Starkregen/Hagel im Erzgebirge am 29.05.2016

Neben den Ereignissen in Baden-Württemberg am 29.05.2016 nimmt sich ein am selben Tag in der Region der sächsischen Stadt Eibenstock aufgetretener Starkregen mit Hagel klein aus (hier eine Bildergalerie).

Lage Starkregen-/Hagelereignis 29.05.2016 in Sachsen.

Lage Starkregen-/Hagelereignis 29.05.2016 in Sachsen (Karte: LHWZ Sachsen).

Das Ereignis dauerte ca. 3 Stunden (von 11:00 bis 14:00 Uhr MESZ), mit den maximalen Intensitäten zwischen 11:30 und 12:00 Uhr MESZ.

Aus RADOLAN-RW abgeleitete Stundensumme des Niederschlags für den Zeitstempel 11:50 Uhr MESZ, bzw. 09:50 UTC (Datenquelle: DWD).

Aus RADOLAN-RW abgeleitete Stundensumme des Niederschlags für den Zeitstempel 11:50 Uhr MESZ, bzw. 09:50 UTC (Datenquelle: DWD).

Zoomt man etwas näher auf die Zelle, ist gut der Hagelniederschlag zu erkennen:

Detailansicht RADOLAN-RW-Produkt (Stundensumme; Zeitstempel 10:50 UTC). Erkennbar (dunkelblau) die Zone mit Hagelniederschlag, v.a. Ortslage Blauenthal (Quelle: DWD). Eingezeichnet die ungefähre Lage der Ombrometer Stützengrün-Hundshübel (blau) sowie Eibenstock Talsperre (gelb).

Detailansicht RADOLAN-RW-Produkt (Stundensumme; Zeitstempel 11:50 MESZ). Erkennbar (dunkelblau) die Zone mit Hagelniederschlag, v.a. Ortslage Blauenthal (Quelle: DWD). Eingezeichnet die ungefähre Lage der Ombrometer Stützengrün-Hundshübel (blau) sowie Eibenstock Talsperre (gelb).

Ein Blick auf die an den genannten Ombrometern Stützengrün-Hundshübel (blau) sowie Eibenstock Talsperre (gelb) registrierten Stundenniederschläge lässt starke, lagebedingte Unterschiede erkennen:

Stündliche Niederschläge DWD-Ombrometer Stützengrün-Hundshübel (blau) sowie Eibenstock Talsperre (gelb) (Zeitangaben in MEZ! [UTC + 1h]).

Stündliche Niederschläge DWD-Ombrometer Stützengrün-Hundshübel (blau) sowie Eibenstock Talsperre (gelb) (Zeitangaben in MEZ! [UTC+1]; Datenquelle: DWD und LHWZ Sachsen).

Die am Ombrometer Eibenstock registrierte maximale stündliche Niederschlagshöhe von ca. 50 mm bleibt dabei hinter der Radarschätzung zurück; Gründe sind, neben unterschiedlicher zeitlicher Fenster für die Aggregation von Radar- und Ombrometerdaten, vermutlich durch Hageleinfluss verursachte Unsicherheiten in der Quantifizierung. Zudem lag des Ombrometer in besagter Zeit nicht im Intensitätsmaximum des Ereignisses.

Schaut man auf die zeitlich höher aufgelösten 15-Minuten-Daten des Ombrometers Eibenstock, offenbart sich eine maximale 15-Minuten-Intensität von über 20 mm, was nach KOSTRA-DWD für diese Dauerstufe (15 Minuten) einer Jährlichkeit von 10 bis 20 entspricht.

15-Minuten-Niederschlagssummen Ombrometer Eibenstock Talsperre (Zeitangaben in MEZ! [UTC + 1h]).

15-Minuten-Niederschlagssummen Ombrometer Eibenstock Talsperre (Zeitangaben in MEZ! [UTC+1]; Datenquelle: LHWZ Sachsen).

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Starkregen und Hochwasser in Baden-Württemberg 29./30. Mai 2016

Ein sehr guter Abriss der Ereignisse im Osten Baden-Württembergs am 29./30. Mai 2016 findet sich auf floodlist.

Die Informationen und Einlassungen, die die Medien in den vergangenen Tagen und Stunden verbreiteten, haben mich über einige Dinge nachdenken lassen; ich möchte – ganz schlaglichthaft – davon drei Aspekte aufgreifen:

Extremer Niederschlag

Auf Grund der synoptischen Situation (Tiefdruckrinne mit ausgeprägter Konvektion durch Luftmassenkonvergenz) war die Gefahr von Starkregen abzusehen. Die stark organisierten Strukturen des Gewitterkomplexes, welcher am Abend des 29.05.2016 vor allem über dem Osten Baden-Württembergs wütete, führten zu extremen Ausprägungen des Niederschlags; regional fielen bis zu 100 mm in 12 Stunden bzw. über 80 mm in 6 Stunden, wie beispielsweise in Kirchberg an der Jagst (nicht weit von Braunsbach):

Niederschlagsverlauf an der DWD-Station Kirchberg (Quelle: HVZ Baden-Württemberg).

Niederschlagsverlauf an der DWD-Station Kirchberg (Quelle: HVZ Baden-Württemberg).

Diese lokalen (!) Niederschlagsmengen in solch kurzen Zeiträumen treten statistisch gesehen an ein und demselben Ort (!!) sehr selten auf (die Jährlichkeit für den oben gezeigten 6-, bzw. 12-Stunden-Regen dürfte jenseits der 100 liegen). Allerdings gibt es solche Ereignisse – bezogen auf eine größere Fläche, wie ein Bundesland – immer einmal wieder. Einen Eindruck davon vermittelt z.B. die in diesem Artikel enthaltene Listung von Hochwasserereignissen in Folge von Starkregen für Sachsen.

Die Rolle von “Versiegelung”

Immer wieder war und ist auch in Zusammenhang mit lokalen Hochwasserereignissen die Forderung nach “Entsiegelung” zu vernehmen, wie beispielsweise hier von Ines Pohl/Deutsche Welle:

Fakt ist, Wasser gelangt durch Infiltration in den Boden; die Rate, mit der Wasser in natürlichen (“unversiegelten”) Boden eindringt ist dabei (a) generell limitiert, (b) nimmt über die Zeit ab und (c) ist weiterhin abhängig von einer Vielzahl von Faktoren, wie beispielsweise den Bodeneigenschaften oder nicht zuletzt dem Geländegefälle.

Bei einem extremen Starkregen wie dem Braunsbach-Ereignis werden daher auch auf gewachsenem Boden nur einige Prozent der Niederschlagsmenge nicht abflusswirksam; einen wesentlichen Einfluss von “Entsiegelungsmaßnahmen” oder auch Änderungen der Landnutzung (“Aufforstung”) auf die Abflussbildung gibt es dabei nicht!

Warn- und Ereignismanagement

Sinngemäßes Zitat Jens Nising, SWR (Video vom 30.05.2016 aus der Tagesschau: hier): “Die Leute sind ja überhaupt nicht vorgewarnt worden; man muss sich vorstellen, es gab Starkregen, so wurde es angekündigt, und dann ab 20 Uhr ging alles in Sekundenschnelle”…

Andere Baustelle: Jörg Kachelmann… Unter dem Hashtag #Hochwatergate finden sich mittlerweile Einlassungen (Bezug nehmend hierauf: http://wetterkanal.kachelmannwetter.com/hochwatergate/), welche einen glauben machen könnten, viele – ach so aufgeklärte – Digital Natives seien zu den Aluhüten übergelaufen.

Fakt ist, dass das Warn-, Alarm- und Ereignismanagement sehr wohl funktionierten! Gut lässt sich das beispielsweise im bereits erwähnten Beitrag auf floodlist nachvollziehen. Und auch die Tagesschau am 29.05.2016 von 20 Uhr hat die Warnlage ihrem gesetzlichen Auftrag folgend deutlich kommuniziert (wenngleich der SWR-Korrespondent [siehe oben] da offenbar einen Tag später nicht so im Bilde darüber war):

Screenshot Tagesschau vom 29.05.2016, 20 Uhr.

Screenshot Tagesschau mit Untertiteln vom 29.05.2016, 20 Uhr (Quelle: ARD-Mediathek).

Screenshot Tagesschau vom 29.05.2016, 20 Uhr.

Screenshot Tagesschau mit Untertiteln vom 29.05.2016, 20 Uhr (Quelle: ARD-Mediathek).

Der Deutsche Wetterdienst hatte die Situation frühzeitig sehr deutlich “auf dem Zettel” (Stand: Samstag, 29.05.2016, 13:30 Uhr) und entsprechend (vor-)gewarnt:

Und natürlich ist es heute einfacher denn je – beispielsweise mit der hervorragenden DWD-WarnWetter-App – sich umfassend und standortbezogen warnen zu lassen (auch und vor allem als Digital Native)…

Starkregen in Ostsachsen am 23.05.2016

Sehr intensive Starkregenereignisse in Sachsen führten in den Abendstunden des 23.05.2016 lokal zu Ausuferungen kleinerer Gewässer und an einigen Meldepegeln mit kleineren Einzugsgebieten in den Flussgebieten der Schwarzen Elster sowie den Nebenflüssen der Oberen Elbe zum kurzzeitigen Überschreiten der Richtwerte bis einschließlich der Alarmstufe 3. Lokal wurden extreme Niederschlagshöhen von bis zu 40 mm in kürzester Zeit beobachtet. Die Wasserführung ist bereits wieder sehr rasch zurückgegangen.

Synoptisch war das Geschehen durch eine ausgeprägte Tiefdruckrinne bestimmt, wobei die Luftmassenkonvergenz die Konvektion antrieb. Besonders beeindruckend dabei war eine sich in den Nachmittags- und Abendstunden des 23.05.2016 ausbildende Superzelle, welche vom Oberen Elbtal in Richtung Cottbus zog und mit extremem Starkregen, Hagel und Orkanböen einherging (siehe auch Beitrag bei Fichtelbergwetter).

Die Zelle verlagerte sich dabei rasch nordwärts; quantitative Wetterradar-Produkte (Radolan) lassen auf lokale Intensitäten jenseits der 40 oder gar 50 mm pro Stunde schließen, wobei hier durchaus der Hagel für größere Unsicherheiten in der Quantifizierung gesorgt haben könnte (siehe Bild 1).

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Bild 1: Verlagerung der Superzelle mit signifikanten Niederschlagssignalen Richtung Norden (Wetterfoto: Marco Rank via Youtube; Radardaten: DWD via Climate Data Center).

Hydrometeorologisch besonders interessant war das Geschehen im Einzugsgebiet der Oberen Schwarzen Elster. Dort befindet sich am Klosterwasser der Pegel Panschwitz (Einzugsgebietsgröße ca. 35 Quadratkilometer). Wenig südlich davon befindet sich ein Online-Niederschlagsmesser, welcher minütlich aufgelöste Daten liefert (Bischofswerda). Für eine Übersicht der Lage von Pegel und Niederschlagsmesser siehe Bild 2.

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Bild 2: Detailkarte mit Radarbild sowie ungefährer Lage des Pegels Panschwitz/Klosterwasser und des Ombrometers Bischofswerda (Quelle der Karte: DWD via Twitter).

Schaut man sich die hochaufgelösten Ombrometerdaten an, fallen einige interessante Dinge auf (siehe dazu Bild 3):

  • Das Gutteil des Niederschlags fiel in weniger als einer Stunde zwischen 20:00 und 21:00 Uhr MESZ.
  • Die zeitliche Variabilität des Niederschlagsintensität beim Durchgang der Zelle war sehr ausgeprägt.
  • Die am Ombrometer registrierte Menge (rund 30 mm) liegt etwas unterhalb der Radarschätzung; Gründe hierfür können sein der Windfehler bei der Ombrometermessung (Orkanböen!) sowie durch Hagel hervorgerufene Überschätzung bei der Ableitung des Radar-Niederschlags. Weiterhin könnte sich der Standord des Niederschlagsmessers auch etwas außerhalb der größten Intensitäten befunden haben.
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Bild 3: Intensitätsverlauf Ombrometer Bischofswerda am 23.05.2016 (Datenquelle: LHWZ Sachsen).

Hydrologisch führte der extreme Starkregen zu einer rapiden Reaktion in den betroffenen kleineren Einzugsgebieten (siehe Bild 4); es kam zu einem fast zeitgleichen Anstieg der Wasserführung mit dem Niederschlag durch die hohen Momentanintensitäten ab 20:15 MESZ, nachdem die ersten (weniger intensiven) mm des Niederschlags (zwischen 20:00 und 20:15 MESZ) gefallen waren. Ein Teil der Zeitdifferenz im Anstieg des Abflusses in Panschwitz sowie des Niederschlagsverlaufs in Bischofswerda lässt sich zusätzlich noch mit der räumlichen Distanz zwischen beiden Orten erklären (der Niederschlagsmesser liegt im südlichen Nachbareinzugsgebiet).

WW

Bild 4: Verlauf des Wasserstands am Pegel Panschwitz/Klosterwasser am 23.05.2016 (Datenquelle: LHWZ Sachsen).

Leider existiert wegen ungünstiger hydraulischer Bedingungen am Pegel Panschwitz keine valide Beziehung zwischen Wasserstand und Abfluss. Wäre der Verlauf des Abflusses bekannt, ließe sich (unter Annahme/Kenntnis des Abflussbeiwertes) eine Schätzung über den Gebietsniederschlag anstellen, was sicher mit Blick auf die o.e. Unsicherheiten nicht uninteressant wäre.

Hinweis: in den Abbildungen werden teilweise andere Zeitbezüge (UTC, MEZ) verwendet. Daher wurden Zeiten in MESZ immer als solche gekennzeichnet.