Was Sie schon immer über Gewitter wissen wollten…sollten…

In den morgendlichen Wetterberichten heißt es jetzt wieder vermehrt: „Bis in die Mittagsstunden ist es meist heiter. Im Laufe des Nachmittags bewölkt es sich zunehmend, bis in die Abendstunden hinein ist örtlich mit kräftigen Schauern und Gewittern zu rechnen.“ Aha, aber geht das nicht etwas genauer? Wann kommt das angekündigte Gewitter denn nun: Können wir um 19.00 Uhr grillen oder nicht? Muss die Open-Air-Veranstaltung abgesagt werden? Kann ich mit den KiTa-Kindern noch einen Waldspaziergang machen – oder wird das alles zu gefährlich?

Die Vorhersage von Gewittern ist eine äußerst diffizile und verantwortungsvolle Herausforderung für die Meteorologen. In der Regel kann am Morgen noch nicht präzise eingeschätzt werden, wo genau Schauer und Gewitter auftreten. Auch Aussagen zum genauen Zeitpunkt sind kaum möglich.

Wenn jedoch alle Anzeichen in der Wetterküche ein Potenzial für Starkregenschauer und Gewitter aufweisen, können die Meteorologen anhand verschiedener Indizes abschätzen, ob es z.B. schwere Gewitter mit Hagel geben wird. Auch kann man Aussagen darüber treffen, ob ein Gewitter eher langsam oder schnell über die Lande hinwegziehen wird. Und alleine davon hängt schon viel ab. Oftmals entscheidet das Tempo, ob lediglich mit einem kurzen Sommerguss zu rechnen ist oder mit einem ortsfesten Unwetter inklusive hohen Niederschlagsraten. Ist ein Gewitter erst einmal entstanden und sein Entstehungsort, die Zugrichtung und die Zuggeschwindigkeit im Großen und Ganzen bekannt, kann man mittels ausgefeilter Technik die weitere Entwicklung und Zugrichtung sehr zuverlässig vorhersagen.

Aber dieses Ausgangswissen hält Gewitterzellen natürlich nicht von ihrem Eigenleben ab, denn Gewitter haben es in jeder Hinsicht in sich: Gerne springen sie unvermittelt hin und her oder lösen sich einfach auf, um dann aber an anderer Stelle - plötzlich und nahezu explosionsartig - wieder neu zu entstehen. Es liegt also in der Natur der Sache, dass der Vorhersage von Schauern und Gewittern Grenzen gesetzt sind.

Wie entstehen überhaupt Gewitter?
Gewitter werden in zwei unterschiedliche Kategorien eingeteilt: Zum einen die sogenannten Frontengewitter. Sie sind mit dem Durchzug einer Kaltfront verbunden, die durch ein Tiefdruckgebiet ausgelöst wurde. Und zum anderen die Hitzegewitter. An diesen Hitzegewittern lässt sich die Entstehung eines Gewitters gut erklären:

Grundvoraussetzung ist eine bestimmte Konstellation von warmer und feuchter Luft. In dieser Luft-Mischung steckt besonders viel Energie, die für die Gewitterbildung notwendig ist. Zunächst steigt die Luft wegen der Hitze vom Boden auf. Warme Luft ist leichter als kalte. Beim Aufsteigen kühlt sich die Luft zunehmend ab. Irgendwann ist sie so kalt, dass sie den enthaltenen Wasserdampf nicht mehr halten kann, der zunächst unsichtbare Wasserdampf kondensiert zu Nebel. Konkret heißt das: Es bilden sich Wolken. Von unten kommt nun immer weiter warme Luft nach und trägt dazu bei, dass die Wolken größer werden. Außerdem wird beim Prozess der Kondensation eine erhebliche Menge im Wasserdampf zuvor gespeicherter Wärmeenergie frei, die den weiteren Aufstieg der Luftpakete nun zusätzlich beschleunigt. So wie bei einem Heißluftballon, bei dem der Brenner nochmal gezündet wird. Doch woher stammt diese zusätzliche, im Wasserdampf gespeicherte Energie? Für jeden Verdunstungsvorgang, also dem Übergang von Wasser zu Wasserdampf, wird Energie benötigt, damit die Wassermoleküle die enge Bindung im flüssigen Wasser verlassen können. Diese Energie wird dem Wasser bzw. der Verdunstungsoberfläche entzogen, die sich dadurch abkühlt. Jeder kennt den kühlenden Effekt von verdunstendem Wasser auf der Haut (z.B. im Sommer im Schwimmbad). Nach dem physikalischen Prinzip der Energieerhaltung geht diese Energie nicht verloren, sondern wird im Wasserdampf gespeichert und mittransportiert. Erst bei der nächsten Kondensation, also z.B. Nebel- oder Wolkenbildung, wird diese Wärmeenergie wieder freigesetzt.

So bilden sich die schönen Cumulus-Wolken. Irgendwann sind diese Wolken soweit angewachsen, bis sie in eine Höhe der Atmosphäre vorgedrungen sind, in der sie gefrieren. In den Wolken sind Wassertröpfchen angesammelt. Durch die Strömung vom Boden werden diese Wassertropfen innerhalb der Wolken weiter nach oben transportiert, verschmelzen mit anderen Wassertropfen, werden größer und im oberen Bereich der Wolken beginnen sie zu gefrieren. Wenn die Tropfen eine gewisse Größe erreicht haben, sind sie zu schwer und fallen nach unten. Auf dem Weg nach unten können diese Eiskristalle auftauen oder auch nicht. Wenn aber die Tropfen noch nicht allzu schwer sind und gleichzeitig der Wind vom Boden her stark genug ist, werden sie innerhalb der Wolken erneut nach oben katapultiert. Die Wassertropfen werden wieder etwas größer, und so bildet sich eine weitere Eisschicht. Dieser Kreislauf wiederholt sich so oft, bis die Tropfen bzw. Hagelkörner so schwer sind, dass sie durch die Wolke zu Boden fallen: Es regnet oder hagelt.

Innerhalb der Wolken fallen oder steigen die Tropfen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und transportieren dabei auch elektrische Ladung. Die Wolke wirkt so wie ein riesiger Generator. Sie wird aufgeladen und die Ladung wird in positiv und negativ getrennt. Als Reaktion auf die schließlich sehr großen Ladungsunterschiede entstehen dann Blitze, ein gigantischer Ladungsausgleich.

Im Blitzkanal wird die Luft schlagartig auf bis zu 30000°C erhitzt und dehnt sich dadurch explosionsartig aus. Diese Druck-/Schockwelle wird in unmittelbarer Nähe als „Knall“ wahrgenommen und breitet sich mit Schallgeschwindigkeit aus. Das Grollen des Donners entsteht dann durch Echo-Effekte, Reflexion des Schalls an Hindernissen und die unterschiedlich schnelle Schallausbreitung verschiedener Wellenlängen. Die tiefen Frequenzen/Töne entstehen daher z.B. eher zum Ende des Donners hin.

Wie weit ein Gewitter vom Betrachter entfernt ist, lässt sich relativ leicht errechnen. Während der Blitz nämlich praktisch verzögerungsfrei das Auge erreicht (Lichtgeschwindigkeit knapp 300.000.000 m/s), braucht die akustische Schockwelle bei etwa 20°C Lufttemperatur etwa 1 Sekunde pro 343 Meter Entfernung. Blitzt es und man zählt beispielsweise 10 Sekunden, bis der Donner hörbar wird, so ist die Blitzentladung also ungefähr 3,4 Kilometer entfernt. So gilt die Faustregel: Anzahl der Sekunden nach einer Blitzentladung bis zum Donner geteilt durch 3 ergibt die Entfernung zum Gewitter in Kilometern.

Sehr hartnäckig halten sich diese beiden Gewitter-Irrtümer, die fälschlicherweise als Faustregel tradiert werden:

  1. Schauer oder Gewitterwolken machen vor Seen, Bächen oder Flüssen halt.

Gewitterwolken ziehen mit einer Untergrenze der Wolkenbasis von ca. 1500 bis 2000 Metern über das Land hinweg und können im Sommer oft über 14 Kilometer hoch in den Himmel ragen. So ist es nur logisch, dass ein Fluss oder See auf die weit darüber hinweg ziehenden Gewitterwolken keinen Einfluss ausüben kann.

  1. Überlandleitungen üben Einfluss auf die Stärke und Zugrichtung eines Gewitters aus.

Auf die Stärke und Zugrichtung eines Gewitters, also der Wolken, haben Überlandleitungen keinerlei Einfluss. Allerdings auf die Blitzgefahr unter Umständen schon, da sie als erhöhter Punkt die Funktion eines natürlichen „Blitzableiter“ übernehmen können.

Häufig hört man auch die Redewendung: „Das Gewitter kam dann wieder zu uns zurück.“ Auch das geht nicht, denn Gewitter ziehen in einer vorgegebenen Strömung daher oder orientieren sich an der „Geländeform“ bzw. an Höhenzüge/Gebirge o.ä. Wenn am selben Tag mehrere Gewitter an einem Ort stattfinden, so sind es meist Neubildungen oder sozusagen seitliche „Anbauten“ an den schon bestehenden Wolkenkomplex, der einem Beobachter trotz Abzug der Zelle somit nochmals scheinbar etwas entgegenwachsen kann.

Insgesamt wird aber deutlich, wie hilflos sich der Mensch oft angesichts der Gewalt von Gewittern fühlt: Die Gefahren sind groß. Deshalb will er keine Fehler machen, sich vernünftig verhalten,

Vielleicht ist es deshalb auch sinnvoll, selbst hier noch einmal an die wichtigsten Verhaltensregeln bei Gewitter zu erinnern:

  1. Nie unter einzeln stehenden Bäumen Schutz suchen. Dabei spielt die Art des Baumes keine Rolle. Ob Buche oder Pappel: Dem Blitz ist es egal, worin er sich entlädt!
  2. Bei Aufzug eines Gewitters sind Gewässer zu meiden. Schwimmer sollten sofort das Wasser verlassen.
  3. In freiem Gelände möglichst eine Senke suchen, in die Hocke gehen, Füße eng beieinander stellen, keinen Schirm festhalten.
  4. Gefährliche Orte im Freien sind einzelne Bäume oder Baumgruppen, Hügel, Aussichtstürme, Metallzäune und Masten.
  5. Am sichersten ist man in Gebäuden mit Blitzschutzanlagen bzw. im Auto (Faradayscher Käfig).
  6. Im Haus bei möglichst allen elektrischen Geräten den Stecker ziehen.
  7. Duschen oder Baden vermeiden.

 

Die MeteoGroup-Unwetterzentralen
Unwetter finden natürlich nicht nur im Sommer statt. Neben Gewittern gibt es jahreszeitbedingt noch weitere „warnrelevante“ Wettererscheinungen wie Sturm/Orkan, Starkregen, Starkschnee und Glatteisregen.

Bereits 2003 wurde die erste MeteoGroup-Unwetterzentrale in Deutschland www.unwetterzentrale.de gegründet. Ziel war und ist es, die Bevölkerung wie auch alle Bereiche des öffentlichen Lebens, wetterabhängige Branchen und Institutionen rund um die Uhr mit entsprechenden Warnungen erreichen zu können. Im Jahr 2006 folgte dann die Schweizer „Meteocentrale“ www.meteocentrale.ch. Mittlerweile gibt es in 15 weiteren europäischen Ländern MeteoGroup-Unwetterzentralen.

Zu Beginn erstellten die Meteorologen Unwetterwarnungen für 400 Landkreise in Deutschland, später für 1.000 sogenannte vordefinierte Naturräume gleichen Wetters. Heute kommt ein flexibles Polygonwarnsystem zum Einsatz, mit dem Warnungen gezielt ausgegeben werden können. So ist es mittlerweile möglich, Warnungen für definierte Flächen wie Postleitzahlgebiete, für Linien (z.B. Bahnlinien) oder für Geokoordinaten (z.B. Gebäude) auszugeben und Warnschwellen individuell festzulegen

Die präzisen, lokalen Messungen der vielen MeteoGroup-Stationen tragen ganz wesentlich dazu bei, dass derart kleinräumige Warnungen überhaupt möglich sind. Und an dieser Stelle kommt Ihr Beitrag als Betreiber für die Sicherheit der Menschen ins Spiel – auch im Sommer 2018.

Die Vorhersage von Gewittern ist eine äußerst diffizile und verantwortungsvolle Herausforderung für die Meteorologen. In der Regel kann am Morgen noch nicht präzise eingeschätzt werden, wo genau Schauer und Gewitter auftreten. Auch Aussagen zum genauen Zeitpunkt sind kaum möglich.