Mittwoch, 19. Dezember 2007

Klimawandel

Die Klima-Katastrophe :
S t u r m im Wasserglas, aber nicht an den Küsten !

Zusammenfassung:
Untersucht und dargestellt werden die nordatlantischen Trends von Stürmen und Sturmfluten anhand von Publikationen des Seewetteramtes Hamburg (DWD/SWA) und des Bundesamtes für Seeschiffahrt und Hydrographie (BSH) seit 1950 Jahre. Die Auswertung wird im Zusammenhang mit der Nordatlantischen Oszillation (NAO, UK/CRU; Univ.Norwich) durchgeführt, die ein Maß für die Schwankungen des Luftdruck-Gradienten ist. Schließlich wird auch der Zusammenhang mit der Windlast für Windkrafträder dargestellt. Seit 1990 zeigen alle Parameter einen abnehmenden Trend, seit 2005 gibt es wieder Anhaltspunkte für eine Umkehr dieser natürlichen Schwankungen. Die von einigen Klima-Instituten und vom IPCC seit etwa 20 Jahren prognostizierte dramatische Zunahme von Stürmen und Sturmfluten infolge der Erderwärmung ist nirgendwo zu erkennen. Das gilt auch für die dargestellten Hurrikan-Daten.


Im Zusammenhang mit der "Klima-Katastrophe" geistern immer wieder Schlagzeilen durch die Medien wie: "Vor uns die Sintflut" ... "Cuxhaven wird nicht zu halten sein" ... "Achtung - Weltuntergang" ... "Halten unsere Deiche ?" ...usw.
Glücklicherweise - mit der Realität für heute, morgen und wohl auch übermorgen hat das nicht das Geringste zu tun!

Wind ist strömende Luft
Aber wieso strömt Luft eigentlich? Warum Wasser strömt, das ist anschaulich und klar zugleich: bergab. Auch der Hut eines Wanderers - "flog er ihm vom Kopfe" - rollt den Berg hinab, und zwar um so schneller, je steiler der Berg . Und der Wanderer weiß warum: weil der Gradient der Höhenlinien auf seiner Wanderkarte sehr eng, sehr stark ist. Genau so ist es mit der strömenden Luft, also dem Wind. Nur hier ist nicht die Stärke des Berg-Höhenlinien-Gradienten ursächlich, sondern die Stärke des Luftdruck-Gradienten, die "Steilheit der Isobaren" zwischen Hoch und Tief! Und das geht so: Die Sonne heizt die Erdoberfläche auf, und zwar sehr unterschiedlich - in den Tropen sehr stark, an den Polen sehr viel geringer, in der Polarnacht gar nicht. Die Folge ist ganzjährig ein Temperaturgefälle von den niederen zu den hohen Breiten auf der Erde. Daraus folgt, daß insbesondere in den gemäßigten Breiten warme Luft von Süden und kalte Luft von Norden gegeneinander strömen. Dieser Vorgang kann bis in große Höhen von 5 oder gar 10 km (Tropopause) reichen, je nach Intensität der Luftmassen-Vorstöße.

Die Wind-Maschine : Azorenhoch gegen Islandtief
Daraus ergibt sich aus physikalischen Gründen ein gleichermaßen mehr oder weniger hochreichendes Luftdruckgefälle, z.B. Azoren-Hoch gegen Island-Tief, woraus wiederum (z.B.) die atlantischen Stürme ihre Energie schöpfen. Der diesjährige (2007er) "europäische Monsun-Sommer" führte es glänzend vor - wenn auch nicht unbedingt als Urlaubsfreude. Erinnern wir uns noch ? : Im heiß-trockenen April 2007 verkündeten die "Klima-Katastrophiker" die Versteppung Mittel-Europas! Die vielen Leute, die inzwischen ihre Keller ausgepumpt haben, werden d a s anders sehen!?
Die Erdrotation ("Coriolis-Kraft") macht aus strömender Luft stets einen Wirbel, in allen Größenordnungen: Beim 'Staubteufel' über einem Feld hat es jeder schon beobachtet, beim Tornado kann man es sehen und "spüren", beim Atlantik-Tief und beim Hurrikan fotografieren es die Wetter-Satelliten.
Dabei besteht ein komplizierter Zusammenhang zwischen den Luftschichten in verschiedenen Höhen, wobei letztendlich die Höhenströmung (z.B. 5000m) mit ihren Divergenzen und Konfluenzen die Druckfall-Gebiete ("Tiefs") in den unteren Luftschichten (Bodendruck) bezüglich Entwicklung, Intensität, Zug-Richtung und Zug-Geschwindigkeit steuert. Diese mit physikalischen Differential-Gleichungen berechenbaren Prozesse beherrschen die Meteorologen in ihren Zirkulations-Modell-Vorhersagen für ca. eine Woche erstaunlich gut, die Klima-Forscher wegen der unüberschaubaren Energie-Übergänge zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre (Meere), Kryosphäre (Eis), Lithosphäre (Gesteine), Biosphäre usw. ... für Jahre oder gar Jahrzehnte im voraus überhaupt nicht!


N A O
Die Stürme, die an den europäischen Küsten angelangen, entstehen fast ausnahmslos auf dem Nordatlantik. Dabei ist nun den Meteorologen seit fast Hundert Jahren bekannt, daß die für Stürme ursächlichen Gradienten (s.w.o.) niemals über längere Zeiträume konstant sind, sondern in Jahrzehnten...Jahrhunderten...Jahrtausenden in unterschiedlichen Zeitfenstern variieren.
In der älteren Literatur wurden entsprechende Untersuchungen und Statistiken meist als "Schwankungen des Zonal- oder Meridional-Index" bezeichnet, seit einigen Jahrzehnten hat sich dafür der Begriff "Nord-Atlantische Oszillation - NAO" eingebürgert. Dabei wird nach einem statistischen Verfahren der jährliche oder meist der saisonale Luftdruck-Gradient zwischen Azoren und Island berechnet. Den NAO-Index für die Winter seit 1820 zeigt die folgende Abbildung:


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Ob Zonal-Index, ob NAO - seit je her suchen die Meteorologen nach Zyklen, die für Prognosen nutzbar sind. So kann man versuchen, wenigstens gewisse Rhythmen zu finden. Dabei scheinen zunächst in Abb.1 z.B. kurzfristige Schwankungen von 2-5 Jahren1 erkennbar. Allerdings - auch innerhalb einer positiven NAO-Phase kann es ein negatives NAO-Jahr geben, und umgekehrt.
Weiterhin scheint eine Variabilität auf Skalen von etwa 8-12 Jahren oder auch 15 Jahren1 erkennbar zu sein. So gibt es zum Beispiel in den Jahren 1882, 1894, 1905, 1913, 1921, ... hervortretende Maxima, im Vergleich zu den Jahren davor und danach. Jedoch - die Graphik zeigt auch: Brauchbare Voraussagen der nächsten NAO+ und NAO- Phasen kann man damit nicht erstellen, geschweige denn Witterungs-Prognosen.
Bei einigen kalten und trockenen Wintern um 1830, um 1900 und um 1970 hatten wir sehr negative NAO-Werte, aber auch eine solche Variabilität mit ungefähr 70-jährigem Rhythmus1 ist nicht überzeugend (1S. SCHINDLER, 2003, IFM-Geomar, Leibnitz-Inst.Kiel, http://www.ifm-geomar.de/).

Fazit: Die NAO-Schwankungen sind weder signifikant periodisch, noch haben sie etwas mit irgend einer Klima-Katastrophe zu tun, denn auch ein Jahrhundert-Trend im Zusammenhang mit der CO2- oder Temperatur-Zunahme ist nicht erkennbar!


NAO und Stürme und Sturmfluten
Ein anderer Zusammenhang ist jedoch unübersehbar (Abb.2): Bei zunehmendem (positivem) NAO nimmt die Intensität der Stürme auf dem Atlantik und somit an unseren Küsten zu, bei abnehmendem (negativem) NAO ist es umgekehrt.


Quelle: Dipl.-med Klaus-Eckart Puls
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Vergleicht man den Trend in den Abbildungen 1 und 2, so sieht man, daß um 1990 einem starken positivem NAO-Index auch eine große Zahl von Orkantiefs entspricht, und daß beide Trends seit 1990 gleichermaßen abnehmen bis 2004 (Pfeile), wobei sich ab 2005 wieder ein zunehmender Trend in beiden Abbildungen abzuzeichnen scheint.

So kann es nicht überraschen, daß hiermit auch der Trend der Sturmfluten übereinstimmt:


Quelle: Dipl.-Met. Klaus-Eckart Puls
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Windkraft - Windertrag
Der Wind ist in unserer Klimazone der gemäßigten Breiten ein unsteter Gast. Aus den mittel- und langfristigen Schwankungen von Wind und Stürmen ergibt sich zwangsläufig auch eine Schwankung derjenigen Energie, die aus dem Wind mit Hilfe der Windkraft-Räder gewonnen werden kann. Dazu wurde 1988 eine Betreiber-Datenbasis (BDB) umweltfreundlicher Energie-Anlagen-Träger eingerichtet, aus der ein monatlicher BDB-Wind-Index als Basis für die Betreiber von Windkraft-Anlagen berechnet wird. In den ersten Jahren der BDB-Windindex-Berechnung um 1990 waren die "Wind-Angebote" überdurchschnittlich (à Abb.2), der Deutsche Wetterdienst hat stets darauf hingewiesen. Nichtsdestotrotz haben offensichtlich die Windrad-Betreiber auf die Auguren der Klima-Katastrophe gesetzt, und sind von weiter zunehmenden bzw. zumindest gleichbleibenden Wind-Erträgen ausgegangen: "Anfang der 90er Jahre blies der Wind im Durchschnitt kräftiger als heute. Diese Daten flossen in die Prognosen zahlreicher Windparkinitiatoren ein, auf die sich viele Anleger verlassen haben..." () ... und damit waren sie verlassen!

Quelle: FTD, 6.11.07, S.24
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Denn logischerweise hat die Windlast konform mit dem NAO (Abb.1) und mit der Intensität der Stürme (Abb.2) auch abgenommen, wie die Abbildung 4 deutlich zeigt: Die Windlast ist in kaum 15 Jahren um 20%(!) zurück gegangen!

Das hat nun dazu geführt, daß "...Privatanleger sich kaum noch für Windfonds interessieren..." (FTD, 6.11.07, S.24). Damit haben wir es offensichtlich bei etlichen Anlegern und Windkraftbetreibern mit den ersten Opfern von Fehlprognosen der "Klima-Katastrophiker" (nicht Meteorologen des Deutschen Wetterdienstes!!) zu tun.

Fazit: Aus den Abbildungen 1-4 ergibt sich ein natürliches "Auf-und-Ab" von Luftdruck, Stürmen, Windlast und Sturmfluten, wobei untereinander ein enger signifikanter Zusammenhang besteht. Dagegen ist irgend ein Klima-Katastrophen-Trend nicht erkennbar.

Mehr Stürme ? Keine Spur !
Seit etwa zwei Jahrzehnten reden die Klima-Katastrophen-Propheten von zunehmenden Stürmen, Monster-Orkanen, brechenden Deichen - glücklicherweise finden wir davon in den nüchternen meteorologischen und hydrologischen Daten keine Spur und auch keinen derartigen Trend. Dazu benötigen wir eigentlich nur die Abbildungen 1 und 2 : Je schriller die Töne einiger Orkan-Propheten wurden, um so mehr ging die Zahl schweren Stürme zurück, nämlich seit 1990. Daß es seit 1-2 Jahren wieder eine mäßige Zunahme gibt, ist mit dem NAO-Index problemlos zu erklären (Abb.1), mit irgendeiner Klima-Katastrophe hat das nichts zu tun.

Zu alledem passen auch etliche besonnene Aussagen, so z.B. vom Deutschen Wetterdienst:
"Orkane der Größenordnung von "Kyrill" (18.01.2007) sind alle 10-20 Jahre zu erwarten. Ein direkter Bezug zum Klimawandel läßt sich aus solchen Einzelereignissen nicht herstellen. Betrachtet man die Stürme und Orkane der letzten 30 Jahre, so hat bislang weder deren Häufigkeit noch deren Intensität zugenommen" (Pressemiteilung DWD vom 22.01.2007).
Und darüber hinaus:
"Bei extremen Wetterereignissen sind in Deutschland hingegen bisher keine signifikanten Trends zu beobachten gewesen. Auch solche Ereignisse wie die Hochwassersituation 2002 gehören zum normalen Repertoire unseres Klimas."(Quelle: Mitteilungen der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft, 3/2002, S. 2).

Und schließlich das MPI Hamburg: "In unserem Computermodell brauen sich weder mehr Stürme noch stärkere Stürme über uns zusammen" (Jochem Marotzke, Direktor MPI HH, in DER SPIEGEL, 7.5.2007, Abschied vom Weltuntergang, S.145).

Mehr Sturmfluten ? Keine Spur !
Ständig wird uns von einigen Klima-Instituten im Schulterschluß mit den Medien eingeredet, daß zunehmend gewaltige Orkane zu nie dagewesenen Sturmfluten und Deichbrüchen führen würden. Jedoch - keine Angst vor'm "Blanken Hans" und auch nicht vor'm "Schwarzen Mann":
"Es gibt in Norddeutschland nicht mehr Sturmfluten als vor 50 Jahren. Ein generell steigender Trend bei der Häufigkeit und Intensität von Sturmfluten als Vorbote des globalen Klimawandels ist gegenwärtig nicht erkennbar. Schon jetzt sind Küstenschutz und Deiche so ausgelegt, dass sie auch höheren Sturmfluten Stand halten als den bisher eingetretenen"(Pressemitteilung BSH, 26.09.2007, http://www.bsh.de/de/Das%20BSH/Presse/Pressearchiv/ Pressemitteilungen2007/28-2007.jsp).

Nach Umfragen bei Klima-Instituten kommt DER SPIEGEL zu dem Ergebnis: "Je länger die Forscher ihre Supercomputer rechnen lassen, desto mehr verflüchtigt sich die Sintflut" (DER SPIEGEL, 07.05.07, Abschied vom Weltuntergang, S. 146), was sich auch auf die ständig in die Welt geblasenen "Land-unter-Prophezeiungen" infolge Meeresspiegel-Anstieg bezieht. Dessen Anstieg hat sich weltweit sogar verlangsamt, von 10 cm in der ersten Hälfte auf 7 cm in der 2. Hälfte des 20.Jh. !
(Quelle: http://www.agu.org/pubs/crossref/2007/2006GL028492.shtml, S. J. Holgate vom Proudman Oceanographic Laboratory, Liverpool , UK , 2007).

Die beiden schwersten/höchsten Sturmfluten an deutschen Küsten liegen schon Jahrzehnte zurück:

1962 , 16.02. : 4* m ü. MHW**
1976 , 03.01. : 4,67 m ü. MHW**
( * Deichhöhe 4m, Deiche überflutet u. gebrochen;
Pegel HH-St.Pauli; **Quelle BSH)

Die schwerste Sturmflut der letzten 20 Jahre am 03.12.1999 erreichte 3,90 m ü. MHW**.
Aus alledem folgt (vgl. auch Abb. 2+3) :
Die Sturmflut-Statistik zeigt keine Korrelation mit dem Temperatur-Anstieg, und schon gar nicht mit dem CO2-Anstieg.

Fazit: Eine Klima-Katastrophe findet an Deutschen Küsten nicht statt

Mehr Hurrikane ? Eher im Gegenteil !
KATRINA war der Sturm, der "Den größten Schaden in der amerikanischen Geschichte..." anrichtete "...mit geschätzten 100 Milliarden Dollar..." (Quelle: L.Kins, Das Hurrikan-Rekordjahr 2005, Nat.Rdsch. 3/2006, S.129ff). Soweit die gesicherten Fakten.
Der "stärkste Hurrikan aller Zeiten" war Katrina nicht, da wurde er am 19.10.2005 von "WILMA" übertroffen (Quelle w.o.). Was in den Jahrzehnten und Jahrhunderten vor 1944 war, das weiß ohnehin niemand, denn wir verfügen erst seit 1944 über systematische Beobachtungen und Statistiken - ganze 60 Jahre. So ist also auch bei Wirbelstürmen mit (Medien-)Aussagen zu KATRINA wie "Jahrhundertsturm", "schlimmstes Sturm-Monster aller Zeiten", "nie dagewesenes Ereignis..." äußerste Vorsicht geboten!
Daher ist es denn folgerichtig, wenn die o.a. Kins-Studie zu dem Ergebnis kommt:
"Die meisten Klimaforscher sehen die Rekord-Saison 2005 noch im Rahmen der natürlichen Schwankungen".

"Die NOAA - der amerikanische Wetterdienst - hat in einem Statement vom 29.12.2005 erklärt, daß die Hurrikan-Forscher und Meteorologen der NOAA (aber nicht alle) davon ausgehen, daß die gegenwärtige Verstärkung (bis 2005) der Hurrikan-Aktivitäten primär das Ergebnis einer natürlichen Fluktuation im tropischen Klimasystem ist" (Quelle: Beising, R.: Klimawandel und Energiewirtschaft, VGB PowerTech Service GmbH, Essen, 2006, S.124).

Das sieht übrigens IPCC genau so: "Es gibt kei­nen Trend in der Zahl der tro­pi­schen Zy­klo­nen" (Quelle: www.scienceandpolicy.org, Deutsche Übers.: M. Limburg, 8.2.07,http://www.oekologismus.de/).

Genau das bestätigen auch die neuesten Daten1: Nach der außergewöhnlich starken Hurrikan-Saison 2005 (mit Katrina/New Orleans) erreichte 2006 keiner und 2007 ein einziger Hurrikan (Kat.1, Humberto, 13./14.09., Texas und Louisiana) den nordamerikanischen Kontinent.

Hurrikan-Statistik Nord-Atlantik (1)
(Summe aller Kategorien)

2005: 15
2006: 5
2007: 5

Mittelwerte:
Kategorien 1-5 : 1944-2005 : 6 pro Jahr(2)
Kategorien 3-5 : 1930-1960 : 8 pro Jahr(3)
Kategorien 3-5 : 1961-2005 : 5 pro Jahr(3)
Quellen:
(1) http://weather.unisys.com/hurricane/index.html, 13.12.07
(2)L.Kins: Das Hurrikan-Rekordjahr 2005, Nat.Rdsch.3/2006, S.129ff
(3) B.Lomborg: Deiche waren es nicht, das Klima;
http://www.welt.de/print-welt/article162861/Deiche_waren_es_nicht_das_Klima.html; 3. Sept. 2005


Fazit: Die natürliche saisonale Variabilität der Hurrikane ist groß. Einen
Beweis für eine Zunahme infolge der Erderwärmung gibt es nicht.
Diplom-Meteorologe Klaus-Eckart Puls
Jahrgang 1939,Schule und Abitur in Mecklenburg ;
ab 1960 Studium der Naturwissenschaften in Rostock und Westberlin.
1968 Diplom in Meteorologie an der FU Berlin, dort 1969/70 Wissenschaftlicher Angestellter mit dem Forschungs-Schwerpunkt Atmosphärisches Ozon.
Ab 1970 Deutschen Wetterdienst:1971-1978 Seewetteramt Hamburg
(Arbeitsschwerpunkte: Seewetterdienst, Schiffsrouten-Beratungsdienst),
ab 1975 Leiter der Gruppe Laderaum-/Schiffsraum-Meteorologie.
10 Seereisen als Bordmeteorologe auf Fischereischutzbooten, Forschungsschiffen und Handelsschiffen.
1976-1978 Mitarbeit im Normen-Ausschuß "Technoklimate" (DIN 50 019).
1978-1984 Leiter der Agrarmeteorlogischen Beratungs- und Forschungsstelle Bonn.
Aufbau eines zeitkritischen Beratungssystems mit den Landwirtschaftskammern:
Regionale Telefonansagen, Bildschirmtext, Wochenberichte;Lehrauftrag im Fach "Agrarmeteorologie" an der Universität Bonn.
1983 Mitbegründer der Stiftung Deutscher Pollen-Informationsdienst,
10 Jahre Vorstands-Mitglied.
1984-2000: Leiter des Wetteramtes Essen.
Nach der deutschen Wiedervereinigung zusätzlich (1990/91) Aufbau und Leitung des Wetteramtes Leipzig.
Seit 1966 über 150 wissenschaftliche und populär-wissenschaftliche Veröffentlichungen zu: Wetter, Klima, Ozon, Schiffsraummeteorologie, Agrarmeteorologie, Pollenflug/Allergologie, Wissenschaftsgeschichte, Kalendergeschichte...

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

.
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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