Die sog. Plötzliche Stratosphärenerwärmung oder auch Major-Warming genannt, gehört zu den Phänomenen und Randfaktoren, welche den Winter nachhaltig und nicht selten brachial beeinflussen können. Eine eingefahrene - meist milde - Westwetterlage kann schlagartig auf kaltes Winterwetter umschlagen.

Alle Jahre kommt das Unwort des Winters zum Zuge: das Major-Warming in Stratosphärenhöhe. Warum Unwort? Weil die meisten Wetterexperten das Phänomen falsch interpretieren und schon ein Minor-Warming als einen totalen Zusammenbruch des Polarwirbels interpretieren.

Ein Major-Warming mit winterlichen Folgen für Deutschland im Februar 2018
Ein Major-Warming mit winterlichen Folgen für Deutschland im Februar 2018

Nein, ein Major-Warming ist ein markantes Wetterereignis und tritt etwa alle 1 bis 3 Jahre auf. Es beginnt immer mit einem Minor-Warming. Ein Minor-Warming kommt im Verlauf des Winters häufiger vor und hat nur selten Einfluss auf den Polarwirbel und dessen Struktur. Deshalb ist die Unterscheidung und die Erkennung zwischen Minor- und Major-Warming wichtig. Da viele von Ihnen sich eine ausführlichere Definition des Minor- und Major-Warming gewünscht haben, gehen wir an dieser Stelle kurz näher darauf ein.

Zu Beginn 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 (Zonalwind, 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.

Die Auswirkungen eines Major-Warming

Das Minor-Warming kommt relativ häufig vor, während das Major-Warming in etwa alle 1-3 Jahre zu beobachten ist - letztmalig in seiner ausgeprägten finalen Form im Februar 2018. Eine gute Animation vom Warming 2012/13 gibt es auf der Seite der NASA.

Was sind die Folgen daraus? Etwa 3 bis 7 Tage später wirkt sich das Warming auch auf die unteren Luftschichten aus. In der Regel führt ein Major Warming zur Störung oder gar zum Zusammenbruch des troposphärischen Polarwirbels (500 hPa), der für unser Wetter auf der Nordhalbkugel im Winter interessant ist.

Intakter Polarwirbel
Intakter stratosphärischer Polarwirbel mit beginnendem Minor-Warming © www.meteociel.fr

Major-Warming mit Höhepunkt zum 17. Februar 2018
Major-Warming mit Höhepunkt zum 17. Februar 2018 © www.meteociel.fr

Die Auswirkungen

Sollte es zu einem Major-Warming in Stratosphärenhöhe kommen, so bleibt das nicht ohne Auswirkungen für die unteren Luftschichten. Da keine Temperaturgegensätze in der Höhe mehr vorhanden sind, brechen die zonalen Winde in sich zusammen. Anders formuliert existiert der Polarjet nicht mehr. In Folge zeigte sich in der Vergangenheit auch eine Häufung vom Zusammenbruch der westlichen Winde über Mitteleuropa und nachfolgend war der Weg für die sehr kalte Polarluft nach Mitteleuropa frei. Sehr häufig berechneten die Wettermodelle den Umschwung sehr spät, wie bspw. im Februar 2018. Zuvor waren die Prognosen mit milden Aussichten noch eingefahren.

Nicht selten positioniert sich im Bereich zwischen Grönland, Island und Skandinavien ein Hochdruckgebiet und sorgt mit einer von Ost nach West verlaufenden Grundströmung auch in tiefer gelegenen Luftschichten für eine gestörte Zirkulation. Hält dieses Phänomen längere Zeit an, so wird es mit fortschreitender Zeit für den Polarwirbel immer schwerer, sich zu stabilisieren. Gelingt dies nicht, spricht man von einem frühzeitigen Final-Warming, was auch noch weite Teile des Frühjahrs und des Sommers beeinflussen kann. Je nach Struktur können sich über Frühlingsmonate von März bis Mai häufiger Hochdrucksysteme über dem skandinavischen Raum bilden und die Zirkulationsstruktur nachhaltig stören.
Anders formuliert: Im Winter führt ein Major-Warming häufiger zu kalten Wetter, im Frühjahr allerdings sorgt der steigende Sonnenstand mit Hilfe des Hochdrucksystems nicht selten für trockenes und auch warmes Wetter.

3D Modellierung des Major-Warming mit anschließendem Final-Warming

Kaltes Wetter durch ein Major-Warming?

Nein, keinesfalls lassen sich so pauschal Rückschlüsse daraus ziehen. Ein Major-Warming aber erhöht die Chancen auf eine gestörte Zirkulation in Form von meridionalen Nord-Süd/Süd-Nord und Ostwetterlagen, bei der sich das sibirische Hochdrucksystem weit nach Westen ausdehnen kann.

Beispiele:

Übersicht vergangener Major-Warming

Abweichungen der Temperaturen nach einem Major-Warming
Monat Ereignis Tem­peratur­abweichung
Februar 2018 Polarwirbel­split Februar und März zu kalt
Januar 2013 Polarwirbel­split Januar normal, Februar und März zu kalt
Januar 2012 Verschiebung Januar zu warm, Februar zu kalt, März zu warm
Januar 2010 Verschiebung Januar und Februar zu kalt, März normal
Januar 2009 Polarwirbel­split Januar zu kalt, Februar normal
Februar 2008 Verschiebung Februar zu warm, März und April normal
Februar 2007 Verschiebung Zu warm
Januar 2006 Verschiebung Januar, Februar und März zu kalt
Januar 2004 Verschiebung Januar und März normal, Februar zu warm
Januar 2003 Verschiebung Januar normal, Februar zu kalt
Februar 2002 Verschiebung Zu warm
Dezember 2001 Verschiebung Dezember zu kalt
Februar 2001 Verschiebung Zu warm
Februar 1999 Polarwirbel­split Februar normal
Dezember 1998 Verschiebung Dezember normal, Winter zu warm
Januar 1991 Polarwirbel­split Februar zu kalt
Februar 1989 Polarwirbel­split Zu warm
März 1988 Polarwirbel­split März zu kalt
Dezember 1987 Polarwirbel­split Dezember und März zu kalt, Januar und Feruar zu warm
Januar 1987 Verschiebung Januar, Februar und März zu kalt
Dezember 1985 Polarwirbel­split Dezember zu warm, Januar normal, Februar und März zu kalt
Februar 1984 Verschiebung Februar, März und April zu kalt
Dezember 1981 Verschiebung Dezember, Januar und Februar zu kalt
Februar 1981 Verschiebung Februar zu kalt, März zu warm
Dezember 1980 Verschiebung Dezember, Januar und Februar zu kalt
Februar 1980 Verschiebung Februar zu warm, März zu kalt
Februar 1979 Polarwirbel­split Februar zu kalt, März normal, April zu kalt

Datenquelle: www.meteo.physik.uni-muenchen.de

Weiterführende Informationen

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