Eiswoche beendet milden Winter

Der meteorologische Winter, der vom 1. Dezember bis zum 28. Februar, dauert, war längst abgeschrieben. Nach einem milden Dezember ohne richtigen Schneefall und dem wärmsten Januar seit Messbeginn im Jahr 1864, gänzlich ohne Schnee und dem kompletten Ausbleiben von frostigen Temperaturen, glaubte kaum noch jemand an eine Auferstehung des Winters. Doch der Winter strafte alle Skeptiker Lügen mit einem furiosen Schlussbouquet. Als wollte der Winter am Ende den viel zu warmen und im Flachland schneearmen Winter noch kompensieren, brachte Väterchen Frost zum Februarende eine regelrechte Eiswoche.

Im langjährigen Vergleich ist die Kältewelle von Ende Februar 2018 nichts aussergewöhnliches. Speziell war ihr spätes Auftreten.

Fünf eisige Nächte

Die letzten Februartage waren richtig kalt – eiskalt sogar. In den Nächten vom 26.-28. Februar sackte das Quecksilber auf dem Zürichberg bis auf Tiefstwerte von -11 bis -13 Grad ab. Für Ende Februar sind das ausgesprochen tiefe Werte. Seit 1901 sind in der Periode zwischen dem 20. Februar und dem 10. März in Zürich jedoch auch schon tiefere Temperaturen gemessen worden. Letztmals im Jahr 2005, als es in der Nacht auf den 1. März knapp -15 Grad kalt wurde oder im Jahr 1971, ebenfalls mit Tiefstwerten unter -14 Grad. Im Jahr 1901 wurde es zum Februarende sogar nochmals -16 Grad eisig. Die polaren Luftmassen, welche ganz Europa Ende Februar 2018 im eisigen Griff hatten, prägten auch die Tageshöchsttemperaturen. So zeigte das Thermometer am 26. Februar 2018 in Zürich am Nachmittag einen Maximalwert von unter -7 Grad an. Für die Periode von Ende Februar bis Anfang März war dies die zweittiefste Höchsttemperatur.

 

Spät aber nicht intensiv

Die Kältewelle zum Abschluss des meteorologischen Winters war also heftig, aber sie war nur von kurzer Dauer. Eine anschauliche Kenngrösse für die Intensität einer Kältewelle ist das mittlere Tagesminimum über fünf Tage. Vom 25. Februar bis zum 1. März lag dieses mittlere Tagesminimum bei kalten -10,2 Grad. Ein Vergleich mit den Wintern seit 1901 zeigt, dass die diesjährige Kältewelle nicht aussergewöhnlich war. Seit Anfang des 20. Jahrhunderts traten in 49 Winter mindestens gleich intensive oder intensivere Kältewellen auf. Die intensivste 5-tägige Kältewelle erlebte Zürich im Winter 1929 mit einem mittleren Tagesminimum von -20,3 Grad. Ähnlich intensiv waren die Kältewellen 1956 mit knapp -20 Grad. Auch die Winter 1985 und 1987 brachten 5-tägige Kältewellen mit einem mittleren Tagesminimum von -18, respektive -16 Grad am Zürichberg. Die diesjährige Kältewelle markiert aber die intensivste seit dem Februar 2012. Allerdings war die Kältewelle damals deutlich intensiver mit einem mittleren Tagesminimum über fünf Tage von knapp -16 Grad. Speziell an der diesjährigen Kältewelle ist und bleibt also ihr spätes Erscheinen. Für die Periode vom 20. Februar bis zum 10. März sind denn auch seit 1901 nur sieben intensivere Kältewellen bekannt.

 

Trotzdem zu mild

Die Kältewelle Ende Februar hat ihre Spuren hinterlassen. So war der Februar 2018 unter dem Strich mit durchschnittlich -1,5 Grad knapp drei Grad unterkühlt, verglichen mit der Referenzperiode 1981-2010. Deutlich kälter war ein Februar letztmals 2012, ähnlich kalt war es 2013. Der kalte Februar 2018 kompensierte also einen bis dahin viel zu milden Winter. Der Grundcharakter des Winters 2017/18 veränderte sich dabei aber nicht. Insgesamt war der diesjährige Winter (Dezember-Februar) mit durchschnittlich 1,5 Grad rund ein halbes Grad milder gegenüber der Referenzperiode 1981-2010. Auch in Sachen Eis- und Schneetage verbesserte der Februar die Bilanz des ganzen Winters, ohne sie grundlegend zu beeinflussen. Mit lediglich 10 Eistagen mit Temperaturen, die ganztags unter dem Gefrierpunkt verharrten, zählt der diesjährige Winter in Zürich nur halb so viele Eistage, verglichen mit der Referenzperiode 1981-2010. An lediglich 21 Tagen lag am Zürichberg eine mindestens 1 Zentimeter dicke Schneeschicht. In einem durchschnittlichen Winter sind mehr als 31 solche Schneetage zu erwarten.

Dank des wärmsten Januars seit Messbeginn war der Winter 2017/18 trotz des eisigen Februars ein halbes Grad wärmer als der Durchschnitt der Periode 1981-2010.

Grauer Winter

Auch in Sachen Niederschlag kompensierte der Februar einen Teil des restlichen Winters. Waren Dezember und Januar jeweils deutlich zu nass mit jeweils 140-180 Prozent der üblichen Niederschlagsmengen, so war der Februar schliesslich sehr trocken. Mit weniger als 30 mm Niederschlag kam weniger als die Hälfte der sonst üblichen Februarmenge zusammen. Das Winterwetter änderte im Februar also auf trocken-kalt, davor dominierte feucht-warm. Der Februar gab in Sachen Temperatur und Niederschlag gegenüber den Vormonaten Gegensteuer. In Sachen Sonnenschein blieb die Kompensation im Februar aber aus. Obwohl Dezember und Januar schon recht trüb waren und nur 85 bis knapp 100 Prozent der üblichen Sonnenstunden hervorbrachten, war nun auch der Februar grau in grau. Mit nur gerade 46 Sonnenstunden gehört der Februar 2018 zu den sonnenärmsten 15 Prozent seit 1901.

Eiswoche beendet milden Winter

Lokale Kältewellen in Zeiten der globalen Erwärmung

Im laufenden Winter konnten über Europa erstaunlich grosse Luftdruckgegensätze beobachtet werden. Zwischen hohem Luftdruck über dem Atlantik und tiefem Luftdruck von Grönland bis nach Nordwesteuropa bildete sich in der zweiten Dezemberhälfte eine kräftige Westströmung aus, welche seither mehr oder weniger standhielt. Diese scharfe Grenze trennt die kalte Polarluft von der subtropischen Warmluft und ist auch als Frontalzone bekannt. Kleine Störungen an der Frontalzone führen zu einer Vermischung und Verwirbelung der zwei unterschiedlichen Luftmassen. Dadurch wird der Prozess einer Tiefdruckbildung in Kraft gesetzt. Je ausgeprägter die Frontalzone, desto einfacher und häufiger bilden sich kleine Tiefs, die dann rasch an Stärke zulegen können und mit der starken Westströmung als Sturmtiefs auf Europa treffen. Diese stürmische Grosswetterlage bescherte Mitteleuropa im Januar 2018 gleich drei Sturmtiefs in kurzer Abfolge. Zuerst fegte das Sturmtief Burglind mit Orkanböen über die Schweiz, bevor eine Woche später Evi und Friederike erneut orkanartige Böen im Flachland auslösten, einzelne Bäume umstürzen liessen und Dächer abdeckten.

Von Ende Dezember 2017 bis Mitte Januar 2018 wurden die USA von einer eisigen Kältewelle getroffen. In der Arktis, in Europa und Asien war es gleichzeitig aber deutlich zu warm. Lokale Kältewellen sind kein Widerspruch zur globalen Erwärmung. Bildquelle: University of Maine, ClimateReanalyzer.org

 

Milder Winter

Die stürmischen Westwinde peitschen milde Meeresluft nach Mitteleuropa. Der überdurchschnittlich warme Atlantik ist verantwortlich dafür, dass die Westströmung in diesem Jahr speziell milde Luft in die Schweiz führt. Entsprechend fiel der Januar 2018 bisher rund drei Grad milder aus, verglichen mit der Referenzperiode 1981-2010. Die ersten 12 Januartage blieben in Zürich sogar komplett frostfrei. Normalerweise gibt es im Januar in Zürich in zwei von drei Nächten Frost.

Das stürmische und milde Winterwetter in diesem Jahr täuscht darüber hinweg, wie der letzte Winter war. Oder können Sie sich an den letzten Januar erinnern?

 

Eisiger Januar 2017

Vor einem Jahr herrschte in der Schweiz eisige Kälte. Mit einer Durchschnittstemperatur von -3 Grad war es in Zürich der kälteste Jänner seit 30 Jahren. Es war rund sechs Grad kälter als im diesjährigen Januar. Kältewellen, wie sie die Schweiz im letzten Januar erlebte, finden auch im aktuellen Winter statt. In diesem Jahr traf es bisher aber nicht Europa, sondern Nordamerika. Der mittlere Westen und Nordosten der USA erlebten Ende Dezember und Anfang Januar zwei eisigkalte Wochen. Es war die heftigste Kältewelle seit 36 Jahren. Europa, Asien und Nordamerika wurden in den letzten Wintern immer wieder von harten Kältewellen getroffen. In diese Kategorie fällt auch der Februar 2012, welcher in Zürich -3,5 Grad kalt ausfiel.

Sehr milde und eisigkalte Wintermonate wechseln sich in den letzten Jahren scheinbar zufällig ab. Es stellt sich die Frage, ob diese unterschiedlichen Extreme zu einem Gesamtbild zusammengefügt werden können? Und wie werden sich die zukünftigen Winter im Zuge der globalen Erwärmung in Mitteleuropa präsentieren?

 

Deutlich wärmere Winter

Heftige Kältewellen und eisigkalte Wintermonate sind in den letzten Jahren auf der Nordhemisphäre und auch in Mitteleuropa scheinbar wieder häufiger aufgetreten. Nichtsdestotrotz zeigt sich in einer langjährigen Betrachtung ein eindeutiger Erwärmungstrend. Praktisch überall, in Sibirien, Mitteleuropa und den USA, sind die Winter in den letzten 50, 100 und 150 Jahren deutlich milder geworden. Seit 1864 sind die Winter in der Schweiz um ganze 2 Grad wärmer geworden. Zwischen 1880 und 1890 lag die Wintertemperatur auf einem ausgesprochen tiefen Niveau. Von 1900 bis 1980 zeigte die Wintertemperatur dann einen auffallend ruhigen Verlauf ohne langfristige Änderung. 1987/88 erfolgte in Mitteleuropa ein sprungartiger Wechsel zu einer ausgeprägten Warmwinterphase, die in den letzten 15 Jahren durch einige Kältewellen etwas gedämpft wurde. Wie auf einer Treppe, welche aufwärts beschritten wird, pendelten sich die Temperaturen seither auf eindeutig höherem Niveau als zuvor ein. Sehr tiefe Wintertemperaturen traten seit Ende des 20. Jahrhunderts nicht mehr auf. Der kälteste Winter der letzten 30 Jahren brachte 2005/06 eine Durchschnittstemperatur von -0,9 Grad. In den Jahrzehnten davor gab es mehrere Winter, die sogar kälter als -4 Grad ausfielen. Die letzten 30 Winter sind also insgesamt deutlich milder als die Winter davor. Es zeigt sich aber, dass seit 1990 keine weitere Erwärmung des Winters stattgefunden hat. Dieses Phänomen ist nicht nur in der Schweiz zu beobachten, sondern in verschiedenen Gebieten der Nordhemisphäre.

Die Winter sind in der Schweiz seit 1864/65 um rund 2 Grad wärmer geworden. Bildquelle: MeteoSchweiz

 

Geschwächter Polarwirbel

Der Grund für die Erwärmungspause der Winter sind die bereits erwähnten Kältewellen, welche verschiedene Orten auf der Nordhemisphäre immer wieder mal treffen. Kältewellen im Winter sind natürlich nichts Aussergewöhnliches und bedürfen eigentlich keiner Erklärung. Das Wetter hat seinen natürlichen Spielraum und nutzt diesen hin und wieder aus. Trotzdem gibt es eine plausible Erklärung, weshalb heftige Kältewellen im Winter trotz globaler Erwärmung häufiger zu beobachten sind.

Mehrere wissenschaftliche Arbeiten geben Hinweise darauf, dass der Rückgang des arktischen Meereises zu den Kälteausbrüchen in den USA, Europa und Asien beigetragen hat. Ein sehr wichtiger Faktor ist im Klimageschehen der sogenannte Polarwirbel, ein Westwindband, welches die Nordhemisphäre im hohen Norden umschliesst und normalerweise die kalte Luft über der Arktis von der warmen Subtropenluft trennt. So präsentiert sich der Polarwirbel aktuell auch über dem Atlantik, wie eingangs ausgeführt. Wird dieser Polarwirbel aber geschwächt, kann die kalte Luft aus der Arktis weit in den Süden entweichen, was oftmals mit einem welligen (mäandrierenden) Westwindband zusammenhängt. So zeigt sich, dass langanhaltende Schwächephasen des Polarwirbels zu den kalten Wintern im nördlichen Eurasien beigetragen haben. Solche Schwächephasen des Polarwirbels können durch eine überdurchschnittlich warme Arktis ausgelöst werden. Und genau das geschieht im Zuge der globalen Erwärmung. Die Arktis erwärmt sich vor allem im Herbst und Winter rasant. Das fehlende Meereis verhindert eine Auskühlung im Herbst, so dass die Nordpolregion bis tief in den Winter mit Wärme versorgt bleibt.

 

Die Klimaszenarien rechnen auch in Zukunft mit einer weiteren Zunahme der Wintertemperaturen auf der Nordhemisphäre. Andere Jahreszeiten, allen voran der Sommer, erwärmen sich in Mitteleuropa und der Schweiz aber deutlich schneller als der Winter. Der wohl auch zukünftig geschwächte Polarwirbel wird jedoch dafür sorgen, dass die Nordhalbkugel und der Alpenraum auch in den nächsten Jahren ab und zu von ausgeprägten Kältewellen aus der Arktis getroffen werden. Die weitere Wintererwärmung könnte sich also wiederum in Form eines nächsten Schrittes aufwärts auf der Treppe der globalen Erwärmung präsentieren, gefolgt von einzelnen kalten Wintermonaten.

Lokale Kältewellen in Zeiten der globalen Erwärmung

Ein Verbund für die Versorgungssicherheit

Im kalten Januar 2017 wurden die Energiereserven in der Schweiz knapp. Deutschland und Frankreich nehmen zahlreiche Kraftwerke vom Netz. Wie steht es um die Versorgungssicherheit in der Schweiz?

Im ersten Teil dieses Artikels, der in der letzten Ausgabe erschien, wurde über die «angespannte» Energie- und Netzsituation in der Schweiz berichtet. Die Gewährleistung der sicheren Stromversorgung in der Schweiz ist im Winter jeweils mit erhöhten Anforderungen verbunden. Im Winter wird in der Schweiz mehr Energie verbraucht als im Sommer. Deshalb ist die Schweiz im Winter auf Importe angewiesen, um den höheren Strombedarf im Inland zu decken. Durch die Ausserbetriebnahme zahlreicher Braunkohlekraftwerke in Deutschland und Kernkraftwerke in Frankreich in den kommenden Jahren, verschärft sich die Situation in Europa zunehmend.

Wie entwickelt sich die Versorgungslage in der Schweiz? Und was geschieht, wenn die Nachbarländer die Schweiz im Winter nicht mehr mit Strom bedienen können, weil sie selber zahlreiche Kraftwerke abschalten?

Die Füllstände der Schweizer Speicherseen erreicht im Spätwinter (vor der Schneeschmelze) ihren jährlichen Tiefstpunkt. Im Winter 2016/17 waren die Füllstände verglichen mit den Vorjahren stark unterdurchschnittlich. Vor allem im Januar 2017 wurde viel Wasser zur Stromerzeugung abgelassen und turbiniert. Quelle: Swissgrid

Der Markt regelt es

Bei der Beantwortung dieser Fragen prallen Welten aufeinander: Die Marktgläubigen sind überzeugt, dass bei einer Verknappung der Energiereserven Preisspitzen resultieren und dadurch Investitionen in neue, flexible Kraftwerke auslösen. Das könnten Gaskraftwerke sein, die nur wenige Stunden im Jahr (und daher klimafreundlich) produzieren, aber in diesen Stunden das „grosse Geld“ machen können. Die Kontrahenten halten dieser Einstellung vor, dass die Preisspitzen aufgrund von Marktverzerrungen gar nie richtig auftauchen werden, oder dann zu spät, um noch reagieren zu können. Zumindest fehle die Investitionssicherheit. Heute aber investiert kaum jemand in neue Kraftwerke. Ihre Lösungen beruhen auf der Überführung alter Kraftwerke in eine Reserve (wird in Deutschland gemacht) oder auf dem Aufbau eines zusätzlichen Marktes alleine zur Vorhaltung von Kraftwerkskapazitäten für „angespannte“ Situationen. Einen solchen Kapazitätsmarkt (wie es ihn in Frankreich schon gibt) hat jüngst auch die BKW für die Schweiz vorgeschlagen. Mit ihren Massnahmen hat Swissgrid in den letzten beiden Wintern schliesslich nichts anderes gemacht. So wurden Energiemengen in Form von Wasser in Speicherseen auf Reserve gekauft – respektive zurückgehalten – um eine zusätzliche Sicherheitsmarge zu schaffen.

Lehren aus dem Winter 2016/17

Dass die Marktmechanismen auch ohne Eingriffe zu Versorgungssicherheit führen, hat sich im Januar und Februar 2017 gezeigt. Während des eisigen Januars 2017 war der Stromverbrauch in Europa überdurchschnittlich hoch. Gleichzeitig fehlten in der Schweiz und in Frankreich zahlreiche Kernkraftwerke wegen Unregelmässigkeiten und Wartungen. Es kam zu ersten Knappheitssignalen. Die Preise an der Strombörse schossen in die Höhe und lagen rund 80% höher als im gleichen Zeitraum im Vorjahr. Die Gunst der hohen Preise nutzten auch die Schweizer Kraftwerksbetreiber von Speicherseen und turbinierten überdurchschnittlich viel Wasser, um möglichst viel Geld zu verdienen. Die Speicherseen entleerten sich und die Importe sanken entsprechend. Trotz Kältewelle im Januar 2017 wurden die Importkapazitäten zu weniger als 50% ausgenutzt. Die Entlastung der ausländischen Kapazitäten kam der Versorgungssicherheit in den Nachbarstaaten zugute. Ein ganz anderes Bild dann im Februar. Der letzte Wintermonat war übermässig mild. Die Stromnachfrage gegenüber dem Vormonat geringer. Entsprechend sanken die Strompreise an der Börse. Die Produktion aus Speicherseen war folglich weniger spannend, so dass die Schweizer Energiereserven „automatisch“ geschont wurden. Handkehrum wurde im Februar deutlich mehr importiert als im Februar, da ausländische Kapazität verfügbar und eben billiger war. Doch was wäre gewesen, wenn auf den eisigen Januar ein ebenso kalter Februar gefolgt wäre. Wären die Speicherseen dann mitten im Monat leer gewesen und auch die Importe aus den Nachbarländer versiegt?

Nationale Sicherheit

Wie sich in den letzten Jahren und auch in den jüngsten Handlungen gezeigt hat, definieren die europäischen Länder Versorgungssicherheit zuerst einmal national und leiten die dafür notwenigen Schritte ein. Und genau da liegt das Problem. Die Schweiz kommt ohne Importe nicht über den Winter. Wenn sie unabhängig vom Ausland Versorgungssicherheit jederzeit national gewährleisten wollte, würde nicht einmal der gesamte Inhalt aller Speicherseen reichen. Gleiches gilt für die Nachbarländer Deutschland und Frankreich, die parallele Strukturen für Reservekapazitäten aufbauen. Dies ist ineffizient. Denn zukünftig steigt bei einer nationalen Betrachtung der Reservebedarf weiter und damit steigen auch die Kosten.

Stärker zusammen

Vielversprechender wäre es, wenn länderübergreifende Regionen, die über Stromnetze hinreichend miteinander vernetzt sind, Versorgungssicherheit gemeinsam definieren und auch umsetzen. Also eine gemeinsame Winterreserve oder ein gemeinsamer Kapazitätsmarkt. Unter dem Strich wäre dies billiger, da die vorzuhaltende Infrastruktur verhältnismässig schlanker gehalten werden könnte, bei gleichzeitig höherer Sicherheit aufgrund der Ausgleichseffekte, die mit zunehmender Regionsgrösse stärker ausfallen. Die Schweiz macht sich im Rahmen des pentalateralen Energieforums (PLEF) für diese Stossrichtung stark. Das PLEF, zusammengesetzt aus den Übertragungsnetzbetreibern der Länder Deutschland, Frankreich, Österreich, Benelux und Schweiz, veröffentlichte 2015 einen gemeinsamen Bericht zur Lage der Versorgungssicherheit. Es war ein Anfang, kein Durchbruch. Weiterhin fehlt eine gemeinsame Definition, Massnahmen und vor allem bindende Abmachungen. Aufgrund der anhaltenden Differenzen mit der EU müsste ein Übereinkommen ausserhalb des EU-Stromabkommens gefunden werden. Ein solches ist anzustreben, will die Schweiz auch zukünftig sicher durch den Winter.

Ein Verbund für die Versorgungssicherheit

Kalter aber kein eisiger Januar

Mitteleuropa, die Schweiz und Zürich erlebten einen der kältesten Januarmonate seit 30 Jahren. Mit einer durchschnittlichen Temperatur von minus 3 Grad war der Januar am Zürichberg mehr als drei Grad kälter gegenüber der Referenzperiode 1981-2010.

Der Januar 2017 gehört zu den 30 kältesten seit Messbeginn 1864. Damit passt er so gar nicht ins Bild der letzten Jahre. Denn es war der erste unterkühlte Jänner seit sieben Jahren. Letztmals kälter war der erste Monat des Jahres in Zürich 1987 mit minus 4,3 und 1985 mit minus 5,4 Grad durchschnittlicher Lufttemperatur. Auch wenn wir schlotterten, der Januar 2017 ist auch in jüngerer Zeit nicht das Mass aller Dinge, wie MeteoSchweiz schreibt. Vor nur fünf Jahren brachte der Februar 2012 in Zürich mit minus 3,5 Grad noch tiefere Temperaturen.

Selbstgemachte Eistage

Zustande kam die Januarkälte 2017 durch winterliche Hochdruckgebiete. Wie schon im Dezember war auch der Januar geprägt von hohem Luftdruck. Es handelte sich aber nicht um klassische winterliche Sibirienhochs, sondern um eine mitteleuropäische Eigenproduktion. Während Sibirienhochs ganz Europa eisiges Wetter bringen, liegen bei Hochs über Mitteleuropa die nördlichen Teile Europas, vor allem die skandinavischen Länder, häufig in einer etwas milderen westlichen Strömung, Mitteleuropa dagegen bekommt Luft aus dem Osten, respektive produziert seine Kaltluft unter der Schirmherrschaft des Hochs selbst. Diese bodennahe Kaltluftproduktion hat sich schon während der winterlichen Hochs im Dezember 2016 abgezeichnet, verstärkte sich durch das Einfliessen arktischer Luftmassen im Januar aber entscheidend. So war der Dezember 2016 erst leicht unterkühlt. Ein entscheidender Unterschied war auch in der Schneedecke auszumachen. Während der Dezember aufgrund fehlender Niederschläge schneefrei über die Bühne ging, blieben die spärlichen Schneefälle von Anfang Januar in der Folge den ganzen Monat über liegen. Erst mit einer Schneedecke wird die mitteleuropäische Kältemaschine dann auch richtig effizient. So wurden im Januar 2017 in Zürich 18 Tage mit Dauerfrost, sogenannte Eistage, registriert. Also Tage, an denen die Lufttemperatur ganztags unter null Grad verharrte. Damit gehört der Januar 2017 zu den 15 eisigsten Januarmonaten seit Anfang des 20. Jahrhunderts. Letztmals mehr Dauerfrost brachte der Januar 1997 mit insgesamt 19 Eistagen.

Die längsten Kältewellen erlebte Zürich im Winter 1916/17 und 1996/97 mit 25, respektive 24 Tagen Dauerfrost ohne Unterbruch.

Kältewelle in Zahlen

Die Anzahl Eistage gibt Aufschluss über die Konstanz eines winterlichen Monats. Doch die zeitliche Abgrenzung der eigentlichen Kältewelle stimmt nicht mit dem kalendarischen Monatsanfang und -ende überein.

Genau genommen erlebte Zürich zwei aufeinanderfolgende Kältewellen. Die erste startete am 30. Dezember und dauerte knapp zwei Wochen bis zum 10. Januar. Nach einer kurzen Verschnaufpause mit Temperaturen bis 5 Grad und Westwind, brach gleich die zweite, die intensivere Kältewelle über Mitteleuropa herein. Sie dauerte vom 14.-26. Januar. Während dieser Periode herrschte anhaltender Dauerfrost. Es konnten also 13 zusammenhängende Eistage beobachtet werden. Die Anzahl zusammenhängender Eistage gibt somit Aufschluss über die Länge einer Kältewelle. Letztmals länger dauerte eine Kältewelle im Februar 2012 mit 16 Tagen Dauerfrost. Die Kältewelle im Januar 2017 gehört aber zu den 17 längsten seit 1901.

Die Intensität einer Kältewelle lässt sich mit einem weiteren Indikator ausdrücken. Mit dem Temperaturdurchschnitt über 14 aneinanderfolgende Tage.

Gemittelt über 14 Tage sank die Temperatur in Zürich während der zweiten Kältewelle im Januar 2017 auf minus 5,4 Grad. Damit war die diesjährige Kältewelle nicht wirklich aussergewöhnlich. Im langjährigen Durchschnitt seit 1901 treten Kältewellen in gleicher oder höherer Intensität sogar alle 3 bis 4 Jahre auf. Die Kältewelle im Februar 2012 erreichte mit minus 9,9 Grad einen spürbar tieferen Wert.

Die diesjährige Kältewelle im Januar 2017 war die intensivste und längste seit Februar 2012. Im langjährigen Vergleich hebt sie sich am ehesten über ihre Länge, keinesfalls jedoch über ihre Intensität von anderen ab.

Harter Winter?

Für Aufsehen sorgte vor allem das tiefe Januarmonatsmittel der Temperatur, welche durch die rasche Abfolge von zwei rund zweiwöchigen Kältewellen zustande kam, so dass der Januar 2017 praktisch durchgehend kalt aber nie richtig eisigkalt war. Zusammen mit dem schon recht kalten Dezember ist der Winter 2016/17 in Zürich bisher recht hart. Dies zeigt sich eindrücklich in der Summe aller negativen Tagesmitteltemperaturen im bisherigen Winter. Meteorologen sprechen von der Kältesumme eines Winters. Am 31. Januar liegt sie im langjährigen Durchschnitt bei minus 108. Heuer lag die Kältesumme an diesem Datum bereits bei minus 130. Zum Vergleich: Vor einem Jahr stand die Kältesumme am 31. Januar nach anhaltender Winterwärme bei rekordverdächtigen minus 17. Der Winterverlauf kann Ende Januar aber auch richtig hart sein. So lag die Kältesumme Ende Januar 1963 schon bei minus 355, 1941 zumindest bei minus 293.

Mit dem Monatswechsel in den Februar kam der Wetterumschwung. Zum ersten Mal diesen Winter konnte sich der mildernde Westwind für mehrere Tage in Folge etablieren und führte laue aber auch sehr feuchte Luftmassen nach Mitteleuropa. Nach einer zweieinhalbmonatigen Trockenperiode fiel vom 30. Januar bis zum 1. Februar in Zürich innert kurzer Zeit so viel Niederschlag wie üblicherweise im ganzen Monat zu erwarten wäre. Die Temperaturen sprangen in die Höhe. In Zürich gab es Anfang Februar knapp 10, in Genf sogar 15 Grad. So kamen schon fast leise Frühlingsgefühle auf.

Ob sich der Winter von diesem Rückschlag nochmals erholen kann, muss sich zeigen. Was sich sagen lässt, ist, dass in den letzten vier Jahrzehnten massive Kältewellen aus unserem Winterklima fast verschwunden sind.

Kalter aber kein eisiger Januar

Blockiertes Winterwetter

Obwohl das Jahr 2016 global erneut das wärmste seit Messbeginn war, verläuft der diesjährige Winter in Europa äusserst hart. Europa wurde im Januar gleich von zwei Kältewellen heimgesucht. Mitverantwortlich sind blockierte Wetterlagen und möglicherweise die viel zu warme Arktis.

Die globale Erwärmung hat nach 2014 und 2015 auch im vergangenen Jahr 2016 ein Ausrufezeichen gesetzt. Nachdem bereits die beiden Vorjahre jeweils die global wärmsten Jahre seit Beginn der Aufzeichnungen waren, setzte 2016 abermals einen neuen Rekord. Dies geht aus drei unabhängigen Datensätzen der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA, der US-Klimabehörde NOAA und des britischen Klimadienstes MetOffice zusammen mit der Universität von East Anglia (UEA) hervor. Während die NASA mit Satelliten die Erdatmosphäre aus dem Weltall beobachtet und misst, aggregieren NOAA und die Datenreihe HadCRUT4 (MetOffice mit UEA) mit unzählige Messdaten von Bodenwetterstationen, Bojen, Schiffen, usw., um die durchschnittliche Temperatur der Land- und Ozeanoberflächen zu bestimmen. Trotz unterschiedlicher Herangehensweise kommen alle zum gleichen Schluss: 2016 war 1,1 Grad wärmer (gegenüber der Periode 1850-1990) und damit erneut das wärmste Jahr mindestens seit den 1850er Jahren. Am extremsten waren die Abweichungen in der Arktis rund um Spitzbergen, wo das vergangene Jahr rund 8 Grad wärmer war gegenüber der Referenzperiode 1981-2010! Zum Vergleich: in der Schweiz war 2016 „lediglich“ 0,7 Grad milder und gehörte trotzdem zu den zehn wärmsten Jahren seit 1864.

Blockiertes Strömungsmuster und Abweichung der Lufttemperatur gegenüber 1981-2010 vom 12.-18. Januar 2017. Kartenmaterial: www.karstenhaustein.com/climate

Extrem warme Arktis

Die grössten Temperaturüberschüsse in der Nordpolarregion zeigten sich vor allem zwischen Oktober und Dezember. Und auch im noch jungen neuen Jahr war die Arktis gebietsweise 20 Grad wärmer als üblicherweise in dieser Jahreszeit. Inmitten der Polarnacht steigen die Temperaturen zeitweise sogar über den Gefrierpunkt. Die Folgen: das Meereis dehnt sich viel weniger rasch aus und bedeckt deutlich geringere Flächen als normalerweise. Dies hat weitreichende Auswirkungen auf die Strömung auf der Nordhemisphäre. Möglicherweise zeigt der Jetstream, das Starkwindband in rund 10-15 km Höhe, kräftigere Ausschläge mit grossen Trögen bis weit in den Süden. Die warme, eisfreie Arktis wirkt wie eine Pumpe, welche die kalte Luft in die mittleren Breiten (Eurasien, Nordamerika) presst. Bleiben diese Ausschläge über längere Zeit bestehen, sprechen Meteorologen von einem „Blocking“. Dies führt zu extremen und langanhaltenden Wetteranomalien.

Extremer Winter

Ein solches Blocking erlebte die Schweiz mit dem anhaltenden Hochdruckwetter zwischen Ende November und Ende Dezember, als während 43 Tagen keine Niederschläge fielen und die Temperaturen in der Höhe rund 5 Grad übertemperiert waren. Mit dem Jahreswechsel kam der Wetterwechsel. Am 5. Januar steuerte ein umfangreiches Tiefdruckgebiet über Skandinavien aus Nordwesten feuchte und kalte Schneeluft nach Mitteleuropa. Es war der erste Polarluftausbruch des Winters. Die Winde drehten auf Nordosten und führten eisige Luft in die Schweiz. Nach einer klaren Nacht war es am Morgen des 7. Januars bitterkalt. Mit -14,6 Grad in Zürich-Witikon war es die kälteste Nacht seit 5 Jahren. In der Folge erwachte der Atlantik aus dem Winterschlaf, liess die Westwinde für einmal wehen und schickte eine Kostprobe nach Europa. Westlich der Bretagne entwickelte sich das Sturmtief Egon, welches am 12. Januar über Europa brauste. Egon brachte nur eine kurzfristige Milderung. Zu kleinräumig war das Sturmtief, um die Kaltluft nachhaltig aus dem Lande zu räumen. Das Sturmtief war ein Ausreisser und der Westwind versiegte wieder. Die Strömung war daraufhin erneut meridional und dadurch geprägt von grossen Trögen nach Süden und Rücken nach Norden. So erstaunte es nicht, dass ab dem 14. Januar aus Osten der zweite Kaltluftvorstoss erfolgte.

Hoch über Tief

Die zweite Kältewelle im Januar 2017, welche am 14. Januar einsetzte, war besonders langlebig. Erneut war ein Blocking verantwortlich für die Ausdauer. Genauer spezifiziert handelte es sich um ein „High-over-Low-Blocking“. Diese Art von Blocking entsteht, wenn sich ein Hochdruckgebiet (High) von den Britischen Inseln bis nach Russland erstreckt und gleichzeitig ein Tiefdruckgebiet (Low) über dem Mittelmeer zu liegen kommt. Zu erwarten wäre die umgekehrte Situation mit einem Hochdruckgebiet im Süden über dem Mittelmeerraum und Tiefdruckgebieten im Norden bei den Britischen Inseln. Im Januar 2017 lag die Schweiz während dem High-over-Low-Blocking am Rand des Hochs im Norden, so dass mit einer markanten Bisenströmung sehr kalte Luft zur Alpennordseite gelangte.

Eine geschlossene Schneedecke von Deuschland bis in die Türkei und von der Schweiz bis nach Finnland. Quelle: http://zoz.cbk.waw.pl/

Weitere Kältewellen?

Nach dem sehr kalten Januar 2017 drängt sich die Frage auf, wie es mit dem Winter weitergehen wird. Der Pfäffikersee ist bereits eisbedeckt. Bei einem erneuten Kaltluftvorstoss im Februar würde im Kanton Zürich auch der Greifensee überfrieren. Damit Ende Februar auch der Zürichsee zugefroren wäre, müssten die kommenden 30 Tage im Schnitt eisige minus 6 Grad kalt sein. Eine Zürichseegfrörni ist auch heuer unwahrscheinlich, jedoch in diesem Winter mit blockierten Wetterlagen nicht unmöglich. In eine ganz andere Richtung tendiert die US-Klimabehörde NOAA mit ihrer Monatsprognose für Europa. Für den Februar 2017 sagen sie flächendeckend teils deutlich überdurchschnittliche Temperaturen voraus. Vor dem Hintergrund der aktuell sehr ausgedehnten Schneebedeckung in Europa ist dieser Vorhersage jedoch skeptisch gegenüber zu stehen. Nichtsdestotrotz könnte das Aufleben der Westwinde mit milder Atlantikluft den zweiten Teil des Winters noch in ganz andere Bahnen lenken.

Blockiertes Winterwetter