Weltenwetter

Regen in der Sahara

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Innerhalb von 2 Wochen hat es in der Sahara sehr stark geregnet. In beiden Fällen gab es in Algerien ausgedehnte Überschwemmungen, da der trockene Boden das viele Wasser nicht aufnehmen konnte. Dabei waren leider auch viele Tote zu beklagen.

Ursache war in beiden Fällen ein dynamisches Tiefdruckgebiet, das sich bis nach Nordafrika verirrte. Das ist garnicht einmal so ungewöhnlich, wie es zunächst erscheinen mag. Dazu ein paar Erläuterungen:

Wetterlage am 9.Oktober 2008 15:00 Uhr UTC  Ein blockierendes Hoch über Mitteleuropa hat ein dynamisches Tief bis weit in den Süden abgelenkt. Über dem relativ wamen Mittelmeerwasser hat es viel latente Wärme aufgenommen und ist inzwischen über Marokko angekommen.

Dynamische Tiefdruckgebiete entstehen an der Polarfront, wo (sub)tropische Warmluft und polare Kaltluft aufeinander treffen und wegen der Erdrotation entgegengesetzt aneinander vorbeiströmen. Der hohe Temperaturgradient (Temperaturgefälle) zwischen beiden Luftmassen erzeugt ein mit der Höhe immer weiter zunehmenden Druckgradienten (Druckgefälle), da warme Luft sich mehr in der Vertikalen ausdehnt als kalte Luft. Daraus resultiert ein polwärts gerichteter starker Höhenwind (Jetstream), der wiederum durch die Erdrotation zu einem Westwind abgelenkt wird, der sich bis zum Boden hin durchsetzt (Westwindzone). In den Bereichen mit den größten Temperatur- und Druckgradienten zwischen Warm- und Kaltluft sind auch die Windgeschwindigkeiten im Jetstream am höchsten. Wird eine kritische Strömungsgeschwindigkeit erreicht, fängt der Jetstream an zu mäandern. Auslöser sind kleine Abweichungen der Temperaur- und Druckgradienten innerhalb der Streckenabschnitte des Jetstreams. Es bilden sich Rossby-Wellen mit Höhenrücken bzw. Hochkeilen (Wellenberge mit Warmluft) und Höhentrögen (Wellentäler mit Kaltluft). Die Luftströmung innerhalb des Jetstreams wird zunehmend turbulent. Aus Konvergenzen (Luftverdichtungen) entwickeln sich einerseits abwärtsgerichtete Hochdruckwirbel (Hochs), in denen sich die absinkende Luft erwärmt, so daß Wolken sich auflösen (Schönwetter). Andererseits entstehen aber aus Divergenzen (Luftlöchern) aufwärtsgerichtete Tiefdruckwirbel (Tiefs), in denen die Luft gehoben wird und sich dabei abkühlt. Bei ausreichender Luftfeuchtigkeit setzt dann bald Wolkenbildung ein (Schlechtwetter). Warm- und Kaltluft werden ausgehend von einer durch die Höhendivergenz ausgelösten Wellenstörung der Polarfront verwirbelt und somit ein Temperaturausgleich zwischen beiden Luftmassen herbeigeführt. Dabei bilden sich im Tiefdruckwirbel eine Warm- und eine Kaltfront.

Wetterlage am 11.Oktober 2008 15:00 Uhr UTC  Das Tief bildet langsam eine von Norden nach Süden verlaufende Kaltfront aus, wo sich durch kleine Wellenstörungen mächtige Gewitterzellen entwickeln. Das Tiefdruckzentrum hat sich über die Iberische Halbinsel verlagert.

Der Jetstream steuert die Zugbahnen der Hochs und Tiefs und so  maßgeblich auch das Wettergeschehen in den mittleren Breiten, aber manchmal eben auch in den Subtropen, wie wir gleich sehen werden…

Der Jetstream kommt in zwei Schwingungsmuster vor, die einander abwechseln:

Zunächst entwickelt der Jetstream bei einem starkem Temperaturgradienten hohe Windgeschwindigkeiten und mäandert nur wenig. Die Luftbewegungen verlaufen hauptsächlich breitenkreisprallel (zonale Zirkulation), so daß kaum ein Temperaturausgleich zwischen Warm- und Kaltluft möglich ist. Daher wachsen Temperaturgradient und Windgeschwindigkeiten immer mehr. Wird eine kritische Strömungsgeschwindigkeit überschritten, so beginnt der Jetstream stärker zu mäandern. Die Luftbewegungen verlaufen jetzt eher längenkreisparallel (meridionale Zirkulation), so daß ein effektiver Temperaturausgleich zwischen den beiden Luftmassen möglich ist. Dadurch sinken Temperaturgradient und Windgeschwindigkeiten immer weiter, bis die Höhenströmung schließlich mehr oder weniger zusammenbricht. Dabei können sich warme Hochdruckwirbel (aus einem Hochkeil) und kalte Tiefdruckwirbel (aus einem Höhentrog) abspalten, denn polwärts erneuert sich der Jetstream wieder als zonale Höhenströmung mit hohen Windgeschwindigkeiten.

 Eingebettet in kühlere Umgebungsluft sind die Hochdruckwirbel dynamisch stabil und daher sehr langlebig, denn der Luftdruck ist in allen Höhenlagen im Wirbel höher als außerhalb. Als blockierende Hochs zwingen sie die dynamischen Tiefdruckwirbel der Westwindzone zu großen Umwegen bis weit in den Norden oder Süden.

Wetterlage am 12.Oktober 2008 15:00 Uhr UTC  Die Kaltfront ist voll ausgebildet. Der Kaltluftwirbel des Tiefdruckzentrums über der Iberischen Halbinsel hat sich anscheinend vom übrigen dynamischen Prozess des Tiefs getrennt.

Auch die abgespaltenen kalten Tiefdruckwirbel sind in ihrer wärmeren Umgebung dynamisch stabil, denn in allen Höhenlagen ist der Luftdruck im Wirbel niedriger als außerhalb. Gelangen sie über eine warme Wasseroberfläche, so können sie viel Energie in Form von latenter Wärme aufnehmen, die bei der für Tiefdruckgebiete charakteristischen Wolkenbildung als Kondensationswärme wieder frei wird. Dadurch  gewinnen sie enorm an Kraft.

 

Höhenkarte 500 HPa vom 12. Oktober 2008: Die schwarzen durchgezogenen Linien sind Isohypsen, die anzeigen in welcher Höhe der Luftdruck auf 500 hPa zurückgegangen ist (Höhenangaben in Dekametern!). Da sich warme Luft in der Verikalen mehr ausdehnt als kalte Luft, sinkt in einer warmen Luftsäule der Luftdruck mit zunehmender Höhe dementsprechend langsamer. Je wärmer also die Luft, umso größer die Höhe in der der Luftdruck auf 500 hPa zurückgegangen ist. Man erhält in einer zusammenfassenden Kartendarstellung dann eine 500 hPa-Fläche in Form einer “Landschaft” mit “Bergen” und “Tälern”. Diese Fläche befindet sich in einer Höhe zwischen 5000 und 6000 Metern. Die unterbrochenen schwarzen Linien sind Isothermen, die Orte gleicher Temperatur auf dem 500 hPa- Niveau miteinander verbinden. Die Temperaturwerte sind jeweils eingetragen. Geringe Abstände zwischen den Isohypsen bzw. Isothermen zeigen ein großes Luftdruck bzw. Temperaturgefälle (Gradienten)an und umgekehrt. Die Isohypsen zeigen so sehr schön die Höhenwinde der Westwindzone und die Lage des Jetstreams. H= Hoch, T=Tief, W=Warmluft, K=Kaltluft Sehr gut sind die abgespaltenen Hoch- und Tiefdruckwirbel und weiter im Norden der erneuerte Jetstream zu erkennen.

Sind die Wassertemperaturen ausreichend hoch, so kann sogar eine Art tropischer Wirbelsturm zustande kommen.

Wetterlage am 30.September 2008 06:00 Uhr UTC  Schon Ende September sorgte ein verirrtes Tief über Nordafrika für Unwetter in der Sahara.

Kalte Tiefdruckwirbel, die  jeweils durch ein blockierendes Hoch über Mitteleuropa weit nach Süden umgelenkt wurde, waren auch für die beiden letzten Starkregenereignisse über der Sahara verantwortlich.

Jens Christian Heuer

Quellen: EUMETSAT http://www.eumetsat.int/Home/index.htm, Berliner Wetterkarte e.V.

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Written by jenschristianheuer

Oktober 13, 2008 um 9:40 pm

Veröffentlicht in Wetternotizen

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