Schnellziehende Tiefdruckgebiete


© Institut für Meteorologie (Köln)  | Zugbahn mit Bodendruckwerten (Quelle: NCEP-1) des Winterorkans „Kyrill“ vom 15. Januar 00 UTC bis 19. Januar 2007 12 UTC und der 6stündig dargestellten Höhenströmungsgeschwindigkeit (Knoten) in 250 hPa
© Institut für Meteorologie (Köln) | Zugbahn mit Bodendruckwerten (Quelle: NCEP-1) des Winterorkans „Kyrill“ vom 15. Januar 00 UTC bis 19. Januar 2007 12 UTC und der 6stündig dargestellten Höhenströmungsgeschwindigkeit (Knoten) in 250 hPa

Schnellläufer werden als schnell ziehende Tiefdruckgebiete in der Meteorologie zwar nicht definiert, dennoch aber findet diese Bezeichnung häufiger Verwendung. Hier soll ein Schnellläufer als eine Randstörung mit einer mittleren Verlagerungsgeschwindigkeit von mindestens 85km/h bestimmt werden. Damit legt ein solches Randtief innerhalb von 24 Stunden eine Strecke von etwas mehr als 2000 km zurück. Solche Verlagerungsgeschwindigkeiten können dabei nur im Randbereich von Primärzyklonen als Steuerungssysteme innerhalb einer kräftigen Höhenströmung erreicht werden. Gebildet an einer Kaltfront können Schnelläufer als Welle oder aber als geschlossenes Tiefdruckgebiet schwere Stürme in Mitteleuropa hervorrufen. Übrigens werden auch schnellziehende Kaltfronten als Schnellläufer bezeichnet. Dieser Ausdruck in Verbindung mit Kaltfronten aber wird in der Praxis nur sehr selten verwendet.

Entstehungsbedingungen

Die meisten Schnellläufer entwickeln sich in den Wintermonaten, dann, wenn die horizontalen Temperaturunterschiede zwischen der Polarregion und den Subtropen am größten sind. Ein kräftiges und großräumiges Zentraltief bei Island und dem Nordmeer richtet dabei die zonal geglättete Frontalzone von der nordamerikanischen Nordostküste direkt auf Europa, wobei Zentraleuropa selbst auf der warmen Seite der Frontalzone liegt. Ein starkes subtropisches Hochdruckgebiet mit einem eventuellen Keil über Südeuropa führt im Zusammenhang mit dem Zentraltief ohnehin zu einer gradientstarken Westlage. Damit stehen starke Tiefdruckentwicklungen in der Regel mit einem hohen NAO-Index in Verbindung. Schnellläufer genesen nun im Bereich starker barokliner Instabilität, wie sie meist an Kaltfronten zu finden ist. Intensive Scherungsfelder im Jetstream verursachen folglich Druckfall am Boden. Solange das Tiefdruckgebiet mit der Jetachse wandert besteht keine Gefahr vor einer abrupten Vertiefung. Plötzliche Änderungen in der Räumlichkeit und Intensität der Höhenströmung können jedoch ein anfangs flaches Tief unerwartet heftig entwickeln lassen. Nähere Informationen speziell zu rapiden Zyklogenesen finden Sie [hier].

Ursachen der hohen Windgeschwindigkeiten

Das stärkste Windfeld ist meist im Warmluftsektor, oder aber südwestlich des Tiefdruckkerns im Bereich der labilen Höhenkaltluft zu analysieren. Die Böigkeit ist dabei um so schwächer, je stabiler die Schichtung im Umfeld der Starkwindzone ist. Bei sehr stabiler Schichtung erfolgt ein nahezu gleichförmiges Überströmen des Geländes. Während im Flachland stürmische Winde um 90 km/h beobachtet werden können, registrieren Bergstationen Windgeschwindigkeiten von über 150 km/h. Um ein impulsartiges Heruntermischen der Höhenwinde in 850 oder 700 hPa zu berücksichtigen, ist die Bewertung der vertikalen Schichtung somit unumgänglich. Spätestens bei Passage der Kaltfront ist mit Orkanböen bis ins Flachland zu rechnen, sofern ein entsprechendes Starkwindband überlagert ist.

 

Neben der Statik spielt aber auch die Verlagerungsgeschwindigkeit des Tiefdruckgebietes bei der Windvorhersage eine Rolle. Diese muss zum Gradientwind, beziehungsweise zur Rotationsgeschwindigkeit addiert werden, sodass hohe Verlagerungsgeschwindigkeiten zu einer Intensivierung der Boden- und Höhenströmung führen. Insgesamt ist bei einem schweren Sturmereignis entweder die hohe Rotationsgeschwindigkeit oder aber die hohe Verlagerungsgeschwindigkeit des Tiefdruckgebietes wirksam. Hohe Rotationsgeschwindigkeiten sind nur bei vollentwickelten Zyklonen zu erwarten. Da sich mit dem Okklusionsprozess das Tief aber zunehmend auf die kalte Seite der Frontalzone eindreht und damit aus der starken Oberströmung gelangt, ist eine Kombination von hohen Rotationsgeschwindigkeiten und hohen Verlagerungsgeschwindigkeiten recht unwahrscheinlich, aber nicht auszuschließen.

 

Weiterhin ist der isallobarische Wind zu berücksichtigen. Dieser weht vom Drucksteig- zum Druckfallgebiet. In Extremfällen kann sich aufgrund dieser ageostrophischen Windkomponente, wenn diese in die gleiche Richtung wie die des geostrophischen Windes zeigt, die Windgeschwindigkeit noch einmal um 20 bis 25 km/h erhöhen. Die stärksten Winde sind insgesamt bei Durchgang der Null-Isallobare zu erwarten. Dies steht oft im Zusammenhang mit dem Durchgang der Kaltfront. Der isallobarische Wind ist daher auch für das Auffrischen der Winde bei Durchgang einer Gewitterfront verantwortlich. Dennoch hat der isallobarische Wind auf dem Wasser eine viel größere Bedeutung als über Land. Abrupte Windgeschwindigkeits- und Richtungsänderungen können auf dem windanfälligen Meer rasch zu einer neuen Entwicklung einer Windsee führen.

 

Im orographisch stark gegliederten Gelände führt überdies der Leitplankeneffekt zu regionalen Windmaxima. So sind besonders über Süddeutschland schwere Stürme möglich, wenn schnellziehende Tiefdruckgebiete mit dem Zentrum über Mitteldeutschland ostwärts ziehen.

Fallbeispiele und möglicher Trend

© Welt der Synoptik | NAO-Index in den Wintermonaten zwischen den Wintern 1980/81 bis 2011/12. Daten: Climate Prediction Center
© Welt der Synoptik | NAO-Index in den Wintermonaten zwischen den Wintern 1980/81 bis 2011/12. Daten: Climate Prediction Center

Paradebeispiele für Schnellläufer waren der Orkan „Kyrill“ in der zweiten Januardekade 2007 sowie Orkan „Lothar“ Ende Dezember 1999. „Kyrill“ entwickelte sich am 16. Januar 2007 bei Neufundland und zog eingebettet in einer in allen Schichten stark ausgeprägten Strömung innerhalb von nur 48 Stunden bis nach Mitteleuropa. Damit lag „Kyrill“ in diesem Zeitraum eine Strecke von 4500 km zurück. „Lothar“ bildete sich am 24. Dezember 1999 weit südlich von Grönland und zog innerhalb von 48 Stunden sogar über 5500 km. Bei beiden „Extremfällen“ zeigte sich eine sehr gut ausgeprägte und zugleich zonale Höhenströmung über dem Nordatlantik. Seither wurden über Mitteleuropa keine derartigen Schnellläufer mehr beobachtet.

 

Da die NAO (Nordatlantische Oszillation) immer deutlichere Anzeichen des Phasenwechsels in die Negativ-Phase zeigt, wird die Wahrscheinlichkeit der Bildung solcher Schnellläufer während der nächsten Jahre sogar noch weiter abnehmen.


© Welt der Synoptik | Autor: Denny Karran