerin zu rechnen.

Wie sich zeigen sollte, waren es dann nicht die Hamburg überquert habenden Zellen, die nochmals tornado-aktiv wurden, sondern zwei sehr kurzfristig an der Squall-Line neu entstehende Zellen, die im Zeitraum um 18 UTC herum über Segrahn und Roggendorf, unweit der Grenze zwischen dem südlichen Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern, Tornados ausbildeten. Der folgende Loop demonstriert im regionalen Überblick die Schwierigkeit der Prognose am Ende der Tornado-Situation :

Radarkomposit-Loop 27.03.06 17.00 - 18.30 :



Nach Überquerung Hamburgs durch die beiden vorher aktiven Zellen war die Harburger Zelle im regionalen Loop sehr bald nicht mehr identifizierbar, während sich die vorlaufende Dohrener Zelle offensichtlich noch kräftig erhielt. Genaueres verriet die hoch auflösende Analyse durch die lokalen Hamburger Radarbilder. Sie zeigte, daß die Harburger Zelle als schneller laufende Zelle in der Dohrener Zelle aufging :

Reflektivität links 27.03.06 17.25 UTC , Radialwinde rechts 27.03.06 17.23 UTC :



Die beiden alten Zellen sind hier mit violetten Kreisen gekennzeichnet. Deutliche Signaturen im Radialwind existierten um diese Zeit bei keiner der beiden Zellen mehr. Der rot gekennzeichnete Bereich war die spätere Roggendorfer Zelle in ihrem Anfangsstadium. Aufgrund der hier gezeigten Strukturen hätte man sicher noch nicht auf ein Tornado-Potential der neuen Zelle schließen können. Das wurde erst 17.40 UTC klarer, als sich in der Reflektivität plötzlich eine bemerkenswerte Stärke sowie rotationsverdächtige Form zeigte, allerdings nur mit geringer Andeutung von Bipolarität im Radialwindbild :

Reflektivität links 27.03.06 17.40 UTC , Radialwinde rechts 27.03.06 17.38 UTC :



Dies war nur ein knappe halbe Stunde vor dem Roggendorfer Tornado. Das analysierbare Endstadium um 18 UTC herum sah dann in der Reflektivität ziemlich eindeutig aus, während die Radialwinde in ihren Signaturen weiterhin relativ unauffällig blieben. Das hatte aber möglicherweise auch mit den Dämpfungseffekten von der Radarstation Hamburg her zu tun :

Reflektivität links 27.03.06 17.55 UTC , Radialwinde rechts 27.03.06 17.53 UTC :



Reflektivität links 27.03.06 18.10 UTC , Radialwinde rechts 27.03.06 18.08 UTC :



Überraschend stark hatte sich in dieser ganzen Zeit reflektionsmäßig noch der jeweils knapp nördlich sich bewegende, fusionierte konvektierte Bereich der von Hamburg her gekommenen Zellen gehalten. Ab 17.40 UTC bot das Reflektionsbild durchaus wieder eine Hookform, ohne daß im Radialwindbild Rotation klar sichtbar wurde. In jedem Fall hätte man prognostisch dieser Zelle weiterhin, auch über diesen letzten Zeitpunkt hinweg, ein Tornado-Potential zuschreiben können.

Nowcasting-mäßig war der Abschluß der Tornadolage vom 27.03.06 also von eher widersprüchlichen Signalen bestimmt und zudem die tatsächliche Tornado-Entwicklung an eine sehr kurzfristige Zell-Vorbereitung gebunden.


NOWCASTING QUANTITATIV : ERGEBNISSE NACHTRÄGLICHER LINEARER EXTRAPOLATION

Die vorstehenden Schilderungen der Nowcasting-Situationen vom 27.03.06 gingen von der qualitativen Interpretation der Radarstrukturen und ihrer Entwicklung aus. Wegen der operationell fehlenden Möglichkeit, Gewitterzellen direkt numerisch zu erfassen, hat man schon seit vielen Jahren versucht, im Gewitter-Nowcasting mittels Extrapolationsverfahren die Lage, grob auch Struktur und Intensität, von bereits existierenden Zellen im Zeitbereich von 2-3 Stunden zu prognostizieren. Die einfachste Form einer solchen Extrapolation ist die lineare Extrapolation, die mit der Vorstellung arbeitet, daß die charakteristische Verlagerungsgeschwindigkeit in der unmittelbaren Zukunft beibehalten wird, wesentlich bestimmt durch den Einfluß der dominierenden Höhenströmung. Solch eine lineare Extrapolation funktioniert nur bei Wetterlagen, bei der eine eindeutige Verlagerung der konvektiven Zellen tatsächlich zu beobachten ist und die Zellen genügend langlebig und gut strukturiert sind.

All dies war am 27.03.06 tatsächlich der Fall. Schon die räumliche Anordnung der erfaßten Tornados und die vorstehende qualitative Schilderung der Tornadolage sprachen für einen Erfolg linearer Extrapolation. Diese Vermutung nutzend habe ich im Nachhinein mit Hilfe der im 2. Teil der Analyse und hier gezeigten regionalen Radarkomposits eine lineare Extrapolation für die zwei markantesten Ziele und Zielzeitpunkte, den Tornadofall von Delmenhorst-Ganderkesee (15.30 UTC) als wichtigstes Ereignis der ersten Phase und den Tornadofall von Hamburg-Harburg (17.00 UTC) als wichtigstes Ereignis der zweiten Phase durchgeführt. Ich wählte dabei zur Ableitung der charakteristischenVerlagerung (Richtung und Geschwindigkeit) ein 1-Stunden-Intervall der unmittelbar vorangegangenen Situation und rechnete jeweils bis zum vorgegebenen Prognosezeitpunkt. Z.B. für die Hamburg-Prognose um 14.30 UTC nutzte ich die Zellpositionen von 13.30 UTC und 14.30 UTC und rechnete bis 17.00 UTC. Mit dem 1-Stunden-Intervall (ohne Beachtung der Zwischenpositionen) wurden Zufallschwankungen der Zelllage weitgehend ausgeglichen. Die Prognosen wurden in dieser Form fortlaufend von halber Stunde zu halber Stunde bis eine halbe Stunde vor Zielzeitpunkt erstellt.

Die so gerechneten Nowcasting-Prognosen werden im folgenden in chronologischer Reihenfolge grafisch dargestellt, zum Abschluß folgt eine Summenkarte der Nowcasting-Prognosen. Jeder Prognosen-Termin wird mit einem Loop von 4 Phasen gezeigt : 1. Phase Radarsituation vor 1 Stunde (schwarzer Kreis), 2. Phase Radarsituation aktuell (schwarzer Kreis), 3. Phase in Karte von Phase 2 die Prognose für Zielzeitpunkt (kleiner weißer Kreis in aktueller Radarkarte), 4. Phase Verifikation (kleiner weißer Kreis) in Radarkarte des Zielzeitpunktes.

LINEARE EXTRAPOLATION ZUM TORNADOZEITPUNKT VON DELMENHORST-GANDERKESEE UM 15.30 UTC :

Als zeitlicher Startpunkt der Nowcasting-Prognosen für die Tornadolage von Delmenhorst-Ganderkesee wurde 13.00 UTC gewählt. Im Hinblick auf das Tornado-Ereignis von 15.30 UTC beginnt also die Nowcasting-Rechnung mit einer Vorlaufzeit von zweieinhalb Stunden, entspricht also dem üblichen Zeitintervall bei linearen Nowcasting-Prognosen. Es werden jeweils zwei Prognosenrechnungen nebeneinander gestellt :

Nowcasting-Prognosen 13.00 UTC (links) und 13.30 UTC (rechts) für jeweils 15.30 UTC :



Die linke Prognose geht von der Situation aus, wie sie noch recht frühzeitig über den Niederlanden herrschte. Man sieht, daß um 13.00 UTC der Prognose-Kreis weit stromabwärts von der konvektiven Ausgangslage weg war. Umso erstaunlicher die Genauigkeit dieser Prognose für 15.30 UTC. Der Fehler lag mit leicht südwestlicher Verschiebung gegenüber der Sollposition nur in der Größenordnung von 11 km. Nochmals etwas genauer war die Prognose, die von 13.30 UTC ausging. Bei leicht nordöstlicher Verschiebung gegenüber dem Soll und einer Fehlergrößenordnung von nur 7 km. Ganz offensichtlich funktionierte die lineare Annahme in dieser Frühphase der Tornadolage ausgesprochen gut. Wie ging es aber weiter? Dazu diese beiden Darstellungen :

Nowcasting-Prognosen 14.00 UTC (links) und 14.30 UTC (rechts) für jeweils 15.30 UTC :



Das gute Ergebnis der linearen Extrapolation veränderte sich bei den nächsten beiden Prognosen nicht. Obwohl sich die Struktur und Größe des multizellularen Gebildes weiter entwickelte, wurde die lineare Prognose sogar eher noch leicht besser. Der Positionsfehler bewegte sich in der Größenordnung von nur noch 5 bis 6 km. Schließlich noch die lineare Extrapolation von 15.00 UTC aus, zusammen mit der Summe aller 5 Nowcasting-Prognosen :

Nowcasting-Prognose 15.00 UTC (links) und Nowcasting-Prognosen-Summe (rechts) für jeweils 15.30 UTC :



Die letzte Prognose von 15.00 UTC aus (also eine halbe Stunde vor dem Zielzeitpunkt) war insgesamt die beste Nowcasting-Prognose, was nicht überrascht, mit einem Fehler von sogar knapp unter 5 km. Die rechte Abbildung mit der Summe aller weißen Prognosenkreise (2 Kreise liegen praktisch übereinander) demonstriert noch einmal, wie gut die lineare Extrapolation in dieser ersten Phase der Tornadolage von Anfang an funktionierte. Synoptisch heißt das, daß der Verlagerungsmechanismus und die Abhängigkeit von der Höhenströmung trotz des stattgefundenen deutlichen Entwicklungsprozesses in der Zeit konstant blieb. Man kann also somit sagen, daß allein die Höhenströmung entscheidend war. Die Komplikation, daß sich zwischendurch die sehr kräftige und vorübergehend scheinbar entscheidende Tochterzelle (Meppener Zelle) bildete, die man aktuell vielleicht als Fortsetzung der Extrapolation genutzt hätte, soll hier im Raum stehen bleiben. Die mit dem Wissen, was herauskam, durchgeführte Extrapolation war in jedem Fall ausgesprochen zielführend.

LINEARE EXTRAPOLATION ZUM TORNADOZEITPUNKT VON HAMBURG – HARBURG UM 17.00 UTC :

War auch der zweite Teil der Tornadolage in der linearen Extrapolation, konkret für den Tornado von Hamburg-Harburg, erfolgreich? Bei der rein qualitativen Betrachtung des Nowcasting hatte sich gezeigt, wie die Lage komplexer wurde. So wäre es nicht überraschend, daß hier das Ergebnis nicht mehr so ideal aussieht. Als zeitlicher Startpunkt für die zweite Extrapolationsrechnung wurde 15.00 UTC gewählt mit dem ersten zeitlichen Stützpunkt der Extrapolation um 14.00 UTC. 15.00 UTC bedeutet, daß die erste Nowcasting-Prognose hier genau eine Zweistundenprognose war :

Nowcasting-Prognosen 15.00 UTC (links) und 15.30 UTC (rechts) für jeweils 17.00 UTC :



Bei Ausgangszeitpunkt für die linke, erste Prognose war die entscheidende Zellentwicklung wieder noch relativ weit entfernt von späteren Zielpunkt, und zwar noch im südwestlichen Vorfeld von Bremen. Bei der Betrachtung des ersten Loops sollte also beachtet werden, daß es sich im Ausgang der Rechnung jeweils um den schwarzen Markierungskreis südwestlich von Bremen handelte (nicht die konvektive Aktivität südöstlich von Bremen („Dohrener Zelle“Zwinkern. Dasselbe ist für den Zielzeitpunkt zu berücksichtigen, der Vergleich des kleinen weißen Kreises muß mit dem zweiten, nachlaufenden schwarzen Kreis vollzogen werden.

Es fällt sofort auf, daß wie vermutet die ersten beiden linearen Extrapolationen einen größeren Fehler aufweisen als in der ersten gerechneten Phase. Die Abweichung von der Sollposition beträgt hier rund 29 km (Prognose 15.00 UTC) bzw. 21 km (Prognose 15.30 UTC). Was auch auffällt, ist die systematisch nordöstlichere Position, d.h. die linear gerechnete Verlagerung war zu schnell und zu weit links.

Blieb diese Tendenz für die nächsten beiden Zeitschritte erhalten oder wurde die Prognose mit Annäherung an den Zielzeitpunkt besser ?

Nowcasting-Prognosen 16.00 UTC (links) und 16.30 UTC (rechts) für jeweils 17.00 UTC :



In der Tat, unübersehbar verbesserte sich die Prognose. Der Fehler lag bei der 16.00 UTC-Extrapolation in der Größenordnung von 16 km, bei der Extrapolation eine halbe Stunde vor dem Zielzeitpunkt zwischen 6 und 7 km. Während dabei die 16.00 UTC-Prognose noch die Zelle zu weit links setzte (aber mit schon weitgehend richtiger Geschwindigkeit), war die letzte Prognose insgesamt gut, auch von der Richtung her. Wie kann man die Ergebnisse deuten? Die qualitative Nowcasting-Betrachtung hatte gezeigt, daß die tornadische Zelle vor Hamburg einen Rechtsschwenk machte. Zunächst war also in den Nowcasting-Extrapolationen die Richtungskorrektur noch nicht enthalten, sie wurde erst zum Schluß wirksam. Zusammenfassend hier die summarische Darstellung der vier linearen Nowcastingprognosen :

Nowcasting-Prognosen-Summe für 17.00 UTC :



Was kann man unter dem Strich über den Erfolg einer, in der aktuellen Lage richtig angesetzten, linearen Extrapolation sagen? Generell war die Situation für solch ein Verfahren offensichtlich günstig, zumindest für die erste Phase, weil sich die Zellen (in einer deutlichen Höhenströmung) recht eindeutig und nachhaltig verlagerten. In der ersten Phase hätte man damit auch bemerkenswert gute Ergebnisse erzielt im Hinblick auf eine engräumige Warnung. Bei der zweiten, noch wichtigeren Phase (Hamburg-Harburg) wäre die Prognose von einer größeren Streuung begleitet gewesen, zumindest bis einschließlich 1 Stunde vor dem Ereignis. Generell wäre aber der Großraum Hamburg ab 15.00 UTC im prognostischen Visier gewesen.

NOWCASTING OPERATIONELL : KONRAD-PRODUKTE ZUM TORNADO VON HAMBURG-HARBURG

Für Überwachung und Nowcasting von Schwergewitterlagen werden von den Wetterdiensten (staatlich oder privat) automatisierte Nowcastingverfahren eingesetzt, um das operationelle Nowcasting auf eine rasch umsetzbare und objektivere Grundlage zu stellen. Diese Nowcasting-Verfahren sind Hilfsmittel, die letztendliche Verantwortung liegt beim Meteorologen. Die automatischen Nowcastingsysteme analysieren die momentane Situation der konvektiven Zellen und ihr Verhalten in der znmittelbaren Vergangenheit. Daraus wird eine zeitlich begrenzte Extrapolation abgeleitet, teils linear, ähnlich wie im Vorkapitel gezeigt, teils auch modifiziert. Dabei geht es auch um die Intensität der Zellen. Der DWD hat in den letzten Jahren stark auf das Nowcasting-System „KONRAD“ gesetzt. Eine nähere Beschreibung von KONRAD durch mich hier im Forum stammt vom Jahre 2002 [www.wzforum.de]. KONRAD ist kein spezielles Tornado-Prognose-System, sondern generell zur Überwachung und Nowcasting-Prognose vornehmlich kräftiger „Primärzellen“ gedacht. Stärke und Umfang der Zellen aktuell und in ihrer jüngsten Vergangenheit (6 mal 5 Minuten = 30 Minuten) werden symbolhaft dargestellt, einschließlich ihrer dabei aufgetretenen Pfadspur. Aktuelle Zellen erscheinen als ausgefüllte Kreise, versehen mit einer Identifikationsnummer, vergangene Zellpositionen sind als farbige Kreisringe dargestellt. Die Verlagerungsspur wird durch ein die Zellpositionen verbindendes Liniensystem kenntlich gemacht. Die Nowcasting-Prognosen beziehen sich bei jüngeren Zellen auf die Positionen +30 Minuten, bei Zellen mit einem Alter von über 1 Stunde auf +60 Minuten. Die Verlagerungsprognose wird dabei aus den letzten 10 Minuten vektoriell abgeleitet (Verlängerung der Verbindungslinien –10 Minuten/aktuelle Lage).

Die nachfolgenden 8 KONRAD-Karten zum Hamburg-Harburger Tornadofall wurden mir durch Andreas Friedrich zur Verfügung gestellt. Sie betreffen die Termine 16.15 UTC bis 17.00 UTC

KONRAD-Karten 27.03.06 16.25 UTC (links) und 16.30 UTC (rechts) :



Das Umfeld von Hamburg zeigte auf den KONRAD-Karten um 16.25 UTC und 16.30 UTC hauptsächlich die um diese Zeit wesentlichen Zellen, die Dohrener Zelle mit der (grünen) Nummer 26 (sich abschwächend) und die kommende Hamburg-Harburger Zelle mit der (16.25 UTC gelb, 16.30 UTC rot) Nummer 27 (sich momentan verstärkend). Die vorausgegangene 30-Minuten-Spur der Zelle 27 wies, wie gut zu erkennen, im Detail ein deutliches Zickzack auf. Entsprechend diesem Zickzack sprang die 1-stündige Prognose (+60) innerhalb von 5 Minuten vom Hamburger Norden (für 17.25 UTC) in das Gebiet südöstlich des Hamburger Stadtgebietes (17.30 UTC).

Zickzack-Kurs und sprunghafte Prognose setzten sich auch während der nachfolgenden 10 Minuten fort :

KONRAD-Karten 27.03.06 16.35 UTC (links) und 16.40 UTC (rechts) :



Die vorübergehend als verstärkt analysierte Zelle 27 (rot) schwächte sich nach KONRAD bis 16.40 UTC wieder ab (gelb). Die Prognosen wiesen in den Raum nordöstlich bis östlich von Hamburg (für 17.35 UTC bzw. 17.40 UTC).

So entwickelte sich die Situation weiter :

KONRAD-Karten 27.03.06 16.45 UTC (links) und 16.50 UTC (rechts) :



Die Sprunghaftigkeit ging nun zurück und die aktuelle Spurlinie lag nun mehr im zeitlich gemittelten bisherigen Verlauf. Die Zelle 27 blieb dabei abgeschwächt (gelb), die Prognosen wiesen nach Ostnordost bis Nordost.

Die beiden letzten KONRAD-Karten zeigten die Endphase der Zelle 27 über dem Südsüdwesten des Hamburger Stadtgebietes :

KONRAD-Karten 27.03.06 16.55 UTC (links) und 17.00 UTC (rechts) :



Die analysierte Intensität der Hamburg-Harburger Zelle 27 hatte sich weiter auf grün abgeschwächt. Diese Analyse stand im Einklang mit der schon weiter oben dargestellten Intensitätsabschwächung innerhalb der regionalen und lokalen Radarbilder.


FAZIT :

1. In diesem letzten der drei Postings zum Fall des Tornado-Outbreaks vom 27.03.06 über Norddeutschland wurden die Aspekte der Prognose, beginnend mit den kurzfristigen Modellhinweisen zur allgemeinen Wetter- und Gewitterlage bis hin zum qualitativen und quantitativen Nowcasting, dargestellt.
2. Stellvertretend auch für alle anderen Modellvorhersagen konnte gezeigt werden, daß nach einer längeren spätwinterlichen Periode die Wetterlage von GME gut prognostiziert wurde. Dies zeigte sich auch in den lokalen LM-Meteogrammen. In ihnen gab es neben Gewitterhinweisen Anzeichen für günstige Rahmenbedingungen von Tornados.
3. Am Vorabend prognostizierte denn auch ESTOFEX für den Norden Mitteleuropas auf Modellgrundlage für den 27.03.06 die Möglichkeit von Tornados.
4. Am Tornadotag selbst bestätigten die Radiosondenaufstiege stromaufwärts, besonders der Niederlande und Frankreichs, die Gefahr möglicher Tornados.
5. Der Beginn kräftiger Konvektion am 27.03.06 mittags zeigte sehr schnell typische Strukturen von Multizellen bzw. Superzellen. Die Nowcasting-Überlegungen deuteten dabei als erstes auf eine Tornado-Gefährdung im Raum westliches Niedersachsen incl. Bremen-Bremerhaven hin, was durch die Tornados von Delmenhorst-Ganderkesee und Esenshamm dann auch bestätigt wurde.
6. Nachfolgend verkomplizierte sich die Nowcastinglage dadurch, daß sich in der Fläche vor einer sich stark aufbauenden Squall-Line weitere Superzellen bildeten. Diese zogen wie die vorherigen Zellen nordostwärts, d.h. sie zielten jetzt auf den Bereich Bremen bis Hamburg. Daneben deuteten auch die strukturellen Radarhinweise auf weitere Tornadogefahr, was sich zunächst im Bereich Dohren bestätigte.
7. Für den Großraum Hamburg ging die Gefahr von zwei zwei zunächst sehr markanten Zellen aus, die Dohrener tornadische Zelle und eine nachlaufende kräftige Zelle. Obwohl beide Zellen bei Annäherung an Hamburg sich abschwächten, kam es zum Tornado von Hamburg-Harburg. Dies bedeutete ein spezielles Nowcasting-Problem.
8. Die beiden abschließenden Tornados bei Segrahn und Roggendorf waren im Nowcasting dadurch schwer zu erfassen, weil sich ihre auslösenden Zellen besonders kurzfristig im Verband der nachgerückten Squall-Line ausbildeten.
9. Neben dem qualitativen Nowcasting konnte mit Hilfe linearer Extrapolationsrechnungen auch der quantitative Aspekt des Nowcasting beispielhaft beleuchtet werden und zwar anhand von Zell-Prognosen für die Tornados von Delmenhorst-Ganderkesse und Hamburg-Harburg. Besonders im Fall Delmenhorst-Ganderkesee erwies sich dieser quantitative Ansatz als recht erfolgreich.
10. Zum Abschluß wurden für Hamburg die damaligen operationellen KONRAD-Produkte des DWD erläutert und diskutiert. Dabei zeigte sich die Problematik einer zeitlich besonders hoch auflösenden Erfassung und Extrapolation von Zellen.

Wetterfuchs



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  Teil 3 ... viele Pics 3600 Micha (Giessen, 180m) am 04.11.03 11.11.03 22:27
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  Der Innsbrucker Gewittersturm vom 21.Juli 2003 4787 Org: Friedrich Föst, 27.08.2003 03.09.03 08:00
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  Schadensanalyse/Bilder Teil 2 4307 Org: Friedrich Föst, 27.08.2003 03.09.03 08:04
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  09.07.02 : Starkgewitter vor dem Berlin-Unwetter 7093 org:Wetterfuchs am 09.07.03 09.07.03 21:19
  Rückschau : Entwicklung des Berliner Unwetters 7758 org: Wetterfuchs am 11.07.02 09.07.03 18:01
  18.06.02: Eine Gewitterlage der Superlative 6583 org. Wetterfuchs 02.07.2003 02.07.03 16:41
  Unwetterdoku vom 23.06.2003 4816 Christian (Braunschweig) 01.07.03 21:37
  Tornadolage 10.06.03 : Met.Strukturen (2,5 mB) 6858 Org: Wetterfuchs am 21.06.2003 21.06.03 13:09
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  Ein Markstein : Münchener Hagelunwetter 12.07.1984 7721 org: Wetterfuchs 24.07.02 10:08
  Noch ein Bericht zum Sturm am 10.Juli 2002 4755 org: Christoph Gatzen am 13.07.2002 21.08.02 20:32
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