Rossby-Wellen! - Wie beeinflussen Sie unser Wetter?

Der wesentliche Antrieb aller wetterbedingten Vorgänge in der Atmosphäre liegt in der Sonneneinstrahlung. Da diese jedoch auf der Erde sehr unterschiedlich stark ausgeprägt ist, kommt es zu größeren Temperaturgegensätzen zwischen Äquator und den Polregionen.

Während am Äquator die Sonne fast das ganze Jahr über nahezu senkrecht einstrahlt, bekommen die Polregionen bei flachem Einfallswinkel nur wenig wärmende Sonnenenergie ab. Im Winter bleibt es in diesen nördlichen bzw. südlichen Regionen der Erde teilweise sogar komplett dunkel, d.h. die Sonne geht dort gar nicht mehr auf.

Vereinfachtes Schema der globalen Zirkulation

Da die Atmosphäre jedoch einen Temperaturausgleich anstrebt, strömt
die warme Luft aus den äquatorialen Gebieten nach Norden bzw. Süden.
In den mittleren und nördlichen/südlichen Breiten sind die
Tiefdruckgebiete für den Wärmeaustausch verantwortlich. Diese
entstehen bevorzugt im Bereich der sogenannten Polarfront, die z.B.
auf der Nordhalbkugel die kalten polaren Luftmassen im Norden von den
warmen subtropischen Luftmassen im Süden trennt.

Die so entstehende oft wellenförmig deformierte Luftmassengrenze wird
nach dem Wissenschaftler C.G. Rossby als Rossby-Wellen bezeichnet. Im
Gesamtbild der Luftmassenzirkulation der Erdatmosphäre sind diese
Rossby-Wellen also als mäandrierender (wellender) Verlauf des
Polarfrontjetstreams (schmales, bandartiges Starkwindfeld in der
Tropo- oder Stratosphäre) entlang der Luftmassengrenze zwischen der
kalten Polarluft und der warmen Subtropenluft auf der Nord- und auch
auf der Südhalbkugel der Erde beobachtbar.

Die sogenannten Rossby-Wellen (mit einer durchschnittlichen
Wellenzahl von 5 bis 7) steuern dabei die Hoch- und Tiefdrucksysteme
in den mittleren Breiten und sind somit für den Austausch von Wärme
zwischen hohen und niedrigen Breiten verantwortlich. Dabei verlagern
sich die Wellen in den mittleren Breiten immer langsamer als die
durchschnittliche westliche Grundströmung. Die
Verlagerungsgeschwindigkeit ist dabei von der Wellenlänge und der
Veränderung der Corioliskraft (Rechtsablenkung der Luftströmung auf
der Nordhalbkugel durch die Erdrotation) mit dem Breitengrad
abhängig. Unter bestimmten Voraussetzungen können die Rossby-Wellen
auch stationär werden (typisch für blockierende Wetterlagen) oder
sich sogar gegen die Luftströmung verlagern (retrograd). In unseren
Breiten (~45°N) muss für stationäre oder retrograde Wellen die
Wellenanzahl meist kleiner als 5 sein.

In den letzten Wochen oder sogar Monaten herrschten in Mitteleuropa
weitestgehend ähnliche Luftdruckverhältnisse vor. Ausgeprägte
Hochdruckgebiete über Osteuropa sowie gleichzeitig großräumige und
hochreichende Tiefdruckwirbel über dem Ostatlantik sorgten fast
durchgängig für eine südliche bis südwestliche Strömung über
Mitteleuropa. Abgesehen von einzelnen schwachen Tiefausläufern, die
Deutschland von Westen nach Osten überquerten, dominierte über weite
Strecken ruhiges, aber vor allem jetzt im Herbst meist auch
neblig-trübes und graues Wetter.

Dies lässt sich auch über die Rossby-Wellen erklären, die bei einer
Wellenzahl von 3 bis 5 in diesem Zeitraum quasi stationär waren.
Während in unseren Regionen mildes spätherbstliches Wetter
vorherrschte, mussten insbesondere die Menschen in Amerika in der
letzten Woche schon mit teils eisigen Temperaturen und Schneefall
kämpfen. Mitteleuropa lag also in dem Bereich, wo die warme Luft der
Subtropen über dem westlichen Mittelmeerraum nach Norden geführt
wurde. Vor allem Zentralamerika dagegen bekommt derzeit die kalte zum
Äquator strömende Polarluft zu spüren.

Für weitergehende Details lesen Sie die Themen des Tages von Sonntag
und Montag, den 16. und 17. November, in denen noch etwas genauer auf
die atmosphärische Zirkulation der Nordatmosphäre und dessen Einfluss
auf das aktuelle Wetter eingegangen wird.

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