Wie entstehen Sturm- und Orkantiefs?

Vor allem im Winterhalbjahr bilden sich auf dem Atlantik Sturm- und Orkantiefs, die manchmal bis nach Mitteleuropa ziehen und hier Schäden anrichten können. Die meisten bleiben aber auf dem Atlantik und behindern hier vor allem den Schiffsverkehr. Wie entstehen eigentlich diese Tiefs? Es gibt zwei Arten der Entstehung.

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Polarfronttiefs

Im Übergangsbereich von kühlen und warmen Luftmassen, umzieht die sogenannte Polarfront mit dem Jetstream wellenförmig die gesamte Nordhalbkugel. Sie trennt polare Kaltluft von Luftmassen in den gemäßigten Breiten. An dieser Luftmassengrenze bilden sich im Übergangsbereich zwischen der kalten und der gemäßigten Luft die meisten Tiefdruckgebiete, die auch unser Wetter immer wieder beeinflussen. Sie entstehen zunächst als Wellenstörung an der Luftmassengrenze (Abbildung 1). Kalte Luft stößt dabei in den Bereich der wärmeren Luft vor, es entsteht eine Kaltfront. Die Kaltluft schiebt sich über die Warmluft, eine Warmfront entsteht. Dabei fällt der Luftdruck bodennah, ein Tief bildet sich (Abbildung 2).  Die Corioliskraft, die durch die Erdrotation entsteht, bewirkt, dass sich die Luftmassen um ein Zentrum drehen.

Die Natur möchte den entstehenden Luftdruckunterschied ausgleichen, durch die Erdrotation wird der vom hohen zum tiefen Luftdruck hin wehende Wind auf der Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt und strömt dadurch um das Tiefzentrum herum. Der Luftdruck im Kern des Tiefs sinkt immer weiter und somit bauen sich große Luftdruckunterschiede auf. Im Bereich der großen Luftdruckunterschiede (enge Isobaren ->Linien gleichen Luftdrucks) herrscht dann Sturm oder Orkan. Je enger die Isobaren beieinander liegen, desto stärker weht der Wind. In der Meteorologie wird die Entstehung eines Tiefs auch als „Zyklogenese“ bezeichnet. Im weiteren Verlauf der Entwicklung ist die Kaltfront meistens schneller als die Warmfront, holt sie irgendwann ein, es entsteht eine Mischfront. Man spricht auch von einer Okklusion. In der folgenden Grafik sehen Sie von Schritt 1 bis 3, wie das Tiefdruckgebiet entsteht.

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Shapiro-Keyser-Zyklone

Eine andere Art der Sturmtiefbildung ist die Shapiro-Keyser-Zyklone (Zyklone = Tiefdruckgebiet). Bei einem Tief, das an der Polarfront entsteht, vermischen sich – wie bereits beschrieben – warme und kalte Luftmassen und die Warmfront wird von der Kaltfront eingeholt, es entsteht eine Mischfront (Okklusion). Bei einer Shapiro-Keyser-Zyklone bleiben Warm- und Kaltluft getrennt, oft wickelt sich die Warmluft wie ein Schlauch um das Tiefzentrum herum. Auslöser und wesentlicher Faktor bei der Entstehung und Verstärkung eines solchen Tiefs ist die massiv ausgeprägte Warmluft, die auf kältere Luft aufgleitet. Dabei fällt der Luftdruck am Boden deutlich ab und es baut sich ein großer Luftdruckgradient auf, der durch Sturm ausgeglichen wird.

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Das Orkantief Xynthia ist ein typisches Beispiel für eine Shapiro-Keyser-Zyklone. Es entstand Ende Februar 2010 vor Westeuropa und zog über Frankreich und Norddeutschland nach Südschweden. Das Tief war mit Warmluft aus Nordafrika angefüllt, die Kaltluft auf der Rückseite war kaum vorhanden.

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Das Orkantief brachte am 28. Februar 2010 vor allem in Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz, im Saarland und in Hessen selbst in tiefen Lagen Böen bis Orkanstärke. Die Böen traten vor allem im Warmsektor des Orkantiefs and kurzzeitig an der Kaltfront auf. Kältere Luft war auf der Tiefrückseite praktisch nicht vorhanden. Am 01. März zog das Tief nach Südskandinavien ab und der Wind ließ rasch nach.

Ein weiterer Bereich, in dem bei einer Shapiro-Keyser-Zyklone extrem hohe Windgeschwindigkeiten auftreten können, ist direkt in Zentrumsnähe zu finden. Die Warmluft wickelt sich um das Tiefzentrum herum, gerät dabei auch in den Bereich rückseitiger, absinkender und trockener Kaltluft. Die Feuchtigkeit der Warmluft verdunstet und bei der Verdunstung tritt weitere Abkühlung auf. Da kältere Luft schwerer ist, sinkt sie beschleunigt in Richtung Boden ab und überträgt die höheren Windgeschwindigkeiten aus größeren Höhen eng begrenzt bis zum Boden. Wie der Stachel eines Skorpions wirkt die um das Zentrum herumgeführte Warmluft in Satellitenbildern, man spricht daher auch vom „Sting Jet“ (deutsch Stachelstrahl).


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3 Kommentare

  1. Gino 9. Dezember 2016
    • Thomas Sävert 9. Dezember 2016
  2. Johannes.v.N.22 9. Dezember 2016

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