Polarwirbel: Rotierende Kaltluftsäulen in der Dunkelheit

Heute ist meteorologischer Frühlingsbeginn und so langsam aber sicher werden die Tage bei uns immer länger.

Derzeit dürfen wir uns schon über knapp elf Sonnenstunden am Tag freuen (zumindest theoretisch - praktisch verhindern die vielen Wolken das heute vor allem im Westen). Ganz anders sieht es da einige tausend Kilometer nördlich von uns aus: Am Nordpol wird die Sonne erst wieder Mitte März aufgehen. Dort herrschte dann für ein knappes halbes Jahr Dunkelheit.

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Antarktischer Polarwirbel und Polare Stratosphärenwolken (PSC) sind die Grundlage der stratosphärischen Ozonchemie, die zu Entstehung eines Ozonlochs führt.

Doch der Sonnenuntergang am Nordpol (am 23. September) bewirkt nicht
nur, dass es dort einige Monate stockdunkel ist (wenn man das
Leuchten des Mondes mal vernachlässigt), sondern er ist auch für die
Ausbildung des sogenannten Polarwirbels zuständig. Und dieser ist
wiederum mit dem Ozonabbau verbunden. Aber fangen wir von vorne an:

Wenn am Pol die Sonne untergeht, kühlt die Erdoberfläche durch
abstrahlende Wärme stark ab. Dadurch entsteht ein starker
Temperaturunterschied zu südlicheren Regionen, wo die Sonne nicht
komplett verschwindet. Einigen wird vielleicht bekannt sein, dass
sich durch diese Differenzen Winde ausbilden, die die Unterschiede
ausgleichen.

Die Corioliskraft lenkt alle Bewegungen auf der Nordhalbkugel nach
rechts ab und ist schließlich auch dafür zuständig, dass die
erwähnten Ausgleichswinde zu einem sogenannten "Polarnachtjet"
umgebogen werden und die erfasste Luft ins Rotieren gerät. Dadurch
bildet sich ein Wirbel aus: Der Polarwirbel. Dieser Wirbel kann als
Höhentief gesehen werden und erstreckt sich etwa zwischen 14 und 30
km Höhe. Die Luft im Inneren des Wirbels ist isoliert von der Luft
außerhalb. Damit können dort chemische Prozesse, wie in einem
chemischen Reaktor, ungestört ablaufen.

In dem Wirbel herrschen so kalte Temperaturen (um -80°C), dass sich
dort besondere Eiswolken (polar stratospheric clouds PSCs) bilden
können. An dessen Oberfläche können chemische Reaktionen ablaufen,
bei denen Chlor gebildet wird, das dann bei Sonnenaufgang Ozon
angreift und zerstört. Aber Ozonzerstörung, bzw. das Ozonloch ist
ein weiteres spannendes Thema, um das es in einem anderen Thema des
Tages noch einmal genauer gehen soll...

Normalerweise löst sich der Polarwirbel erst auf, wenn die Sonne die
Luft im Frühjahr wieder erwärmt. Manchmal, so wie auch in diesem
Jahr, schwächt sich der Wirbel aber schon früher ab, was dazu führt,
dass die kalte Luft ungehindert ausströmen kann. Das hatte
beispielsweise dieses Jahr eine mehrwöchige Kältewelle in den USA
zur Folge.

Bei uns ist von dieser Kältewelle nichts angekommen. Und so startet
der meteorologische Frühling zurückhaltend - weder besonders kalt,
noch besonders warm. Das wechselhafte, teils sonnige, teils
regnerische Wetter wird uns bis voraussichtlich Mitte der Woche noch
erhalten bleiben.

Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 01.03.2014

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