3.7  Hoch- und Tiefdrucksysteme

               Pressure systems

 

3.7.1 Strömungsfeld zwischen Hoch und Tief in Bodennähe

In Deutschland schwankt der Luftdruck zwischen 965 und 1050 hPa. In der Regel befindet man sich in einem Hochdruckgebiet, wenn der Luftdruck deutlich über dem Mittelwert, also über 1013 hPa beträgt. Auf der Seite des hohen Druckes zeigt das Barometer die Worte „Schön“ und „Beständig“ an. Auf der Seite des tiefen Druckes siehst du die Wörter „Regen“ und „Sturm“. Hoher Luftdruck verspricht also schönes Wetter und sehr niedriger Druck hingegen Regen und Sturm. 

Aber Achtung: es kann sehr wohl vorkommen, dass bei gleichem mittlerem Luftdruckniveau das Wetter einmal wolkenreich und ein andermal wolkenarm sein kann! Die Ursache hierfür ist, dass die Strömung großräumig einmal von einem Tief und ein andermal von einem Hoch beeinflusst wird. Deshalb ist bei einem Barometer auch darauf zu achten, ob der Luftdruck im Laufe des Tages steigt oder fällt. Wenn der Luftdruck steigt, wird das Wetter stabiler, es verbessert sich in der Regel. Wenn der Druck sinkt, nimmt die Labilität zu und es ist mit Wetterverschlechterung zu rechnen. 

Im Kapitel 3.2 (Wind) wurde die globale Strömung der Luft beschrieben und erklärt, dass es Hochdruckgebiete in der Nähe des 30. Breitengrades und in der Nähe des Nordpols gibt. Auf unserer Erde gibt es Gebiete mit beinahe permanentem Hochdruck und andere Gebiete mit überwiegendem Tiefdruck

. 3.7.2 Globale Luftzirkulation

Abb. 3.7.2   Globale Luftzirkulation

In der Nähe des Äquators befindet sich ein Tiefdruckgebiet (Äquatorialer Tiefdruckgürtel) und in der Nähe der Subtropen (30. Breitengrad), wo die aus den Tropen kommende Luft absteigt, befindet sich fast ständig ein Hochdruckgebiet (über dem Atlantik: Azorenhoch). Diese Zonen verschieben sich mit dem Wechsel der Jahreszeiten.

 3.7.3 Luftzirkulation Hoch und Tief neu

Abb. 3.7.3   Luftzirkulation zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten

In Zentrum von Hochdruckgebieten sinkt die Luft allmählich ab. Wir nennen dies Absinken (engl: Subsidence). Bodennah muss die Luft aus dem Hochdruckgebiet wieder herausströmen. Die Luft wird beim Ausströmen (auf der Nordhalbkugel) nach rechts abgelenkt und dreht im Uhrzeigersinn. Deshalb wird ein Hochdruckgebiet auch als Antizyklone bezeichnet. Ein Tiefdruckgebiet, das sich gegen den Uhrzeigersinn dreht, wird auch als Zyklone bezeichnet.

 

In diesem Kapitel behandeln wir die folgenden Themen:  

3.7.1 Hochdruckgebiete

3.7.2 Nichtfrontale Tiefdruckgebiete

Zusammefassung

 

 

3.7.1  Hochdruckgebiete

Inhalt:

  • Allgemeine Eigenschaften von Hochdruckgebieten
  • Hochdruckkeil, Hochdruckrücken und Zwischenhoch

 

Allgemeine Eigenschaften von Hochdruckgebieten

Beim Absinken der Luft in Hochdruckgebieten steigt die Lufttemperatur adiabatisch an und kann deshalb immer mehr Wasserdampf aufnehmen. Die relative Luftfeuchte sinkt also. Es ist trocken und regnet kaum. Dies geschieht zum Beispiel in der Sahara-Wüste. Die Niederschlagsmenge beträgt dort weniger als 100 mm pro Jahr. 

Das Wetter in einem Hochdruckgebiet ist meist schön mit aufgelockerter Cu-Bewölkung im Sommer. In Mitteleuropa sind dabei in den Hochdruckgebieten die Isobarenabstände typischerweise groß, so dass sich bei schwachen Winden gut lokale Windsysteme ausbilden können. Im Winter kann man Windstille und ausgedehnte Hochnebelfelder erwarten.

 3.7.4 Absinkende Luft in Hoch neu

Abb. 3.7.4   absinkende Luft in Hochdruckgebieten

 

Ein Hochdruckgebiet kann über mehrere Tage für gutes Wetter sorgen. In einem solchen Hochdruckgebiet bildet sich häufig eine Absinkinversion. Dies ist eine Luftschicht in einem Hochdruckgebiet, in dem die Temperatur mit der Höhe zunimmt. Eine solche Absinkinversion sinkt oft allmählich ab. Sie wird jeden Tag ein wenig tiefer sinken. Die Absinkinversion ist im Segelflug oft an einer dicken Schicht aus Staub und Ruß zu erkennen, die in der Luft hängt und die Sicht einschränkt. Das Aufsteigen der Luft in der Thermik hört unterhalb dieser Schicht auf.

 

Auf den Wetterkarten gibt es Gebiete mit hohem und mit niedrigem Druck. Ein Hochdruckgebiet wird auch als Hoch und ein Tiefdruckgebiet als Tief bezeichnet (siehe auch 3.10.2 Wetterkarten). 

3.7.5 Wetterkarte Hoch

Abb. 3.7.5   Wetterkarte - Hochdruckgebiet

 

Hockdruckkeil, Hochdruckrücken und Zwischenhoch

Ein Hochdruckkeil ist der Ausläufer eines Hochdruckgebiets. Er wird oft von bewölktem und ruhigem Wetter begleitet. Als Hochdruckrücken bezeichnet man die Verbindung von zwei Hochdruckgebieten durch höheren Druck. Die Isobaren sehen dann hantelförmig aus.

Ein Zwischenhoch entsteht in Mitteleuropa auf der Rückseite einer Kaltfront durch Einfließen und Absinken der Kaltluft. Die zwischen Tiefdruckgebieten eingelagerten Hochdruckgebiete werden aufgrund ihrer Entstehung aus Kaltluft auch als thermische oder kalte Hochs bezeichnet.

Ein Zwischenhoch weist aufgrund seiner Lage zwischen Tiefdruckgebieten dieselbe Zugrichtung und Zuggeschwindigkeit auf wie die dazugehörigen Tiefs, in die es eingelagert ist. Deshalb kommt es auch nur zu einer kurzzeitigen Wetterberuhigung. Ein Zwischenhoch kann damit auch als Grenzbereich zwischen zwei Tiefdruckgebieten bezeichnet werden, wobei sich kurzfristig ein höherer Luftdruck entwickeln kann.  

 

3.7.2  Nichtfrontale Tiefdruckgebiete

Inhalt:

  • Thermisches Hitzetief
  • Konvergenzlinie
  • Orographisches Tief 
  • Trog
  • Höhentief
  • Kaltlufttropfen

 

Ein thermisches Tiefdruckgebiet ist ein Tiefdruckgebiet, das sich nicht aus einer Warm-, Kalt- oder Okklusionsfront entwickelt, sondern lokal entsteht. Verschiedene Bedingungen können zur Ausbildung von Gebieten mit tiefem Luftdruck ohne frontale Merkmale führen.

 

Thermisches Hitzetief

Ein thermisches Tiefdruckgebiet ist ein örtlich begrenztes Tiefdruckgebiet, das z.B. an der Küste im Sommer entsteht, wenn kein oder nur sehr wenig Wind weht und große Temperaturunterschiede zwischen der Temperatur der Luft über dem Land und der Temperatur der Luft über dem kalten Meerwasser bestehen. 

 3.7.6 Druckflächenverteilung

Abb. 3.7.6   Druckflächenverteilung bei thermischen Hoch- und Tiefdruckgebieten
Quelle:  Wikipedia

Durch die Erwärmung der Luft über dem Land dehnt sich die Luft aus, das Volumen der Luftsäule vergrößert sich. In der Höhe strömt die Luft in Richtung des niedrigeren Druckgebiets über dem Meer. Dadurch entsteht ein niedrigerer Druck über der wärmeren Landoberfläche, ein thermisches Tief.

 3.7.7 Land Seewind

Abb. 3.7.7   Land-Seewind-Zirkulation mit Konvergenzzone

 

Weitere Informationen zu See- und Landwind findest du in Abschnitt 3.2.4 dieser Unterlage.

 

Konvergenzlinie

Eine Konvergenzlinie bildet sich, wenn zwei Luftmassen mit unterschiedlichen Eigenschaften aufeinandertreffen, wie es beim Seewind der Fall ist. Die beiden unterschiedlichen Luftmassen prallen sozusagen aufeinander, wodurch die Luft aufsteigt. So wird die Luft zusätzlich zur normalen Thermik noch mehr angehoben. Das kann zu schönen Langstreckenflügen, aber auch zu heftigen Schauern führen. Wenn eine Luftmasse trockener ist als die andere, siehst du in der einen Luftmasse Cumuluswolken mit einer höheren Basis als in der anderen. Eine Konvergenz kann auch in einer Luftmasse entstehen, wenn die Isobaren zusammenlaufen und die Luft zum Aufsteigen gezwungen wird.

 

Orographisches Tiefdruckgebiet

Die Orographie beschreibt das Relief der Erdoberfläche. Ein orographisches Tiefdruckgebiet ist ein Tiefdruckgebiet, das sich unter dem Einfluss des Landschaftsreliefs entwickelt oder verstärkt. Wenn Luftströmungen einen Gebirgskamm überqueren, bildet sich auf der Luvseite ein Stau. Auf der Leeseite des Gebirges kann sich ein orographischen Tief entwickeln. (z.B. Genuatief im Mittelmeer)

 

Trog

Manchmal befindet sich ein Trog in einem Tiefdruckgebiet. Er existiert zumeist auf der Rückseite einer Kaltfront, wenn polare Kaltluft in einem alternden Tiefdruckgebiet weit nach Süden vorstößt. Ein Bodentrog wird in Wetterkarten (Bodenanalysen) anhand einer gewissen "Ausbuchtung" der Isobaren eines Tiefdruckgebietes erkannt. Es gibt aber auch Höhentröge, die nur in Höhenwetterkarten durch eine Ausbuchtung der Isohypsen sichtbar werden. 

Da man im Trogbereich – insbesondere bei Höhentrögen – Kaltluft bis in größere Höhen hat, ist ein Trog mit heftigen Schauern und Gewittern verbunden.

Die Trogachse wird in der Wetterkarte manchmal als dicke blaue Linie dargestellt

3.7.8 Wetterkarte Tief

Abb. 3.7.8   Wetterkarte - Tiefdrucksystem mit einem Trog

 

Höhentief

Ein Höhentief ist ein Tief in höheren atmosphärischen Schichten, das mit Kaltluft angefüllt ist. Es 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. In der Regel liegen Höhentiefs in mehreren Kilometern Höhe (meist in 5 km Höhe) und sind so am ehesten in 500hPa-Höhenwetterkarten zu sehen. 

Kaltlufttropfen

Ein Kaltlufttropfen ein kleines, nur in der Höhe ausgeprägtes Tief – ein Höhentief. In seinem Bereich herrschen wesentlich tiefere Temperaturen als in seiner Umgebung. Sie bilden sich aus einem sich abschnürenden Höhentrog oder sind Reste eines alten Tiefdruckgebietes. 

Entsprechend der Kaltluft in der Höhe und der damit verbundenen Feuchtlabilität trifft man unter Kaltlufttropfen überwiegend starke Bewölkung, Schauer oder Gewitter an.

 3.7.9 Tief vom Satelliten

Abb. 3.7.9   Ein Tiefdruckgebiet (Zyklone) aus der Satellitenperspektive
Ein Tiefdruckgebiet rotiert gegen den Uhrzeigersinn und ein Hochdruckgebiet (Antizyklone) im Uhrzeigersinn (auf der Nordhalbkugel).

Zusammenfassung

 In Äquatornähe herrschen Tiefdruckgebiete und in den Subtropen Hochdruckgebiete vor.

  • In Hochdruckgebieten sinkt die Luft ab. Beim Ausströmen aus dem Hochdruckgebiet wird die Luft nach rechts abgelenkt, die Luft strömt im Hochdruckgebiet dreht sich im Uhrzeigersinn um den Hochdruckkern (Antizyklone). Die Strömung im Tiefdruckgebiet (Zyklone) dreht sich gegen den Uhrzeigersinn und wird auch als antizyklonal bezeichnet.
  • Ein nicht frontales Tiefdruckgebiet ist ein Tiefdruckgebiet, das sich lokal entwickelt. 
    Zum Beispiel:
    • Ein thermisches Tiefdruckgebiet entsteht an der Küste im Sommer, wenn kein oder nur sehr wenig Wind weht und große Temperaturunterschiede zwischen der Temperatur der Luft über dem Land und dem kalten Meerwasser herrschen.
    • Ein orographisches Tiefdruckgebiet ist ein Tiefdruckgebiet, das entsteht, wenn Luftströmungen einen Gebirgskamm überqueren. Auf der Leeseite des Gebirges bildet sich ein tieferer Luftdruck, der zu einem orographischen Tiefdruckgebiet anwachsen kann.
    • Ein Trog ist ein Teil eines Tiefdruckgebiets, bei dem die Isobaren stark gekrümmt sind.
    • Ein Höhentief ist ein Tief in höheren atmosphärischen Schichten, das mit Kaltluft angefüllt ist.
    • Ein Kaltlufttropfen ist ein Höhentief.