Thema des Tages

 

 

Wetter aktuell

Der Frühling steht vor der Tür

 

 

Der meteorologische Winter liegt in den letzten Zügen, der Frühling steht also vor der Tür. Aber wann genau beginnt der Frühling?

 

 

Frage: Wann beginnt der Frühling?

 

Der Februar neigt sich dem Ende zu und die Wahrscheinlichkeit, dass

es in Deutschland der wärmste Februar seit Beginn der

Wetteraufzeichnungen im Jahre 1881 wird, ist sehr hoch. Rund ein

Fünftel der Wetterstationen in Deutschland hatte bis zum gestrigen

24.02.2024 sogar noch keinen einzigen Tag mit Frost! Wenig winterlich

sind auch die Aussichten für die restlichen Tage des meteorologischen

Winters. Wenn der Winter schon eher auf Frühling macht, stellt sich

die Frage: Wann beginnt der Frühling eigentlich? Darauf gibt es

prinzipiell vier Antworten.

 

Antwort 1: Meteorologischer Frühlingsbeginn

 

Antwort 1 ist trivial und wird von den Meteorologen geliefert. Für

diese beginnt die neue Jahreszeit am kommenden Freitag, also am 1.

März 2024 um 0 Uhr UTC und dauert wie alle anderen Jahreszeiten genau

drei Monate.

 

Antwort 2: Astronomischer Frühlingsbeginn

 

Antwort 2 kommt aus der Astronomie. Der astronomische (auch

kalendarische) Frühlingsanfang ist der Bevölkerung am geläufigsten

und richtet sich nach dem Sonnenstand. Da die Erde zur Sonne geneigt

ist, "wandert" der Punkt, an dem die Sonne mittags senkrecht auf die

Erde scheint, im Laufe des Jahres durch die Umrundung der Erde um die

Sonne von Süden nach Norden und umgekehrt. Steht die Sonne nun genau

über dem Äquator senkrecht ("Äquinox" oder "Tag- und Nachtgleiche"),

dann ist entweder Frühlings- oder Herbstanfang. In diesem Jahr wird

das am Mittwoch, dem 20. März 2023 um 04:06 Uhr MEZ sein.

Warum aber haben Meteorologen einen anderen Frühlingsbeginn

festgelegt als den astronomischen? Diese Einteilung wurde vor Beginn

des Computerzeitalters im 20. Jahrhundert getroffen, da sich ganze

Monate statistisch einfacher auswerten lassen. Darüber hinaus stellte

man im Laufe der Zeit aber auch fest, dass die meteorologischen

Jahreszeiten die klimatische Situation der Jahreszeiten besser

widerspiegeln als die astronomischen.

 

Antwort 3: Phänologischer Frühlingsbeginn

 

Antwort 3 wiederum ist in der Natur zu finden. In der Phänologie

werden die im Jahresablauf periodisch wiederkehrenden Wachstums- und

Entwicklungserscheinungen der Pflanzen betrachtet und in Phasen

eingeteilt. Nach der phänologischen Uhr gibt es im Frühling drei

Phasen: Vor-, Erst- und Vollfrühling. Ihren jeweiligen Beginn kann

man durch sogenannte Leit- bzw. Ersatzphasen ermitteln. Als Leitphase

für den Vorfrühling dient dabei der Blütenbeginn der Hasel, für den

Erstfrühling der Blütenbeginn der Forsythie und für den Vollfrühling

der Blütenbeginn der Apfelbäume. Für die jeweiligen Phasen konnte aus

Beobachtungen in den letzten Jahren ein mittleres Eintrittsdatum

gefunden werden. Demnach beginnt der Vorfrühling durchschnittlich am

10. Februar, der Erstfrühling am 25. März und der Vollfrühling am 26.

April.

In diesem Jahr hat die Natur aufgrund des wieder einmal zu milden

Winters erneut einen Vorsprung. So begann der Vorfrühling bereits am

27. Januar und damit 14 Tage vor dem vieljährigen Mittel. Diesen

Vorsprung hat die Natur aufgrund der anhaltend milden Witterung

seitdem vergrößert. So wird der Beginn der Forsythienblüte bei einem

Meldeaufkommen von bisher 18 % aktuell etwa 20 Tage vor dem mittleren

Eintrittsdatum erwartet. Hochgerechnet auf den Erstfrühling würde

dieser bei vollem Meldeaufkommen also am 5. März beginnen (weitere

Informationen und aktuelle Daten zum Thema Phänologie finden Sie

unter www.dwd.de/phaenologie ).

 

Antwort 4: Selbst definierter statistischer Frühlingsbeginn

 

Antwort 4 auf die eingangs gestellte Frage lässt sich aus

statistischen Betrachtungen finden. Dazu hat der Autor dieses Textes

(recht willkürlich) einen "statistischen Frühlingsbeginn? definiert,

wobei an drei aufeinanderfolgenden Tagen mindestens an zwei Tagen

eine Höchsttemperatur von über 15 Grad erreicht werden soll und es

dabei vorherrschend trocken und heiter sein soll. Schaut man sich die

vergangenen 24 Jahre an, so begann der Frühling diesen Kriterien nach

seit 2000 im Norden (repräsentiert durch Hamburg) durchschnittlich am

31. März und im Süden (vertreten durch München) am 14. März. Der

Trend geht auch in dieser Statistik zu einem immer früheren Beginn

(im Norden schneller als im Süden).

Von drei Tagen mit solch frühlingshaftem Geschehen sind wir noch ein

kleines Stückchen entfernt. Die Modelle deuten für Anfang März zwar

eine weitere Milderung an, der Hochdruckeinfluss kann aber

voraussichtlich noch nicht überzeugen. Und möglicherweise schlägt im

weiteren Verlauf sogar der "Märzwinter" zurück. Früher oder später

aber wird auch das Wetter den Frühling einläuten.

 

 

 

Dipl.-Met. Simon Trippler

Deutscher Wetterdienst

Vorhersage- und Beratungszentrale

Offenbach, den 25.02.2024

 

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Wetter aktuell

Ungewöhnliche Februarwärme

 

Der Februar fiel bisher durch sehr milde Luft auf und die Temperaturen kennen in den nächsten Tagen wieder nur eine Richtung:

nach oben! Deutet sich da etwa ein Temperaturrekord an?

 

In den nächsten Tagen bis einschließlich Freitag (16.2.) ereignet

sich der nächste markante Vorstoß sehr milder Luftmassen nach

Deutschland. Es ist nicht der erste in diesem Februar und es erhärtet

sich der Verdacht, dass der Monat wieder einmal zu den wärmsten

seiner Zunft werden könnte. Anlässlich des heutigen Bergfestes wollen

wir mal schauen, wo wir zur Hälfte des Monats tatsächlich stehen.

 

Die Großwetterlage im Februar ist im Wesentlichen geprägt von einer

aktiven Westdrift. Dabei kann sich zwischen hohem Luftdruck über

Südeuropa und Tiefdruckgebieten über Nord- und Westeuropa eine

zumeist westliche bis südwestliche Strömung einstellen, mit der mal

mehr, mal weniger milde Atlantikluft zu uns nach Mitteleuropa gelangt

(siehe Abbildung 1). Nur der Norden und Nordosten kam zu Beginn des

Monats vorübergehend in den "Genuss" deutlich kälterer Luft. Der

maritime, wolkenreiche Charakter der Luftmasse führte zudem dazu,

dass es in den Nächten kaum auskühlen konnte. Es liegt also nahe,

dass wir es in jeglicher Hinsicht mit überdurchschnittlichen

Temperaturen zu tun haben - und der Schein trügt nicht!

Abbildung 2 zeigt den über alle Stationen in Deutschland gemittelten

Verlauf von Höchst- und Tiefsttemperatur sowie den des

Tagesmittelwertes bis einschließlich Dienstag, den 13.2. Um die

Messwerte einschätzen zu können, werden die Messungen mit den

vieljährigen Mittelwerten des Zeitraumes 1991-2020 verglichen. Alle

drei Kurven liegen bisher über den kompletten Monat deutlich über den

Referenzwerten. Die gemessenen Tiefsttemperaturen entsprechen in etwa

den Höchsttemperaturen, die auf Grundlage der Klimamittelwerte

eigentlich zu dieser Jahreszeit zu erwarten wären! Auffällig sind die

beiden "Wärmewellen" zwischen dem 3. und 5.2. sowie um den 9. und

10.2. herum. Bezeichnend ist, dass selbst in den Temperaturtälern

nicht annähernd Normalwerte erreicht werden. Der nächste "Buckel" der

kommenden Wärmewelle zeichnet sich in den Vorhersagen sogar noch

weitaus stärker im Temperaturverlauf ab, als die vorherigen.

 

Die beständig überdurchschnittlichen Temperaturen führen zu einem

anwachsenden "Überschuss", wie man dem fortlaufenden

Temperatur-Monatsmittel in Abbildung 3 entnehmen kann. Es hat sich

zwischen 6 und 7 °C eingependelt, was einer Abweichung von 5 bis 6

Kelvin entspricht. Im Zuge der nächsten Wärmewelle steigt das Mittel

sogar nochmal etwas an. Solche Februartemperaturen suchen ihres

Gleichen! Die bisher wärmsten Februarmonate datieren aus den Jahren

1990 (Temperaturmittel: 5,7 °C), 2020 (5,3 °C) und 2002 (5,1 °C). Ob

es auch am Ende für einen neuen Rekord reicht, ist allerdings noch

fraglich, da die Modelle im Laufe der kommenden Woche einen

allmählichen Temperaturrückgang zumindest auf Normalwerte andeuten.

Um diesen Temperaturüberschuss deutlicher aufzuzehren und den Monat

aus den Top-3 zu werfen, bedarf es aber schon einer sehr markanten,

mehrtägigen Kaltluftperiode in der zweiten Monatshälfte. Und die ist

bisher noch nicht in Sicht.

 

 

Dipl.-Met. Adrian Leyser

Deutscher Wetterdienst

Vorhersage- und Beratungszentrale

Offenbach, den 14.02.2024

 

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Wetter aktuell

Aktuelle Winterbilanz

 

Im heutigen Tagesthema werfen wir ein Blick auf die bisherige Bilanz des meteorologischen Winters 2023/24.

 

Einleitung - Aktuell Frühling im Winter

 

Der meteorologische Winter (1. Dezember bis 28./29. Februar) neigt sich so langsam seinem Ende zu und verkleidet sich derzeit auch eher als Vorfrühling - die Fastnachtsumzüge wird es freuen. Dass wir uns bereits mit großen Schritten in Richtung der Vegetationsperiode bewegen, kann man gut mit der Maßzahl der Grünlandtemperatur visualisieren. Für diese Maßzahl werden alle positiven Tagesmitteltemperaturen seit Jahresbeginn aufaddiert. Aufgrund des geringeren Sonnenstandes werden diese allerdings im Januar noch mit dem Faktor 0.5 und im Februar mit 0.75 multipliziert. Eine wichtige Schwelle ist die 200 K Marke, die allgemein als Vegetationsbeginn angesehen wird. In der Grafik sieht man die Verläufe der Grünlandtemperatursumme zwischen 1. Januar und 31. März für die Jahre

1988 bis 2023 an der Wetterstation Frankfurt. Dabei wurden einige interessante Jahre farblich hervorgehoben. Auch der bisherige Verlauf

2024 ist eingezeichnet. Wenig überraschend bewegt sich 2024 aktuell ganz weit oben, genau genommen sogar auf Platz zwei seit 1988 für einen 10.Februar.

 

 

Die aktuelle Bilanz bei Frost- und Eistagen

 

Aber abgesehen von der aktuellen Mildphase, wie schaut der Winter

2023/24 so kurz vor Ende statistisch aus? Für die Bewertung des meteorologischen Winters bieten sich verschiedene Maßzahlen an. Das sind zum einen die Anzahl der Frosttage (Minimumtemperatur unter 0

Grad) und Eistage (Maximumtemperatur unter 0 Grad). Auch die mittlere Temperatur (Tagesmitteltemperatur über den gesamten Winter hinweg) und die Kältesumme (Aufsummierung aller negativen

Tagesmitteltemperaturen) sind gute Maßzahlen.

 

Blicken wir zunächst auf die Zahl an Frost- und Eistagen. Zunächst einmal lässt sich ganz allgemein feststellen, dass die Anzahl der

Frost- bzw. Eistage im Vergleich von der alten Klimareferenzperiode

1961-1990 zur neuen Referenzperiode 1991 bis 2020 deutlich zurückgegangen ist. Schaut man auf den bisherigen Winter, so sieht man, dass die Werte nochmal unter den Werten der aktuell gültigen Referenzperiode liegen. Im Mittel fehlen noch 15 bis 20 Frosttage und

5 bis 10 Eistage. Mit Blick auf die weiteren Aussichten, kann man schon jetzt sagen, dass die Mittelwerte recht sicher nicht erreicht werden.

 

Schaut man ganz konkret auf Frankfurt, dann sieht man, dass die Anzahl der Frost- und Eistage in den letzten gut zehn Jahren im Vergleich zu 1991-2020 nochmals deutlich zurückgegangen sind. Den letzten richtig kalten Winter der aktuell gültigen Klimareferenzperiode gab es 1996/97. Da schaffte es Frankfurt auf 31 und Sylt auf 19 Eistage - also Tage, an denen die Temperatur nicht über den Gefrierpunkt gestiegen ist! Kann man sich das heutzutage noch vorstellen?

 

 

Die aktuelle Mitteltemperatur und Kältesumme

 

Werfen wird noch einen Blick auf die bisherige Mitteltemperatur und Kältesumme. Gerade letztere eignet sich sehr gut für die Einordnung der Strenge des Winters, da sie auch die Absolutwerte der täglichen Temperatur mit einbezieht.

 

Die aktuelle Mitteltemperatur liegt in vielen Regionen knapp 2 K über den vieljährigen Mittelwerten von 1991 und 2020. Nimmt man die Periode von 1961 bis 1990 als Basis, betragen die Abweichungen sogar über 3 K. Dabei sind die positiven Anomalien am größten im Süden und Südosten des Landes. Zwar war der Rekordwinter 2006/07 nochmal ein 1 K wärmer, trotzdem bewegt sich auch der Winter 2023/24 auf ziemlich hohem Niveau.

 

Die Kältesumme liegt im Deutschlandmittel gerade einmal bei 56 K und damit weit entfernt von richtig kalten Wintern. Um von einem normalen Winter zu sprechen, sollte die Summe hingegen eher im dreistelligen Bereich zu finden sein. Blicken wir doch nochmal auf den Winter 1996/97. In Frankfurt gab es damals eine Kältesumme von 186 Kelvin

(2023/24: 40 K), in Essen von 161 Kelvin (2023/24: 27 K). In kälteren Regionen wie beispielsweise in Erfurt, wurden 296 Kelvin erzielt

(2023/24: 75 K).

 

 

Die niedrigsten Minima und Maxima

 

Neben all den Temperturmaßen darf eines nicht fehlen: Die niedrigsten Minima und Maxima im Laufe eines Winters. Blickt man stellvertretend auf die Wetterstation Frankfurt Flughafen, so erkennt man, dass die winterliche Frosthärte in den letzten Jahrzehnten immer mehr zurückgegangen ist. Während es früher in aller Regelmäßigkeit strenge Nachtfröste gab, ist dies mittlerweile nicht mehr unbedingt ein winterliches Kennzeichen. Die gleiche Entwicklung ist auch bei den Maxima zu erkennen. Diese grundlegende Aussage lässt sich auch auf andere Wetterstationen in Deutschland übertragen.

 

 

Epilog - Wie geht es weiter

Nachdem sich die sehr milden Maxima in den nächsten Tagen auf hohem Niveau etwas konsolidieren, greift der Vorfrühling in der zweiten Wochenhälfte erneut an. Noch unsicher, aber nicht ausgeschlossen, dass dann zum ersten Mal in diesem Jahr die 20 Grad in der Hitliste aufleuchtet. Damit wird es immer schwieriger, noch entscheidend an den aktuellen statistischen Zahlen zu drehen. Der Winter geht also wieder als ein sehr milder in die Geschichtsbücher ein. Bei der Mitteltemperatur im Flächenmittel über ganz Deutschland liegt er derzeit in den Top10 der wärmsten Winter seit Aufzeichnungsbeginn 1882.

 

Für alle Statistikfans nochmal eine ausführliche Tabelle mit allen Maßzahlen für ausgewählte Städte in Deutschland.

 

 

Dipl.-Met. Marcus Beyer

Deutscher Wetterdienst

Vorhersage- und Beratungszentrale

Offenbach, den 10.02.2024

 

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Wissenschaft kompakt

Das Niederschlagsradar

 

Wie erkennen wir, wann es anfängt zu regnen? In der heutigen Kurzfristvorhersage ist das Niederschlagsradar neben Wettermodellen unverzichtbar. In diesem Beitrag wollen wir das Funktionsprinzip dieses Radars und seine vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten beleuchten.

 

RADAR ist die Abkürzung für RAdio Detection And Ranging, auf Deutsch "funkgestützte Ortung und Abstandsmessung". Ursprünglich wurde Radar ausschließlich für militärische Zwecke genutzt und fand im Zweiten Weltkrieg erstmals breite Anwendung zur Ortung von Schiffen und Flugzeugen. Dabei wurde die Entdeckung von Heinrich Hertz aus dem Jahr 1886 genutzt, der herausfand, dass metallische Gegenstände elektromagnetische Wellen reflektieren. Während des Zweiten Weltkriegs wurde entdeckt, dass auch Niederschlag Signale im Radar erzeugt. Nach dem Zweiten Weltkrieg beschäftigten sich Wissenschaftler damit, diese Niederschlagssignale herauszufiltern und spezielle Radarsysteme für die Niederschlagsdetektion zu entwickeln.

 

Das Funktionsprinzip des Niederschlagsradars ist relativ einfach. Ein Sender sendet gepulste Mikrowellen aus, deren Wellenlänge so gewählt ist, dass sie an Niederschlagspartikeln wie Regentropfen, Schneeflocken, Graupel und Hagel reflektiert und zum Radar zurückgestreut werden. Anschließend wird das zurückgestreute Signal, das nur einen Bruchteil der Energie des gesendeten Signals hat, am Radar mithilfe einer Antenne empfangen und gemessen. Aus der Antennenposition und der Laufzeit des Signals ergibt sich die Position der reflektierenden Hydrometeore.  Die Geschwindigkeit der Mikrowellen wird dabei unter Berücksichtigung des Brechungsindex der Luft korrigiert.

 

Die Radarbilder des Deutschen Wetterdiensts, die von 17 Radarmessstationen frei zugänglich und auf diversen Wetterseiten zu sehen sind, zeigen die entfernungskorrigierte Intensität des zurückgestreuten Signals, gemessen in Dezibel (dBZ).  Die Skala ist logarithmisch, das heißt 2 dBZ sind die 10-fache Intensität wie 1 dBZ. Doch wie lässt sich das interpretieren: Das Beispielbild zeigt eine sommerliche Gewitterlage. Die Farbskala ist an die Skala in der Warnwetter-App angelehnt. Hellblaue Werte (1 bis 15 dB) zeigen zumeist leichten Sprühregen oder nur ein paar Tropfen Regen. Unter Grün (~15 - 30 dB) kann man sich einen leichten bis mäßigen Landregen vorstellen, der bei Gelb (ab 30 dB) schon in kräftigere Intensität übergeht. In diesem Fallbeispiel sieht man dies an den kräftigeren Schauern zwischen Alb und Allgäu. Interessant wird es, wenn die Farbe ins Rot geht. Dies bedeutet Reflektivitäten von über 45 dBZ, die fast nur in Schauern und Gewittern erreicht werden. Ab da nimmt das Starkregenpotenzial deutlich zu. Am auffälligsten ist dies in diesem Beispiel im Gewitterkomplex über Südbayern der Fall. An seiner Südostseite geht die Reflexivität ins ?Blaue? (> 55 dBZ), dies ist meist bei Hagel der Fall. Dieser blaue Bereich war in diesem Fall einem größeren Hagelunwetter zuzuordnen. Die Schauer und Gewitter in

Mittel- und Norddeutschland sind weniger heftig. Die Fläche mit roten und blauen Reflektivitäten ist dort viel kleiner.

 

Um die Niederschlagsintensität zu messen, erfolgt eine Umrechnung des empfangenen Signals in l/m² pro Stunde. Diese Umrechnung erfolgt durch Z-R-Beziehungen, wobei Z für die Reflektivität des Signals

(dBZ) und R für die Regenrate (l/m² pro Stunde) steht. Diese Beziehungen wurden durch langjährige Messung empirisch gewonnen, ist aber besonders in Gewittern, die Hagel enthalten, auch zu einem gewissen Maße ungenau. Um die Genauigkeit zu erhöhen, werden die aus dem Radar gemessenen Niederschlagsraten mit Stationsmeldungen verglichen und entsprechend kalibriert. So lässt sich relativ gut die Niederschlagsmenge flächendeckend bestimmen.

 

Niederschlagsradare bieten jedoch noch weitere Möglichkeiten. Die Radarbilder können zeitlich animiert werden, um die Verlagerung des Niederschlags und die Zugrichtung von Gewittern abzuschätzen.

Mithilfe des mathematischen Verfahrens des "optischen Flusses" kann diese Bewegung sogar in die Zukunft projiziert werden, was genaue Vorhersagen von 15 Minuten bis zu einer Stunde ermöglicht. Der Deutsche Wetterdienst betreibt sogenannte dual-polarimetrische Radare. Diese können darüber hinaus über den Dopplereffekt sogar die Windgeschwindigkeit messen, den Wasser- und Eisgehalt einer Wolke bestimmen und aus der Depolarisation sogar Aussagen über die Art des Niederschlags treffen. So kann man unterscheiden, ob eine Wolke Hagel, große oder kleine Tropfen, Graupel oder Schnee enthält.

Mittels der vertikalen Temperaturschichtung und Temperaturmessungen an Wetterstationen und Glättemeldeanalgen lässt sich dann ableiten, ob der Niederschlag als Regen oder Schnee am Boden ankommt.

 

 

Dipl.-Met. Christian Herold

Deutscher Wetterdienst

Vorhersage- und Beratungszentrale

Offenbach, den 06.01.2024

 

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

 

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