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Plötzliche Stratosphärenerwärmung: Wie wird der Hochwinter?

Plötzliche Stratosphärenerwärmung: Wie wird der Hochwinter?

Die Modelle deuten seit mehreren Tagen auf eine plötzliche Stratosphärenerwärmung über der Arktis kurz nach dem Jahreswechsel hin. Dadurch steigen die Chancen auf markante Kaltlufteinbrüche in Mitteleuropa an, die Prognose für den Hochwinter ist dadurch unsicherer denn je.

Der stratosphärische Polarwirbel ist ein großräumiges Höhentief über der Arktis, das sich in einer Höhe zwischen etwa 10 und 50 km befindet. Wie jedes Tiefdruckgebiet auf der Nordhalbkugel dreht sich der arktische Polarwirbel gegen den Uhrzeigersinn. Er ist gefüllt mit sehr kalter Luft, die in der Stratosphäre Werte um -80 Grad erreichen kann. Seine Stärke hängt vom Temperaturunterschied zwischen dem Äquator und den Polen ab, daher erreicht er seine maximale Ausprägung meist im Jänner. Ein stark ausgeprägter Polarwirbel – wie zuletzt im Winter 2019/20 der Fall – sorgt in den mittleren Breiten meist für mildes, westwinddominiertes Wetter. Wenn der Polarwirbel aber von der Arktis verdrängt wird oder in mehrere Teile gespalten wird, steigen die Chancen auf markante Kaltausbrüche in den mittleren Breiten an. Die aktuellen Modellprognosen deuten nach dem Jahreswechsel auf einen stark gestörten Polarwirbel.

Die mittlere zonale Windkomponente „U“ in 30 km Höhe ändert sich von West (27 m/s) aus Ost (-18 m/s) . © ECMWF / FU Berlin

Plötzliche Stratosphärenerwärmung

In manchen Jahren kommt es im Winter zu einer sog. plötzlichen Stratosphärenerwärmung über der Arktis, wobei es in etwa 25 km Höhe innerhalb weniger Tage einen Temperaturanstieg von mehr als 50 Grad gibt. Der stratosphärische Polarjet wird dabei unterbrochen und es kommt zu einer Umkehr der West- in Ostwinde. Mit einer Verzögerung von ein paar Wochen kann sich diese Umkehr auch in der Troposphäre bemerkbar machen: Der Jetstream verlagert sich südwärts bzw. mäandriert stärker, somit steigen die Chancen für markante Kaltluftausbrüche in mittleren Breiten deutlich an. Die Auswirkungen können zudem über Wochen hinweg zu spüren sein, weshalb auch länger andauernde Kältephasen möglich sind, wie beispielsweise im Februar 2018 (unter Meteorologen bzw. im englischen Sprachraum als „the Beast from the East“ bekannt).


Die saisonalen Prognosemodelle haben bislang für den Hochwinter überdurchschnittlich hohe Temperaturen in Europa und vor allem in Russland berechnet, definitiv keine rosigen Aussichten für Winterfreunde. Derzeit liegt Europa allerdings unter dem Einfluss eines umfangreichen Tiefdruckgebiets, welches milde Luft zum Schwarzen Meer führt, während kalte Luftmassen weite Teile Westeuropas erfasst haben. Österreich liegt dabei genau im Übergangsbereich, wobei sich der Tiefdruckeinfluss und die kalten Luftmassen am Rande eines blockierenden Hochs über dem Nordatlantik nach dem Jahreswechsel tendenziell etwas ostwärts verlagern. Aus heutiger Sicht zeichnet sich somit auch hierzulande in der ersten Monatshälfte bzw. ggbfs auch noch zur Monatsmitte ein winterlicher Wetterabschnitt mit Schnee auch in tiefen Lagen ab.

Prognose der Temperaturabweichungen für Jänner und Februar von CFS. © NOAA

Für die zweite Monatshälfte sowie den Februar werden die Karten aufgrund der plötzlichen Stratosphärenerwärmung bzw. des schwachen Polarwirbels neu gemischt. Erste Modelle berechnen ab etwa der zweiten Jännerhälfte unterdurchschnittliche Temperaturen in Skandinavien und im Norden Russlands – ganz im Gegensatz zu den bisherigen saisonalen Prognosen. Wenn dort sehr kalte Luft lagert, ist der Weg bis nach Mitteleuropa jedenfalls nicht mehr so weit. Die Prognoseunsicherheit für den Kern des Winters ist größer denn je, die Karten für Winterfreunde stehen nun aber etwas besser als noch vor ein paar Wochen.

Ausblick auf den Jänner. © EFFIS / ECMWF
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