Einzelzellen


"Einzelnzellen sind gewöhnliche Gewitter mit einem Auf- und Abwindbereich. Das Besondere an Einzelzellen ist, dass sie über einen Selbstzerstörungsmechanismus verfügen. So wird die Zufuhr von feucht-warmer Luft (inflow) vom downdraft (outflow) im Laufe des Entwicklungsprozesses zunehmend abgeschnitten. Die Lebensdauer der Einzelzellen bei einer horizontalen Ausdehnung von 2 bis 8 km beträgt im Schnitt gerade einmal etwa 30 Minuten."

Begriffe und Arten

Einzelzellen werden auch als Luftmassengewitter bezeichnet, wenn sie in einer einheitlichen und instabilen Luftmasse auftreten. Liegt die bodennahe Temperatur im Sommer dabei unter 30 Grad, nennt man sie auch "Wärme-", bei Temperaturen über 30 Grad hingegen auch "Hitzegewitter". Im Winter ist dagegen auch der Begriff "Wintergewitter" geläufig. Bei all diesen Begriffen handelt es sich aber um künstliche Bezeichnungen, die in der Meteorologie in der Regel nicht gebräuchlich sind. Zu den Einzelzellen gehören abschließend auch orographische Gewitter. Diese entstehen, wie es der Name bereits sagt, über den Gebirgen.

Tages- und Jahresgang

Einzelzellen weisen einen Tages- und Jahresgang auf, mit der höchsten Intensität am Nachmittag und Abend in den Sommermonaten. Ein sekundäres Maximum liegt ebenfalls in den frühen Morgenstunden, unter Beachtung, dass es sich dann aber um keine Einzelzelle als Wärmegewitter, sondern vorzugsweise als postfrontales Phänomen einer Kaltfront handelt. Die tiefe Bewölkung, die eine Kaltfront häufig übrig lässt, selbst wenn sie mit Gewittern am Vorabend schon durchgegangen ist, behindert natürlich die weitere nächtliche Ausstrahlung. In Gebieten, in denen der Regen zu schwach war, um die Luft zu kühlen, bleibt also die feuchtwarme Luft liegen. Über den Wolken wird es dagegen immer kälter, und zwar wegen der im Bereich des Troges heranschwenkenden höhenkalten Luft. Zusätzlich strahlt die Oberfläche der tiefen Wolken natürlich aus. Daraus folgt eine Doppellabilisierung, die in den Morgenstunden ihr Maximum erreicht!

 

Eine andere Quelle nächtlicher oder morgendlicher Gewitter ist aufgleitende Warmluft, sofern diese in ihrem Ursprungsgebiet stark erwärmt wurde und potentiell instabil ist. Dann ist der Aufgleitvorgang auf die nächtlich ausgekühlte Luft viel intensiver, als wenn diese Warmfront am Nachmittag einträfe. Auch diese Gewitter treten grundsätzlich nur ziemlich isoliert auf.

Entstehungsvoraussetzungen & Vorhersagbarkeit

Windscherung

Bei einer typischen kurzlebigen Einzelzelle ist so gut wie keine vertikale Windgeschwindigkeitsscherung vorhanden. Als entwicklungsfördernd aber wirkt sich ein starkes Rechtsdrehen des Windes mit der Höhe in den unteren Schichten (veering) aus.

 

Statische Stabilität

Die Luftmasse sollte mit KO-Werten von kleiner 6 hochreichend potentiell instabil sein und die ML-CAPE mindestens 200 bis 300 J/kg erreichen.

 

Feuchte

Mit einer bodennahen absoluten Feuchte von mehr als 6 g Wasser pro m³ Luft muss der Wassergehalt für Feuchtkonvektion ausreichend hoch sein. Das entspricht in etwa Taupunkte von mindestens 5 bis 7 °C in 2 m ü. Grund. Ausreichend Feuchtigkeit sollte auch bis zu einer Höhe von 700 hPa (mindestens 60 bis 75 %) vorhanden sein.

 

Trigger

Als Trigger dienen häufig erreichbare Auslöstemperturen (besonders an Gebirgenshängen) sowie Bodenkonvergenzen. Vorausgesetzt, es befindet sich keine antizyklonal gekrümmte Höhenströmung über dem Vorhersagegebiet.

 

Vorhersagbarkeit

Die Vorhersage von Luftmassengewittern ist generell sehr schwierig, sodass sie in den Nowcastbereich fällt. Zur Hilfe kommen vor allem Remote-Sensing-Produkte (Radar, Satellit) und Bodenwettermeldungen. Häufig kommt es in Einzelzellen zu Starkregen (vor allem wegen der geringen Zuggeschwindigkeit und bei PPW-Werten größer 20 mm), selten auch zu kleinkörnigem Hagel (je nach Feuchte / Cape), da die Lebensdauer in der Regel zu kurz ist. Ebenfalls treten hin und wieder Sturmböen (microburst) auf, die im Einzelfall Orkanstärke erreichen. Sehr selten werden auch Tornados in Verbindung mit Einzelzellen beobachtet. Ein Indiz für ein sehr starkes Einzelzellengewitter ist übrigens das Anheben der Tropopause durch einen kräftigen updraft (overshooting).


© Welt der Synoptik | Autor: Denny Karran