Italy – Severe thunderstorm threat on Monday [EN|DE]

In this special severe weather post we want to call attention to the risk of severe thunderstorms possible on the west coast of Italy next Monday.

In diesem Unwetter Spezial möchten wir auf die mögliche Schwergewitterlage nächsten Montag an der Westküste Italiens aufmerksam machen.

EnglishDeutsch

Italy gets hit by heavy rain in the next days. This is caused by a cyclone building up at the Balearic Islands. With this a strong warm sector establishes on the east side of this cyclone. This sector advects a warm airmass from south to the Tyrrhenian Sea, which ingests a lot of moisture by the relatively high sea surface temperatures. This airmass pushes further north to Italy and the Southern Alps. There it begins to lift because of mountains (orographic lifting). This causes heavy and enduring rain by showers/thunderstorms throughout the next days until Monday noon/afternoon.

Starting in the early night of Monday the cyclone strengthens and finally moves to Southern France. With this a relatively cold airmass located over Spain pushes into the easterly warm sector. A coldfront builds up, capable of producing severe thunderstorms in the Tyrrhenian Sea and at the west coast of Italy.

Airmass overview with coldfront pushing to the east

Thunderstorm mode discussion

Since the warm airmass could ingest the sea moisture, dewpoints (absolute measure of humidity) will be expected to be widely at 18°C in advance of the coldfront. On the one hand this results in pretty low cloud bases, since the high humid airmass starts to condensate early in the lifting process produced by the coldfront. On the other hand this provides enough moisture to support strong thunderstorm updrafts. This also leads to moderate availability of CAPE (Convective available potential energy) with reaches from 1.000-1.500 J/kg, locally up to 2.000 J/kg. Briefly speaking, CAPE is the energy which is available to build thunderstorm updrafts.

ML-CAPE reaching locally 2.000 J/kg east of the coldfront

This alone could lead to moderate thunderstorm potential, but one has to consider wind conditions aswell. And here is the point which makes the situation so dangerous.

Almost the complete area of moderate CAPE will be overlayed by high winds in 6km height, reaching from 55kt (~100km/h) to 75kt (~140km/h). This results in strong wind shear (Change of wind speed and direction with height) of broadly 55-60kt (28-30m/s). This shear is also supported by veering winds with height (wind turns to the right with height). In other words, wind shear is sufficient to support either rotating updrafts and linear organized thunderstorms.

These conditions lead to SCP (Supercell Composite Parameter) values reaching over 12, locally over 16, which is a quite impressive circumstance in Europe.

For explanation: Supercells are very strong thunderstorm, capable of producing all kind of severe weather. Their most unique feature is a continuos rotating updraft, which leads to a very high state of organization in this thunderstorm. Due to the rotating updraft, supercells have (when the conditions are favorable) a significant higher chance to spawn a tornado compared to “normal” thunderstorms. The SCP is a parameter which shows how favourable the conditions are for the development of supercell thunderstorms. High values of over 10 show strong potential for supercell storms, if isolated thunderstorms will form.

Supercells can produce damaging wind downbursts, hail of big size, heavy rain and as stated earlier strong tornados.

But we need to keep in mind that supercells tend to unfold full potential only more often when they are isolated from other thunderstorms, so they can ingest every bit of energy around them.

Significant weather forecast from the ICON-EU model suggests, we could expect more like a linear convective system with the cold front. This is caused by low convective inhibition. Linear aligned thunderstorms could organize very well in the high shear environment. So we may need to expect bowing segments with a Line Echo Wave Pattern as a strong cold pool could develop within this system. If a system like this develops we expect the possibility of dangerous, damaging downbursts locally exceeding 120km/h.

Significant weather shows a line of thunderstorms (purple) reaching the west coast of Italy

As short lasting rotating updrafts could develop in every thunderstorm in this wind shear environment the chance for strong tornados is higher than usual. A good measurement for the risk of strong tornados is the low level wind shear (surface to 1km height). If the shear is quite high and there is significant veering with height, the risk for a strong tornado is increased.

Unfortunately the conditions favor this very much: There is a wide area where the wind shear exceeds 38kt (~20m/s). In addition we can see a slight veering with height. Should any rotating updraft interact with this shear environment, a strong tornado is not ruled out over sea over in the near of the coast.

The low level wind shear reaches over 20m/s in front of the coldfront with a veering wind profile

Conclusion

The conditions show there is potential for a severe thunderstorm outbreak across the west coast of Italy on Monday. We expect some moderate storms to form in the noon due to orographic lifting before the cold front pushes through. The coldfront with expected severe thunderstorms could reach the coast in the afternoon hours. But expect changes in the temporal and local course as there are still 2 days to the event.

We expect, that a well organized linear thunderstorm system will form, that is capable of producing damaging wind gusts reaching 120km/h. Since there is moderate lability in place, medium sized hail (4cm) is expected in the strongest updrafts. There is a chance of thunderstorms having rotating updrafts embedded in these lines. These thunderstorm could spawn tornados due to favorable conditions.

Furthermore there is a chance that isolated supercells will form prefrontal. These supercells would have a highly organized state and could therefore be able to produce strong downbursts (locally over 120km/h), big sized hail (4-6cm) and have the slight chance of spawning a strong tornado.

It must be noted, that the thunderstorm severity should slightly decrease when the storms reach more into the inland, since CAPE decreases dramatically.

Please be cautious and follow further information to this severe thunderstorm event. Please also inform friends and family members in the affected regions about the POSSIBLE severe thunderstorm event.

Italien wird in den nächsten Tage von heftigen Regenfällen getroffen. Ein Tiefdruckgebiet bildet sich bei den Balearischen Inseln, mit welchem sich anschließend ein starker Warmluftsektor an der Ostflanke ausbildet. Dieser Warmluftsektor führt die warme Luftmasse aus dem Süden über das Tyrrhenische Meer heran. Dabei kann die Luft viel Feuchtigkeit aus dem noch warmen Meer aufnehmen. Diese Luftmasse drückt nun gegen Gebirge und Berge und wird zum Aufsteigen gezwungen (orografische Hebung). Regengebiete, Schauer und Gewitter entstehen, die in den nächsten Tagen bis Montag Mittag/Nachmittag dauerhaft immer wieder stärkeren Regen bringen.

In der Nacht zu Montag fängt das Tiefdruckgebiet an sich allmählich zu vestärken und verlagert sich nun schlussendlich Richtung Südfrankreich. Damit verbunden drückt nun die kalte Luftmasse über Spanien in die warme Luftmasse östlich gelegen. Eine Kaltfront bildet sich aus, die imstande ist schwere Gewitter im Tyrrhenischen Meer und an der Westküste Italiens auszulösen.

Luftmassenübersicht mit der sich nach Osten bewegenden Kaltfront

Diskussion der Gewitterart und -abdeckung

Durch die aufgenommene Feuchtigkeit des warmen Meers werden die Taupunkte (Absolutes Maß für Feuchtigkeit) teilweise 18°C im Vorfeld der Kaltfront erreichen. Zum einen wird die hohe Feuchtigkeit für tiefe Wolkenunterkanten sorgen, zum anderen unterstützt der relativ hohe Feuchtegehalt starke Aufwinde in Gewittern. Wenn man die ganze Atmosphärenschichtung betrachtet, ergeben sich durch den Feuchtegehalt moderate CAPE-Werte (Convective Available Potential Energy) von 1.000-1.500 J/kg, lokal bis zu 2.000 J/kg.

Kurz gesagt ist CAPE die Energie, die Gewittern zur Verfügung steht um den Aufwindbereich auszubilden.

ML-CAPE erreicht lokal Werte um die 2.000 J/kg vor der Kaltfront

Das alleine könnte zu Potential für moderate Gewitter führen. Allerdings ist es äußerst wichtig die Windbedingungen mit in die Gewittervorhersage mit einzubeziehen. Und das ist der Punkt, der die Lage so gefährlich werden lässt.

Fast der komplette Bereich von moderatem CAPE wird mit hohen Windgeschwindigkeiten, von 55kt (~100km/h) bis 75kt (~140km/h), in 6km Höhe überlagert. Das führt zu starker Windscherung (Änderung von Windgeschwindigkeit und -richtung mit der Höhe) von 55-60kt (28-30m/s). Unterstützt wird das mit eine rechtsdrehenden Windrichtungen mit zunehmender Höhe. Zusammenfassend heißt das, dass die Windscherung ausreichend ist um rotierende Gewitteraufwinde und auch linear angeordnete Gewitter zu unterstützen.

Diese Bedingungen führen zu SCP-Werten (Supercell Composite Parameter) von über 12, lokal auch über 16, was ziemlich hohe Werte für Europa darstellen.

Zur Erklärung: Superzellen sind sehr starke Gewitter, die so ziemlich alle Formen von Unwettergefahren hervorbringen können. Ihre spezifische Eigenschaft ist, dass sie einen kontinuierlich rotierenden Aufwindbereich besitzen. Durch diesen rotierenden Aufwindbereich haben Superzellen (wenn die Bedingungen stimmen) eine signifikant höhere Chance einen Tornado auszubilden, wenn man es mit “normalen” Gewittern vergleicht. Der SCP ist ein Parameter, der zeigt wie hoch das Potential ist, dass aus Gewittern Superzellen werden können. Hohe Werte von über 10 zeigen starkes Potential für die Bildung von Superzellen aus isolierten Gewittern.

Superzellen können starke Gewitterfallwinde, großen Hagel, heftigen Starkregen und, wie vorher im Text erklärt, starke Tornados produzieren.

Aber man muss sich auch im Hinterkopf behalten, dass Superzellen meist nur ihr volles Potential entfalten, wenn sie isoliert von anderen Gewittern auftreten, da sie so die gesamte umliegende Energie umsetzen können.

Die Vorhersage für das Signifikante Wetter vom ICON-EU Modell zeigt, dass wir eine Art lineares Gewittersystem mit der Kaltfront erwarten können. Das ist unter anderem so, weil die Kaltfront verbreitet Hebung auslöst und die Konvektionshemmung (Gewitterhemmung) niedrig ist. Linear angeordnete Gewittersysteme könnten sich in dem hohen Windscherungsumfeld sehr gut organisieren. Deshalb müssen wir darin Segmente erwarten, die ausbeulen könnten. Ein sogenanntes Bow-Echo (Das Pfingstunwetter 2014 war so eins) oder ein Line Echo Wave Pattern (Wellende lineare Gewittersysteme) könnten sich ausbilden.

Wenn sich solche System bilden sollten, wäre die Gefahr von gefährlichen, Gewitterfallböen die lokal über Orkanstärke reichen, durchaus möglich.

Das Signifikantes Wetter zeigt eine Linie von Gewittern (violett), die die Westküste Italiens erreichen

Da sich in diesem Windscherungsumfeld in jedem Gewitter kurzlebige rotierende Aufwinde ausbilden können, ist das Risiko für starke Tornados höher als normal. Eine gute Einschätzung über die Lage gibt uns hier die Windscherung vom Boden bis 1km Höhe. Die Windbedinungen in dieser Schicht beeinflussen die Tornadoentstehung stark. Wenn die Windscherung dort ziemlich hoch ist und der Wind mit der Höhe stark nach rechts dreht ist das Risiko für starke Tornados deutlich höher als bei normalen Gewitterlagen.

Unglücklicherweise begünstigen das die Windbedingungen: Es gibt einen breiten Bereich, wo die Windscherung 38kt (~20m/s) übersteigt. Zusätzlich kann man an den Windpfeilen (dunkel=Boden/hell=1km Höhe) erkennen, dass der Wind mit der Höhe deutlich nach rechts dreht. Sollte nun ein bereits bestehender rotierender Aufwindbereich mit diesem Scherungsumfeld interagieren, könnte sich ein starker Tornado über dem Tyrrhenischen Meer, aber auch im direkten Küstenumfeld ausbilden.

Die Windscherung bis 1km erreicht Werte über 20m/s mit rechtsdrehendem Wind mit der Höhe vor der Kaltfront

Zusammenfassung

Die Bedingungen zeigen, dass die Möglichkeit für schwere Gewitter an der Westküste Italiens am Montag besteht. Wir erwarten moderate Gewitter bereits am Mittag besonders im Bergland (orografische Auslöse). Anschließend werden im Vorfeld der Kaltfront und mit ihr selber schwere Gewitter erwartet, die die Westküste Italiens in den Nachmittagsstunden erreichen. Allerdings ist der zeitliche und räumliche Ablauf natürlich 2 Tage vor dem Ereignis noch unsicher.

Wir erwarten, dass mit der Kaltfront sich ein lineares Gewittersystem ausbilden wird, dessen Hauptgefahr schwere Gewitterfallböen bis Orkanstärke kennzeichnet. Weil die Energiemengen moderat sind und der Organisationsgrad als ziemlich hoch einzustufen sein könnte, muss auch mit Hagel bis zu 4cm Durchmesser in den stärksten Gewittern dieses Systems gerechnet werden. Außerdem besteht die Chance, dass Gewitter mit rotierendem Aufwindbereich in diese Gewitterlinien eingebettet sind. In diesen Gewittern besteht durch die günstigen Bedinungen ein erhöhtes Tornadorisiko.

Desweiteren besteht die Chance, dass sich präfrontal isolierte Superzellen bilden. Diese Superzellen könnten durch die hohe Windscherung einen hohen Organisationsgrad besitzen und deshalb mit schweren Begleiterscheinungen einhergehen. Dazu gehören lokale Gewitterfallböen lokal über Orkanstärke, großer Hagel mit 4-6cm Größe und die Möglichkeit eines starken Tornados.

Sollten Gewitter das Binnenland erreichen, sollte die Intensität etwas nachlassen, da im Binnenland kaum noch CAPE verfügbar ist. Die Hauptgefahr besteht für die Westküste Italiens.

Bitte seien Sie vorsichtig und verfolgen Sie die bevorstehende Schwergewitterlage aufmerksam. Bitte machen Sie auch Bekannte in den betroffenen Gebieten auf die MÖGLICHEN Gefahren aufmerksam.

Über Markus Bensing 30 Artikel
Zuständig für IT, Modellkarten, Warn-Software, Radarauswertungen, ausführliche Vorabberichte zu schweren Unwetterlagen, Unwetterwarnungen. Wohnhaft in Berlin gebürtig aus Halle an der Saale.