Weltenwetter

Kalter Winter, heißer Sommer … Warum? II. Jens Christian Heuer

with one comment

Besser und anschaulicher kann man das Wetter kaum erklären, als es der Autor Herr Puls in seinem Gastbeitrag hier getan hat! Kompliment!!

Eine interessante und wichtige Frage läßt der Autor aber leider offen:

Wie und warum ändern sich eigentlich die relativen Häufigkeiten der Wetterlagen? Ist wirklich alles nur der reine Zufall im Wechselspiel des chaotischen Systems Atmosphäre, wie Herr Puls meint, oder  spielt bei den Entscheidungen für eine Wetterlage der Klimawandel vielleicht doch eine Rolle?

Um an diese Fragen mit einer gewissen Aussicht auf Erfolg heranzugehen, benötigen wir erst einmal ein paar wichtige meteorologische Grundlagen:

Die Meteorologen sprechen von einer meridionalen Luftzirkulation, wenn infolge einer stark mäandernden Höhenluftströmung (Jetstream) die  warmen und kalten Luftmassen vorwiegend entlang der Längengrade (Meridiane) transportiert werden. Kalte Luftmassen stoßen weit nach Süden  vor äquatorwärts; im Gegenzug aber auch warme Luftmassen weit nach Norden polwärts.

Bei einer zonalen Luftzirkulation mäandert der Jetstream dagegen nur schwach, und die Luftmassen bewegen sich von West nach Ost entlang der Breitengrade. Da die Höhenströmung die Zugbahnen der außertropischen dynamischen Tiefdruckgebiete bestimmt, gelangt eines nach dem anderen nach Europa, stets mit milder und feuchter  Atlantikluft „im Gepäck“.

Die gemischte Luftzirkulation hat meridionale und zonale Anteile.

Dynamische Hoch- und Tiefdruckgebiete entstehen als abwärts bzw. aufwärts gerichtete Wirbel unterschiedlicher Drehrichtung aus kleinen Unregelmäßigkeiten (Konvergenzen und Divergenzen) in der Höhenluftströmung (Jetstream), wenn deren Strömungsgeschwindigkeit einen kritischen Wert überschreitet.

Abb. 1  Ein kleiner Gebirgsbach als Modell für die Höhenströmung und für die Entstehung von Hoch- und Tiefdruckwirbeln. Quelle: Wikipedia

Wie das Ganze funktioniert kann man sich am Modell eines kleinen Gebirgsbaches klar machen: Zunächst, bei nur geringem Gefälle, fließt er ruhig und regelmäßig (laminare Strömung). Wenn das Gefälle größer wird, nimmt  die  Geschwindigkeit der Strömung entsprechend zu. Überschreitet die Strömungsgeschwindigkeit schließlich einen kritischen Wert, so entstehen plötzlich Wirbel bilden, welche mit der Strömung davongetragen werden und die Strömung wird zunehmend turbulent.Tiefdruckwirbel 1

Abb. 2  Struktur eines dynamischen Tiefdruckgebietes: Innerhalb der aufwärtsgerichteten Tiefdruckwirbel bilden sich Wolken, da die Luftmassen gehoben werden und dabei abkühlen bis die Luftfeuchtigkeit kondensiert. An der Warmfront, wo die warme Luft langsam über die kältere Luft nach oben gleitet, bildet sich eine Schichtbewölkung (Stratus) und häufig regnet es über längere Zeit (Landregen). In größeren Höhen, wo es kalt genug ist, bilden sich Eiswolken (Cirrus). Die Kaltfront und die dahinter befindliche Kaltluft holen die vorauseilende Warmluft ein, da letztere sich wegen ihrer Aufstiegstendenz langsamer vorwärts bewegt. Die Warmluft wird so nach und nach von der Kaltluft durchdrungen und erfährt dabei, da sie leichter ist, einen starken Auftrieb (labile Luftschichtung). Durch  Konvektion entwickelt sich eine ausgeprägte Quellbewölkung mit kräftigen Winden, starken Regenfällen und oft auch Gewittern. Hinter der Kaltfront bildet sich eine zelluläre Bewölkung, wenn die nachfolgende Kaltluft über eine wärmere Land- oder Meeresoberfläche strömt. Es entstehen zahlreiche Konvektionszellen, in denen sich bei ausreichender Luftfeuchtigkeit Quellwolken bilden. Quelle: Geo Special Nr. 2 Wetter 1982

Ebenso wie der kleine Gebirgsbach, wird auch der Jetstream durch ein Gefälle angetrieben. Allerdings handelt es sich nicht um ein geographisches Gefälle, sondern um ein Temperaturgefälle an der Grenze zwischen der polaren Kaltluft und der (sub)tropischen Warmluft, der sogenannten Polarfront. Da sich eine warme Luftsäule mehr nach oben ausdehnt als eine kalte Luftsäule entspricht dem Temperaturgefälle auch ein mit der Höhe zunehmendes Druckgefälle. Dieses auf ein Temperaturgefälle zurückgehende Druckgefälle erzeugt den Jetstream und treibt ihn an. Die Luftmassen würden normalerweise dem Druckgefälle von der warmen zur kalten Luftmasse folgen, doch die Erdrotation lenkt sie zu einer westlichen Strömung ab.

Das Temperatur- und Druckgefälle zwischen polarer Kaltluft und (sub)tropischer Warmluft ändert sich mit den Jahreszeiten. Im Winter ist das Gefälle sehr groß, da die Polarregion während der Polarnacht stark auskühlt. An der Polarfront entstehen zahlreiche Tiefdruckwirbel, darunter viele Sturmtiefs. Im Sommer ist das Gefälle dagegen eher niedrig, da sich die rund um die Uhr sonnenbeschiene Polarregion deutlich erwärmt. An der Polarfront bilden sich nur wenige, zumeist schwache Tiefdruckwirbel. Stürme gibt es praktisch keine.

Der Jetstream wird jedoch nicht nur durch das Temperatur- und Druckgefälle zwischen (sub)tropischer Warmluft und polarer Kaltluft in Gang gehalten, sondern bezieht einen gewissen Teil seiner Antriebsenergie auch aus den Tiefdruckwirbeln. Diese übertragen die bei der Wolkenbildung (s.u.) frei werdende Kondensationswärme  (latente Wärme) auf den Jetstream.

Der Zustand des Jetstreams ändert sich fortlaufend. Zunächst strömt er ruhig und gleichmäßig (laminare Strömung) und mäandert nur wenig. Bei dieser rein zonalen  Luftströmung werden warme und kalte Luftmassen kaum vermengt, so daß das  Temperatur- und Druckgefälle und folglich auch die Geschwindigkeit der Strömung immer weiter zunehmen. Überschreitet die Strömungsgeschwindigkeit einen kritischen Wert, so wird der Jetstream instabil und mäandert immer stärker. Der stark schwingende Jetstream bildet sogenannte Rossby-Wellen aus, deren Wellentäler (Höhentröge) polare Kaltluft und deren Wellenberge (Hochkeile, Höhenrücken) (sub)tropische  Warmluft enthalten.  Innerhalb der Höhentröge ist wegen des Tiefdruckeinflusses eher schlechtes Wetter zu erwarten; innerhalb der Hochkeile führt der Hochdruckeinfluß zu Wolkenauflösung und schönem Wetter. Bei einem stark mäandernden Jetstream ist die Luftströmung durch die Höhentröge und Hochkeile  meridional und sorgt für einen effektiven Temperaturausgleich.  Temperatur- und Druckgefälle und damit auch die Strömungsgeschwindigkeit des Jetstreams nehmen wieder ab. Desöfteren wird die Höhenströmung in bestimmten Abschnitten so langsam, daß sie ganz zusammenbricht. Dann lösen sich warme Hochdruckwirbel und  kalte Tiefdruckwirbel von der Höhenströmung ab („Cut Off“). Beide Druckgebilde sind dynamisch sehr stabil und können daher lange überdauern. Die warmen Hochdruckwirbel wirken wie riesige Gebirge aus Luft und blockieren alle von Westen herannahenden Tiefs, die so zu großen Umwegen gezwungen werden. In unserem Modell mit dem Gebirgsbach entspricht dem blockierenden Hoch ein Felsbrocken, den das Wasser umfließen muß, der also die Strömung mit den Wirbeln in zwei Arme teilt.

Die kalten  Tiefdruckwirbel bewegen sich als sogenannte Kaltlufttropfen (kalte Höhentiefs) unabhängig von der Höhenströmung, oft äquatorwärts bis weit in den Süden, wo sie dann oft für Unwetter sorgen.

Irgendwann regeneriert sich der Jetstream aber wieder, und der Schwingungszyklus beginnt von vorne.

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Abb. 3  Schwingungszyklus der Höhenluftströmung (Jetstream) a) zonal, b) meridional mit Hochkeilen und Höhentrogen, c) Zusammenbruch der Höhenströmung mit „Cut-off“ eines Kaltlufttropfens, d)Regeneration der Höhenströmung. Quelle: http://www.britannica.com/

Die Wetterlagen wechseln also einander ständig ab: Erst zonal, dann zunehmend meridional, später dann wieder zonal usw.usf.

Innerhalb eines solchen Zyklus können die Wetterlagen unterschiedlich lange andauern. Die Luftzirkulation kann dann auch insgesamt über längere Zeiträume hinweg eher zonal oder eher meridional geprägt sein.

Bei einer vorwiegend zonalen Luftzirkulation mit einem starken, nur schwach mäandernden Jetstream, sind die Winter milde und die Sommer eher kühl und niederschlagsreich.

Bei einer vorwiegend meridionalen Luftzirkulation mit einem stark mäandernden  Jetstream, sorgen Vorstöße polarer Kaltluft äquatorwärts in den betroffenen Regionen für ausgesprochen kalte und schneereiche Winter. Im Gegenzug bewegt sich (sub)tropische Warmluft weit polwärts, so daß in Teilen der Arktis die Winter erstaunlich milde verlaufen. Der letzte Winter 2009/2010 war in Europa, großen Teilen Asiens und an der Ostseite von Nordamerika bitterkalt und schneereich, in arktischen Regionen wie Grönland, Spitzbergen und Nordwestkanada aber ausgesprochen milde.

Die Sommer können ausgesprochen warm werden, insbesondere wenn sich durch den Zusammenbruch der Höhenströmung eine blockierende Wetterlage einstellt. Im Einflußbereich der nahezu wolkenfreien Hochkeile werden dann infolge der praktisch ungehinderten Sonneneinstrahlung oft Rekordtemperaturen erreicht (Hitzewelle). Das spektakulärste Beispiel der letzten Jahre war der langanhaltende Hitzesommer 2003, der sogenannte „Jahrtausendsommer“, als bei extrem hohen Temperauren (von bis zu 40°C !) allein in Westeuropa zehntausende von Menschen starben. Auch in diesem Sommer 2010 erleben wir in Europa wieder eine extreme Hitzewelle. In Rußland hat sie seit Anfang Juli  offenbar katastrophale Ausmaße angenommen. Die langanhaltende Trockenheit führt großflächig zu aberhunderten, immer wieder neu ausbrechenden  Torf- und Waldbränden. Die Rauchentwicklung ist gewaltig. Besonders schlimm ist es derzeit in Moskau, wo die Menschen inzwischen aufgefordert wurden, wegen der giftigen Rauchschwaden Fenster und Fenster und Türen zu schließen und ihre Wohnungen möglichst nicht mehr zu verlassen. Und das alles auch noch bei Temperaturen von  38°C und mehr. Viele Menschen leiden unter Kreislaufbeschwerden oder Atemnot. Nach vorliegenden Berichten soll die Sterblichkeit in Moskau schon 50% höher sein als normalerweise in diesen Monaten (NDR Info 07.08.2010). 

Wenn wir uns Gedanken über die unterschiedliche Häufigkeiten der Wetterlagen und die möglichen Ursachen machen, dann kommen wir vom Wetter zum Klima. 

Klima ist die Statistik des Wetters in einer bestimmten Region, oder wenn man will auch auf dem ganzen Planeten. Wenn sich diese Statistik nachhaltig verändert, dann haben wir es mit einem Klimawandel zu tun.

Wenn heute vom Klimawandel die Rede ist, so denken die meisten zu Recht an die globale Erwärmung, die aufgrund der vorliegenden Daten gut gesichert ist. Drei Kurven, die das belegen:

Abb. 4  Der sichtbare Klimawandel: a) globale Durchschnittstemperatur b) Meeresspiegel (schwarzer Teil: Pegelstandsmessungen, roter Teil: Satellitenmessungen) c) Schneebedeckung auf der Nordhalbkugel (März und April) Quelle: http://www.ipcc.ch/ (2007)

Das vor allem ein verstärkter Treibhauseffekt durch die fortlaufende Emission der Treibhausgase Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) für die globale Erwärmung verantwortlich ist, dafür spricht eine ganze Menge.

Ein Beispiel ist die Erwärmung der Troposphäre bei gleichzeitiger Abkühlung der Stratosphäre: Die von der Sonne eintreffende Strahlung geht, abgesehen von den Wolken, nahezu ungehindert durch die Atmosphäre, wird vom Erdboden absorbiert und in Wärme umgewandelt. Ein Teil dieser Wärme wird als Infrarotstrahlung wieder direkt in Richtung Weltraum abgestrahlt. Die infrarotaktiven Treibhausgase absorbieren jedoch ausgewählte Wellenlängen im Infraroten, entsprechend ihren Eigenschwingungen. Den einen Teil der so empfangenen Energie geben sie durch Zusammenstöße an andere Gasmoleküle ab und erwärmen so die Troposphäre, die untere Atmosphärenschicht in der sich das Wetter abspielt. Doch den anderen Teil geben sie als Infrarotstrahlung wieder ab, in Richtung Weltraum und als erwärmende Gegenstrahlung in Richtung Erdboden. Mehr Treibhausgase lassen also die Temperaturen am Boden und in der Troposphäre global ansteigen. Doch in der nächsthöheren Atmosphärenschicht, der Stratosphäre, da wirken die Treibhausgase abkühlend! Der Grund für diese Abkühlung ist nicht schwer zu verstehen: Die Infrarotstrahlung vom Erdboden wird von den Treibhausgasen in der Troposphäre schon (nahezu) vollständig absorbiert und kann daher die Stratosphäre nicht mehr erreichen, um sie zu erwärmen. Die Treibhausgase in der Stratosphäre werden aber durch Zusammenstöße mit benachbarten Molekülen anderer Atmosphärengase angeregt. Da die Luft in dieser großen Höhe schon sehr dünn ist, strahlen sie einen Großteil der so gewonnnenen Energie in den Weltraum ab, bevor sie durch erneute Zusammenstöße wieder an die Stratosphäre  zurückgegeben werden kann. Da diese Energie unwiderruflich verloren ist, wird die Stratosphäre kühler. Die Meßwerte der letzten Jahrzehnte zeigen nun tatsächlich im Gleichschritt mit der globalen Erwärmung der Troposphäre eine globale Abkühlung der Stratosphäre. Ein eindeutiger Beweis für die Klimawirksamkeit der Treibhausgase!

Abb.5  Satellitenmessungen zeigen: Die Troposphäre wird immer wärmer, die Stratosphäre aber immer kühler. Ein überzeugender Beweis für die Klimawirksamkeit der Treibhausgase! Quelle: http://hadobs.metoffice.com/ 

Ein weiteres Beispiel sind die Versuche, den  beobachteten globalen Temperaturanstieg mit unterschiedlich gestrickten Klimamodellen nachzuvollziehen. Wenn man allein die natürlichen äußeren Einflüsse (veränderliche Sonnenaktivität) und die internen Rückkopplungen im Klimasystem berücksichtigt, dann schaffen es die Klimamodelle einfach nicht, die tatsächlich gemessenen Veränderungen der globalen Durchschnittstemperatur realistisch abzubilden. Erst bei Einbeziehung des zusätzlichen menschengemachten Treibhauseffektes rechnen die Klimamodelle richtig. Klimamodell und Klimawirklichkeit stimmen dann erstaunlich gut überein, wie die folgende Grafik eindrucksvoll zeigt:

Abb. 6  Klimamodelle, die lediglich die natürlichen Einflüsse auf das Klima berücksichtigen, können die tatsächlich gemessenen globalen Temperaturen nicht rechnerisch nachvollziehen. Doch bei Einbeziehung der Treibhausgasemissionen durch den Menschen funktionieren die Modelle. Quelle: http://www.ipcc.ch/ (2007)

Herr Puls hält ja nicht allzu viel von Klimamodellen: Wenn schon die Wettervorhersage nur für maxiumal 10 Tage möglich ist, so fragt er, wie will man dann, wie es die Klimainstitute tun, Vorhersagen für einen Zeitraum von bis zu 100 Jahren (oder mehr) machen?

Doch Wettervorhersage und Klimamodelle sind nicht dasselbe!

Die Wettervorhersage ist ein Anfangswertproblem. Bevor man mit der Berechnung der weiteren Wetterentwicklung beginnt muß man den Ist-Zustand der Atmosphäre genau ermitteln. Dafür werden Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit usw. möglichst engmaschig gemessen. Kleinste Ungenauigkeiten, die allein schon durch die begrenzte Anzahl der Meßstationen zustande kommen, schaukeln sich in einem komplexen, stark gekoppelten, chaotischen System wie der Atmosphäre im Laufe der Zeit gewaltig auf bis der Fehler für eine sinnvolle Vorhersage einfach zu groß ist. Die möglichen Entwicklungspfade für das Wetter der Zukunft laufen selbst bei gering voneinander abweichenden Anfangsmeßwerten schon nach relativ kurzer Zeit weit auseinander. Daraus ergibt sich die Vorhersagegrenze für das Wetter.

Klima ist die Statistik des Wetters, definitionsgemäß meist über 30 Jahre. Klimamodelle können und wollen auch gar nicht das Wetter selbst vorhersagen, sondern lediglich die Häufigkeitsverteilung des Wetters und ihre Veränderung über die Zeit (Klimawandel).

Abb. 7  Bei einem Klimawandel verändert sich die statistische Wahrscheinlichkeitsverteilung des Wetters. Die Fläche unter jeder Kurve entspricht der Wahrscheinlichkeit 100% (=1). Quelle http://www.ipcc.ch/ (2001)

Klimamodelle benötigen daher nicht die genauen Anfangsbedingungen wie eine Wettervorhersage, stattdessen aber die Randbedingungen, welche das Klimasystem bestimmen. Dazu zählen die Stärke der Sonneneinstrahlung (welche vor allem von der Entfernung des Planeten zu seiner Sonne, der Bahnform und der veränderlichen Sonnenaktivität abhängig ist), die Eigenschaften des Planeten selbst (Größe (tektonische Aktivität), Neigung der Rotationsachse (entscheided mit über die Verteilung der Sonneneinstrahlung), Land-Meer-Verteilung, Eisflächen, Zusammensetzung der Atmosphäre (Treibhausgase) und die internen Rückkopplungen im Klimasystem (z.B. Eis-Albedo-Rückkopplung, Kohlenstoff- und Wasserkreislauf, Wechselwirkungen zwischen globaler Luftzirkulation und Ozeanen). So komplex und stark gekoppelt das Klimasystem auch ist, die Randbedingungen bestimmen letztendlich seine  Entwicklungsmöglichkeiten und damit auch die jeweils mögliche Statistik des Wetters. Ein Klimamodell erlaubt zwar keine Vorhersage wie die Wetterlage in einer bestimmten Region in 50 oder 100 Jahren sein wird, aber es kann die Eintrittswahrscheinlichkeiten verschiedener Wetterlagen bei sich verändernden Randbedingungen berechnen. Klimamodelle berechnen also das Klima und seinen Veränderung. Und das können sie erstaunlich gut!

Die globale Erwärmung verläuft in den verschiedenen Regionen der Erde höchst ungleichmäßig. In den Tropen, nahe am Äquator, sind die Temperaturen meist nur verhältnismäßig geringfügig angestiegen, weit überdurchschnittlich dagegen fast überall in der Arktis.

Abb. 8  Temperaturabweichungen des Jahres 2009 im Vergleich zur Referenzperiode 1951-1980. Quelle: http://earthobservatory.nasa.gov/

Diese überproportionale Erwärmung der Arktis hat vor allem mit der sogenannten Eis-Albedo-Rückkopplung zu tun:  Wenn das stark  reflektierende Meereises schmilzt, wird die Sonnenstrahlung durch die dann freiliegende dunkle Wasseroberfläche verstärkt absorbiert. Eine anfangs nur geringe Erwärmung wird so positiv verstärkt. Und das hat Folgen, denn durch die überproportionale Erwärmung der Arktis vermindert sich das Temperatur- und Druckgefälle an der Polarfront und damit auch die Strömungsgeschwindigkeit des Jetstreams.

Im Winter begünstigt das eher eine zonale Luftzirkulation, denn die wegen des starken Temperaturgefälles in dieser Jahreszeit sehr schnelle Höhenströmung wird soweit abgebremst, daß sie nur selten die kritische Geschwindigkeit erreicht, ab der die Strömung instabil wird (und dann oft so langsam, daß sie zusammenbricht). Bei einer vorwiegend zonalen Luftzirkulation verlaufen die Winter in Europa ausgesprochen milde. Hinzu kommt noch ein weiterer wichtiger Effekt: Über den im Winter mit Schnee und Eis bedeckten Flächen kühlt die Luft besonders stark aus, so daß sich ein thermisches Kältehoch ausbildet. Dieses blockiert, wenn es stark genug ist,  die von Westen herannahenden Tiefdruckwirbel und zwingt sie dazu, auf nördlichere oder südlichere Zugbahnen auszuweichen. Durch den Rückgang der Gletscher und schneebedeckten Flächen infolge der globalen Erwärmung werden die blockierenden Kältehochs abgeschwächt, was dann wiederum zonale Wetterlagen begünstigt. Im Falle Europas wäre das winterliche Osteuropahoch betroffen. Solange es die von Westen herannahenden Tiefdruckwirbel blockiert und umlenkt, ist der Winter in Europa bitterkalt. Ist es aber zu schwach dazu, dann erlebt Europa einen sehr milden Winter.

Im Sommer dagegen, begünstigt eine weitere Verringerung des in dieser Jahreszeit sowieso schon relativ schwach ausgeprägten Temperaturgefälles an der Polarfront  eine meridionale Zirkulation. Die Höhenströmung wird dann derart langsam, daß sich blockierende Wetterlagen mit einer meridionalen Zirkulation besonders leicht einstellen können. Hitzesommer verbunden mit langanhaltender Trockenheit werden in Europa also häufiger vorkommen. 

Mildere Winter infolge einer größeren Häufigkeit zonaler Luftzirkulationsmuster und heißere Sommer durch immer mehr blockierende Wetterlagen bei meridionaler Luftzirkulation als Folge des Klimawandels. Soweit die Theorie. Und genauso waren auch die Vorhersagen der Klimamodelle, mit denen ab Anfang der 1980er Jahre versucht wurde die Folgen der globalen Erwärmung abzuschätzen. Schauen wir uns nun an, ob und falls ja, wie sich die Häufigkeit der Wetterlagen tatsächlich verändert hat. Für Mitteleuropa gibt es darüber ausreichend Daten:

Abb. 9  Relative Häufigkeit der Luftzirkulationsformen in Mitteleuropa von 1902-2000 im Winter- und Sommerhalbjahr. Quelle: http://sundoc.bibliothek.uni-halle.de/diss-online/

Im Winter sind die Wetterlagen im Laufe der Jahre danach tatsächlich zonaler geworden. Zonale und gemischte Wetterlagen (mit meridionalen und zonalen Anteilen) haben auf Kosten meridionaler Wetterlagen deutlich zugenommen. Das sind die milden Winter in den meisten der letzten Jahre.

Im Sommer hat es dagegen, wie zu erwarten, eine Zunahme meridional geprägter Wetterlagen gegeben. Das entspricht auch unserer subjektiven Erfahrung von immer mehr heißen Sommern. Hinzu kommt natürlich noch die Tatsache, daß die heißen Sommer mit zunehmendem Treibhauseffekt immer extremer ausfallen.

Als Folge der globalen Erwärmung nimmt aber auch die Wasserverdunstung zu. Durch die höhere Luftfeuchtigkeit wächst die Gefahr schwerer Unwetter mit Gewitterstürmen, Starkregen und schwerem Hagelschlag. Auch das wurde von den Klimamodellen schon lange vorhergesagt.

Abb. 10  Der 10 Jahres – Trend der spezifischen Feuchte (g/kg) von 1973-2003 zeigt fast überall eine Zunahme. Die global ansteigenden Temperaturen erhöhen die Verdunstung und damit auch die Luftfeuchtigkeit. Quelle: http://hadobs.metoffice.com/hadcruh/

Der Grund: Die höhere Luftfeuchtigkeit verstärkt die Bildung hochreichender Quellwolken, die sich zu Gewitterzellen entwickeln können. Quellwolken bilden sich immer dann, wenn warme Luftblasen in einer Umgebung aus kühler Luft aufzusteigen beginnen (warme Luft ist leichter als kalte). Da der Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt, dehnen sich die warmen Luftblasen bei ihrem Aufstieg aus und kühlen dadurch ab bis schließlich winzige Wassertröpfchen auskondensieren und eine Wolke bilden. In großen Höhen bestehen Wolken nicht mehr aus Wassertröpfchen sondern aus Eiskristallen. Bei der Bildung der Wassertröpfchen wird Kondensationswärme frei, entsprechend der Wärmeenergie, die notwendig war, um durch Verdunstung von Wasser die Luft anzufeuchten. Diese sogenannte latente Wärme verleiht der aufsteigenden Luft zusätzlichen Auftrieb (Aufwinde) und verstärkt auf diese Weise die Wolkenbildung (positive Rückkopplung). Da die Wolken mehr Luftfeuchtigkeit enthalten bilden sie auch mehr Regen. 

Abb. 11  Hagelbildung in einer Gewitterwolke: Die wachsenden Hagelkörner werden durch den Aufwind in der Schwebe gehalten, solange sie nicht zu schwer sind. Quelle: http://www.physicalgeography.net/

Wenn sich aus Eiskristallen und unterkühlten Wassertröpfchen Hagelkörner bilden, dann erreichen diese ein größeres Gewicht, da sie von den kräftigeren Aufwinden in der Wolke länger in der Schwebe gehalten werden.

Doch warum gab es in den letzten Jahren nun doch wieder mehr kältere Winter? Daran ist vielleicht die Sonne schuld, deren Aktivität seit 2003 drastisch zurückgegeangen ist.

Abb. 12  Die Anzahl der Sonnenflecken ist ein gutes Maß für die Sonnenaktivität. Seit 2003 ist diese auf ein Minimum zurückgegangen. Anscheinend ist die Sonne gerade dabei, wieder zu erwachen. Quelle: http://www.swpc.noaa.gov/

Der Verdacht liegt nahe, da die Stärke der Sonnenaktivität einen direkten Einfluß auf das vorherrschende Muster der Luftzirkulation ausübt. Das funktioniert vor allem über die Stratosphäre, der wir uns deshalb noch einmal zuwenden wollen:

Die Stratosphäre enthält nur wenig Wasserdampf, dafür aber größere Mengen Ozon, das die für das Leben gefährlichen Anteile der von der Sonne eintreffenden Ultraviolettstrahlung absorbiert und so herausfiltert. Daher ist die Stratosphäre deutlich wärmer als die obere Troposphäre. 

Im Winter, während der Polarnacht, kühlt die Stratosphäre über der Polarregion aber sehr deutlich ab. Dadurch entsteht im Winter auch in der Stratosphäre ein Temperaturgefälle, das einen stratosphärischen Jetstream erzeugt. Dieser beeinflusst den darunter befindlichen troposphärischen Jetstream an der Polarfront. Ein starker stratosphärischer Jetstream stabilisiert den troposphärischen Jetstream und begünstigt so eine zonale Luftzirkulation. Ein schwacher stratosphärischer Jetstream macht dagegen  eine meridionale Luftzirkulation wahrscheinlich.

Bei einer verminderten Sonnenaktivität, wie wir sie derzeit erleben,  nimmt  die Gesamtstrahlung der Sonne nur wenig ab (deutlich unter 1%), die UV-Strahlung aber dafür umso mehr (bis zu 10% und darüber). Bei einer schwächeren UV-Einstrahlung bildet sich aber in der Stratosphäre auch weniger Ozon. Dadurch vermindert sich  das stratosphärische Temperaturgefälle, die Luftzirkulation wird eher meridional, und es gibt kältere Winter. 

Trotz der paar kühleren Winter in den letzten Jahren lagen und liegen die globalen Durchschnittstemperaturen aber noch immer deutlich über dem langjährigen Mittel (1961-1990). 

Der Einfluß der Sonne überlagert also bestenfalls ein wenig den ansonsten ungebrochen ansteigenden Trend der globalen Durchschnittstemperaturen. Trotz schwacher Sonne könnte der Sommer 2010 durchaus ein „Jahrtausendhitzesommer“werden. Das wäre dann nach 2003 schon der Zweite innerhalb von 7 Jahren! Und es ist ja nur eine Frage der Zeit, wann die Sonne wieder aktiver wird!

F a z i t : Einzelne Wetterlagen haben wirklich nichts mit dem Klimawandel zu tun. Doch wenn sich die Statistik der Wetterlagen verändert, dann sieht das schon ganz anders aus. Insbesondere der Trend zu Hitzesommern mit blockierenden Wetterlagen ist ein klares Signal für einen Klimawandel hin zu einer wärmeren Erde. Es ist leider zu befürchten, daß schon in absehbarer Zeit „Jahrtausendsommer“ wie 2003 (und vielleicht auch 2010) mehr die Regel als die Ausnahme sein werden. Und dabei ist auch das CO2 im Spiel!

Jens Christian Heuer

Written by jenschristianheuer

August 9, 2010 at 6:12 pm

Veröffentlicht in Klimadebatte

Kalter Winter, heißer Sommer … warum? I. Klaus-Eckart Puls

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Sowohl beim vergangenen kalten Winter 2009/10 als auch beim derzeitigen heißen Sommer in Mitteleuropa handelt es sich um Ergebnisse normaler(!) meteorologischer Prozesse und Wetterlagen. Mit irgendeiner „Klima-Katastrophe“ hat weder der vergangene kalte Winter noch der jetzige heiße Sommer auch nur das Geringste zu tun, und mit CO2  schon ganz und gar nicht !

Die Atmosphären-Strömung „arbeitet“ in Wellen und Wirbeln. D i e s e  leisten in der Atmosphäre die Energie-Umsätze und Energie-Transporte.

In unseren gemäßigten Breiten haben wir es zu etwa 80% des Jahres mit einer mehr oder weniger mäandernden West-Wind-Strömung in den höheren Luftschichten zu tun, wobei als dynamisches Bezugs-Niveau häufig die 500-Hektopascal-Fläche (keine “Ebene“) in ca. 5000 m Höhe benutzt wird.

Das Wetter am Erdboden (also “in Augenhöhe“) mit seinen Tiefs, Fronten, Hochs …. ist „ein Abfall-Produkt“ dieser Höhenströmung. Die Druckgebilde und Wetter-Fronten entstehen als Folge von Konfluenzen (Konvergenzen) und Difluenzen (Divergenzen) in dieser Höhenströmung  – auch Jetstream genannt:

 

Abb. 1  Entstehung von dynamischen Hoch- und Tiefdruckgebieten. Quelle: Klaus Eckart Puls (2007)

Höhenströmung und „Boden-Wetter“ werden von den sogenannten Zirkulations-Modellen der weltweiten Wetterdienste mit guter Genauigkeit für ca. eine Woche prognostiziert. Dabei wird der sogenannte deterministische Anteil dieser physikalischen Prozesse für die Wetterprognosen herausgearbeitet, während mit zunehmender zeitlicher Rechen-Distanz zum Ausgangszustand der unbestimmbare (stochastische) Anteil mehr und mehr überwiegt !

D a h e r  geht man derzeit davon aus, daß aus physikalischen Gründen (Chaos-Theorie der Atmosphäre) auch in den nächsten Jahrzehnten (Jahrhunderten?) eine Vorhersagbarkeitsgrenze von ca. 10 Tagen kaum überschritten werden kann.

Schon aus diesen Gründen ist es eine ungeheuere Anmaßung der Klima-Institute, Klima (und damit letztlich Wetter) für 100 Jahre im voraus berechnen zu wollen !! (….selbst auch dann, wenn dieser Vergleich physikalisch etwas „hinkt“).

Zu eigentlichen Kernfrage, warum mal sehr kalt und mal sehr heiß : 

Wenn die Höhenwind-Strömung weitgehend West-Ost ausgerichtet ist, dann wird mit den Tiefs und ihren Fronten atlantisch temperierte Luft nach Europa gesteuert:

Abb. 2  Westlage mit einer von West nach Ost ausgerichteten Höhenströmung. Quelle: http://www.wetterzentrale.de/

Das hat zur Folge, daß die Winter in Mitteleuropa mild und die Sommer kühl und regnerisch sind.

Die mehr oder weniger ausgeprägten Mäander der („wetter-steuernden“!) Höhenströmung nennt man wegen ihres globalen/planetaren Auftretens in der meteorologischen Fachsprache „Planetarische Wellen“ (nach ihrem Entdecker auch: ROSSBY-Wellen). Dort, wo ein „Wellenbauch“ ist, entsteht ein Hochdruck-Keil ; dort, wo ein „Wellental“ ist, den die Meteorologen  TROG nennen, haben wir tiefen Luftdruck  –  b e i d e s  in „allen“ Höhenschichten bis zum Boden, mehr oder weniger.

Auf den Westseiten der Tröge, auch Rückseiten genannt (…und damit am Ostabhang der Keile) wird Kaltluft von höheren (nördlichen) Gefilden in niedere Breiten transportiert (am Boden: „Kaltfronten“) ; auf den Ostseiten der Tröge und folglich an den West-Flanken der Hochkeile wird Warmluft von niederen (südlicheren) Breiten nach Norden transportiert  – Warmluft-Advektion! 

In dieser Zirkulation überwiegen hemisphärisch/global „Wellen-Zahlen“ von 5…6…7, seltener 3 oder 4. Bei geringeren Wellen-Zahlen (also 3…4…5) neigt die atmosphärische Strömung aus physikalischen Gründen („stehende Wellen“) zu einer Verlangsamung des West-Ost-Weiterwanderns bis hin zum „Stillstand“  – in der Meteorologie BLOCKIERUNG  genannt.  

D a n n  verstärken sich Hochkeile und Tröge noch, w o m i t  sich die Zufuhr von kalter bzw. warmer Luft intensiviert, je nachdem, in welcher Region wir uns unter der Höhenströmung und der sich daraus ergebenden Bodenströmung befinden.

F o l g l i c h : Es gibt im globalen Maßstab gleichzeitig (!!) immer Regionen, in denen es   (im Vergleich zum meteorologischen Langzeit-Mittel) entweder „zu kalt“  o d e r  eben „zu warm“ ist !!

Genau dieses Strömungsmuster einer BLOCKIERUNGS-Wetterlage („Blockierung“ gegen die „normale“ Westdrift) hatte sowohl unseren Winter 2009/2010 bestimmt, …

Abb. 3  Blockierungswetterlage im Winter 2009/2010.  Quelle: http://www.wetterzentrale.de/

… als auch unseren Sommer 2010 in den ersten drei Juli-Wochen.  

 

Abb.4  Blockierungswetterlage im Sommer 2010. Quelle: http://www.wetterzentrale.de/

Der einzige Unterschied  – betreffend den vergangenen Winter und den Juli-Sommer 2010  – ist  d e r ,  daß der blockierende Hochkeil im letzten Winter 2009/2010 mehr oder weniger über dem Ostatlantik lag, mit einer  ständigen „vorderseitigen“ Kaltluft-Polarluft-Advektion nach Mittel- und Osteuropa (TROG),  w o g e g e n  der Hochkeil im Juli 2010 über dem mittleren bis östlichen Europa lag.

D a s  hatte zur Folge, daß an der Westflanke dieses Hochkeils und gleichermaßen auf der Ostflanke („Vorderseite“) des „stationären“ ostatlantischen Tiefdruck-Troges subtropische Warmluft nach West- und Mittel-Europa geführt wurde !

W a r u m  die Atmosphäre sich in machen Jahreszeiten für eine solche “Blockierung“ entscheidet, oder eben  –  wie z.B. in “normalen“ Sommern –  für eine Atlantische Westdrift mit Regen und kühler Luft (wie mehr oder weniger in den Sommern 2007-2009), das ist nicht bekannt.

So ist auch ein kausaler Zusammenhang nicht gesichert, wenn ein warmer  Sommer auf einen kalten Winter folgt, oder umgekehrt. In der überwiegenden Zahl der Fälle passiert das nämlich nicht.

Gleichermaßen gibt es für entsprechende Jahreszeiten-Prognosen weiterhin kein wissenschaftlich abgesichertes Verfahren.

Interessant ist jedoch, daß diese Zirkulations-Muster der Blockierungen bzw. der sommerlichen West-Wind-Regen-Drift tief in der Erfahrung unseren Vorfahren verankert ist, und in der Bauern-Regel vom “Siebenschläfer“ ihren Niederschlag gefunden hat. 

F a z i t : Dieses alles sind meteorologische Prozesse und Wetterlagen, mit irgendeiner „Klima-Katastrophe“ hat weder der vergangene kalte Winter noch der jetzige heiße Sommer auch nur das Geringste zu tun, und mit CO2  schon ganz und gar nicht !!!!!

Dipl.-Meteorologe Klaus-Eckart Puls

Alle Gastbeiträge geben nur die persönlichen Ansichten der Autoren wieder, nicht aber die von Weltenwetter!

Written by jenschristianheuer

August 8, 2010 at 12:00 pm

Veröffentlicht in Klimadebatte

Wetterlage am 28. Juli 2010 – Trog über Westeuropa

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Nicht am jeden Tag kann man die Großwetterlage so gut aus dem Satellitenbild erkennen wie heute:

Über Westeuropa liegt ein Höhentrog mit dynamischen Tiefdruckgebieten, gut erkennbar an der Wolkenbegrenzung, die den Verlauf der Höhenluftströmung (Jetstream) nachzeichnet. Innerhalb des Troges herrscht bei nordwestlichen Winden überwiegend Schlechtwetter, da die Luftmassen gehoben werden, woraufhin Wolkenbildung einsetzt. Immer wieder kommt es zu Niederschlägen. Im Osten des Troges schließt sich ein schmaler Hochkeil an. Hier herrscht noch schönes Wetter bei weitgehend wolkenfreiem Himmel. Die absinkenden Luftmassen führen zur Wolkenauflösung.

Über Nordafrika ist ein schöner Tiefdruckwirbel zu erkennen, der aus einem Kaltlufttropfen hevorgegangen ist.

Jens Christian Heuer

Written by jenschristianheuer

Juli 28, 2010 at 10:31 am

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Langsam kippt das Wetter

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Die  Kaltfront eines Tiefdruckwirbels über dem Ostatlantik mit Zentrum über den Britischen Inseln erreicht allmählich Westeuropa und sorgt dort für Unwetter und eine nachhaltige Abkühlung.

Wetterlage am 21. Juli 2010 16:00 UTC : Teilweise okkludierter Tiefdruckwirbel über dem Ostatlantik mit Zentrum bei den Britischen Inseln. Seine Kaltfront hat bereits Westeuropa erreicht. Das Bild des europäischen Wettersatelliten MeteoSat ist in den drei Wellenlängenbereichen rot, grün und blau aufgenommen (Natural Color RGB). Vegetation erscheint grün, da das Chlorophyll der Pflanzen grün deutlich besser reflektiert als rot und blau. Wolken aus kleinen Wassertröpfchen reflektieren alle Wellenlängen und sind daher hellweiß. Eiswolken erscheinen jedoch cyanblau, weil Eis rotes Licht stark absorbiert und so diese Farbe übrigbleibt. Der unbewachsene Boden ist braun, denn rotes Licht wird besser reflektiert als blaues. Die Ozeane absorbieren alle Wellenlängen und erscheinen daher beinahe schwarz. Quelle: EUMETSAT

Die aufwärts gerichteten dynamischen Tiefdruckwirbel (Cyclonen) entstehen aus kleinen Turbulenzen in der Höhenluftströmung (Jetstream), so ähnlich wie Stromschnellen (Verwirbelungen) in einem Fluß mit Gefälle. Auch die Höhenluftströmung wird übrigens durch ein Gefälle angetrieben, dem Temperatur- und damit auch Druckgefälle (Temperatur- und Druckgradient) an der Grenze zwischen polarer Kaltluft und (sub)tropischer Warmluft.

Dynamische Tiefs verwirbeln sehr effektiv polare Kaltluft und (sub)tropische Warmluft: Durch ihre vom Tiefdruckzentrum ausgehende,  auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Drehbewegung strömt warme Luft polwärts gegen die Kaltluft (Warmfront) und im Gegenzug kalte Luft äquatorwärts gegen die Warmluft (Kaltfront).

Tiefdruckwirbel 1

Aufbau eines Tiefdruckwirbels. Warmfront, Kaltfront und dahinter zelluläre Bewölkung. Nähere Erklärungen im Text. Quelle: Geo Special Nr. 2 Wetter 1982

An der Warmfront, wo die warme Luft langsam über die kältere Luft nach oben gleitet, bildet sich eine Schichtbewölkung (Stratus). Häufig regnet es dann über längere Zeit (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, da letztere aufgrund ihrer Aufstiegstendenz eine schwächer ausgeprägte Vorwärtsbewegung hat. Die Warmluft wird so nach und nach von der herannahenden Kaltluft durchdrungen und erfährt dabei, da sie leichter ist, einen starken Auftrieb (labile Luftschichtung). Durch Konvektion bildet sich eine ausgeprägte Quellbewölkung. Bei kräftigen Winden kommt es zu starken Regenfällen, oft auch zu Gewittern mit Hagel (Unwetter). Vom Tiefdruckzentrum her beginnend vereinigen sich Warm- und Kaltfront zu einer Mischfront (Okklusion) bis schließlich der Warmluftsektor ganz verschwunden ist. Nach etwa einer Woche löst sich das Tief dann wieder auf.  An den Kaltfronten älterer Tiefdruckgebiete können wiederum kleine Wellenstörungen auftreten und die Bildung weiterer dynamischer Tiefdruckgebiete (Randtiefs, Tochtertiefs) auslösen.

Die hinter der Kaltfront des dynamischen Tiefs nachströmende Kaltluft ist im Satellitenbild an der typischen zellulären Bewölkung erkennbar. Eine zelluläre Bewölkung entsteht immer dann, wenn kalte Luft über relativ wärmere Luft (z.B. direkt oberhalb einer warmen Wasseroberfläche)strömt. Infolge der labilen Luftschichtung (warme Luftblasen in kalter Luft steigen nach oben) entstehen zahlreiche Konvektionszellen, in sich Quellwolken bilden.

Zum Schluß noch ein Blick auf die Wetterkarte:

Wetterlage am 21. Juli 2010 15:oo UTC: Die Karte zeigt die Temperatur bei 850 hPa (entsprechend ca. 1,5km Höhe), die Höhenströmung (Isohypsen) bei 500hPa (ca. 5,5-6km Höhe und die Druckverteilung am Boden auf Meereshöhe bezogen (Isobaren). Quelle: MeteoGroup

Der ostatlantische Trog ist deutlich erkennbar ein Stückchen weiter nach Westen gewandert (vgl. Telegramm 50), so daß die Kaltfront des Tiefdruckwirbels wie geschildert allmählich Mitteleuropa erreicht. Weiter im Osten  überwiegt noch der Hochdruckeinfluß, so daß die Hitzewelle hier vorerst anhält.

Aber nach und nach wird die Warmluft von der aus westlichen Richtungen einströmenden Kaltluft abgeräumt, und dann wird es nicht nur in den westlichen Teilen, sondern in ganz Europa deutlich kühler.

Jens Christian Heuer 

Written by jenschristianheuer

Juli 21, 2010 at 7:30 pm

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Die Hitze ist wieder da!

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Mit Beginn der Woche begannen die Temperaturen erneut zu klettern. Heute wurden vielfach wieder die 30°C überschritten.

Wetterlage am 20. Juli 2010 18:oo UTC: Die Karte zeigt die Temperatur bei 850 hPa (entsprechend ca. 1,5km Höhe), die Höhenströmung (Isohypsen) bei 500hPa (ca. 5,5-6km Höhe und die Druckverteilung am Boden auf Meereshöhe bezogen (Isobaren). Quelle: MeteoGroup

Die Wetterlage ist so ähnlich wie bei den Hitzewellen zuvor in diesem Monat. Ein Trog über dem Ostatlantik und ein ausgedehnter Hochkeil (Rücken) über Europa. Auf der Vorderseite des Troges (Ostseite) strömt aus südwestlicher warme und feuchte Luft nach West- und Mitteleuropa. Im Einflußbereich des Hochkeils gibt es kaum Wolken, abgesehen von ein paar Wärmegewittern, die entstehen, wenn der stark erhitzte Boden die Luft darüber erwärmt. Es enstehen Konvektionszellen, in denen sich zahlreiche Quellwolken bilden, darunter auch Gewitterzellen. Zur Wolkenbildung kommt es, wenn feuchte Luft erwärmt wird, aufsteigt und abkühlt bis Kondensation einsetzt und winzige Wassertröpfchen entstehen aus denen die Wolke besteht. Die dabei freigesetzte Kondensationswärme entspricht der Wärmeenergie, die notwendig war, um das Wasser zu verdunsten und damit die Luft anzufeuchten. Diese sogenannte latente Wärme verleiht der aufsteigenden Luft zusätzlichen Auftrieb und verstärkt auf diese Weise wiederum die Wolkenbildung (positive Rückkopplung).

In den wolkenfreien Bereichen läßt die ungehinderte Sonneneinstrahlung die Temperaturen weiter steigen.

Wetterlage am 20.Juli 2010 18:00 UTC im Satellitenbild (RGB-Airmass) Der Trog über dem Ostatlantik mit seinem Tiefdruckwirbel ist gut auszumachen, ebenso die überwiegend wolkenarme Hochdruckzone über Europa mit Schönwetter, aber auch einigen Gewitterzellen (Wärmegewitter). Quelle: EUMETSAT

Im Trog befindet sich ein schon etwas älterer Tiefdruckwirbel, der im Satellietnbild schön zu sehen ist. Derartige Tiefdruckwirbel entstehen dynamisch aus Unregelmäßigkeiten in der Höhenströmung, ähnlich wie Stromschnellen in einem Fluß. Die Höhenströmung bestimmt auch die Zugbahnen der Tiefdruckwirbel.

Zum Wochenende hin wird ein Umschwung zu kühlerem Wetter erwartet.

Jens Christian Heuer

Written by jenschristianheuer

Juli 20, 2010 at 8:26 pm

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Abkühlung durch Unwetter

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Nach einer tagelangen Hitzewelle sorge ein von Westen herannahender Höhentrog für eine nachhaltige Abkühlung.

Wetterlage am 17.Juli 2010 06:oo UTC: Die Karte zeigt die Temperatur bei 850 hPa (entsprechend ca. 1,5km Höhe), die Höhenströmung (Isohypsen) bei 500hPa (ca. 5,5-6km Höhe und die Druckverteilung am Boden auf Meereshöhe bezogen (Isobaren). Über großen Teilen Europas liegen noch warme Luftmassen (rot bis violett) in einem Höhenkeil (Rücken). Aber ein von Westen herannahender Trog mit zwei Tiefdruckwirbeln  führt kühlere Luft heran (gelb, grün). Tiefdruckwirbel entstehen aus Unregelmäßigkeiten in der Höhenströmung, ähnlich wie Stromschnellen in einem Fluß. Sie verwirbeln warme und kalte Luft miteinander, gut erkennbar an der Temperaturverteilung bei 850 hPa. Quelle: MeteoGroup

Im Trog befindet sich zwei Tiefdruckwirbel, darunter einer mit Zentrum nördlich Schottland, dessen Kaltfront in den frühen Morgenstunden den Westen Deutschlands erreichte und für heftige Gewitter sorgte. Die nachströmende kühlere Luft verdrängte die warmen Luftmassen und beendete vorerst die Hitzewelle. Aber auch weiter im Osten, vor der Kaltfront, kam es zu Unwettern. Der unterschiedliche Drehsinn von Tiefdruck- (gegen den Uhrzeigersinn) und Hochdruckwirbel (im Uhrzeigersinn) läßt die Luftmassen am Boden zusammenströmen (Konvergenz). Die Luft muß nach oben ausweichen und kühlt dabei ab, wodurch Quellwolken entstehen, die zu Gewitterzellen heranwachsen können. Diese Gewitter bringen aber im Gegensatz zu Gewittern in einer Kaltfront keine  Abkühlung.

Wetterlage am 17.Juli 2010 06:00 UTC:  RGB-Airmass Quelle: EUMETSAT Im Bereich des Hochkeils ist nahezu wolkenfrei (Schönwetter). In dem auf dem Satellitenbild gut zu erkennenden, von Westen herannahenden Trog bilden sich dynamische Tiefdruckwirbel, erkennbar an der Wolkenbildung. Zahlreiche Gewitterzellen im Osten infolge einer Konvergenz.

Die heftigen Unwetter mit Starkregen (an der Trogvorderseite) passen durchaus ins Bild einer globalen Erwärmung. Ansteigende Temperaturen führen zu einer erhöhten Wasserverdunstung. Die wiederum sorgt für eine verstärkte Zufuhr latenter Wärme, welche bei der Wolkenbildung als Kondensationswärme wieder freigesetzt wird und ihrerseits die Wolkenbildung antreibt (warme Luft stigt nach oben, kühlt ab und die Luftfeuchtigkeit beginnt in winzigen Tröpfchen zu kondensieren). Entsprechend heftiger verlaufen dann auch mögliche Unwetter. 

Jens Christian Heuer

Written by jenschristianheuer

Juli 17, 2010 at 9:37 am

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Die zweite Hitzewelle!

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Nach einer kurzen kühlen Episode durch einen Kurzwellentrog  in Mitteleuropa , wird erneut ganz Europa  von einer Hitzewelle erfasst. Fast überall klettern die Temperaturen auf über 30°C. Lediglich in Küstennähe bleibt es mit um die 28°C ein wenig kühler.

Wetterlage am 9.Juli 2010 15:00 UTC: Isohypsen und Höhenströmung bei 300 hPa (ca. 9km Höhe) und Isobaren (auf Meereshöhe bezogen). Zwei Tröge schließen einen Hochkeil ein (Omega-Lage). Auch über Südfrankreich liegt ein kleiner Trog, erkennbar an der gekrümmten Isobare.

Über West- und Mitteleuropa liegt ein Hochkeil, wo die Luftmassen großflächig absinken, so daß die Wolken sich auflösen. Die ungehinderte Sonneneinstrahlung führt dann zu den hohen Temperaturen. Der Hochkeil wird von zwei Trögen mit Tiefdruckgebieten eingeschlossen, ein großer über dem Nordatlantik und ein kleiner über Osteuropa. Eine solche Konstellation wird von den Meteorologen Omega-Lage genannt und ist dynamisch sehr stabil. Von daher wird die Hochdrucklage mit den hohen Temperaturen über Europa noch länger anhalten.

Wetterlage am 9.Juli 2010 15:oo UTC: Temperatur bei 850 hPa (entsprechend ca. 1,5km Höhe), Isohypsen 500hPa (ca. 5,5-6km Höhe und Isobaren (auf Meereshöhe bezogen). Über ganz Europa liegen warme Luftmassen (rot bis violett). Nur der atlantische Trog ist mit kühlerer Luft gefüllt.

Auf der Vorderseite des Atlantiktroges gelangt mit einer südwestlichen Strömung feuchtewarme Tropenluft nach Europa.

Wetterlage am 9.Juli 2010 15:00 UTC:  RGB-Airmass Quelle: EUMETSAT Der Hochkeil ist nahezu wolkenfrei, so daß die Temperaturen stark ansteigen. In den beidseitig angrenzenden Trögen bilden sich dynamische Tiefdruckwirbel, erkennbar an der typischen Wolkenbildung.

Über Südfrankreich und den Benelux-Ländern, inmitten des ansonsten wolkenfreien Hochkeils ist eine Zone mit verstärkter Wolkenbildung zu erkennen. Ursache ist ein kleiner Trog, in dem sich ein Tief gebildet hat. Hier sind Niederschläge und auch Gewitter möglich.

Jens Christian Heuer

Written by jenschristianheuer

Juli 9, 2010 at 5:21 pm

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