Kalter März war kein Zufall

Der Winter gab sich im März noch nicht geschlagen. Nachdem der Februar in Zürich fast drei Grad zu kalt war, blieb auch der dritte Monat des Jahres rund anderthalb Grad unter den Erwartungen. Was im Februar seinen Anfang nahm, setzte sich im März fort. So präsentierte sich der März mehrheitlich grau und winterlich kalt. Auch die Ursache für den zweiten zu kalten Monat in Folge ist die selbe und ist in der Stratosphäre über dem Nordpol zu finden.

Kaum Anzeichen von Frühling: kein einziges Mal stiegen die Temperaturen im März 2018 in Zürich über 15 Grad.

Märzwinter

Der März startete eisig kalt. Es war der Abschluss der für ihr spätes Auftreten recht intensiven Kältewelle, welche im letzten Februardrittel einsetzte. In den ersten zwei Nächten des Märzes sackte das Thermometer daher immer noch bis auf -9 Grad ab und auch tagsüber blieb es mit -3 bis 0 Grad sehr kalt. Die Kälte klang in den folgenden Tagen dann doch recht zügig ab und die Temperaturen lagen in der Folge bis Mitte Monat im jahreszeitüblichen Bereich. So wurden am Nachmittag Temperaturen um 10 Grad gemessen und in den Nächten Werte zwischen null und fünf Grad. Der Frühling schien langsam Einzug zu halten, doch die polare Kaltluft blieb in Lauerstellung und prompt wurde Mitteleuropa Mitte März von der zweiten Kältewelle des Winters heimgesucht. Aufgrund der fortgeschrittenen Jahreszeit war sie bedeutend weniger kalt, aber für die zweite Märzhälfte doch eindrücklich. Erst am 25. März kehrten die Temperaturen wieder in den für März normalen Bereich zurück.

Auch die zweite Kältewelle war zwar ähnlich wie die erste Ende Februar ausgeprägt, aber im langjährigen Vergleich weder sonderlich intensiv noch langanhaltend. In den letzten 30 Jahren gab es in den Jahren 1996, 2006 und 2013 intensivere März-Kältewellen. Und davor zwischen 1984 und 1987 traten März-Kältewellen sogar jedes Jahr auf. In den 20er-, 30er- und 40er-Jahren des 20. Jahrhunderts gehörten Kältewellen im März zur Tagesordnung. In fast jedem zweiten Jahr erlebte Mitteleuropa eine intensivere Kältewelle als in diesem Jahr. Mit insgesamt 13 Frostnächten geniesst der März 2018 in Zürich deshalb auch keine Sonderstellung. Noch bis in die späten 80er-Jahre wurden im März jeweils 15 Frosttage erwartet. In den letzten 30 Jahren korrigierte sich dieser Wert sprungartig nach unten. So werden heutzutage noch 9 Frosttage im März erwartet. Eistage, also Tage an denen das Thermometer ganztags unter dem Gefrierpunkt verharrt, waren im März aufgrund der bereits starken Sonneneinstrahlung schon immer recht selten. Im diesjährigen März wurden drei solche Eistage in Zürich registriert. In nur wenigen Jahren gab es in einem März mehr Eistage. Einen extremen März erlebte die Schweiz im Jahr 1971. Der März war so eisig, dass an acht Tagen Dauerfrost herrschte. Durchwegs frostig war der März im Jahr 1865. Mit einer durchschnittlichen Temperatur von -1,2 Grad ist er bis heute der kälteste März in der über 150-jährigen Zürcher Messreihe.

Das Frühjahr 2018 ist in Zürich weiterhin sehr trüb. Die Sonnenuhr zählte Ende März erst 200 Sonnenstunden. Vor einem Jahr waren es 75 Prozent mehr. Letztmals trüber startete das Jahr in Zürich im Jahr 2013.

 

Zusammenbruch des Polarwirbels

Die beiden Kältewellen und die anhaltend trübe und kalte Witterung im Februar und März sind Folgen eines speziellen Phänomens, welches sich im Laufe des diesjährigen Februars über dem Nordpol ereignete. Durch die ständige Zufuhr sehr milder und feuchter Luftmassen in Richtung Nordpol und deren vertikaler Ausdehnung ergab sich eine „plötzliche“ Stratosphärenerwärmung. Gewöhnlich dreht sich im Winter über der Arktis in einer Höhe von 30 bis 50 Kilometern ein riesiger Kaltluftwirbel, welcher in der darunter liegenden Troposphäre, unserer Wetterschicht, die milden Westwinde anfacht. Durch die Stratosphärenerwärmung zerfiel der Kaltluftwirbel, auch als Polarwirbel bekannt, in zwei kleinere Wirbel. Die Erwärmung der Stratosphäre über der Arktis war sehr kräftig. Am 4. Februar herrschte 30 Kilometer über dem Nordpol noch eine Temperatur von minus 70 Grad. Am 14. Februar wurden schon minus 30 Grad erreicht. Bricht der Polarwirbel zusammen, beginnt der Jetstream stärker zu mäandrieren. Die Westwinde erlahmen und in der Folge kann kalte Luft aus Sibirien nach Mitteleuropa vordringen. Wie nach Rezept geschah dies Ende Februar.

Die Relevanz dieses Phänomens über dem Nordpol zeigt sich auch eindrücklich in früheren Jahren. Nach dem Zusammenbruch des Polarwirbels im Januar 2013 folgten zwei intensive Kältewellen im Februar und eine weitere ausgeprägte Kaltphase im März. Der März 2013 war entsprechend noch kälter als in diesem Jahr. Der Februar 2012 war der eisigste der letzten drei Dekaden. Zuvor ereignete sich im Januar 2012 eine Stratosphärenerwärmung mit anschliessender Schwächung des Polarwirbels. Ähnliches ereignete sich im Januar 2010 und auch damals wurde Mitteleuropa im Februar und März von eisigen Kältewellen heimgesucht. Auch in den Jahren 2004 und 2006 folgten Kältewellen im März auf eine Stratosphärenerwärmung im vorhergehenden Januar.

 

Der entzweite Polarwirbel konnte sich nicht wieder regenerieren und ermöglichte so auch die zweite Kältewelle im März. Mit der immer kräftigeren Sonneneinstrahlung und dem Ende der Polarnacht über dem Nordpol neutralisiert sich der Polarwirbel jeweils Anfang April und wechselt in den Sommermodus. Die Gefahr, dass er auch das Aprilwetter 2018 beeinflusst, ist also gering.

Kalter März war kein Zufall

Startschuss für den phänologischen Frühlingsanfang

Der Frühling bringt häufig den letzten Schnee im Flachland. Das Hauptinteresse liegt aber beim Aufblühen der Vegetation: gehört der Frühling 2015 zu den Frühaufstehern?

 

Kein Märzwinter

Mit dem Februar wird Winter assoziiert, mit dem März aber bereits Frühling. Auch wenn der meteorologische Winter mit dem Februar zu Ende geht, sind winterliche Verhältnisse vor allem in der ersten Märzhälfte selbst im Flachland fester Bestandteil des Schweizer Klimas, wie MeteoSchweiz schildert. Unter dem Witterungsregelfall „Märzwinter“ wird eine Häufung von Neuschneetagen mit entsprechend kalter Witterung um den 6. März herum beschrieben. Während die Häufigkeit von Neuschneefällen Ende Februar erstmals abnimmt, ist Anfang März selbst in den letzten Jahrzehnten nochmals mit einer Zunahme von Neuschneefällen zu rechnen. In jedem zweiten bis dritten Jahr gibt es nochmals eine winterliche Episode mit Schnee und Kälte auf dem Zürichberg. Allgemein nimmt die Häufigkeit von Neuschneefällen nach dem Märzwinter dann aber rasch ab. Das heisst aber nicht, dass nach diesem Datum kein Schnee mehr fallen kann. Sogar der launische April bringt selten noch wenig Schnee. In Zürich liegt der mittlere Termin des letzten Schnees in der Periode seit 1931 sogar am 6. April. In 30% der Jahre fiel der letzte Schnee sogar um den 15. April.  Allerdings verschwindet dieser in der starken Frühlingssonne dann jeweils rasch. In diesem Jahr blieb Zürich vom Märzwinter verschont. Der Frühlingsdurchbruch mit viel Sonne und sehr milden Temperaturen liess nicht lange auf sich warten. Ein Winterrückfall wird von Tag zu Tag unwahrscheinlicher.

 

Starker Pollenflug

Die Entwicklung der Vegetation ist im Frühling massgeblich von der Witterung – insbesondere von der Lufttemperatur abhängig. So erstaunt es nicht, dass die Hasel und Erle in Zürich bereits an den sehr milden Tagen um den 13. Januar aufblühten und somit die Vegetationsperiode 2015 sowie die heurige Pollensaison eröffneten. Wie aus Pollenmessungen von MeteoSchweiz hervorgeht, ging der Pollenflug mit der winterlich kalten Witterung Ende Januar und im Februar nochmals deutlich zurück. Erst mit dem Temperaturanstieg Ende Februar und vor allem Anfang März setzten die Sträucher und Bäume wieder deutlich mehr Pollen frei. Während das erste Aufblühen Mitte Januar in Zürich rund zwei bis drei Wochen früher als im langjährigen Durchschnitt beobachtet werden konnte, so ist der starke Pollenflug Anfang März als durchaus normal einzuschätzen. Nachdem nun der Startschuss für die Vegetationsentwicklung gefallen ist, folgt gegen Mitte März häufig die Blüte der Esche und Anfang April der Birke und Hagebuche. Diese Arten können bei überdurchschnittlich milder Witterung aber durchaus bereits in der zweiten Märzhälfte aufblühen. Buche und Eiche folgen dann planmässig im letzten Aprildrittel auf dem Zürichberg, bevor im Mai dann die Gräser ihre sehr allergenen Pollen freisetzen. Während die meisten Sträucher und Bäume zuerst aufblühen und anschliessend oder fast gleichzeitig ihre Blätter entfalten, so machen es die Edelkastanien genau umgekehrt. Ihre Blattentfalltung ist meistens im März oder April, bei sehr milder Witterung auch deutlich früher. Ihre prächtigen, weissen bis roten Blüten präsentieren sie aber erst im Frühsommer, meistens im Juni.

Gemessen an der Grünlandtemperatursumme war der Frühling 2015 ein Frühaufsteher. Der Vorsprung wurde durch den kalten Februar aber wieder zunichtegemacht. Aktuell ist der Frühling 2015 in Zürich (dicke grüne Linie) verglichen mit dem langjährigen Mittel 1901-2014 (grüne Fläche zeigt die Streuung: Interquartilsabstand) sogar leicht in Verzug.
Gemessen an der Grünlandtemperatursumme war der Frühling 2015 ein Frühaufsteher. Der Vorsprung wurde durch den kalten Februar aber wieder zunichtegemacht. Aktuell ist der Frühling 2015 in Zürich (dicke grüne Linie) verglichen mit dem langjährigen Mittel 1901-2014 (grüne Fläche zeigt die Streuung: Interquartilsabstand) sogar leicht im Verzug.

Starkes Symbol

Für Allergiker ist das Aufblühen der Pflanzen gleichbedeutend mit dem Aufleuchten der Alarmglocken ihres Immunsystems. Die Schönheit des Frühlings können sie vor allem bei nicht-allergenen Pflanzen geniessen. Das grösste Schauspiel präsentieren indes auch jene Bäume, welche kaum Allergien auslösen. So ist die Blüte der Obstbäume das eigentliche Symbolbild des Schweizer Frühlings. Als Erster blüht Ende März und im April der Kirschbaum, gefolgt von Birnen- und Apfelbäumen, welche häufig Mitte April und im Mai blühen. Das frühlingshafte Schauspiel entzückt nicht nur die Gemüter, sondern ist auch ein sehr guter Indikator für die Auswirkungen des globalen Temperaturanstiegs. Als Folge der Temperaturzunahme in der Schweiz entwickelt sich die Vegetation im Frühling und Sommer heutzutage deutlich früher als vor einigen Jahrzehnten. Auch die Pollensaison beginnt tendenziell immer früher. Um fassbare Aussagen zu treffen sind deshalb langjährige Beobachtungsreihen äusserst wertvoll. Zwei solche Messreihen werden von der MeteoSchweiz gepflegt. Seit 1808 wird der Zeitpunkt des Blattausbruchs der Rosskastanie in Genf registriert, seit 1894 die Kirschblüte in Liestal. Obwohl der Blattausbruch der Rosskastanie von Genf von Jahr zu Jahr sehr stark variiert, ist seit 1900 ein deutlicher Trend zu früheren Eintrittsterminen ersichtlich. Eine Rolle spielt dabei die globale Erwärmung. Jedoch sind auch andere Veränderungen im Zeitverlauf, vor allem die städtische Entwicklung nicht zu vernachlässigen. Im Jahr 1816 öffneten sich die ersten Knospen erst am 23. April, am frühesten wurde dieses Ereignis im 2002 am 29. Dezember beobachtet. Beim wilden Kirschbaum am Waldrand bei Liestal ist ab 1990 ein Trend zu früheren Eintrittsterminen festzustellen. Die Variationsbreite dieser phänologischen Beobachtung ist deutlich kleiner als beim Blattausbruch der Rosskastanie in Genf.

Werden im Frühling 2015 nach dem sehr frühen Aufblühen der Hasel und der Erle auch die anstehenden phänologischen Phasen frühzeitig einsetzen? Die Grünlandtemperatursumme ist ein guter Indikator für den Fortschritt des Frühlings. Dabei werden ab Jahresbeginn alle positiven Tagesmittel aufsummiert. Im Januar wird mit dem Faktor 0,5 multipliziert, im Februar mit dem Faktor 0,75, und ab März geht dann der „volle“ Tageswert in die Summe ein. Wird im Frühjahr die Summe von 200 überschritten, ist der nachhaltige Vegetationsbeginn erreicht. Hintergrund ist die Stickstoffaufnahme und -verarbeitung des Bodens, welcher von dieser Temperatursumme abhängig ist. Mitte März 2015 lag die Grünlandtemperatursumme auf dem Zürichberg bei rund 110. Im Vergleich zum langjährigen Mittel befindet sich der Frühling zurzeit sogar leicht im Rückstand. In sehr milden Frühlingen stand Zürich zu dieser Zeit schon kurz vor dem Frühlingsdurchbruch in der Vegetation. In diesem Jahr scheint ein durchschnittlicher Zeitpunkt wahrscheinlich – dies dürfte dann Ende März der Fall sein.

Startschuss für den phänologischen Frühlingsanfang

Sieben wissenswerte Fakten zum Frühling

Die Vögel zwitschern. Die Sonne scheint von Tag zu Tag länger und stärker. Krokusse und Schneeglöckchen setzen bunte Farbtupfer in die braunen, kahlen Wiesen. Die ersten Störche  kehren aus ihrem Winterquartier Spanien zurück in die Schweiz. Die Zeichen sind eindeutig. Der Frühling steht vor der Tür. Meteorologisch beginnt der Frühling am 1. März und endet am 31. Mai. Sieben wissenswerten Fakten sollten sie über die anstehende Jahreszeit wissen.

1. Phänologischer Frühling

Im Frühling erwacht die Vegetation aus dem Winterschlaf. Mit dem Blühbeginn des Hasels beginnt der phänologische Frühling. Aufgrund des aussergewöhnlich milden Winters war dies heuer auf dem Zürichberg bereits am 13. Januar der Fall. Rund 3 Wochen früher als im langjährigen Mittel. Auch der Saisonstart der Erle hatte dieses Jahr einen zeitlichen Vorsprung. Um den phänologischen Frühling als Gesamtheit zu charakterisieren, werden von rund 80 Stationen des phänologischen Messnetzes von MeteoSchweiz zehn Phasen von neun Pflanzenarten beobachtet. So sind exemplarisch der Nadelaustrieb der Lärche oder die Blattentfaltung der Buche sowie die Blüte des Löwenzahns wichtig.

2. Schnee im Frühling?

Obwohl es scheint, dass der Winter vorbei ist, kann es auch im Frühling zu Schneefällen kommen. Im langjährigen Durchschnitt 1981-2010 treten in Zürich im März drei Tage mit Schneefällen auf. Im April ist es dann nur noch einer. Betrachtet man die Periode zwischen 1931 und dem letzten Jahr, so lag der mittlere Termin des letzten Schneefalls am 6. April. In jedem dritten Jahr fällt der letzte Schnee aber vor dem 25. März. Erstaunlicherweise konnte der letzte Schneefall aber auch in jedem dritten Jahr nach dem 15. April beobachtet werden. So auch im vergangenen Jahr, als es am 20. April zum letzten Mal schneite.

3. Märzwinter

Winterliche Verhältnisse in der ersten Märzhälfte sind selbst im Flachland ein fester Bestandteil des Schweizer Klimas, wie MeteoSchweiz schreibt. Aus Schneedaten für Zürich seit 1931 geht hervor, dass die durchschnittliche Schneehöhe gegen Ende Februar erwartungsgemäss geringer wird, bevor sie aber zwischen dem 5.-8. März aufgrund von neuen Schneefällen wieder sprunghaft ansteigt. Danach sackt die durchschnittliche Schneehöhe in Zürich rasant ab. Der Märzwinter kann deshalb zu den sogenannten Singularitäten gezählt werden. Eine Singularität ist ein Witterungsregelfall, der sich durch eine signifikante Abweichung des erwarteten Wetterablaufes auszeichnet. So gehört auch das Weihnachtstauwetter zu den Singularitäten.

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Die mittleren Schneehöhen 1931-2013 von Zürich zeigen den typischen Märzwinter Anfang Monat (linke Grafik). Die durchschnittliche tägliche Sonnenscheindauer zeigt, dass es anfang April häufig trüb ist (rechte Grafik). Datenquelle: ECA&D

4. Trüber Aprilanfang

Ein weiterer Witterungsregelfall ist anfangs April zu erkennen. In dieser Zeit sinken die langjährigen Tageshöchstwerte nach einem kontinuierlichen Steigerungslauf entgegen den Erwartungen wieder. So liegen die Höchstwerte Anfang April rund ein Grad tiefer, als noch Ende März. Ein Blick in die Wetterdaten zeigt, dass in dieser Periode auch die Sonne weniger lange scheint und es deutlich höhere Niederschlagssignale gibt, als in den Tagen davor und danach. Ein trüber Start in den April ist also der Regelfall.

5. Die Eisheiligen

Die Eisheiligen sind wohl der bekannteste Witterungsregelfall. Zu Unrecht, denn eigentlich sind die Eisheiligen klimatologisch nicht zu beweisen. Die Eisheiligen prophezeien einen Kälterückfall zwischen dem 11.-15. Mai. Jedoch ist ein solcher Kälterückfall in den Wetterdaten nicht auszumachen. Kälterückfälle kommen im Mai zwar immer wieder vor, jedoch sind diese gleichmässig über den Monat verteilt und treten jedes Jahr zu einem anderen Zeitpunkt auf. Häufig wurde es in der Zeit der eigentlichen Eisheiligen in den letzten Jahren sogar ungewöhnlich heiss, so dass sogar die Rede von den „Schweissheiligen“ war. Im Mai gibt es im langjährigen Durchschnitt drei Sommertage mit Höchsttemperaturen über 25 Grad. Diese treten aber häufiger Ende Monat auf.

6. Wärmere Frühlinge

Im Laufe der 1980er-Jahre erfolgte ein Temperatursprung zu deutlich höheren saisonalen Temperaturen. So haben sich die Frühlinge in Zürich in den letzten 50 Jahren um anderthalb Grad erwärmt! Nach einer langen Reihe übertemperierter Frühlinge wurde letztes Jahr der erste unterkühlte Frühling seit 25 Jahren beobachtet. Mit durchschnittlich 7,4 Grad war der Frühling in Zürich um 1,7 Grad kälter als der Referenzwert der Jahre 1981-2010.

7. Milder Frühling 2014?

Doch wie wird der anstehende Frühling? Erleben wir eine Rückkehr zu den warmen Frühlingen oder wiederholt sich die Geschichte des Vorjahres? Ein Jahr ohne Frühling wie im letzten Jahr scheint unwahrscheinlich. Aktuelle Berechnungen vom britischen Wetterdienst MetOffice und vom International Research Institute for Climate and Society zeigen eine Tendenz zu überdurchschnittlichen Temperaturverhältnissen im Frühling 2014. Jedoch gibt es auch Hinweise, dass der Frühling feuchter als normal werden könnte.

Von den letzten Schneefällen im März bis zu den ersten Sommertagen im Mai: Der Frühling bringt den Übergang vom Winter in den Sommer. Dieser Übergang ist aber nicht stetig sondern vielmehr ein Auf und Ab. Das wertvolle an der bevorstehenden Jahreszeit ist aber das Aufwachen und Erblühen der Vegetation in der wärmenden Frühlingssonne.

Sieben wissenswerte Fakten zum Frühling