Tornado verursachte erhebliche Schäden bei Mainz, 28-04-2023
Am 28. April 2023 trat eine Superzelle über Westdeutschland auf und verursachte erhebliche Schäden. Sowohl der Hagelkern der Zelle als auch der begleitende Tornado betrafen insbesondere die Region zwischen Mainz und Mannheim. Die Superzelle bewegte sich von Nordwest nach Südost, vom Bonner Umland (16 Uhr) bis fast nach Heilbronn (bei Stuttgart; 22 Uhr). Der Höhepunkt der Zelle lag über Rheinhessen im Bereich südlich von Mainz. Als die Zelle über diese Region zog, wurde entlang der Zugbahn am südlichen Stadtrand von Mainz Hagel beobachtet, bis sie den Großraum Mannheim bei Bensheim erreichte. Westlich des Rheins begleitete ein Tornado den Hagelsturm, der in diesem Teil der Zugbahn eine deutliche Superzellensignatur aufwies. Eine Analyse der Schäden entlang der Zugbahn südlich und südwestlich von Mainz folgt weiter unten.
Auf dem folgenden Bild ist die Radarreflexion zu sehen, als der Sturm über Mainz und insbesondere über den südwestlichen Teil der Stadt und die angrenzenden Ortschaften zog: 16:37 UTC. Dies ist ungefähr der Zeitpunkt, an dem der Tornado Klein-Winternheim und Ebersheim erreichte.
Abbildung 1. In den oberen Panels ist die klassische Radarreflexion zu sehen, die im Westen Maxima von etwa 60 dBz aufweist (zwei Ebenen: die linke Ebene liegt unter der rechten), und zwar innerhalb des Abwindgebiets der hinteren Flanke. Östlich davon befindet sich eine geschlossene Zirkulation: In den unteren Panels sind die Doppler-Geschwindigkeiten zu sehen. Diese werden aus dem Radarsignal berechnet und zeigen an, ob sich der Niederschlag in den konvektiven Zellen nach innen (in Richtung des Radars, das sich rechts, etwa 30 km östlich befindet; wie durch -20..-30..-40 km auf der unteren Achse des Bildes angezeigt = ostwärts) oder nach außen (westwärts) bewegt. Wir können einen Dipol um den Ort herum finden, den ich rechts mit "C" markiert habe. Im Norden finden wir östliche Winde und im Süden westliche Winde (gelbe Pfeile im rechten Bild), mit einem kleinen Abschnitt mit Relativgeschwindigkeiten nahe Null dazwischen, in der Nähe von "C". Daraus können wir schließen, dass es eine Zirkulation gibt, die um "C" zentriert ist. Dieses “C“ ist der Ort, an dem der Tornado erwartet wird (falls er auftritt). Auf der linken Seite habe ich wiederum den Pfad angegeben, entlang dessen sich dieses Zirkulationszentrum "C" bewegt hat, was ungefähr dem Tornadopfad entspricht. Wir können das Zirkulationszentrum "C" auch auf das obere Panel projizieren (weißer Pfeil). Dabei können wir sehen, dass die Lage dieses Zirkulationszentrums von starken Radarechos umgeben ist. Dies ist ein sehr bekanntes Muster, das man oft bei Tornados beobachten kann. Links (westlich) von der echofreien Region befindet sich der hintere Flankenabwind. Nach rechts (Osten) befindet sich der Abwind an der vorderen Flanke. Vergleicht man das rechte und das linke Echo des oberen Bildes, so erkennt man, dass das obere Echo (rechts) einen kompletten Kreis aus grünen, gelben und roten (stärkeren) Echos aufweist, die dieses Minimum am Ort der Zirkulation umgeben. Dieses Minimum (blau) fällt genau mit der Zirkulation zusammen. Es ist kein gutes Zeichen, wenn man dieses spezifische Muster sieht: Es besteht eine hohe (bedingte) Wahrscheinlichkeit für großen Hagel und einen Tornado in der Superzelle, die dieses Muster zeigt (unter Sturmjägern als "BWER" bekannt). (Quelle Radardaten: DWD)
Klein-Winternheim - Ebersheim
Klein-Winternheim - Ebersheim Der Tornado traf zunächst das Dorf Klein-Winternheim, nur 7 km südwestlich von Mainz. Die Schäden waren hier nicht besonders groß (jedenfalls im Vergleich zu Ebersheim), obwohl Gebäude im Dorf getroffen wurden. Als der Tornado sich nach Südosten bewegte, traf er Ebersheim, einen Stadtteil von Mainz, der 5 km südwestlich des Stadtzentrums liegt. Dieses Gebiet wurde stärker getroffen: eine beträchtliche Anzahl von Häusern im südwestlichen Teil von Ebersheim wurde getroffen und ein Schuppen verlor sein Dach (Abbildung 2). Außerdem wurden Bäume entwurzelt. Die Schäden traten auf einer Breite von 400 m auf, gemessen quer zur Zugbahn, beschränkten sich aber meist auf eine Linie von etwas mehr als 100 m quer zur Zugbahn. Die Winde des Tornados kamen überwiegend aus südwestlicher bis westlicher Richtung, obwohl auch weniger bedeutende Hindernisse (z. B. Bauzäune) in der Nähe mit anderer Ausrichtung gefunden wurden. Außerdem war innerhalb der Schadensspur des Tornados eine landwirtschaftliche Fläche mit einer Plane abgedeckt, die erhebliche Löcher aufwies. Da Beobachter der Superzelle Hagelkörner mit einer Größe von etwa 3 cm feststellten, ist es sehr wahrscheinlich, dass diese Löcher auf Hagelschlag zurückzuführen sind. Das kann jedoch nicht sicher gesagt werden.
Abbildung 2. Auswahl der Schäden in Ebersheim.
Abbildung 3. Schäden an einem Gartengrundstück auf der Linie Klein-Winternheim-Ebersheim etwa 700 m südöstlich von Klein-Winternheim.
Überraschenderweise gab es an der Nordseite von Ebersheim keine Anzeichen dafür, dass der Tornado die dortige Bebauung getroffen hat. Eine Untersuchung entlang der Strecke zwischen Klein-Winternheim und Ebersheim ergab, dass einige Bäume in Mitleidenschaft gezogen wurden, und der wahrscheinliche Verlauf des Windmaximums konnte rekonstruiert werden. Dennoch ähneln die mit diesem Windmaximum verbundenen Schäden eher denen eines gewöhnlichen Wintersturms, wie er in Westeuropa alle ein bis zwei Jahre auftritt (low end EF0 oder noch weniger). Lediglich eine Kleingartenanlage in der Nähe von Klein-Winternheim stach heraus (Abbildung 3), wo die Baumschäden ungewöhnlich stark waren – deutlich größer als die eines gewöhnlichen Sturms (wahrscheinlich High-End EF0). Unmittelbar nach dem Gartengrundstück musste der Tornado einen Hang hinaufziehen: von 140 m auf 230 m Höhe bei Ebersheim (Abbildung 4).
Abbildung 4: Gewöhnliche Sturmschäden einige hundert Meter nordwestlich von Ebersheim.
Ebersheim-Mommenheim
Folgt man der Strecke durch Rheinhessen westlich von Harxheim, so muss ein weiteres Windmaximum genau auf halber Strecke zwischen Ebersheim und Mommenheim aufgetreten sein, wobei das Dorf Harxheim um weniger als einen halben Kilometer verfehlt wurde (Abbildungen 5 und 6). Es muss jedoch beachtet werden, dass nicht alle Windmaxima Spuren hinterlassen haben, denn entlang der Strecke gibt es einige Abschnitte ohne Hindernisse für den Wind. Persönlich denke ich basierend auf eigener Anschauung, dass das Windmaximum bei Harxheim schmaler war als das in Ebersheim. Die Intensität der Schäden ist jedoch in etwa vergleichbar (wahrscheinlich EF1 - immer noch ein gewöhnlicher Tornado).
Abbildung 5. Schäden nahe Harxheim mit dem Dorf selbst im Hintergrund. Hier wurden hauptsächlich Bäume beschädigt.
Abbildung 6. Die vom Tornado betroffene Vegetation nahe Harxheim im Detail.
Mommenheim
Eine Kollegin von mir (Meteorologin) war, während der Hagelsturm durchzog, vor Ort in Mommenheim. Autodächer wurden dort durch Hagelkörner mit einem Durchmesser von vermutlich 3,0-3,5 cm beschädigt. Außerdem zog der Tornado 150 m von dieser Stelle entfernt durch und beschädigte einige Dächer. Die Schäden an den Bäumen hielten sich jedoch offenbar in Grenzen und wurden wahrscheinlich zu schnell beseitigt, um sie richtig beurteilen zu können (zumindest innerhalb des Dorfes; Abbildung 7). Die begrenzten Schäden und das späte Bemerken durch einen ausgebildeten Meteorologen (der sich allerdings nicht mit Unwettern beschäftigt) deuten auf eine leichte Abschwächung auf EF0 hin, obwohl die Gebäude in dieser Gegend in der Regel relativ neu und daher nicht sehr anfällig für Schäden sind. Außerdem war in der südöstlichen Ecke von Mommenheim nicht ganz klar, wo der Tornado durchzog. Ein möglicher Weg wurde durch Äste angedeutet, ist aber sehr unsicher. Das gilt auch für den Weg zwischen Mommenheim und Schwabsburg. Ich konnte keine eindeutigen Schadensbilder identifizieren, die definitiv frisch waren. Daher wäre es sehr plausibel, dass der Tornado eine Zeit lang von der Oberfläche abgehoben war.
Abbildung 7. Schäden an Bäumen am Ortseingang von Mommenheim, bevor der Tornado den Ort erreichte.
Maximum Hagelgröße?
Was den Hagel betrifft, so meldeten Nutzer der App des Deutschen Wetterdienstes Hagelkörner von 5 cm, die dann auf Dörfer im Kerngebiet der Zelle (auf der Linie Harxheim-Bodenheim oder etwas weiter südlich auf der Linie Mommenheim-Nackenheim) getroffen sein sollen. Es wurden keine plausiblen Spuren des Einschlags von golfballgroßen Hagelkörnern festgestellt. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die maximale Hagelgröße kleiner als 4 cm war, insbesondere in den betroffenen Dörfern. Sehr lokale Ausnahmen, die keine Spuren hinterlassen haben, können nie ausgeschlossen werden, aber keine Informationen deuten auf Hagelkörner solcher Größe hin.
Tornado? Downburst? Oder beides?
Es wäre sogar plausibel, dass die Schäden in Schwabsburg nicht durch den Tornado, sondern durch den einen Downbursts verursacht wurden. Andererseits ist die schmale Schadensspur von Klein-Winternheim nach Mommenheim zweifelsfrei durch einen Tornado verursacht worden. Es wäre unwahrscheinlich, dass ein Schadenspfad von Klein-Winternheim nach Ebersheim nicht durch einen Tornado verursacht wurde - ein möglicher rückwärtiger Flankenabwind, ein weiteres Merkmal, das Windschäden auf der westlichen Seite dieser Superzelle verursachen könnte, hätte das Gebiet westlich von Klein-Winternheim (möglicherweise Ober-Olm oder noch weiter westlich) getroffen, wenn er aufgetreten wäre (und die Schäden verursacht hätte). Diese Art von Windmuster hat keine Schäden verursacht. Der Schadenspfad von Klein-Winternheim nach Mommenheim ist wahrscheinlich kontinuierlich, wenn auch mit unterschiedlicher Intensität. Das bedeutet, dass entlang dieser Linie wahrscheinlich normale Sturmböen von etwa 100 km/h auftraten, aber zwei EF1-Spitzen (Böen im Bereich von etwa 135-180 km/h, die den vollen EF-1-Bereich definieren) definitiv an der südwestlichen Ecke von Mainz-Ebersheim und etwa 1,5 km südöstlich, 0,5 km südwestlich von Harxheim auftraten.
Abbildung 8: Schäden in der Ortsmitte von Schwabsburg.
Abbildung 9. Schäden an Weinbergen und dem Friedhof in Schwabsburg am Ende der Schadensspur
Schwabsburg
In Schwabsburg traten jedoch erhebliche Schäden auf. Dies könnte teilweise auf die Topographie zurückzuführen sein, denn obwohl die Höhenunterschiede in der Umgebung von Nierstein nur etwa 100 m (85-185 m) betragen, wird das Tal in diesem Dorf sehr steil. Die meisten Schäden sind an den Hängen des westlichen Teils entstanden. Hier wurden Bäume entwurzelt oder abgebrochen, und zwar örtlich in beträchtlicher Zahl (Abbildung 8). Dies geschah vor allem im zentralen Teil der Westseite des Dorfes, der einen Höhenunterschied von etwa 20-30 m und erhebliche Steigungen aufweist. Dennoch wurden auch im Tal Bäume getroffen. Auf der Südseite verließ der Tornado schließlich das Dorf. Beim Eintreffen auf dem Friedhof konnten die größten Schäden an den Weinbergen entlang der Schneise festgestellt werden. Die Schadensspur schien jedoch viel schmaler zu sein als im zentralen Teil der westlichen Seite des Dorfes. Möglicherweise hat sich der Tornado hier aufgelöst (Abbildung 9), denn weiter südlich entlang der Zugbahn konnten keine Muster festgestellt werden, die mit dem Tornado in Verbindung gebracht werden könnten. Es ist auch möglich, dass die heftigen Winde Schwabsburg nicht in Form eines Tornados getroffen haben: Es war schwer, organisierte Muster in den Schäden zu erkennen, obwohl die steile Topographie und der späte Besuch (Mitte Mai) des Autors auch nicht hilfreich gewesen sein dürften. In Abbildung 10 ist der Verlauf des Windmaximums zusammengefasst.
Abbildung 10. Verlauf des Windmaximums rekonstruiert aus der Schadensinspektion. Quelle des Hintergrundbildes: Google Earth.
mit besonderem Dank an
- Bram van 't Veen (für Dopplerradar Abbildungen)
- Marcel Kunz
- eine Kollegin
- die Autoren des Tornadoberichts "[F1] Ebersheim, RP", verfügbar unter https://www.tornadomap.org/post/ebersheim23/
- öffentliche Daten des DWD, KNMI
Autor: Edward Groot, Marcel Kunz (zum editieren und Übersetzen)