Warum der Jetstream die Flugzeiten beeinflusst

Als Jetstream oder Strahlstrom wird ein Starkwindband in der Atmosphäre bezeichnet. Dabei muss die maximale Windgeschwindigkeit des Starkwindbandes mindestens 60 Knoten, also etwa 110 Kilometer pro Stunde erreichen. Zwischen dem 40. und 60. Grad nördlicher und südlicher Breite befindet sich der sogenannte Polarfront-Jetstream in einer Höhe von 8 bis 15 Kilometern. Der Polarfront-Jetstream ist dabei aber kein statisches Band, das sich um die Erde legt. Durch größere Hindernisse wie beispielsweise die Rocky Mountains und die Corioliskraft gerät der Jetstream ins schlingern und bildet Wellen. Diese Wellen werden als Rossby-Wellen bezeichnet und mäandrieren um den Globus.

Die genau Ausprägung der Rossby-Wellen hängt dabei zum einen von der Jahreszeit ab. Im Sommerhalbjahr befindet sich der Polarfront-Jetstream auf der Nordhalbkugel weiter im Norden, zum Herbst hin wandert der Strahlstrom wieder in südliche Richtungen. Zum anderen ist der Jetstream im Sommer generell weniger intensiv ausgeprägt als im Winter. Diese Verschiebung bestimmt das Wetter sowohl in Nordamerika als auch in Europa. In der Regel sind starke Stürme und Orkane über Europa auch immer mit einem starken Polarfront-Jetstream verbunden. Die Windgeschwindigkeit des Strahlstroms über dem Nordatlantik hängt dabei von dem Temperaturunterschied zwischen der arktischen Atmosphäre und der über den gemäßigten Breiten ab.
Je größer die Temperaturdifferenz ist, umso stärker weht der Strahlstrom. Im Sommer ist der Temperaturunterschied etwas geringer, sodass der Jetstream meist schwach ausgeprägt ist. Starke Stürme oder Orkane sind dann über Europa eher selten. Im Herbst hingegen werden die Unterschiede wieder größer. In der Arktis beginnt die Zeit der Polarnacht. Durch die fehlende Sonneneinstrahlung geht die Temperatur der Troposphäre (also der untersten Atmosphärenschicht) dort stark zurück. Im Gegensatz dazu sind die Temperaturen über Europa und auch die Meeresoberflächentemperaturen noch recht warm. Die Temperaturdifferenz wird also größer.

Dies hat auch Auswirkungen auf die Flugzeiten zwischen Nordamerika und Europa. Flüge von West nach Ost, also in Stromrichtung des Jetstreams sind generell kürzer als in die Gegenrichtung. Ein Flug von London nach New York dauert durchschnittlich knapp acht Stunden, der Rückflug nur sieben Stunden. Die Flugzeuge fliegen in der Strömung mit, sodass sich die Geschwindigkeiten von Flieger und Umgebungsströmung addieren. Das heißt, dass die Geschwindigkeit eines Fliegers über Grund schneller oder langsamer ist als die wahre Fluggeschwindigkeit relativ zur Umgebungsströmung. Typischerweise erreicht der Jetstream im Herbst und Winter Maximalgeschwindigkeiten von etwa 260 Kilometern pro Stunde. Bei einer Reisegeschwindigkeit des Flugzeuges von 800 Kilometern pro Stunde ergibt sich in Richtung Osten eine Geschwindigkeit von 1060 Kilometern pro Stunde über Grund. Würde das Flugzeug entgegen des Strahlstroms fliegen, würde sich die Geschwindigkeit auf 540 Kilometer pro Stunde verringern und die Reisezeit würde dadurch erheblich verlängert werden. Für die Berechnung der Flugzeit und dem damit benötigten Treibstoff eines Fluges sind die Vorhersage des Jetstreams und der Windgeschwindigkeit in Reisehöhe wichtig.

Aufgrund der potentiellen Treibstoffeinsparung und der modernen Navigations- und Telekommunikationssysteme wurden vor einigen Jahren auch die festen Flugrouten über dem Nordatlantik abgeschafft. So kann der Pilot bzw. die Airline ihre Flugroute selbst planen und die effizienteste Route wählen. Dabei hilft die numerische Wettervorhersage, die für die einzelnen Flughöhen die Windgeschwindigkeiten und -richtungen prognostiziert werden. Es werden auch spezielle Karten für die Luftfahrt erstellt, aus der Lage und Verlauf des Jetstreams hervorgeht.

Normalerweise dauert ein Flug von London nach New York knapp acht Stunden. In umgekehrter Flugrichtung knapp sieben Stunden. Ein Flug der British Airways heute morgen hatte eine Reisezeit von etwas über 6 Stunden. Obwohl der Flieger mit einer Verspätung von einer Stunde gestartet ist, kam er noch zur geplanten Ankunftszeit in London an. Dabei half der Jetstream ordentlich mit.

Im Februar 2020 betrug die Flugzeit einer Boeing 747 unterwegs von New York nach London nur 4 Stunde 56 Minuten. Kurzzeitig erreichte die Maschine dabei eine Spitzengeschwindigkeit von über 1300 Kilometern pro Stunde über Grund. Das ist schneller als der Schall. Die Schallmauer wurde aber nicht gebrochen, da der Knall nur bei absoluten Windgeschwindigkeiten ausgelöst wird. Der starke Jetstream hat damals Orkantief SABINE verursacht, das im Februar 2020 über Deutschland hinwegfegte. Den bis heute gültigen Reisezeit-Rekord einer kommerziellen Maschine hält übrigens immer noch die Concorde. Der Überschallflieger legte die Strecke 1996 in 2 Stunden 53 Minuten zurück.

Für morgen werden keine neuen Rekorde erwartet. Die Abbildung 1 zeigt die Prognose des Windgeschwindigkeiten etwa in Reisehöhe des zivilen Flugverkehrs (etwa 10 Kilometer über Grund). Die Geschwindigkeiten über dem östlichen Nordatlantik nehmen etwas ab. Sollte Ihr Flieger in Nordamerika also mit Verspätung starten, ist es sehr unwahrscheinlich, dass er diese durch eine kürzere Reisezeit wieder aufholen kann.

M.Sc. Sonja Stöckle
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 04.10.2023
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