Wettergefahren-Frühwarnung | Starkregen, Gewitter - USA - 07.03.-11.03.2016
Wettergefahren-Frühwarnung - Übersicht

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Dienstag, 15. März 2016, 20:30 MEZ


Starkregen, Gewitter
USA

07.03.-11.03.2016


7-Tages-Niederschlag bis 13.03., 12 UTC
Quelle: water.weather.gov

Anfang März 2016 stellte sich über Nordamerika eine außergewöhnliche Wetterlage ein. Ein vom Ostpazifik aus extrem weit nach Süden vorstoßender Trog und daraus hervorgehend ein abgeschnürtes Höhentief über Mexiko und Texas verlagerte sich nur langsam nordostwärts und führte feuchte Tropikluft in den Süden der USA. Im Zusammenhang mit großräumiger Hebung entstanden dort tagelang heftige Regenfälle und Gewitter. Im Norden des Bundesstaats Louisiana kamen bis zu 600 mm Regen vom Himmel. In Deweyville (TX) wurde ein Rekordpegel von über 11 Metern erreicht. Über 4.000 Menschen mussten evakuiert werden. Sechs Menschen kamen ums Leben, rund 6.000 Häuser nahmen großen Schaden.


Wetterlage und Entwicklung
500-hPa-Geopot.-Anomalie
© ESRL NOAA
Der pazifische "Storm Track" lenkt insbesondere in El-Niño-Jahren in kurzen Abständen starke Tiefdruckgebiete süd- und ostwärts in den Westen der USA. Die meist zonale Strömung dehnt sich weit nach Süden aus und bringt auch Südkalifornien - mit kurzen Pausen oder Ausnahmen - einen besonders nassen Winter. Während Dezember und Januar viel Niederschlag zumindest zwischen Washington und Nordkalifornien brachte, lag im Februar 2016 der Westen der USA fast durchgehend unter hohem Luftdruck und Geopotential. Als Grund dafür ist eine Dominanz von zu hohen Meeresoberflächentemperaturen und weit nach Norden verschobenen Hochdruckgebieten vor der Westküste Nordamerikas auszumachen. Die direkte Folge war sehr warmes und trockenes Wetter, das u.a. die Dürresituation in Kalifornien nach leichter Entspannung wieder verschärfte (siehe auch: hier).

Um den 5. März lenkte ein Jetstreak von rund 300 km/h (Windmaximum in der Höhenströmung) Tiefausläufer inklusive tropischer Feuchte auf einem Förderband vom Pazifik westlich Hawaii (Atmospheric River-Ereignis) in die Region, vorübergehend auch nach Südkalifornien. Der Höhentrog, der auf die Region übergriff, dehnte sich bis nach Mexiko aus. Das sich abschnürende Höhentief kam noch etwas weiter südwärts nach Zentralmexiko voran und verlagerte sich anschließend nur sehr langsam weiter nach Texas. Östlich der Trogstruktur schloss sich ein umfangreicher Höhenrücken an.
Während die zum Teil über 300 mm Niederschlag an der Westküste (südlich von Washington) die klimatische Wasserbilanz aufbesserten, entstand südöstlich der Great Plains eine extreme Regen- und Gewitterzone, die in den letzten Monaten häufiger von schweren Regenfällen heimgesucht wurde. In einem breiten Streifen zwischen Houston (TX) und Memphis (TN) kamen mehr als 250, rund um Monroe (LA) fast 600 mm Regen zusammen (siehe Niederschlagssummenkarte). Vier Tage Regen vom 8. bis 11. März reichten an dieser Station, um den nassesten Monat überhaupt in Monroe - Oktober 2009 mit 522 mm - mit einer Regenmenge von 525 mm zu überholen.

Zwischen der Tiefdruckrinne vom westlichen Golf von Mexiko nordwärts und dem Bermudahoch strömte sommerlich anmutende und sehr feuchte Luft aus der Karibikregion nordostwärts. Großräumige Hebung vorderseitig des Höhentrogs löste die gewittrigen Starkregenfälle aus. Am 7., 8. sowie 13. und 14. März vorderseitig eines neuen Kurzwellentrogs sorgten bei Gewittern entstandene EF1-Tornados z.B. in Ohio, Arkansas und Texas sowie lokal golfballgroßer Hagel für zusätzliche Schäden.
Im Bereich des Höhentiefs kam es in höheren Lagen Mexikos zu Schneefällen, über der Osthälfte der USA breitete sich eine enorme Warmanomalie (>14 K) nach Norden und Osten aus. Dabei wurden regional Rekorde für die höchsten Temperaturen so früh im Jahr aufgestellt: die frühesten Sommertage mit über 26°C z.B. in Albany (NY) und Newark (NJ). Städte, die erst vor wenigen Wochen mit Blizzard "Jonas" und der Kältewelle Mitte Februar zu tun hatten. Weitere Höchsttemperaturen (Tagesrekorde für 9.3.): Boston 23°C, New York 25°C, Philadelphia und Baltimore 27°C. Die Tiefsttemperaturen lagen häufig höher als die durchschnittlichen Höchsttemperaturen in einem März.
In New York bedeutete eine Tiefsttemperatur von 17°C am 10.3. die höchste je aufgezeichnete in einem astronomischen Winter. Das folgende Maximum von 26°C ließ die Tagesmitteltemperatur auf 21,5°C steigen - typisch für Ende Juni oder August und bisher nie später als 2. November oder früher als 28. März in den Aufzeichnungen zu finden.

500-hPa-Geopotential/Bodendruck und 850-hPa-Temperatur| Quellen: Wetter3.de
08.03.2016, 12 UTC 09.03.2016, 12 UTC 10.03.2016, 12 UTC 11.03.2016, 12 UTC
08.03.2016, 12 UTC 09.03.2016, 12 UTC 10.03.2016, 12 UTC 11.03.2016, 12 UTC


Rekordfluten in Louisiana und Texas

Die großen Regenmengen ließen beispielsweise den Pegel des Sabine River extrem ansteigen. Die Zuflüsse brachten so viel zusätzliches Wasser mit, dass selbst zwei große Reservoire überlaufen und ganze Kleinstädte überfluten. Landstraßen sowie die Interstate 10 an der Staatengrenze Texas-Louisiana wurden überflutet und waren unpassierbar. Am Abend des 14. März war ein Rekordpegel von über 11 Metern in Deweyville (TX) erreicht (zuvor 9,4 m im Juli 1989 und 10,4 m im Jahr 1884). Am 16. März wird ein Maximum von 11,4 Metern erwartet. Möglicherweise werden alle Häuser in Deweyville von den Fluten eingeschlossen. In über 20 Bezirken in Louisiana und Texas wurde der Notstand ausgerufen, Evakuierungen angeordnet und mit Booten sowie aus der Luft durchgeführt.

Niederschlagssummen v. 7.3. 11 UTC - 13.3. 01 UTC
Datenquelle: wpc.ncep.noaa.gov
Ort Nds.
Monroe, LA
Swartz
Barksdale
Mount Herman
Rayville
Bossier City
Hamburg, AR
Ponchatoula, LA
Greenville, MS
Eudora, AR
535 mm
483 mm
460 mm
406 mm
378 mm
366 mm
343 mm
338 mm
326 mm
325 mm

Niederschlagsradar und Satellitenbilder USA | Quellen: NCAR, GOES Project
08.03., 20:33 UTC 09.03., 13:02 UTC 09.03., 16:22 UTC 10.03., 13:00 UTC
08.03.2016, 20:00 UTC 09.03.2016, 20:00 UTC 10.03.2016, 20:00 UTC 11.03.2016, 20:00 UTC


Einordnung

In den stark von Hochwasser betroffenen Regionen handelt es sich um die schwersten Fluten, die nicht von einem Hurrikan ausgelöst oder verstärkt wurden. Ein durch die sehr große Amplitude sehr langsam nach Osten vorankommender Trog in der Höhenströmung lenkte tropische Luftmassen in die Südstaaten. Die Feuchtewerte (ausfällbares Wasser über 50 l/m² in Louisiana) stellten einen Rekord für den gesamten astronomischen Winter auf. Die Tagesregensumme von 276 mm am 9. März verdoppelte in Monroe fast den Rekord für den nassesten Märztag mit 143 mm. Die Wiederkehrzeit solcher Regensummen (500 mm in wenigen Tagen) in kurzer Zeit wird auf einmal in 200 Jahren geschätzt. Dennoch zeigten sich sogar weitere vergleichbare Regenereignisse erst im letzten Jahr.

Das Rekordregenereignis im März 2016 reiht sich in eine Serie extremer Regenereignisse im zurückliegenden 12-Monats-Zeitraum ein. Dieser gehört in Staaten wie Texas, Oklahoma, Louisiana, Arkansas und Missouri zu den nassesten seit Aufzeichnungsbeginn. Dallas-Fort Worth (TX) registrierte 1504 mm Niederschlag von 10.03.2015 - 09.03.2016, 586 mm mehr als im langjährigen Mittel (164%).

Weitere Beispiele:
Fort Smith (AR): 1852 mm (+703 mm; 161 %)
St. Louis (MO): 1553 mm (+485 mm; 145 %)
Wichita Falls (TX): 1181 mm (+447 mm; 161%)

Zu den weit verbreiteten Regen- und extremen Hochwasserereignissen gehörten:
- Rekordregen im Mai 2015
- Heftiger Regen im Juni 2015 durch Tropensturm Bill
- Oktober 2015: im Süden und Südosten im Zusammenhang mit Feuchte- und Energietransporten von (sich auflösenden) Hurrikanen (Joaquin, Patricia)
- Wintersturm rund um Weihnachten 2015

Analysen zeigten, wie extrem das beobachtete Höhentief über Mexiko war.
Im 500 hPa-Niveau sank die Temperatur auf -21°C (12 K unter dem Mittel), nördlich von Guadalajara kam es auf 2500 Metern Höhe zu Schneefall mit Blitz und Donner durch die große Instabilität (große Temperaturdifferenz zur Luftmasse in Bodennähe). Eine geschlossene 558-gpdm-Isohypse über Zentralmexiko wurde seit mindestens 1948 nicht analysiert (Mittel 582 gpdm). Normalisiert mit der Standardabweichung bedeutet das eine Abweichung von deutlich mehr als -5 Sigma.
Vergleicht man gemessene Werte mit der Gauß'schen Normalverteilung, findet man 68,3% der auftretenden Werte innerhalb einer positiven oder negativen Standardabweichung. 99,7% der Werte liegen innerhalb +3 oder -3 Sigma. Ein Wert außerhalb tritt nur noch in 1:370 Fällen auf. Durch die Exponentialfunktion in der Gleichung für die Normalverteilung nimmt die Wahrscheinlichkeit für Werte mit höheren Vielfachen von Sigma rasant ab, sodass sich unvorstellbar kleine Werte ergeben (5 Sigma: 1 aus 1,7 Millionen Ereignissen, 6 Sigma: 1 aus 500 Millionen Ereignissen). Verschiebt sich der Mittelwert stark auf eine Seite oder nimmt die Variabilität zu, wie durch die Klimaänderung, kommen andere Ereignisse in den Bereich des Möglichen, die zuvor rechnerisch bezogen auf die Klima-Normalperiode unerreichbar schienen (z.B. 45°C in Spanien im Mai 2015, extreme Kälte in Thailand im Januar 2016).
Ähnliche Abweichungen mit umgekehrtem Vorzeichen entstanden auch stromabwärts im Bereich des Höhenrückens. Bezogen auf die Standardabweichung ergibt sich etwa +3 Sigma, da die Variabilität bei diesem Parameter in den höheren Breiten stärker ist als in niedrigen. Die Forschung zeigt, dass die Amplituden der Wellen in der Höhenströmung zunehmen und damit auch die Wahrscheinlichkeit für extremere Wetterlagen.


Text: FB
13.-15. März 2016