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Westwindzirkulation im Sommer - paradox oder nicht?

Verfasst: Sa 8. Jun 2019, 09:16
von Willi
Doch Vorsicht: Nach langjährigen Statistiken (bei denen man sich allerdings fragen muss, welchen Wert sie im rasch wandelnden Klima noch haben) ist der Juni jener Monat, in dem die meridionale Frühlingszirkulation mit starkem Nord-Süd-Ausgleich allmählich auf sommerliche Westwindzirkulation umstellt.
(Zitat https://www.orniwetter.info/monatsprognose-juni-2019/)

Habe mal eine Verständnisfrage. Weshalb ist (oder vielleicht besser gefragt "war" in der Vergangenheit) im Sommer eine Westwindzirkulation vorherrschend? Der Temperaturgegensatz Nord-Süd ist doch in dieser Jahreszeit am geringsten, somit sollten meridionale Lagen mit viel Nord-Süd Austausch im Sommer vorherrschen.

Re: Westwindzirkulation im Sommer - paradox oder nicht?

Verfasst: Sa 8. Jun 2019, 11:27
von Federwolke
Nun ja... die Sache ist viel komplexer, als einfach nur Nord-Süd-Gefälle. Angetrieben wird die Westwindzirkulation vom Jetstream. Will man dessen Erstarken und Schwächen verstehen, muss man erst mal wissen, was den Jetstream antreibt, und was ihn ausbremst. Die Nord-Süd-Unterschiede sind das Eine, aber in den letzten Jahren hat man immer mehr begriffen, dass es noch weitere Einflussfaktoren gibt, insbesondere aus der Stratosphäre (Ozongehalt beispielsweise). Dann stellt sich wiederum die Frage, wie sehr die Verhältnisse und Veränderungen an der Erdoberfläche die Stratosphäre beeinflussen und umgekehrt, und was gleichzeitig mit all den Schichten dazwischen passiert. Manche Dinge erscheinen rasch begreifbar, bei anderen Faktoren muss ich ganz ehrlich gestehen, dass mir der Durchblick fehlt.

Immerhin lässt sich der Einfluss der Oberflächentemperatur auf die Tiefdruckentwicklung relativ gut erklären: Wo die stärksten Temperaturunterschiede auftreten, entstehen Tiefdruckgebiete. Recht anschaulich kann man das an der Südhalbkugel sehen: Dort liegt eine grosse vergletscherte Landmasse genau auf dem Pol, rundherum gibt es nur Ozean, entsprechend ist die Westwindzirkulation dort ganzjährig extrem stark.

Auf der Nordhalbkugel ist die Sache aufgrund der Land-Meer-Verteilung ungleich komplexer. Und wenn die Meereisfläche in der Arktis stetig schrumpft, verändern sich die Temperaturverteilungen massiv, nicht zuletzt auch wegen der abnehmenden Albedo. Und plötzlich haben wir eine ganz andere geographische Verteilung, wo sich Hoch- und Tiefdruckgebiete bilden mit sich entsprechend verändernden Luftströmungen dazwischen. In diesen Jahren bekommen wir vorgespielt, dass diese Veränderungen viel rascher geschehen und auf unser Wetter Einfluss nehmen als die schon viel länger ins Auge gefasste Abschwächung des Golfstroms.

Aber um auf die Ursprungsfrage zurückzukommen: Zu welcher Jahreszeit sind die Temperaturunterschiede, die den Westwind anfachen, wo am stärksten ausgeprägt? Im Winter war es (bisher) am einfachsten: Norden eisig, Süden gemässigt warm, ergo starke Westwindzirkulation. Aber schon hier gibt es Unterschiede, weil die Ozeane sich nicht immer gleich brav verhalten (einen Exkurs zu deren Ursachen lassen wir jetzt mal, sonst werden wir nie fertig ;) ). Und schon haben wir Winter mit starker oder schwacher NAO und völlig unterschiedlichen Zirkulationsmustern. Im Sommer haben wir dieses Nord-Süd-Gefälle auch, aber weniger ausgeprägt. Entsprechend ist die Westwindzirkulation im Sommer schwächer als im Winter, und sie liegt im Schnitt etwa 10 Grad nördlicher. Aber: Sie ist da. Und dann sind noch die Übergangsjahreszeiten, wo so ziemlich alles auf den Kopf gestellt wird. Abhängig davon, wie schnell die Schneeschmelze (wiederum abhängig davon, wie viel Schnee im Winter gefallen ist) voranschreitet, erwärmen sich die Kontinente sehr rasch, während das Wasser noch lange kalt bleibt. Oft haben wir dann die extremsten Temperaturunterschiede nicht mehr zwischen Nord und Süd, sondern zwischen Land und Meer (also eher zwischen West und Ost oder umgekehrt, je nachdem auf welcher Seite der Kontinente). Und nicht nur das Wasser erwärmt sich verzögert, sondern auch die Luft in höheren Schichten, entsprechend nimmt das Temperaturgefälle über Land zwischen Boden und Höhe zu --> stärkere Labilität, ebenfalls ein Antrieb für Tiefdruckgebiete. Im Spätsommer ist es dann umgekehrt: Während sich die die nördlich gelegenen Landmassen bei sinkendem Sonnenstand bereits wieder abkühlen, erreichen jetzt die Meere die höchste Temperatur im Jahresverlauf, entsprechend sind die Temperaturunterschiede zwischen Meer und Land ebenso wie jene zwischen Boden und höheren Luftschichten nur noch gering --> der Frühherbst ist entsprechend die beste Jahreszeit für stabile Hochdruckgebiete über Mitteleuropa, wenn nicht gerade Hurricanes auf Abwegen in die Suppe spucken.

Abschliessend ein paar Merkzahlen zu der statistischen Häufigkeit der Grosswettertypen zur Verdeutlichung:
Maximum Westlagen: Dez./Jan. sowie Juli/August (!) Minimum Westlagen: April/Mai
Maximum Nordlagen: April-Juni, Minimum Nordlagen: Dez./Jan.
Maximum Ostlagen: Mai, Minimum Ostlagen: Juli/August (!)
Maximum Südlagen: April/Mai und Okt./Nov., Minimum Südlagen: Jan.-März
Maximum Hoch Mitteleuropa: Sept., Minimum Hoch Mitteleuropa: April/Mai
Maximum Tief Mitteleuropa: April/Mai, ein deutliches Minimum lässt sich nicht klar erkennen, die Wetterlage ist mit Ausnahme des Frühlings ganzjährig selten (Anteil 1-2 %)
Quelle: PIK Potsdam, Relative Häufigkeiten der GWL und GWT für den Zeitraum 1881-2008 nach dem Grosswetterkatalog von Hess & Brezowsky

Bin dann gespannt über die neuen GWL-Verteilungen ab der Jahrtausendwende. Vielleicht mache ich das mal, wenn die 20 Jahre voll sind (besser wäre natürlich ein längerer Zeitraum, aber wer mag schon so lange warten...?)

Re: Westwindzirkulation im Sommer - paradox oder nicht?

Verfasst: Mi 7. Aug 2019, 14:42
von Willi
Im laufenden August kriegen wir eine schon fast lupenreine, gut ausgeprägte Westwindzirkulation vorgesetzt. Das ist anscheinend so üblich, aber wie das oben erklärt wird, sind die Temperaturgegensätze zwischen Süd und Nord, ebenso zwischen Land und Meer, gerade im Spätsommer gering. Dieses Jahr müssten sie ja besonders gering sein, weil die polare Eisbedeckung weiterhin auf ein historisches Flächenminimum zusteuert (http://data.meereisportal.de/maps/latest/extent_n.png). Das passt einfach irgendwie nicht zusammen.

Also für mich geht die Gleichung "Hoher Temperaturgegensatz Süd-Nord = Westwind" nicht auf. Auch bei niederen Temperaturgegensätzen zwischen Süd und Nord kann es zu längerdauernden, stabilen Westwindlagen kommen, sogar dann, wenn die polare Eisbedeckung minimal ist.

Re: Westwindzirkulation im Sommer - paradox oder nicht?

Verfasst: Mi 7. Aug 2019, 17:57
von Federwolke
Hoi Willi

Man muss schon präzise sein: Es ist eben keine lupenreine Westlage, sondern klassisch Südwest zyklonal:

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Erst ab nächsten Dienstag sieht es nach West zyklonal aus. Dann hätten wir bereits 12 Tage Südwest in diesem Monat (einzelne Tage West dazwischen zählen nicht als GWL), also 38.7 %. Der Schnitt 1881-2008 für Südwestlagen (antizyklonal + zyklonal) war 3.7 %. GWT West müsste gemäss Klimatologie auf 32.7 % kommen, also sollte der dann 10 Tage aufs Parkett legen, schauen wir mal...

Bereits im Juli hatten wir doppelt so viel Nordwest wie West (normal wäre genau umgekehrt, siehe Monatsanalyse Juli: https://www.fotometeo.ch/von-kuehl-zu-e ... juli-2019/). Statt 29.7 % Westlagen im Juli hatten wir nur 22.6 %, Nordwest kam auf 45 % statt 14

Der Jetstream verläuft also nicht glatt, sondern mäandert, daher mehr gemischte statt zonale Zirkulation. Genau das, was die Klimaforschung als Folge des abnehmenden Temperaturgefälles zwischen Arktis und Subtropen vorhersagt. Läuft.

Re: Westwindzirkulation im Sommer - paradox oder nicht?

Verfasst: Mi 7. Aug 2019, 21:08
von Willi
Der Jetstream verläuft also nicht glatt, sondern mäandert, daher mehr gemischte statt zonale Zirkulation.
Ist der Jetstream nicht immer mehr oder weniger mäandert? Wenn ich diese aktuelle Karte ansehe, dann ist die Mäandrierung (subjektiv gesehen) ausgesprochen schwach. Dies gilt mindestens für die Linien 568 und 584 gpdam im Bereich von der Westküste Amerikas über Europa bis Mittelasien. Da gab es schon ganz andere chaotische/verknäulte Muster. Würde mich wundernehmen, wie diese Karten vor 30 Jahren im August aussahen.

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Der Schnitt 1881-2008 für Südwestlagen (antizyklonal + zyklonal) war 3.7 %.
Dieser geringe Anteil der SW-Lagen in der "guten" alten Zeit im August überrascht mich. Dann hätten wir momentan eine Ausnahmesituation. Die SW-Lagen sind ja die Gewittergeneratoren bei uns, und früher liess sich der August nicht lumpen, was die Gewitterhäufigkeit angeht (oder täusche ich mich?). Sollten die SW-Lagen im August häufiger werden, wäre das wohl eine gute Nachricht für alle Gewitterfreunde. ;)

Re: Westwindzirkulation im Sommer - paradox oder nicht?

Verfasst: Mi 7. Aug 2019, 23:01
von Federwolke
Willi hat geschrieben:
Mi 7. Aug 2019, 21:08
Ist der Jetstream nicht immer mehr oder weniger mäandert? Wenn ich diese aktuelle Karte ansehe, dann ist die Mäandrierung (subjektiv gesehen) ausgesprochen schwach. Dies gilt mindestens für die Linien 568 und 584 gpdam im Bereich von der Westküste Amerikas über Europa bis Mittelasien. Da gab es schon ganz andere chaotische/verknäulte Muster. Würde mich wundernehmen, wie diese Karten vor 30 Jahren im August aussahen.
Gerade über dem Nordatlantik verläuft die Frontalzone alles andere als glatt. Statt Azorenhoch ein Trog, der sich dort tagelang eingräbt. Daraus kann keine Westlage entstehen. Schau mal ganz genau hin und zähle die Rossby-Wellen. Nur gerade vier an der Zahl (schön übers Kreuz), das ist wenig und so ziemlich die günstigste Konstellation für Persistenz der Grosswetterlagen. Dabei kommt so ziemlich alles raus, bloss keine Westlage. Diese Viererwelle - jeweils etwas anders positioniert - hatten wir in diesem Jahr schon sehr häufig. Daraus resultierte:

Erste Januarhälfte: permanente Nordwest- bis Nordlage
Zweite Februarhälfte: permanente Hochdrucklage
Zweite Märzhälfte: wieder permanente Hochdrucklage (und dazwischen in der ersten Märzhälfte wundersamerweise eine zweiwöchige Westlage, die Gründe dafür habe ich im März-Rückblick ausführlich beschrieben)
April: permanente Ostlage
Mai: fast durchgehend Trog Mitteleuropa und Tief Mitteleuropa
Erste Junihälfte: permanente Südlage (in Form von TRW und TB, anschliessend noch Südwest bis Südost), also alles in allem fast der ganze Monat Süd
Erste Julihälfte: permanente Nordwestlage
... und jetzt eben zwölf Tage Südwest

Leider gibt es die Reanalyse-Karten für die Nordhemisphäre erst seit 2000. Aber man kann sich in der Archiv-Funktion auch mit der Europa-Ansicht (bis 1979 zurück vorhanden) behelfen und sich die Gruselsommer der 80er durchlaufen lassen. Dabei fällt auf, und das wird durch den Grosswetterlagen-Katalog unterstützt: Auch in diesen Sommern hat der Jetstream mäandriert, selbstverständlich. Aber er tat dies in wesentlich kürzeren Wellen, die rasch über Mitteleuropa hinwegzogen. Die Anzahl der Rossby-Wellen auf der Nordhalbkugel muss also höher gewesen sein, meist wohl sieben an der Zahl. Dann flutscht es nur so und es kommen Westlagen-Sommer heraus. Nun muss man aber den Begriff Grosswetterlage verstehen: Das bedeutet nicht, dass der Wind permanent aus West weht, sondern da sind kurze Vorder- und Rückseiten dabei, Zwischenhochs und Tiefs über Mitteleuropa, auch mal ausgeprägtere Tröge, die aber rasch ziehen und somit das Kriterium einer Grosswetterlage mit einer Mindestdauer von drei Tagen nur selten erfüllen.
Willi hat geschrieben:
Mi 7. Aug 2019, 21:08
Dieser geringe Anteil der SW-Lagen in der "guten" alten Zeit im August überrascht mich. Dann hätten wir momentan eine Ausnahmesituation. Die SW-Lagen sind ja die Gewittergeneratoren bei uns, und früher liess sich der August nicht lumpen, was die Gewitterhäufigkeit angeht (oder täusche ich mich?). Sollten die SW-Lagen im August häufiger werden, wäre das wohl eine gute Nachricht für alle Gewitterfreunde. ;)
Diesen Gedanken hatte ich heute auch schon ;) Aber was frühere August-Gewitter betrifft: Ja, das habe ich auch so in Erinnerung. Die heftigsten Dinger gab es meist Mitte August, wenn der Hochsommer mit Getöse verabschiedet wird (dieses Jahr wohl Montag, 12. August). Der Unterschied: Damals waren es kurze Vorderseiten (ein bis zwei Hitzetage: Die 30 Grad waren in Biel etwas, das ich in meinen ersten Aufzeichungsjahren noch gefeiert habe, da eine wirkliche Ausnahme), dann krachende Kaltfront und aus die Maus. Danach ging es mit rund 20 Grad weiter und dabei blieb es meist auch, bis mal endlich die spätsommerliche Hochdrucklage eintraf. Heute: Südwestlage. Die Front rauscht nicht durch, sondern schleift 48 Stunden und produziert Gewitter im Gänsemarsch. Nicht die Rückseite setzt sich durch, sondern der Hochdruckkeil wölbt sich wieder auf und verschiebt die Front nach Norden, es geht mit 28 bis 30 Grad weiter. Samstag wohl noch mal dasselbe Spiel. Von Montag auf Dienstag soll dann die Grosswetterlage von Südwest auf West umstellen, daher auch der schöne Bruch in den Ensembles. Mal schauen, ob das auch wirklich so kommt und vor allem: Wie lange es danach hält. Dass die Modelle in der erweiterten Mittelfrist stets an den Old-Scool-Szenarien rumbasteln, kennen wir ja inzwischen zur Genüge.

Re: Westwindzirkulation im Sommer - paradox oder nicht?

Verfasst: Fr 9. Aug 2019, 19:59
von Federwolke
Passt wohl am besten gleich hier rein:

Das aktuelle Sturmtief mit Zentrum über Irland ist mit einem Kerndruck von rund 980 hPa aussergewöhnlich stark für die Jahreszeit. Solche Tiefs im August haben sich in den letzten Jahren gehäuft. Statt im Norden irgendwo bei Island findet die Tiefproduktion einfach weiter südlich statt, dort wo die heisse Luft aus Süden auf das relativ kalte Nordatlantikwasser trifft. Und weil der heisse Kontinent mit seinen geringen Temperaturgegensätzen (das Mittelmeer ist ja auch ganz muckelig warm) Hochdruck stützt, haben wir zusammen mit diesen zu weit südlich ausgreifenden Tiefs anstelle des Azorenhochs eben eine Südwest- statt Westlage.

Prompt hat die Station Brest in der Bretagne heute Nachmittag mit 97 km/h einen neuen Böenrekord für August gemessen. Der alte Rekord von 86 km/h ist auch noch nicht so alt: 15.08.2012, und wie sah die Wetterlage damals aus? O Wunder:
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Man achte auch auf das Hoch über dem Nordmeer und Skandinavien. Rein zufällig natürlich ist 2012 bisher das Jahr mit der geringsten Arktis-Eisfläche: http://nsidc.org/arcticseaicenews/files ... gure2a.png
Es sind solche Details in der veränderten Klimatologie die zusammen und über die Zeit gesammelt das Mosaik ergeben. Spannend und bedenklich zugleich.

Re: Westwindzirkulation im Sommer - paradox oder nicht?

Verfasst: Sa 10. Aug 2019, 15:27
von Willi
So ganz kann mich diese Argumentation nicht überzeugen. Gemäss der aktuellen "SST Anomaly" Karte:
https://www.weatherzone.com.au/climate/ ... bal&c=ssta (verfällt)
ist der Nordatlantik südlich von Grönland zur Zeit überdurchschnittlich warm. Weiter im Süden (etwa südlich der Breite des Ärmelkanals) ist eine Zone mit zu kalten Wassertemperaturen. Im Übergangsbereich würde man zur Zeit eher niedrige Temperaturgradienten Süd-Nord erwarten, also etwa dort, wo sich jetzt das Sturmtief gebildet hat. Andererseits sorgt der Grönland-Eisschild, mindestens solange er noch existiert, für einen kräftigen Temperaturgradienten zum, aktuell zu warmen, Nordatlantik. So sollte eigentlich Island weiterhin ein "Hot Spot" der Sturmtiefs sein, niedere Eisbedeckung um den Nordpol hin oder her. Die aktuelle Sturmtiefbildung weiter südlich wäre dann eher eine zufällige Laune der Natur, und weniger eine Folge der Klimaerwärmung.

Aber ich kenne die Statistiken der Tiefdruckbildung über dem Nordatlantik nicht, und bei weiteren Faktoren, die die Tiefdruckbildung über dem Atlantik beeinflussen, blicke ich nicht durch. Für mich ist es nach wie vor schlecht nachvollziehbar, dass sich über dem Nordatlantik augerechnet im August starke Tiefs bilden, wenn der polare Eisschild sich seinem jahreszeitlichen Minimum nähert.

Re: Westwindzirkulation im Sommer - paradox oder nicht?

Verfasst: Sa 10. Aug 2019, 17:37
von Federwolke
Nicht der Gradient der Anomalien ist entscheidend, wo die Zyklongenese stattfindet, sondern der Gradient der realen Temperaturen.

Re: Westwindzirkulation im Sommer - paradox oder nicht?

Verfasst: Sa 10. Aug 2019, 20:51
von Willi
Der Gradient der Oberflächentemperaturen Grönland - Nordatlantik erachte ich als überdurchschnittlich gross, besonders weil zur Zeit der Nordatlantik wärmer als im Durchschnitt ist. Ich nehme aber an, du meinst dass der Gradient der Lufttemperatur (in welcher Höhe?) für die Tiefdruckbildung entscheident ist. Dann stellt sich die Frage, wie die Lufttemperaturen durch die Oberflächentemperaturen beeinflusst werden, ob die "lokale" Wirkung bedeutend ist im Vergleich zu den Fernwirkungen (durch Transport etc.).