Die Luftmassenzirkulation und ihre Bedeutung für das Wetter! Teil II

Nachdem im gestrigen Thema des Tages die Luftdruckmuster im Bereich Atlantik und Europa näher untersucht wurden, soll heute der Fokus auf Nordamerika und dem Pazifik liegen. Auch dort beschreibt ein Index die vorherrschende Strömungskonfiguration.

Der sogenannte PNA-Index (Pacific-North-America-Index) ist ein Maß
für die Luftdruckgegensätze der mittleren Atmosphäre (~5,5 km)
zwischen den polaren und äquatorialen Breiten des Pazifiks sowie über
Nordamerika. Die entsprechenden Messdaten werden über den westlichen
(Hawaii) und östlichen (südlich der Aleuten) Regionen der USA
beobachtet. Das PNA-Muster spielt vor allem im Winterhalbjahr
(Okt-Mrz) bei der Verteilung der Temperatur- und
Niederschlagsverhältnisse über Nordamerika eine wesentliche Rolle. Im
Sommer sind bisher nur geringe Einflüsse nachgewiesen. Im Gegensatz
zur Nordatlantischen Oszillation wird der PNA sehr stark von der
sogenannten El Nino-Southern Oszillation beeinflusst. Dabei tendiert
die positive PNA Phase zu einer Verknüpfung zu den warmen
Pazifikepisoden (El Nino) vor Südamerika verknüpft zu sein, während
negative PNA Phasen häufig mit La Nina (kalter Südostpazifik)
einhergehen.

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Bei einer positiven PNA-Phase sind über Hawaii im Vergleich zum
vieljährigen Mittel erhöhte Geopotentialwerte in der mittleren
Atmosphäre (äquivalent zu hohem Luftdruck am Boden) und südlich der
Aleuten geringere Geopotentialwerte (äquivalent zu tiefen Luftdruck
am Boden) zu finden (vgl. Abb. 1). Dabei ist der Ostasien-Jetstream
(Starkwindband in der Höhe) bis zum amerikanischen Festland
verlängert. Die entsprechende Luftdruckverteilung induziert kalter
Luft über dem Westen Kanadas, die nachfolgend südostwärts in den
Osten der USA strömt. Resultierend liegen die Temperaturen dort unter
den Werten des vieljährigen Mittels, während sie im Westen der USA
überdurchschnittlich hoch ausfallen. Allerdings fallen vom Golf von
Alaska bis in den Nordwesten der USA im Vergleich zum vieljährigen
Mittel in dieser Phase meist viel größere Niederschlagsmengen.

Bei einer negativen PNA-Phase befindet sich über dem westlichen
Bereich von Amerika (Hawaii) ein Höhentief und südlich der Aleuten
bzw. im Osten der USA ein Höhenhoch (vgl. Abb. 2). Ähnlich zu den
Druckverhältnissen in der Höhe dreht sich auch die
Temperaturverteilung um. Während nun in Zentral- und Ostamerika teils
deutlich zu hohe Temperaturen auftreten, kann die kalte Luft aus
Westkanada nach Süden teilweise bis nach Mexiko vordringen. Dabei
fallen dort jedoch häufig unterdurchschnittliche Niederschlagsmengen.
Nach Osten zu werden dagegen verhältnismäßig hohe Mengen beobachtet.

Über die im Thema des Tages von Donnerstag, den 13. November
beschriebenen Rossby-Wellen sind PNA und NAO direkt miteinander
verbunden. Sowohl die PNA-, als auch die NAO-Muster sind relativ
träge, die sich mit der Zeit nur recht langsam verschieben. Häufig
liegen auch nahezu stationäre Verhältnisse vor, sodass die
unterschiedlichen Luftdruckverteilungen dann längere Zeit Bestand
haben.

Betrachtet man den PNA-Index der letzten Monate, so fällt auf, dass
mit wenigen Ausnahmen eine positive PNA-Phase vorherrschte bzw. immer
noch herrscht (vgl. Abb. 3). Auch der extreme Wintereinbruch lässt
sich sehr gut mit dem positiven PNA-Muster erklären. Wie im Thema des
Tages von Freitag, dem 14.11. beschrieben, stützte der ehemalige
Wirbelsturm "Nuri" ein kräftiges Hochdruckgebiet über dem Westen des
nordamerikanischen Kontinents. Auf dessen Ostseite konnte nachfolgend
sehr kalte Polarluft nach Zentral- und später auch Ostamerika bis zu
den Südstaaten vordringen. Ähnlich zu diesem Ereignis dominierte
schon seit August hoher Luftdruck den Westen der USA, sodass sich
über Zentralamerika häufig eine meridionale nördliche Strömung
durchsetzte. Beispielhaft lässt sich die Großwetterlage an Abbildung
4 erklären, die die Luftdruckverteilung über Nordamerika am 6.
Oktober zeigt und als Musterbeispiel für eine positive PNA-Phase
anzusehen ist. Auch in naher Zukunft scheint sich das Pazifik
Nordamerika Muster nicht wesentlich zu ändern. Bis in den Dezember
hinein zeigen die Vorhersagen der NOAA einen leicht positiven
PNA-Index.

© Deutscher Wetterdienst