Kategorie: Wetter – einfach erklärt

„Arctic Outbreak“ – Extreme Kälte im Mittleren Westen der USA.

„Arctic Outbreak “ nennt man einen Ausbruch extrem kalter arktischer Luftmassen bis weit in südliche Breiten.

Grafik von WetterOnline

Der Mittlere Westen der USA erlebt derzeit so einen „Arctic Outbreak“. Schuld daran ist der sogenannte Polarwirbel. Dieser entsteht im Winter über dem Pol, wo dann kein Sonnenlicht die Atmosphäre erwärmen kann, sodass sich Kaltluft ansammelt. In Folge dessen bildet sich ein kräftiges Höhentief, das auf der Nordhalbkugel stärkere westliche Winde erzeugt und Polarwirbel genannt wird.  

Normalerweise befindet sich der Polarwirbel mit seinem Zentrum über der Arktis und ist meistens stabil. Schwächt sich der Polarwirbel aber ab, oder teilt sich sogar, dann fangen die Teilwirbel an zu taumeln und werden häufig in südlichere Breiten abgedrängt. Starke Kaltluftausbrüche bis weit nach Süden sind die Folge.

Für die Schwächung des Polarwirbels und eine zeitweise Teilung könnte eine plötzliche Stratosphärenerwärmung von Ende Dezember verantwortlich sein. Solche Stratosphärenerwärmungen schwächen den Polarwirbel meist stark ab

Dies könnte auch indirekt eine der Ursachen für die extremen Schneefälle an den Alpen Anfang Januar gewesen sein.   Die extreme Kältewelle im Mittleren Westen ist dadurch zu erklären, dass sich nun ein Teil des Polarwirbels ungewöhnlich weit südlich über Kanada und dem nördlichen Mittleren Westen festgesetzt hat. Temperaturen wie in der Arktis sind die Folge. In den vergangenen Nächten gab es verbreitet Temperaturen unter – 30 °C. Aktuell ist die kälteste Station Park Municipal Airport in Minnesota mit -42 °C. In Chicago gab es Tiefstwerte von -31 °C.

Auch wenn die Kälte extrem ist. Allzeitrekorde der Tiefstwerte wurden noch nicht geknackt. Extrem ungewöhnlich an dieser Kältewelle ist jedoch, dass sie mit starkem Wind einhergeht.

Durch die hohen Windgeschwindigkeiten empfindet man die Temperatur als noch kälter, da die körpernahe wärmere Luftschicht vom Wind weggeblasen wird. Man nennt dies auch Windkühle- oder Windchill-Effekt. Besonders schlimm ist das Kälteempfinden in Minnesota. In Ponsfond wurde eine gefühlte Temperatur von -54 °C registriert. Der Rekord für Minnesota liegt bei -57 °C. Ab -45 °C gefühlter Temperatur kühlt die Haut so schnell ab, dass es schmerzhaft wird.

Frostbeulen und Erfrierungen an ungeschützter Haut drohen bereits nach wenigen Minuten.   Hartnäckig hält sich das Gerücht, dass starke Kaltlufteinbrüche in den USA nach einiger Zeit dann auch in Europa auftreten. Einen direkten Zusammenhang gibt es zwar nicht, dennoch kann es sein, dass durch den schwachen Polarwirbel Kaltlufteinbrüche in Europa wahrscheinlicher sind als sonst und dadurch der Eindruck entsteht, es gäbe so einen direkten Zusammenhang. Nächste Woche wird es zwar bei uns erst mal kälter, richtig kalte arktische Kaltluft wird jedoch nicht zu uns kommen. Gegen Ende der neuen Woche gehen die Prognosen dann deutlich auseinander. Einige wenige Modelle rechnen dann tatsächlich mit einem stärkeren Kaltlufteinbruch. Diese sind aber deutlich in der Unterzahl, sodass eisige Kälte bei uns zunächst erst mal unwahrscheinlich ist.  

Das Christkind backt Plätzchen

Ein bestimmtes Wetterphänomen kann man eigentlich das ganze Jahr immer wieder mal beobachten, aber besonders in der Vorweihnachtszeit bekommt dieses Phänomen eine ganz besondereBedeutung: Das „Christkind backt Plätzchen“…

Aber wie kommt es zu dieser wunderbaren Lichterscheinung in der Dämmerung? Und warum erscheint uns der Himmel blau?

Tagsüber wundern wir uns nicht darüber, dass der Himmel uns aus allen Richtungen hell erscheint, auch aus den Richtungen wo kein direktes Sonnenlicht in unser Auge fällt.Selbstverständlich ist das allerdings nicht, denn wie man es aus Fotos aus dem Weltraum kennt, ist es über dem Mond auch tagsüber schwarz wie die Nacht.

Der Unterschied zwischen unserem Planeten und dem Mond liegt darin, dass die Erde aus von einer Atmosphäre aus Gasteilchen umgeben ist. An diesen Gasteilchen (oder Molekülen)wird das Sonnenlicht auf dem Weg zum Betrachter in alle Richtungen gestreut, also abgelenkt. So gelangt es auch auf Umwege in unser Auge.

Diese Lichtstreuung ist vor allem dafür verantwortlich, dass der Himmel tagsüber blau ist. Das Licht, das von der Sonne aus wellenförmig auf die erde fällt, nehmenwir als weiße Strahlung wahr. Es besteht aber eigentlich aus vielen verschiedenen Farben (Spektralfarben), die z.B. im Regenbogen sichtbar werden. Die Farbunterschiede werden durch die verschiedenen Wellenlängender Lichtstrahlen hervorgerufen. Blaues Licht hat eine viel kürzere Wellenlänge von etwa 450 Nanometer als rotes von 650 Nanometer. Der englische Physiker Lord Rayleigh erkannte als erster, dass die Streuung an denGasteilchen wellenlängenabhängig ist: blaues Licht wird 16 mal stärker gestreut als rotes. Da das gesamte vom Himmel kommende Licht diffuses (gestreutes) Licht ist und das Blaue viel stärker als alle anderen Farben gestreut wird, sehen wir den Himmel blau.

Dass der Tag nicht immer in seinem schönstem Blau erstrahlt, sondern oft getrübt und grau ist, liegt daran, dass sich in der Atmosphäre neben den sehr klaren Luft- undWasserdampfmolekülen auch größere Teilchen wie Staubpartikel und Wolkentröpfchen befinden. Die Streuung an diesen Teilchen ist, je nach Partikel- oder Tröpfchengröße, kaum oder gar nichtwellenlängenabhängig, d.h. ankommendes weißes Licht wird in alle Richtungen als weißes Licht gestreut. Deshalb sind Wolken meistens weiß. Dass wir immer wieder romantische rot gefärbte Sonnenuntergänge(wie den im Bild) erleben dürfen, haben wir auch der Rayleigh-Streuung zu verdanken. Wenn die Sonne am Horizont unter geht, muss jeder einzelne Sonnenstrahl einen deutlich längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen als tagsüber. Von dem von der Sonne ausgestrahltem Licht wird das kurzwellige Licht, also vor allem der Blau- und Grünanteil, so stark weggestreut, dass im Strahl, der den Betrachter am Boden erreicht, nurnoch die Orange- und Rottöne übrig bleiben.

Wenn das „Christkind mal wieder Plätzchen backt“, erscheint nicht nur die Sonne und der Horizont, sondern der ganze Abendhimmel in leuchtenden Rottönen. Das istdann der Fall, wenn die Atmosphäre viel Staub enthält oder sehr feucht ist. Das rote Licht von der Sonne wird an den vielen größeren Wasserdampf- und Staubpartikeln gestreut und lässt den ganzen Himmel erstrahlen.

Und manchmal kann man nach Sonnenuntergang manchmal einen tiefblauen Himmel beobachten. Grund für diese „blaue Stunde“ (sobezeichnet man das tiefblaue Leuchten des Himmels in der Dämmerung) ist der Effekt der Absorption (Aufnahme) von Licht durch Ozon. Werden Ozonteilchen mit Licht bestrahlt, dann absorbieren sie den Orange- und Rotanteildes Lichts, das blaue Licht lassen sie ungehindert durch. Die Ozonschicht, die sich in etwa 20 bis 30 km Höhe (Stratosphäre) in der Atmosphäre befindet, wirkt also als Farbfilter . Bei Sonnenuntergang ist derWeg für das Licht durch die Ozonschicht lang genug, so dass die Absorption durch Ozon ausreicht, um den Himmel blau einzufärben.

WSM