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Tiefdruckgebiet an der Südostküste von Island (Islandtief)Als Tiefdruckgebiet (kurz Tief, Pl. Tiefs) bezeichnet man ein Gebiet, in dem ein niedrigerer Luftdruck herrscht als in dessen großräumiger Umgebung. Unterschieden werden thermische Tiefdruckgebiete und dynamische Tiefdruckgebiete (Zyklonen). Die Schwankungen haben eine Größenordnung von 10 hPa.
Inhaltsverzeichnis
Typen von Tiefs
Thermisches Tief: Bodentief, Höhentief
Ein thermisches Tiefdruckgebiet bildet sich durch Unterschiede in der Luftdichte, die durch Erwärmung (Sonneneinstrahlung) oder durch Abkühlung hervorgerufen werden. Je nach betroffener Luftschicht unterscheidet man zwischen Bodentief und Höhentief.
Ein Bodentief entsteht, wenn die Dichte der Luft in Bodennähe sinkt, indem bodennahe Luft erwärmt wird. Die Warmluft löst sich vom Boden und steigt auf (Thermik), was zu einem Druckabfall in Bodenhöhe führt (in höheren Schichten steigt der Luftdruck durch die aus Bodennähe zuströmende Warmluft dagegen leicht an). Der Druckabfall in Bodennähe führt zu einem großräumigen Zuströmen fremder Luft (Winde).
Ein Höhentief entsteht, wenn kalte Luft aus großer Höhe absinkt, was den Luftdruck in den höheren Schichten der Luft vermindert. Am Boden nimmt der Luftdruck dagegen leicht zu.
Dynamisches Tief (Zyklone)
Dynamische Tiefdruckgebiete (auch Zyklone, plural Zyklonen, genannt) liegen vor, wenn die Luftströmung in tiefen Schichten der Atmosphäre konvergiert und in der Höhe wieder divergiert, wobei die Luft im Zentrum des Tiefs gehoben wird.
Strömungen in Tiefdruckgebieten
Anstatt von allen Seiten radial auf das Tiefdruckgebiet zuzuströmen, rotiert die zuströmende Luft um eine vertikale Achse ins Tiefdruckgebiet hinein. Dies ist durch die Erdrotation und die Kugelform der Erde bedingt (Corioliskraft). Auf der Nordhalbkugel der Erde wird eine sich fortbewegende Luftmasse durch den Corioliseffekt in Bewegungsrichtung nach rechts abgelenkt, daher rotieren zuströmenden Winde (aus dem Weltraum betrachtet) entgegen dem Uhrzeigersinn (siehe Bild) – also im mathematisch positiven Drehsinn. Tiefdruckgebiete werden daher auch Zyklone genannt. Winde, die aus einem Hochdruckgebiet abströmen, werden ebenfalls nach rechts abgelenkt. Sie rotieren daher im Uhrzeigersinn (Antizyklone). Der Corioliseffekt ist an den Polen stark ausgeprägt, zum Äquator hin schwächt er sich ab. Auf der Südhalbkugel wird eine Luftmassenbewegung generell nach links abgelenkt.
Auf globaler Skala verlaufen Höhenwinde aufgrund der Corioliskraft in etwa entgegengesetzt zu den Bodenwinden, denn im Rahmen der Planetarischen Zirkulation strömt warme Luft aus den Tropen in Richtung der Pole. Aufgrund der Corioliskraft wird sie dabei in östlicher Richtung abgelenkt, so dass in der Höhe starke westliche Winde (Jetstream) vorherrschen. Die am Boden zurückströmende polare Kaltluft wird durch die Corioliskraft in westliche Richtung abgelenkt (polarer Ostwind).
Auf regionaler Skala bilden sich thermische Tiefdruckgebiete auch über warmen Wasserflächen, über denen feuchte warme Luft aufsteigt und sich dabei abkühlt. Es entstehen die mit heftigen Regenfällen einhergehenden tropischen Wirbelstürme, wobei man bei einer geringen Ausprägung auch von einem tropischen Tief spricht. Bei hoher Windgeschwindigkeit (ab Windstärke 12) können die Stürme schwere Verwüstungen anrichten. Je nach Kontinent spricht man dann von Hurrikanen oder Taifunen.
Dynamische Tiefdruckgebiete sind unter anderem für die polaren Ostwinde (Polarwirbel) und äquatorialen Passatwinde (Innertropische Konvergenzzone) verantwortlich.
Tiefdruckwirbel
Ein Tiefdruckwirbel wird dadurch bedingt, dass die in den mittleren Breiten entgegengesetzten Winde nicht in laminarer (wirbelfrei fließender) Strömung aneinander abgleiten, sondern in turbulenter Strömung Wirbel bilden (siehe auch Rossby-Welle). Diese Wirbel haben ihrer Natur gemäß eine eher vertikale Wirbelachse, so dass die Winde am Boden und in der Höhe in nahezu die gleiche Richtung wehen. Ein für Europa typischer Tiefdruckwirbel ist das Islandtief.
Aufbau einer klassischen außertropischen Tiefdruckzone
Wenn kalte und warme Luft aus je einem Hochdruckgebiet gemeinsam in ein Tiefdruckgebiet (meist einen Tiefdruckwirbel) einströmen, bilden sich Fronten. Neben diesen Fronten gibt es für verschiedene Bereiche eines Tiefdruckgebiets besondere Bezeichnungen.
Vorder- und Rückseite
Aufgrund der in den mittleren Breiten insgesamt vorherrschenden westlichen Winde bewegen sich Tiefdruckgebiete von Westen nach Osten. Daher bezeichnet man die somit an einem bestimmten Ort im Regelfall früher eintreffende Ostseite des Tiefs auch als Vorderseite, die Westseite als Rückseite.
Warmfront
WarmfrontAn der Vorderseite des Tiefs gleitet warme, und damit relativ leichte Luft auf die vor ihr liegende kältere, und damit relativ schwere Luft auf, und wird dabei gehoben. Es entsteht eine Warmfront. Die aufgleitende Luft kühlt sich dabei adiabatisch ab, es kommt zur Kondensation und es bilden sich zuerst Eiskristallwolken (Cirrus) und dann Schichtwolken (Stratus, Nimbostratus), aus denen es anhaltend regnen kann. Weil die abgekühlte Luft sich zu der kalten Luft an der Vorderseite des Tiefs zuschlägt, wandert die Warmfront (im mit dem Tief rotierenden Bezugssystem) zunehmend in Richtung der Rückseite des Tiefs. Durch die insgesamt entgegen den Uhrzeigersinn gerichtete Rotation (auf der Nordhalbkugel) des Tiefdruckgebietes entsteht der Eindruck, als ob die Warmfront sich langsam an der Vorderseite des Tiefs einrollt.
Kaltfront
KaltfrontBei einer Kaltfront schiebt sich kalte Luft unter die warme Luft, die sich dabei adiabatisch abkühlt. Dabei regnet es. Weil hier die abgekühlte Luft sich zur Kaltluft auf der Rückseite des Tiefs zuschlägt, wandert die Kaltfront (im mit dem Tief rotierenden Bezugssystem) zunehmend in Richtung der Vorderseite des Tiefs. Durch die insgesamt entgegen den Uhrzeigersinn gerichtete Rotation des Tiefdruckgebiets entsteht der Eindruck, als ob die Kaltfront sich schnell an der Vorderseite des Tiefs einrollt.
Die Kaltfront ist gekennzeichnet durch konvektive Bewölkung, auch bekannt als Quellwolken (Cumulus, Cumulonimbus). Es kommt zu Schauern die auch Gewitter mitbringen können.Warmsektor
Zwischen der Kalt- und Warmfront befindet sich der Warmsektor. Oft lösen sich Wolken in diesem Bereich auf und es fällt kein Niederschlag. Die Luft ist jedoch auch häufig feucht- warm und labil geschichtet, so dass sich Schauer und Gewitter bilden können. Da die Kaltfront in der Regel schneller als die Warmfront vorstößt, wird der Warmsektor allmählich schmaler.
Okklusion
Als Okklusion bezeichnet man die Vereinigung einer Kalt- und Warmfront. Dabei wird warme Luft vom Boden abgehoben und es entstehen Verwirbelungen.
Zur Bildung einer Okklusion kommt es im Regelfall dadurch, dass infolge der unterschiedlichen Rotationsbewegungen in einem Tief die Kaltfront nach einigen Tagen die Warmfront einholt.Wetterablauf beim Durchzug einer außertropischen Zyklone
Mit ihrer Unbeständigkeit beeinflussen die Zyklonen weitgehend den Wetterablauf in Mitteleuropa. Schon lange vor dem Ankommen der Warmfront ist das Annähern einer Zyklone zu sehen. Mit dem zögernden Aufgleiten der leichteren Warmluft über eine schwerere vorausgegangene Kaltluft ist Advektionsbewölkung verbunden. Hakenförmig aufgebogene Schleierwolken (Cirren) sind die Vorläufer einer nahenden Warmfront. Sie dichten sich zunächst zu hohen, später mächtigen und tieferen Schichtwolken (Stratus) ab, aus denen zunehmend ergiebiger und lang dauernder Nieselregen, so genannter Landregen fällt, wenn die Kaltluft ortsfest bleibt. Das Aufhören der Aufgleitbewegung nach dem Durchzug der Warmfront führt erst einmal zum Aussetzen der Kondensation, und es kann zum Auflösen der Wolkendecke kommen. Warmluft aus südlicher Richtung fließt in den Warmsektor ein und steigt in große Höhen auf, wo es wieder zur Wolkenbildung und evtl. zu örtlichem schauerartigen Niederschlag kommen kann. Der Warmsektor führt zu den höchsten Temperaturen des Zyklonendurchganges.
Die folgende Kaltfront ist deutlich durch einen Temperaturrückgang um einige Grad zu spüren. Die durch die Kaltluft nach oben verdrängte Warmluft kühlt sich schnell ab. Es entstehen hoch reichende Konvektionswolken (Cumulus). Starke Schauerregen mit großen Tropfen und teilweise Hagelbildung sind die Folge. Mehrfach kommt es auch zu Gewittern. Nach dem Durchzug der Kaltfront hat man eine hervorragende Fernsicht aufgrund der klaren Luft. Das Rückseitenwetter nach einem Zyklonendurchgang hängt davon ab, ob weitere Zyklonen folgen. Oft hören die Niederschläge nach dem Durchzug der Kaltfront wieder auf.
Namensvergabe für Europa
Seit 1954 werden die Namen für Tief- und Hochdruckgebiete, die das Wetter in Europa beeinflussen, vom Meteorologischen Institut der Freien Universität Berlin vergeben. Diese Praxis ging auf einen Vorschlag der damaligen Studentin Karla Wege zurück, die später Meteorologin im ZDF wurde.[1]
Zunächst wurden den jährlich etwa 50 bis 60 Hochdruckgebieten stets männliche Vornamen gegeben, den etwa 150 Tiefdruckgebieten weibliche,[1] wobei die jeweiligen Anfangsbuchstaben der Reihenfolge des Alphabets entsprachen.
Da Hochdruckgebiete meist gutes Wetter mit sich bringen und Tiefdruckgebiete schlechtes, führte dies zu Protesten von Frauenverbänden, infolge derer ab 1998 die Namensvergabe in jährlich wechselndem Turnus erfolgt: In geraden Jahren erhalten die Tiefdruckgebiete weibliche und die Hochdruckgebiete männliche Vornamen, in ungeraden Jahren ist dies umgekehrt.
Mit der Ende 2002 ins Leben gerufenen „Aktion Wetterpate“ kann man eine Namenspatenschaft für Druckgebilde übernehmen. Der Pate kann dann den Namen bestimmen, auf den das Tief oder Hoch von der Universität getauft werden soll und erhält ausführliches Material wie Wetterkarten, Urkunden und die „Lebensgeschichte“ des Druckgebildes. Das Geld kommt der studentischen Wetterbeobachtung am Institut zugute.[2]
Sonstiges
Vielfach werden die Bezeichnungen für ein Tiefdruckgebiet (die Zyklone, Pl. die Zyklonen) und einen tropischen Wirbelsturm des Indischen Ozeans (der Zyklon, Pl. die Zyklone) verwechselt.
Siehe auch
- Luftdruck
- Hochdruckgebiet, Höhenwind
- Sturmtief, Wirbelsturm
- Kaltlufttropfen
- Polartief, Mittelmeertief
Quellen
- Seydlitz: Geographie 11. ISBN 3-507-52325-6
Weblinks
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