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Sibirische Kälte steht vor der Tür!
"Warm anziehen!" Bereits die letzten Tage ist es spürbar kälter geworden. Doch ab Anfang nächster Woche muss man sich wohl definitiv mit dicker Kappe und Schal ausrüsten. Die Temperaturen dürften nochmals weiter sinken. Häufig sind solche markanten Kaltlufteinbrüche mit einem bekannten Phänomen – dem „Sudden Stratospheric Warming“ verknüpft. Einige Erläuterungen dazu finden Sie im heutigen Blog.
Unten grau oben blau
Die Wetterlage im Alpenraum hat sich im Vergleich zu gestern nur wenig verändert: Das Wettergeschehen wurde weiterhin von einem kräftigen Hochdruckgebiet über Skandianvien und einem Tief über dem Mittelmeer bestimmt (vergleiche Abbildung 1). Dabei lag die Alpennordseite in einer mässigen Bisenströmung, welche kalte Festlandluft zu uns führte.
Mit einer kräftigen Inversion konnte sich auch heute auf der Alpennordseite erneut eine hartnäckige Hochnebeldecke halten. Die Obergrenze lag im Vergleich zu gestern mit rund 1900 Metern etwas tiefer (vergleiche Abbildung 2). Dies deshalb weil das Tief im Mittelmeerraum etwas an Einfluss verloren hat und somit das Geopotential bereits wieder etwas gestiegen ist. Die damit verbundene leicht stärkere Subsidenz konnte somit die Obergrenze des Hochnebels etwas absenken.
Änhnlich wie gestern zogen aber aus Südosten erneut einige hohe Wolkenfelder über die Alpen hinweg. Diese vermochten die Besonnung oberhalb des Nebels aber nur teilweise etwas einschränken.
Was ist ein „Sudden Stratospheric Warming“ (SSW)?
Direkt über der Troposphäre befindet sich das 2. Stockwerk der Atmosphäre – die Stratosphäre. Sie erstreckt sich von etwa 12 bis 50 km Höhe. In der Arktis liegen die Temperaturen im nordhemisphärischen Winter in 20 bis 25 km Höhe normalerweise zwischen -50 und -80°C.
Obwohl in der Stratosphäre eigentlich kein "Wetter stattfindet" und sie von der Tropsphäre klar getrennt ist, gibt es dennoch Situationen, wo eine Interaktion zwischen diesen beiden Atmosphärenschichten durchaus möglich ist.
Diese kalte Luft in der Stratosphäre wird über der Arktis normalerweise von einem kräftigen Polarwirbel (Polar Vortex) gegen den Uhrzeigersinn (Westwind) umkreist.
Warum kommt es nun aber zu einer plötzlichen Erwärmung in der Stratosphäre?
Besonders in den Wintermonaten, wenn sich die grossen Landmassen auf der Nordhemisphäre stark abkühlen, kann es in den unteren Schichten (in der Troposphäre) zu blockierenden Hochdrucksystemen kommen. Diese blockierenden Wettersysteme stören die normale westliche Zirkulation und somit auch die grossskaligen atmosphärischen Wellenbewegungen (auch bekannt unter dem Namen "Rossby Wellen"). Die Rossby Wellen werden somit in ihrer ostwärtigen Verlagerung gestört und müssen sich deshalb vertikal bis zur Stratosphäre ausbreiten.
Oftmals findet beim Übertritt von der Troposphäre in die Stratosphäre (im Bereich der Tropopause) ein Wellenbrechen statt. Man kann sich das ähnlich vorstellen, wie das Wellenbrechen am Strand. Diese brechenden Wellen können im Extremfall dazu führen, dass der Polare Vortex in der Stratosphäre so stark gestört wird, dass er sich markant abschwächt oder sich sogar in seiner Richtung umkehrt.
Ein solcher Kollaps führt dazu, dass die Luft über der Arktis komprimiert wird und sich somit stark erwärmt. In den vergangenen Tagen konnte genau dieses Phänomen beobachtet werden (vergleiche Abbildung 3).
Wie beeinflusst die Dynamik der Stratosphäre das Wetter in Mitteleuropa?
Die geänderten Windverhältnisse in der Stratosphäre können sich mit Verzögerung auch in die tieferen Luftschichten "fortpflanzen". Somit hat die Abschwächung bzw. der Zusammenbruch des Polarwirbels mit einer zeitlichen Verzögerung auch Auswirkungen auf die Strömungsverhältnisse in in der Troposphäre.
Normalerweise „kommt das Wetter von Westen“. Im Falle eines SSW-Ereignisses stellen sich aber häufig blockierende Wetterlagen ein. Dabei schwächt sich die über Europa vorherrschende westliche Strömung ab und dreht auf nordöstliche Richtung. Mit der nordöstlichen Strömung stösst Polarluft, die sich im Bereich eines Hochdruckgebiets über Nord- und Osteuropa ansammelt, oft bis nach Mitteleuopa vor.