Hallo,

das Satellitenbild zeigt heute eine sehr ansehnliche Sturmzyklogenese, deren Entwicklung nicht nur typisch ist, sondern auch auf frappierende Weise der vom 25. September 2005 - also vor einem Jahr - ähnlich sieht.

Die Aspekte der Teiltiefbildung möchte ich am aktuellen Beispiel näher erläutern.

Zunächst das Satellitenbild der FU-Berlin:

Es handelt sich um die links zu sehende Wolkenspirale, bei der drei markante Punkte sofort ins Auge fallen:

1) Ein scharf begrenzter Rand an der Kaltfront - der vermutlich auf eine ausgeprägte Trockenintrusion zurückzuführen ist, welcher in den Kern eingeführt wird und hohe Werte potentieller Vorticity einverleibt.

2) Eine ziemlich markante Troglinie rückseitig der Kaltfront mit hochreichender Feuchtkonvektion.

3) Eine breitflächige Wolkenverdickung entlang und vorderseitig der Kaltfront mit außerordentlich niedrigen Wolkentemperaturen bzw. hohen Wolkenobergrenzen.

Zur besseren Erläuterung habe ich im selben Satellitenbild die Fronten eingezeichnet :

Nördlich von Schottland befindet sich derzeit das weiter okkludierende Tief "Oralia", welches zunehmend ostwärts wandert und mit seiner wenig ausgeprägten Kaltfront über Norddeutschland hinwegzieht. Diese bringt verbreitet geringe, teils schauerartige Niederschläge, wird aber rasch von dem sich weiter westlich aufbauenden Höhenkeil aufgetrocknet.

Über dem Nordatlantik hat sich ein Sturmtief formiert und weist bereits eine deutlich spiralisierte Okklusion auf, was auf eine abgeschlossene Zyklogenese hindeutet und somit Zyklolyse impliziert. Rückseitig der Kaltfront wird in einer wolkenfreien Zone sehr trockene Luft aus der Stratosphäre herabtransportiert. Während der eine Ast in den Kern des Sturmtiefs zeigt, so ist der frontale Ast auf den Okklusionspunkt gerichtet. Hier passiert also etwas, weswegen ich einen Kreis darum gezeichnet habe. Ebenso auffallend ist eine unübersehbare Wolkenabgrenzung vor dem Okklusionspunkt. Es hat den Anschein, als sei die Okklusion ein "Fremdkörper" im Frontalsystem, sozusagen ein Anhängsel, und das wahre Tief ganz wo anders.

Dieser Eindruck täuscht nicht und hängt mit der erwähnten Teiltiefbildung am Okklusionspunkt zusammen. Die Gründe für diese Entwicklung sind vielschichtig
und benötigen Kenntnisse der , kurz QG-Theorie.

Die QG-Theorie basiert auf der Ryd-Scherhag-Theorie von Konvergenzen und Divergenzen im Höhendruckfeld, welche mit unterschiedlichen Massentransporten in der Höhe zusammenhängen. Einfach gesprochen wird durch eine Höhendivergenz ein Hochdruckgebiet in der Höhe mit einem korrespondierem Bodentief (Bodenkonvergenz) geboren. Es fließt also in der Höhe mehr weg als von unten nachströmen kann. Nun gibt es im Höhenwindfeld bestimmte Regionen, in denen Konvergenzen und Divergenzen verstärkt auftreten, siehe hierzu folgende Abbildung:

In der Mitte dargestellt ist der Kern des Jetstreams, nördlich davon ein Vorticitymaximum, gleichbedeutend mit einem Trog, und südlich ein Vorticityminimum, gleichbedeutend mit einem Keil. Trogvorderseitig wird Positive Vorticity advehiert, Keilvorderseitig negative Vorticity. PVA geht mit Aufsteigen einher, sofern sie nicht durch Kaltluftadvektion überlagert wird. NVA mit Absinken, sofern nicht durch Warmluftadvektion überlagert. Das ist auch der Grund, warum die Kaltfront über Deutschland immer inaktiver wird, da die NVA keilvorderseitig der Front überlagert wird.

Machen wir uns die Situation in der Ausgangsregion des Jetstreams noch anhand der folgenden Skizze deutlich:

Links dargestellt ist der Jetstream (grauer,langer Pfeil in der Mitte) - mit beidseitig abnehmenden Strömungsgeschwindigkeiten. Der Geschwindigkeitsgradient an der Nordseite - identisch mit der Trogvorderseite - neigt zur Ablösung von Wirbeln, die nach Norden zu ausgerichtet sind. Dabei entstehen zyklonale Wirbel, also Positive /Zyklonale Vorticityadvektion. Analoges gilt für die Südseite des Jetstreams. Die induzierte Wirbelgröße (ein deutscher Begriff für Vorticity) geht auf die Scherungsvorticity zurück und wird dann relevant, wenn mit dem Jetstream sehr hohe Windgeschwindigkeiten (bis über 150Kn Mittelwind in 300hPa) sowie große Windgeschwindigkeitsgradienten verbunden sind. Scherungsvorticity, zyklonal auf der Trogvorderseite, kann also am Boden zu einer Tiefdruckbildung führen.

Damit nicht genug, rechts dargestellt ein steil gekrümmter Trog. Er bildet knapp vor der Trogachse, wo die Krümmung am Stärksten ist, ebenfalls Wirbel aus, die wie bei der zyklonalen Scherungsvorticity zyklonal gekrümmt sind. Dies nennt man analog dazu zyklonale Krümmungsvorticity und ist die zweite Möglichkeit, um Positive Vorticityadvektion zu bekommen. Meist ist es aber so, dass sich Krümmungs- und Scherungsvorticity addieren, etwa, wenn ein ausgeprägter Jetstreak stark gekrümmt ist.

Soweit der theoretische Schmäh.

Im konkreten Fall:

Zur besseren Veranschaulichung habe ich die Jetachse eingezeichnet. Bereits bei einem flüchtigen Blück fällt auf, wie verwellt der Jetstream über dem Nordatlantik ist. Er spaltet sich vor Europa in zwei Tröge auf, einem kleineren Trog bei den Britischen Inseln, der zu dem abschwächenden Bodentief gehört - und einem größeren Trog südlich von Grönland, welcher zu dem Sturmtief gehört. Trogvorderseitig befindet sich die Ausgangsregion - wie in der Theorie beschrieben - bei der sich die zyklonale und antizyklonale Seite des Jets zuordnen lassen (Z+A). Auf der zyklonalen Seite sind beide Wirbelgrößen vorhanden - sowohl die Scherungsvorticity durch einen 100-120Kn schnellen Jetstream als auch die Krümmungsvorticity durch die deutliche Auslenkung des Troges.

Im zyklonalen Ausgangsbereich findet also ein verstärkter Massenabfluss statt, der entsprechend für einen bodennahen Massenzufluss zuständig ist.

Gehen wir nun mehr ins Detail:

In der 500hPa-Karte befindet sich ein Tiefdruckkern mit 975hPa südlich von Grönland. Er gehört zu dem spiralisierendem Wolkenband, also dem sich abschwächenden Sturmtief. Es schwächt sich daher ab, weil sich der Tiefdruckkern in der Höhe , angezeigt durch das extrem niedrige ,dunkelblaue Geopotential senkrecht darüber befindet. Wie wir aber eben erfahren haben, findet eine Bodentiefentwicklung immer auf der Vorderseite eines Höhentroges statt, was hier nicht mehr gegeben ist. Dafür ist - schwarz eingekreist - eine weitere Tiefdruckentwicklung im Gange. Sie verrät sich durch eine deutlich ausgebuchtete 985hPa-Isobare und liegt - was nicht mehr verwundern sollte - ziemlich genau da, wo ich vorhin das Symbol für zyklonale Vorticityadvektion eingezeichnet habe.

Des Weiteren lässt sich bereits anhand der zyklonalen Isobarenkrümmungen die ungefähre Lage der Bodenkaltfront abschätzen, analoges gilt für den Verlauf der Warmfront. Da hinter der Warmfront entsprechend Warmluft herangeführt wird, steigt das Geopotential an. Die rosa Linie markiert die Lage der Keilachse, die hellblaue die der Trogachse. Genau zwischen beiden Höhendruckgebieten ist das Teiltief gelegen - eine nahezu perfekte Symmetrie.

Wie sieht es in 850hPa aus, dem Niveau, aus welchem bekanntlich die Luftmassentransporte ersichtlich sind?

Hier ist lediglich ein Tiefdruckwirbel auszumachen, mit einem Kern von 112 gpdm.
Die Kaltfront bildet sich durch die eng beieinander liegenden 10°C und 5°C-Isothermen ab, dahinter schwächt sich der Gradient jedoch ab. Da in der Höhe jedoch sehr niedriges Geopotential mit entsprechender Höhenkaltluft überlagert ist, kommt es zur deutlichen Ausprägung der eingangs erwähnten Troglinie. Vereinfacht gesprochen - am Boden wird postfrontal langsamer als in der Höhe Kaltluft zugeführt , sodass es zur Labilisierung der Atmosphärenschichten kommt.
Das Gegenteil wäre der Fall,wenn die Bodenkaltluft rascher als in der Höhe vorwärts kommt und daher zu einer Stabilisierung führen würde.

Zum Abschluss der Analyse noch ein Blick auf die äquivalentpotentiellen Temperaturen, welche ein Maß für den Feuchtegehalt der Luftmasse sind:

ThetaE-Werte beinhalten sowohl Temperatur als auch Feuchte, wodurch sich eine Luftmasse auszeichnet.

Im Drängungsbereich der Isobaren ist die oben eingezeichnete Troglinie des Bodentiefs bei Schottland gelegen.

Links das Sturmtief mit der spiralisierten Okklusion und einem alten Warmfrontteil.Daran knüpft die Kaltfront bzw. Kaltfrontokklusion an, die sich im Bereich des "Okklusionspunktes" erneut in Warm- und Kaltfront aufspaltet. Das ist das ausführlichst erläuterte Teiltief in seiner Entstehungsphase.

Wie geht es nun weiter? Ein detaillierter würde nun den Rahmen dieser Betrachtung sprengen, weswegen ich auf weiteres Kartenmaterial verzichten möchte. Im Wesentlichen gleicht die fortgehende Entwicklung der vom 25. September 2005 in der Satellitenbildanalyse 83 sowie 84.

Das Teiltief mit seiner 2. Warmfront schluckt also im weiteren verlauf die alte Warmfront. Selbiges geschieht mit der alten Okklusion durch die neue Okklusion.
Resultat wird ein Orkantief mit 965hPa Kerndruck sein, welches durch die günstige Lage der Hebungsgebiete, der scharfen Temperaturkontraste an den Fronten sowie der Nähe zur Höhenkaltluft ein sehr wetteraktives Frontensystem besitzen wird.

Von Mittwoch auf Donnerstag wird dann ein weiteres Randtief relevant, welches auf der letzten Karte links als (Ex-) Hurricane Gordon mit 1007hPa sehr hohe äquivalentpotentielle Temperaturen, also hohe potentielle Energie, aufweist.
Dieses könnte am Donnerstag über der Westiberischen Halbinsel und Irland für erhebliche, konvektiv verstärkte Regenmengen sorgen sowie vorderseitig für nochmals intensivierte Warmluftzufuhr und dem Durchbrechen der 30°C-Marke in Teilen West- und Mitteleuropas.

© Felix Welzenbach