Analyse der Randfaktoren: Wann kommt der Winter und wann kommt Schnee?

Es sind noch rund 3,5 Wochen bis Weihnachten und schon jetzt bekommen wir viel mehr Zuschriften mit der Frage nach weiße Weihnachten als das in den letzten 5 Jahren der Fall war. Vermutlich liegt das an dem frühwinterlichen Geplänkel der vergangenen Tage oder der Sehnsucht nach einem klischeehaften Weihnachtsfest. Einerlei - Fakt ist, dass die Zirkulationsmechanismen gestört sind. Seit 2012 auffällig, seit 2018 spürbar für jedermann und seit 2023 mit der Anhäufung von rekordwarmen Meeren, rekordartigem Rückgang der arktischen Meereisflächen und der überproportionalen Ausbildung von Störimpulsen.

Die Anzahl der Störimpulse nimmt zu

Definiert sind Störimpulse als Ereignisse, welche eine sich im Aufbau befindliche stabile Wetterlage stören und letztlich sogar unterbinden können. Das hat man in den Frühlings- und Sommermonaten häufiger feststellen können. Auffällig im Moment aber ist, dass der Polarwirbel sehr spät mit seiner Stabilisierung dran ist. Normalerweise dreht er bereits Mitte November im stabilen Zustand seine Runden, doch der Störimpuls, der das verhindert hatte, war das wetteraktive Hoch über Grönland, welches letztlich das frühwinterliche Geplänkel über Deutschland möglich machte.

Auffällig aber ist auch, dass sich seit 2018 Westwetterlagen kaum mehr durchsetzen und das neue normal meridionale Wetterlagen sind. Meridional bedeutet, dass das Strömungsmuster entweder von Nord nach Süd oder von Süd nach Nord verläuft. Ende November hatten wir eine von Nord nach Süd verlaufende Strömung und sie zeigt, wie wichtig solche Parameter für die Bestimmung der Großwetterlagen sind. Denn dieses Muster war bereits Anfang November zu erkennen (vielleicht erinnert sich der eine oder andere noch daran) - kurzum, der Frühwinter ließ sich durch Rahmenbedingungen frühzeitig feststellen.

Zustand des Polarwirbels

In der obenstehenden Abbildung sieht man den wetterwirksamen Teil des Polarwirbels. Das ist ein absolut stabiler Zustand. Störungen sind schwach ausgebildet und das System erhält sich durch seine Rotationsbewegung erst einmal selbst. Nachhaltig stabil ist dieser Zustand aber noch nicht, das muss abgewartet werden und eine Schlüsselentwicklung zeichnet sich um den 6. Dezember (Nikolaus) ab.

Die Stabilisierungsphase

Wer bei uns schon eine Weile zu Gast ist, der weiß, dass die Vorhersage-Modelle aufgrund des Hop-oder-Top-Prinzips im Moment hin und her schwanken. Das ist in der Meteorologie etwas völlig Normales und passiert immer dann, wenn eine größere Umwälzung oder Umstrukturierung bevorsteht. Im aktuellen Fall ist das die Stabilisierungsphase des Polarwirbels. Gelingt die Stabilisierung, so ist bis Mitte Dezember mit einer deutlich zu warmen Wetterentwicklung zu rechnen, die mit dem Winter nicht mehr viel gemeinsam hat.

Gelingt die Stabilisierung jedoch nicht, kommen die meridionalen - und in Abwandlung auch die Nordwestwetterlagen - ins Spiel. Um nur ein Beispiel für die momentanen Unsicherheiten in den Prognose-Modellen zu benennen: Gestern noch berechneten die Vorhersage-Modelle bis in die zweite Dezember-Dekade hinein frühlingshafte Temperaturen. Davon ist heute nicht mehr viel übrig.

Und diese Korrektur war zu erwarten, da die Prognose-Modelle im Vergleich zu den Kontrollläufen die mit Abstand zu wärmsten Varianten berechneten. Aber auch das, was jetzt folgt, ist mit einem hohen Maß an Skepsis zu bewerten.

Die erneut massive Schwächung des Polarwirbels

Die obenstehenden Wetterkarten zeigen den Zustand des Polarwirbels zum 1. Dezember. Die nachfolgenden Wetterkarten zeigen den Zustand des Wirbels einmal in der Berechnung des europäischen, des amerikanischen und dem Mittelwert aller Kontrollläufe zum 7. Dezember - also exakt in dem Zeitraum, wo sich auch die Schlüsselszene abspielen wird.

Störimpulse triggern

Und ja, jetzt kommen die Störimpulse ins Spiel - wir erinnern uns: Auffällig seit 2023 stören diese Impulse ein System, welches sich gerade in der Stabilisierungsphase befindet. Da es sich um den oben dargestellten Zeitraum noch um die erweiterte Kurzfristprognose handelt, ist es ein wahrscheinliches Entwicklungsszenario. Winterwetter hat das über Deutschland jedoch noch nicht zur Folge, das kann später erfolgen, ist aber kein Muss, sondern ein Kann. Die Grundlagen für winterliche Wetterverhältnisse werden jedoch mit einem instabilen Polarwirbel und einer erhöhten Wellenbewegung entlang der Polarfront stark verbessert - besser jedenfalls als bei einer reaktiven Westwetterlage.

So kann es mit dem Winter was werden

Die Wetterprognose des amerikanischen Wettermodells lässt zum 11. Dezember ein Hoch auf dem Atlantik aufsteigen und blockiert die Frontalzone. Das Strömungsmuster meridionalisiert und mit einer auf Nord drehenden Großwetterlage strömen kalte Luftmassen polaren Ursprungs nach Deutschland, Österreich und die Schweiz aus. Erreichen die Temperaturen am 11. Dezember +4 bis +8 Grad, so werden für den 15. Dezember Tageshöchstwerte von -5 bis +4 Grad simuliert.

Verbreitet herrscht Dauerfrost vor, lediglich über Teilen von Niedersachsen, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern verbleiben die Temperaturen - aufgrund der warmen See - im positiven Bereich. Komplettiert wird der Durchbruch des Winters mit kräftigem Schneefall und teils stürmischen Winden und eisigen Nächten. Also ja, so geht Winterwetter.

Wie das Hop-oder-Top-Prinzip wirkt, zeigt sich im Wettertrend des europäischen Wettermodells. Das Blockadehoch kann sich nicht aufbauen. Der Grund ist ein erneuter Versuch, den Polarwirbel zu stabilisieren, was zwischen Grönland, Island und Mitteleuropa einen mächtigen Tiefdruckwirbel hervorbringt, auf dessen Vorderseite Deutschland, Österreich und die Schweiz liegen. Die Temperaturen erreichen zum 15. Dezember Tageshöchstwerte von +6 bis +12 Grad und sind damit weit von einer winterlichen Witterung entfernt.

Zusammenfassung Wetterprognose der Vorhersagemodelle

• Polarwirbel destabilisiert sich zum 6. Dezember
• Nachfolgend ist zwischen Frühling und Winterwetter alles möglich
• Turbulenzen nehmen zu
• Solange nicht klar ist, ob sich der Polarwirbel stabilisieren wird, sind die Prognosen der Vorhersage-Modelle mit einem gesunden Maß an Skepsis zu bewerten

Analyse der Randfaktoren

Das breite Entwicklungsspektrum der Vorhersage-Modelle hilft natürlich nicht weiter, wenn man wissen will, wie das Wetter wird. Geeigneter sind die Kontrollläufe und diese schwingen sich im Moment auf einen positiven Verlauf der Temperaturen ein, die ab dem 9. Dezember eine Anomalie von +2 Grad erreichen können. Tendenziell ist also mit einer für die Jahreszeit zu warmen Entwicklung zu rechnen. Und ja, bildeten die Amerikaner gestern noch die mit Abstand wärmste Wetterentwicklung ab, so ist es heute die kälteste Variante. Das lassen wir einmal so stehen.

NAO-Index

Der NAO-Index (Verhältnis Azorenhoch zu Islandtief) ist im Moment noch immer negativ, hat jedoch Anfang Dezember einen zunächst neutralen und nachfolgend einen leicht positiven Entwicklungstrend. Interessant ist aber die Spreizung ab dem 6. Dezember. Das stützt die Schlüsselszene an Nikolaus.

Clusteranalyse

Die Clusteranalyse gibt Aufschluss darüber, welche Großwetterlage sich einstellen wird. Im Gegensatz zur letzten Sonntagsanalyse mit rund 18 möglichen Varianten gibt es aktuell nur noch 6 Szenarien. Rund 67 Prozent entfallen auf einen negativen NAO-Index, bei dem ein Hoch im Bereich zwischen Grönland und Island erneut wetteraktiv werden kann.

Knapp 17 Prozent entfallen auf ein Blocking über Europa und 16 Prozent auf einen positiven NAO-Index. Das ist im Moment ein starkes Signal für eine weitere Schwächung des Polarwirbels, die mehr oder minder auch für den 7. Dezember angedeutet wird. Das verstärkt natürlich die Unsicherheiten.

Zusammenfassung Randfaktoren

• NAO-Index hat einen neutralen bis positiven Entwicklungstrend, was für eine Südwest- oder Nordwestwetterlage spricht
• Clusteranalyse stützt diesen Trend nicht – 67 Prozent zeigen einen negativen NAO-Index
• Ein Hoch zwischen Grönland, Island und dem europäischen Nordmeer hat eine höhere Relevanz
• Zusammen mit einem Cluster von 17 Prozent mit einem Blocking über Mitteleuropa haben die gestörten Zirkulationsmuster eine Wahrscheinlichkeit von 84 Prozent

Analyse Zustand des Polarwirbels

Die Mehrheit der Cluster spricht sich also für einen anhaltend gestörten Polarwirbel aus. Der AO-Index (vereinfacht der Zustand des Polarwirbels) hat in seinem Mittelwert eine bis Mitte Dezember neutrale Ausrichtung. Flankiert wird der Mittelwert jedoch von deutlich positiven als auch negativen Ausschlägen. Der Mittelwert ist also nicht zu gebrauchen, da er die Norm zwischen den beiden Extremen abbildet. Anders formuliert spiegelt sich das Hop-oder-Top-Prinzip auch hier wider.

Bewertet man den Polarwirbel in Stratosphärenhöhe, so haben die Winde aktuell ihren Nullpunkt erreicht und wehen mit +0 bis +4 km/h nur noch sehr schwach von West nach Ost. Nachfolgend geht es jedoch sprunghaft nach oben und die Winde drehen sich zum 3. Dezember mit +54 km/h und am 10. Dezember mit rund +105 km/h von West nach Ost. Eine massive Schwächung findet im Moment zwar statt, doch erwartungsgemäß stabilisiert sich der Polarwirbel in der Stratosphärenhöhe. Dennoch - eigentlich sollte sich der Wirbel in der Vorweihnachtszeit mit Winden von +130 bis +160 km/h um die eigene Achse drehen. Die Schwächung des Gesamtsystems Polarwirbel ist unverkennbar.

Minor-Warming vor Weihnachten

Bei der Abschwächung der Winde auf nahe 0 km/h handelt es sich nicht um ein Major-Warming. Dafür reicht die Temperaturdifferenz von nur 50 bis 60 Grad nicht aus (es gibt aber noch eine ganze Reihe anderer Faktoren). Der wärmste Teil hat im Moment -24 Grad, der kälteste -80 Grad. Klarer ist ein Major-Warming, wenn die Werte nahe an oder deutlich im positiven Bereich liegen. In den kommenden Tagen stabilisiert sich der Stratosphärenwirbel, bleibt in der Vorweihnachtszeit weiterhin anfällig für weitere Minor-Warmings, welche für das Wetter in den unteren Schichten jedoch überhaupt keine Relevanz haben.

Ist eine Wettervorhersage mit dem Polarwirbel überhaupt möglich?

Wir wissen nicht warum, aber wir haben in den vergangenen Tagen vermehrt E-Mails mit dieser Frage bekommen. Lässt sich mit dem Zustand des Polarwirbels in der Stratosphäre eine Wettervorhersage machen? Die klare Antwort hierauf ist ein klares NEIN!

Der Polarwirbel ist in drei Schichten aufgebaut: der Troposphäre, der unteren Stratosphäre sowie der mittleren und oberen Stratosphäre. Läuft alles rund, wie das normalerweise der Fall ist, sind diese Schichten entkoppelt. Anders formuliert ist die Kopplung von oben nach unten schwach bis diffus. Erst mit einer massive Störung des Stratosphärenwirbels - beispielsweise durch einen QBO-Ost, ein Major- oder gar Final-Warming - verschiebt sich die Kopplung regimeartig. Bricht der obere Wirbel zusammen, so bricht die Kopplungssperre auf und der Zusammenbruch wirkt sich etwas zeitversetzt auf die unteren Schichten des Polarwirbels aus.

Es ist also unsinnig, das Wetter mithilfe der Grundströmungen in der Stratosphäre vorherzusagen. Das funktioniert in keinem der Zustände, sie sagen lediglich etwas über die Stabilität aus, und ja, ein QBO-Ost oder ein Major-Warming erhöhen die Chancen auf Blocking, negativen NAO- und AO-Index und somit auch für Kältewellen über Mitteleuropa. Das aber ist ein Kann und kein Muss.

Und nochmals in aller Deutlichkeit: wir sprechen über Wahrscheinlichkeiten und Regime, nicht über am 15. kommt Schnee in München. Also funktioniert das auf keiner Ebene. Man kann den Zustand des Polarwirbels in der Stratosphäre nur als einen von mehreren klimatologischen und dynamischen Randfaktoren nutzen, um Wahrscheinlichkeiten für Zirkulationsregime und damit Tendenzen im Winterwetter abzuschätzen - nicht mehr, nicht weniger.

Zusammenfassung Analyse Zustand des Polarwirbels

• Stratosphärenwirbel zunächst sehr schwach
• Winde aktuell knapp bei 0 km/h
• Winde werden bis zum 10. Dezember mit +100 km/h wieder ansteigen
• Keine Windumkehr, kein Major-Warming
• Aktuell leichtes Minor-Warming ohne Auswirkungen
• Polarwirbel neigt in seiner Gesamtstruktur weiterhin zu einer Schwäche (neutraler AO-Index)
• Eine Wettervorhersage mit dem Polarwirbel ist Unsinn

QBO der Gamechanger des Winters?

Wenn kein Major-Warming für die schwachen Winde in Stratosphärenhöhe verantwortlich ist, was dann? Mit einer Erklärung ist der QBO (Quasi-Biennial Oscillation). Kurz zu den Unterschieden zwischen einem Major-Warming in Stratosphärenhöhe und einem QBO-Ost. Die QBO-Phase ist ein Hintergrundmodus und kein Ereignis. Ein Major-Warming ist ein dynamisches, episodisches Ereignis mit deutlicher thermodynamischer Störung im Polarwirbel. Der QBO kann die Kopplung zwischen Troposphäre und Stratosphäre beeinflussen, was die planetaren Wellen leichter eindringen lassen und so die Wahrscheinlichkeit eines Polarwirbel-Kollapses erhöhen (aufbrechen der Kopplungssperre). Ein QBO-Ost hat nicht immer ein Major-Warming in Stratosphärenhöhe zur Folge und der Zusammenhang ist probabilistisch, nicht deterministisch (zufällig, nicht zwingend).

Aktueller Zustand QBO (Quasi-Biennial Oscillation)

Der sog. EOF-Phase-Plot zeigt eine Position, die deutlich in den Bereich der Easterly-Phase fällt. Damit steht der QBO aktuell in der Ostwind-Phase. Im vertikalen Windprofil zeigen die Winde in der oberen Stratosphäre negative Werte (also Ostwind), die mit zunehmendem Druck tendenziell abnehmen bzw. Richtung Null gehen. Das ist charakteristisch für eine ausgehende bzw. etablierte Ost-Phase. Die Abwärts-Propagation (typisch für QBO) scheint intakt zu sein.

Fazit: unsichere Zeiten stehen bevor

Die aktuellen Unsicherheiten werden noch eine Weile andauern, sich zum kommenden Wochenende jedoch auflösen. Es gibt im Moment noch verschiedene Entwicklungsrichtungen und es wird spannend sein, ob dem Polarwirbel in seiner Gesamtstruktur die Stabilisierung gelingt. Ja, wahrscheinlich ist eine Entwicklung in die zu warme Richtung.

Wir konnten jedoch - hoffentlich verständlich - ein paar Wirkmechanismen aufzeigen, die das Wetter auch in eine andere Richtung (möglicherweise winterliche Richtung) kippen lassen können. In diesem Sinne wünschen wir Ihnen einen tollen 1. Advent!

Nächste Aktualisierung

• 20:15 Uhr: Aktualisierung der Weihnachtsprognose 2025