Winterprognose 2019/2020

Betrachtet man die Langfristmodelle der anerkannten Meteodienstleister, so gibt es keinen Zweifel über den Verlauf des heute begonnenen meteorologischen Winters im Alpenraum:
mild und feucht.
Unisono kommen die auf Hochleistungsrechner basierenden meteorologischen Langfristmodelle zu diesem Ergebnis. Dass in Zeiten des anthropogen verursachten Klimawandels mit einem Temperaturanstieg von 2 K (deutlich über dem Mittel von 1 K global) seit Beginn der Industrialisierung die Wahrscheinlichkeit für einen (Super-)Mildwinter ungleich höher ist, als für einen „normalen“ Winter mit längeren Abschnitten mit Schnee und Frost bis in die Niederungen, ist nicht verwunderlich. Trotzdem glaube ich, dass die meteorologischen Prognosesysteme, die klimatologischen Rahmenbedingungen und die Kopplung Troposphäre-Stratosphäre mangels ausreichend langer Beobachtungszeitreihen unterbewerten, nicht der Weisheit letzter Schluss sind. Amerikanische Atmosphärenwissenschaftler, die die klimatologische Rahmenfaktoren und die Wechselwirkung des stratosphärischen PW (Polarwirbels) mit der Troposphäre – wie ich es auch in meinen letzten Winterprognosen auf empirische Weise gemacht und erklärt habe – in eigenen Prognosemodellen analysieren und für die Winterprognose berücksichtigen, kommen zu abweichenden Ergebnissen.

 

Der nachfolgenden Prognosebeitrag für den Winter 2019/2020 gliedert sich in 4 Teile:

1. Prognoseergebnisse meteorologische Langfristmodelle

2. Einschätzungen zweier Atmosphärenwissenschaftler

3. Persönliche Analyse mit Berücksichtigung klimatologischer Parameter

4. Mein Resümee und Wintertrendeinschätzung

 

1. Langfristmodelle

Recht einheitlich zeigen die von mir herangezogenen und nachfolgend aufgelisteten Prognosemodelle ein unterdurchschnittliches Geopotential und zu geringen LD im Nordatlantik bei Südgrönland und Island und demgegenüber überdurchschnittliches Geopotential bzw. hohen LD von der südlichen USA über die Azoren bis West-/Mitteleuropa.
Stellvertretend die gemittelte Berechnung für die Wintermonate Dezember/Jänner/Feber des europäischen Zentrums:

Quelle Copernicus

 

Eine typische Konstellation für zonale Zirkulation mit dominierenden milden und zeitweise nassen Westwetterlagen. Dabei dürften die  Alpen als Wetterscheide fungieren, d.h. ausreichend Schnee in den höheren Lagen nördlich des Alpenhauptkammes und recht trocken im Lee der Alpen im Süden.  Kurzzeitige Kälteeinbrüche sind bei dieser Konstellation zwar möglich und auch wahrscheinlich, ein längerer Abschnitt mit Schnee bis in die Niederungen ist nicht wahrscheinlich bzw. nur dann zu erwarten, wenn unmittelbar nach einer niederschlagsträchtigen Front vorherrschender Hochdruck schlagend wird und eine Inversionslage mit Temperaturumkehr (kalte Luft in der Grundschicht) folgt.

Nachfolgend  die Prognoseergebnisse für Abweichung von Temperatur und Niederschlag (falls verfügbar) der von mir untersuchten Langfristmodelle.  Wenn nicht anders angegeben beziehen sich die Abweichungen auf das Klimamittel 1981-2010.

 

EZ

Quelle Copernicus

 

DWD

 

ZAMG

liefert nur eine Wahrscheinlichkeitsaussage zur Temperaturabweichung:

 

NASA (ohne Grafik)

Durchgehend feuchter und zu milder Winter (1 K – 2

 

CFSv2-Modell von NOAA

Die Temperaturabweichung des CVSv2-Modells von NOAA prognostizierte seit Monaten beharrlich einen z.T. extremen Mildwinter für den Alpenraum. Auch die Berechnung von Anfang November wies noch einen Temperaturüberschuss von teils über 2 K aus:

In der Prognose von Ende November erfolgt eine markante Reduktion des Temperaturüberschusses:

 

Ich interpretiere diese plötzliche Verringerung der positiven Temperaturabweichung als ein Indiz dafür, dass die prognostizierten Mildwinterszenarien ein Produkt der extrem warmen Vorgeschichte waren und möglicherweise überzogen sind.

NS-Prognose des CVSv2:

 

2. Einschätzungen zweier Atmosphärenwissenschaftler

Judah Cohen und Zachary D. Lawrence – zwei anerkannte amerikanische Atmosphärenforscher – sehen in klimatologischen Rahmenbedingungen und vor allem im stratosphärischen PW und seiner Interaktion mit der Troposphäre im Spätherbst und Winter  wichtige Einflussfaktoren für den Winterverlauf auf der NH (nördliche Hemisphäre).  Die meteorologischen Langfristmodelle operieren vor allem mit Daten der Troposphäre und berücksichtigen die stratosphärischer Dynamik zu wenig. Die Auswirkungen möglicher plötzlicher stratosphärischer Erwärmungsereignisse (SSW=sudden stratospheric warming bzw. MW=major warming) sind deshalb bei diesen Prognosemodellen nicht enthalten. Ein SSW-Ereignis kann das Zirkulationsmuster im troposphärischen PW der NH derart beeinflussen, dass polare Kaltluftausbrüche in die mittleren Breiten teilweise kaltes Winterwetter verursachen. In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass sich bei solchen Entwicklungen oft in der östliche USA und Europa ein längerer winterlicher Abschnitt einstellt.

 

Die Temperaturprognose für die NH von Judah Cohen geht von keinem Mild- sondern von einem Durchschnittswinter aus:

Quelle: AER

 

Die prognostizierten gemittelten Druckverhältnisse bei Zachary D. Lawrence würden für den Alpenraum ein schneereichen und kühlen Winter (hoher LD über Nordskandinavien) bedeuten:

Quelle und ausführliche Analyse: longrangesnowcenter

 

 3. Persönliche Analyse mit Berücksichtigung klimatologischer Parameter

ENSO-Signale sind heuer als neutral zu bewerten und ohne Einfluss auf den europäischen Winter.

Die QBO befindet sich in der oberen Stratosphäre bereits in der Ostphase und wird zum Jahreswechsel auch in der mittleren Stratosphäre (30mPh) von W auf O wechseln. Dies ist ein Indikator für eine Schwächung des PW und begünstigt eine negative AO (arktische Oszillation). 

Die folgende  Grafik der FU Berlin zeigt die Struktur der QBO seit 1953 und die Prognose (von mir eingezeichnet) für die kommenden Monate:

Quelle: FU Berlin

 

Arktische Meereisausdehnung im Herbst:

Quelle: Meereisportal

 

Der größte Rückgang des arktischen Meereises aus dem Sept. 2012 wurde heuer zwar verfehlt, dafür war im Oktober ein Niedrigrekord zu verzeichnen. Wie an obiger Grafik zu erkennen ist, geht die Neueisbildung sehr schleppend voran. Wenn arktische Meereisflächen länger eisfrei bleiben, kann länger Wasser verdunsten, das in den angrenzenden Kontinenten (NA bzw. Sibirien) zu einer frühen und mächtigen Schneedecke (siehe nächster Punkt) führen kann. Eine großflächige Schneedecke in Sibirien begünstigt den Aufbau des sibirischen Kältehochs, das wiederum einen nachhaltigen vertikalen Energietransfer von der Troposphäre in die Stratosphäre zur Folge hat. Damit erst werden die Vorraussetzungen für mögliche spätere Warmings, die den PW schwächen und zu winterlichen Zirkulationsmustern (negative AO) für Teile der NH  führen, geschaffen.

 

Die eurasische Schneedeckenausdehnung im Herbst verlief trotz eines kleinen Knicks im Oktober recht zügig und oft über dem Durchschnitt: 

Quelle: NOAA

Das sibirische Kältehoch konnte sich über der frühen Schneedecke ab Oktober recht gut entwickeln und führte mit seiner Blockadewirkung zum weiter oben erwähnten Energietransfer von der Troposphäre in die Stratosphäre.

In der Reanalysekarte des gemittelten Geopotentials für die Monaten Oktober/November ist das Hochdruckgebiet an der positiven Geopotentialabweichung in 500hPa dargestellt:

Quelle: PSD

 

Als Folge dieser Entwicklung wird von GFS bereits jetzt am 1. Dezember für Mitte des Monats eine massive stratosphärische Erwärmung in 10hPa (32km Höhe) simuliert. Der PW ist zwar etwas ins europäische Nordmeer verschoben, insgesamt aber noch sehr stabil: 

 

Eine weitere Schwächung des PW bis zum Jahreswechsel mit gravierenden Auswirkungen auf die Zirkulation der NH und Chancen auf  längere winterliche Abschnitte in den Monaten Jänner/Februar rückt in den Bereich der Möglichkeit.
Vieles wird auch davon abhängen, welches Druckmuster zum Zeitpunkt des erwarteten nach unten ausgreifenden Warmings auf der NH herrscht. 

 

Einen Aspekt, der zwar von vielen Wissenschaftlern in Zeiten der globalen Erwärmung für das Wetter als vernachlässigbar bezeichnet wird, möchte ich noch kurz behandeln: die Sonne als Motor des Wetters.
Es ist unumstritten, dass natürliche Klimaänderungen in Zyklen von bis zu 500 000 durch langperiodische Änderungen der Erdbahn, Neigung der Erdrotationsachse und damit Änderungen des  Einfallswinkels der Sonneneinstrahlung verursacht werden/wurden. Darüberhinaus gibt es noch Solarzyklen in Perioden von 10-11 Jahren, wo sich die Sonnenfleckenaktivität von einem Minimum über ein  Maximum zum nächsten Minimum bewegt.
Nachfolgende Grafik zeigt den aktuellen zu Ende gehenden Solarzyklus 24:

Quelle: SpaceWeatherLive

 

Bei inaktiver Sonne (Sonnenfleckenminimum) ist der Wärmeeintrag in die Atmosphäre etwas geringer. Rechnerisch müsste eine globale Absenkung der Temperatur um ca. 0,2 K erfolgen, in Zeiten der antropogenen Treibhausgaserwärmung ist dies jedoch vernachlässigbar. 

Derzeit befindet sich die Erde im oder knapp nach dem Sonnenfleckenminimum. Statistisch korreliert ein  Sonnenfleckenminimum mit negativer NAO (nordatlantische Oszillation) und einem „kalten Winter“ und/oder Folgewinter.

 

4. Mein Resümee und Wintertrendeinschätzung

Bevor ich meine Wintertrendeinschätzung/Winterprognose mit der üblichen Portion Spekulation abgebe, werfe ich noch einen Blick auf die Geopotential-/Druckstruktur der troposphärischen NH in Wochenfrist. Die lange Blockinglage durch ein Kontinentalhoch mit meridionaler Zirkulation hat sich exakt zu Beginn des meteorologischen Winters auf ein zonales Muster umgestellt. Nach dem einigermaßen kalten Start des Winters stellt sich in der ersten Dezemberwoche, wie in meiner Wochenprognose ausgeführt, für einige Tage eine winterliche inversionsanfällige Hochdrucklage ein. Zum zweiten Adventwochenende treffen wir auf einen recht intakten troposphärischen PW mit einem zentralen Polarhoch, um das vom Jetstream Tiefdruckgebiete kreisen:

 

Das Azorenhoch ist gut ausgebildet und befindet sich an seinem angestammten Platz. Abwechselnd wölbt es sich nach N auf bzw. schickt es einen Keil zum Alpenraum. Über dem Alpenraum dürfte sich eine längere Westwetterlage einstellen, die durch einen Wechsel von kurzen kühlen NW-Lagen und Trogpassagen mit hochdruckgeprägten Warmlufteinschüben geprägt ist. Die Nordseite der Alpen dürfte in höheren Lagen schubweise Schnee erhalten.

 

Meine persönliche Winterprognose sieht wie folgt aus:

Im Dezember dürfte das oben geschilderte zonale Zirkulationsmuster für insgesamt zu milde aber alpennordseitig in höheren Lagen (ab ca. 800-1000m) durchaus schneereiche Verhältnisse sorgen. Kaltlufteinschübe können die Schneefallgrenze kurzzeitig bis in die Niederungen sinken lassen. Genauso ist bis in höhere Lagen bei Luftzufuhr aus W/SW zweitweise mit Tauwetter zu rechnen.

Wie lange  dieses Muster  im Jänner bestehen bleibt, hängt vom Zeitpunkt der weiter oben behandelten Schwächung des troposphärischen PW´s durch Warmings aus der Stratosphäre ab. Ich rechne jedenfalls, dass die zweite Winterhälfte, wobei dies durchaus nicht nur den Februar betreffen muss sondern in den März reichen kann,  durch eine massive PW-Störung längere Abschnitte mit winterlicher Zirkulation und Eistagen bringt.

Unterm Strich erwarte ich – bezogen auf das Klimamittel 1981-2010 – einen um ca. 0,5 K bis 1 K zu milden Winter, der aber im späteren Verlauf mit winterlichen Abschnitten bis in tiefe Lagen nicht geizt.

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