Was Superzellen super macht

Cape-Wert, Lifted Index, Helizität: Die Gewitterkunde steckt voller Fachbegriffe. Unser Kolumnist bringt Licht ins Dunkel.

In der letzten Kolumne sprachen wir über die Großwetterlagenkonstellation des ausklingenden Sommers und seine anfänglichen Unwetterlagen, bei denen sich durch in der Region anliegende Unwetterparameter von jetzt auf gleich Gewitter entwickeln konnten. Das eine war heftiger, das andere glich eher einem "blitzdurchsetzten" Regenschauer. Nun wollen wir über die Gewittertypen sprechen, um genau zu sein, sprechen wir über die so genannten Superzellen, die unterschiedlich typisiert werden.

Was sind Superzellen? Superzellen sind Gewitter, also hochreichende Gewitterwolken, denen durch unterschiedliche Windrichtungen und unterschiedliche Windgeschwindigkeiten in unterschiedlichen Höhen eine gewisse Dynamik innewohnt. Somit sind Superzellen langlebiger und sehr viel gefährlicher als die klassischen Hitzegewitter. Warum? Um das zu verdeutlichen, soll ein kleiner Ausflug in die Welt der Unwetterparameter dienen. Wenn eine Wolke entsteht, kommt Aufwind ins Spiel, der die Wassertröpfchen bis an das Kondensationsniveau, also die Wolkenunterseite oder auch Wolkenbasis genannt, befördert. Durch unterschiedliche Geschwindigkeiten und Richtungen des Windes in unterschiedlichen Höhen wird eine Wolke, während sie immer größer und mächtiger wird, in Rotation versetzt. Hinter diesem Vorgang versteckt sich der Unwetterparameter der Aufwindhelizität. Dieser Fachbegriff lässt sich am besten mit Schraubenhaftigkeit übersetzen. Er wird in Quadratmeter je Quadratsekunde angegeben. Je höher dieser Parameter ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung organisierter und dynamischer Gewitterzellen - also Superzellen.

Dieser Unwetterparameter allein gibt jedoch keine Sicherheit für eine etwaige Schwergewitterlage, da hierbei auch noch zwei weitere wichtige Parameter im Einklang stehen müssen. Zum einen geht es um den so genannten CAPE-Wert, der aus dem Englischen kommt und eine Abkürzung für Convective Available Potential Energy ist. Ein Maß für die zur Konvektion, also aufsteigenden Luftmassenbewegung, zur Verfügung stehende Energie. Dieser Wert wird in Joule je Kilogramm Luft angegeben. Hohe Werte deuten auf ein hohes Risiko für schwere Gewitter hin. Bei hohen Temperaturgradienten können aber auch schon bei geringen CAPE-Werten stärkere Gewitter entstehen.

Ein weiterer Unwetterparameter ist der Lifted Index LI, der in Kelvin angegeben wird und besagt, wie schnell die Temperatur mit steigender Höhe abnimmt. Somit definiert der Index die Stabilität der Luftmassen. Hohe negative LI-Werte deuten auf eine labile Schichtung hin, während positive Werte eher für eine stabile Wetterlage stehen.

CAPE und LI liegen somit nah beieinander. Wenn unter diesen Parametern dann auch noch die Winde ihre Richtung und Geschwindigkeit abrupt ändern, also große Windscherung hinzukommt, so kann eine einmal entstandene Gewitterzelle viel länger überleben. Während CAPE und LI für die Energie zuständig sind, sind die Helizität und die vertikale Windscherung für die Dynamik der Gewitter zuständig. Liegen alle diese bereits beschriebenen Parameter in einem Sektor an, ist die Entstehung von Superzellen sehr wahrscheinlich. Es gibt zwei Arten von Superzellen, und beide wurden bereits im Erzgebirgsvorland beobachtet. Superzellen werden in HP-Superzellen und in LP-Superzellen unterschieden. Die Abkürzung LP kommt wieder aus dem Englischen und steht für "Wenig Niederschlag" (Low Precipitation), während HP-Superzellen (High Precipitation, also viel Niederschlag) das Gegenteil bedeuten. Gefährlich sind alle beide Arten. LP-Superzellen neigen dazu, Großhagel von bis zu acht Zentimetern Durchmesser und mehr zu produzieren, während HP-Superzellen unheimliche Niederschlagsmengen und dementsprechende Überflutungen hervorrufen können. Die stehen nicht selten in Verbindung mit Downbursts, also bösartigen Fallwinden, wie sie 2012 drei Wochen vor dem Tag der Sachsen in Freiberg zu beobachten waren. Die Verwüstungen von Superzellen sehen dabei aus wie nach Durchzug eines Tornados, da der Höhenwind kleinräumig durch starke Niederschlagsfelder herunter gemischt wird und bis zu 200 Kilometer pro Stunde schnell werden kann.

Wie unterscheidet man aber nun eine Superzelle von einem klassischen Gewitter? Superzellen haben, wie bereits erwähnt, neben dem Abwindbereich ihren Aufwindbereich. Durch anliegende hohe vertikale Windscherung vermischen sich die Bereiche nicht, und die Zelle bleibt somit erhalten. Im Aufwindbereich einer Superzelle bildet sich an der Wolkenuntergrenze eine Mesozyklone. Der Begriff Meso ist die Abkürzung für das Wort "mesoskalig" und heißt kleinräumig, während Zyklone auf ein sich drehendes System zurückzuführen ist. Eine Mesozyklone ist somit die sichtbare Unterseite des rotierenden Aufwindbereiches und stets der trockene Teil der Zelle.

Mesozyklonen können je nach Stärke der Rotation wie Ufos an der Wolkenunterkante aussehen. Wenn zwischen Wolkenunterseite und Erdboden auch wieder hohe Windscherung und Helizität vorhanden sind, ist dies der Bereich, an denen bei 10 bis 15 Prozent dieser Superzellen auch Tornados beobachtet werden. Bei Aufzug solcher Zellen ist äußerste Vorsicht geboten. Wie Tornados jedoch genau entstehen, warum sie stets trocken auftreten, welche Unterschiede unsere Umgebung mit der der Vereinigten Staaten hat, schauen wir uns das nächste Mal an.

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