Der Polarwirbel und dessen Struktur spielt für den Winter in Deutschland, Österreich und der Schweiz eine maßgebliche Rolle. Paradoxerweise: je stärker der Polarwirbel ist, desto wahrscheinlicher sind milde Winter.

Die Spekulationen rund um das Winterwetter nehmen in den letzten Tagen zu. So ziemlich jedes Medienportal weiß ganz genau, wie das Wetter im Winter 2018/19 werden wird und viele wissen scheinbar auch, dass dieser Winter extrem werden wird (sowohl kalt, als auch warm). Jeder kann sich selbst seine Meinung daraus bilden. Doch was sind die Faktoren, welche für einen warmen, normalen, oder vielleicht auch zu kalten Winter sprechen und wie sieht der Wettertrend der Langfristmodelle aus? Diese Themen wollen wir in den kommenden Tagen und Wochen in einer mehrteiligen Reihe näher betrachten und bewerten. Anfangen wollen wir heute mit dem Polarwirbel.

Der Polarwirbel und der Winter

Er ist maßgeblich dafür verantwortlich, wie ein Winter über Mitteleuropa verlaufen kann und dessen Zustand ist mal stärker und mal schwächer ausgeprägt. Ein Faktor, welcher den Zustand des Polarwirbels beeinflussen kann, ist der sog. QBO, die Quasi-zweijährige-Schwingung.

Ein kalter oder milder Winter? Die Struktur des Polarwirbels ist maßgeblich dafür verantwortlich
Ein kalter oder milder Winter? Die Struktur des Polarwirbels ist maßgeblich dafür verantwortlich

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Aber zunächst einmal zur Grundlage - warum ist der Polarwirbel wichtig? Der Polarwirbel ist nichts anderes als ein Höhentief und dreht sich im Uhrzeigersinn. Das bedeutet für Europa, dass im Winter sich die normale Grundströmung aus westlichen Richtungen verstärkt, je stärker der Polarwirbel ausgeprägt ist. Eine Westwindzirkulation ist aber gleichzeitig dafür verantwortlich, dass die Tiefdrucksysteme die Warmluftmassen des Golfstroms nach Europa leiten und die Winter eher gemäßigt ablaufen.

Der QBO - die Quasi Zweijährige Schwingung

Damit also ein zu kalter oder halbwegs normaler Winter überhaupt in den Bereich des Möglichen rückt, sollte der Polarwirbel schwächer sein, idealerweise noch mit gravierenden Störeinflüssen. Einer der Störeinflüsse ist die QBO.

Sie tritt durchschnittlich alle 2,2 Jahre auf und dreht das Zirkulationsmuster von West-Ost auf Ost-West. Der Vorgang setzt sich dabei von den oben Luftschichten der Stratosphäre nach unten durch (Kelvin- und Rossby- Schwerewellen). Ganz stark vereinfacht ausgedrückt wird damit die West-Ost Zirkulation des Polarwirbels gestört und im ausgeprägten Zustand kann statt des Höhentiefs ein Hochdrucksystem über der Arktis entstehen und den Polarwirbel extremst stören.

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Interessant ist, dass dieser Effekt im Minimum des 11-jährigen Sonnenzyklus (Schwabe-Zyklus) noch verstärkt werden kann. Das nächste Minimum wird für 2020 erwartet. Ohnehin ist aber der aktuelle Sonnenzyklus nicht besonders stark ausgeprägt.

Aktueller Sonnenfleckenzyklus
Aktueller Sonnenfleckenzyklus © www.Spaceweatherlive.com

Der letzte QBO hätte im Winter 2016/17 auftreten müssen. Ist er aber nicht, was erstmals seit Beginn der Beobachtungen eingetreten ist. Und auch im letzten Winter war keine durch den QBO ausgelöste Umkehr zu beobachten. Ob der QBO-Ost diese Wintersaison nachgeholt wird, oder ob nun mit dem normalen Zyklus fortgefahren wird, ist zum derzeitigen Stand noch nicht auszumachen. Vieles deutet darauf hin, dass der QBO-West auch in diesem Winter bestehen bleibt.

Welche Auswirkungen hat der QBO auf den Winter?

Es gibt eine ganze Reihe an Faktoren, welche den Winter beeinflussen und allesamt spielen sie eine gemeinsame Rolle für den Winterverlauf. Für sich betrachtet aber verstärkt ein QBO-West den Polarwirbel, während QBO-Ost den Polarwirbel abschwächt.

Ein starker und intakter Polarwirbel hat über Mitteleuropa häufiger einen gemäßigten Winter zur Folge. Nicht selten ist eine Westwindzirkulation, oder gar eine Südwestwetterlage dominierend. QBO-Ost hat häufiger ein meridionales Grundmuster zur Folge (erhöhte Wahrscheinlichkeit von sog. Rossby-Wellen entlang der Polarfront). Zudem fördert QBO-Ost sog. Polarwirbelsplits, welche wiederum die meridionalen Zirkulationsmuster verstärken kann. Umgangssprachlich spricht man auch von einen gestörten Zirkulationsmuster. Häufiger sind dann Hochdrucksysteme über Skandinavien, Island und Grönland zu beobachten. Nicht selten aber dehnt sich das sibirische Kontinentalhoch weit nach Westen bis über Skandinavien aus.

Gestörte Zirkulation hat nicht zwingend einen normalen oder kalten Winter zur Folge

Nun ist aber eine gestörte Zirkulation nicht immer mit einem zu kalten Winter gleichzusetzen, denn auch hier kommt es darauf an, wo man sich befindet, denn ein Trog hat eine warme Vorderseite, einen kalten Hauptteil und eine warme Rückseite. Die Wahrscheinlichkeiten, dass aber Deutschland, Österreich und die Schweiz im Zentrum des Troges liegen, ist aber relativ hoch.

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Die plötzliche Stratosphärenerwärmung - das Berliner Phänomen

Es gibt kein festes Muster, wann die plötzliche Stratosphärenerwarmung auftritt, im Schnitt sind es aber alle zwei Jahre. Die letzte Major-Warming gab es im Winter 2017/2018 im letzten Wintermonat Februar 2018 zu beobachten und hatte Auswirkungen bis in den Sommer hinein (vermehrte Hochdruckbildung über dem nördlichen Europa). Dass es in diesem Winter nochmals zu einem Major-Warming kommen wird, ist zwar nicht auszuschließen, doch - rein von der Statistik her - weniger wahrscheinlich.

Was aber ist das Major Warming?

Kurze Umschreibung: die negative Strahlungsbilanz über dem Polargebiet bildet in den Wintermonaten den Polarwirbel aus. An dessen südlichen Gradienten (Polarfront) verstärken sich die Westwinde. Das Major-Warming stört bei einem eintreten diese West-Ost Zirkulation auf extreme Art und Weise und kann mit einem Final-Warming die komplette Zirkulationsstruktur zum Erliegen bringen.

Anstatt des Höhentiefs herrscht ein Stratosphärenhoch vor und da sich Hochdrucksysteme im Uhrzeigersinn drehen, sind kalte Ostwinde im Winter über Mitteleuropa wahrscheinlicher als eine milde Atlantikbrise.
Einem Major-Warming geht immer ein Minor-Warming voraus, welches im Winter mehrmals auftreten kann. Dabei gibt es auch starke Minor-Warmings, welche aber keinen Einfluss auf die unteren Luftschichten und somit auf das Wetter haben. Erst wenn der Wind entlang des 60. Breitengrades eine Ost-West Umkehr erreicht, ist von einem Major Warming zu sprechen. Beispiele und eine Zusammenfassung finden Sie in unserer Erklärung zum Major-Warming.


Modellierung eines Major-Warming mit anschließendem Final-Warming

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Aktuelle Winterprognosen

Wer bei uns regelmäßig mit liest, der kennt das Langfristmodell uns seine Berechnungen des Winters. In der aktuellen Winterprognose 2018/19 fallen nach diesen Berechnungen alle drei Wintermonate zu warm aus, so dass Ende Februar gegenüber dem langjährigen Mittelwert ein etwa um +1 Grad zu warmer Winter herauskommen könnte.

Da nun aber ein paar Faktoren für einen schwächeren Polarwirbel längst überfällig sind, sind Zweifel für einen deutlich zu warmen Winter angebracht. Wir rechnen in dieser Wintersaison mit einer weiteren Normalisierung der Temperaturen, was letztlich zu einem leicht zu warmen Winter führen kann, die Kaltphasen gegenüber den vergangenen Wintern aber zunehmen können.

Auch gibt es andere Vorhersage-Modelle, welche in ihrem Wettertrend für die Wintersaison eine höhere Wahrscheinlichkeit für einen normalen Winterverlauf ausweisen, bzw. nicht alle Wintermonate zu warm bewerten.

Diagramm der Temperaturentwicklung Winter 2018/2019 vom 7.10.2018

Zusammenfassung - Polarwirbel als Taktgeber des Winters

  • Ein intakter und kräftiger Polarwirbel hat häufiger einem milden bis normalen Winter zur Folge
  • Wesentliche Randfaktoren, welche den Polarwirbel abschwächen können, sind der QBO und das Major-Warming
  • Beide Phänomene treten etwa alle 2 Jahre auf
  • QBO hätte im Zyklus 2016/17 stattfinden müssen, ist aber ausgefallen
  • Das letzte Major-Warming gab es vor vier Jahren im Winter 2017/18 und ist damit weniger wahrscheinlich
  • Eine schwache Sonne kann den Effekt des QBO noch verstärken
  • Der Sonnenfleckenzyklus nähert sich seinem Ende, welches voraussichtlich 2020 erreicht wird
  • Langfristmodelle berechnen durchweg einen zu warmen Winter 2018/19

Aktuelle Wettervorhersagen zum Herbst und Winter (wird noch ergänzt)

Wissenswertes zum Wetter im Herbst und Winter

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