Winterprognose 2019/20 Teil I: QBO und ENSO

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Start in die Prognose zum Winter 2019/20! Was sagen die QBO und ENSO (El Nino und La Nina) über den Winter 2019/20 aus?
Start in die Prognose zum Winter 2019/20! Was sagen die QBO und ENSO (El Nino und La Nina) über den Winter 2019/20 aus?

Im Oktober entscheidet sich zu einem Großteil das Schicksal des Winters.

Wie versprochen gibt es also nun von mir die große Prognose zum Winter 2019/20. Welche Faktoren bestimmen aus welchen Gründen den Winterverlauf? Was kann man über den Winter 2019/20 überhaupt im Oktober sagen? Bekommen wir einen (extrem unwahrscheinlichen) Kaltwinter oder den üblichen Mildwinter? Wann ist mit Kaltphasen zu rechnen, selbst wenn der Gesamtwinter zu mild ausfällt?

Um diese Fragen zu beantworten, habe ich mich entschieden die Analysefaktoren in 3 getrennten Artikeln zu behandeln, damit das Ganze nicht zu unübersichtlich wird. Am Ende wird es dann noch einen zusammenfassenden Ergebnisartikel geben, an deren Prognose ich mich hinsichtlich des Winters messen lassen muss. 😉

Wer mag, kann auch noch den einleitenden Artikel aus dem August lesen: Herbst und Winter 2019/20 - Der tiefe Blick in die Glaskugel.

Die Quasibienniale Oszillation (QBO): Katalysator für Major Warmings

Grundätzliches zur QBO

Die QBO klingt ausgeschrieben sehr kompliziert, ist aber eine recht einfach zu verstehende Geschichte: Während in der Troposphäre vom Bode bis etwa in 15 km Höhe die Winde ein Teil des Chaos sind, das wir "Wetter*" nennen, sieht die Stratosphäre von 15 bis 50 km Höhe ganz anders aus.

Abstufung der Atmosphäre, © DooFi auf wikimedia.commons.org, Lizenz: CC BY-SA 3.0.
Abstufung der Atmosphäre, © DooFi auf wikimedia.commons.org, Lizenz: CC BY-SA 3.0.

Dort gibt es nur 2 Möglichkeiten: Westwinde (von West nach Ost) oder Ostwinde (von Ost nach West). Nicht wie in einem Uhrwerk, aber doch recht regelmäßig wechseln die Winde in der Stratosphäre etwa alle 2 Jahre für die Dauer von 2 Jahren die Richtung.

Der Umschlag erfolgt nicht blitzartig, als hätte man einen Hebel umgelegt, sondern fängt ganz oben bei 50 km Höhe (10 hPa Druck) an und setzt sich dann nach unten langsam fort.
Damit ist im Grunde immer ein Teil der Atmosphäre im Westwindstatus, der andere im Ostwindstatus.

Die aktuelle QBO

Um das Ganze zu veranschaulichen, schauen wir uns eine Darstellung der QBO von der FU Berlin an. Die grau schraffierten Gebiete markieren dabei Westwinde, die weißen, nichtschraffierten Ostwinde.

QBO aktuell: Die günstige Ostphase setzt sich von oben nach unten durch. © FU Berlin.
QBO aktuell: Die günstige Ostphase setzt sich von oben nach unten durch. © FU Berlin.

Auswirkungen der QBO

Wir sehen, dass die Umkehr auf Ostwinde begonnen hat und sich von oben auf 10 hPa (50 km) nach unten vorarbeitet.
Für den Winter 2019/20 ist das ein gutes Zeichen! Es ist das erste Mal seit 2011/12, dass die QBO so günstig ist. Der letzte Winter scheint hier sogar noch besser zu sein, aber dort hatte oben die Umkehr auf Westwinde begonnen, was für Major Warmings und damit die Kaltphasenauswirkungen ungünstig ist. Entsprechend gab es auch kein Major Warming im letzten Winter. Was Major Warmings sind? Minor und Major Warming: Warum Wärme für Winter in Europa sorgen kann.

Dreidimensional sichtbar gemachte Temperaturen und Windgeschwindigkeiten auf 100 mbar des Polarwirbels; © NASA, Dr. Elmar Uherek - MPI Mainz, Bild auf www.espere.net.
Dreidimensional sichtbar gemachte Temperaturen und Windgeschwindigkeiten auf 100 mbar des Polarwirbels; © NASA, Dr. Elmar Uherek - MPI Mainz

Damit kommen wir zu den Ursachen, wie die QBO eigentlich auf den Winter einwirkt.
Auch wenn die Stratosphäre von der Troposphäre deutlich zu unterscheiden ist, so wirken doch Einflüsse der höheren auf die niederen Atmosphäreschichten und sogar gegenseitige Beeinflussungen.

Wie stellt man sich das Ganze vereinfacht vor?
Die Stratosphäre sieht im aufgeschnittenen Kuchen der Atmosphäre wie ein Pudding aus wenn man die Winde und den Polarwirbel (was ist das?) sichtbar machen würde. Am Übergang zur Troposphäre zerfasert der Pudding, aber er wirkt sich auf das Wetterchaos in unserem atmosphärischen Bereich der Troposphäre aus.

Ganz vereinfacht gesagt: Westwinde begünstigen Westlagen. Das sind früher normale, heute durch die Jetstreamverlangsamung und die Rossbywellenanzahl (und daraus resultierenden Nord/Süd-Anströmungen, sprich meridionalen Wetterlagen) immer seltener auftretende Westwindlagen mit Atlantikeinflüssen, die entlang eines einst stabilen Jetstreamverlaufs zu uns geführt wurden. Im Sommer brachten diese wunderbare Kühle und im Winter oft leider dann viel zu warmes Regenwetter (das aber gar nicht so schlimm ist als "Friesenwintervariante").
Für den Winter wäre die Westphase somit ungünstig, da sie warmes, feuchtes Atlantikwetter begünstigte.

Eine Ostphase hingegen begünstigt Ostlagen. Das sind im Winter das Anzapfen des "sibirischen Kühlschranks" aus dem Osten. Kommt es dazu, dann spricht die Bildidiotenzeitung von der "Russenpeitsche". Es handelt sich um kontinentale Hochdruckkaltluft: Sehr kalt* und leider trocken ohne Schnee* und zu allem Überfluss brutal sonnig. Aber immerhin kalt*. So wie beispielsweise im Januar 2017.

Nicht nur Ostlagen werden begünstigt, sondern auch Störungen des Polarwirbels und eine negative Arktische Oszillation (AO), die diesen Umstand abbildet. Über Troglagen und Rossbywellen (hoffentlich günstig gelegen!) kann es so auch zu Nordlagen kommen, die früher überall Schnee* brachten, heute aber fast nur noch den Mittelgebirgen aufwärts Winter bescheren. Zu der AO und zum Polarwirbel werde ich in Teil III der Winteranalyse näher eingehen.

Spezielle Auswirkungen der QBO

Die Auswirkungen der QBO auf die Wetterlagen sollte man nicht überschätzen, denn so einfach ist es letztlich nicht. Die Troposphäre und ihr Wetterchaos mit den konkreten meteorologischen Verläufen lassen sich nicht auf die QBO begrenzen, die nur ein Faktor unter hunderten ist.

Viel wichtiger sind die speziellen Auswirkungen der QBO!
Hier gibt es zunächst den erstaunlichen Umstand zu erwähnen, dass die Westphase der QBO das ENSO-Signal, also La Niña oder El Niño verstärkt. Das ist insbesondere für das ferne Europa im Rahmen der Fernwirkung (Telekonnektion) sehr wichtig: Hat La Niña eine Auswirkung auf Europa? (Verstärkungssignal) und El Niño und die Wirkung auf Europa: Die bipolare Telekonnektion (Fernwirkung).

QBO-Worst Case im Winter 2016/17: Die absolute Westphase verhindert Major Warmings und minimiert die Warmingeffekte auf Null. © FU Berlin.
QBO-Worst Case im Winter 2016/17: Die absolute Westphase verhindert Major Warmings und minimiert die Warmingeffekte auf Null. © FU Berlin.

Diese spezielle Wirkung wird im Winter 2019/20 allerdings ausbleiben, da die ENSO vermutlich neutral verbleibt oder so schwach, dass es keine Auswirkungen geben wird. Mehr dazu weiter unten im 2. Teil des Artikels.

Die entscheidende Auswirkung der QBO ist ihre Rolle bei den Major Warmings.
Der Umstand, dass die Bodenwärme ab dem Herbst* durch bestimmte Bedingungen hoch in die Stratosphäre jagt, dort ganz oben an der Grenze zum Weltraum den Polarwirbel massiv beeinflusst und wieder zurück zum Boden durch den Polarwirbel schneidet, ist erstaunlich, aber lange bekannt: Minor und Major Warming: Warum Wärme für Winter in Europa sorgen kann.

Details des "gescheiterten" Major Warmings Januar 2017: Die Hitzeparameter sind ordentlich (3. Feld von oben, dunkelrote Linie). Die Windumkehr auf 1 hPa ist erfolgt (1. Feld von oben), aber setzt sich wegen einer Westphase der QBO nicht nach unten auf 10 und 30 hPa durch (2. Feld von oben). © FU Berlin Atmosphärendiagnostik.
Details des "gescheiterten" Major Warmings Januar 2017: Die Hitzeparameter sind ordentlich (3. Feld von oben, dunkelrote Linie). Die Windumkehr auf 1 hPa ist erfolgt (1. Feld von oben), aber setzt sich wegen einer Westphase der QBO nicht nach unten auf 10 und 30 hPa durch (2. Feld von oben). © FU Berlin Atmosphärendiagnostik.

Während ein stabiler Polarwirbel ohne Warmings die Kälte in der Arktis hält und vor uns "wegschließt", so "leckt" ein durch Warmings gestörter Polarwirbel und setzt Kälte bis weit in den Süden frei - allerdings bedarf es auch dazu günstiger tropophärischer Wetterlagen, die in Europa geografisch bedingt selten bleiben.

Ein Hauptmerkmal eines Major Warmings ist die Windumkehr. Hier erfolgt durch die massive Erwärmung des Polarwirbels eine Umkehr von West auf Ost, egal wie die QBO-Phase aussieht. Diese Ostumkehr begünstigt wie erwähnt Kaltphasen, entweder über trockene Ostlagen oder auch schneereiche Nordlagen.

Was hat die QBO nun damit genau zu tun? Befindet sich die QBO in der Ostphase, so begünstigt sie eine Umkehr der Winde und somit ein Major Warming. Umgekehrt schwächt eine Westphase die Windumkehr eines (temperaturbezogen potentiellen) Major Warmings ab und verhindert dieses sogar!
Mehr noch: Es gab im Winter 2016/17 ein Ereignis, bei dem ein eigentliches Major Warming von den Temperaturen sich nicht bis nach unten durchsetzte, sondern mitten in der Stratosphäre abstoppte. Ein Umstand, der sogar Dr. Cohen sprachlos zurückließ.


Bewertung der aktuellen QBO

Die Frage bleibt, wie schnell sich die Ostphase nach unten durchsetzt. Wichtig ist bei der aktuellen QBO, dass die Umkehr in der oberen Stratosphäre bereits eingesetzt hat. Kommt es zu Warmings, so werden diese über die Begünstigung der Windumkehr stark in Qualität und Auswirkung.
Ich halte es für sehr wahrscheinlich, dass es ab Januar, verstärkt ab Februar zu einem Major Warming kommen könnte. Sollte es sich noch mehr nach hinten verschieben, ist auch ein vorgezogenes "Final Warming", also eine zu frühe Auflösung des Polarwirbels, die normalerweise erst im April erfolgt, denkbar. Das geschah beispielsweise im Februar/März 2018, führte zum Wunder zwei aufeinanderfolgender zu kalter Monate nach 1961-1990, aber anschließend zu einem der schlimmsten Hitzefrühlinge der Aufzeichnungen.

Sollte sich jedoch die Ostphase nicht schnell oder nicht weit genug auch in der mittleren Stratosphäre umkehren, dann könnte sich das Ereignis wiederholen, dass ein erfolgtes Major Warming "steckenbleibt" auf halber Höhe wie im Januar 2017 (siehe Bild oben links). Allerdings rechne ich nicht damit und gehe davon aus, dass die Windumkehr in diesem Winter 2019/20 stark genug sein wird, sollte es so viel Wärmepotential für ein Major Warming geben.

Temperaturmessdaten der Stratosphäre auf Basis von Radiosonden. © C. S. Long and J. R. Christy, 2013: [Temperature] Lower Stratospheric Temperature [in “State of the Climate in 2012”]. Bulletin of the American Meteorological Society (BAMS), S14-S15.
Temperaturmessdaten der Stratosphäre auf Basis von Radiosonden. © C. S. Long and J. R. Christy, 2013: [Temperature] Lower Stratospheric Temperature [in “State of the Climate in 2012”]. Bulletin of the American Meteorological Society (BAMS), S14-S15.

Um ein wenig zu verwirren: Es ist auch möglich, dass gar nicht die QBO das Major Warming "ermordet", sondern das Ganze mit den Temperaturen der Stratosphäre zu tun hat. Denn die Treibhausgase heizen zwar die Troposphäre am Boden auf, kühlen aber die Stratosphäre ab! Wenn das Warming wieder zurück rauscht gen Boden, dann könnten die kalten Stratosphärentemperaturen dieses "stoppen".
Wir sehen also: Es gibt keine einfachen Schwarzweiß, 0 oder 1-Lösungen. Wir müssen selbst alle mitdenken, problematisieren, in mehreren Bahnen multikausal denken und mitbeobachten, wie sich die Klimakatastrophe auch in diesen Details entwickelt, um seriös sagen zu können, welche Auswirkungen sich ausformen!

Dennoch bleibe ich dabei, dass die QBO in diesem Winter 2019/20 einen eher begünstigenden Faktor für einen (nur theoretisch so bezeichneten) Kaltwinter darstellt und das erstmals seit 2011/12.

Die ENSO: La Niña und El Niño und der Winter in Europa

2 Arten von El Niño - Eastern Pacific (EP; oben) und Central Pacific (CP; unten). aus: © Jin-Yi Yu and Yuhao Zou, The enhanced drying effect of Central-Pacific El Niño on US winter, IOP Publishing Ltd, 2013. Lizenz: CC BY 3.0.
2 Arten von El Niño - Eastern Pacific (EP; oben) und Central Pacific (CP; unten). aus: © Jin-Yi Yu and Yuhao Zou, The enhanced drying effect of Central-Pacific El Niño on US winter, IOP Publishing Ltd, 2013. Lizenz: CC BY 3.0.

Die Oberflächenwassertemperaturen (SSTs) vor der Westküste Südamerikas bilden einen der größten und bedeutendsten Klimafaktoren des Planeten. Insgesamt nennt sich das Ganze ENSO - El Niño Southern Oscillation, ist aber unter dem Begriff dem Normalmenschen kaum bekannt.
Mit El Niño können die meisten hingegen dank medialer Präsenz bei den letzten Rekord-El Niños 1996/97 und 2015/16 sehr wohl etwas anfangen. Neben der Wärmeanomalie El Niño mit zu warmen Wassertemperaturen gibt es auch noch den Gegenpart La Niña mit zu kühlen Wassertemperaturen (ein Zustand, der nach 2015/16 naturgemäß sehr häufig auftrat und zu sonnenverseuchten Wintern führte).

El Niño und La Niña habe ich in separaten Artikeln weitreichend erläutert. Hier wird deutlich, warum die ENSO trotz weiter Distanz zu Europa eine Auswirkung hat, wann genau und in welcher Form:
• Erklärung zu El ño und Auswirkungen auf den Winter: El Niño – ein überbewertetes Klimaphänomen?
• Fernwirkung von El Niño auf Europa: El Niño und die Wirkung auf Europa: Die bipolare Telekonnektion
• Fernwirkung von La Niña auf Europa: Hat La Niña eine Auswirkung auf Europa?
• Theorie von El Niño als Taktgeber zu einer globalen Zeitrafferapokalypse: El Niño – Taktgeber zum Untergang der Menschheit?

ENSO-Zustand im Winter 2019/20

Was machen die Wassertemperaturen der ENSO im Winter 2019/20?
In dieser Hinsicht geschieht etwas, das man in dieser Form seit 2014 nicht mehr gesehen hat: Nämlich nichts!
Der ENSO-Zustand bleibt größtenteils neutral, sprich die Wassertemperaturen weisen so gut wie keine Anomalien auf und zwar weder in der Küstenregion Zone 1+2 noch in der weitaus entscheidenderen Region im Zentralpazifik (Zone 3.4):

Küstennahe Zone 1+2: Leichte La Niña-Effekte, insgesamt keine globalen Auswirkungen. © NOAA.
Küstennahe Zone 1+2: Leichte La Niña-Effekte, insgesamt keine globalen Auswirkungen. © NOAA.
Wichtiger zentralpazifischer Bereich: ENSO im neutralen Zustand, keinerlei globale Auswirkungen. © NOAA.
Wichtiger zentralpazifischer Bereich: ENSO im neutralen Zustand, keinerlei globale Auswirkungen. © NOAA.

Selbst wenn die Anomalien zeitweise auftauchen sollten: In dieser schwachen Form haben sie auf Europa und damit auch auf Deutschland absolut keinen Einfluss!

Das Fazit für die ENSO ist also denkbar einfach: Es gibt weder Kaltwinterbegünstigende noch -mindernde Faktoren. Der Einfluss der dieses Mal neutralen ENSO ist null.

Ausblick auf Teil II

Der Start mit einem kaltwinterbegünstigenden Faktor und einem neutralen war gar nicht so schlecht für den Winter 2019/20. Doch wir sind noch nicht am Ende der Analyse, sondern erst am Beginn. Und schon ein einzelner Faktor kann in Europa für einen Supermildwinter aus den schlimmsten Alpträumen sorgen.

Wird es mehr Winter und Schnee geben als in den letzten Jahren? In Ofenhessen zählte man zwar 120 Sommertage, aber nur erschreckende 4 Tage mit Schnee bis zu 9 cm.
Wird es mehr Winter und Schnee* geben als in den letzten Jahren? In Ofenhessen zählte man 2018/19 zwar 120 bittere, qualvolle Sommertage, aber nur erschreckende 4 Tage mit Schnee* bis zu 9 cm.

In Teil II werden wir uns eingehend mit dem befassen, was ein Winter eigentlich bieten sollte: Schnee*!
Allerdings nicht mit Phantomschnee in unseren illusionären Wunschfantasien, sondern mit der Schneedecke in Sibirien als Faktor für den kommenden Winter. Denn ihre Ausdehnung beeinflusst das Kältepotential für Westeuropa.

Außerdem nehmen wir auch die Arktis gleich mit ins Programm und betrachten die Wassertemperaturen (SSTs) im Nordatlantik, die ebenfalls unseren Winter beeinflussen.
Zu guter Letzt betrachten wir in Teil II die Arktis, sowohl im Gesamten wie auch speziell die Barentssee und die jeweilige Meereisausdehnung.

Sollten wir nach 2009/10 und 2010/11 endlich einmal Glück haben und einen guten Winter 2019/20 erleben und nicht nur die USA? Bleibt am Ball, wir werden es gemeinsam in der Analyse erarbeiten.




Haben Sie Informationen, Erkenntnisse oder Gefühle beim Lesen mitgenommen? Dann würde ich mich nach dem Nehmen über ein Geben sehr freuen. Danke!