Was sind Multizellengewitter?
Multizellen sind in Deutschland und Mitteleuropa die am häufigsten vorkommende Gewitterart. Ein Multizellengewitter besteht aus mehreren miteinander verbundenen Gewitterzellen in verschiedenen Entwicklungsstadien und mehreren Auf- und Abwindbereichen (Up- und Downdraft). Im Gegensatz zu Einzelzellengewitter, die sich zwar schnell entwickeln, jedoch auch aufgrund von fehlender Windscherung und Dynamik schnell wieder auflösen, zeichnen sich Multizellengewitter durch eine deutlich längere Lebensdauer, mehr Dynamik sowie auch mehr Struktur aus. In einem Multizellengewitter sind die einzelnen Zellen mehr oder weniger miteinander verknüpft, was bedeutet, dass sie sich gegenseitig beeinflussen und verstärken können. Das kann man sich dann so vorstellen das die älteren, vom Abwind dominierten Zellkerne durch die ausströmenden kalten Luftmassen (dem. sog. Outflow) immer wieder Hebungsprozesse auslösen wodurch dann bei günstigen Bedingungen der Luftmasse immer wieder neue Zellkerne entstehen können. Bei großflächiger Auslöse, können sich auf diese Weise dann auch oftmals größere Gewitterkomplexe, sog. Multizellencluster entwickeln.
Wie entsteht ein Multizellengewitter?
Bevor ich näher auf die Entwicklung der Multizelle eingehe, ist es erstmal wichtig zu verstehen, unter welchen Voraussetzungen sich Multizellengewitter überhaupt bilden können, denn die Entstehung von Multizellengewittern ist ein komplexer Prozess, der von mehreren meteorologischen Faktoren abhängt. Als zentraler Faktor ist hier natürlich die atmosphärische Instabilität und eine ausreichend feuchte, warme und energiereiche Luftmasse zu nennen. Damit die Luftpakete in der labilen Luftmasse aufsteigen können, wird auch noch ein großflächiger und stabiler Hebungsimpuls benötigt, welcher bspw. durch Sonneneinstrahlung (lokale Überhitzungen), bodennahe Konvergenzzonen, Kaltlufteinschübe usw. ausgelöst werden kann, auch Gebirgszüge können orographisch bedingte Hebungsimpulse auslösen. Damit sich die entstandenen Zellen allerdings organisieren (d.h. sich Auf- und Abwind voneinander trennen) können, benötigt es noch eine ausreichend vorhandene vertikale Windscherung (Veränderung der Windgeschwindigkeit und -richtung mit der Höhe). Diese Trennung der Auf- und Abwinde ist ein sehr wichtiger Faktor im Bezug auf die Lebensdauer von Multizellen. Dadurch wird verhindert, dass der herabfallende Abwind (Downdraft) die Warmluftzufuhr (Inflow) der Zelle abschnürt und zum schnellen Ableben der Zelle führen würde (wie es z.B. bei den Einzelzellengewittern der Fall ist). Je nach Intensität dieser vertikalen Windscherung können dann unterschiedliche Typen von Multizellengewittern entstehen (lineare Gewitterkomplexe, Multizellencluster usw.). Nun aber zum Entwicklungsprozess einer Multizelle.
Ein Multizellengewitter entwickelt sich zu Beginn aus einer einzelnen Gewitterzelle, bestehend aus Aufwind und Abwind, der sog. “Mutterzelle”. Durch die unterschiedlich starken Winde fällt der Abwind mit dem Niederschlag nicht wie oben bereits erwähnt symmetrisch zu Boden, sondern versetzt (Auf- und Abwindbereich sind nun voneinander getrennt). Auf der warmen Seite des Gewitters strömt der Abwind besonders stark aus der Zelle heraus, wodurch sich dann eine sogenannte Böenfront formiert. Erkennen lässt sich diese daran, dass bereits vor dem aufziehenden Gewitter der Wind schlagartig und böig auffrischt und dabei die Temperatur stark sinkt. In den meisten Fällen lässt sie sich auch optisch durch die sog. Arcuswolke entlang der Auf und Abwindgrenze beobachten (s.Bild).
Nun schiebt sich die kalte und damit schwerere Luft (der sog. Outflow) unter die Warmluft, sodass diese dann an der Vorderseite der Böenfront gehoben wird. Der Aufwindbereich einer zweiten, neuen Gewitterzelle ist hiermit geboren, während sich der Aufwind der Mutterzelle wieder abschwächt und nach einiger Zeit vollständig zum erliegen kommt. Durch diesen zusätzlichen Hebungsantrieb des Outflows fällt der Aufwind der zweiten Zelle oftmals stärker aus als der der Mutterzelle. Da bei moderater Windscherung der Outflow mächtiger als die nach oben nachströmende Warmluft (dem sog. Inflow) ist, läuft auch dieser Aufwind in den Kaltluftbereich und schwächt sich ab. Unter günstigen Bedingungen können sich so vor der Böenfront mehrfach hintereinander neue Zellen bilden. Die heftigsten Niederschläge treten dabei im Bereich des stärksten Updrafts und Downdrafts hinter der Böenfront auf.
Je nachdem wie langsam die Verlagerung der Multizelle stattfindet, kann es auch durchaus vorkommen, dass sich diese Neuentwicklungen rückseitig schneller entwickeln als sich das gesamte System eigentlich verlagert. Wir nennen dies dann retrogrades Multizellengewitter. So kommt es dann auch häufig vor, dass sich solch ein Multizellensystem teils über Stunden hinweg immer wieder über dem gleichen Gebiet abregnet und so lokal zu heftigen Überschwemmungen führt.
Typische Begleiterscheinungen von Multizellengewittern
1. Starkregen und Überschwemmungen: Multizellengewitter bergen besonders bei langsamen Verlagerungsgeschwindigkeiten die Gefahr von langanhaltenden und intensiven Niederschlägen was zu lokalen Überschwemmungen führen kann. Besonders in Gebirgslagen und städtischen Gebieten, in denen die Kanalisation schnell überlastet sein kann, sind solche Überschwemmungen ein ernstes Risiko.
2. Hagel: Hagel ist eine häufige Begleiterscheinung von Multizellengewittern, insbesondere dann, wenn die Zellen sehr stark sind und die Temperaturdifferenzen zwischen den oberen und unteren Luftschichten groß sind. Hagelkörner entstehen, wenn Wassertröpfchen in den oberen, kälteren Regionen der Gewitterwolken gefrieren und immer mehr Eisschichten anlagern, bevor sie die Erde erreichen. Die Größe der Hagelkörner kann dabei erheblich variieren.
3. Blitze: In sehr energiereichen Luftmassen können Multizellengewitter eine enorm hohe Blitzrate aufweisen. Die Gefahr durch Blitzschläge darf keinesfalls unterschätzt werden.
4. Starke Windböen: Ein weiteres Risiko bei Multizellengewitter sind kräftige Windböen, die durch die starke Konvektion und den damit entstehenden Luftmassenaustausch entstehen. Diese Böen können in unmittelbarer Nähe des Gewitters extreme Geschwindigkeiten erreichen und eine enstzunehmende Gefahr darstellen.
5. Tornados: Obwohl Tornados eher bei Superzellen auftreten, können sie auch in besonders kräftigen Multizellengewitterzellen entstehen, wenn die Windscherung und die Aufwinde sehr stark sind und sich lokale Rotationszentren bilden. Solche Tornados sind in der Regel weniger intensiv, können aber dennoch große Schäden anrichten. Ein hervorragendes Beispiel einer intensiven Multizelle mit eingelagerter Mesozyklone, welche durch die Orographie der Eifel getriggert wurde, ist das Hagelunwetter von Kommern vom 20.05.2013.
