Dienstag, 18. Dezember 2007

Wetter Aktuell

Der kalte Wind aus dem Osten

In den ersten Dezembertagen war der Winter milde und feucht,denn eine ganze Reihe von Tiefdruckgebieten, die relativ warme atlantische Meeresluft mitbrachten,gelangte mit den vorherrschenden Westwinden nach Mitteleuropa. Dann aber änderte sich die Wetterlage und ein ausgedehntes Hochdruckgebiet blockierte die Tiefdruckgebiete aus dem Westen. Inzwischen wird es zunehmend kälter. Das liegt an einem stetigen Ostwind, der kalte Festlandsluft nach Mitteleuropa heranführt.

Ein Blick auf die Wetterlage am 15.Dezember 2007 (Abbildungen 1 bis 3) zeigt warum das so ist:

Abb.1



Die Infrarotaufnahme bildet die unsichtbare Wärmestrahlung ab, die vom Land, den Wasserflächen und den Wolken ausgeht. Warme Objekte auf erscheinen dunkel, kalte Objekte dagegen hell. Aus den Helligkeiten der Objekte ist also ein direkter Rückschluss auf deren Temperatur möglich. Infrarotaufnahmen gelingen auch in der Dunkelheit der Nacht, denn die Wärmestrahlung ist immer da.
Wolken, die sich bis in große Höhen auftürmen, wie etwa Gewitterwolken (Cumulunimbus), sind wegen der mit zunehmender Höhe abnehmenden Temperatur an ihrer Oberseite relativ kalt und erscheinen daher hell. Dasselbe gilt für nur in großer Höhe entstehende Eiswolken (Cirrus). Wolken in geringen Höhen sind hingegen fast genauso warm, wie die Erdoberfläche darunter und erscheinen somit ähnlich dunkel wie diese.
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Abb.2




Die Farben der Höhenkarte zeigen an, in welcher Höhe der Luftdruck auf 500 hPa gesunken ist (Höhenangaben in Dekametern!). Warme Luft ist nach oben hin ausgedehnter als kalte Luft, so daß der Luftdruck auch erst in entsprechend größerer Höhe auf 500 hPa abgesunken ist. So ergibt sich eine 500 hPa-Fläche, eine Art "Landschaft" mit "Bergen" und "Tälern". In den roten, orangefarbenen und gelben Bereichen befindet sich die warme Luft, deren Temperatur von gelb nach rot zunimmt; inden grünen,blauen und violetten Bereichen dagegen die kalte Luft, mit von grün nach violett abnehmender Temperatur. Die Isobaren des Bodenluftdrucks sind als weiße geschlossene Linien eingezeichnet. Isobaren verbinden die Orte mit dem gleichenLuftdrucks untereinander. Ein geringer Abstand zwischen den Isobaren zeigt ein großes Luftdruckgefälle an und umgekehrt. Der Luftdruckwert ist auf den Isobaren eingetragen. Ebenso findet man dort auch die jeweils herrschenden Temperaturen. Eine schwarze Linie markiert den Verlauf der Polarfront (Frontalzone):

Die Äquatorregion der Erde wird durch die Sonne sehr stark erwärmt, die Polarregionen bekommen dagegen nur wenig Wärme ab. Die warme Luft über der Äquatorregion steigt auf und dehnt sich weit nach oben hin aus. Am Boden entsteht so ein Wärmetief und in der Höhe ein Höhenhoch Die Luft über den Polen bleibt hingegen kalt. Sie sammelt sich überwiegend in Bodennähe, so daß bodennah ein Kältehoch und in der Höhe ein Höhentief entstehe. Zwischen der Warmluft mit in der Höhe relativ hohem Luftdruck (Höhenhoch) und der Kaltluft mit in der Höhe relativ geringem Luftdruck (Höhentief) besteht ein großes Luftdruckgefälle von Süden nachNorden, was einen entsprechend starken Höhenwind (Jetstream) hervorruft, der sich bis zum Boden hin durchsetzt. Die Erdrotation lenkt diesen Wind aber nach Osten ab, so daß sich eine Westwindzone herausbildet. Die polare Kaltluft strömt vom Kältehoch am Nordpol inRichtung Äquator und wird ebenfalls durch die Erdrotation, diesmal aber nach Westen abgelenkt. Warm- und Kaltluft begegnen sich an der Polarfront, da sie aber aneinander vorbeiströmen, kann keine Durchmischung stattfinden. Ein Druck- und damit auch Temperaturausgleich zwischen warmen und kalten Luftmassen findet deshalb nicht statt. So baut sich ein immer größeres Druck- und Temperaturgefälle auf, und die Höhenströmung beginnt zu schwingen (Rossby-Wellen). Die Höhenströmung wird dadurch turbulent und es bilden sich aus Wellenstörungen Hoch- und Tiefdruckwirbel, die dannWarm- und Kaltluft zusammenmischen und so für einen gewissen Temperatur- und Druckausgleich sorgen. Im Spätherbst und Winter ist der Temperaturgegensatz zwischen Warmluft und polarer Kaltluft besonders groß, so daß mehr und stärkere Stürme zu erwarten sind als im Sommer.


Aufbau eines dynamischen Tiefdruckgebietes:
Der Höhenwind der Westwindzone (Polarfront, Frontalzone) wird wegen der wellenförmigen Bewegung abwechselnd beschleunigt und dann wieder abgebremst. Wird ein Teilabschnitt der Höhenströmung beschleunigt, so kann die nachfolgende, langsamere Luft nicht mithalten und es entsteht in der Höhe ein Unterdruck. Durch diese Wellenstörung wird Luft nach oben gesaugt, durch die Erdrotation bildet sich ein Luftwirbel und auch am Boden sinkt der Luftdruck. So entsteht ein dynamisches Tiefdruckgebiet mit Warm- und Kaltfronten. Im Bereich der Wellenstörung also im Tiefdruckzentrum, bekommt die Frontalzone einen "Knick". Das Tiefdruckzentrum liegt genau hier, in der Mitte zwischen Warm- und Kaltfront. Dort wo die Warmluft nach Norden vorstößt entsteht eine Warmfront, wo hingegen die Kaltluft nach Süden vordringt eine Kaltfront.Warm- und Kaltluftbereiche drehen sich um das Tiefdruckzentrum, wo die Luft ständig nach oben abgesaugt wird und werden dabei vermischt. An der Warmfront, wo die warme Luft langsam über die kältere Luft nach oben gleitet, bilden sich Schichtwolken, und es fängt häufig über längere Zeit an zu regnen (Landregen).

In größeren Höhen, wo es kälter ist, bilden sich Eiswolken (Cirrus). Die Kaltfront und die dahinter befindliche Kaltluft bewegen sich wesentlich schneller als die vorauseilende Warmluft, die wegen ihrer Aufstiegstendenz eine schwächer ausgeprägte Vorwärtsbewegung hat. Die Warmluft wird so nach und nach von der herannahenden Kaltluft durchdrungen, erfährt dabei, da sie leichter ist, einen starken Auftrieb, und es bildet sich eine ausgeprägte Quellbewölkung. Bei kräftigen Winden kommt es zu heftigen Regen- und Hagelschauern und oft auch zu Gewittern. Der Warmluftsektor wird nach und nach zusammengeschoben. Warm- und Kaltfront vereinigen sich dann zu einer Mischfront (Okklusion). Bald ist der Warmluftsektor ganz verschwunden und das Tiefdruckgebiet löst sich langsam wieder auf.Stationäre Tiefs entstehen, wenn die Rossby-Wellen stärker werden.Die Höhenströmung der Westwindzone wird dann immer langsamer bis sie schließlichganz zusammenbricht. Dadurch werden dynamische Tiefdruckgebiete in der Westwindzone "eingefroren" und bewegen sich nicht mehr weiter. Weiter polwärts bildet sich eine neue Westwindzone mit zunächst nur relativ schwachen Rossby-Wellen und demzufolge zunächst hoher Strömungsgeschwindigkeit. Schnell entstehen dann sauch wieder neue dynamische Hoch-und Tiefdruckgebiete. Das "eingefrorene", von der Westwindzone "abgeschnürte" stationäre Tief besteht aus kalter Luft, die von der wärmeren Umgebungsluft völlig umschlossen ist (Kaltlufttropfen). Als Höhentief kann es dann durchaus einige Tage oder sogar Wochen überleben. Es saugt es von unten Luft an, so daß bei ausreichender Luftfeuchtigkeit Quellwolken (Cumulus und Cumulunimbus) entstehen können. Das wiederum bedeutet länger anhaltendes Schlechtwetter.

Aufbau eines dynamischen Hochdruckgebietes:

Wird ein Bereich der Höhenströmung abgebremst, so kommt es zu einem Luftstau und damit einem Überdruck, weil die nachfolgende Luft relativ zu schnell wird. Die überschüssige Luft wird nach unten gedrückt, es bildet sich wegen der Erdrotation ein Wirbel und damit ein dynamisches Hochdruckgebiet. Da die Luft in einem solchen Hoch nach unten sinkt und sich dabei erwärmt lösen sich vorhandene Wolkenbildung größtenteils auf.

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Abb.3




Auf dieser Höhenkarte ist die 500 hPa-Fläche an den schwarzen Linien (500 hPa-Isobaren) zu erkennen, die mit Zahlen beschriftet sind, die wiederum die Höhe in Dekametern (!) angeben, in der der Luftdruck auf 500 hPa gefallen ist. Die 500 hPa-Isobaren lassen den Verlauf der
Höhenströmung in der Westwindzone gut erkennen. Die farbigen Flächen(von vilett, über blau, grün, gelb und rot zunehmend) und die weißen Linien mit Zahlen zeigen die dort jeweils herrschenden Temperaturen in °C. Gut zu erkennen ist, daß das Hoch und die beiden Tiefs zusammen eine Form bilden, die an den griechischen Großbuchstaben Omega (Ω) erinnert.
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Nord- und Westeuropa sind unter Einfluss eines ausgedehnten Hochdruckgebietes. Es ist eingerahmt zwischen einem starken dynamischen Tiefdruckgebiet mit Zentrum über Südgrönland und einem stationären Tief (Kaltlufttropfen) über dem Mittelmeer. Diese drei Druckgebilde ergeben zusammen eine Form, die dem griechischen Großbuchstaben Omega (Ω) ähnelt. Danach wird diese Wetterlage auch Omega-Lage genannt.
Im Bereich des Hochdruckgebietes kommt es zu einer großräumigen Absinkbewegung der Luftmassen, die sich dabei erwärmen. Da der Erdboden wegen der fortgeschrittenen Jahreszeit nachts stark auskühlt, sind die bodennahen Luftschichten entsprechend kalt und halten deshalb die absinkende warme Luft auf. Es bildet sich eine sogenannte Absinkinversion. Enthält die bodennahe Luft genug Feuchtigkeit, so entstehen Bodennebel. Im Laufe des Tages erwärmt die Sonne den Erdboden und dieser wiederum die Luftschichten darüber. Bodennebel, soweit vorhanden, lösen sich auf. Die vom Boden erwärmte Luft steigt auf, trifft aber bald auf die noch wärmeren abgesunkenen Luftmassen des Hochdruckgebietes, die wie eine Sperrschicht ihren weiteren Aufstieg verhindern. Bei ausreichender Luftfeuchtigkeit bildet sich unterhalb der Sperrschicht eine Schichtbewölkung (Hochnebel, Stratus, Stratocumulus).
Das Hochdruckgebiet und das stationäre Tief über dem Mittelmeer führen gemeinsam kalte Festlandsluft aus Osten heran. Dadurch fallen die Temperaturen in Deutschland zumindest in der Nacht deutlich unter Null. Mit Schnee ist aber vorerst noch nicht zu rechnen.


Auch noch am 18.Dezember überwiegt in Nord- und Miteleuropa der Hochdruckeinfluss und der kalte Wind aus dem Osten hält weier an.
Das blockierende Hoch fördert die Bildung neuer Kaltlufttropfen, die weit nach Süden gelangen



Abb.4

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Das ausgedehnte Hoch über Nord- und Mitteleuropa blockiert die Westdrift der dynamischen Tiefs der Westwindzone, die für die Jahreszeit relativ weit im Norden liegt. Die Hochdruckblockade fördert die Bildung von Kaltlufttropfen, die sich aus der Westwindzone herauslösen (Cut Off). Durch diese "Invasion der Kaltlufttropfen" gelangt polare Kaltluft weit nach Süden, wo es dadurch kälter wird als in Mittel- und Nordeuropa!
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Dadurch entsteht ein deutliches Temperaturgefälle von Nord nach Süd.
In Südeuropa ist es damit kälter als in Mitteleuropa und sogar kälter als in Nordeuropa!

Jens Christian Heuer

Quellen:
http://www.metoffice.gov.uk/satpics/latest_VIS.html
http://www.wetter3.de/
http://www.wetterzentrale.de/

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