Das vorgestellte Modell der Tiefentwicklung ist weit verbreitet und stellt das sogenannte Norwegische Zyklonenmodell dar. Bjerknes (1919) und Bjerknes & Solberg (1920) haben hierbei das originale Modell entwickelt, welches später überarbeitet wurde (siehe z. B. WMO 1978).
Die Struktur von einzelnen Zyklonen der mittleren Breiten kann jedoch sehr unterschiedlich ausfallen, weshalb beispielsweise das Shapiro-Keyser-Zyklonenmodell entwickelt wurde (Shapiro & Keyser 1990). Die Tiefentwicklung hängt von einer Vielzahl von dynamischen Faktoren ab. Dazu zählen die groß-skaligen Strömungsverhältnisse, in welchen die Tiefs eingebettet sind, die Stärke der Bodenreibung (z. B. Land gegenüber Ozean), das diabatische Heizen (z. B. solare Einstrahlung, latenter Wärmeeintrag) im Bereich der Zyklone und physische Faktoren wie die Land-See-Verteilung bzw. das Vorhandensein von Gebirgen.
Die Zyklogenese einer Shapiro-Keyser-Zyklone lässt sich in vier unterschiedliche Entwicklungsstadien unterteilen:
Die Struktur von einzelnen Zyklonen der mittleren Breiten kann jedoch sehr unterschiedlich ausfallen, weshalb beispielsweise das Shapiro-Keyser-Zyklonenmodell entwickelt wurde (Shapiro & Keyser 1990). Die Tiefentwicklung hängt von einer Vielzahl von dynamischen Faktoren ab. Dazu zählen die groß-skaligen Strömungsverhältnisse, in welchen die Tiefs eingebettet sind, die Stärke der Bodenreibung (z. B. Land gegenüber Ozean), das diabatische Heizen (z. B. solare Einstrahlung, latenter Wärmeeintrag) im Bereich der Zyklone und physische Faktoren wie die Land-See-Verteilung bzw. das Vorhandensein von Gebirgen.
Die Zyklogenese einer Shapiro-Keyser-Zyklone lässt sich in vier unterschiedliche Entwicklungsstadien unterteilen:
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| © Schultz et al. (1998) |
Im Anfangsstadium bildet sich, ähnlich wie im Norwegischen Zyklonenmodell, an der Frontalzone eine thermische Welle mit zunächst noch geringer Amplitude (Stadium I). Die deformative Strömung sorgt dafür, dass die Amplitude der Welle mit der Zeit zunimmt und sich die Kalt- und Warmfront allmählich verschärfen. Das deformative Strömungsfeld äußert sich auch in differentiellen Rotationsbewegungen, die in der Nähe des Tiefdruckkerns an der Kaltfront frontolytisch wirksam sind, so dass die Kaltfront dort die räumliche Anbindung an die Warmfront verliert (Stadium II). Dieser Zustand wird im Fachjargon als Frontal Fracture bezeichnet.
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| © Schultz et al. (1998) |
Die weitere Entwicklung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Warmfront zunehmend in westliche Richtung verlagert und hierdurch in die nördliche Strömung auf der Rückseite des Tiefs gerät, während die Kaltfront in den Warmsektor vordringt und weitgehend senkrecht zur Warmfront ausgerichtet ist. (Stadium III). Shapiro und Keyser sprachen bei dieser Frontenstruktur von der T-Bone Form, welche sich auch in der Wolkenverteilung widerspiegelt (sogenannte Hammerzyklone). Die zyklonal um das Tief herumgeführte Warmfront wird als Bent-Back Warmfront bezeichnet. Im voll entwickelten Stadium (IV) der Zyklone windet sich die Warmfront vollständig um den Kern des Tiefs und es entsteht die charakteristische spiralförmige Wolkenform. Eine weiteres Merkmal für das Reifestadium der Zyklone besteht in der im Zentrum des Tiefs eingeschlossenen warmen Luft (dargestellt durch geschlossene Isolinie der potentiellen Temperatur, IV unten). Bei dieser Seklusion handelt es sich demnach um einen anderen Vorgang als im Norwegischen Zyklonenmodell.
Shapiro-Keyser-Zyklonen entwickeln sich den Ergebnissen zu Folge eher in einer konfluenten Umgebung (Jeteingang) und meist über dem Ozean. Da die Zyklonen unterschiedliche großskalige Strömungen während ihres Lebenszyklus erfahren, ist es ist möglich, dass sich eine Shapiro-Keyser Zyklone in eine Norwegische Zyklone umwandelt.
Referenzen:
Fink, A. (2012): Synoptische Meteorologie. Vorlesungsskript, Universität zu Köln.
Bott, A. (2012): Synoptische Meteorologie - Methoden der Wetteranalyse und -prognose. Springer-Verlag.
Fink, A. (2012): Synoptische Meteorologie. Vorlesungsskript, Universität zu Köln.
Bott, A. (2012): Synoptische Meteorologie - Methoden der Wetteranalyse und -prognose. Springer-Verlag.