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WetterBlog 5/2015 – Häufen sich stabile Wetterlagen?

Tobi hat das Gefühl, dass immer das gleiche Wetter ist.

17.12.2014

Frage von Tobi: Ein Meteorologe der zu der eher prognosenmutigen Sorte gehört, hat zu mir mal gesagt, dass die stabilen Wetterlagen, also lange gut oder lange schlecht (ist natürlich immer ne frage der Perspektive) deutlich angestiegen sind. Das deckt sich auch mit meiner persönlichen Wahrnehmung, obwohl man sich ja dabei arg täuschen kann. Gibt es hierzu empirische Erkenntnisse oder was meinst du zu dem Trend? Oh je. Tobi hat ein dem WetterBlog bereits bekanntes Talent für Fragen die einfach klingen, aber fürchterlich kompliziert sind. Der Wetterblog hat recherchiert und stellt eine Studie vor, die sich ungefähr mit der Beantwortung befasst.

Stabile Wetterlagen?

Wir fragen uns natürlich zunächst, wie man „lange gut oder lange schlecht“ quantifizieren soll. Seit ein paar Jahren sind verschiedene Indizes in Gebrauch, um Blocking-Lagen zu identifizieren. Ein solcher Index, nennen wir ihn B1D, nach Barnes et al. (2012)definiert eine geographische Länge als geblockt, wenn sich der Geopotentialgradient der 500hPa Fläche mehr als 5 Tage lang umdreht (heißt in etwa Ostwind statt Westwind in der Höhe). Die zu betrachtende geographische Breite wird über das Maximum der turbulenten kinetischen Energie bestimmt. Anders gesagt: es wird für jeden Tag des Jahres die mittlere Breite des „Stormtracks“ berechnet und nach geschaut, ob da alles funktioniert.

Ein weiterer Index, D2D nach Dunn-Sigouin et al (2013), sucht nach benachbarten Bereichen von Geopotentialanomalien mit einer Feldumkehr der absoluten geopotentiellen Höhe auf der Äquator-näheren Seite des Anomaliemaximums. Wenn diese Bereiche von einem Tag auf den nächsten zu einem bestimmten Anteil überlappen und außerdem über eine bestimmte Anzahl an Tagen bestehen bleiben, wird ein Blocking definiert.

Ein dritter Index, M2D nach Masato et al (2013), wendet eine ähnliche Taktik an wie B1D, allerdings zweidimensional. Es wird nach einer Umkehr des Geopotentialgradienten im Zusammenhang mit dem Brechen von Rossby Wellen gesucht.

Gibt es Trends?

Dankenswerterweise haben sich Barnes et al in dieser Studie die Mühe gemacht, diese 3 Indizes für die letzten 30 Jahre für die Nordhemisphäre zu berechnen, und zwar auf Basis verschiedener Reanalyse-Produkte vom ECMWF, der NASA und NCEP. Man muss ja auch erstmal rausfinden wie diese komische 500hPa Fläche irgendwann mal ausgesehen hat. Trends in den Indizes werden mit der Methode der kleinsten Quadrate berechnet und auf Signifikanz untersucht.

Die folgende Abbildung zeigt die mittlere Anzahl der Blockings pro Monat für die Jahre 1980 bis 2012 und die Monatsperioden Dezember, Januar, Februar (links) und Juni, Juli, August (rechts) auf Basis der NASA Reanalysedaten für die drei Indizes. Hier sieht man auch, was eindimensional im Fall von B1D heißt, bzw. zweidimensional bei den beiden anderen. Die roten und blauen Boxen zeigen Bereiche, in denen sich die Blockingfrequenz während der Periode 1990-2012 signifikant verändert hat. Die Position und Farbe der Boxen verändert sich je nachdem, was für Monate und Jahre man anschaut. Die hier gezeigte Version ist eine Möglichkeit von vielen und die Autoren der Studie sehen darin vor allem ein Zeichen dafür, dass es keine generelle Zunahme von Blockings in der Nordhemisphäre gibt, sondern Änderungen wenn überhaupt vorhanden saisonal und regional unterschiedlich sind.Die nächste Abbildung zeigt den Verlauf der Indizes seit 1948 auf Basis von NCEP Reanalysen. Hier zeigen sich die starke Variabilität der Indizes und dass sie im Verlauf nicht in allen Regionen übereinstimmen. Bei jeder Größe, die von Haus aus stark schwankt, ist es sehr schwierig, diese natürliche Schwankung von langfristigen Trends zu trennen. Die Autoren der Studie jedenfalls kommen zu dem abschließenden Ergebnis, dass es keine allgemeine Zunahme von Blockinglagen gibt, dass aber isolierte Regionen zu bestimmten Jahreszeiten (nicht Europa im Winter) robuste Trends (in beide Richtungen) in den Indizes zeigen. Sie halten einen Zusammenhang mit der Ausdehnung des arktischen Meereises für möglich, weisen aber ausdrücklich darauf hin, dass es komplex ist eine solche Korrelation eindeutig zu bestimmen. Die Studie ist vergleichsweise gut lesbar und geht näher auf das Meereis ein, falls das jemand interessiert. 

Hier sehen wir wie oben die Blocking Frequenz für Winter (links) und Sommer (rechts), diesmal über Europa für die Jahre ab 1980 und aufgeschlüsselt nicht nur nach Indizes sondern auch nach den unterschiedlichen Reanalysen. Als signifikant erachtete Trends sind in den Legenden mit einem Sternchen auf dem bunten Strich vor dem Namen des Reanalyseprodukts gekenzeichnet (z.B. Grafik oben rechts bei MERRA und NCEP). Punkte (Sterne) in den Verlaufskurven kennzeichnen die jeweils 5 Jahre mit der maximalen (minimalen) Ausdehnung des arktischen Meereises im vorangegangenen September.

Fazit

Die Erkenntnisse von Barnes et al. scheinen anzudeuten, dass es keine Zunahme von lange schlecht oder lange schön gibt, wobei der von Tobi erwähnte Meteorologe möglicherweise andere Erkenntnisse hat. Mit der persönlichen Wahrnehmung hat das alles sowieso wenig bis nichts zu tun, die fällt nämlich eher nicht ins Reich der Naturwissenschaften.

Wetteraussichten

Das wechselhafte und milde Westwetter bleibt uns erhalten. Auf eine Warmfront am Donnerstag folgt ein ruhigerer, relativ sonniger Freitag, dann folgen wieder kleinere Fronten und ein durchwachsenes Wochenende. So richtig viel Schnee bringt das alles nicht, und schon gar nicht in tiefen Lagen. Weiße Weihnachten im Flachland wären aus heutiger Sicht eine Überraschung. Im Glaskugelbereich gibt es weiterhin Optionen für Winter wie man ihn sich vorstellt, aber die gibt es ja schon länger.