Die meteorologischen Ursachen der Hochwasserkatastrophe im östlichen Erzgebirge

Von Prof. Dr. L. Weickmann, Leipzig

Unsere Erdatmosphäre ist eine Wärmemaschine von außerordentlicher Genauigkeit und Empfindlichkeit, die bei den geringsten Schwankungen der ihr zugeführten Brennstoffmenge sofort ihre Leistung verändert. Sie ist aber zugleich auch eine Maschine von äußerst kompliziertem Bau mit verschiedenen, weit auseinanderliegenden Heizkesseln und Kondensatoren, mit einem verwickelten Röhrensystem, zahlreichen Absperrschiebern und Ventilen, so daß es sehr schwierig ist, einen Überblick über ihre Arbeitsweise zu bekommen. Wer immer nur einen einzelnen Punkt der Maschine – einen Ort der Erdoberfläche – im Auge behält, der wird im allgemeinen nicht klug werden aus dem, was er beobachtet und er wird geneigt sein, überhaupt nicht an die gesetzmäßige und geregelte Funktion einer Maschine zu glauben, sondern er wird überall nur Willkür, Zufall und Laune erblicken. In der Tat haben ja manche von diesen Beobachtern jeden Gedanken an Gesetzmäßigkeit der Vorgänge in der Atmosphäre bestritten und zur Erklärung z. B. großer Hagelfälle angenommen, daß die Erdatmosphäre dem unkontrollierbaren Bombardement kosmischer Eismassen ausgesetzt sei. Wer aber bestrebt ist, bei der Untersuchung meteorologischer Vorgänge möglichst ausgedehnte Gebiete der Erde gleichzeitig zu behandeln, dem offenbaren sich die Zusammenhänge der scheinbar so willkürlichen Vorgänge nach Raum und Zeit und er spürt den Arbeitsgang und den Takt dieser Maschine samt ihren Störungen.

Die Brennstoffmenge ist die der Erde zugestrahlte Sonnenwärme. Ob die von der Sonne ausgehende Menge im Laufe der Zeit nennenswerte Änderungen zeigt, ist eine Frage, die äußerst schwer zu beantworten ist. Denn wir können die Strahlung, die zu unseren Meßinstrumenten gelangt, immer erst bestimmen, nachdem sie die Erdatmosphäre durchlaufen hat. Wir leben ja am Grunde des Luftmeeres und haben keine Möglichkeit, festzustellen, was sich an der oberen Grenze der Atmosphäre, sofern es eine solche gibt, abspielt. In der Tat zeigen nun unsere Apparate für die Messung der Sonnenstrahlung eine Schwankung der Strahlungsintensität. Ob diese aber schon auf der Sonne ihren Sitz hat oder ob erst unsere Erdatmosphäre durch veränderliche Durchlässigkeit die Schwankungen der Strahlungswerte verursacht, das können wir vorerst nicht entscheiden. Jedenfalls aber bleibt die Tatsache bestehen, daß die auf Meeren und Kontinenten auffallende solare Wärmestrahlung wechselt. Sie wechselt im Laufe eines Jahres schon wegen des Umlaufes der Erde um die Sonne und der Neigung der Erdbahnebene gegen die Äquatorebene. Dadurch ändert sich für unsere atmosphärische Maschine die den einzelnen Heizkesseln zugeführte Wärme in jährlichem Rhythmus. Die Heizflächen verwerten zudem diese Wärme in ganz verschiedener Weise. Die Meere verschlucken infolge der beständigen Bewegung ihrer Oberfläche viel mehr Wärme als das Festland, das den größten Teil der Wärme an die Luft abgibt und selbst nur sehr wenig aufnimmt. Diese Aufspeicherung von Wärme durch die Meere bewirkt dann, daß im Winter, wenn nur sehr wenig Wärme zugestrahlt wird, die Ozeane von ihrem Vorrate abgeben können; sie werden dann wärmer als das Land und spielen im Winter die Rolle der Heizfläche.

Durch diesen Vorgang des jahreszeitlichen Wechsels zwischen Land und Meer wird ein wichtiger Zweig unserer Maschine gespeist, die sogenannte maritim-kontinentale Zirkulation, die darin besteht, daß im Sommer kältere Luftmassen vom Meere auf die erhitzten Landflächen strömen, im Winter dagegen die erkaltenden Luftmassen der Kontinente nach den wärmeren Meeren abfließen. Man nennt diese Winde die Monsune und sie sind natürlich am stärksten entwickelt, wo diese Heizwirkung am meisten zur Geltung kommt, also ganz besonders auf dem Europäisch-Asiatischen Riesenkontinent der Nordhemisphäre. Auch Mitteleuropa hat Teil an diesem Monsun und die berüchtigten »verregneten Sommer« Mitteleuropas sind nichts anderes als der Ausdruck dieser maritim-kontinentalen Luftzirkulation, die mit den Nordwestwinden der »Eisheiligen« und der »Schafkälte« bzw. mit den Ostwinden des »Altweibersommers« einsetzt. Sobald die Luftmassen über dem Festlande zu warm werden, brechen zum Ausgleich des gestörten Gleichgewichts kalte Luftmassen mit Nordwestwinden vom Atlantischen Ozean ins Innere des Kontinents ein und bringen Regen und Abkühlung. Diese Regenfälle treten besonders in solchen Gebieten auf, wo sich der Einströmung der vom Meere kommenden Luftmassen Hindernisse in den Weg stellen, Gebirgszüge. Die kalte Luft staut sich an solchen Hindernissen, sie bleibt liegen und bildet einen Kaltluftkeil, an dem dann die nachfolgenden Luftmassen aufsteigen und so das Hindernis überwinden. Beim Ansteigen aber kommen sie in Höhen mit geringerer Temperatur, für die ihre Feuchtigkeit zu groß ist; sie wird zuerst in Wolken sichtbar und fällt schließlich in ergiebigen Regenfällen aus. Das ist der Grund, weshalb im Erzgebirge, das mit seiner Streichrichtung von Südwest nach Nordost sich den aus Nordwest kommenden Luftmassen gerade senkrecht entgegenstellt, der Niederschlag auch in normalen Zeiten mit der Höhe des Ortes außerordentlich stark ansteigt und im Juli z. B. durchschnittlich 250 bis 350 Liter auf den Quadratmeter erreicht. Im allgemeinen fallen diese Niederschläge im Laufe längerer anhaltender Regen, wobei der Abfluß in normaler Weise vor sich gehen kann.

Wir sehen aber, daß hier bereits eine gefährliche Stelle unserer atmosphärischen Maschine vorliegt, und daß es bei größerer Geschwindigkeit der Zirkulation sehr leicht zu bedenklicher Übersteigerung der Leistung kommen kann. Und nun müssen wir jene anderen Schwankungen in der Zuführung der Brennstoffmenge betrachten, die nicht einem jährlichen Rhythmus gehorchen, sondern einem anderen Takte. Auch die Sonnenatmosphäre ist nämlich eine Wärmemaschine, deren Wirkungsweise wir allerdings nur ganz unvollständig kennen. Aber wir wissen so viel, daß auch die Bewegung der Sonnenatmosphäre gewisse Regeln zeigt, die wir aus dem Verhalten der Sonnenflecken beurteilen können.

Wetterkarte vom 1. Juni 1926

Wetterkarte vom 8. Juli 1927

Wahrscheinlich sind die Sonnenflecken selbst große Wirbel in der Sonnenatmosphäre, so wie unsere Zyklonen und Antizyklonen im irdischen Luftmeere. Aber wie dem auch sei und wie auch der Mechanismus beschaffen sei, durch den die Sonnenflecken auf unsere Erde wirken können, es ist Tatsache, daß der Ablauf der irdischen Witterungserscheinungen den gleichen Rhythmus zeigt, wie die Sonnenflecken, einen etwa elfjährigen Takt. Durchschnittlich aller elf Jahre zeigen die Sonnenflecken ein Maximum ihrer Häufigkeit:

Sonnenfleckenhäufigkeit 1901 bis 1926.

012 345 678 9

1900 3.45.723.0 44.158.760.3 56.051.240.6

1910 21.06.53.4 2.211.846.4 55.498.877.6 63.1

1920 38.724.714.7 5.516.744.6 62.7

Das letzte Maximum war, wie die Tabelle zeigt, 1917, frühere Maxima fielen in die Jahre 1906, 1894, 1884, 1871, 1860, 1848, 1837, 1830. Minima lagen bei 1834, 1844, 1856, 1867, 1879, 1890, 1901, 1913, 1923.

Es ist nun außerordentlich interessant, zu verfolgen, wie in der Nähe der Jahre mit hohen Häufigkeitszahlen der Sonnenflecken, d. h. starker Fleckentätigkeit der Sonne der Arbeitsgang der atmosphärischen Maschine lebhafter erscheint; die Anzahl der Stürme z. B. verläuft durchaus parallel zu der Anzahl der Sonnenflecken, ja die gesamte Natur wird beherrscht von diesem Gesetze. Man hat das Dickenwachstum der Bäume nach der Breite der Jahresringe gemessen und gefunden, daß in Jahren hoher Sonnenaktivität dieses Dickenwachstum beträchtlich größer ist als in den Jahren der Sonnenfleckenminima. In der Nähe der Minima herrschen trockene Jahre vor, starke Niederschläge fallen zur Zeit der Maxima.

Im gegenwärtigen Jahre liegen bisher folgende Häufigkeitszahlen der Sonnenflecken vor:

Sonnenfleckenhäufigkeit 1927.

1927JanuarFebruarMärzAprilMaiJuniJuliAugustSeptember

79.193.168.493.179.360.555.452.867.5

also Werte, die bereits sehr nahe ein Maximum andeuten.

Damit finden wir den Übergang zu all den zahlreichen Wetterkatastrophen, die in der letzten Zeit die Menschheit beunruhigen und auch zu jener schweren Hochwasserverwüstung, der dieses Heft gewidmet ist. Der Einbruch der polaren aus dem Norden des Atlantischen Ozeans stammenden Luftmassen erfolgt in den Jahren intensiver Sonnenfleckentätigkeit mit größerer Wucht als in den Jahren mittlerer Aktivität oder gar in den Jahren minimaler Sonnenflecken, in denen die Anzahl solcher Sturmstörungen viel geringer ist.

Wir erleben also in den gegenwärtigen Schrecken die Auswirkung von Gesetzen, denen sich der Mensch im allgemeinen nur beugen und unterwerfen kann. Bereits im Sommer des letzten Jahres zeigte sich das Herannahen jener verhängnisvollen Epoche, in der die atmosphärische thermodynamische Maschine in unseren Breiten und in dem kontinental-maritimen Zweige, der Mitteleuropa bestreicht, einer maximalen Belastung ausgesetzt ist, und es ist anzunehmen, daß auch im nächsten Jahre 1928 die Wirkung der Maximalphase der Sonnenflecken noch nicht gänzlich überwunden sein wird. Am 1. Juni 1926 brachen kalte, polare Luftmassen mit nordwestlichen Winden in die erhitzte Fläche des Kontinents ein und es kam im Grenzgebiete zwischen Warm und Kalt zu heftigen Gewittern und gewaltigen Regengüssen, die das Elbe- und Odergebiet in ein riesiges Überschwemmungsfeld verwandelten.

Die Wetterkarte des 1. Juni 1906 zeigt, wie die Linien gleicher Temperatur von 15°, 17.5°, 20° eng zusammengedrängt dem Ansturm der kälteren Ozeanluft von 12.5° begegnen. Verstärkt waren diese Gegensätze noch durch den Umstand, daß einige Tage zuvor warme Luftmassen aus dem Mittelmeergebiet mit Südostwinden nach Westrußland und bis weit hinauf nach Finnland und Lappland geschafft worden waren, wodurch die Monsunzirkulation eine gewaltige Intensität annehmen mußte.

Und das Gleiche war der Fall bei der Unwetterkatastrophe vom Abend des 8. Juli 1927. Auch hier prallten kalte polare Luftmassen auf warme sciroccoähnliche Luft von mehr als 20° Temperatur und es kam in kurzer Zeit unter heftigen Gewittern zur Abladung der Feuchtigkeit in solchen Mengen, daß die Aufnahmefähigkeit der Flußgerinne weit überschritten wurde. Das dem Ansturm der Luftmassen sich quer in den Weg legende Erzgebirge mußte zu einer beschleunigten Aufwärtsbewegung der Luft führen und damit zur Entladung der Wassermengen fast an ein und derselben Stelle. Dabei macht sich auch noch eine gewisse Trichterwirkung des Elbtals bemerkbar, die zu einer besonders intensiven Aufstauung der Luftmassen im Bereiche der angrenzenden Höhen führen muß.

Man könnte nun aus unseren bisherigen Betrachtungen den Schluß ziehen, daß unweigerlich aller zehn bis elf Jahre sich derartige Katastrophen wiederholen müßten. In der Tat kann man wohl behaupten, daß die Tendenz zur Ausbildung übermäßiger Beanspruchungen der atmosphärischen Zirkulation zur Zeit der Sonnenfleckenmaxima in der Regel vorhanden ist. Aber die Periode von elf Jahren ist wiederum nicht die einzige, die hier maßgebend ist. Das kann schon unserer kurzen Tabelle entnommen werden, die von 1901 bis 1926 den Ablauf der Sonnenflecken angibt. Die Intensität der Sonnenflecken war z. B. 1906 bei weitem nicht so groß wie 1917. Es stecken noch andere Perioden in diesen Dingen, wir kennen Rhythmen von dreiunddreißig bis fünfunddreißig Jahren, von sechzehn Jahren, deren Zusammenwirken das Bild wesentlich kompliziert. Hier sind wir aber an die Grenzen der für eine populäre Darstellung geeigneten bisherigen Ergebnisse der Forschung gelangt. Darüber hinaus reicht das Gebiet der gerade gegenwärtig besonders intensiv betriebenen Arbeit der Gelehrten. Es ist kein Zweifel, daß wir im Laufe der Zeit zu einer viel weitergehenden Beherrschung dieser Fragen gelangen werden, zu einem tieferen Einblick in die Gesetzmäßigkeiten, den Arbeitsgang und Arbeitsrhythmus der atmosphärischen Wärmemaschine. Das Zufällige wird auf einen immer kleineren Bereich zusammenschrumpfen und gute wie böse Wirkungen der Natur werden uns erscheinen unter dem Gesichtswinkel des Naturgesetzes – sapienti sat.