Ein Tief
(Abkürzung T oder L) ist ein Gebiet relativ niedrigen Luftdrucks, in dem der
Luftdruck von außen zu einem Zentrum (Tiefkern) hin abnimmt. Tiefdruckgebiete
sind Luftwirbel unterschiedlichen Ausmaßes mit vertikaler, meist leicht
geneigter Achse, deren Rotationsrichtung von der Corioliskraft bestimmt wird.
So weht in einem Tiefdruckgebiet der Nordhalbkugel der Wind grundsätzlich
entgegen dem Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel in umgekehrter Richtung. Das
bedeutet, dass auf der Nordhalbkugel auf der Ostseite der Tiefdruckgebiete
Warmluft nach Norden sowie auf der Westseite Kaltluft (Polarluft) nach Süden
strömt. In den unteren Luftschichten wird dabei der Wind infolge Reibung in das
Tief hinein abgelenkt.
Die Entstehung eines Tiefdruckgebiets (= Zyklogenese) beruht auf dem
Vorhandensein einer warmen und einer kalten Luftmasse, die bei einer bestimmten
Druckverteilung im Bereich einer Frontalzone gegeneinander geführt werden. Im Folgenden wird die Zyklogenese anhand des Norwegischen Zyklonenmodells dargestellt:
1. Initialphase: Im Initialstadium sind erste Deformationen im Strömungsfeld in den unteren Schichten erkennbar (flaches Tief). Eine kleine Welle an der Polarfront führt häufig zur Initialisierung einer Zyklone.
2. Wellenstörung: Die junge Frontalwelle zeigt jetzt eine deutliche Deformation auch in 500 und 300 hPa. Druckfall am Boden verursacht eine Zirkulation, die kalte Luft in Richtung warme und warme in Richtung kalte Luft transportiert.
3. Ideal-/Warmsektorzyklone: Die Warmsektorzyklone hat einen maximalen Warmsektor (keine Okklusion) und die vertikale Achse der Zyklone ist nach Westen (stromauf) geneigt. In diesem Stadium wird eine maximale Umwandlung von potentieller in kinetische Energie beobachtet. Die Kaltfront kommt schneller voran als die Warmfront, wodurch sich der Warmsektor verengt. Die Polarfront beginnt zu mäandrieren.
4. Teilokkludiertes Tief: Die Kaltfront erreicht die Warmfront und es bildet sich eine Okklusion, an der warme Luftmassen gehoben werden. Im teilokkludierten Stadium beginnt sich die vertikale Tiefdruckachse zu vertikalisieren. Es wird immer weniger potenzielle in kinetische Energie umgewandelt, das Tief verstärkt sich kaum noch. Der Polarjet und die Polarfront beginnen sich einzudrehen. Meist ist der Kerndruck in dieser Phase am geringsten und es treten die stärksten Winde auf.
5. Vollokkludiertes Tief: Das Tiefdruckgebiet ist nahezu vollständig okkludiert. Die warme Luftmasse ist fast vollständig gehoben und die Okklusion dreht sich spiralförmig im Kern der Zyklone ein. Die vertikale Achse steht senkrecht, das Tief beginnt sich aufzufüllen (Zyklolyse). Die Entwicklung kommt zum Stillstand, da durch Vertikalbewegungen die Warmluft (Kaltluft) adiabatisch gekühlt (erwärmt) wird und die Temperaturgegensätze im Bereich der Okklusion abgebaut werden und somit die Energiezufuhr für die zyklonale Rotation abbricht. Durch Bodenreibung wird das Tief schließlich aufgefüllt. In der Höhe beginnt sich oft kalte Luft von der polaren Luftmasse abzuschnüren. In der oberen Troposphäre bildet sich eine geschlossene Zirkulation aus.
Schultz et al. (1998) zeigten, dass sich Zyklonen, die dem Norwegischen Zyklonenmodell entsprechen, bevorzugt in einer diffluenten obertroposphärischen Strömungsumgebung (Ausgang des Strahlstroms) entwickeln.
Quellen: Brockhaus, Übungs- und Vorlesungsskript METSYN (A. Fink, V. Ermert / IGM Uni Köln)
1. Initialphase: Im Initialstadium sind erste Deformationen im Strömungsfeld in den unteren Schichten erkennbar (flaches Tief). Eine kleine Welle an der Polarfront führt häufig zur Initialisierung einer Zyklone.
2. Wellenstörung: Die junge Frontalwelle zeigt jetzt eine deutliche Deformation auch in 500 und 300 hPa. Druckfall am Boden verursacht eine Zirkulation, die kalte Luft in Richtung warme und warme in Richtung kalte Luft transportiert.
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| © WMO 1978 |
3. Ideal-/Warmsektorzyklone: Die Warmsektorzyklone hat einen maximalen Warmsektor (keine Okklusion) und die vertikale Achse der Zyklone ist nach Westen (stromauf) geneigt. In diesem Stadium wird eine maximale Umwandlung von potentieller in kinetische Energie beobachtet. Die Kaltfront kommt schneller voran als die Warmfront, wodurch sich der Warmsektor verengt. Die Polarfront beginnt zu mäandrieren.
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| © WMO 1978 |
5. Vollokkludiertes Tief: Das Tiefdruckgebiet ist nahezu vollständig okkludiert. Die warme Luftmasse ist fast vollständig gehoben und die Okklusion dreht sich spiralförmig im Kern der Zyklone ein. Die vertikale Achse steht senkrecht, das Tief beginnt sich aufzufüllen (Zyklolyse). Die Entwicklung kommt zum Stillstand, da durch Vertikalbewegungen die Warmluft (Kaltluft) adiabatisch gekühlt (erwärmt) wird und die Temperaturgegensätze im Bereich der Okklusion abgebaut werden und somit die Energiezufuhr für die zyklonale Rotation abbricht. Durch Bodenreibung wird das Tief schließlich aufgefüllt. In der Höhe beginnt sich oft kalte Luft von der polaren Luftmasse abzuschnüren. In der oberen Troposphäre bildet sich eine geschlossene Zirkulation aus.
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| © WMO 1978 |
Quellen: Brockhaus, Übungs- und Vorlesungsskript METSYN (A. Fink, V. Ermert / IGM Uni Köln)