Tiefdruckgebiete

Perdonen Ustedes que las contribuciones, escritas en alemán, hasta ahora no estan traducidas. Ante todo quisiera terminarlas y después las traduciré en español. Tengan pacíencia, por favor.

In Tiefdruckgebieten ist der Luftdruck niedriger als in der großräumigen Umgebung. Warum dies so ist und welche Folgen sich daraus ergeben, ist Gegenstand dieses Beitrags. Außerdem wird auch der Gegenspieler des Tiefs, das Hoch, ausführlich beschrieben. Um mögliche Irritationen beim Leser dieses Beitrags zu vermeiden, führe ich die Fachbezeichnungen für Tiefs und Hochs hiermit ein: Tiefs werden als Zyklonen und Hochs als Antizyklonen bezeichnet.

Bereits 1922 veröffentlichten die beiden norwegischen Meteorologen Bjerknes und Solberg eine Theorie, die Polarfronttheorie, die eine Erklärung für die Entstehung von Tiefs lieferte. Sie hatten nämlich beobachtet, dass an Tiefdruckgebieten starke Temperaturunterschiede auftreten. Sie entstehen an den Grenzflächen zwischen warmen, aus dem subtropischen Raum stammenden und nach Norden strömenden Luftmassen und kalten, arktischen südwärts fließenden Luftströmungen. Die Grenzfläche bezeichneten sie als Polarfront. Natürlich stellt sich nun die Frage, warum die subtropische Luft nach Norden und die kalte Polarluft nach Süden vorstoßen.

In den tropischen und subtropischen Gebieten erwärmen sich infolge intensiver Sonneneinstrahlung die Luftmassen stärker als in den Polargebieten. Deshalb ist in der Arktik die Kaltluft dichter gepackt  als die Warmluft im Süden. Dies hat zur Folge, dass die Flächen gleichen Druckes in den Polargebieten dicht übereinander liegen, hingegen in den südlichen und damit wärmeren Gebieten die Flächen gleichen Druckes größere vertikale Abstände besitzen. Die nachstehende Skizze zeigt, dass der Druck p7 rechts höher liegt als derjenige links im Bereich kalter Luft. Zur Verdeutlichung ein Beispiel: Der Druck p7 soll im Äquatorbereich in 7000 Meter Höhe herrschen, im Polarbereich jedoch liegt er schon in einer Höhe von 6000 Meter vor. Das bedeutet aber, dass in einer Höhe von 7000 Metern im Polarbereich dann natürlich ein geringerer Druck vorliegt als in der gleichen Höhe am Äquator. Es herrscht also ein Luftdruckgefälle vor, das eine Luftströmung vom Äquator nordwärts verursacht. Mit zunehmender Höhe nimmt der Druckunterschied zu und damit auch die Geschwindigkeiten der Luftströmungen.

Abbildung 1

Wegen der in einem weiteren Beitrag zu besprechenden Corioliskraft resultieren jedoch nicht nördliche, sondern westliche, mit der Höhe stark zunehmende Winde. Da in den arktischen Regionen am Boden und in den bodennahen Luftschichten der Luftdruck höher ist als in den subtropischen und tropischen Gebieten, fließt kalte Luft südwärts. Die Zonen, wo kalten und warmen Luftmassen zusammenstoßen, werden als Frontalzonen bezeichnet. Kennzeichnend sind also große Temperaturgegensätze und mit der Höhe stark zunehmende Winde, ihre Breite beträgt etwa 1000 km. Die in der Frontalzone aufeinander treffenden Luftmassen sind jedoch nicht stabil nebeneinander liegend, da die dichtere und damit schwerere Kaltluft sich unter die leichtere  Warmluft schiebt. Damit bildet sich in der Übergangszone eine Neigungsfläche aus, die um so stärker geneigt ist, je größer die Temperaturgegensätze ausgebildet sind-

Langjährige Beobachtungen und Aufzeichnungen haben gezeigt, dass es so genannte vier große Aktionszentren im Nordatlantik gibt, in denen häufig Zyklonen ihre Entwicklung beginnen. Es handelt sich um das Neufundlandhoch und das Bermudatief im Westen und östlich davon das Islandtief und das Azorenhoch.

Abbildung 2

Zwischen dem Neufundlandhoch und dem Islandtief strömen kalte Luftmassen nach Süden, während zwischen dem Bermudatief und dem Azorenhoch warme Luft nach Norden transportiert wird(Wir erinnern uns, dass aus einem Hoch die Luft im Uhrzeigersinn herausströmt, während sie bei einem Tief entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn hineinströmt). in der gestrichelten Zone, der Frontalzone, treffen sie aufeinander, was zu einem starken Temperaturgegensatz führt. Die in der Mitte zwischen den oberen und den unteren Druckgebilden gezogene nicht unterbrochenen Linie stellt eine Schnittlinie dar, deren Ergebnis in der Abbildung 1 wiedergegeben und ihre Bedeutung beschrieben ist.

Anhand der Abbildung 2 will ich die Entstehung einer Frontalzone nochmals verdeutlichen. In der Übergangszone veranschaulichen die gestrichelten Linien L1 unten und L1 oben die Grenzflächen der warmen und der kalten Luftmassen. Wegen der Strömung der Luft zwischen ihnen bedingt, nähern sich die beiden Grenzflächen aneinander an und erreichen nach einer gewissen Zeit die Lagen L2 unten und L2 oben. Die noch zwischen ihnen vorhandenen Luftkontingente weichen zum Teil seitwärts, teilweise nach oben in höhere Atmosphärenschichten aus. Schließlich können die warmen und die kalten Luftmassen eine einzige Grenzfläche bilden, in der polare und subtropische Luft direkt nebeneinander liegen. Die gemeinsame Grenzfläche auf der Erdoberfläche ist die Bodenfront, die Bestandteil der in größere Höhen reichenden Frontalzone ist. Die Frontalzonen nun besitzen für die Entstehung und die weitere Entwicklung der großen Tiefdruckgebiete der gemäßigten Breiten große Bedeutung.

Abbildung 3

Abbildung 4

Das thermische Gleichgewicht in Abb. 3 ist nicht von langer Dauer, an irgend einer Stelle dringt Warmluft ein bißchen nach Norden vor oder Kaltluft nach Süden. Es bildet sich eine Wellenstörung aus. An der Vorderseite der nördlich vordringenden Warmluft bildet sich ein Niederschlagsfeld aus(in Abb.4 durch Schraffur gekennzeichnet), da in diesem Bereich Luftdruckfall einsetzt.

Abbildung 5

Als Folge davon strömt Luft entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um den Krümmungspunkt hinein, eine Spirale beginnt sich zu entwickeln.

wird fortgesetzt