Wetternews: Wie auch am frühen Morgen Schauer und Gewitter entstehen können

Ganz im Norden der Schweiz und im Schwarzwald kam es heute am frühen Morgen zu einzelnen Schauern.

Im Blog erfahren Sie, wie diese morgendlichen Schauer entstehen können und wie sie sich von den Schauern und Gewittern am Nachmittag unterscheiden.

Die blockierende Wetterlage hält weiter an: Am Vormittag scheint überall die Sonne, im Laufe des Tages bilden sich über den Bergen Quellwolken und in der Folge entstehen isolierte Schauer oder Gewitter. Unter Meteorologen und Meteorologinnen ist dieser Wettercharakter allgemein als Tagesgangwetter bekannt.

Doch heute Donnerstag war eine Kleinigkeit anders als an den Vortagen: Am frühen Morgen zogen vorübergehend mittelhohe, teils türmchenförmige Wolken durch, sogenannte Altocumulus castellanus. Am Nordrand der Schweiz und im Schwarzwald reichte es sogar für einzelne Schauer. Diese morgendliche Konvektion ist in den Sommertagen immer wieder mal zu beobachten, meist gegen Ende einer Hochdruckperiode. Bereits am vergangenen Sonntag wurden einige Frühaufsteher durch solche morgendlichen Schauer nass.

Morgenthermik

Schauer oder Gewitter welche am frühen Morgen, bei bodennah windschwachen Bedingungen und ohne klare Fronten auftreten, sind besonders in der Ballonfahrer-Community als „Morgenthermik“ bekannt. Das Phänomen an sich hat aber nichts mit der klassischen Thermik zu tun. Vielmehr handelt es sich um normale Konvektion, welche von der bodennahen atmosphärischen Grenzschicht losgelöst ist und damit nicht primär von der Tageszeit abhängig ist.

Die Voraussetzungen

Wie immer bei Schauern und Gewittern ist im Vorfeld eine starke Temperaturabnahme mit der Höhe sowie genügend Feuchtigkeit nötig. Sind beide Parameter gegeben, so befindet sich die Atmosphäre in einem potentiell instabilen Zustand. Anders als bei „normalen“ Schauern und Gewittern, welche tagsüber entstehen, sind diese Voraussetzungen bei der Morgenkonvektion erst ab einer gewissen Höhe gegeben. Bodennah ist die Luft aufgrund der nächtlichen Abstrahlung stabil geschichtet.

Die Radiosondierung aus Payerne zeigt den vertikalen Verlauf der Temperatur (rot) und der Feuchte (Taupunkt, blau). In Bodennähe ist die kräftige, nächtliche Inversion zu erkennen. (MeteoSchweiz)

Der Hebungsmechanismus

Um die potentielle Energie umzusetzen, welche innerhalb der instabilen Schichtung der Atmosphäre steckt, braucht es einen initialen Auslöser (im englischen „trigger“). Anders als tagsüber fehlen in den frühen Morgenstunden die Thermikblasen, welche von den Hügel- und Gebirgszügen hochsteigen und in der Folge die Quellwolkenbildung anstossen. Auch durch Topographie ausgelöste Windkonvergenzen sind in der Nacht aufgrund der stabilen Grenzschicht kein Thema.

Die Auslösung muss also in den mittleren Schichten geschehen (Stichwort „elevated convection). Heute war für die Auslöse respektive Hebung der feuchtlabilen Luftmasse eine schwache Konvergenzzone verantwortlich. Am Südrand eines Höhentiefs führte Westwind feuchtere Luft Richtung Nordrand der Schweiz. Gleichzeitig war es über dem Mittelland auf diesem Niveau windschwach bzw. gegen Westen hin kann man in den Modelldaten sogar eine schwache Südwindtendenz feststellen.

In den Modellfeldern des ECMWF-Models ist die Anfeuchtung auf 700 hPa (grün wenn >60%) und die schwache Konvergenzzone (rot) zu erkennen. (MeteoSchweiz, ECMWF)

Die aus Radar und Messdaten abgeleiteten Niederschlagssummen korrelieren gut mit der von den Modellen prognostizierten Konvergenzzone. (MeteoSchweiz)

Tagsüber verlief das Wetter wieder wie gehabt: Dank dem Höhentief knapp nördlich der Schweiz und der etwas feuchteren Luft kam aber die Konvektion schneller in die Gänge als beispielsweise gestern. Bereits um die Mittagszeit wurden im Jura erste Blitze registriert und die Schauer und Gewitter waren im Allgemeinen etwas zahlreicher als in den Vortagen.

Zum Schluss ein «Bettmümpfeli» für Wetterfans

Für alle fortgeschrittenen Wetterfans illustriert folgende, etwas kompliziertere Abbildung die Unterschiede zwischen der morgendlichen Konvektion und den Wärmegweittern am Nachmittag: Abgebildet sind hier die zwei Radiosondierungen aus Payerne von 0 Uhr UTC (links) und 12 Uhr UTC (rechts). Neben den üblichen Parametern (Temperatur, Taupunkt, Windfiedern) sind auch Aufstiegspfade der hypothetischen Luftpakete eingezeichnet. Bei der Mitternachtssondierung beginnt der Pfad des Luftpaketes etwas unter 700 hPa (3 km, gepunktete Linie). Tagsüber startet das Luftpaket mithilfe der Thermik in den bodennahen Luftschichten.

Rote Flächen visualisieren vorhandenes CAPE (convective available potential energy) und CIN (convective inhibiton). HKN zeigt das Hebungskondensastionsniveau, NFK das Niveau der freien Konvektion.

Die zwei Radiosondierungen vom 8. Juni 2023 aus Payerne. Erklärungen im Text. (MeteoSchweiz)

Morgendliche Wolkenfelder des Typs Altocumulus Castellanus deuten eine instabile Schichtung zwischen 3 und 4 km über Meer an.

Quelle: Bundesamt für Meteorologie MeteoSchweiz / Wie auch am frühen Morgen Schauer und Gewitter entstehen können – MeteoSchweiz (admin.ch)
Titelbild: D. Gerstgrasser