"Overshooting Tops" entstehen über dem Aufwindbereich eines kräftigen Gewitters. Dabei schießt der Aufwind durch die Tropopause und formt die domförmige Struktur. Im Detail lässt sich dies mit einem thermodynamischen Diagramm, wie in Abbildung 3, beschreiben. Es stellt die Temperatur (mit schräger x-Achse) gegenüber dem Luftdruck dar, der logarithmisch auf der y-Achse aufgetragen ist. Da der Luftdruck mit der Höhe abnimmt, kann er als Vertikalkoordinate gesehen werden. Rechts stehen die entsprechenden Höhen als graue Zahlen.

Die rote Kurve beschreibt den vertikalen Temperaturverlauf der Umgebungsluft. Man erkennt deutlich, dass die Temperatur in der Troposphäre bis etwa 200 hPa (~13 km Höhe) stetig abnimmt. Darüber steigt sie plötzlich stark an, man spricht von einer Temperaturinversion. Hier befindet sich die Tropopause. In der darüberliegenden Stratosphäre nimmt die Temperatur wegen der UV-Absorption deutlich zu. Die blaue Kurve zeigt die Temperatur eines Luftpakets, das im Aufwind eines Gewitters aufsteigt. Auch während des Aufstiegs nimmt die Temperatur im Luftpaket ab, bleibt jedoch höher als in der Umgebung. Da wärmere Luft leichter ist als kältere, steigt das Luftpaket weiter auf und wird nach dem archimedischen Prinzip nach oben beschleunigt. Der Aufwind wird somit in Gang gehalten. Die Beschleunigung endet an der Tropopause, wo die blaue Kurve die rote schneidet. Ab hier wird der Aufwind abgebremst. Durch die Trägheit des Aufwindes durchdringt dieser allerdings die Tropopause und erzeugt die "Overshooting Tops".

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Abbildung 1: Overshooting Top über einem starken Aufwind eines Gewitters, der die Tropopause durchdringt. Fotografiert von der ISS.

"Overshooting Tops" lassen sich besonders gut im sogenannten Sandwich-Satellitenbild erkennen. Dabei wird ein visuelles Satellitenbild mit einem Infrarotbild kombiniert, sodass man die Wolkenoberflächentemperatur und die Struktur gut erkennen kann. In Abbildung 2 erkennt man, dass hinter dem kalten "Overshooting" sich ein wärmerer Bereich anschließt. Oft bilden sich auch kalte Ringe oder sogenannte kalte U’s hinter dem "Overshooting". Ursache dafür ist, dass hier die Temperatur in der Troposphäre gemessen wird, wo sie mit der Höhe wieder steigt.

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Abbildung 2: Sandwich-Satellitenbild aus hochaufgelösten visuellen Daten und dem 10,4 µm Infrarotkanal für die Wolkenoberflächentemperatur [°C] zeigen deutlich ein Overshooting Top.

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Abbildung 3: Skew-T-log-p Diagramm nahe des Gewitters über Norditalien

Als Meteorologe hat man ein Auge auf solche Strukturen, denn sie geben einen Hinweis auf sehr starken Aufwind, der häufig in Superzellen vorkommt. Diese Zellen bringen dann oft Unwetter (großen Hagel, Sturm, Starkregen und selten auch Tornados).