In der kalten Jahreszeit nimmt der Polarwirbel Einfluss auf unser Wetter. Wenn er gestört wird, folgt oftmals ein Kälteeinbruch, der mitunter extrem ausfallen kann. Wie es zu einer Störung kommt und welche Rolle La Niña gerade spielt.
Wenn im Winter die Polarnacht einsetzt und die Sonnenstrahlen den Nordpol nicht mehr erreichen, löst sich die Ozonschicht löst langsam auf. Die Luft kühlt dann in der Höhe massiv ab und ein starker Wirbel bildet sich über dem Nordpol – der Polarwirbel entsteht. Das passiert jedes Jahr, da sich der Sonnenstand nur sehr genringfügig ändert.
Da die Ozonschicht wegen der fehlenden Sonneneinstrahlung immer schwächer wird, kann der Polarwirbel auch auf tiefere Luftschichten einwirken und sich mit dem Polarjet verbinden, der auch troposphärischer Polarwirbel genannt wird. Wird der Polarwirbel gestört, setzt er eiskalte Luftmassen frei.
Tropisches Wetterphänomen schaukelt atmosphärische Wellen auf
Doch warum kann der Polarwirbel überhaupt gestört werden? Dieses großflächige Tiefdruckgebiet befindet sich in einer Höhe zwischen 10 und 50 Kilometern, also über der wetterwirksamen Troposphäre. Die Antwort darauf liegt in den Tropen: Es gibt eine Kraft, die vom Äquator ausgeht und die in der Lage ist, den Polarwirbel zu stören.
Unsere Atmosphäre besteht zwar aus Luft, doch ebenso wie im Wasser, sind auch in der Luft ständig unterschiedlichste Wellen unterwegs. Grundsätzlich gibt es Druckwellen und Temperaturwellen in unterschiedlicher Größe und Stärke und dann kommt noch der variable Wasserdampfanteil dazu, der die potenzielle Energie nochmal moduliert.
Große atmosphärische Wellen, Rossby-Wellen genannt, können sich aufschaukeln und den Polarwirbel abdrängen, spalten oder gar ganz zerstören. Und hier kommt das Klimaphänomen La Niña ins Spiel. Denn La Niña bestimmt, wo sich die großen Wellen bilden.
Die Madden-Julian-Oszillation: Welche Rolle das Zirkulationsmuster spielt
Neben La Niña, das im Wesentlichen eine Abkühlung der Oberflächentemperaturen im Pazifik zur Folge hat, was durch eine Modulation der Passatzirkulation ausgelöst wird, spielt noch ein weiteres Phänomen eine große Rolle für den Polarwirbel.
Entlang der Tropen befindet sich die Innertropische Konvergenzzone (ITZ), die sich rund um die Erdkugel erstreckt. Es ist auch die Zone mit der stärksten Gewitteraktivität auf der Erde. In diesem Bereich treffen die Passatwinde aus Nordosten und Südosten aufeinander. Innerhalb der ITZ gibt es mindestens eine weitere Zirkulation, die den Polarwirbel beeinflussen kann: die sogenannte Madden-Julian-Oszillation (MJO).
Dieses Zirkulationsmuster wandert innerhalb von 30 bis 60 Tagen ostwärts um den Globus. Je nach Meerestemperatur ist die MJO unterschiedlich stark ausgeprägt. Über warmem Oberflächenwasser nimmt die MJO an Intensität zu, während sie über kälterem Wasser an Kraft verliert. Es gibt acht verschiedene Phasen der Madden-Julian-Oszillation und eine davon kann dem Polarwirbel zusetzen.
Wo die stärksten Gewitter auftreten
Über dem Indopazifik (Indischer und Pazifischer Ozean) gibt es eine Region, in der die Gewitter am stärksten und häufigsten auftreten. Bei Phase 7 der MJO kommt es östlich von Neuguinea zu den meisten Gewittern. Diese Gewitter reichen so hoch, dass sie an die Tropopause stoßen.
In dieser Phase können während La-Niña-Bedingungen so starke Wellen ausgelöst werden, dass vom Pazifik eine Hochdruckwelle bis in die Stratosphäre vordringt und die Warmluft mitreißt. Die Wellen drücken meist über der Beringstraße nach Norden. Der Polarwirbel wird abgedrängt oder gespalten.
Die Atmosphäre kann man sich wie eine Käseglocke vorstellen. Allerdings ist sie nicht starr und fest, sondern flexibel. Stoßen nun Gewitter von unten an die Käseglocke, dann werden Schwingungen, also Wellen, ausgelöst.
Was bei einem Arctic Outbreak passiert
Wird auch noch ein großer Schwall Warmluft mit über den Nordpol geführt, verliert der Polarwirbel seine Grundlage, denn er bezieht seine Kraft aus dem Temperaturgegensatz zwischen der kalten und dunklen Arktis und den mäßig warmen mittleren Breiten.
Und so kann es passieren, dass der Polarwirbel für längere Zeit nicht mehr auf seinen angestammten Platz zurückkehren kann. Die Warmluft hingegen steigt langsam ab und die darunterliegende, bodennahe Kaltluft kann aus der Arktis in Richtung Amerika, Asien oder Europa fließen. Und genau das ist ein Arctic Outbreak.
Atmosphärische Zutaten sind aktuell da
Schaut man sich die aktuelle Lage an, dann passen die Zahnräder zusammen, die den Polarwirbel destabilisieren können. Wir sind in einem La Niña und die MJO war vor wenigen Tagen in Phase 7.
Der Grund für die große Polarwirbelstörung liegt also im Pazifik. Diese Ursache-Folge-Kette ist relativ lang. Da kann viel auf dem Weg zum Nordpol passieren, weswegen wir nicht von einem Automatismus ausgehen können. Dass der Polarwirbel massiv gestört wird, ist plausibel und auch der Zeitpunkt macht Sinn. Ein Arctic Outbreak wird kommen, fragt sich nur noch, wen er treffen wird.
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