Archiv der Kategorie: Allgemein

Hurrikansaison 2017 und Folgewinter

von

 

Hallo,

nachdem sich die Hurrikansaison 2017 langsam dem Ende nähert, kann jetzt eine Bilanz gezogen und ein Ausblick auf die nächsten Monate gewagt werden.

Eine Studie von Saunders untersucht den Zusammenhang von Hurrikanaktivität und der atmosphärischen Zirkulation im Folgewinter:

Saunders, M.: The predictive relationship between North Atlantic hurricane activity and upcoming European winter climate. UCL Department of Space and Climate Physics. 2015.

climate-projects

Danach gibt es den besten Zusammenhang unter neutralen ENSO – Bedingungen während der Sommermonate. Eine aktive Hurrikansaison ist danach mit tieferen Wintertemperaturen in Europa verbunden, mit einer negativen NAO und mit weniger Winterstürmen.

Das Jahr 2017 hatte / hat mit (bisher, d. h. 09.11.) 10 Hurrikans eine sehr aktive Saison. Ich setze nun die Bedingung mindestens 10 Hurrikans in der Saison und neutrale ENSO im Sommer (also „Oceanic Nino Index“, ONI, neutral, zwischen -0,4 und +0,4), so gibt es seit 1950 nur 4 Vergleichsjahre:

1969 mit 12 Hurrikans, ONI im Sommer 0,4

1995 mit 11 Hurrikans, ONI im Sommer -0,2

2005 mit 15 Hurrikans, ONI im Sommer -0,1

2012 mit 10 Hurrikans, ONI im Sommer 0,3

und jetzt 2017 mit (bisher) 10 Hurrikans, ONI im Sommer 0,1.

Ausgangssituation im November:

Bodendruckanomalie der Vergleichsjahre:

clBOvd6sFI

Zum Vergleich, die ersten 8 Tage des November 2017:

134

 

Das Grundmuster – Aleuten hoch – südlich Grönland hoch – Nordskandinavien tief – stimmt (bisher) recht gut überein.

Stratosphäre, Geopotentialanomalie 50hPa der 4 Vergleichsjahre:

vOenuU7upY

Auch hier zum Vergleich, die ersten 8 Tage des November 2017:

134

 

Ebenfalls bisher eine gute Übereinstimmung – Nordostkanada tief – Ostsibirien hoch.

Wie setzte sich die Entwicklung nun im Dezember fort?

Bodendruckanomalie der Vergleichsjahre im Dezember:

aSixbp48EM

Temperaturanomalie bezogen auf 1981 – 2010:

noNHDuowcw

Stratosphäre, Geopotentialanomalie 50hPa:

rSI1SCV357

 

Januar, Bodendruckanomalie der Vergleichsjahre:

pBEP4Yo_h9

Temperaturanomalie:

rVntXpS_GI

Stratosphäre, Geopotentialanomalie 50hpa:

Yem2NlK7ZN

 

Februar, Bodendruckanomalie der Vergleichsjahre:

_THrZjpNAs

Temperaturanomalie:

L56Z0fE0pS

Stratosphäre, Geopotentialanomalie 50hPa:

pN8zwj_mJD

Der März gehört zwar nicht mehr zum meteorologischen Winter, aber der Zusammenhang ist noch gut sichtbar.

Bodendruckanomalie der Vergleichsjahre:

gYwUg6jk6u

Temperaturanomalie:

_nGOzKXi7L

Stratosphäre, Geopotentialanomalie 50hPa:

Yxmn7zOOLt

Alle 4 Zeiträume Dezember bis März waren in Deutschland gegenüber 1961 – 90 zu kalt: 1969/70 um 2,8 K, 1995/96 um 2,5 K, 2005/06 um 1,2 K und 2012/13 um 0,7 K.

Sowohl AO als auch NAO waren in allen 4 Zeiträumen insgesamt negativ:

AO (jeweils Dezember / Januar / Februar / März / Durchschnitt):

1969/70: -1.9 / -2.4 / -1.3 / -2.1 / -1.9

1995/96: -2.1 / -1.2 / 0.2 / -1.5 / -1.2

2005/06: -2.1 / -0.2 / -1.6 / -1.6 / -1.4

2012/13: -1.7 / -0.6 / -1.0 / -3.2 / -1.6

NAO:

1969/70: -0.3 / -1.5 / 0.6 / -1.0 / -0.6

1995/96: -1.7 / -0.1 / -0.1 / -0.2 / -0.5

2005/06: -0.4 / 1.3 / -0.5 / -1.3 / -0.2

2012/13: 0.2 / 0.4 / -0.5 / -1.6 / -0.4

Gruß

KHB

Eurasische Schneebedeckung im Oktober und Folgewinter

von

Hallo,

in den letzten Jahren gab es immer wieder Diskussionen zu dieser Thematik, insbesondere seit einige wissenschaftliche Studien (insbesondere von Cohen) erschienen. In diesen Studien wird ausgeführt, dass eine ausgedehnte Schneebedeckung Eurasiens im Oktober zu einem kalten Winter in Europa führt und umgekehrt eine geringe Schneebedeckung zu einem milden Winter.

Da auch in diesem Oktober die Schneebedeckung Eurasiens eine überdurchschnittliche Fläche umfasst, stellt sich erneut die Frage, ob dies ein Hinweis auf den Winter sein könnte bzw. anders gefragt, gibt es tatsächlich Unterschiede in der nordhemisphärischen Zirkulation der Wintermonate nach diesen unterschiedlichen Oktobern.  Wenn es diese gibt, müssten sie eigentlich bei den Extremen am deutlichsten ausgeprägt sein.

In der 43. Kalenderwoche diesen Jahres (letzte Oktoberwoche) umfasste die Schneebedeckung Eurasiens eine Fläche von 17,01 Millionen km². Für eine 43. Woche bedeutet dies den 5. Platz seit 1966. Den 1. Platz belegt das Jahr 1976 mit 22,55 Millionen km², den 2. Platz 2014 mit 18,66 Millionen km², den 3. Platz 2012 mit 17,61 Millionen km² und den 4. Platz 1972 mit 17,25 Millionen km².

Die geringste Schneebedeckung in einer 43. Kalenderwoche hatte das Jahr 1988 mit 6,95 Millionen km², die 2.geringste das Jahr 1987 mit 7,48 km², die 3.geringste 1991 mit 8,87 Millionen km² und die 4.geringste 1992 mit 9,34 Millionen km².

Zuerst soll nun betrachtet werden, wie es zu dieser sehr unterschiedlichen Schneebedeckung kommen kann, immerhin ist diese im Jahre 1976 mehr als das Dreifache des Jahres 1988.

Geopotentialanomalie der Oktobermonate mit der höchsten Schneebedeckung in der 43. Woche in Eurasien:

0FDYaFBZ1S

Zum Vergleich der Oktober 2017 mit der 5.höchsten Schneebedeckung:

i7TiB1iHrX

Hohes Geopotential im Norden, tiefes im Süden, also im Bereich 45 bis 65°N. Erwartungsgemäß müsste sich bei den Oktobern mit geringster Schneebedeckung das umgekehrte Bild ergeben:

OW3zAwnRE8

Und in der Tat, die Verhältnisse sind genau umgekehrt.

Diese unterschiedliche bzw. gegensätzliche Ausgangsposition hinsichtlich Schneebedeckung und Zirkulation im Oktober, könnte ja eventuell zu unterschiedlicher Zirkulation im Winter führen. Ich stelle deshalb nun den 4 Jahren mit höchster Schneebedeckung die 4 Jahre mit geringster Schneebedeckung gegenüber, dabei verwende ich den Bodendruck, um die Unterschiede verständlicher zu gestalten und ergänze dies jeweils durch eine Karte zu den Temperaturunterschieden. Es ist zu beachten, dass die gezeigten Differenzen sich auf die Gegenüberstellung der beiden Extreme beziehen und nicht auf den Unterschied zum langjährigen Mittel. Ich möchte ja aufzeigen, ob es überhaupt Unterschiede gibt und wenn ja, wo sie auftreten.

Bodendruckanomalien der 4 Novembermonate nach größter Schneebedeckung im Oktober minus Bodendruckanomalien der 4 Novembermonate nach geringster Schneebedeckung im Oktober:

jJjkJn2jB3

In Novembern nach hoher Schneebedeckung im Oktober ist der Bodendruck im Norden Eurasiens sowie im europäischen Russland höher als in Novembern mit geringer Schneebedeckung im Oktober, der Bodendruck über den Britischen Inseln im Besonderen sowie über West – Mittel – Südwesteuropa im Allgemeinen ist tiefer, über dem mittleren Nordatlantik höher und vor der amerikanischen Ostküste tiefer, ebenso vor der amerikanischen Westküste und auch von Ostafrika über Indien, China bis Japan. Diese Konstellation begünstigt eine weitere Zunahme der Schneebedeckung in Sibirien / Asien.

Gegenüberstellung Temperatur:

kIhdh3CC0U

Nach Oktobern mit hoher Schneebedeckung sind die Temperaturen im Süden Sibiriens als auch im Norden Chinas tiefer als in Novembern nach Oktobern mit geringer Schneebedeckung, dies begünstigt eine weitere Ausbreitung der Schneebedeckung nach Süden. Die Temperaturen bei Spitzbergen dagegen sind um mehr als 10 K höher als in Novembern nach geringster Schneebedeckung im Oktober, höher sind sie auch in Mittel – und Osteuropa sowie im gesamten arktischen Bereich.

Dezember: Gegenüberstellung Bodendruck:

UtE92aHvV6

Das Bild ist recht klar strukturiert, höherer Bodendruck entlang der Nordküste Russlands, Schwerpunkt Nowaja Semlja (nach Oktobern mit höchster Schneebedeckung), ebenso Nordatlantik südlich Grönlands, tieferer Druck über den Britischen Inseln, West – und Mitteleuropa, südlich der Aleuten sowie über China und Japan. Die größten Unterschiede betreffen also die Britischen Inseln und Nowaja Semlja.

Gegenüberstellung Temperatur:

QNw6YVE6qY

Tiefere Temperaturen nahezu im gesamten Sibirien sowie in China nach Oktobern mit hoher Schneebedeckung, in Mitteleuropa zeigen sich keine nennenswerten Unterschiede, bei Spitzbergen sind die Temperaturen um etwa 12 K höher.

Januar: Gegenüberstellung Bodendruck:

dg1ZIJNksY

Der Schwerpunkt der Unterschiede ligt jetzt über Mitteleuropa, den Alpen und Norditalien sowie entlang der Nordküste Russlands.

Gegenüberstellung Temperatur:

oLqX7mPbP_

In Eurasien sowie im Osten der USA sind die Temperaturen in Januaren nach größter Schneebedeckung im Oktober niedriger als in Jahren mit geringster Schneebedeckung, höher sind sie im arktischen Bereich, insbesondere bei Spitzbergen mit 12 K Differenz.

Februar: Gegenüberstellung Bodendruck:

wdmgUB6VdZ

Auch im Februar zeigen sich die größten Unterschiede über Mitteleuropa, außerdem über Alaska, Nordwest – Kanada, über Grönland und entlang der Nordküste Russlands.

Gegenüberstellung Temperatur:

Yr_H4v79GE

Nun zeigt sich auch die Arktis in Februarmonaten nach höchster Schneebedeckung im Oktober kälter, auch im Osten der USA, Nord – und Mitteleuropa sowie erneut in Sibirien.

März: Gegenüberstellung Bodendruck:

C1Iqd4o4YD

Obwohl der März nicht mehr zum meteorologischen Winter gehört, setzt sich die Zirkulation der Vormonate fort, höherer Druck im Norden, tieferer im Süden nach Oktobermonaten mit höchster Schneebedeckung.

Gegenüberstellung Temperatur:

1Mw1EHBvXM

Die größten Temperaturunterschiede erkennt man jetzt entlang der Nordküste Alaskas, Kanadas und Russlands sowie über Grönland / Davisstraße. Über Mitteleuropa sind die Unterschiede gering.

Fazit: Zwischen den Extremen gibt es zweifellos Unterschiede in der winterlichen Zirkulation, die auch und gerade Mitteleuropa betreffen. Und man kann auch feststellen, dass die Temperaturen der Wintermonate und des März nach Oktobern mit höchster eurasischer Schneebedeckung Ende Oktober in Mitteleuropa tiefer liegen als in den Monaten nach geringster Schneebedeckung im Oktober. Dies sagt jedoch noch nichts über die Winterstrenge aus: Alle 4 Winter bzw. Zeiträume Dezember bis März nach Oktobern mit geringster Schneebedeckung im Oktober waren mild bis sehr mild, sozusagen erwartungsgemäß. Jedoch waren auch die 4 Winter nach höchster Schneebedeckung im Oktober mild bis durchschnittlich, lediglich, wenn man den März 2013 noch hinzunimmt, könnte man sagen, dass der Zeitraum Dezember 2012 bis März 2013 „kalt“ war. Aus diesem Grund lässt sich für die Temperaturen Mitteleuropas in den nächsten Monaten wenig ableiten, vielleicht dieses, es wird mit hoher Wahrscheinlichkeit kälter sein als im Durchschnitt der Winter 1987/88, 1988/89, 1991/92 und 1992/93.

Gruß

KHB

 

Hyperaktive Hurrikansaison und nordhemisphärische Zirkulation der Folgemonate

von

Hallo,

im Anschluss an meinen Beitrag „Accumulated Cyclone Energy………….“ möchte ich mich jetzt auf die Jahre mit starker Hurrikansaison konzentrieren, bei ACE >150 Einheiten auch „hyperaktiv“ genannt. Die Saison 2017 ist ja noch nicht zu Ende und bis zum heutigen Tag (8. Oktober) beträgt die ACE 208,0 Einheiten. Damit gehört die Saison 2017 auf jeden Fall zu den „Top Ten“ seit 1851.

Die 20 aktivsten Hurrikanjahre seit 1880 (>150 ACE Einheiten) waren: 1886, 1887, 1893, 1906, 1916, 1926, 1933, 1950, 1955, 1961, 1964, 1969, 1995, 1996, 1998, 1999, 2003, 2004, 2005, 2010.

Wie unterscheidet sich der Zeitraum September bis März des Folgejahres vom Durchschnitt 1981 – 2010?

Beginnend im September, der noch mitten in der Hurrikansaison liegt, Anomalie des Bodendrucks:

jtVXQPxxSm

Nördlich von 80°N deutet sich eine leichte positive Druckabweichung an, im tropischen und subtropischen Bereich überwiegend eine leicht negative. Zum Vergleich der September 2017, der ja auch in diese Kategorie gehört:

eH7NnG0rZl

Nicht identisch, aber große Ähnlichkeit.

Stratosphäre, Geopotentialanomalie 50hpa:

Y_UaJBuIa2

Zum Vergleich September 2017:

njm0ccwKnx

Im arktischen und subarktischen Bereich ebenfalls positive Geopotentialanomalie, im tropischen und subtropischen durchschnittlich bis leicht negativ.

Oktober, Bodendruckanomalie:

r9upAbEZNB

Zum Vergleich, die ersten 7 Tage des Oktober 2017:

134

 

Stratosphäre:

ND555Oqqof

Stratosphäre 01. – 07. 10. 2017

134

 

Im arktischen Bereich hoher Bodendruck, in der Stratosphäre hohes Geopotential.

 

 

November, Bodendruckanomalie:

NHIXaQPLkg

Positive Anomalie nördlich von 80°N, bei den Aleuten, Grönland – Island, Ostsibirien, negative Abweichung im südlichen Teil des Nordatlantik, über Europa, Schwerpunkt Frankreich.

Stratosphäre:

uxNEkZRaRL

Klare Struktur, positiv Arktis und Subarktis, negativ Tropen und Subtropen.

Dezember, Bodendruckanomalie:

BQrHvGp1TP

Im Wesentlichen Fortsetzung der Novembersituation.

Stratosphäre:

dME1Tg530y

Auch hier Kontinuität.

Januar, Bodendruckanomalie:

oEyBJYxJIS

Nördlich von 40 – 45°N positive Druckabweichung, südlich davon negative, die größte über Südwesteuropa und dem westlichen Mittelmeer.

Stratosphäre:

yL16pJ74kx

Positive Abweichung über der Arktis und Subarktis, besonders über Nordskandinavien – Spitzbergen und Ostsibirien, negative besonders über Kanada.

Februar, Bodendruckanomalie:

BHncFvs_fY

Hier fällt insbesondere der hohe Druck über dem Nordatlantik auf sowie die rege Tiefdrucktätigkeit über Nordkanada, außerdem negative Druckabweichung südlich von 30°N, insbesondere über Afrika.

Stratosphäre:

pEMjm4dHKA

Der stratosphärische Polarwirbel ist in 2 Teile gespalten, ein Teil befindet sich über Kanada und ein Teil über Russland, dazwischen erstreckt sich eine Zone höheren Geopotentials von Südgrönland bis Nordsibirien, außerdem befindet sich hohes Geopotential im pazifischen Bereich westlich der Aleuten.

März, Bodendruck:

kh6Ti04ohj

Negative NAO, positive Druckabweichung Südgrönland – Island, negative von Neufundland ostwärts über den Atlantik bis Mitteleuropa, ebenfalls negativ Afrika. Die Abweichungen über dem Atlantik sind die größten der gesamten Nordhemisphäre.

Stratosphäre:

mBwh1TCdpM

Auch hier sind 2 Teile des Polarwirbels erkennbar, ein Teil über Nordostkanada und ein Teil über Nordsibirien, über Grönland und Skandinavien sowie über Osteuropa befindet sich höheres Geopotential, ebenso bei den Aleuten.

Insgesamt erscheint der stratosphärische Polarwirbel geschwächt, dies und die positive Druckabweichung über Arktis und Subarktis schwächt die Zonalzirkulation und bietet Raum für verstärkte Meridionalzirkulation. Dies deckt sich auch mit den Ergebnissen in meinem Beitrag „Accumulated Cyclone Energy………..“ .

Gruß

KHB

 

 

 

„Accumulated Cyclone Energy“ und nordhemisphärische Zirkulation der Folgemonate

von

Hallo,

hier möchte ich einen weiteren Aspekt des Zusammenhangs zwischen Hurrikanaktivität und Zirkulation der Folgemonate zur Sprache bringen.

Die „Accumulated Cyclone Energy“ (ACE) ist ein von der NOAA benutztes Maß, um die Aktivität der Atlantischen Hurrikansaison auszudrücken. Benutzt wird die geschätzte Energie, die ein Sturmsystem während seiner Aktivität umsetzt.

Die ACE einer Saison ist die Summe aller ACEs der einzelnen Stürme und beinhaltet Anzahl, Stärke und Dauer aller Tropischen Wirbelstürme der Saison.

Die ACE wird berechnet als Summe der Quadrate der geschätzten Maximalgeschwindigkeit jedes aktiven tropischen Sturmes in 6stündigen Intervallen. Die Zahlen werden wegen Handhabung durch 10.000 geteilt. Die Einheit der ACE ist 10^4 kn² und zur Benutzung als Index wird diese Einheit verwendet.

Um deren Einfluss auf die Folgewitterung der Nordhemisphäre zu betrachten, stelle ich den Jahren mit größter Aktivität die Jahre geringster Aktivität gegenüber. Ich verwende dabei einerseits die Jahre mit Einheiten >180 (das ist etwa das doppelte des Durchschnitts) und andererseits die Jahre <35 (das ist weniger als die Hälfte des Durchschnitts).

Den höchsten Wert seit 1950 hat die Saison 2005 mit 250 Einheiten, an 2. Stelle 1950 mit 243, an 3. Stelle 1995 mit 228, danach 2004 mit 225, gefolgt von 1961 mit 205, 1955 mit 199 und 1998 mit 182.

Den geringsten Wert hat die Saison 1983 mit 17 Einheiten, 1977 mit 25, 1972 mit 28, 1982 mit 29, 1994 mit 32, 1987 und 1991 mit jeweils 34.

Zum Vergleich: Die Hurrikansaison 2017 ist ja noch nicht vorbei, der jetzige Stand (7. Oktober) beläuft sich auf 205,9 Einheiten.

Jahre mit hoher Aktivität minus Jahre mit geringer Aktivität, beginnend September, Bodendruck:

nATnsjtcJL

Oktober:

PhIbIkH3e6

November:

T9Ye1qaRdZ

Dezember:

DPZDPgmsXp

Januar:

7YQt6LAGd2

Februar:

diyE7j5ZBs

März:

EJzCU4P018

Generell kann gesagt werden, dass eine aktive Hurrikansaison in den Folgemonaten, beginnend im September / Oktober und verstärkt ab November zu höherem Druck im arktischen Bereich, insbesondere im Raum Grönland – Island – Skandinavien – Nowaja Semlja und zu tiefem im tropischen und subtropischen Bereich führt. Eine schwache Hurrikansaison generiert entgegegengesetzte Verhältnisse – im Allgemeinen.

Gruß

KHB

 

„Altweibersommerregel“ von Baur und Winter

von

Hallo,

obwohl der September noch nicht zu Ende ist, kann man heute schon sagen, dass die Bedingungen der Baur – Regel dieses Jahr erneut gegeben sind.

Die Regel lautet: „Wenn im letzten Septemberdrittel der mittlere Luftdruck in Berlin und Moskau über dem Regelwert, in Moskau um mehr als 2 hPa darüber liegt und wenn in Moskau auch der mittlere Luftdruck des ganzen September höher als normal ist, dann kann mit hoher Wahrscheinlichkeit in Mitteleuropa ein milder Winter erwartet werden.“

Seit 1880 waren die Voraussetzungen 25 mal vorhanden und kein Folgewinter wurde zu kalt. Allerdings stimmt diese Aussage nur, wenn man berücksichtigt, dass Baur sich dabei auf den Temperaturdurchschnitt von 1760 – 1970 bezog, den sogenannten Baurschen Werten. Mitteleuropa wird dabei repräsentiert durch 4 Orte (mit langer Temperaturreihe) De Bilt, Potsdam, Basel und Wien. Und man sollte beachten, dass in den Jahren, in denen die Bedingungen nicht gegeben sind, der Winter trotzdem zu mild werden kann, es gibt also keine „Umkehrung“ der Regel.

Daraus folgt, dass  natürlich Winter vorkommen können, die nach einem anderen Temperaturmittel (z. B. 1981 – 2010) zu kalt sind. Der kälteste Winter, der unter diesen Bedingungen auftrat, war 2005/06, er hatte in Deutschland einen Temperaturdurchschnitt von -0,7°C, war also sowohl gegenüber 1961 – 90 und natürlich auch gegenüber 1981 – 2010 zu kalt. Gegenüber den Baurschen Werten betrug die Abweichung jedoch 0,0 K.

Welche Bedeutung hat diese Regel nun unter veränderten Klimabedingungen heute noch? Ich denke, sie schließt einen kälteren Winter als 2005/06 aus, anscheinend war dieser Winter die kälteste Variante unter den gegebenen Umständen, das heißt wiederum, ein 1995/96 oder ein 1986/87 oder ein 2009/10 wird es im kommenden Winter nicht geben.

Im Folgenden zähle ich die Jahre auf, in denen die Voraussetzungen der Regel erfüllt waren. Außerdem nenne ich den Temperaturdurchschnitt „in Deutschland“ (°C)und die Abweichung zum Durchschnitt des jeweiligen Jahrzehnts (K), zu welchem der betreffende Winter gehört. Auf diese Weise ist ersichtlich, wie sich ein Winter mit diesen Voraussetzungen von den umgebenden Wintern abhebt, in denen diese Voraussetzungen „nicht“ erfüllt waren.

1880/81: -0,5  +0,1

1881/82: 1,0  +1,6

1884/85: 0,7  +1,3

1901/02: 0,9  +0,9

1902703: 0,8  +0,8

1904/05: 0,7  +0,7

1909/10: 2,0  +2,0

1912/13: 1,5 +0,5

1913/14: 0,7  -0,3

1920/21: 2,1  +1,8

1926/27: 1,1  +0,8

1929/30: 1,9  +1,6

1937/38: 0,7  +0,9

1938/39: 0,8  +1,0

1947/48: 1,7  +2,1

1949/50: 1,7  +2,1

1960/61: 1,6  +2,3

1971/72: 1,1  +0,2

1989/90: 3,6  +3,1

1992/93: 1,0  -0,2

2000/01: 2,1  +1,0

2003/04: 1,4  +0,3

2005/06: -0,7  -1,8

2008/09: -0,2  -1,3

2015/16: 3,6  +2,1

Betrachtet man die Abweichungen, stellt man fest, dass es im Zeitraum 1880/81 bis 1971/72 nur 1mal (1913/14) eine negative Abweichung zu den umgebenden Jahren gab. Die durchschnittliche Abweichung betrug 1,13 K. Im Zuge der allgemeinen Erwärmung seit 1987 scheint es jedoch so zu sein, dass die Unterschiede verschwimmen, immerhin haben seither von den 7 Folgewintern 3 eine negative Abweichung (zur Umgebung). So beträgt die durchschnittliche Abweichung betreffender Jahre in diesem Zeitraum nur 0,46 K. Man könnte also folgern, dass die Regel ihre Bedeutung verliert, dass andere Vorgänge die Grundlagen dieser Regel überlagern. Aber ich denke, eine Information bleibt, ein Absinken unter das Temperaturmittel von 2005/06 ist ausgeschlossen. Doch auch dann existiert eine Temperaturspanne zwischen -0,7°C und +3,6°C, also von 4,3 K (nach oben offen, nach unten nicht).

Insofern ist es auch schwierig, einen gemeinsamen Nenner für diese Jahre zu finden, zumal ich nur die Jahre nach 1987 heranziehen möchte (jetzige Klimaphase).

Der Dezember:

THOEoefDhl

Der Januar:

ckkySE0qbp

Der Februar:

wxajq_BSPW

Gruß

KHB

 

Hurricane Aktivität und Folgewinter

von

Hallo,

unter bestimmten Voraussetzungen gibt es einen nachweisbaren Effekt der Hurricane Aktivität im Nordatlantik und der Zirkulation im Folgewinter.

Dazu: Prof. Mark Saunders: The predictive relationship between North Atlantic hurricane activity and the upcoming European winter climate. UCL Department of Space and Climate Physics. 2017.

climate-projects

Zunächst die allgemeine Beziehung (Korrelation) Hurricane Aktivität (Juli – September) und Temperatur im Folgewinter:

91

 

Es gibt eine schwache Beziehung, negative Korrelation, also hohe Hurricane Aktivität niedrige Wintertemperatur in Mitteleuropa und geringe Aktivität hohe Temperatur.

Beziehung (Korrelation) Hurricane Aktivität und Bodendruck:

91

 

Auch hier gibt es eine schwache Beziehung, hohe Hurricane Aktivität niedriger Luftdruck im Bereich tropischer Nordatlantik, Afrika, Mittelmeer, westlicher Pazifik und hoher Luftdruck über dem Nordatlantik, Skandinavien, Russland, bei geringer Aktivität umgekehrt.

Die Voraussetzungen von Saunders in oben genannter Studie habe ich etwas verändert, um eine größere Anzahl von Vergleichsjahren zu erhalten.

Ich stelle die Bedingung, hohe Hurricane Aktivität bedeutet mindestens 8 Hurricane (nur Hurricane) in der gesamten Saison (Spitzenwert ist 2005 mit 15 Hurricanes, 2. Platz 1969 mit 12, 3. Platz 1950 und 1995 mit jeweils 11, 2017 hat bis zum heutigen Datum 6). Außerdem erweitere ich die Voraussetzng „neutrale ENSO im Sommer“ leicht und setze als Grenze den Wert + – 0,6, zum Vergleich der Sommer 2017 hatte eine neutrale ENSO mit -0,1.

Seit 1950 erfüllen 14 Jahre diese Bedingungen.

Temperaturabweichungen dieser Winter zu 1981 – 2010:

vi6YBcznVQ

Man erkennt die negative Temperaturabweichung über West – Mittel – und Osteuropa und gleichzeitig die positive über Südgrönland / Davisstraße einerseits und Südosteuropa / Naher Osten andererseits.

Bodendruckabweichung dieser Winter:

IXsZq_M0qZ

Die größte negative Druckabweichung der gesamten Nordhemisphäre befindet sich über dem Mittelmeer und dem Alpenraum, die größte positive Anomalie umfasst Nordrussland, das Nordmeer und Südgrönland.

Wie die Beispiele 2000/01 und 2001/02 zeigen, kann im Einzelfall eine relativ hohe Hurricane Aktivität (2000 hatte 8 und 2001 hatte 9 Hurricanes) trotzdem einen milden Winter in Mitteleuropa hervorbringen. Der Temperaturdurchschnitt dieser 14 Winter liegt jedoch insgesamt um 0,36 K unter dem Mittel 1961 – 90 und um 1,06 K unter dem Mittel 1981 – 2010.

Gruß

KHB

Berechnung der Winter – AO

von

Hallo,

in meinem Beitrag „Berechnung der Winter – NAO“ habe ich meine Vorgehensweise beschrieben.

Höchste Korrelationen von Bodendruck / Geopot, SSTs und Temperatur der Vormonate (bis Oktober) zur AO der Wintermonate (Dezember – März), 1987 bis 2016:

a: Geopot 100hPa August – November 16 Monate zuvor, 42.5 – 37.5°S 32.5 – 42.5°E

b: Geopot 70hPa Juli – Oktober 17 Monate zuvor 42.5 – 32.5°S 35 – 57.5°E

c: SST Juni – September 18 Monate zuvor 15 – 17.5°N 90 – 92.5°E

d: SST Mai – August 19 Monate zuvor 45 – 42.5°S 65 – 72.5°E

e: Temperatur 850hPa Juli – Oktober 30 – 25°S 35 – 20°W

f: Temperatur 200hPa März – Juni 22.5 – 30°N 10°W – 5°E

Die durchschnittliche  AO (Dezember bis März) 1987/88 bis 2016/17 beträgt für den Einzelmonat 0,145.

Die Formel lautet (mal = multipliziert mit):

AO = a mal 2,095 + b mal 1,638 + c mal 15,2 + d mal 11,702 + e mal 7,532 + f mal 9,746

a – f: jeweils Differenz zwischen Höchst – und Tiefstwert, bei positiver Korrelation (a, b, c, d, f) Differenz zum Tiefstwert und bei negativer Korrelation Differenz zum Höchstwert (e), je höher der Index, desto höher der AO – Wert.

Die Multiplikatoren ergeben sich aus dem Verhältnis von AO – Höchst – und Tiefstwert zum Verhältnis der Höchst – und Tiefstwerte von a, b, c, d, e, f.

Für die Prognose der AO für den Winter 2017/18 fehlt noch 1 Wert (e).

Der Korrelationskoeffizient für den Zeitraum 1987/88 – 2016/17 beträgt 0.8775.

MAE: 0,3858

RMSE: 0,4547

Gruß

KHB

 

Berechnung der Winter – NAO

von

Hallo,

angeregt durch diese Studie:

Wang / Ting / Kushner: A robust empirical seasonal prediction of winter NAO and surface climate. Nature. Scientific Reports. March 2017.

nature.com

habe ich mit meinen bescheidenen Mitteln versucht, nach der geschilderten Grundidee ein Prognosesystem für die Winter – NAO zu entwickeln. Als Zeitraum wähle ich 1987/88 bis 2016/17 und ich definiere den Winter in diesem Fall als Dezember bis März.

Zuerst bestimme ich die besten Bezüge aus Geopotential / Bodendruck, SSTs und Temperatur, jeweils beste positive und negative Korrelation zur Winter NAO (also 6 Datenreihen). Ich verwende Vormonate bis einschließlich Oktober, um dann Anfang November die Prognose für den Winter abgeben zu können (analog zur oben genannten Studie).

Ich gehe davon aus, dass sich die NAO – Entwicklung in den Vormonaten anbahnt und schließlich manifestiert, sichtbar in unterschiedlichen Regionen und Zeiträumen sowie unterschiedlichen Höhen der Atmosphäre. Wäre dies nicht so, wäre alles nur Zufall oder reines Chaos, ließe sich die NAO überhaupt nicht prognostizieren. Nachfolgende Angaben verstehe ich nicht unbedingt als Ursachen (vielleicht zum Teil auch), sondern vielmehr als Symptome, als Anzeichen.

a: Bodendruck April – Juli 32.5 – 35°N 85 – 90°E

b: SST Oktober – Januar (14 Monate zuvor) 37.5 – 32.5°S 5 – 10°W

c: Temperatur 100hPa April – Juli 70 – 80°N 25 – 50°W

d: Geopotential 1000hPa Mai – August 45 – 37.5°S 50 – 65°E

e: SST Juni – September 55 – 60°N 17.5 – 25°W

f: Temperatur 850hPa Juni – September 2,5 – 5°S 150 – 155°E

Die durchschnittliche NAO (Dezember bis März) 1987/88 bis 2016/17 beträgt für den Einzelmonat 0,448.

Die Formel lautet dann (mal = multipliziert mit):

NAO = a mal 2,775 + b mal 8,603 + c mal 3,135 + d mal 0,185 + e mal 5,425 + f mal 9,801

a – f: jeweils Differenz zwischen Höchst – und Tiefstwert, bei positiver Korrelation (a – c) Differenz zum Tiefstwert und bei negativer Korrelation (d – f) Differenz zum Höchstwert, je höher der Index, desto höher der NAO – Wert.

Die Multiplikatoren ergebenn sich aus dem Verhältnis von NAO – Höchst – und Tiefstwert zu den Höchst – und Tiefstwerten von a, b, c, d, e,

Für den Winter 2017/18 liegen noch nicht alle Werte vor (nur 3 von 6).

Der Korrelationskoeffizient zwischen der auf diese Weise berechneten NAO und der realen NAO (Dezember bis März, 1987/88 bis 2016/17, also 30 Winter) beträgt 0.9021.

MAE: 0.8340

Dabei ist zu beachten, dass sich dieser Wert auf 4 Monate bezieht, auf einen Monat also 0,2085.

RMSE: 1,1498

Gruß

KHB

 

 

 

 

Solarer Zyklus und Winter

von

Hallo,

dies ist ein heikles Thema, Altmeister Baur hat sich schon intensiv damit befasst und es gibt eine Menge wissenschaftlicher Literatur dazu, zum Beispiel diese Studie:

Gray / Scaife / Mitchell / Osprey / Ineson / Hardiman / Butchart / Knight / Sutton / Kodera: A lagged response to the 11 year solar cycle in observed winter Atlantic / European weather patterns. Journal of Geophysical Research. December 2013.

Solarer Zyklus https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/2013JD020062

Ein zentraler Satz: „Our analysis reveals an emerging signal that resembles a positive NAO response following solar maxima with a lag of approximately 3 – 4 years.“

Da im Februar 2014 das letzte solare Maximum stattfand, lag der Winter 2013/14 in der Zyklusphase 0 (lag 0), der Winter 2014/15 im ersten Jahr nach Maximum (lag 1), 2015/16 im zweiten Jahr nach Maximum (lag 2), 2016/17 im dritten Jahr nach Maximum (lag 3) und der Winter 2017/18 wird im vierten Jahr nach Maximum liegen (lag 4) – und sollte demnach eine positive NAO haben.

Ich überprüfe die letzten 11 solaren Zyklen (20. Jahrhundert), beginnend mit 1893 – 1907. Die vierten Winter nach Maximum waren folgende: 1897/98, 1910/11, 1921/22, 1933/34, 1942/43, 1951/52, 1961/62, 1972/73, 1983/84, 1994/95, 2004/05.

Und in der Tat, alle 11 Winter haben eine positive NAO.

https://www.esrl.noaa.gov/psd/gcos_wgsp/Timeseries/Data/nao.dat

Dies zeigt sich auch deutlich in den Bodendruckanomalien:

Dezember dieser Jahre:

DMYwIbpHAO

Januar:

jUczFfGOqD

Februar:

znKineR9xp

Alle drei Wintermonate zeichnen sich durch tiefen Druck im isländischen Bereich und hohen Druck bei den Azoren aus. Für Mitteleuropa ist dabei eine allmähliche Veränderung der Strömungskomponente von SW (Dezember) über W (Januar) zu NW (Februar) erkennbar.

Der März gehört zwar nicht mehr zum meteorologischen Winter, aber die Entwicklung vom Februar zum März ist doch sehr interessant:

7sFTjnPhVq

Hier findet nun eine Umkehrung statt, hoher Druck bei Island und im gesamten arktischen Bereich, tiefer Druck bei den Azoren, West – und Mitteleuropa, also negative NAO. Von den 11 Märzmonaten haben 7 eine negative NAO, 4 eine positive, davon 2 nahe 0 (neutral) und 2 bei +1.

Ein Temperaturvergleich ist schwierig, da sich auf Grund von Klimaveränderungen in diesen 107 Jahren die Durchschnitte verändert haben. So beziehe ich die Durchschnittstemperatur der Winter bzw. der Märzmonate zunächst auf das betreffende Jahrzehnt, sozusagen auf die unmittelbare Umgebung (um eventuell ein „Signal“ zu erhalten).

Nach dieser Betrachtungsweise waren in Deutschland 4 Winter zu kalt, 5 zu mild und 2 im Durchschnitt, die Abweichungen betrugen maximal +2,0 K (1897/98 und 1942/43) bzw. -1,4 K (1921/22).

Nimmt man 1961 – 1990 als Vergleichszeitraum, waren 9 Winter zu mild und 2 zu kalt (1921/22 und 1933/34).

Bezogen auf das jeweilige Jahrzehnt, waren 6 Märzmonate zu kalt, 2 zu mild und 3 im Durchschnitt, die maximale Abweichung betrug +2,0 K (1943) und -2,5 K (1962). Im Vergleich zu 1961 – 1990 waren 5 Märzmonate zu kalt, 4 zu mild und 2 im Durchschnitt.

Fazit und Ausblick: Ist der solare Einfluss über die NAO im atlantisch / europäischen Raum so dominierend wie es den Anschein hat, müsste folglich der Winter 2017/18 eine positive NAO besitzen, möglicherweise alle 3 Monate, mindestens aber 2, während im März eine negative NAO wahrscheinlich ist. Wir werden sehen.

Gruß

KHB

 

Autokorrelation der Wintertemperaturen Mitteleuropas

von

Hallo,

ist nicht gerade aktuell, aber bis Dezember wird sich an den statistischen Zusammenhängen auch nichts mehr ändern. Dies ist einerseits eine Spielerei, andererseits sind auf jeden Fall „Kalt – und Mildwinterblöcke“ (aufgelöst in Monaten) zu sehen (schön fürs Auge), über deren Existenz oder Nichtexistenz oft diskutiert wurde und wird (ich glaube, sowohl Pro als auch Contra haben zum Teil recht, man sieht „Blöcke“, aber mit sehr niedrigen Korrelationskoeffizienten). Eine wirkliche Prognose lässt sich auf diesen Beziehungen wohl nicht aufbauen, trotzdem habe ich mal eine Umsetzung in Zirkulation (Bodendruck – und Temperaturanomalien) durchgeführt.

Mitteleuropa ist hier definiert als 47.5 – 55°N 5 – 15°E und ich habe die 850hPa Temperatur verwendet (Flächenmittel).

Autokorrelation der Temperaturen im Dezember (Mitteleuropa):

Dezember Autokor Temp ME

 

Ich ziehe nur Jahre mit mindestens 0.10 bzw. -0.10 bzw. -0.15 heran (was wenig genug ist, eigentlich nur eine symbolische Größe, aber jeweils die „Spitzenwerte“).

Der Dezember ist danach positiv korreliert mit dem Dezember des Vorjahrs, vor 2, 15, 29, 32, 41 und 43 Jahren. Negativ korreliert ist der Dezember mit dem Dezember vor 16, 22, 23, 25, 37 und 46 Jahren.

Wenn dies nun für den Dezember 2017 umgesetzt wird, ergibt sich folgendes Bild für die Bodendruckanomalie (ich unterstelle bestimmte Rhythmen des Bodendrucks auf der NH, die sich gegenseitig verstärken, abschwächen, neutralisieren):

Die Jahre mit Negativkorrelation werden mit Minus – Zeichen versehen, also wenn zum Beispiel der Dezember vor 16 Jahren negativ korreliert ist, dann heißt dies, wenn damals die Temperaturabweichung positiv war, ist sie jetzt negativ und wenn sie damals negativ war, ist sie jetzt positiv. Dies habe ich dann auch für die Bodendruckanomalien übernommen.

Bodendruckanomalien:

5ZoQFKMnSK

Temperaturanomalien:

YyLbFOOH85

Januar:

Januar Autokor Temp ME

 

Der Januar ist positiv korreliert mit dem Januar vor 1 Jahr, vor 2, 9, 16, 18, 19, 24 und 25 Jahren, negativ korreliert mit dem Januar vor 11, 12, 21, 29, 30 und 36 Jahren

Bodendruckanomalien:

fAhFoRi7Sx

Temperaturanomalien:

_ju2VR6cRL

Februar:

Februar Autokor Temp ME

 

Der Februar ist positiv korreliert mit dem Februar vor 8, 13, 16 und 18 Jahren, negativ mit dem Februar vor 4, 11, 12, 20, 33, 37, 46 und 52 Jahren.

Bodendruckanomalien:

 

Me0Sbb3Gng

 

Temperaturanomalien:

CEfcbhNz0I

Wie gesagt, dies ist keine Prognose. Trotzdem werde ich im März diese Zusammenhänge überprüfen.

Gruß

KHB