Nach drei ausgeprägten Mildwintern wäre nun wieder mal ein Kaltwinter fällig? Ja, aber… Einerseits steckt in jeder Jahreszeit auch eine Vorgeschichte, und die diesjährige sagt uns, dass nach einem erneut sehr warmen Jahr die Wahrscheinlichkeit für einen Kaltwinter eher gering steht. Kann man einfach mal so behaupten, tun auch viele. Unser Anspruch ist ein anderer: Nicht dass wir etwa auf die Woche genau einen Ablauf des Winters vorhersagen, doch immerhin möglichst viele Argumente für Trends in die eine oder andere Richtung sammeln möchten. Was in Zeiten noch nie dagewesener Ausgangslage wie mit Abstand geringster Ausdehnung des Arktiseises nicht leichter wird. Einige früher geltende Regeln müssen hinterfragt und widersprüchliche Anzeichen genau unter die Lupe genommen werden. Daher fällt die diesjährige Suche nach dem Schlüssel für den kommenden Winter etwas umfangreicher aus als in den letzten zwei Jahren.

Die gemittelte Prognose über alle drei Wintermonate des Langfristmodells CFS zeigt einen normal temperierten Winter in der Nordhälfte Europas und eine positive Abweichung von 0.5 bis 1.0 Grad zum langjährigen Mittel in der Südhälfte, wobei die Unsicherheit nach Süden hin stetig zunimmt (graue Flächen). Ein durchschnittlicher, den heutigen klimatischen Verhältnissen angepasster Winter also? Man darf dabei nicht ausser Acht lassen, dass es sich hierbei um ein Ensemble-Mittel aus 40 Einzelläufen handelt (10 Tage zu 4 Läufe), die für die einzelnen Monate zum Teil extreme Lösungen zeigen, die gegensätzlicher nicht sein könnten. Dies ist ein Ausdruck einer in jüngster Vergangenheit noch nie dagewesenen Konstellation in der Nordhemisphäre, mit der die Modelle offenbar nur schwer zugange kommen. In der Folge zeigen wir die Problematik anhand verschiedener Faktoren auf, welche auf unser Winterwetter Einfluss nehmen können:

1. La Niña, Pacific Decadal Oszillation (PDO) und deren Wirkungskette bis nach Europa

Im Oktober haben die negativen Temperaturabweichungen im massgeblichen Gebiet des tropischen Pazifiks die 0.5-Grad-Marke unterschritten, womit offiziell das La Niña-Kriterium erfüllt wurde. Die Prognosen der NOAA gehen für den Winter von einer Wahrscheinlichkeit von 55 % aus, dass es bei La Niña-Bedingungen bleibt – ein eher schwacher El Niño also. Eine starke, länger anhaltende La Niña-Phase bewirkt häufig eine negative PDO. Da La Niña aber wie gesagt eher schwach und ohnehin erst in der Anfangsphase ist, befindet sich der Nordpazifik momentan noch in der positiven PDO-Phase, eine Nachwirkung des starken El Niño im vergangenen Jahr:

PDO+ manifestiert sich durch den gut sichbaren Warmwassergürtel entlang der Pazifikküste von Mexiko über Kalifornien bis nach Alaska. Die Warmwasseranomalie umschliesst dabei hufeisenformig eine ausgeprägte Kaltwasseranomalie im zentralen Nordpazifik, ein typisches Phänomen positiver PDO-Phasen. Besagte Kaltwasseranomalie wird durch Windstress starker, kalter Westwinde verursacht, ein Ergebnis reger Tiefdrucktätigkeit über dem nördlichen Westpazifik, aktuell noch zusätzlich angekurbelt durch Kaltluftausbrüche von Ostsibirien her. PDO+ bewirkt Warmluftzufuhr vom subtropischen Pazifik in die Weststaaten der USA, was die Bildung von Hochdruckgebieten in dieser Region unterstützt. Das Downstream-Development begünstigt die oben eingezeichneten Druckanomalien bis auf den Atlantik mit den entsprechenden Luftmassenströmen. Diese Konstellation erhöht also in der Fernwirkung die Wahrscheinlichkeit zeitweiliger Bildung von Hochdruckgebieten über dem Nordatlantik, welche die Westströmung blockiert und Europa Polarluft aus Nordwest bis Nord zuführen kann. Diese Verhältnisse waren in der ersten Novemberhälfte 2016 recht gut erfüllt.

Zusammgefasst: La Niña selbst hat nach aktuellem Forschungsstand keine direkten Auswirkungen auf das Wetter in Europa, wichtiger ist der Einfluss von PDO. Allerdings spielen sich auf dem Atlantik noch andere Dinge ab, auf die wir in einem späteren Punkt eingehen.

2. Einflüsse der Sonne und der Stratosphäre

Der Sonnenfleckenzyklus befindet sich momentan in der absteigenden Phase, ist aber noch ein paar Jahre vom Minimum entfernt, in dem sich kalte Winter in Europa häufen können. Dieser Einfluss ist also im kommenden Winter als unbedeutend einzustufen. Dasselbe gilt für die Anreicherung von Aerosolen in der Stratosphäre durch Vulkanaubrüche, die Vulkantätigkeit der letzten zwei Jahre war nicht aussergewöhnlich.

3. Statistik: Zusammenhänge zwischen Herbst und Winter in Mitteleuropa

Der markante Bruch zwischen sehr warmem September und eher kühlem Oktober lässt die Chancen für einen kalten Winter in Mitteleuropa statistisch sinken. In den vergangenen 100 Jahren gab es diese Konstellation sechs Mal (Kriterium: September mindestens 1.5 Grad wärmer, Oktober maximal 0.5 Grad wärmer als die Klimanorm 1961-90, als Referenz gilt das deutsche Flächenmittel des DWD). Fünf von den sechs folgenden Wintern waren mild (+0.7) bis sehr mild (+2.1), nur einer etwas zu kalt (-0.9). Dieser eher kalte Winter 1932/33 ist zudem der am weitesten zurückliegende.

4. Vergleichsjahre der nordhemisphärischen Zirkulation im Oktober

Zieht man die fünf Winter zu Rate, welche auf Oktobermonate folgten, bei denen die Ausgangsbedingungen auf der Nordhemishpäre bezüglich Verteilung von Wassertemperatur-Anomalien, Geopotenzial im 500 hPa-Niveau und Bodendruck den diesjährigen am ähnlichsten waren, so ergibt sich ein Chancenplus für einen Mildwinter. Am ähnlichsten war die Ausgangslage im Oktober 2015, der darauf folgende Rekord-Mildwinter ist uns noch in bester Erinnerung. Auch auf den dritten und vierten (2014 und 2007) in der Reihe folgten sehr milde Winter in Mitteleuropa. Der fünfte Vergleich fällt auf 1951, worauf ein zweigeteilter Winter folgte: Die erste Hälfte war mild, die zweite leicht zu kalt, was gemittelt einen durchschnittlichen Winter ergibt. Ob man die damaligen Bedingungen vor allem mit Blick auf die Arktis mit heute noch vergleichen kann, ist jedoch zu bezweifeln. Ein interessanter Ausreisser bildet der an zweiter Stelle aufgeführte Oktober, nämlich jener von 2005. Darauf folgte der drittkälteste Winter der vergangenen 25 Jahre.

Die Zirkulation mit schwacher NAO der Vergleichswinter zeigte sich im November so wie oben in der Fernwirkung der PDO dargestellt, der November 2016 dürfte diese Bedingungen ebenfalls mehrheitlich erfüllen. Bereits im Dezember zeigt sich jedoch eine Normalisierung des Polarwirbels mit aktiver Westdrift auf dem Nordatlantik, die sich bis in den Januar hineinzieht. Im Februar folgt dann wieder eine schwache NAO ähnlich dem November-Muster, beeinflusst durch PDO+.

5. Schnee- und Eisbedeckung in der Arktis und in Nordeurasien

Die Karte der aktuellen Schnee- und Eisbedeckung zeigt bis auf wenige Details ein fast identisches Bild wie im Vorjahr:

Die guten Voraussetzungen für die Produktion bodennaher Kaltluft in Russland werden auch in diesem Jahr trotz der gegenteiligen Erfahrungen der vergangenen Winter von vielen Langfristprognostikern als Argument für einen strengen Winter 2016/17 in Europa aufgeführt. Abgesehen davon, dass der Einfluss des Atlantiks auf Europa in den meisten Fällen wesentlich stärker ist als die im Osten liegende Luftmasse, weiss die Physik die markanten Gegensätze zwischen eisfreier, milder Barentssee und kaltem sibirischen Festland auszugleichen. Die starke Temperaturdifferenz an der Küste begünstigt die Bildung von Tiefdruckgebieten, welche für die Schneefälle zwar verantwortlich sind, mit der Zeit sorgen sie jedoch für einen Austausch der Luftmassen. Man kann sich die “auf dem Kopf stehenden Tiefs” mit Warmluftsektor im Norden vorstellen: Milde Meeresluft wird nach Süden in den Kontinent getragen, während die sibirische Festlandluft nach Norden auf den arktischen Ozean strömt und das Zufrieren fördert. Dieser Prozess dauert mit der abnehmenden Eisfläche im Herbst zwar immer länger, sorgt aber im Lauf des Winters immer noch für annähernd normale Verhältnisse. Mit anderen Worten: Der enorme sibirische Kaltluftkörper müsste durch ein kräftiges Skandinavienhoch zu Beginn des Winters angezapft werden, um bei uns für eine nachhaltige Einwinterung und einen ausgeprägten Kaltwinter mit sich über Europa selbsterneuerndem Kaltluftpool zu sorgen. In der zweiten Winterhälfte sind solche Kaltluftausbrüche nach Europa hingegen nicht aussergewöhnlich, halten aber nur selten länger als etwa zwei Wochen.

Die rekordtiefe Eisbedeckung der Arktis war in diesem Herbst bereits mehrmals Thema in unserem Blog. Verfolgt man die aktuelle Entwicklung, so kommt man aus dem Staunen nicht mehr heraus, nimmt doch die Eisfläche seit einigen Tagen sogar wieder ab:

Stand 19.11.2016 fehlen gegenüber dem letzten Rekordjahr 2012 1.3 Mio km² Eis, hauptsächlich auf der europäischen Seite der Arktis. Dies entspricht beinahe der vierfachen Fläche der BRD. Gegenüber dem Mittel der 1980er Jahre fehlen sogar 3 Mio km², bzw. ist aktuell der damals übliche Stand von Anfang Oktober erreicht. Kein Wettermodell hat derartiges schon mal gesehen, daher erstaunen auch die von Lauf zu Lauf von einem Extrem ins andere hüpfenden Prognosen bereits in der Mittelfrist nicht, geschweige denn in der Langfrist. Man könnte nun davon ausgehen, dass das Wetter derzeit völlig aus den Fugen gerät. Irgendwann wird der kritische Punkt erreicht sein, wo dies tatsächlich der Fall sein wird, momentan gehe ich aber noch davon aus, dass wie weiter oben beschrieben die Ausgleichsprozesse funktionieren und sich als Folge davon auch der Polarwirbel im Kernwinter normalisieren wird. Somit können wir uns jenem Kriterium zuwenden, das allen aussergewöhnlichen Einflüssen zum Trotz für unser Winterwetter immer noch das stärkste Gewicht hat:

6. Nordatlantische Oszillation (NAO) und Wassertemperaturen in europäischen Gewässern

Im Oktober und November war die NAO mehr oder weniger im neutralen bis negativen Bereich angesiedelt. Dies ist für die Herbstmonate nicht aussergewöhnlich, die Westwindzirkulation mit ausgeprägtem Islandtief und starkem Azorenhoch stellt sich normalerweise Ende November bis Anfang Dezember ein. Die Entwicklung der kommenden Tage und Wochen wird somit wegweisend für den weiteren Winterverlauf sein. Allerdings bekunden aus den bereits erörterten Gründen die Wettermodelle derzeit ihre allergrösste Mühe, sich auf ein plausibles Szenario zu einigen. Mal wird der zunehmende Einfluss des Atlantiks gerechnet, im nächsten Lauf blockiert wieder ein fettes Hoch zwischen Island und den Britischen Inseln die Westwinddrift. Entsprechend stark streuen auch die Temperaturprognosen für Mitteleuropa für Anfang Dezember in einer Spanne von bis zu 20 Grad. Liefert uns vielleicht die Verteilung der Wassertemperatur Hinweise zu einer möglichen Entwicklung der NAO?

Die durchschnittlichen Abweichungen der Wassertemperatur gegenüber dem langjährigen Mittel beinhalten sowohl Zeichen für eine NAO+ wie auch für eine NAO- Lage. Für positive NAO sprechen der immer noch vorhandene kalte Fleck im zentralen Nordatlantik sowie die Wärme zwischen der US-Ostküste und den Azoren, wie auch die Warmwasser-Anomalie vor den Westküsten Europas. Hingegen ist der warme tropische Gürtel eine typische Erscheinung für negative NAO. Auf die Ausdehnung der Eisflächen kann man derzeit sowieso nicht mehr nach den Lehrbüchern gehen, somit ist aufgrund der Ausgangslage nicht restlos geklärt, ob diese Voraussetzungen in eine positive oder negative NAO münden werden. Vermutlich werden wir auch im Winter mit wechselnden Verhältnissen auf dem Atlantik rechnen müssen, also dass sich positive und negative NAO-Phasen abwechseln und sich keine Form nachhaltig durchzusetzen vermag.

Fazit

Aktuelle Einflussfaktoren für einen kalten Winter 2016/17 sind:

– Positive PDO-Phase (Einfluss zeitweilig gegeben, aber wahrscheinlich nicht nachhaltig)
– Eurasische Schneebedeckung und warme (=eisfreie) Barentssee (Einfluss unter aktuellen Bedingungen ungewiss)

Neutrale Einflussfaktoren:

° neutrale NAO-Phase (starker Einfluss)
° Sonnenflecken-Zyklus
° Vulkanaktivität der vergangenen zwei Jahre

Einflussfaktoren für einen milden Winter:

+ Statstik und Vergleichsjahre (aufgrund der Fallzahlen nicht allzu stark zu gewichten)
+ überdurchschnittliche Wassertemperaturen rund um Europa (zu Beginn starker Einfluss, im Lauf des Winters möglicherweise abnehmend)
+ Klimawandel: globale Temperatur und arktische Eisausdehnung auf Rekordniveau

Anders als in den letzten zwei Jahren, wo die Mehrheit der Faktoren auf einen milden Winter hingewiesen hat, sind die Signale diesmal diffuser. Besonders die geringe Ausdehnung des Arktiseises könnte noch unbekannte Auswirkungen haben, die allerdings mit fortschreitender Jahreszeit abnehmen dürften. Mit Überraschungen ist also  diesmal eher in der ersten Winterhälfte zu rechnen. Die neutrale, zeitweise negative und dann wieder positive nordatlantische Oszillation sorgt für einen abwechslungreichen Winter. Milde und stürmische Westlagen können sich jeweils nur für kurze Zeit durchsetzen, bevor sich aufgrund des schwachen Jetstreams und mangels Kältenachschub aus der kanadischen Arktis wieder meridionale Muster einpendeln. Eine besondere Aufmerksamkeit erhält diesmal die PDO, welche in ihrer Wirkungskette die NAO schwächt. Allerdings müssen sich die Atlantikhochs nicht jedes Mal an der selben Stelle bilden. Je nach Position rauschen die Kaltluftausbrüche mal über West- bis Mitteleuropa nach Süden, mal können sie auch weiter westlich über dem Atlantik niedergehen und Mitteleuropa eine warme Vorderseite (Südlage) bescheren, wie gerade aktuell der Fall. Es gibt einige Hinweise darauf, dass die Westlagen im Kernwinter mehr Gewicht bekommen könnten, die Chancen für kalte Phasen also eher im Dezember und Februar zu verorten sind. Für einen durchgehenden Strengwinter müssten die Weichen bereits jetzt gestellt werden, um im ersten Dezemberdrittel in Europa wirksam zu werden. Mangels Kältereservoir auf der europäischen Seite der Arktis wäre dies nur durch Anzapfen der sibirischen Kaltluft zu bewerkstelligen. Für die dafür notwendige Nordostlage gibt es momentan allerdings keine Anzeichen, sodass die Wahrscheinlichkeit für ein solches Szenario eher niedrig einzuschätzen ist. Die geschwächte NAO kann allerdings auch für eine länger anhaltende Hochdrucklage sorgen, welche bodennah Kaltluft in Europa produziert. Dies wäre allerdings eine trockene Kälte ohne Schneedecke. Womit wir bei den Niederschlägen wären. Die sich wechselnden Grosswetterlagen dürften dafür sorgen, dass Niederschläge sowohl räumlich und zeitlich relativ gleichmässig verteilt werden. Dies ist zumindest für die höheren Lagen Mitteleuropas eine gute Voraussetzung für eine gute Schneelage. Im Flachland hingegen wird das Bestehen einer Schneedecke von vielen Zufällen in der Abfolge der Wetterlagen abhängen. Nach einem nahezu schneelosen Winter wie 2013/14 sieht es ebenso wenig aus wie nach dem alljährlich in der Glaskugel bemühten Schneewinter. Somit kann festgehalten werden, dass die eingangs präsentierte Prognose des Langfristmodells CFS möglicherweise doch auf dem richtigen Weg ist. Auf die Abbildung der Niederschlagsprognose dieses Modells verzichten wir diesmal, sie zeigt nämlich fast ausschliesslich weisse und graue Flächen in Europa, hat also keinerlei Aussagekraft bezüglich eines Trends hin zu einem trockenen oder nassen Winter 2016/17.

 

Wir sind jedenfalls schon heute sehr gespannt, wie unsere Verifikation am Ende des Winters ausfallen wird.

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