Startseite > Klimawandel, Meteorologie > Warum wieder richtige Winter?

Warum wieder richtige Winter?

Der Winter in Europa kann sich im Gegensatz zu vielen vorhergehenden sehen lassen. Konstant tiefe Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, immer wieder polare Kaltluftvorstösse und beachtliche Schneemengen. Aber nicht nur in Europa! Auch Nordamerika und Nordchina erlebten rekordverdächtige Wintereinbrüche. Ebenso im Nahen Osten, ja sogar in Dubai, wo es bisher nicht einmal ein Wort für Schnee gab! Der Winter 2007/2008 verlief in Westeuropa zwar relativ milde, andernorts aber gab es rekordverdächtige Minustemperaturen und Schneefälle: Wiederum in den USA und China, aber auch in Ost- und Teilen Südeuropas, im Nahen Osten und Zentralasien (Afghanistan, Pakistan), ja sogar in Indien. So etwas hatte es  schon lange nicht mehr gegeben und jetzt gleich zweimal hintereinander!? Es könnte natürlich einfach nur eine Laune der Natur sein, das Wetter ist schliesslich immer für eine Überraschung gut. Es gibt meines Erachtens aber noch zwei andere Erklärungsmöglichkeiten:

1. Ein Nachlassen des Golfstroms (infolge der massiven Eisschmelze in der Arktis?) würde das Islandtief  schwächen, da dieses weniger latente Wärme durch verdunstendes Wasser zugeführt bekäme. Die Folgewäre ein veringerter Druckgradient zwischen Islandtief und Azorenhoch.

golfstrom-2

Der Golfstrom: Das nach Norden strömende Wasser gibt seine in den Tropen aufgenommene Wärme allmählich an Luftmassen darüber ab. Mit den von der Westdrift nach Osten ziehenden Tiefdruckgebieten gelangt die Wärme nach Europa und sorgt dort für ein mildes Klima. Das Wasser wird unterdessen durch Verdunstung immer salzhaltiger. Mit abnehmender Temperatur und zunehmenden Salzgehalt nimmt die Dichte des Wassers zu, bis es südlich von Grönland und bei Island abzusinken beginnt. Als kalte Tiefenwasserströmung gelangt es dann wieder zurück in die Tropen. Dieser Wasserkreislauf ist also thermohalin (Temperatur- und Salzgehalt betreffend). Durch zunehmenden Eintrag von Schmelzwasser infolge der Eisschmelze in der Arktis nimmt dort der Salzgehalt des Golfstroms ab, und der Wasserkreislauf  kommt ins Stocken. Quelle: Spiegel Online

Beide Druckgebilde verstärken aber normalerweise die Polarfront, indem sie polare Kaltluft und (sub)tropische Warmluft heranführen und treiben den Jetstream an. Mit einem Nachlassen des Golfstromes müsste also auch der Jetstream schwächer werden. Ein schwächerer Jetstream würde aber stärker mäandern und die polare Kaltluft nicht mehr so gut einschliessen, und die Nordatlantische Oszillation (NAO), eine Klimaschaukel über dem Atlantik, würde so ganz überwiegend in ihrer negativen Phase verharren. Die Folge: Spektakulären Wintereinbrüche, wie wir sie in letzter Zeit auch immer öfter erleben. Das diese Wintereinbrüche oft auch fernab des Golfstromes in Asien stattfanden muss nicht unbedingt gegen die Möglichkeit eines Nachlassens des Golfstromes sprechen, wenn man annimmt, dass sich das veränderte Schwingungsmuster des Jetstreams um die gesamte Nordhalbkugel herum fortpflanzt und ohnehin über den schneller auskühlenden Landmassen Kaltluftvorstösse sowieso leichter stattfinden. Tatsächlich wurde im Zusammenhang mit der jüngsten Reise des Forschungsschiffes  Maria S. Merian unter der Leitung von Monika Rhein, Bremen von einem 70%igen Rückgang der Tiefenwasserbildung im Nordatlantik seit 1997 berichtet (http://www.merian.de/Lounge/magazin/unsereerde.php). 

Die zwei Phasen der Nordatlantischen Oszillation (NAO): In der positiven Phase der Nordatlantischen Oszillation (NAO +) treiben ein kräftiges Islandtief und Azorenhoch dementsprechend stark den Jetstream an, der deswegen auch nur wenig mäandert. Es bilden sich zahlreiche und kräftige Sturmtiefs, die mit einer starken Westdrift Nord-, West- und Mitteleuropa erreichen und unter ihren Zugbahnen für ein mildes, feuchtes, aber auch wechselhaftes Wetter sorgen. Die Luftzirkulation ist also zonal. Nur einige wenige Sturmtiefs erreichen den Mittelmeerraum, wo es ansonsten trocken bleibt. Aus dem starken Azorenhoch als Bestandteil des subtropischen Hochdruckgürtels wehen kräftige Nordostpassate. Diese erzeugen im Atlantik eine Meeresströmung, die an der westafrikanischen Küste kaltes Tiefenwasser hervorquellen lässt. Dadurch sinken wiederum die Temperaturen des Oberflächenwassers im Atlantik und damit entstehen hier auch weniger tropische Wirbelstürme. Der starke, nur schwach mäandernde Jetstream schliesst die polare Kaltluft wie eine Mauer ein, so dass Kaltluftvorstöße in den Süden  selten vorkommen. In der negativen Phase der Nordatlantischen Oszillation (NAO -) sind Islandtief und Azorenhoch dagegen nur schwach ausgeprägt. Der Jetstream mäandert deutlich stärker und bringt daher nur relativ wenige und im Durchschnitt auch schwächere Sturmtiefs hervor. Die Westdrift bricht immer wieder zusammen. Durch die dabei entstehenden blockierenden Hochs (Hochdruckblockade) werden immer wieder Sturmtiefs in den Mittelmeerraum umgelenkt. Dort wird es nun deutlich feuchter, während es in West- und Mitteleuropa eher trocken bleibt. Besonders im Winter kommt es immer wieder zu Kaltluftausbrüchen, da der  schwache Jetstream die polare Kaltluft nicht mehr so gut einschliesst. Umgekehrt führen Warmluftvorstösse in den Norden aber auch immer wieder zu relativ milden Temperaturen, etwa in Grönland. Das Zirkulationsmuster ist meridional. Die Nordostpassate bleiben schwach und damit steigen auch die Wassertemperaturen vor der westafrikanischen Küste. Das begünstigt wiederum die Entstehung tropischer Wirbelstürme. Quelle: http://airmap.unh.edu/

2. Es gibt jedoch noch eine zweite Möglichkeit: Seit 2003 hat die Sonnenaktivität deutlich nachgelassen, ablesbar an der immer weiter abnehmenden Anzahl der Sonnenflecken. Seit einigen Monaten sind sogar praktisch überhaupt keine neuen Sonnenflecken mehr aufgetaucht, obwohl der Beginn des neuen Sonnenfleckenzyklus eigentlich schon überfällig ist. Eine verminderte Sonneneinstrahlung bedeutet einerseits eine verminderte Ozonbildung in der Stratosphäre, andererseits aber auch eine schwächere Hadley und Brewer-Dobson-Zirkulation. Beide Effekte führen zu weniger Ozon in der Stratosphäre in den mittleren Breiten führt. Das ergibt eine kühlere Stratosphäre, die ja durch das Ozon, welches die für das Leben schädliche UV-Strahlung der Sonne absorbiert erwärmt wird.

ngeo_2007_38-f1

In den mittleren Breiten treffen tropische Warmluft und polare Kaltluft an den Polarfronten direkt aufeinander. Wegen des großen Temperaur- und Druckgradienten (unterschiedliche vertikale Ausdehnung von Warm- und Kaltluft, mit der Höhe zunehmend) entstehen unter dem Einfluss der Erdrotation starke, von West nach Ost gerichtete Höhenwinde (Jetstream). Aus Divergenzen (Konvergenzen) in der mehr oder weniger turbulenten Strömung eines Jetstreams entwickeln sich aufwärtsgerichtete (abwärtsgerichtete), dynamische Tiefdruckwirbel (Hochdruckwirbel). Beide Druckgebilde verwirbeln die tropische Warmluft und polare Kaltluft miteinander. Die Hochs bilden u.a. auch den subtropischen Hochdruckgürtel, in denen die absinkenden Luftmassen eine Wolkenbildung kaum zulassen (Wüstenklima der Subtropen). Im Bereich der Innertropischen Konvergenzzone (ITCZ) strömen die warmen Luftmassen aus den Subtropenhochs von Nord- und Südhalbkugel zusammen (Konvergenz). Durch Hebung kühlen die Luftmassen ab, und es kommt aufgrun der hohen Luftfeuchtigkeit der Tropen zu einer starken Wolkenbildung (moist cloudy regions). Wolken und Wasserdampf lassen hier nur relativ wenig Infrarotstrahlung vom (durch die Sonne) erhitzten Erdboden in den Weltraum entweichen (low outgoing longwave radiation). Über den Tropen erwärmt sich die Troposphäre wesentlich stärker als über den gemässigten Breiten oder gar den Polen. Daher liegt die Tropopause in einer deutlich größeren Höhe (high tropopause, low tropopause). Die von der Hadley-Zirkulation zwischen ITCZ und Subtropenhochs angetriebene Brewer-Dobson-Zirkulation befördert stratosphärisches Ozon von den Tropen (low ozone) in höhere Breiten (high ozone). Die Ozonkonzentration in der Stratosphäre über den Tropen ist daher gering und über den mittleren und höheren Breiten dagegen erhöht. Quelle: http://www.nature.com/

Die Folge: Der stratosphärische Temperaturgradient zwischen Polarregion und mittleren Breiten wird verringert und damit auch der Stratosphärenjetstream, der wiederum den Polarwirbel verstärkt. Da der Polarwirbel aber ein Antriebsmotor des troposphärischen Jetstreams ist wird dieser auch schwächer. (Der Polarwirbel ist ein kalter Tiefdruckwirbel über der Polarregion, der von der Stratosphäre bis hinab in die mittlere Troposphäre reicht, von dem Temperaturgradienten zwischen mittleren und höheren Breiten angetrieben wird und sich immer dann herausbildet, wenn die untere Stratosphäre über der Polarregion in der Polarnacht auskühlt.) Ein schwächerer und dann auch stärker mäandernder troposphärischer Jetstream lässt wiederum vermehrte Kaltluftausbrüche zu (meridionale Zirkulation, negativer NAO-Index, s.o.)!

Jens Christian Heuer

Advertisements
  1. Es gibt noch keine Kommentare.
  1. No trackbacks yet.

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden / Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden / Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden / Ändern )

Google+ Foto

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden / Ändern )

Verbinde mit %s

%d Bloggern gefällt das: