Starkwinde, starke Niederschläge und Kälteausbrüche sind häufige Extremwetterereignisse, die in den kalten Wintermonaten in Europa auftreten und auch in Deutschland zu Ausnahmezuständen führen können – wie zuletzt beim Sturmtief „Elli“. Um die Prozesse besser zu verstehen, startete am 13. Januar 2026 die vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierte internationale Messkampagne NAWDIC über dem Nordatlantik. Mit Daten aus umfangreichen Flugzeug- und Bodenmessungen wollen die Forschenden gemeinsam mit weiteren nationalen und internationalen Partnern die Prozesse besser verstehen und Wettervorhersagemodelle optimieren, um genauere Prognosen von Starkwetterereignissen zu ermöglichen.
Vom Nordatlantik bis nach Westeuropa entwickeln sich Winterstürme, die hurrikanähnliche Windgeschwindigkeiten erreichen, Schäden in Millionenhöhe verursachen und im Extremfall das Leben von Menschen gefährden. Sturmtief „Elli“ letzte Woche hat gezeigt, welche Auswirkungen solche Wettersysteme auch in Deutschland haben können: Bahnausfälle, Straßenchaos und Schulschließungen.
„Eine genaue Vorhersage des Ortes, des Zeitpunkts und der Intensität solcher Extremwetterereignisse ist bisher eine Herausforderung“, erklärt Dr. Annika Oertel vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Troposphärenforschung (IMKTRO) des KIT. Viele der physikalischen Prozesse, die zu Extremwetterereignissen in Europa führen, finden über dem Atlantik statt – einem Gebiet, das reguläre Beobachtungssysteme nur unzureichend erfassen.
Die groß angelegte Messkampagne NAWDIC (steht für: North Atlantic Waveguide, Dry Intrusion, and Downstream Impact Campaign) soll mit detaillierten flugzeug- und bodengebundenen Beobachtungen der Atmosphäre dazu beitragen, Wettervorhersagen und Klimamodelle zu verbessern. „Wir planen genau in den Regionen zu messen, in denen wir Hinweise haben, dass unsere Modelle systematische Defizite aufweisen“, sagt Dr. Andreas Schäfler vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der unter anderem für die Koordination der Forschungsflüge zuständig ist.
Wetterprozesse im Winter besser vorhersagen
Die Forschenden interessiert insbesondere, wie trockene, kühle Luft, die aus großer Höhe nach unten sinkt, auch Dry Intrusions genannt, atmosphärische Zirkulation, Wolkenstrukturen und Winde beeinflusst. „Wenn diese trockenen Luftmassen bis zum Boden durchstoßen, können sie starke Winde, Turbulenzen und Unwetter auslösen“, so Dr. Julian Quinting vom Institut für Geophysik und Meteorologie von der Universität zu Köln. Der Nordatlantik spielt als Feuchtequelle für viele Niederschläge in Europa eine zentrale Rolle. „Wir wissen jedoch, dass die Prozesse der Feuchteaufnahme über dem Atlantik, vor allem während Dry-Intrusion-Ereignissen, in Wettervorhersagemodellen bislang nicht exakt repräsentiert sind. Das wollen wir ändern”, ergänzt Quinting.
Spurensuche über dem Atlantik
Den Kern der Kampagne bildet das deutsche Forschungsflugzeug HALO, welches das DLR betreibt. Modernste Fernerkundungsinstrumente, wie das Wasserdampflidar WALES und das Windlidar HEDWIG, messen Feuchte und Wind unterhalb des Flugzeugs bis in eine Höhe von etwa 13 Kilometern. Sie dokumentieren so den Wasserdampftransport sowie die Wechselwirkung zwischen Atmosphäre und Ozean. Dank der großen Reichweite von HALO ist es möglich, Wettersysteme über dem Atlantik zu beproben. Bodengebundene Beobachtungen mit dem KITcube, dem mobilen Atmosphärenbeobachtungssystem des KIT, das bereits seit November in der Bretagne im Einsatz ist, ergänzen die Flugzeugmessungen.
Der KITcube besteht aus einem Netzwerk von Fernerkundungsinstrumenten, die atmosphärische Prozesse von einigen Metern Höhe bis zu 10 Kilometern erfassen können. Mehr als hundert nationale und internationale Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind in den kommenden Wochen im Einsatz, um die Flüge von Irland aus zu planen, Messinstrumente zu betreuen und die Aktivitäten mit internationalen Partnern zu koordinieren.
Durch die langfristige Planung über die letzten sechs Jahre in Koordination mit der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) ist es den Forschenden gelungen, NAWDIC mit weiteren meteorologischen Messkampagnen in Nordamerika zu verknüpfen. Im Januar und Februar sind somit bis zu zehn Forschungsflugzeuge gleichzeitig vom Pazifik bis Europa im Einsatz. „Das ist eine bisher einmalige Gelegenheit, die Dynamik und das Zusammenspiel von Wettersystemen umfassend zu analysieren“, sagt Oertel.