Wetter

Gesellige Gewitter

von Holger Westermann

In den Tropen toben regelmäßig gigantische Gewitter mit stürmischem Wind, wasserfallartigem Regen und einem Stroboskop von Blitzen. Daraus können sich auch mächtige Wirbelstürme entwicklen, die weite Landschaften verheeren. Aktuelle Modellrechnungen simulieren die Bedingungen, unter denen solche mächtigen Gewitterkomplexe entstehen - in dem mehrere Gewitter zusammenwirken.

Meteorologen sprechen von einem Mesoskaligen Konvektivsystem (mesoscale convective system, MCS), also verniedlichend von einem „mittelgroßen“ (mesoscale) zusammenströmenden (connective) System. Mittelgroß meint in meteorologischen Maßstab einen Gewitterkomplex von zumindest 100 km Durchmesser und einer Lebensdauer von bis zu 10 Stunden.

Wie diese gewaltigen Gewitter entstehen, untersuchten Forscher aus Dänemark und Deutschland mithilfe einer aufwändigen meteorologischer Modellsimulation. Demnach sind es nicht zufällig sehr große Gewitter. Dazu treten sie zu häufig auf. Vielmehr liegt der Genese ein Prozesse der Selbstorganisation zugrunde, bei dem kleiner Gewitterzellen miteinander „kommunizieren“ und miteinander verschmelzen.

Angestoßen wird der Prozess durch „Kaltluftseen“ unterhalb der Gewitterwolken. Normalerweise spricht man von einem Kaltluftsee, wenn in Senken oder Tälern kalte und deshalb schwere Luft wie Wasser zusammenfließt, während sich die umgebende Landschaft bereits erwärmt. Unter Gewitterwolken kühlt die Luft stark ab, wenn Regen fällt, der in warmer Luft sofort wieder verdunstet. Ein Effekt, der in den Tropen häufiger auftritt als hierzulande. Dann bildet sich unter jeder einzelnen Gewitterzelle eine Ansammlung kalter Luft. Stürzt diese kalte und schwere Luft zu Boden, wird das Kaltluftpaket beim Auftreffen seitlich abgelenkt und über das Land fegen verheerende Fallböen (Downbursts).

Doch bei der Fusion von Gewittern vereinigen sich mehrere kleinräumige Kaltluftansammlungen. „Über diese Kaltluftseen kommt es zu Wechselwirkungen zwischen den Gewitterzellen“ erklären die Forscher den dabei ablaufenden Prozess. „Wenn sich die Kaltluftseen unterhalb einer Gewitterzelle in einem Radius ausbreiten, kommt es zwischen ihnen zu Kollisionen, was weitere Gewitterwolken (und weitere Kaltluftseen) entstehen lässt“, so ergibt sich eine selbststabilisierende Kettenreaktion.

Die Modellrechnungen zeigten, dass ein großer Tagesgang (Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht) von zumindest 7°C solch ein Zusammenwirken (Clustering) von Gewittern zu einem mesoskaligen Konvektivsystemen (MCS) begünstigen. Die Forscher sprechen von einer „kontinentale Selbstorganisation“, denn über dem Meer mit geringen Temperaturgegensätzen auf engem Raum treten diese Idealbedingungen nur selten auf.

Hierzulande sind die Bedingungen für MCS bislang selten gegeben. Doch sollte zukünftig auch in Mitteleuropa die durchschnittliche Temperatur steigen, die Luftfeuchte zunehmen und sich der Tagesgang vergrößern, muss häufiger mit geselligen Gewittern gerechnet werden.

Quellen:

Haerter, J.O. et al. (2020): Diurnal self-aggregation. npj Climate and Atmospheric Science 3, Article number: 30, online veröffentlicht 30.7. 2020. DOI: 10.1038/s41612-020-00132-z

Pressemitteilung der Leibniz-Gemeinschaft (2020): Wie Gewitterzellen kommunizieren. Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung GmbH (ZMT, Greifswald), online veröffentlicht 26.08. 2020.

Erstellt am 4. September 2020
Zuletzt aktualisiert am 4. September 2020