Warum Wetterumschläge häufiger werden

Wetterhäuschen; Bild:Thomas Max Müller / pixelio.de

von Edgar Gärtner
In diesem Jahr erlebten wir in Hessen und in ganz Norddeutschland Bodenfrost mitten im Juni. Wenige Tage zuvor war es hier noch schwül-warm. Kaum war der Kälteeinbruch vorüber, strömten heiße Luftmassen aus der Sahara nach West- und Mitteleuropa und brachten uns schon im Frühsommer eine Hitzewelle mit Rekord-Temperaturen. Kaum hatte sich die Warmluft Richtung Osteuropa verzogen, wurde aus der Eifel schon wieder Bodenfrost gemeldet. Für die Älteren unter uns, die noch mit alten Bauernregeln vertraut sind, sind solche Temperaturstürze im Frühsommer nichts Ungewöhnliches. Sie haben sogar einen festen Namen: „Schafskälte“. Denn um diese Zeit des Jahres stehen die Schafe frisch geschoren auf der Weide.

Sinkt die Temperatur dann nachts unter den Gefrierpunkt, kann ihnen das das Leben kosten. Als ich in den 1970er Jahren am Rand der Vogesen wohnte, habe ich selbst erlebt, wie ein Schäfer auf diese Weise fast seine ganze Herde einbüßte. Bis zur Jahrtausendwende ist mir danach dergleichen aber nicht mehr zu Ohren gekommen. Neuerdings scheinen solche Ereignisse aber wieder öfter aufzutreten. Was steckt dahinter?

Der leider viel zu früh verstorbene französische Klimatologe Marcel Leroux (1938 bis 2008) hat für solche plötzlichen Kaltlufteinbrüche, die bis in subtropische, ja sogar tropische Breiten reichen können, den noch immer umstrittenen Begriff Mobile Polar High (MPH) geprägt. Ihm waren diese Kaltlufteinbrüche aufgefallen, als er in Zusammenarbeit mit der World Meteorological Organisation (WMO) einen zweibändigen Klimaatlas Afrikas erarbeitete, den er in Frankreich als Habilitationsschift (Thèse d#état) einreichte. Leroux verstand unter einem MPH eine flache, am Boden kriechende linsenförmige dichte Kaltluftmasse mit maximal 1.500 Meter Dicke und 2 bis 3.000 Kilometer Breite, die sich infolge der Erdrotation vom polaren Kältehoch löst und auf der Nordhalbkugel nach Südosten wandert. Auf ihrem Weg verdrängt die Kaltluftlinse warme Luft. Diese steigt zum Teil auf und bildet Gewitter. Sie kann aber auch Richtung Nordost entweichen. Deshalb bilden sich auf dieser Seite des Kältehochs immer sekundäre Tiefdruckgebiete. Fließen mehrere von Labrador und Grönland über den Nordatlantik herunter ziehende kleine Kältehochs zusammen, entstehen große Hochdruckgebiete wie das bekannte „Azorenhoch“, das es nach Leroux als eigenständige Wesenheit aber gar nicht gibt.

Marcel Leroux hat später als Professor an der Universität Jean Moulin in Lyon mithilfe von Satellitenaufnahmen den Weg unzähliger MPHs analysiert und dabei festgestellt, dass sie Gebirgszüge über 1.000 Meter Höhe nicht überqueren können. Deshalb folgen sie über den Kontinenten den vorhandenen Ebenen und Tälern. Der in Nordafrika aufgewachsene Bretone hat sich besonders intensiv dem Phänomen des Mistralwindes im Rhônetal gewidmet. Zeigt sich über der Bretagne oder der Normandie ein MPH, so wird bald darauf im Rhônetal der Mistral blasen, denn die nach Südosten ziehende Kaltluftmasse muss sich zwischen dem Zentralmassiv (bis zu 1885 Meter hoch) und den Alpen (über 4.000 Meter hoch) hindurchquetschen. Wie in einem Trichter entstehen dabei Turbulenzen, stehende Wellen, die sich am Boden in Form heftiger Windböen bemerkbar machen.

Leroux sah in der seit dem Ende der 1970er Jahre zunehmenden Frequenz der Mistralwinde ein untrügliches Zeichen für eine beginnende Abkühlung der Erde. Nach seiner Vorstellung gibt es auf jeder Hemisphäre der Erde drei relativ selbständige atmosphärische Zirkulationseinheiten, die von Gebirgszügen über 2.000 Meter begrenzt werden. Die Motoren dieser Zirkulation sind die MPHs und damit das wachsende thermische Defizit an den Polen. Marcel Leroux ist deswegen von Anhängern der dominierenden synoptischen Schule der Meteorologie zum Scharlatan erklärt worden. Angetrieben wird die Luftzirkulation nach der Schul-Meteorologie nicht von polarer Kaltluft, sondern von den so genannten Hadley-Zellen der im Tropengürtel aufsteigenden Warmluft und den dabei entstehenden Tiefdruckgebieten. Die aufgestiegene Warmluft wird von der Erdrotation abgelenkt und sinkt in den so genannten Rossbreiten in Form trockener Fallwinde (Passat) wieder zu Boden. Diese Dynamik soll auch das Wetter im Westwindband höherer Breiten bis hinauf zur Arktis stark beeinflussen.

Der emeritierte kanadische Klimatologe Tim Ball, wie Leroux als „Klimaskeptiker“ bekannt, sieht in den von Leroux in den Vordergrund gerückten MPHs lediglich einen anderen Ausdruck für die in der amerikanischen Luftmassen-Typologie längst als „continental arctic air“ (cA) bekannten Einbrüche trockener arktischer Kaltluft. Solche Einbrüche haben den USA in den letzten Wintern mehrere extreme Kältewellen und katastrophale Schneefälle an der Grenze zwischen arktischer Kaltluft und subtropischer Warmluft beschert. Ball weist darauf hin, dass sich diese wellenförmige Luftmassengrenze in den letzten Jahren nach Süden verschoben hat. Über dieser Luftmassengrenze weht zickzackförmig in großer Höhe der so genannte Jet Stream. Es habe sich ein so genanntes meridionales Zirkulationsmuster herausgebildet. Die Amplituden der Wellen seien größer geworden. Das heißt Kaltluft kann immer weiter nach Süden vorstoßen. Andererseits kann aber auch Warmluft in der Gegenbewegung weiter nach Norden gelangen.

Dadurch erklärten sich sowohl die häufiger werdenden Kältewellen als auch extreme Hitzewellen wie die im Sommer 2010 in Russland, der nicht zufällig im Winter 2010/2011 im gleichen Gebiet eine ebenso extreme Kältewelle folgte. „Im historischen Rückblick“, so Tim Ball, „sehen wir, dass dieses Muster immer einer Abkühlung der Erde vorausgeht.“ Der Abkühlungsprozess setze auf der Südhalbkugel etwa zehn Jahre früher ein. Das zeigt sich gerade in diesem Jahr. Mitte Juli lag die australische Ostküste bis hoch nach South Queensland unter euner geschlossenen Schneedecke. Gleichzeitig hat die Ausdehnung des Antarktis-Eises in diesem Jahr, wie bei EIKE bereits gemeldet, einen Rekordwert erreicht. „Ich gehe davon aus, dass der Abkühlungsprozess mindestens bis zum Jahre 2040 anhält und schließe nicht aus, dass dabei Temperaturen erreicht werden wie in der so genannten Kleinen Eiszeit, als im Jahre 1683 auf der drei Fuß dick zugefrorenen Themse Jahrmärkte abgehalten wurden“, erklärt Tim Ball. Er weist im gleichen Atemzug darauf hin, dass die beobachtbare Häufung von Extremwetter nicht mit einer Zunahme der Zahl der Wirbelstürme einhergeht: „Actually, the number of tornadoes is dramatically down. The number of hurrcanes, particularly the ones coming ashore in the U.S. is significantly down.” Der “Weltklima-Rat” IPCC hatte das genaue Gegenteil prophezeit.

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8 Kommentare

  1. @ #7Jens Christian Heuer sagt:

    „Ob diese oder andere Interpretationen und Erklärung Unsinn sind oder nicht kann nur die weitere wissenschaftliche Überprüfung zeigen, denke ich.“

    Was soll denn noch überprüft werden? Ist doch längst alles Grundlegende bekannt, was die großräumige Dynamik der atmosphärischen Strömungsmuster sowohl horizontal als auch vertikal betrifft.

  2. Ein sehr lesenswerter und gut geschriebener Artikel! Die Theorie von Leroux ist eine radikal alternative Theorie des Wettergeschehens, wobei er sich u.a. auch auf Satellitenbilder stützte. Insofern interpretiert sie auch das Azorenhoch völlig anders als die etablierte Meteorologie. Ob diese oder andere Interpretationen und Erklärung Unsinn sind oder nicht kann nur die weitere wissenschaftliche Überprüfung zeigen, denke ich. Immer wieder wurden neue Theorien auch zu Unrecht als Unsinn abgetan und revolutionierten dann doch die Wissenschaft. Ich denke da an die Kontinentalverschiebung von Alfred Wegener, aber das ist nicht das einzige Beispiel.

    Beste Grüße
    Jens Christian Heuer

  3. Die Großwetterlagen nach HESS/BREZOWSKY lassen sich einigermaßen bis 1881 zahlenmäßig quantifizieren. Betrachtet man den Gesamtzeitraum, so haben Meridionallagen nur leicht zugenommen. Westlagen nahmen leicht ab; insgesamt zeigt sich eine merkliche Zunahme zyklonaler und eine Abnahme antizyklonaler Lagen. Auch Lagen mit südlichem Strömungsanteil (vor allem SW- Lagen) nahmen zu. Unglücklicherweise war in diesem gut 130- jährigen Zeitraum die Sonnenaktivität meist mäßig hoch bis sehr hoch. Seit etwa 1990 (diese letzten 25 Jahre sind bei den starken Häufigkeitsschwankungen der Großwetterlagenhäufigkeiten nicht signifikant!)deutet sich ein merklicher Anstieg der meridionalen Lagen an; antizyklonale Lagen und Westlagen wurden deutlich seltener, S- und SW-Lagen, doch auch manche nördliche Lagen, deutlich häufiger. Man kann die nachlassende Sonnenaktivität sowie NAO und AMO als Ursachen vermuten; allerdings besteht da noch viel Forschungsbedarf. Möglicherweise sind diese Änderungen ein ernster Hinweis auf eine beginnende Abkühlung, doch werden erst die nächsten 15 bis 30 Jahre zeigen, ob mehr dahinter steckt. Die Zunahme der Südwestlagen passt auch langfristig recht gut zur AMO, am Ende der AMO- Warmphasen scheint das häufigere Auftreten dieser Lagen begünstigt zu sein (wie gegenwärtig auch). Insgesamt scheint unser Klima unbeständiger zu werden und vor allem wegen der häufigeren Südströmungen noch relativ warm zu sein. Leider gibt es keine Wetterkarten aus der „Kleinen Eiszeit“, doch scheinen damals, nachdem sich die Abkühlung etabliert hatte, in Mitteleuropa von Nordwest- und Westlagen beherrschte, kühle Sommer und von Nord- oder Ostlagen dominierte kalte Winter häufiger aufgetreten zu sein.

  4. „Fließen mehrere von Labrador und Grönland über den Nordatlantik herunter ziehende kleine Kältehochs zusammen, entstehen große Hochdruckgebiete wie das bekannte „Azorenhoch“, das es nach Leroux als eigenständige Wesenheit aber gar nicht gibt.“

    Sehr geehrter Herr Gärtner,
    das ist Unfug, den Sie da zitiert haben. Die großen Hochdruckgebiete nördlich 40° N werden durch die Eddies (in der Regel standing eddies, Atlantische/Pazifische Blockierung) verursacht. Hochdruckgebiete sind durch absinkende Luftmassen in der Höhe bis in die Grundschicht gekennzeichnet. Natürlich steigt unterhalb einer einfließenden Kaltluftmasse der Luftdruck, was man jederzeit beim Durchzug von Kaltfronten messen kann. Die Synoptiker nutzen das bei der Zeichnung der Wetterkarte zur Identifizierung von Kaltfronten. Kommen Kaltluftsee und Absinken zusammen, wird es wegen der fehlenden Wolken mit sinkender Sonneneinstrahlung kälter. Übrigens: Hans-Werner Grosse flog seinen Weltrekord im Zielstreckenflug von Lübeck nach Biarritz in solch einem Kaltluftsee, wobei dieser in etwa eine Dicke von 2500m hatte.

  5. Nachtrag zu meinem Kommentar #3: Während der letzten Jahre haben wir in D häufig auf der warmen Seite eines solchen Mäanders gelegen. Natürlich wird sich die Konstellation irgendwann dahingehend ändern, dass wir mal einen ganzen Sommer lang mehr oder weniger auf der kalten Seite liegen – so wie der Ostteil der USA im vergangenen Winter.

    Nicht nur als Wetterfreak darf man gespannt sein…

    Hans-Dieter Schmidt

  6. Eine Luftmassenklassifikation gibt es nicht nur in den USA, sondern auch in Deutschland. An der Freien Universität Berlin wurde die von Gärtner beschriebene Luftmasse als „arktische Festlandsluft“ (cA) bezeichnet. Nach D strömt sie aus Sibirien, was aber nicht sehr häufig vorkommt. Begründer dieser Nomenklatur war Prof. Dr. Manfred Geb.

    Zum Thema: Ich habe ja schon in meinem Beitrag von vor ein paar Tagen auf die meinem Gefühl nach häufigeren meridionalen Wetterlagen hingewiesen, die ich aber mangels näherer Beschäftigung mit diesem Phänomen nicht mit Zahlen belegen konnte. Der Autor dieses Beitrags bestätigt diesen Eindruck aber, wenn er von „häufigeren und drastischeren Wetterwechseln“ spricht, denn diese gibt es nur bei meridionaler Strömung. Im Übrigen möchte ich auf die Arbeiten von Kowatsch und Kämpfe hinweisen, in denen ich schon vor Jahren gelesen habe, dass ihrer damaligen Ansicht nach Wetterwechsel im Zuge einer eventuellen Abkühlung zunehmen würden.

    Danke, Herr Gärtner, für diesen Beitrag!

    Dipl.-Met. Hans-Dieter Schmidt

  7. Unseren Klimatologen geht es aber nicht darum, die Wahrheit herauszufinden, sondern Angst zu schüren. Und gegen MPHs kann man nicht viel ausrichten. Also muss nahezu alles dem CO2 angedichtet werden. Edenhofer (PIK) hat es neulich (bei der Vorstellung der Papst-Eyzyklika) klar genannt: Es geht um eine begründete Gefahrenabwehr, die Eingriffe in Eigentumsrechte zulässt.

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