» Superzellen in Österreich


Definition
Superzelle

(nach C. Doswell):
Gewitterzelle mit einer beständigen (mindestens 10-20 Minuten), hochreichenden (mind. 1/3 der gesamten konvektiven Zelle) Mesozyklone (rotierendes Aufwindfeld).
D.h. ein Gewitter, das zumindest etwas über eine viertel Stunde organisierte und beständige Rotation zeigt (der Zelle bzw. des Aufwindfeldes) erfüllt praktisch immer die Definitionskriterien einer Superzelle (obwohl die Bezeichnung "Superzelle" etwas unglücklich gewählt ist, da genauso Zellen auftreten können die, obwohl rotierend, nicht extrem auffallen; jedoch erzeugen etwa 90% aller Superzellen unwetterartige Wettererscheinungen)

Mesozyklone

Bezeichnet ein hochreichend rotierendes Aufwindfeld einer konvektiven (Gewitter-)Zelle. Wenn oben genannte Kriterien erfüllt sind, handelt es sich um eine Superzelle. Aber auch kurzlebige und flache Mesozyklone können extreme Wettererscheinungen hervorbringen (Hagel um oder über 2cm, Downbursts und auch Tornados), allerdings ist die Erfassung dieser Ereignisse äußerst schwierig, deshalb können wir in unseren Statistiken auch nur auf die leichter erkenn- und verifizierbaren Superzellen eingehen.

Ebenso existieren sogenannte "Misozyklone", das sind kleinräumig gestretchte Wirbel unterhalb einer Gewitterzelle, die als Auslöser für "non-meso-tornados" gelten. Diese Wirbel erreichen sowohl in ihrer vertikalen, als auch horizonalen Ausdehnung nicht die Kriterien für eine Mesozyklone (oft nur wenige hundert Meter in die Wolke reichend).

Vermutlich verursachen Mesozyklone bzw. Superzellen einen großen Anteil aller unwetterartigen Zustände (im speziellen Hagel >2cm, Sturm ab Orkanstärke sowie Tornados), zumindest von etwa 75%, möglicherweise aber auch um die 90%

Eigenschaften

> rund 75% dieser Unwetter erzeugen Hagel >2cm

> 30% zusätzlich oder alleine verheerende Downbursts

> und schließlich immerhin noch etwa 10% bringen zumindest einen Tornado hervor (ein Tornado auf etwa zehn Superzellen, allerdings rd. 50% Wahrscheinlichkeit auf zumindest eine weitere Trombe, wenn bereits eine aufgetreten ist)

> Im extremsten Fall können sie über viele Stunden hinweg existieren, dabei eine Reihe von Downbursts (oder sogar "Derechos" - das sind langlebige Abfolgen von Downbursts) und/oder Tornados erzeugen

> Die Windgeschwindigkeiten in der Mesozyklone allein – noch ohne Tornado! – können manchmal über 150km/h betragen

> Entsteht eine Superzelle in einer Gewitterlinie (Squalline) - meistens am südlichen, oder auch nördlichen Rand - zeigt sich dies häufig durch eine Änderung der Zugbahn der Zelle (in manchen Fällen vollführt die Superzelle sogar Kreisbewegungen, 180° Wendungen und wechselt die Zuggeschwindigkeit)

> Nicht selten werden andere, in der Nähe stehende Quellwolken oder sogar Gewitter, von der Superzelle regelrecht aufgesaugt. Sie entzieht durch ihren Aufwind und großen Zustrombereich anderen Zellen die Feuchtigkeitszufuhr, wodurch sich diese auflösen

> Superzellen stellen die größte Gefahr aller Arten von Gewittern dar, indem sie die extremsten Wetterphänomene hervorbringen können!

Optische
Kennzeichen

> eine rotierende Wolkenmauer (Wallcloud)

> eine oft tiefschwarze, niederschlagsfreie Basis

> eine ausgeprägte Versorgungslinie, manchmal auch ein sogenannter „Biberschwanz“

> eine "tail cloud" (kondensiertes Einstromband in Richtung des Niederschlagfeldes)

> ein kompakter vorstoßender Gipfel (overshooting top)

> gelegentlich erkennbarer verdrehter Hauptaufwärtsstrombereich bzw. gekrümmte Wolkenbänder („Frisierstab“)

> häufig ein rückwärts ziehender Amboss

Kennzeichen
am Radar

> ein kleines Gebiet in den unteren Wolkenschichten mit einem schwachem Signal das sich in der Höhe ausbreitet und verstärkt (deutet extremen Aufwind an)

> ein Echo in Hakenform in Aufsicht und/oder Schnitt

> eine äußerst kompakte, gleichbleibende Struktur hoher Intensität

> eine Mesozyklone

> eine Einkerbung in V-Form, zumeist im östlichen Niederschlagsgebiet

> eine ungewöhnlich lange Lebensdauer bei gleichbleibender Intensität

> ausscheren nach rechts, manchmal auch nach links



Weitere Infos zu Superzellen sowie ein Überblick über die verschiedenen Gewitterarten sind auf der Skywarn Austria Homepage zu finden!

Datenerhebung 2003 bis 2005

2003: 32 gesicherte (jeweils mit mindestens 90% bis 100% verifiziert) Superzellen
2004: 53 gesicherte Fälle
2005: 31 gesicherte Ereignisse

sowie sowohl aus 2003, 2004 als auch 2005 eine große Anzahl (20-30) wahrscheinliche SZ

> daraus folgt, dass die Anzahl der jährlichen Superzellen im Schnitt bei knapp über 50 liegen dürfte (einschließlich der Gewitter, die nur einen Teil ihres Lebens als SZ verbracht haben), was bei einer nach Radar- und Blitzkarten geschätzten durchschnittlichen Gesamtgewitteranzahl von mehr als 2000, etwa 2-3% ausmacht (also: etwa jedes fünfzigste Gewitter war eine Superzelle, oder anders ausgedrückt: an einem durchschnittlichen Gewittertag in Österreich mit 50 Gewittern gab es eine Superzelle)

> leider ist es kaum möglich, alle Mesozyklone in Österreich zu erfassen (zur Erinnerung: in unsere Superzellen Statistik werden nur alle Fälle eingegliedert, die eine bestätigte Mesozyklone von mindestens 30min aufweisen); zwar zeigen kurzlebige Mesos nur selten solch extreme Wettererscheinungen wie die langlebigeren Superzellen, allerdings ist anzunehmen, dass ihre nicht unbedeutende Anzahl (bei einer Rotationsdauer zwischen wenigen Minuten und einer viertel Stunde könnte durchaus jedes zehnte heimische Gewitter kurzlebige Mesozyklone hervorbringen) für viele der als non-supercell bezeichneten unwetterartigen Wettererscheinungen (Hagel >2cm, Sturm >90km/h) verantwortlich ist - es wäre möglich, dass ein Großteil aller extremen, konvektiven Wettererscheinungen (Ausnahmen wären etwa Orkantiefs im Winterhalbjahr, Misozyklone sowie Squallines bzw. Derechos) durch Superzellen/Mesozyklone ausgelöst werden

> die Verteilung der Gewitter und Superzellen war indessen sehr unterschiedlich: mehr als 50 Gewitter an einem Tag, davon aber keine einzige gesicherte Superzelle (z.B. 14.06.03); zwei Gewitter, beide Superzellen (etwa gleich den Tag darauf: 15.06.03); rd. 20 Gewitter bei drei bis fünf Superzellen (wie am 13.05.03)

> mehr als ein Drittel aller rotierenden Gewitterzellen der Jahre 2003-2005 hatten eine Lebensdauer <1h; wahrscheinlich waren auch viele nicht erkannte Superzellen (exklusive der <20min dauernden, reinen Mesozyklone) in diesem Zeitfenster angesiedelt

> regionale Häufungen an Superzellen waren insbesondere: Oberösterreich, oft von Bayern hereinziehende Zellen (besonders 2003 & 2005); vom mittleren Waldviertel über das Tullner Becken, Wien, Wiener Becken bis ins Nordburgenland; die gesamte SO-Steiermark einschließlich dem Südburgenland (hier ein regionales, österreichisches Maximum), sowie das Klagenfurter Becken und Umgebung; "Ausreißer" gab es um Innsbruck sowie in der Bodenseeregion

> knapp 90% der Superzellen erzeugte extreme Wettererscheinungen

> rd. drei Dutzend schwere Downburstfälle, mehr als dreißig heftige Überflutungen, über 75 Mal Hagel größer 2cm, davon über 20 Fälle >4cm, sowie etwa 15 Tornados wurden in diesen drei Jahren durch Superzellen ausgelöst

> der gesamte durch SZ angerichtete Schaden 2003-2005 beträgt mindestens 150 Millionen Euro (!) (Landwirtschaft, Häuser, Fahrzeuge,...)

> mehrere Menschen wurden durch Blitzschläge, Tornados und Sturm aus Superzellen getötet, Dutzende wurden z.T. schwer verletzt (genaue Anzahl unbekannt)


Rückschlüsse

Angenommen es handelte sich um durchschnittliche Gewitter- und Superzellenjahre, könnte man folgende Durchschnittswerte für Österreich annehmen:

> Rund 2000-3000 Gewitter pro Jahr (abgeschätzt anhand vorhandener Radarkarten, tatsächliche Anzahl könnte auch noch höher liegen), davon etwa 50 Superzellen sowie zahlreiche, kurzlebige Mesozyklone

> Dies würde in den Spitzenmonaten Mai bis August etwa eine Superzelle alle zwei bis drei Tage bedeuten (in der Realität tritt eher eine Häufung an besonders geeigneten Gewittertagen auf)

> Mindestens 35 Superzellen erzeugen extreme Wettererscheinungen (Hagel >2cm und/oder schweren Sturm >90km/h und/oder Tornados)

> Etwa 20 Superzellen leben unter einer Stunde, können in dieser Zeit aber dennoch sehr heftig ausfallen

> Nach den Beobachtungen aus 2002 bis 2005 werden wahrscheinlich manche Superzellen (sowie viele kurzlebige Mesozyklone) aufgrund ihrer Kurzlebigkeit und geringen Ausprägung nicht als solche erkannt, sind aber (abgesehen von der natürlich vorhandenen potenziellen Unwettergefahr) für die SZ/Meso-Statistik und Superzellen-Forschung von Bedeutung

> vermutlich gibt es rund zwei bis drei Dutzend schwere Downbursts (ab dem oberen Ende von F0/T1, also Orkanstärke) jährlich (bezogen auf alle Gewitter, also auch Squallines, Einzel- und Multizellen), davon werden wahrscheinlich deutlich mehr als die Hälfte von Superzellen hervorgebracht

> jährlich fast 50 Hagelereignisse >2cm Durchmesser, davon ein Großteil durch Superzellen ausgelöst (der Rest könnte zu einem guten Teil auf das Konto von kurzlebigeren Mesozyklonen gehen)

> einige Male davon (etwa zehn Fälle) Hagel >4cm (praktisch nur von Superzellen hervorgebracht)

> ein bis zweimal jährlich Riesenhagel (bis 10cm Durchmesser) – entstehen nur durch Superzellen

> im Schnitt 5 bis 10 Tornados jährlich
[Anm.: die sieben, acht bzw. drei Tornados 2003/2004/2005 bezeichnen nur die gesicherten Großtromben, es gibt eine Reihe von Verdachten die (noch) nicht verifiziert werden konnten; zudem sind bezogen auf die logarithmische Normalverteilung von Tornados (nach T. Fujita & N. Dotzek) schwache Tornados sehr unterrepräsentiert (möglicherweise mehr als 40% der Gesamtzahl); außerdem beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Superzelle, die bereits einen Tornado produziert hat, zumindest einen weiteren hervorruft, fast 50%, und last but not least werden zwar die meisten, aber nicht alle Tornados durch Superzellen/Mesozyklone ausgelöst; somit könnte ein Schätzwert von knapp 10 Tornados/Jahr der Realität sehr nahe kommen - was aber der tatsächliche Schnitt ist, wird sich wohl erst in einigen Jahren zeigen]