Wetter: Kaltfront geriet allmählich unter den Einfluss von Subsidenz

Die schwache Kaltfront von gestern blieb zunächst auf der Alpennordseite liegen.

Im Tagesverlauf sorgte die aufkommende Subsidenz in den Hochalpen für eine Abtrocknung. Subsidenz ist in der Meteorologie ein wichtiges Phänomen, auf welches im heutigen Meteoblog näher eingegangen wird.

In den Hochalpen allmähliche Wolkenauflösung

In den Hochalpen oberhalb von 3000 Metern, gegen Westen hin bereits oberhalb von 2500 Metern, setzte sich heute zunehmend die Sonne durch. Grund dafür war die in einem sich aufbauenden Zwischenhoch auftretende Subsidenz.

Demgegenüber blieb es in den Niederungen trüb, dies besonders in der Nordschweiz, wo am Vormittag etwas Nieselregen zusätzlich für schlechte Sicht sorgte.

Auf der Alpensüdseite sorgte schwacher Nordwind für meist sonniges Wetter. Der Nordwind setzte sich allerdings nur in den oberen Tälern mit klarer Luft durch. In den Niederungen hingegen war es dunstig.

Noch nicht viel von der Subsidenz merkte man heute in den Niederungen der Alpennordseite wie hier in Hinwil (ZH). Die Subsidenz wirkte erst oberhalb von 2500 bis 3000 Metern. (Meteomeldungen/App)

Hochdruckgebiete zeichnen sich oft durch kräftige Subsidenz aus

Nun zurück zur eingangs erwähnten Subsidenz. Unter Subsidenz versteht man das grossflächige Absinken der Luft innerhalb eines Hochdruckgebietes. Dabei kommt es zunächst in den höheren Atmosphärenschichten unterhalb der Tropopause zu einem Zusammenströmen der Luft. Infolge der sehr stabilen Luftschichtung im Bereich der Tropopause, welche vertikale Bewegungen praktisch vollständig verhindert, bleibt den zusammenströmenden Luftmassen nichts anderes übrig, als abzusinken.

Irgendwann näheren sich die absinkenden Luftmassen der Erdoberfläche. Da die Bodenoberfläche für die Luft undurchdringlich ist, ist diese gezwungen, auseinanderzuströmen.

Kurz zusammengefasst herrscht in einem kräftigen Hoch in den oberen Atmosphärenschichten ein Zusammenströmen (Konvergenz) vor, was eine Abwärtsbewegung auslöst. Diese ist im Bereich von etwa 5000 bis 6000 Metern am stärksten. Weiter unten schwächt sie sich wieder ab und die Luft strömt auseinander (Divergenz).

Schematische Darstellung der Subsidenz. Erklärungen sind in der Graphik und im Text zu finden. (MeteoSchweiz)

Subsidenz wirkt abtrockend und erwärmend

Durch das Absinken innerhalb des Hochdruckgebietes wird die Luftmasse stets abgetrocknet und erwärmt, wobei der vertikale Temperaturgradient 0.98 °C pro 100 Meter beträgt. Dies ist der sogenannte trockenadiabatische Temperaturgradient, welcher man unter anderem auch beim Föhn findet.

Aktuell herrscht im Bereich von 10000 Metern eine Temperatur von etwa -55 Grad. Wenn von dort ein Luftpaket bis 3000 Meter absinken würde, hätte es dort auf eine Temperatur von +15 Grad. Solche Temperaturen werden aber in der Schweiz in der freien Atmosphäre selbst im Hochsommer nie verzeichnet, im Monat Februar sind subsidenzbedingt auf 3000 Metern bisher maximal etwa +3 Grad gemessen worden.

Auswirkungen der Subsidenz auf die Temperatur im Sommer und im Winter. Erklärungen sind in der Graphik und im Text und zu finden. (MeteoSchweiz)

Erwärmung durch die Subsidenz wird durch Strahlungsabkühlung reduziert

Warum diese Diskrepanz? Erstens sinkt die Luft kaum über eine vertikale Höhe von 8500 Meter ab. Meistens sind dies nur 3000 bis 4000 Meter. Dies, weil sich Hochdruckgebiete meist verlagern, und deshalb immer wieder neue Luftpakte in den Absinkprozess involviert werden.

Zweitens wirkt die Strahlungsbilanz modifizierend. Bei wolkenlosen Verhältnissen herrscht in der Atmosphäre eine negative Strahlungsbilanz, was eine Abkühlung bewirkt. Die Abkühlungsrate beträgt 1.5 bis 2 Grad pro Tag. Nun ist es so, dass die Luft im Bereich von 3000 bis 7000 Metern innerhalb eines Hochs bei kräftiger Subsidenz im Zeitraum von 2 Tagen etwas mehr als 1000 Meter sinkt. Die Luft erfährt damit eine Erwärmung von rund 10 Grad, strahlungsbedingt kühlt sie sich aber gleichzeitig um 3 bis 4 Grad ab. Dies ergibt also netto eine Erwärmung von etwa 6 bis 7 Grad beim Abstieg von 1000 Metern. Wenn sich die oben zugeführte Luft in ihren Eigenschaften nicht ändert, bleibt die Temperatur über den gesamten Höhenbereich über längere Zeit stabil, und der vertikale Temperaturgradient beträgt 0.6 bis 0.7 Grad pro 100 Meter. Dies sind Werte, welche man im Bereich von 3000 bis 7000 Metern tatsächlich sehr oft vorfindet.

Temperaturprofil (ausgezogene schwarze Linie) in Payerne am 8. August 2003 um 12 UTC. Damals bestimmte das Hoch Michaela das Wetter über West- und Mitteleuropa und löste eine mehrtägige Hitzewelle aus. Erklärungen sind in der Graphik zu finden. (MeteoSchweiz)

Temperaturprofil (ausgezogene schwarze Linie) in Payerne am 26. Februar 2019 um 00 UTC. Damals brachte ein Hoch mit Zentrum knapp nordwestlich der Schweiz im Bereich von 1500 M. ü. M. sehr milde Temperaturen – und dies obwohl nordöstliche Winde wehten, welche normalerweise zu dieser Jahreszeit tiefe Temperaturen zur Folge haben. Erklärungen sind in der Graphik zu finden. (MeteoSchweiz)

Typisch für beginnende Subsidenz: In den Hochalpen ist es bereits wolkenfrei, in mittleren Berglagen befindet sich aber noch Restbewölkung wie hier bei Leukerbad.

Quelle: Bundesamt für Meteorologie MeteoSchweiz / Kaltfront geriet allmählich unter den Einfluss von Subsidenz – MeteoSchweiz (admin.ch)
Titelbild: Meteomeldungen/App.