Das Tiefdruckgebiet und seine stürmische Südwestflanke

Intensive Tiefdruckgebiete sind während der Herbst- und Winterzeit
für die gemäßigten Breiten keine Seltenheit. Wiederholt liefern sich
die polaren Luftmassen aus dem Norden mit den subtropisch warmen
Luftmassen aus dem Süden einen Kampf um die Vormachtstellung. Dieser
Kampf findet entlang der sogenannten ?Frontalzone? statt (siehe
DWD-Lexikon). Natürlich macht eine kräftige Sturmtiefentwicklung
nicht nur das Aufeinandertreffen unterschiedlicher Luftmassen aus,
denn wie so oft in der Meteorologie müssen viele Zahnräder
ineinandergreifen, bevor sich in diesem Fall ein gewaltiger Sturm
entwickeln kann. Wenn dies jedoch passiert, treten in
unterschiedlichen Bereichen eines solchen Sturm- oder Orkantiefs sehr
hohe Windgeschwindigkeiten auf. Im Bereich zwischen der zugehörigen
Warm- und Kaltfront sind zunächst meist die Berglagen als erste vom
Sturm betroffen, bevor sich die hohen Windgeschwindigkeiten besonders
entlang der Kaltfront auch bis in tiefe Lagen durchsetzen. Doch im
heutigen Thema des Tages soll auf eine weitere Region eingegangen
werden, die auf der Nordhalbkugel an der Südwestflanke des
Tiefdruckzentrums zu finden ist.

Zum besseren Verständnis der folgenden Erklärung sind dem Thema des
Tages zwei modifizierte Wasserdampfbilder des Satelliten METEOSAT
beigefügt. Diese Bilder zeigen das Orkantief NIKLAS am Abend des 5.
Februar 2017 über den Weiten des Nordatlantiks. Zu diesem Zeitpunkt
wies der Orkan einen Kerndruck von unter 940 hPa auf. Zum Vergleich ?
der mittlere Luftdruck auf Meeresniveau liegt bei 1013 hPa. NIKLAS
war ein wahrlich außerordentliches Orkantief! Die Farbskala beider
Wasserdampfbilder ist dieselbe und geht von hohen Temperaturen (gelb
bis rot) zu tiefen Werten (weiß bis grün). Der Unterschied beider
Bilder ist stark vereinfacht gesagt der, dass METEOSAT im linken Bild
tiefer in die Troposphäre schaut, während rechts nur die Bereiche der
mittleren und oberen Troposphäre betrachtet werden. Beim direkten
Vergleich beider Wasserdampfkanäle kann so zum Beispiel verfolgt
werden, wie sich eine trockene Luftmasse von höheren Bereichen der
Troposphäre in tiefere voran arbeitet. Das wiederum stellt für die
Meteorologen bei den Intensitätsvorhersagen von Sturmtiefs eine
nützliche Information dar. Es wurde bewusst diese Uhrzeit gewählt, da
durch die tiefstehende Sonne und die hervorgerufenen Schatteneffekte
ein 3D-Effekt erzielt wird, der die im Folgenden beschriebenen
Strömungen besser hervorhebt.

Werden nun Luftmassen betrachtet, die um solch ein mächtiges
Tiefdruckgebiet geführt werden, sind mehrere sogenannte
?Förderbänder? (engl. "conveyor belts") erkennbar. Rot eingerahmt ist
das warme Förderband, in dem feuchte und warme Luftmassen nordwärts
geführt werden, dabei aufgleiten und einen immer mächtigeren
Wolkenschirm aus Cirren (hohen Eiswolken) bilden. Im Satellit ist
dieser durch eine große Fläche mit grüner Farbe zu erkennen. Nördlich
vom Tiefdruckgebiet wickelt sich hingegen unterhalb des warmen
Förderbands das kalte Förderband (blaue Pfeile) ums Zentrum. Das
alles stellt eine sehr starke Vereinfachung dar, da sich z.B. ein
Förderband in mehrere Äste aufteilen kann. Zuletzt sei noch erwähnt,
dass sehr trockene Luft aus hohen Schichten (obere Troposphäre bis
untere Stratosphäre in 300 hPa) angezapft und in das Tiefdruckzentrum
geführt wird, dargestellt durch die gelben Pfeile. Diese Einbeziehung
trockenerer Luft findet umso intensiver statt, je kräftiger die
Tiefdruckentwicklung ist und unterstützt diese sogar noch.

Der Fokus richtet sich nun auf den Südwestbereich des
Tiefdruckzentrums, der im rechten Bild durch einen roten Kasten
hervorgehoben wurde. Hier bildet sich bei sehr kräftigen
Tiefdruckgebieten ein kompaktes Windmaximum aus, wo enorme
Windgeschwindigkeiten auftreten können. Zum einen herrscht hier der
größte Druckgradient, wobei die Natur bestrebt ist, diesen
auszugleichen, was mit entsprechend hohen Windgeschwindigkeiten
einhergeht. Zum anderen bewegt sich ein Tief in der Westwindzone
meist von West nach Ost. Von daher addiert sich in eben diesem
Bereich auch die Zuggeschwindigkeit zum bereits erwähnten
Gradientwind. All diese Faktoren und noch einige mehr sorgen für
dieses ausgeprägte Windmaximum, das in der Fachliteratur ?cold
conveyor jet, CCJ? genannt wird.

Wenn Sie nun genau auf das rechte Satellitenbild schauen, erkennen
Sie im roten Kasten, dass die Wolken wie Schlieren aussehen. Das ist
der Bereich, wo die vorhin beschriebene trockene Luft absinkt,
verdunstet und dadurch abkühlt. Da kalte Luft schneller zum Boden
sinkt, kommt sie mit noch höherer Geschwindigkeit am Boden an. Dieses
Phänomen stellt den ?sting jet? dar, der noch größere Windspitzen als
der CCJ hervorruft und im Verlauf des Ereignisses in diesen übergeht.
Dabei handelt es sich um einen sehr komplexen Vorgang, bei dem noch
viele Fragen offen sind und der hier ebenfalls nur stark vereinfacht
erläutert werden kann.

Als ein weiteres Beispiel für solch einen ausgeprägten CCJ kann auch
Orkantief EGON Mitte Januar 2017 herangezogen werden. Hier sorgte der
zugehörige sich von West nach Ost über die Mitte Deutschlands
ziehende und allmählich abschwächende CCJ für die verbreitet
aufgetretenen schweren Sturmböen, teils gar für Orkanböen (siehe
Thema des Tages im Archiv vom 14.01.2017).

Die gute Nachricht aber zum Schluss: Bis in die nächste Woche
erwartet uns anstatt stürmischem Westwindwetter ruhiges und mildes
und ab Montag für ganz Deutschland dann auch zunehmend sonniges
Frühlingswetter.

Dipl.-Met. Helge Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 24.03.2017

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