Kleine Synoptikkunde (5) – Baroklinität
Baroklinität ist ein wesentlicher Antrieb für unser Wettergeschehen. Was sich dahinter verbirgt, erklären wir heute in einem neuen Kapitel der Kleinen Synoptikkunde.
Temperatur- und Druckunterschiede spielen eine zentrale Rolle für unser Wetter. Ohne diese Unterschiede wäre es geradezu sterbenslangweilig in unserer Atmosphäre, denn es herrschte jeden Tag das gleiche Wetter, und unsere tägliche Arbeit wäre obsolet. Zum Glück ist dem aber in der Realität nicht so. Die Ursache für Druck- und Temperaturunterschiede sind äußerst vielfältig und wurden zum Teil schon in den bereits erschienenen Kapiteln der Kleinen Synoptikkunde angerissen.
Betrachtet man nun eine Fläche konstanten Drucks in der Atmosphäre (z.B. 500 hPa), so finden sich auf dieser Druckfläche Temperaturunterschiede. Andersherum betrachtet finden sich Druckunterschiede auf einer Fläche mit konstanter Temperatur. Diesen Zustand nennt man „baroklin“, und ist in unserer Atmosphäre der Normalfall. Das Gegenteil von Baroklinität ist Barotropie. In einer barotropen Atmosphäre liegen Temperatur- und Druckflächen genau aufeinander und schneiden sich nicht, das heißt eine Druckfläche hat überall dieselbe Temperatur. Dieser Zustand ist in der Realität eher selten, kommt aber durchaus – bevorzugt in tropischen Gebieten – vor.
Eine Druck- oder eine Temperaturfläche bilden nun nicht einfach eine glatte Ebene, sondern liegen je nach Zustand der Atmosphäre schief auf verschiedenen Höhenniveaus. Die Neigung dieser Flächen nimmt mit der Höhe zu. Man kann sich dazu vorstellen, dass sich die Neigung der verschiedenen Druckflächen mit zunehmender Höhe „aufsummiert“. Die Atmosphäre möchte nun diese „Ungleichheit“ beseitigen, und das tut sie in Form des sogenannten geostrophischen Windes. Der geostrophische Wind weht umso stärker, je geneigter eine Druckfläche ist. Das heißt, dass der geostrophische Wind mit der Höhe zunehmen muss. Seine maximale Geschwindigkeit erreicht er knapp unterhalb der Tropopause in etwa 10 bis 12 km Höhe. Dieses Windmaximum kennt man auch unter dem Namen „Jetstream“. Daraus folgt auch: Der Jetstream ist dort besonders kräftig, wo die Atmosphäre stark baroklin ist. Das wiederum ist im Bereich der Frontalzone in unseren Breiten der Fall.
Je nach Schichtung der Atmosphäre weht der geostrophische Wind mitunter aus unterschiedlichen Richtungen. Diese Änderung von Geschwindigkeit und Richtung des geostrophischen Windes mit der Höhe nennt man „thermischen Wind“. Der Name leitet sich aus der Tatsache ab, dass je nach Windrichtung warme oder kalte Temperaturfelder herangeführt werden. Diesen Vorgang wiederum nennt man Advektion. Dabei ist eine Linksdrehung des Windes mit der Höhe gleichbedeutend mit der Heranführung von Kaltluft (Kaltluftadvektion) und eine Rechtsdrehung des Windes gleichbedeutend mit der Heranführung von warmer Luft (Warmluftadvektion). Weiterführend ist damit ein Absinken oder Heben von Luftmassen verbunden. Mehr dazu aber in einem der nächsten Kapitel der Kleinen Synoptikkunde.
M.Sc. Met. Felix Dietzsch
Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 22.10.2020
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