Samstag, 29. September 2007

Wetter aktuell

Ein Tief über Deutschland

Von Freitag den 28. bis Sonnabend den 29. September 2007 zog ein kräftiges Tiefdruckgebiet von Süden nach Norden über Deutschland hinweg und führte immer wieder zu Starkregen und teilweise heftigen Gewittern.


Zwei Tiefdruckgebiete, die die Westwindzone verlassen haben:
eines über dem Atlantik, westlich der Iberischen Halbinsel und ein anderes
über Norddeutschland.
Durch Winde aus südwestlichen Richtungen gelangt relativ warme und
feuchte Mittelmeerluft nach Norden, wird aber durchdie Alpen aufgehalten.
Die Luft steigt an der Luvseite auf, kühlt dabei ab, es bilden sich
Wolken, und eskommt zu Niederschlägen. Kondensationswärme wird frei und
erleichtert den Aufstieg der Luft. Auf der Leeseite sinkt die deshalb nun
sehr trockene Luft wieder ab und erwärmt sich dabei wieder. Bei gleichen
Höhenunterschieden wird Sie dabeiwärmer als sie ursprünglich vor dem
Aufstieg war, da sie ja noch die Kondnsationswärme enthält.
Es weht deshalb nördlich der Alpen ein warmer und trockener Südföhn.
(Der Hinweis auf den Südföhn kommt von Felix Welzenbach, als"Nordkette"
im Forum der Wettterzentrale.Er veröffentlichte auch einen Beitrag, wo eine
neue Theorie über die Entstehung des Föhns besprochen wird:
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Auf der gezeigten Meteosat-Aufnahme vom 29.September 2007 fallen zwei Tiefdruckgebiete ins Auge, eines über Norddeutschland und eines westlich der Iberischen Halbinsel über dem atlantischen Ozean. Es handelt sich in beiden Fällen um stationäre Tiefdruckgebiete (Kaltlufttropfen), die nicht mehr unter dem Einfluss der Höhenwinde der Westwindzone stehen. Sie bewegen sich aber noch mit den jeweils herrschenden Bodenwinden langsam weiter.
All dies wird besonders deutlich, wenn man die nun folgende Abbildung näher betrachtet:


Höhenkarte mit 500 hPa Fläche, Temperaturen und Bodendruck
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Es handelt sich um eine Höhenkarte, in der die Farben anzeigen in welcher Höhe der Luftdruck auf 500 hPa (mb) 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 "Landschaft" mit "Bergen" und "Tälern".
In den roten, orangefarbenen und gelben Bereichen befindet sich die warme Luft, deren Temperatur von gelb nach rot zunimmt; in den grünen, blauen und violetten Bereichen dagegen die kalte Luft, mit von grün nach violett abnehmender Temperatur.
Auch die jeweils herrschenden Temperaturen sind auf der 500 hPa-Fläche eingetragen.
Schließlich sind auch die Isobaren des Bodenluftdrucks als weiße geschlossene Linien eingezeichnet. Isobaren verbinden die Orte gleichen Luftdrucks miteinander. Ein geringer Abstand zwischen den Isobaren zeigt eine großes Luftdruckgefälle an und umgekehrt.
Der Luftdruckwert ist auf allen Isobaren eingetragen. Die Hoch- und Tiefdruckgebiete sind so auf einen Blick erkennbar
Eine schwarze Linie markiert den Verlauf der Frontalzone wo die Warmluft aus den Tropen und die polare Kaltluft aneinandergrenzen. 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 nah Norden, was einen entsprechend starken Höhenwind hervorruft, der sich bis zum Boden durchsetzt. Die Erddrehung jedoch, die diesen Wind nach Osten ablenkt und zu einem Westwind macht, verhindert aber einen effektiven Druck- und damit auch Temperaturausgleich zwischen warmen und kalten Luftmassen. Die Frontalzone wird so zu einer Westwindzone. Sie beginnt immer zu schwingen (Rossby-Wellen), da sich durch den fehlenden Druck- und Temperaturausgleich ein immer größeres Druck- und Temperaturgefälle aufbaut. Die Westwindzone wird dadurch turbulent und es bilden sich Hoch- und Tiefdruckwirbel, die dann endlich Warm- und Kaltluft zusammenmischen und natürlich auch für einen gewissen Druckausgleich sorgen.


Die globale Luftzirkulation der Nordhalbkugel: Am Nordpol bildet sich bodennah ein Kältehoch und in der Höhe ein Höhentief; am Äquator durch aufsteigende Warmluft am Boden ein Wärmetief und dadurch in der Höhe ein Höhenhoch. Es resultiert eine starke Höhenströmung tropischer Warmluft (rot) vom Höhenhoch in Richtung Höhentief, die aber durch die Erdrotation (Corioliskraft) ostwärts abgelenkt wird (Westwindzone, Frontalzone) und sich bis zum Boden durchsetzt. In Bodennähe entwickelt sich eine Strömung polarer Kaltluft (blau) vom Kältehoch am Nordpol in Richtung Süden, die ebenfalls von der Erdrotation abgelenkt wird. Warm- und Kaltluft treffen zusammen (Polarfront), strömen aneinander vorbei, und die Westwindzone beginnt zu schwingen (Rossby-Wellen). Es kommt zu Turbulenzen, wodurch sich dann Hoch- und Tiefdruckwirbel bilden können.
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Die Rossby-Wellen verlangsamen die Höhenströmung der Westwindzone (Frontalzone) und können sie sogar zusammenbrechen lassen. Dynamische Tiefdruckgebiete in der Westwindzone werden dadurch "eingefroren" und bewegen sich kaum mehr weiter. Polwärts bildet sich eine neue Westwindzone (Frontalzone) mit zunächst nur relativ schwachen Rossby-Wellen und demzufolge hoher Strömungsgeschwindigkeit. Dort entstehen dann auch wenig später wieder neue dynamische Hoch-und Tiefdruckgebiete. Das "eingefrorene" Tiefdruckgebiet ist ein Bereich kalter Luft, der von der wärmeren Umgebungsluft völlig eingeschlossen ist, ein sogenannter Kaltlufttropfen und kann als Höhentief einige Tage bis zu mehreren Wochen überleben. Der Kaltlufttropfen saugt von unten Luft an, so daß bei ausreichender Luftfeuchtigkeit eine kräftige Quellbewölkung entstehen kann (Cumulus- und Cumulunimbuswolken). Das bedeutet wiederum möglicherweise Schlechtwetter mit Starkregen und Gewittern. Das von der Westwindzone völlig abgekoppelte Tiefdruckgebiet bewegt sich nur noch langsam voran, angetrieben nicht mehr durch die Höhenwinde, sondern durch die schwächeren bodennahe Winde.
Die nächsten drei Abbildungen zeigen die Entwicklung der Wetterlage noch einmal im Zusammenhang. Auf den Höhenkarten ist die Ablösung der beiden Kaltlufttropfen sehr schön zu sehen. Einer davon wandert in Richtung Norden und bringt heftige Schauer und Gewitter nach Deutschland.


Starke Rossby-Wellen an der Westwindzone (Frontalzone) führen zur Ablösung zweier Kaltlufttropfen ("Cut Off").
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Wenn das Tiefdruckgebiet nach Skandinavien weiterzieht, ist eine Wetterbesserung zu erwarten.
Jens Christian Heuer
Quellen:

Sonntag, 23. September 2007

Wetter aktuell

Ein Wirbelsturm über dem Mittelmeer?

In den letzten drei Tagen hat sich über dem westlichen Mittelmeer ein nicht ganz alltägliches Wetterphänomen entwickelt. Ein stationäres Tiefdruckgebiet (Höhentief) über der Iberischen Halbinsel hat die Bildung zahlreicher Gewitterzellen ausgelöst, die sich dann zu einer wirbelsturmähnlichen Struktur zusammengefunden haben, die zumindestens äußerlich an einen Hurrikan erinnert. Sogar ein Auge konnte sich anscheinend, wenn auch nur vorrübergehend in der Mitte des Wirbels herausbilden.

Der Verlauf des Wetterphänomens...
21.September 2007
Im Bereich des Höhentiefs über der Iberischen Halbinsel haben sich um 03:00 Uhr UTC schon zahlreiche Gewitterzellen gebildet und zusammengeschlossen.

Auf der eingefärbten Infrarotaufnahme von 03:00 Uhr UTC sind dynamische Hoch- und Tiefdruckgebiete in der Westwindzone und darüber hinaus auch stationäre Tiefdruckgebiete ( Höhentiefs) über der Iberischen Halbinsel und westlich davon über dem Atlantik zu sehen. Die Höhenströmungen sind am Verlauf der eingezeichneten Isobaren (hellblaue Linien) erkennbar, die Orte mit dem gleichen Luftdruck untereinander verbinden.

Die Äquatorregion wird durch die Sonne sehr stark erwärmt, die Polarregionen bekommen dagegen nur wenig Wärme ab. Am Nordpol bildet sich deshalb bodennah ein Kältehoch und in der Höhe ein Höhentief. Am Äquator entsteht durch aufsteigende Warmluft am Boden ein Wärmetief und in der Höhe ein Höhenhoch. Es resultiert eine starke Höhenströmung tropischer Warmluft (rot) vom Höhenhoch in Richtung Höhentief, die aber durch die Erdrotation (Corioliskraft) ostwärts abgelenkt wird (Westwindzone, Jetstream) und sich bis zum Boden durchsetzt. In Bodennähe entwickelt sich eine Strömung polarer Kaltluft (blau) vom Kältehoch am Nordpol in Richtung Süden, die ebenfalls von der Erdrotation abgelenkt wird. Warm- und Kaltluft treffen an der sogenannten Polarfront zusammen, da sie aber aneinander vorbeiströmen, kann keine Durchmischung stattfinden. Der Temperaturgegensatz der beiden Luftmassen wird so immer größer, und der Jetstream beginnt zu schwingen (Rossby-Wellen). Die Höhenströmung wird turbulent, wodurch sich Wirbel bilden können, die dynamischen Hoch- und Tiefdruckgebiete, die für eine Durchmischung und damit für einen Temperaturausgleich zwischen Warm- und Kaltluft sorgen.

Zur Bildung eines stationärenTiefdruckgebietes kommt es immer dann, wenn die Rossby-Wellen in der Westwindzone immer stärker werden, so daß die Höhenströmung immer langsamer wird bis sie dann ganz und gar zusammenbricht. Dynamische Tiefdruckgebiete in der Westwindzone werden dadurch "eingefroren" und bewegen sich nicht mehr weiter. Polwärts bildet sich eine neue Westwindzone mit zunächst nur relativ schwachen Rossby-Wellen und demzufolge hoher Strömungsgeschwindigkeit. Dort entstehen dann aber schnell wieder neue dynamische Hoch-und Tiefdruckgebiete. Das "eingefrorene", stationäre Tiefdruckgebiet in der alten Westwindzone ist dann ein Bereich kalter Luft, der von der wärmeren Umgebungsluft völlig eingeschlossen 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 entstehen (Cumulus- und Cumulunimbuswolken), was wiederum länger anhaltendes Schlechtwetter mit Starkregen und Gewittern bedeuten kann.
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Um 12:00 Uhr UTC haben sich die Gewitterzellen zu einer wirbeksturmartigen Struktur organisiert, die in der Mitte sogar so etwas wie ein Auge aufweist.


Auf der Infrarotaufnahme ist die Wirbelstruktur mit dem Auge
ganz besonders gut zu erkennen.
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22.September 2007
Die Struktur hat sich ein wenig nach Osten verlagert. Das über der Meeresoberfläche verdunstende Wasser wirkt als "Treibstoff" für die Wolkenbildung, so daß sich nun besonders mächtige Gewitterzellen bilden können.


Aufnahmen der Struktur im sichtbaren Licht...


....und im infraroten Licht um 09:00 UTC
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23. September 2007
Die Wolkenbildung ist deutlich zurückgegangen. Da das Wasser (bisher) nicht warm genug ist reicht das Temperaturgefälle zwischen den wassernahen, unteren Luftschichten hin zu den höheren Luftschichten im Bereich des Kaltlufttropfens für die Entstehung eines voll entwickelten Wirbelsturms einfach (noch) nicht aus.



Aufnahmen im sichtbaren (oberes Bild) und im infraroten Licht
(unteres Bild). Auf der Infrarotaufnahme ist der Wirbel und
auch ein Auge wieder gut zu erkennen.
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Einige Meteorologen, die sich mit den Folgen des Klimawandels beschäftigen, befürchten, daß schon bald als Folge der globalen Erwärmung echte Wirbelstürme (Hurrikane) über dem Mittelmeer vorkommen könnten http://www.sueddeutsche.de/wissen/artikel/675/125487/).

Jens Christian Heuer

 
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