Sturmtief XENIA - 24., 25.10.2006 (Tief Nr. 5)

Wetterlage
Bodendruck- und Frontenanalyse
Die Wetterkarte zeigt das Tief XENIA am 24.10. nachts um 2 Uhr MESZ mit Zentrum über dem westlichen Ärmelkanal und einem Kerndruck von 980 hPa. Dessen Vorgänger WALTRAUD (Tief Nr. 4) liegt mit Zentrum über der nördlichen Ostsee. XENIAs markante Kaltfront hat zu diesem Zeitpunkt den Westen Deutschlands überquert und hier bereits kühlere Meeresluft herangeführt, während im Osten Deutschlands noch warme Luft subtropischen Ursprungs vorherrscht. Im Alpenraum herrscht starker Südföhn und das durch Überströmungseffekte hervorgerufene Föhntief im Süden Bayerns ist hier mit einem "t" gekennzeichnet.

Bodendruck- und Frontenanalyse
Am 24.10. morgens um 8 Uhr MESZ weist XENIA den stärksten Druckgradienten über der Normandie und einen Kerndruck von 984 hPa auf. Die Windböen in Nordfrankreich bewegten sich zwischen 70 und 85 km/h, an der nordfranzösischen west-ostgerichteten Küste auch schwere Sturmböen um 90 km/h (z.B. in Dieppe).

Bodendruck- und Frontenanalyse
Am 24.10. mittags um 14 Uhr MESZ weist XENIA den stärksten Druckgradienten im Westen Deutschlands auf und ist damit am Höhepunkt ihres Einflusses auf das Wettergeschehen in Mitteleuropa angelangt.

Ausführliche Analyse der Wetterlage
Ausgehend von der kräftigen Südwestströmung (detaillierte Beschreibung der Ausgangswetterlage vgl. Tief #4) bildete sich am 21.10. auf dem Atlantik ein kleines Tiefdruckgebiet: Die Zirkulationsbedingungen waren günstig, denn kalte Luft (0 bis 5°C in 850 hPa) bahnte sich ihren Weg nach Süden und warme Luft subtropischen Ursprungs (10 bis 14°C in 850 hPa) arbeitete sich nordwärts voran. Das Aufeinanderzufließen dieser unterschiedlich temperierten Luftmassen führte zur Bildung einer markanten Zyklogenese - XENIA. Durch den signifikanten Temperaturgradienten konnte sich das Tief binnen 24 Stunden zügig entwickeln und vertiefte sich bis zur Nacht zum 23.10. mit einen Kernluftdruck von 977 hPa im Seegebiet nordwestlich der Iberischen Halbinsel.

Das Sturmtief erreichte in der Nacht zum 24.10. den Ärmelkanal mit einem Kerndruck von 980 hPa und wanderte im Tagesverlauf parallel zur Höhenströmung unter langsamer Abschwächung über Südengland, die südliche Nordsee und Dänemark hinweg. Sein zugehöriges Sturmfeld beeinflusste seit dem 23.10. abends den Westen und Norden Frankreichs, die BeNeLux-Länder und Deutschland. Vorderseitig machte sich starker Südföhn im Alpenraum bemerkbar.

Im Einzelnen: In der Nacht zum 24.10. überquerte die markante Kaltfront des Tiefs den Westen Deutschlands und zog in der ersten Tageshälfte nach Osten. Präfrontal wurde warme Luft subtropischen Ursprungs nach Deutschland geführt: Die Temperaturen im 850 hPa-Niveau lagen bei 7 bis 11°C, durch Föhn im Süden bei bis zu 14°C. Im Hochsommer wären bei solchen Ausgangswerten und Sonnenschein Tageshöchstwerte am Boden zwischen 24 und 28°C gemessen worden, im Süden auch um 30°C. In 500 hPa lag die Temperatur bei rund -15°C. Die Kaltfront sorgte für einen Luftmassenwechsel: Sie ersetzte die Subtropenluft gegen kühlere Meeresluft in allen Luftschichten: Im 500 hPa- und im 850 hPa-Niveau kühlte sich die Luft im Schnitt um 5 K ab. Der Höhenwind transportierte die Front mit 60 bis 80 kn (111 bis 148 km/h) nach Osten. Dadurch war die Dynamik der Kaltfront erheblich, wie die Bogenform der Front über der Mitte Deutschlands in der Wetterkarte (links oben) zeigt. Das heißt die subtropische Warmluft musste rasch aufsteigen, konvergieren und folglich zu kräftigen Niederschlägen führen. Das Schichtungsverhältnis der Troposphäre war also labil: Der Best-4-Layer-Lifted Index des amerikanischen Modells GFS lag in der Nacht noch bei 0 bis -1 K, im Nordwesten auch bei -2 K. Für die Tageszeit und die Luftmassenverhältnisse deuten diese Werte auf die Möglichkeit konvektiver Umlagerungen im frontalen Bereich hin. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist in diesem Zusammenhang die Windscherung vor allem in Bezug auf den Geschwindigkeitsgradienten mit der Höhe: Der Deep-Layer-Scherungsvektor von 0 bis 6 km Troposphärenhöhe betrug im Bereich der Kaltfront verbreitet 25 bis 30 kn (46 bis 56 km/h), was auf mäßige bis starke Scherung hinweist. Der Low-Level-Scherungsvektor (0 bis 2 km) lag bei 15 bis 20 kn (28 bis 37 km/h), im Südwesten vereinzelt auch bei 20 bis 25 kn (37 bis 46 km/h). Das bedeutet, dass schon mit geringer Zunahme an Höhe der Wind erheblich zunahm und mit Durchzug der Kaltfont in Zusammenhang mit konvektiven Umlagerungen durch das hohe Maß an Schraubenhaftigkeit (Helizität) in den unteren beiden Troposphärenkilometern ein nicht ganz unerhebliches Tornadopotential bestand.

Die Kaltfront überquerte Deutschland mit schauerartig verstärktem und ergiebigem, örtlich auch gewittrig durchsetztem Regen. Die stündlichen Regenmengen bewegten sich verbreitet zwischen 3 und 8 l/m², in eingelagerten Starkregenschauern oder einzelnen Gewittern kamen gebietsweise 11 bis 19 l/m² pro Stunde zusammen; auf dem Feldberg im Taunus wurden zwischen 1 und 2 Uhr MESZ sogar 26,3 l/m² registriert. Der Höhenwind wurde durch den vertikalen Impulstransport in diesen konvektiven Begleiterscheinungen heruntergemischt und führte vor allem im Westen zu ersten Sturmböen bis ins Flachland.

Präfrontal machte sich im Alpenraum starker Südföhn mit Böen von 115 bis 130 km/h in den Gipfellagen bemerkbar. Auf dem Patscherkofel in Österreich wurden Spitzenböen von bis zu 156 km/h registriert. Bis in einige prädestinierte Täler konnte der Föhn zeitweise durchbrechen: Die schweizer MeteoGroup-Wetterstation Vaduz/FL auf 460 Metern registrierte beispielsweise eine Spitzenbö von 83 km/h, die österreicher Messstation in Innsbruck-Kranebitten auf 584 Metern sogar 87 km/h im Laufe des 23.10.. Die Temperaturen erreichten selbst am späten Abend des 23. und in der Nacht zum 24.10. noch Werte von 20 bis 23°C. Spitzenreiter war Vaduz/FL mit 23,5°C zwischen 23 und 0 Uhr MESZ. Im Zeitraum von 0 bis 1 Uhr MESZ sank die Temperatur hier auf 15,0°C ab und der Luftdruck stieg von 997,7 hPa auf 1000,6 hPa. Auf österreichischer Seite wurden noch bis 3 Uhr MESZ z.B. in Jenbach auf 530 Metern Temperaturen um 21°C gemessen. Mit Durchzug der Kaltfront brach der Föhn in sich zusammen. Durch einen Kanalisierungseffekt zwischen dem Südschwarzwald und der Schweizer Jura wirkte sich im Laufe der Nacht eine Welle kräftiger ansteigenden Luftdrucks auf der Kaltfrontrückseite vom Breisgau bis zum dem Bodensee mit schweren Sturmböen bis in die Tieflagen aus: Lörrach-Tüllingen und Küssaburg sind nur zwei zu nennende MeteoGroup-Wetterstationen, die dadurch Böen von 89 bzw. 102 km/h gemessen haben.

Postfrontal blieb die labile Troposphärenschichtung bestehen; die Temperaturdifferenz zwischen 850 und 500 hPa betrug bis zu 26 K und es bildeten sich einzelne Schauer. Der Druckgradient und die Scherungsverhältnisse verstärkten sich weiter. In Rheinland-Pfalz wurden Helizitätsmaxima von bis zu 500 J/kg in der 0 bis 2 km-Schicht berechnet. Bis zum Vormittag des 24.10. wurden im Flachland Deutschlands von West nach Ost noch vor Eintreffen der rückgeführten Okklusion mit dem stärksten Luftdruckgradienten verbreitet Sturmböen, vor allem in Rheinland-Pfalz vereinzelt auch schwere Sturmböen gemessen. In den Mittelgebirgen registrierten unsere Wetterstationen bereits erste orkanartige Böen, in exponierten Gipfellagen auch Orkanböen.

Am 24.10. mittags griff die rückgeführte Okklusion mit dem stärksten Druckgradienten dann auf den Westen Deutschlands über und zog bis zum Abend über die Mitte des Landes hinweg nach Osten. Labilität war in ihrem Bereich zwar vorhanden, aber nicht so stark, wie in Zusammenhang mit der Kaltfront. Der Lifted Index lag meist bei rund 2 K, im Norden bei 0 K. Somit fiel meist schauerartig verstärkter Regen mit Stundenraten von 2 bis 5 l/m², der vor allem im Norden vereinzelt auch gewittrig durchsetzt war. Hier gingen in einzelnen kräftigen Schauern 11 bis 16 l/m² pro Stunde z.B. in Warnemünde nieder. In der Mitte und im Osten des Landes wurden lediglich einzelne Sturmböen im Flachland gemessen. Postfrontal setzte sich ab den Abendstunden die kühlere Meeresluft landesweit durch. Im 850 hPa-Niveau sank die Temperatur auf 5 bis 3°C, in 500 hPa auf -21 bis -24°C. Von Südwesten her setzte starker Druckanstieg mit zum Teil mehr als 6 hPa in 3 Stunden ein, der den Trend für den 25.10. ankündigte: Nachlassen des Windes im Osten mit Abzug des Tiefs in Richtung Finnland, hochreichende Warmluftadvektion auf der Vorderseite des neuen Sturmtiefs YANQIU, damit Stabilisierung der Luftschichten und folglich Wetterberuhigung im Bereich eines Zwischenhochs.

Infrarot-Satellitenbild

Das IR-Satellitenbild vom 24.10. 0 Uhr MESZ zeigt den Kern des Sturmwirbels eindrucksvoll über dem Nordwesten Frankreichs und die markante Kaltfront über Deutschland. Der scharfe Hinterrand der Front, der von den BeNeLux-Ländern über Frankreich zu sehen ist, stellt die sogenannte postfrontale Subsidenz dar, d.h. dass hinter der Kaltfront plötzlich starkes Absinken der kalten Luft einsetzt, was zur vorübergehenden Wolkenauflösung führt.

Visible-Satellitenbild

Am Mittag um 14 Uhr MESZ ist im sichtbaren Kanal des Satelliten die Kaltfront über Polen, Tschechien und dem Nordosten Italiens zu erkennen. Flache Schauerbewölkung ist über Deutschland auszumachen. Der Kern XENIAs liebt dabei über dem Ärmelkanal und die rückgeführte Okklusion erreicht den Nordwesten Deutschlands mit schauerartig verstärktem Regen. In Teilen Schleswig-Holsteins und Mecklenburg-Vorpommerns sind sogar kleinere Gewitterzellen zu erkennen, die in Warnemünde zwischen 15 und 16 Uhr MESZ 15,7 l/m² binnen 1 Stunde brachten. Eine Zelle über Schleswig wies im Doppler-Radar sogar eine verdächtige Rotationsstruktur auf, weswegen die Unwetterzentrale mit der Gewitterwarnung einen Tornadohinweis ausgab. Bestätigungen über einen gesichteten Tornado gab es jedoch bis dato nicht.

Vorhersage des Sturmfeldes
850 hPa Mittelwindvorhersage
Diese Höhenwindkarte aus dem 850 hPa-Niveau des amerikanischen GFS-Modells zeigt die den Höhepunkt des mittleren Windfeldes für den 24.10. um 14 Uhr MESZ. In 850 hPa liegt das Maximum im Raum Pfalz - Odenwald mit 60 bis 65 kn (111 bis 120 km/h).

Die Abschwächung des Tiefs bei seiner Ostwärtsverlagerung in Richtung Dänemark zum Abend des 24.10. schlägt sich auch in der Abschwächung des mittleren Windfeldes durch leichte Druckgradientabnahme nieder: Um 20 Uhr MESZ liegt das Maximum der mittleren Windgeschwindigkeiten im 850 hPa-Niveau über der Mitte Deutschlands mit Werten von 50 bis 55 kn (93 bis 102 km/h).

Warnsituation am Mittag des 24.10.
Warnkarte der MeteoGroup Unwetterzentrale
Diese Karte zeigt die Warnsituation der Unwetterzentrale für den Parameter Sturm in Deutschland mittags am 24.10.. Von West nach Ost haben die Meteorologen flächendeckend vor Sturmböen zwischen 80 und 90 km/h im Flachland gewarnt. Die roten Landkreise markieren Sturmwarnungen für einige Berglagen, in denen wir von Windböen bis etwa 115 km/h ausgingen: Weinbiet (Rheinland-Pfalz), Rhön (Hessen/Nordbayern), Thüringer Wald, Fichtelgebirge, Böhmerwald, Erzgebirge und Hochschwarzwald. Für die exponierten Gipfel des Brockens im Harz und des Fichtelberges im Erzgebirge haben wir die höchste Warnstufe herausgegeben und gingen von Spitzenböen zwischen 140 und 150 km/h aus. Der Norden des Landes sowie Teile Südbayerns mit Ausnahme des Alpenraumes sollten vom Sturm verschont bleiben, daher ließen wir die entsprechenden Regionen nachweislich berechtigter Weise grün.

Vorhersage des Ereignisses
XENIA war das erste Sturmtief der Saison, das sich verbreitet in Deutschland mit warnrelevanten Windböen auswirkte. Die Berechnungen der verschiedenen führenden nationalen und internationalen Computermodelle gingen 36 Stunden vor Ereignisbeginn noch auseinander: Das europäische Modell ECMWF und das britische UKMO Finemesh nahmen einen niedrigsten Kernluftdruck zwischen 982 und 980 hPa an. Das experimentelle Nowcast-Modell MM5 und GFS gingen von Werten zwischen 984 und 986 hPa aus. Bei der Zugbahn waren sich die Modelle jedoch weitestgehend einig: Am 24.10. um 8 Uhr MESZ sollte das Tiefzentrum im Raum Ärmelkanal/Südengland liegen und sich im weiteren Verlauf nach Nordosten über die südliche Nordsee hinweg nach Dänemark bewegen. Ein Ausreißer war das MM5, welches den Tiefkern vor den BeNeLux-Ländern simulierte, aber dennoch von einer ähnlichen Zugbahn ausging. Doch in Folge der unterschiedlichen Kerndruckberechnungen divergierten auch die Interpretationen des Druckgradienten. Eine Windböen-Abschätzung konnte 36 Stunden vor Eintreffen des Sturmfeldes noch nicht einwandfrei gegeben werden: Das ECMWF rechnete eine extreme Variante mit orkanartigem Mittelwind im 925 hPa-Niveau im Westen Deutschlands bzw. Orkan in 850 hPa im Raum Eifel - Rheinland-Pfalz - Nordschwarzwald; auch das GME ging von einem Orkan in selbigem Gebiet aus. GFS und UKMO lagen in der Windfeldberechnung ca. 20 km/h niedriger als das ECMWF. Das MF-MOS lieferte zu diesem Zeitpunkt bereits brauch- und nachvollziehbare Böenmaxima für unsere Wetterstationen. Die Meteorologen der UWZ veröffentlichten auf Grund der noch vorhandenen Unsicherheit am 22.10. den Hinweis im Lagebericht, dass sich ein Sturmtief mit verbreitet warnrelevanten Windböen auf das Wetter in Deutschland aufwirken würde.

12 bis 24 Stunden bevor sich das Tief mit seinem Starkwindfeld auf Deutschland auswirkte, konnten konkretere Aussagen über Spitzenwindböen getroffen werden. Den MeteoGroup-Meteorologen war klar, dass es ein flächendeckendes Sturmereignis werden würde. In diversen Konferenzen diskutierten die MeteoGroup-Mets die Ausprägung der Labilität in Zusammenhang mit der Kaltfront und vor allem mit der rückgeführten Okklusion. Denn im Bereich konvektiver Umlagerungen könnte der Höhenwind durch den vertikalen Geschwindigkeitstransport heruntergemischt werden und gravierende Auswirkungen auf die Böigkeit des Windes am Boden haben. Der Lifted Index wurde mit 0 bis -1 K, teils darunter berechnet. Die Windscherung v.a. in Bezug auf die Geschwindigkeitsänderung mit der Höhe sollte mit teils 20 kn (37 km/h) im Bereich der untersten beiden Troposphärenkilometer stark ausgeprägt sein, sodass in Schauer- und Gewitternähe Tornadogefahr bestünde. Die einheitliche Linie lautete: gebietsweise Sturmböen im Flachland, in Schauer- oder Gewitternähe schwere Sturmböen, in den Mittelgebirgen teils orkanartige Böen und in exponierten Gipfeln Orkanböen. So warnten die Meteorologen der Unwetterzentrale die Landkreise 24 Stunden vor Ereignisbeginn vor bzw. am 24.10. bis zu 6 Stunden vorher akut. Die Prognosen bestätigten sich, wie die Auflistung der Spitzenwindböen weiter unten auf dieser Seite zeigt.

Schadensbilanz
Einer Agenturmeldung zufolge, sei ein 55-jähriger Besucher des Holiday Parks im pfälzischen Haßloch an schweren Kopfverletzungen gestorben, nachdem am 24.10. ein Baum auf ein Veranstaltungszelt gefallen sei. Einige Besuche wurden verletzt, davon eine Frau schwer. Die Krone des Baumes sei von einer Orkanböe abgeknickt worden und soll mehrere der mehr als 100 Gäste einer Krokodilshow unter sich begraben haben. Auch sonst gab es im Land gebietsweise Schäden durch umgestürzte Bäume.

Spitzenböen (ab 104 km/h) - 23.10. 20 Uhr bis 25.10. 6 Uhr
Quellen der Daten: Messnetze MeteoGroup, DWD, Auswahl