07.02.2021
Der Polarwirbel trägt nun doch zu einem eisigen Winter auf der Nordhalbkugel bei. So kommt das Wetterphänomen zustande.
Lasst uns keine Zeit verlieren. Sie brauchen: warme Kleidung, reichlich Brennholz und genügend Vorräte (Mehl, Hefe, Toilettenpapier – das Übliche), um das Haus für die nächsten ein bis zwei Wochen nicht verlassen zu müssen.
Nein, nur ein Scherz. Für die Pandemiebekämpfung wäre es hilfreich, wenn wir alle zu Hause blieben, aber als Vorsichtsmaßnahme gegen den herannahenden Polarwirbel wäre das wirklich übertrieben. Es wird wahrscheinlich in der Tat in weiten Teilen der nördlichen Hemisphäre bitterkalt werden, aber wir stehen nicht vor einem apokalyptischen Winterszenario.
In den letzten Jahren, insbesondere während des kalten nordamerikanischen Winters 2013-2014, wurde der Begriff „Polarwirbel“ zunehmend im Wettervokabular der Menschen verwendet und – manchmal zu Recht, manchmal zu Unrecht – für jeden Ausbruch von winterlichem Wetter oder sehr kalten Temperaturen verantwortlich gemacht. So könnten beispielsweise die ungewöhnlichen extremen Schneefälle in Spanien etwas mit dem Phänomen zu tun haben. Das Schlüsselwort hier ist „könnte“.
Der Polarwirbel wurde erstmals 1853 beschrieben und 1952 erstmals mit Radiosonden während des Winters auf der Nordhalbkugel beobachtet.
Wenn wir jedoch Sätze wie „Der Polarwirbel kommt“ oder „Der Polarwirbel ist da“ verwenden, brechen wir wahrscheinlich das eisige Herz eines jeden Meteorologen. Der Polarwirbel kommt und geht nicht – er ist im Winter oft in unserer Atmosphäre präsent und dreht sich sozusagen wie ein stürmisches Karussell um die Hemisphären.
Das bedeutet eigentlich: Es gibt nicht einen Wirbel, sondern zwei – einen am Nordpol und einen am Südpol. Ihre Dynamik und ihr Potenzial werden mit Hilfe des Arctic Oscillation und Antarctic Oscillation Index ausgedrückt. Kurz gesagt: AO und AAO.
Was genau ist ein Polarwirbel?
Der arktische Polarwirbel ist eine Windzirkulation hoch oben in der Atmosphäre – ein ganz gewöhnliches Phänomen, mit anderen Worten. Er bildet sich jedes Jahr im Herbst, wenn die Sonne den Nordpol kaum noch erreicht. Im Frühjahr löst er sich langsam wieder auf.
Die Luft dort oben ist im Winter extrem kalt. Der Polarwirbel kann sich verstärken und abschwächen. Windgeschwindigkeiten von mehr als 320 Kilometern pro Stunde sind typisch in 10 bis 50 Kilometern Höhe in der Stratosphäre, wo es manchmal deutlich unter minus 70 Grad Celsius kalt ist. Das ist direkt über der Troposphäre, dem Teil, in dem das Wetter stattfindet.
Der Polarwirbel hat also keinen direkten Einfluss auf unser Wetter, aber es gibt dennoch Wechselwirkungen: Er beeinflusst den Jetstream. Dieser weht in einer Höhe von 10 Kilometern und steuert die Hoch- und Tiefdrucksysteme.
In einem typischen Winter ist der Jetstream recht stark und bringt mildes, windiges und regnerisches Wetter vom Atlantik nach Europa. Die Polarluft bleibt im Wirbel. Wenn der Jetstream jedoch schwach ist, kommt es zu Beulen im Jetstream, und ein Polarwirbelsplit kann auftreten.
Der Kollaps: Wird es jetzt frostig?
Hin und wieder, etwa alle zwei Winter, kommt es zu einer starken Erwärmung der Stratosphäre durch einströmende wärmere Luft. Grönland und der Nordatlantik zum Beispiel sollen mit ihrer Wärme den Wirbel besonders aus dem Gleichgewicht bringen.
Der Polarwirbel gerät ins Straucheln – oder besser gesagt in Schieflage – und die Luftströmungen können sich häufiger durchsetzen. Diese Spaltung führt dazu, dass die Temperaturen in der Stratosphäre innerhalb kürzester Zeit um 60 bis 80 Grad Celsius ansteigen.
Um es anschaulicher auszudrücken, kann man sich einen fliegenden Kreis aus Pizzateig vorstellen, der unförmig durch die Luft ruckelt. Im schlimmsten Fall verliert die Pizza (der Wirbel!) komplett ihre Form oder zerbricht sogar.
Da oben wird viel gewirbelt, was sich auch auf die gesamte Nordhalbkugel auswirkt: Arktische Luft sorgt für eisige Temperaturen.
Genau das ist am 5. Januar 2021 passiert und wird uns wahrscheinlich bald wieder treffen. Die Prognostiker sagen, dass der Kälteeinbruch Mitte bis Ende Januar zu erwarten ist und in Schüben bis in den Februar hinein andauern könnte. Nochmals, Schlüsselwort: könnte.
Oder vielleicht auch nicht …
Aber das Phänomen der Wechselwirkung zwischen dem Polarwirbel und der Windzirkulation ist kompliziert – und noch nicht vollständig verstanden. Meteorologen sind sich nicht einig, ob es wirklich zu einem eisigen Wintereinbruch kommen wird.
Der Grund: die herannahenden atlantischen Tiefdruckgebiete. Sie sollen dazu führen, dass die Winterluft von Westen her weiter nach Russland zieht und die Schneefallgrenze auf über 1.000 Meter ansteigt. Das heißt aber nicht, dass das für den Rest des Winters so bleiben wird. Die Kälte kann durchaus zurückkehren.
Am Ende macht das Wetter einfach, was es will – unabhängig von unseren Prognosen.
Das Knirschen von frischem Schnee unter den Füßen, die friedliche Stille: Die meisten Menschen sehnen sich nach einer weißen Weihnacht. Doch die verschneite Landschaft ist nicht nur aus der Ferne schön, sondern auch aus nächster Nähe.
Schnee ist nichts anderes als Wasser in fester Form, das entsteht, wenn sich ein Wassertröpfchen an ein Staub- oder Rußteilchen heftet und in der kalten oberen Atmosphäre gefriert. Die Temperaturen müssen zwischen minus 4 und minus 20 Grad Celsius liegen, damit dies geschieht.
Eine Schneeflocke beginnt auf einer flachen, sechseckigen Basis, die nur 0,1 Millimeter im Durchmesser hat. Die Form entsteht durch die intermolekulare Kraft der Wasserstoffbrückenbindungen in H2O.
Wenn immer mehr Wasser an den sechseckigen Kristallen gefriert, beginnen die Schneeflocken Ausläufer zu bilden, die Dendriten genannt werden. Dadurch erhalten Schneeflocken ihre typische sternförmige Form – in unendlich vielen Varianten, je nach Temperatur, Windverhältnissen und Feuchtigkeit in den Wolken, in denen sie sich bilden.
Es dauert etwa eine Stunde, bis eine Schneeflocke ihren Weg von einer Wolke zur Erdoberfläche gefunden hat. Bei Temperaturen von mehr als minus 5 Grad Celsius und höherer Luftfeuchtigkeit werden die Flocken größer. Bei niedrigeren Temperaturen und unter trockeneren Bedingungen – wie an den Polen – bilden Nadeleis und Plattenkristalle den Schnee.
Die feuchteren, größeren Flocken sind gut für Dinge wie den Bau von Schneemännern. Kleinere, kältere Schneeflocken bringen trockeneren Pulverschnee.
Gletscher entstehen, wenn sich der Schnee im Laufe der Zeit aufbaut und verdichtet. Schnee, der geschmolzen und wieder gefroren ist, wird zu einer Art körnigem Eis, das „Firn“ genannt wird. Das Wort kommt aus dem Deutschen und bedeutet „vom letzten Jahr“. Die blau oder grün schimmernden Gletscher sind zu wichtigen Indikatoren für den Klimawandel geworden.
Die weiße „Farbe“ des Schnees ist in Wirklichkeit eine optische Täuschung: Schnee besteht aus Wasser, das farblos ist. Aber die Schneekristalle wirken wie Spiegel, sie reflektieren alle verschiedenen Lichtfrequenzen gleichzeitig, was dazu führt, dass unser Auge einen weißen Farbton wahrnimmt.
Unabhängig von ihrer Herkunft werden uns Schneeflocken weiterhin mit ihrer Schönheit und Individualität inspirieren – und letztlich mit ihrer Vergänglichkeit, da sie wieder zu Wasser schmelzen.