Techniklexikon

Zyklogenese

Umwelt- und Geophysik, dynamischer Vorgang in der Atmosphäre, bei dem innerhalb von ein bis zwei Tagen aus einer Initialstörung der mittleren Strömung der Westwinddrift ein Tiefdruckgebiet entsteht. In mittleren Breiten wird das Wetter entscheidend durch die Zyglogenese und die dadurch bestimmte Lage und Bewegung der Polarfront beeinflusst. Als Folge des starken horizontalen Temperaturgradienten zwischen Tropen und Polargebieten bildet sich in mittleren Breiten ein nach Osten gerichteter thermischer Wind als mittlere Strömungsform aus. Wird diese Strömung zum Beispiel an orographischen Hindernissen ausgelenkt, so entstehen auf Grund der Erhaltung der potentiellen Vortizität rücktreibende Kräfte, die zu einem wellenförmigen Muster der Westwinde führen. Diese sog. Rossby-Wellen werden durch die quasi-barotrope Schichtung in etwa 5 km Höhe dominiert und weisen typische Wellenlängen von etwa 8 000 km auf. Daraus ergibt sich eine mittlere Wellenzahl von 3-5 pro Erdumkreisung. Die in der unteren und oberen Troposphäre vorherrschende barokline Schichtung führt in den äquator- und polwärts gerichteten Abschnitten der Rossby-Welle zu starken vertikalen Strömungen und horizontalen Kon- und Divergenzen. Die Folge ist die Entstehung von Hoch- und Tiefdruckgebieten, die auf Grund der Coriolis-Kraft kreisförmig umströmt werden. Durch Überlagerung mit der ursprünglichen Rossby-Welle ergibt sich eine Verstärkung und Verzerrung der ursprünglich symmetrischen Welle verbunden mit der Ausbildung der zum Pol hin keilförmig verlaufenden Polarfront (siehe Abb.). Durch die mit der südwärts gerichteten Strömung transportierte kalte Luft entsteht eine Kaltfront, durch die nordwärts gerichtete Strömung eine Warmfront. Die auf Grund des stärkeren Impulsaustausches schneller wandernde Kaltfront holt schliesslich die Warmfront ein, und die beiden Kaltluftmassen schieben sich unter die warme Luftmasse. Dieser Vorgang wird als Okklusion bezeichnet. (atmosphärische Dynamik, atmosphärische Zirkulation, atmosphärische Schichtung).

Zyklogenese: Schematische Darstellung einer baroklinen Welle. Der Strömungsverlauf ist als gestrichelte und die Wellenfront als dicke graue Linie eingezeichnet: a) Verhältnisse im Bezugssystem der Welle, b) in einem ortsfesten Bezugssystem. Die Dreiecke bezeichnen eine Kaltfront, die Halbkreise eine Warmfront.