Die Superzelle !

Was ist eigentlich eine Superzelle ?

Hinweis : Es ist nicht auszuschliessen, das sich ein Fehler eingeschlichen hat ! Infos zum Thema erhalten Sie auch bei Skywarn e.V. oder auch beim Wetterkanal von Kachelmannwetter oder auch im Forum von Wetterzentrale

Eine Superzelle ist die stärkste der Gewittertypen und für ihre Entstehung sind eine Menge von Faktoren erforderlich. Wichtigste wie bei jeder Gewitterbildung ist Energie, Hebung, Feuchte und Labilität. Dazu kommt die sogenannte vertikale Windscherung, entweder mit der Zunahme der Windgeschwindigkeit in der Höhe oder aber einer deutlichen Richtungsänderung mit der Höhe. Bei gewissen Werten kommt es zu einer deutlichen  Trennung des Auf- und Abwindes und somit zu einer langlebigen organisierten Gewitterzelle. Diese kann dann in Drehung versetzt werden, die sogenannte Rotation. In der Regel steigt ein Luftpaket nur so lange auf, solange es wärmer ist, als seine Umgebungstemperatur. Dort wo die Umgebungstemperatur und die Temperatur des Luftpakets gleich sind, befindet sich das sogenannte Gleichgewichtsniveau. Hier beginnt die Vereisung und der charakteristische Amboss entsteht. Bei Superzellen allerdings kann der Aufwind so stark sein, das das Gleichgewichtsniveau durchbrochen wird und ein sogenannter Overshooting Top entsteht. Das sind Quellungen, die den eigentlichen Amboss durchbrochen haben. Ein solcher Overshooting Top ist ein untrügliches Zeichen für starke Aufwinde und somit einer hohen Energiemenge. Dieses ist ein möglicher Hinweis auf ein Schwergewitter. Bei einer Superzelle ist der Aufwind ( Warmluft ) vom Abwind ( Kaltluft ) getrennt. Den bei normalen Gewitterzellen schneidet der Abwind die Warmluftzufuhr des Aufwinds ab und die Zelle geht kaputt. 

Der Aufwind ist oftmals durch eine sogenannte Flanking Line ( Versorgungslinie ) gekennzeichnet. Das ist ein Quellwolkenband was in die Superzelle hineinzieht. Dabei bemerkt man einen warmen Wind der zur Gewitterzelle hinweht. Bei einem Abwind dagegen bildet sich oft eine Böenlinie und eine Shelfcloud was für starke kühlende Winde sorgt, die vom Gewitter wegwehen. 

Im Bereich des Aufwindes der bei einer Superzelle zunehmend rotiert entsteht im niederschlagsfreien Bereich oftmals eine Wallcloud ( Mauerwolke ). Das ist eine deutliche Absenkung in einer Superzelle. Dabei zeigt sich oftmals auch ein rotierender Bereich ( Mesozyklone ). In dieser Wallcloud kann es, wenn die Vorraussetzungen stimmen ein Tornado entwickeln. 

Superzellen bringen oftmals die stärksten Begleiterscheinungen mit sich wie heftiger Starkregen, schwere Sturmböen bis Orkanböen, Großhagel etc. Allerdings entwickeln sich in nur 10 bis maximal 20 % aller Superzellen auch ein Tornado wodurch diese nur schwer vorhersagbar sind. Tornadoentwicklungen lassen sich am besten immer in einem Dopplerradar erkennen. Auf einem Radar zeigt sich eine Superzelle oftmals in Form eines Hakenechos ( Hookecho ).

Die Grafik zeigt schematisch den Aufbau einer solchen Superzelle. Der genaue Mechanismus wann sich ein Tornado formiert ist weiterhin noch Basis von wissenschaftlichen Forschungen besonders in den USA.

Faktoren

Wie schon erwähnt braucht ein Gewitter 

•  Labilität
•  Feuchte
•  Hebung
•  Energie

Bei einer Superzelle kommt ein weitere Komponente , nämlich die vertikale Windscherung. In Verbindung mit der Energie bestimmt oftmals die Windscherung den Zelltyp eines Gewitters. So braucht es bei einer Superzelle eine hochreichende Scherung von ca. 18 bis 30 m/s in der Schicht von 1km bis 6km Höhe. Diese nennt sich Deep Layer Shear ( DLS ). In der Vorhersage nimmt man sich dazu die Windkarten 700 und 500 hPa oder aber bei 1-8km Shear auch den 300 hPa-Wind. Dabei ist die Differenz zwischen Bodenwind und der genannten Höhenwinde die Geschwindigkeitsscherung. Zunehmende Geschwindigkeit mit der Höhe. 

Beispiel : 1000 hPa = 5 Knoten und 500 hPa = 50 Knoten

                 Wäre dementsprechend eine Differenz von 45 Knoten

                 In Meter pro Sekunde umgerechnet wären das knapp über 23 m/s

Dann gibt es die Richtungsscherung. Das bedeutet, der Wind ändert mit Zunahme der Höhe seine Richtung. Entweder gegen den Uhrzeigersinn für zyklonal oder mit dem Uhrzeigersinn für antizyklonal. Also wie bei Tiefdruck und Hochdruck.

Ein weiteres ist der sogenannte SR(E)H

storm - relative ( Environmental ) Helicity

zu deutsch = Schraubenhaftigkeit ( Wirbel ) relativ zum Gewitter

Bei der Möglichkeit von Superzellen zählt dabei der SRH3

> 150 m2/s2 in 0 - 3 km = Superzellen möglich ( Davis Jones 1990 )

> 350 m2/s2 in 0 - 3 km = F2,F3 Tornados möglich ( Davis & Johns 1993 )

> 450 m2/s2 in 0 - 3 km = F4,F5 Tornados möglich ( Davis & Johns 1993 )

Im übrigen gibt es noch den SRH1 der ein Hinweis auf die Tornadogefahr geben kann. Desweiteren gibt es noch den Low Level Shear LLS oder auch bodennahe Scherung 0-1 oder 0-2 km sprich in der  Vorhersage 925 oder 850 hPa Wind.

> 10 m/s in 0-2 km ist ein Hinweis auf die Möglichkeit für : 

•  Bogenechos ( Bowechos ), linienförmige Segmente, bei großflächiger Hebung auch Squallines ( linearer MCS )
•  Bei Superzellen, erhöhte Tornadogefahr ! 

Ist die Energie jedoch zu gering und die hochreichende Scherung zu hoch, so werden die Zellen rasch zerissen und es kommt keine organisierte Konvektion zustande.

Bei der Scherung und Superzellen zeigen sich noch ein paar Schwellenwerte 

•  20 m/s = Multizellenlinien ( Cluster )
•  < 18 m/s = HP-Superzellen = langsam ziehend ( Großhagelgefahr )
•  18 bis 30 m/s = klassische Superzelle / Tornadogefahr
•  > 30 m/s = hochbasig = Windrisiko