Wie wird der Winter? Die Rahmenbedingungen passen und so kann es mit dem Winter klappen
Wie wird der Winter 2020/2021? Gibt es Schnee, Eis und Frost zu bestaunen, oder dümpelt der Winter erneut mit einer nasskalten Witterung vor sich hin? Wir werfen einen Blick auf die Randfaktoren.
Der letzte zu kalte Winter liegt schon eine Weile zurück und stammte mit einer Abweichung von -0,8 Grad gegenüber dem vieljährigen Mittel (1961-1990) aus der Saison 2010/2011 und viele erinnern sich sicherlich noch an die zugleich letzte weiße Weihnachten> ebenfalls aus dem Jahre 2010 (Weitere Fakten zum Winter und Weihnachten). Das liegt nun schon 10 Jahre zurück und es wird so langsam Zeit für einen Winter, der seinem Namen auch gerecht wird und nicht nur mit so nasskaltem Geplänkel daherkommt. Und tatsächlich passen in diesem Jahr die Randfaktoren gut zusammen, wenn, ja wenn der Klimawandel da nicht dazwischen pfuscht.
Apropos Klimawandel - Die Winter der früheren Jahre wechselten alle paar Jahre zwischen warmen und kalten Phasen ab. Die längste Zeitspanne von aufeinanderfolgend zu warnen Wintern lag von 1972 bis 1978. Diese Winter waren allesamt zu warm - im Schnitt aber nur um +1,0 Grad. Die letzten 10 Winter waren im Schnitt um +1,7 Grad zu warm und in den letzten 20 Jahren waren die Winter um rund +1,3 Grad zu warm. Man sieht schnell, dass in Zeiten des Klimawandels ganz besondere Voraussetzungen gelten müssen, damit es winterlich werden kann.
Die QBO - der Winterbringer?
Der Normalzustand der zonalen Winde verläuft in ca. 16-40 km Höhe von West nach Ost bei einem Maximum der Winde in ca. 20-25 km Höhe. Die zweijährige Schwingung sorgt nun für eine Umkehr der zonalen Winde von West-Ost auf Ost-West und tritt im periodischen Schnitt etwa alle 2,2 Jahre auf. Tritt dieses Phänomen auf, so schwächt dieser Vorgang den Polarwirbel nachhaltig ab und Polarwirbelsplits werden wahrscheinlicher. Eine Umkehr hätte 2016/17 stattfinden sollen, blieb aber überraschenderweise das erste Mal seit Beginn der Beobachtungen aus. Der QBO aus dem Jahre 2018/19 zeigt zudem, dass ein QBO-Ost nicht zwingend zu einem kalten Winter führen muss (dazu später mehr). Und in diesem Jahr? Seit dem Frühjahr ist der QBO in Gang gesetzt worden und wird mit einer hohen Wahrscheinlichkeit den Winter 2020/21 beeinflussen können.
Ein zu kalter Winter?
Wenn es zu einer Ost-West-Umkehr kommt, bedeutet das zwangsläufig einen zu kalten Winter? Nein, das bedeutet es nicht. Es erhöht lediglich die Wahrscheinlichkeit von Polarwirbelsplits, die zwar für kalte - wirklich kalte - Trogwetterlagen wie bspw. im Winter 2010/11 verantwortlich sein können (im Übrigen gab es damals auch einen QBO-Ost), aber die Position des Troges entscheidet über eine warme oder kalte Witterung. Es nützt den Freunden des Winters
wenig, wenn der schönste Trog westlich oder östlich von Mitteleuropa niedergeht - dann kann es unter Umständen auch richtig warm werden
Die gestörte Zirkulation
Wer hier regelmäßig mit liest, der kennt die gestörte Zirkulation schon zu genüge, die im Übrigen das Jahr 2020 weitgehend prägte, doch das war in den letzten beiden Jahren auch der Fall, bevor - passend zum Dezember - das Strömungsmuster auf eine westliche Richtung umschlug und einen deutlich zu warmen Winter zur Folge hatte. Anders formuliert gehört zu einer gestörten Zirkulation alles, was eine normale
West-Ost Zirkulation stört. Dazu gehören Blockadehochs über Skandinavien und dem Atlantik, wie auch über der Barentssee. Auch sind die Trogwetterlagen (erhöhte Wellenbewegung entlang der Polarfront) der gestörten Zirkulation zuzuschreiben. Der QBO-Ost begünstigt die gestörte Zirkulation!
Zusammenfassend begünstigt der QBO-Ost die gestörten Zirkulationen, aber keineswegs die zu kalten Winter. Interessante Wetterlagen - auch winterliche - werden aber grundsätzlich wahrscheinlicher.
| QBO-Jahre | Winter kalt | Winter normal | Winter warm | Anzahl |
|---|---|---|---|---|
| Jahre mit QBO | 19 % | 22 % | 59 % | 27 |
| Jahre ohne QBO | 27 % | 16 % | 55 % | 36 |
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Sonnenminimum
Die Auswirkungen der Sonnenaktivität sind äußerst umstritten. Was sich aber in den Jahren mit einer schwachen Sonnenaktivität hat feststellen lassen, dass die Neigung zu gestörten Zirkulationsmustern zugenommen hat. Das allein ist kein Garant für einen kalten Winterverlauf. Vergleicht man die Jahre, bei der die Sonne wenig Aktivitäten aufzeigte, dass die Jahre - BEVOR - das Minimum auftrat, die nachfolgenden Winter teils deutlich zu warm waren. Exakt ein Jahr nach dem Erreichen des Minimums die Winter aber kälter wurden. Auch im Winter 2010/11 war das der Fall.
| Winter | Temperatur | Abweichung |
|---|---|---|
| 83/84 | +0,5 Grad | +0,25 Grad |
| 84/85 | -2,44 Grad | -1,69 Grad |
| Minimum: 85/86 | -0,86 Grad | -1,11 Grad |
| 86/87 | -1,36 Grad | -1,61 Grad |
| 93/94 | +2 Grad | +1,8 Grad |
| 94/95 | +2,8 Grad | +2,6 Grad |
| Minimum: 95/96 | -2,3 Grad | -2,5 Grad |
| 96/97 | -0,3 Grad | -0,5 Grad |
| 06/07 | +4,38 Grad | +4,2 Grad |
| 07/08 | +3 Grad | +2,8 Grad |
| Minimum: 08/09 | -0,2 Grad | -0,4 Grad |
| 09/10 | -1,3 Grad | -1,5 Grad |
| 10/11 | -0,6 Grad | -0,8 Grad |
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Major-Warming
Zu Beginn eines Major-Warmings kommt es immer zu einem Minor-Warming, dies spielt sich in der Stratosphäre zwischen dem Nordpol und dem 60. Breitengrad ab. Wenn in diesem Sektor in mindesten vier aufeinander folgenden Tagen die Temperaturen am Nordpol wärmer als am 60 Breitengrad sind, so sind die Bedingungen für ein Minor-Warming erfüllt.
Um die Bedingungen für ein Major-Warming zu erfüllen, muss der Temperatursprung während der Minor-Phase mindestens 50 Grad betragen, sowie ein Vorzeichenwechsel der Temperaturdifferenz 90./60. Breitengrad und des gemittelten Windes entlang des 60. Breitengrades (Zonalwinde, normal West-Ostausrichtung) in der Stratosphäre eintreten.
Tritt das Major-Warming ein, so stellt die Zonalwindumkehr eine in der Stratosphäre gestörte Zirkulation dar. An Stelle des stratosphärischen Polarwirbels positioniert sich (zumindest vorübergehend) ein Stratosphärenhoch. Interessant ist der Ablauf: die Erwärmung triggert abwärtsgerichtet innerhalb der Stratosphäre, so dass die Erwärmung (temperature wave) von oben nach unten wirkt.
Im Schnitt tritt ein Major-Warming alle 1 bis 3 Jahre in Erscheinung, letztmalig war das im Winter 2018/19 der Fall und der damalige Winter war um +2,6 Grad in Vergleich zum vieljährigen Mittelwert zu warm. Bei einem Major-Warming kommt es darauf an, wie die Auswirkungen auf den Polarwirbel sind - reicht es zu einem Polarwirbelsplit, oder erfolgt lediglich ein Displacement (Verschiebung des Polarwirbels - s. Tabelle / Major Warming).
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Wie wird der Winter? Die Rahmenbedingungen sind so günstig wie schon lange nicht mehr
Ja, sämtliche Langfristprognosen berechnen einen teils deutlich zu warmen Winter 2020/2021 und auch im Zeiten des Klimawandels spricht vieles dafür, dass die kommende Wintersaison zu warm ausfallen wird. Dennoch - die Randfaktoren passen dieses Mal einfach gut zusammen und man darf/kann sich berechtigte Hoffnungen auf zumindest winterliche Phasen machen.
Man wird zudem sehen und abwarten müssen, was die gestörte Zirkulation im Herbst macht. Schwächt sie sich ab und wird bis zum Dezember durch die Zonalisierung ersetzt (Warum die Winter so warm geworden sind und woran warme Winter frühzeitig zu erkennen sind, oder aber kommt es zu einer außergewöhnlichen Erhaltungsneigung, die über die Wintersaison anhalten wird? Anders formuliert steht ein spannender Winter bevor!
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