SSW

Eine plötzliche Stratosphären-Erwärmung (Stratospheric Sudden Warming, SSW) zählt zu den markantesten Vorgängen in unserer Stratosphäre, dies ist der Bereich in etwa 10 bis 50 km Höhe. Die Strömungen oberhalb der Schicht, in der sich der Hauptanteil unseres Wetters abspielt, der Troposphäre, sorgen natürlich auch für Rückkopplungen und könnten den weiteren Verlauf des Winters deutlich beeinflussen.

Dazu muss man sagen, dass insbesondere die Bedeutungen der Stratosphären-Strömungen für bestimmte Wettervorgänge noch nicht vollständig erforscht sind. Erst seit dem Jahr 1951 begann Richard Scherhag mit kontinuierlichen Temperaturbeobachtungen durch Radiosondenaufstiege bis in 40 km Höhe. Am 27. Januar 1952 registrierte er einen markanten Temperaturanstieg.

Erst seit dieser ersten Entdeckung einer SSW rief Scherhag an der FU-Berlin eine Forschungsgruppe zusammen, die von da an kontinuierlich die Vorgänge in großer Höhe über der Nordhemisphäre aufzeichnete. Radio- und Raketensonden wurden dann seit 1979 durch Satellitenmessungen ergänzt, wodurch die Dichte der Daten deutlich zugenommen hat. Dennoch ist dieses Forschungsgebiet noch als relativ "jung" zu bezeichnen.

Major Stratospheric Warming
Mittlerweile werden drei Arten der stratosphärischen Erwärmung unterschieden, von der uns aus aktuellem Anlass nur das Major Stratospheric Warming interessieren soll.

Dazu muss man wissen, dass es arktische und antarktische Polarwirbel in den jeweiligen Wintermonaten gibt. Sie entstehen durch die starke Abkühlung dieser Regionen durch die fehlende Sonneneinstrahlung. Der arktische Polarwirbel ist dabei durch die ausgedehnten Landmassen auf der Nordhalbkugel eher gestört und schwächer ausgeprägt als der antarktische. Stärkere Polarwirbel sorgen für eine stärkere Durchmischung der Atmosphäre, sodass sie für die Entstehung des Ozonlochs maßgeblich verantwortlich sind.

"Polar Split" steht bevor
Und schon wieder ein neuer Begriff. Der "Polar Split" bezeichnet das auseinanderbrechen des Polarwirbels in zwei "Tochterwirbel". Dies geschieht durch zwei Warmluftvorstöße in der Höhe, einer vom Pazifik her, der andere gleichzeitig vom Atlantik und wird dann bezeichnet als Major Stratospheric Warming Typ II. Diese sind außergewöhnlich intensiv, zum Ende des Monats herrschen in 30 km Höhe zum Teil leichte Plusgrade.

Das Auseinanderbrechen des Wirbels erkennt man dann sehr schön in der Prognose für die Höhe, in der ein Luftdruck von 10 hPa, der so genannten geopotenziellen Höhe besteht.

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Bedeutung für das Ozonloch
Wie oben bereits angedeutet, bedeutet ein starker Polarwirbel einen starken Abbau des Ozons in der Höhe. Hier kann die Stratosphäre sehr kalt werden, teils unter -78°C, so entstehen polare Stratosphärenwolken (PSC). An den Oberflächen der Eiskristalle und Tröpfchen geschieht dabei der Umwandlungsprozess der FCKW in Ozon zerstörende Moleküle.

Der Einfluss des Polar Splits wurde im Jahr 2002 erkennbar: Über der Antarktis war im dortigen Winter das Ozonloch plötzlich deutlich kleiner (Abb. 2). Dies lag an der ungewöhnlichen Situation, dass auch über der Antarktis der Polarwirbel auseinanderfiel und die Temperaturen der Stratosphäre deutlich höher ausfielen. Andersrum gab es auch starke Polarwirbel über der Arktis mit entsprechend registriertem Ozonloch im Jahre 1997 (Abb. 3).

Einfluss auf unseren Winter?
Was bedeutet das bald einsetzende Major Stratospheric Warming nun für unseren Winter? Die genauen Rückkopplungen zwischen den Strömungen der Stratosphäre und denen in der darunter liegenden Troposphäre sind noch nicht ganz untersucht. Der Austausch mit der Höhe ist jedenfalls gestört, da bei einem Major Stratosphere Warming die Hauptwindrichtung von West auf Ost dreht.

Dies scheint dazu zu führen, dass auch die Strömung in der Troposphäre stärker mäandriert. Eine starke westliche Strömung tritt daher seltener auf als blockierende Druckgebilde. Mit anderen Worten: die Neigung hin zu kalten winterlichen Hochdruckwetterlagen nimmt zu.

Als Beispiel kann der kalte Januar 1985 dienen: Nach einem Polar Split am 1. Januar folgte eine blockierende Hochdrucklage. In einigen Tälern gab es zu Beginn des Monats Temperaturen unter -30°C. Dies muss zwar nicht zwingend der Fall sein, die Wahrscheinlichkeit für eine weitere kältere Periode im Februar ist dadurch jedoch gewachsen.

Siehe auch:

The Stratospheric Sudden Warming Website Link