Cut-Off-Prozess

Der Cut-Off-Prozess ist Begriff aus der Meteorologie und bezeichnet ein Phänomen, welches in der planetarischen Frontalzone für die Ausbildung bestimmter Witterungsverhältnisse verantwortlich ist. Dabei entsteht hier ein (idealtypischer) Kreislauf aus Zonalzirkulation, Wellenzirkulation und des Cut-Off-Prozesses.

Ursachen für die Wellenbildung

Wäre die Westwinddrift stabil, würde sie einen Energieaustausch zwischen den Polen und den Tropen blockieren. Die Folge wäre, dass sich aufgrund der Strahlungssituation die Pole immer weiter abkühlen würden, die Tropen sich immer stärker aufheizten. Der Druckgradient zwischen beiden Zonen würde sich stetig vergrößern und eine Verstärkung der Höhenströmung wäre der Fall. Ein solches System wäre nicht stabil. Deshalb muss ein Energieaustausch zwischen den Polen und den Tropen stattfinden. Dies geschieht durch Instabilitäten der Zonalzirkulation.

Die Westwinde in der Frontalzone mäandrieren mehr oder weniger stark und bilden mächtige Wellen aus. Diese werden als planetarische Wellen oder auch als Rossby-Wellen bezeichnet. Diese Wellenausprägung des Frontalzonenbands hat unterschiedliche Ursachen. Zum einen verlaufen die Isothermen nicht parallel zu den Breitenkreisen. Gründe hierfür sind z.B. die unterschiedlichen Einflüsse von Land und Meer auf die Ausbildung der Isothermen. Da die Strömungen in der Höhe reibungsfrei sind, orientieren sich die Isobaren am Verlauf der Isothermen.

Ein weiterer Grund für die Ausbildung einer Wellenbewegung können topographische Gegebenheiten, wie z. B. Gebirgszüge sein. Dabei überströmt ein Luftpaket ein Gebirge. Dieses Luftpaket wird durch die Erhebung des Gebirges gepresst. Als Folge erhöht sich die Geschwindigkeit. Bei gleichbleibender Gradientkraft führt die Erhöhung der Geschwindigkeit zu einem Anstieg der Corioliskraft. Hinter dem Gebirge bleibt diese aufgrund der Trägheit noch erhöht. Die Folge ist eine Ablenkung des Luftpaketes zum Äquator hin. Es entsteht ein Tiefdrucktrog, in welchem kältere Luft Richtung Äquator transportiert wird. Mit der Ablenkung in niedere Breiten nimmt die Corioliskraft ab. Die Gradientkraft ist weiterhin stabil und mit abnehmender Geschwindigkeit wird die Corioliskraft weiter verringert. Als Folge ergibt sich eine Ablenkung in Richtung des Pols. Es entsteht ein Hochdruckrücken, in welchem wärmere Luft polwärts transportiert wird.

Zirkulation

Liegen die Isobaren sehr eng beieinander, so liegt eine eher zonale Zirkulation vor. Man spricht von einer High-Index-Zirkulation. Aufgrund der oben geschilderten Prozesse, beginnen sich größere Wellen auszubilden. Wird die Amplitude größer, spricht man von Low-Index-Zirkulation oder Wellenzirkulation. Im ersten Fall wird meridional relativ wenig Energie ausgetauscht. Im zweiten Fall ist dieser Austausch viel größer.

Bei sehr starken Wellenbewegungen kann es passieren, dass sich Zyklonen oder Antizyklonen ablösen und sich stabil halten. Passiert dies, so spricht man von einem Cut-off. Die Folge ist, dass die Westwinddrift in dieser Situation blockiert wird. Man spricht deshalb von der Blocking-Action. Nun findet praktisch kein Energieaustausch zwischen Pol und Äquator mehr statt. Die Energiegegensätze können sich erneut aufbauen, es bildet sich eine neue Frontalzone heraus und der Kreislauf beginnt von vorne.

Literatur

• Lauer, W., Bendix, J. (2006): Klimatologie. (2., neu bearbeitete und korrigierte Aufl.). Westermann, Braunschweig. ISBN 3-14-160284-0
• Weischet, W. (2002): Einführung in die allgemeine Klimatologie: physikalische und meteorologische Grundlagen. (6., überarb. Aufl.). Borntraeger, Berlin. ISBN 3-443-07123-6