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Superzellen / Mesozyklonen

Die Königin aller Gewitterzellen

Kurz zur Definition:

Wenn eine Gewitterzelle (bzw. deren Aufwindfeld) für mindestens 15 Minuten beständige Rotation aufweist (also mindestens 15 Minuten ein rotierendes Aufwindfeld - Mesozyklone genannt - besitzt), ist es eine Superzelle - unabhängig von

- der Höhe (kann 5 km, aber auch fast 20 km Höhe erreichen)
- und dem Durchmesser (zwischen wenigen Kilometern und fast 50 km)

Etwa 7 - 10 Prozent aller Gewitterzellen in Österreich entwickeln sich im Laufe ihres Bestehens zu Superzellen, ein noch höherer Prozentsatz entwickelt zumindest für kurze Zeit eine Mesozyklone (jedoch für weniger als 15 Minuten und gilt deshalb per obiger Definition nicht als Superzelle).

Wallcloud einer Klassischen Superzelle, aufgenommen in Unterpurkla (Süd-Ost-Steiermark) im Zuge eines "Superzellen-Outbreaks" am 23. Juni 2011 © Markus Schlote

Gefahrenpotential einer Superzelle

- Orkanböen und Downbursts (Windgeschwindigkeiten bis weit über 300 km/h möglich)
- Tornados (sämtlicher Intensitätsklassen)
- Hagel bis über 10 cm Korngröße möglich, Hageldecken lokal bis zu einem Meter Höhe
- Extreme Niederschlagsmengen, Blitzfluten, Muren, großflächige Überschwemmungen
- Sehr hohes Blitzschlagrisiko, auch am trockenen Rand der Superzelle

Allgemeines zu Superzellen

Superzellen sind Einzelzellen mit hoch organisierter Struktur. Sie können nicht nur autonom auftreten, sondern auch in Zellen-Cluster (MCS / MCC) oder in Böenlinien (bevorzugt am Nord- oder Süd-Ende) eingebettet sein.

In Europa (bzw. der gesamten Nordhalbkugel) überwiegt eine zyklonale Rotation des Aufwindfeldes entgegen dem Uhrzeigersinn. Diese Rotation entsteht durch eine vertikale Windscherung, d.h. eine Änderung der Windgeschwindigkeit (Geschwindigkeitsscherung) und der Windrichtung (Richtungsscherung) mit der Höhe. Ein weiteres Merkmal von Superzelle ist die ausgeprägt räumliche Trennung von Auf- und Abwindbereich.

Die oben genannte Rotation des Aufwindfeldes ist sehr oft mit freiem Auge nur schwer erkennbar, oft erkennt man es erst beim schnelleren Abspielen eines Videos bzw. einer Zeitrafferaufnahme.

Erscheinungsformen von Superzellen

Superzellen werden anhand der Niederschlagsintensität unterschieden:

LP-Superzelle (Low Precipitation Supercell)

Meist sehr kleines und auf den Zellkern beschränktes - jedoch oft intensives -Niederschlagsfeld. In diesem Niederschlagsfeld kann sehr großer Hagel auftreten, dieser fällt häufig auch trocken aus der Wolke, d.h. ohne oder nur mit kaum verbundenem Regen. Tornados sind bei LP-Superzellen eher die Ausnahme. LP-Superzellen entwickeln sich auch oft weiter zu Klassischen Superzellen bzw. in weiterer Folge zu HP-Superzellen.

LP-Superzelle westlich von Graz, aufgenommen am 21. Juni 2011 © Gerald Reczek

Klassische Superzelle

Diese Form von Superzellen zählt auch in unseren Breiten zur häufigsten Art. Sie unterscheidet sich zur LP-Superzelle durch ein ausgedehnteres Niederschlagsfeld und eine höhere Tornadowahrscheinlichkeit.

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HP-Superzelle (High Precipitation Supercell)

HP-Superzellen besitzen sehr ausgedehnte und intensive Niederschlagsfelder, es kommt über weite Strecken zu Starkregen und Hagel. Der intensivste Teil des Niederschlagsfeldes (welcher auch oft die Mesozyklone umschließt und somit verdeckt) ist am Niederschlagsradar häufig an einer nierenförmigen Struktur erkennbar und kann (leider) auch einen eingebetteten Tornado verbergen ("rain wrapped Tornado").

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Wodurch unterscheidet sich eine Superzelle von einem gewöhnlichen Gewitter?

Superzellen "leben" viel länger als gewöhnliche Gewitterzellen, d.h. existieren über einen längeren Zeitraum - der Grund liegt in der räumlichen Trennung von Auf- und Abwindfeld.

Verantwortlich dafür ist meist eine starke Geschwindigkeitsscherung, d.h. die Windgeschwindigkeiten nehmen mit der Höhe stark zu, Niederschläge und Abwinde fallen vom Aufwind versetzt zu Boden, das Aufwindfeld bleibt damit länger intakt. Eine Lebensdauer von acht Stunden und mehr ist bei Superzellen keine Seltenheit, oft durchqueren solche Zellen mehrere Länder!

Superzellen scheren - auf der Nordhalbkugel - meistens nach rechts (bezogen auf die steuernde Windrichtung im mittleren Bereich der Troposphäre) aus. Man kann dies am Niederschlagsradar sehr gut verfolgen, oft vollzieht die Zugbahn einer Superzelle einen augeprägten Bogen.

Bei Superzellen treten besonders ausgeprägte Wolkenformen auf, insbesondere die sogenannte "Wallcloud". Diese entwickelt sich durch das in diesem Bereich niedrigere Kondensationsniveau als Absenkung unter dem regenfreien Aufwindfeld. Weiters oft gut sichtbar die ausgeprägte Versorgungslinie (in einer Linie angeordnete Cumulus-Wolken, die als Band mit dem voll entwickelten Gewitter in Verbindung stehen).

Oft als Fortsatz der Wallcloud zu sehen ist die Tailcloud (Inflow Tail), die sich in Richtung des Niederschlages ausdehnt und auf eine heftige Interaktion zwischen Auf- und Abwind anzeigt (manchmal kann auch eine horizontale Rotation beobachtet werden).

Im Gegensatz zur Tailcloud liegt die Biberschwanzwolke nicht auf Wallcloud-Niveau, sondern auf Niveau des Hauptaufwindfeldes. Beide Wolkentypen, Tailcloud und Biberschwanzwolke, sind auch ein relativ sicheres Zeichen für heftige Superzellen.

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Weiters treten bei Superzellen im Vergleich zu gewöhnlichen Gewitterzellen teilweise sehr viel intensivere Begleiterscheinungen auf - intensive Wolkenbrüche und großer bis sehr großer Hagel (Tennisballgröße und größer) sowie schwere Abwinde (Downbursts). Etwa 10 bis 20 Prozent der Superzellen bilden mesozyklonale Tornados, die jedoch aufgrund der oft kurzen Lebensdauer bzw. des verdeckenden Niederschlagsfeldes oft undokumentiert bleiben.

Bei ausreichender Entfernung zur Superzelle kann man über dem Amboss des Wolkenturms manchmal einen kompakten vorstoßenden "Wolkengipfel" erkennen (Overshooting Top). Dieser deutet auf sehr starke Aufwinde im Gewitter hin.

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