DWD Synoptische Übersicht Mittelfrist

06-01-2024 11:30

S Y N O P T I S C H E Ü B E R S I C H T M I T T E L F R I S T
ausgegeben am Samstag, den 06.01.2024 um 10.30 UTC



Unter Hochdruckeinfluss trocken-kalt, im Verlauf von Norden milder. Nächte
anfangs teils strenger Frost.
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Synoptische Entwicklung bis zum Samstag, den 13.01.2024


Wieder einmal ist es Zeit sich mit der Entwicklung während der kommenden
Mittelfrist zu beschäftigen, die sich über den folgenden Zeitraum erstreckt:
Dienstag, 09.01. bis Samstag, den 13.01.2024.

Betrachten wir zunächst wieder die Entwicklung, die in die aktuelle Mittelfrist
mündet, um davon ausgehend die Vorhersage aufzuspannen. Beim Überspringen dieser
technischen Übersicht gelangt man zur direkten Mittelfristvorhersage für
Deutschland.

*** Technische Analyse ***

Impuls-budget-Analyse:
Um die aktuell anvisierte Blockierung über Nordwesteuropa und später Grönland zu
verstehen springen wir geschwind in das letzte Dezemberdrittel des vergangenen
Jahres. Dort ereignete sich ein klassisches sogenanntes "positive
Gebirgsdrehmoment", das grob skizziert wie folgt entstand: massiver
Kaltluftvorstoß in Richtung Mongolei/China gerichtet, begleitet von einem 1045h
hPa (+) Sibirienhoch mit tiefem Druck über der Uralregion = ein der Drehbewegung
der Erde entgegengerichteter Druckgradient normal zu den dortigen Gebirgszügen
bedeutet eine Verringerung der Erdrotation und dem Erhaltungsprinzip gerecht
werdend eine Übertragung des Impulses auf die Atmosphäre (wobei das nur durch
Filterungsmethoden verfolgt werden kann). So ein Eintrag fand also Ende Dezember
statt. Schaut man sich die Tendenz des Atmosphärischen Drehimpulses an, so
wanderte diese seitdem bevorzugt in die subtropischen Bereiche. Gleichzeitig
profitiert der Subtropenjet von den positiven ENSO Bedingungen, was sich z.B. im
jüngsten 30 tägigen Mittel durch stark positive Strömungsfunktionsanomalien in
200 hPa über dem tropischen Ostpazifik äußert (Strömungsfunktion: Parameter der
2D Strömung, nicht divergierend und mit konstantem Wert den Strömungslinien
folgend). Im Einklang mit reger Konvektion (stark negative Werte der
ausgesandten langwelligen Strahlung, engl. outgoing longwave radiation, OLR)
wurden beständig anormal kräftige Wellenflüsse ostwärts in Richtung
subtropischen Nordatlantik bzw. Mittelmeer geschickt. Dieser kräftige
Subtropenjet dauert auch diese Mittelfrist besonders über dem Süden der USA
(erhöhtes Unwetterpotenzial) sowie dem Nordatlantik weiter an und bildet den
Nährboden für kräftiges zyklonales Wellenbrechen im Nordatlantik, gut für
effektiven und hochreichenden Transport blockierungsfreudiger feucht/milder
Luftmassen aus dem subtropischen Atlantik in Richtung Nordwesteuropa bzw.
Grönland.

Behalten wir diesen aktiven Subtropenjet im Hinterkopf, interagiert er doch
weiterhin mit synoptisch-skaligen Druckgebilden über Europa.

ENSO/MJO:
Dies alles ereignet sich zu einer Zeit, wo die Madden-Julian Oszillation sehr
aktiv über dem Indischen Ozean agiert und somit in Phase 2 und 3 (besser gesagt
direkt im deren Grenzbereich und mit stark variabler Progression der
unterschiedlichen numerischen Vorhersagen, teils bis in den inaktiven
Einheitskreis absinkend). Phase 2 für sich kann u.a. als Wegbereiter für
skandinavische Blockierungslagen gesehen werden. In den jüngsten Vorhersagen
schwächt sich die MJO zügiger ab, was jedoch für diese Mittelfrist nicht weiter
relevant ist.

Die positive ENSO dauert weiter an mit einem ONI (Oceanic Nino Index) von 1.8
und somit im Übergangsbereich von einem starken zu einem sehr starken El
Nino-Ereignis. Stärkere Ereignisse gab es in der jüngsten Vergangenheit nur
2015/16 sowie 1997/98. Plottet man sich z.B. variable Anomalien wie das 500 hPa
Geopotenzial und die 2m-Temperatur, so ergeben sich im europäischen Sektor
zumeist die höchsten Standardabweichungen zwischen den Ereignissen, was auf
schwindenden (direkten) Einfluss hindeutet (der indirekt aber vorhanden ist).
Zugleich aber muss immer die Lage/Intensität der Ereignisse gefiltert werden.
Macht man dies und setzt z.B. die ENSO Ereignisse von 1991/92 und 1987/88 sowie
1972/73 (alle ONI von 1.5 bis 1.9) mit dem aktuellen gleich, dann erkennt man
durchweg positive Anomalieabweichungen des 500 hPa Geopotenzials zwischen
Grönland und Skandinavien mit variablen Anomalien über Europa (abhängig von
Ausdehnung der Blockierung). Die daraus resultierende Interferenz der
niederfrequenten ENSO Oszillation mit dem MJO ließ die Zuversicht einer
nachhaltigen Blockierung im europäisch/grönländischen Sektor innerhalb der
Numerik bereits vor geraumer Zeit zügig zunehmen.

Polarwirbel der Stratosphäre:
Die jüngste, wenngleich zeitlich überschaubare Blockierung entlang der
Barents-/Karasee und deren vertikal gerichteten planetaren Wellen, die mit der
Höhe an Amplitude gewannen, nach Erreichen eines kritischen Niveaus brachen und
einen westwärts gerichteten Drehmoment einbrachten, schwächten in der Folge den
Polarnachtjet (PNJ) ab. Die intrasaisonale PNJ Oszillation wiederum sorgt
besonders im fortgeschrittenen Winter für eine verbesserte Kopplung in Richtung
Troposphäre, was wiederum die AO nachhaltiger beeinflusst. Dies scheint in
diesem Fall mit einem stark gebündelten Memberrückgang der NAO zu passieren.

Nun wurde der obere Polarwirbel deutlich abgeschwächt, was von Seiten der
Ensemblevorhersagen recht gut erfasst wurde. Dabei geht diese Verringerung des
Zonalwindes in eine von Mitte/Ende Dezember andauernde, deutlich gemäßigtere
Abschwächungsphase über, die mittlerweile entsprechend dem "dripping paint"
Mechanismus bereits die unteren Bereiche der Stratosphäre erreicht hat.
Bedeutet, dass der Regenerierungsversuch des oberen Polarwirbels zu Weihnachten
nun zunichte gemacht wird und wir mit einem markanten "displacement" einen sehr
anfälligen Polarwirbel für weitere Störungen haben. Weitere mäßige vertikal
gerichtete Wärmeflüsse deuten sich innerhalb der Numerik an und werden auch vom
IFS-ENS mit einer neuerlichen Abschwächung bis hin zur Windumkehr hervorgehoben.
Bei genauem Betrachten der Member scheint sich aber eine Trennung der
Memberschar anzudeuten mit einem Ast, der die Windumkehr anzeigt und einem
anderen, der eine überschaubare Abschwächung propagiert. Da die jüngsten ENS in
der erweiterten Mittelfrist teils wieder eine recht förderliche Ausgangslage für
eine rasche Polarwirbelregenerierung zeigen, scheint wohl sehr viel von der
Platzierung der Blockierungszentren bzw. Rossby-Wellen abzuhängen.

Egal wie stark die Abschwächung ausfällt, der Polarwirbel bleibt erstmal
anfällig für weitere Störungen. Es erfolgt nun ein kräftiges displacement des
Polarwirbels in Richtung Skandinavien. Die Auswirkungen eines displacement sind
je nach Ausprägung und Lage recht unterschiedlich, haben die statistisch
aussagekräftigste Auswirkung für Kaltluftausbrüche über Nordamerika (auch in
diesem Fall!) und zunehmende Blockierungstendenzen über Eurasien. Es bleibt aber
abzuwarten, wie stark sich die Störung über die Monatsmitte hinaus in Richtung
Troposphäre durchsetzen kann.


Zusammenfassend:
Kulminiert man all diese Information, dann belegt die aktuelle Entwicklung
bereits durchgeführte Untersuchungen, dass bei einem schwachen Zustand des
Polarwirbels in der Stratosphäre eine bevorzugte retrograde Entwicklung der
Blockierung vom skandinavischen hin zum Grönlandsektor stattfindet und dann ggf.
in den Sektor der europäischen Blockierung EuBl wechselt. In diesem Fall jedoch
eher im EuBl beginnend. Man darf aber nicht vergessen, dass dieser Pfad nur
statistisch mit Blick auf die Wahrscheinlichkeiten erhöht ist, es real auch
andere Abläufe geben kann. Kombiniert man nun MJO Phase 3 mit einer positiven
ENSO im Januar, dann erhält man stark positive Geopotenzialabweichungen in eben
dem Sektor Skandinavien-Grönland und tiefem Geopotenzial über weiten Bereichen
Europas. Darauf springen u.a. die aktuellen numerischen Vorhersagen an, die
erheblich positive Geopotenzialanomalien im europäischen Sektor (Nordwesteuropa)
zeigen, die im Verlauf retrograd nach Grönland wandern. Mit dieser anhaltenden
Blockierung ist ein meridionaler Transport arktischer Luftmassen in den
eurasischen Sektor innerhalb der (erweiterten) Mittelfrist beinahe schon ein
Garant, wohl modifiziert auf synoptischer Skala in mehreren Schüben und mit noch
variabler Ausrichtung. In den jüngsten Läufen kam aber noch die Unsicherheit der
genauen Lage der Grönlandblockierung hinzu bzw. eine Interaktion mit einem
Aleutenkeil. Mit der aktuell westlicheren Lage wäre der Luftmassenvorstoß eher
maritim geprägt und nicht wie bisher favorisiert kontinental über dem
europäischen Kontinent.

Innerhalb dieser Mittelfrist deutet sich mit noch stärker gewichteter
europäischer Blockierung (EuBL) zunächst leider ein erster Vorstoß in das
Krisengebiet der Ukraine an, wenngleich IFS diesen sukzessive nach Osten
verlagert und abschwächt. Frostig wird es dort dennoch.
Mit retrograder Verlagerung der blockierenden Antizyklone in der Folge dürfte
der Weg aber auch weiter westlich frei sein für arktische Luftmassen, wobei ein
recht ungehinderter Vorstoß arktischer Luftmassen auf breiter Front erfolgt.
Zusammen mit einem regen Subtropenjet deutet sich daher ein breiter Mischbereich
über Europa an, der für Schneefälle gut sein sollte. Auch die Ausbildung einer
Luftmassengrenze ist mit dieser Konstellation erhöht. Mögliche Foki hängen von
der baroklin getriebenen Dynamik auf synoptischer Ebene ab und sind aus heutiger
Sicht nur schwer einzugrenzen.

Baut man auf die Zuversicht des ENS, dann könnte es auf eine rege
Tiefdruckaktivität im Mittelmeer hinauslaufen (gestützt durch den Subtropenjet)
mit reichlich Schnee in Teilen Mittel- und Osteuropas sowie ggf. auch in
prädestinierten Regionen im zentralen/östlichen Mittelmeer (sei es durch eine
Luftmassengrenze oder anhaltenden nordwestlichen Zustrom feuchter Luftmassen).

*** Technische Analyse Ende ***


Doch wie verläuft nun die anstehende Mittelfrist?

Gleich vorab das Wichtigste: niederschlagsarm.
Die gesamte Mittelfrist von Dienstag bis Samstag lässt sich als
hochdruckdominant zusammenfassen (EuBL bzw. HB, zum Schluss abbauend). Das
mächtige 1040 hPa (und mehr) Bodenhoch liegt zunächst über Schottland und
wandert zum Ende der Mittelfrist unter zügigem Druckabbau in Richtung
Mitteleuropa.

Gleichzeitig wird am Südrand der Blockierung mit einer östlichen Strömung kalte
Festlandsluft (stark modifizierte cA bzw. zunehmend cP) westwärts in Richtung
Iberische Halbinsel geführt und induziert dort eine umfangreiche Zyklogenese
(Schneebringer für die Pyrenäen). Diese wiederum interagiert im Verlauf der
Mittelfrist mit einem Abtropfprozess über dem Nordatlantik und zerfällt dabei in
mehrere cut-offs/, die teils von der Antizyklone westwärts, teils vom
Subtropenjet gelenkt nach Osten geführt werden. Wenngleich das für Deutschland
keine direkten Auswirkungen hat, so wirkt sich das sehr wohl z.B. auf eine
mögliche Keilinteraktion über Südwesteuropa aus (siehe Modellkonsistenz IFS).

Deutschland verbleibt aber durchweg peripher, zum Schluss direkt unter dem
Bodenhoch, sodass in einer anfangs östlichen, bereits zum Mittwoch zunehmend
nördlichen Strömung besonders in den
Norden Deutschlands wiederholt Feuchtefelder geführt werden. Das hat dort zu
Folge, dass sich Tag für Tag eine immer mächtigere feuchte Grenzschicht
unterhalb der Absinkinversion(en?) ausbilden kann, sodass besonders ab
Donnerstag dichte hochnebelartige Bewölkung überwiegt. Es bleibt trocken.

Grob im Umfeld der zentralen Mittelgebirge verbleibt die Divergenzachse, sodass
hier und im gesamten Süden Deutschlands trockene Luftmassen dominieren. Dies
zeigt sich auch bei den Anomalien des niederschlagbaren Wassers, die hier
negativ, im Norden leicht positiv ausfallen. Bedeutet eigentlich nur, dass sich
im Nordstau der Alpen mit nordöstlichen Winden in der unteren Troposphäre etwas
Feuchte in Form von nächtlichem Nebel teils zäh bis in den Tag hält. Abseits und
oberhalb des Nebels scheint jedoch Tag für Tag die Sonne von einem meist blank
geputzten Himmel (sieht man von zeitweise nordwärts geführten Wolkenresten des
Iberischen Tiefs ab). Perfektes Ski- und Rodelwetter in den Alpen nach den
Schneefällen der Kurzfrist. Erst zum Samstag, und somit zum Ende der
Mittelfrist, könnten sich von Südwesten dichte Wolkenfelder nordostwärts
ausdehnen. Es bleibt aber auch hier durchweg trocken.
Die einzige Unsicherheit stellt eine periphere Frontpassage zum
Donnerstag/Freitag im Osten dar, die von GFS/UK10 gestützt wird und dem
Erzgebirge etwas Schnee bringen würde. Zudem könnte hier die feuchte und
hochnebelanfällige Luftmasse auch nach Süddeutschland gedrückt werden. IFS
möchte davon aber noch nichts wissen.

Die Mittelfrist beginnt deutschlandweit am Dienstag mit leichtem bis mäßigen
Dauerfrost (Ruhrgebiet vielleicht schon zartes Plus) und mit einer klirrend
kalten Nacht zum Mittwoch, wobei über der Mitte, dem Süden und Osten meist
strenger Nachtfrost zu erwarten ist (unter -10 Grad). In der Folge erfasst uns
eine stark modifizierte und um die Antizyklone advehierte Luftmasse mit dem Typ
mS, die von Norden eine sukzessive Milderung auf Werte knapp über dem
Gefrierpunkt nach sich ziehen dürfte. Besonders entlang und südlich der
Mittelgebirge sollte sich die bodennahe Kaltluft jedoch (südlich der
Divergenzachse) zäh halten mit Maxima um den Gefrierpunkt und Minima im mäßigen
Frostbereich (besonders über Schneeflächen teils weiterhin strenger Frost). Im
Norden verlaufen die Nächte dann mit leichtem Frost erträglicher.

Der nordöstliche Wind spielt anfangs mit markanten Böen im Bergland noch eine
Rolle, schwächt sich in der Folge aber auch da rasch in die Bedeutungslosigkeit
bzw. Warnfreiheit ab. Im Verlauf beginnt dann im Norden je nach Lage der
Keilachse bzw. der Platzierung möglicher Bodenhochantizyklonen eine sukzessive
Drehung des Windes auf West bis Südwest. Warnwürdige Böen beschränken sich dann
zumeist auf exponierte Alpengipfel.

In der erweiterten Mittelfrist nehmen die Unsicherheiten zu. Aus heutiger Sicht
ist eine Advektion arktischer Polarluft über das Europäische Nordmeer
wahrscheinlicher als über das Festland. Mit dieser westlichen Stoßrichtung wäre
wiederum das Potenzial für Luftmassengrenzen erhöht, deren Lagen wiederum von
den jeweils dominanten Advektionsregimen abhängen. Es bleibt auf jeden Fall
spannend, wo sich der wetteraktive Fokus dieser Entwicklung über Europa
etablieren wird. In Deutschland wird es aber insgesamt wechselhafter und vorerst
eher mäßig kalt.
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Bewertung der Konsistenz des operationellen Laufs


Insgesamt gehen die jüngsten IFS-Läufe sehr homogen mit der Blockierungslage um,
sodass daran während dieser Mittelfrist nicht mehr zu rütteln ist.

Nach einer tendenziellen Ostverlagerung der Wellenstruktur über Europa zum Ende
der Mittelfrist scheinen die jüngsten drei IFS Läufe etwas stabiler zu werden
und deuten zum Freitag recht homogen eine blockierende Antizyklone über dem
nordwestlichen Europa an mit variabel platzierten cut-offs an deren Südflanke.
Von Interesse ist auch, dass zum Ende der Mittelfrist ein Keil über der
Iberischen Halbinsel sukzessive stärker berechnet wird, was ggf. in eine
kräftigere Interaktion mit der Antizyklone über Nordwesteuropa nach sich ziehen
und das Übergreifen von Bewölkung und nachfolgendem Niederschlag aus Südwesten
im Übergangsbereich zur erweiterten Mittelfrist weiter verzögern könnte.
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Vergleich mit anderen globalen Modellen


Die internationale Modellwelt sieht ähnlich aus. Einzig GFS und ICON deuten zum
Donnerstag einen Streifschuss einer Kaltfront über dem Osten Deutschlands an,
was dem Nordosten etwas kältere Luftmassen bescheren würde als es z.B. beim IFS
angedacht wird. Auch der Abbau des Geopotenzials der blockierenden Antizyklone
über Nordwesteuropa erfolgt recht homogen, wenngleich IFS diese östlicher nach
Mitteleuropa wandern lässt als GFS/ICON. Auswirkungen hat diese Diskrepanz
jedoch vorerst keine.

Ein Vergleich mit den "deep-learning-based" Modellen wie Pangu/Graphcast oder
Kunyu zeigt auch dort eine die aktuelle Mittelfrist betreffende gute
Übereinstimmung der Entwicklung. Allerdings divergieren die Modelle ebenfalls
bei den entscheidenden Fragen der synoptischen Entwicklung im Übergangsbereich
zur erweiterten Mittelfrist.
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Bewertung der Ensemblevorhersagen


Die Cluster zeigen ohne Überraschung zum Beginn (Dienstag) sehr einheitlich die
massive Blockierung zunächst mit einem Schwerpunkt über Nordwesteuropa. Dabei
ergeben sich 2 Cluster mit dem einheitlichen klimatologischen Regime
"Blockierung". Der größte Unterschied ergibt sich darin, dass die blockierende
Antizyklone über Nordwesteuropa im zweiten Cluster etwas schwächer aufgebaut
ist. Ebenfalls ergeben sich Unterschiede bei der Intensität der Iberischen
Zyklone, was vorerst jedoch keine Auswirkungen auf Deutschland hat.

In der Folge zeigen 4 Cluster bei einem klimatologischen Regimeüberhang
"Blockierung" die sukzessiv stattfindende retrograde Verlagerung der
blockierenden Antizyklone in 500 hPa in Richtung Grönland (Mittwoch bis
Freitag). Deutschland verbleibt nach 3 der 4 Cluster durchweg im antizyklonalen
Einfluss, der im am schwächsten besetzten 4. Cluster zum Freitag verschwindet.
Bei einem Trogvorstoß über Kanada/dem Norden der USA ergeben sich gröbere
Diskrepanzen, was die Grönlandblockierung mit Blick auf die Platzierung etwas
unsicherer werden lässt (teils westlicher ansetzend). Die Intensität der
Anomalie ist jedoch durchweg beeindruckend hoch.

Im Übergangsbereich zur erweiterten Mittelfrist (kommendes Wochenende)
suggeriert des ENS mit nur einem Cluster wohl eine zu hohe Zuversicht und
verschmiert mögliche Positionen der blockierenden Grönlandantizyklone zu einer
(besonders mit Blick auf die Ausdehnung) äußerst beeindruckenden Blockierung.
Dass an deren Ostrand tiefes Geopotenzial weit südwärts vorankommt ist
unstrittig und zudem kommt es noch zu einer Interaktion mit tiefem Potenzial bei
den Azoren. Grundsätzlich bietet diese Konstellation Potenzial für
Luftmassengrenzen.

In der Folge nehmen die Unsicherheiten dramatisch zu und teils wird gar die
Blockierung über Grönland restlos abgebaut. Man darf gespannt sein, welcher
Einfluss (Tropen/Stratosphäre) letztendlich die Oberhand behält.


Die Meteogramme zeigen die frostigste Zeit zum Beginn der Mittelfrist mit
nachfolgender zaghafter Milderung. Die Nächte bleiben meist frostig.
Niederschlag wird durchweg keiner gezeigt und das alles bei einer engen
Rauchfahnenbündelung im 500 hPa Geopotenzial und bei der 850 hPa Temperatur. Im
Osten flattern die Member zum Freitag etwas stärker, was auf eine mögliche
periphere Frontpassage zurückzuführen ist (siehe GFS).

GFS-ENS zeigt eine sehr ähnliche Entwicklung.
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Wahrscheinlichkeiten für signifikante Wettererscheinungen


FROST:

Zum Beginn der Mittelfrist ergibt sich im EFI Temperatur (bzw. Minima) ein
deutliches Signal für zu kalte Verhältnisse, das sich in der Folge jedoch rasch
abschwächt. Besonders in der Nacht zum Mittwoch tritt über der Mitte, im Osten
und Süden recht großflächig strenger Frost auf mit maximalem Ensembleausschlag
vom Thüringer Becken bis ins Erzgebirge sowie von der Alb bis ins Alpenvorland.
Besonders im Alpenvorland ergeben sich auch geringe Wahrscheinlichkeiten für
Frost unter -20 Grad, was auch inneralpin Gültigkeit besitzt. Auch der
Norden/Nordosten (südlich von Hamburg-Berlin) könnten je nach Bewölkung von
strengem Frost um -10 Grad betroffen sein.

In der Folge ziehen sich die erhöhten Wahrscheinlichkeiten für markanten Frost
immer mehr auf die Bereiche mit Schneefläche bzw. das östliche Bergland und vor
allem den Alpenrand zurück.

STURMBÖEN:

Zeitweise ergeben sich im Ensemble geringe Wahrscheinlichkeiten für markante
Böen auf exponierten Berggipfeln bzw. im Küstenumfeld der Ostsee. Inwieweit
dafür jedoch eine Warnung benötigt wird ist noch sehr unsicher/fraglich.

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Basis für Mittelfristvorhersage
IFS, IFS-ENS, GEFS, MOSMIX
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VBZ Offenbach / Dipl. Met. Helge Tuschy