Eine Luftdruckschaukel bestimmt unser Winterwetter

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Die Säulen zeigen die Abweichung der Wintertemperaturen (Dezember-März) in Zürich gegenüber der Referenzperiode 1961-1990. In rot sind jeweils die Winter eingefärbt, welche durch eine positive NAO und AO geprägt wurden. In blau Winter mit einer negativen NAO und AO. Graue Säulen zeigen Winter ohne vorherrschende Oszillationen.

Europa erlebt dank konstanter Westströmung einen typischen Mildwinter. In den 90er-Jahren sorgte eine Reihe solcher Winter für eine spürbare Erwärmung der Wintermonate.

Sturm- und Orkantiefs fegen über Grossbritannien und Irland, der Alpensüdhang versinkt im Schnee, Italien wird überschwemmt und in Mitteleuropa herrscht ruhiges und viel zu mildes Winterwetter. Das sind keine zufälligen Wetterkapriolen, sondern es ist das bekannte Muster eines europäischen Warmwinters, wie er vor sechs Jahren das letzte Mal vorkam. Ob ein Winter in Europa kalt oder warm ausfällt, darüber entscheidet die so genannte Nordatlantische Oszillation (NAO), eine Luftdruckschaukel über dem Atlantik.

Wintermacherin NAO

Sitzt auf der einen Seite der Schaukel, bei Island, ein starkes Tief und auf der anderen Seite, über der Inselgruppe vor Portugal, ein schweres Azorenhoch, sprechen Klimatologen von einer positiven Phase der Oszillation. Diese Konstellation erzeugt kräftige Westwinde, in Mitteleuropa sorgt die herangewehte Meeresluft für milde Winter. Je nach Lage der beiden Druckgebilde über dem Atlantik kommt die Strömung etwas mehr aus dem Süden, wie in diesem Jahr, so dass die Temperaturen besonders hoch liegen und die Alpennordseite im Schutz des Alpenkamms kaum mit Regen oder Schnee beliefert wird. Ganz anders sieht es dann am Alpensüdhang aus. Kleinräumige Tiefdruckgebiete über dem Golf von Genua sorgen für Extremniederschläge in Italien, über dem Balkan und auf der Alpensüdseite der Schweiz und Österreich. Die Schneehöhe liegt südlich der Alpen mit bis zu 4 Meter, oder 170 % des langjährigen Mittels, teilweise auf Rekordniveau.

Im umgekehrten Fall, der negativen Phase der NAO, schwächeln die Druckgebilde über dem Atlantik und ein mächtiges Kältehoch über Russland hat einfaches Spiel mit anhaltenden Winden aus Norden und Osten das winterliche Europa nördlich der Alpen in eine Gefriertruhe zu verwandeln. Solche Verhältnisse sind in Europa in diesem Winter nicht einmal in den kühnsten Träumen vorstellbar. Ganz anders auf der anderen Seite des Atlantiks. Dort sorgen wiederholte Kaltluftausbrüche aus dem hohen Norden für stark unterkühlte Wintertemperaturen. Es spielen sich ähnliche Szenen ab, wie in den letzten Jahren, vor allem jeweils im Februar, in Europa. Immer wieder brechen arktische Kaltluftmassen aus ihrem Reservoir, dem Polarwirbel, aus und fluten die angrenzenden Landmassen. Das Paradoxe dabei ist, dass genau diese Kaltluftausstösse mitunter verantwortlich sind für die positive Phase der NAO und somit für den Warm- und Kapriolen-Winter in Europa. Denn die Kaltluftausbrüche in den USA, die sich nachfolgend auch über den Atlantik ergiessen, fachen die Tiefdrucktätigkeit zwischen Island und den Britischen Inseln an, so dass mit westlicher Strömung milde Luft nach Europa gelangt.

Kalte USA – warmes Europa

Der Winter in Europa ist aber keinesfalls nur dann zu mild, wenn es in den USA zu kalt ist. Es gibt auch Grosswetterkonstellationen, bei denen Europa und Nordamerika gleichzeitig mildes oder im umgekehrten Fall kaltes Winterwetter bekommen. Diese Grosswetterlagen werden durch den Polarwirbel bestimmt und mit der arktischen Oszillation (AO) beschrieben. Sie kann als grosse Schwester der NAO angesehen werden und funktioniert sehr ähnlich.  Die atmosphärischen Druckverhältnisse über der Arktischen Region oszillieren zwischen zwei grundverschiedenen Mustern. In der positiven Phase der AO herrscht über der Arktis tieferer Luftdruck und über den angrenzenden Regionen höherer Druck als üblich. Bei dieser Konstellation bleiben die kalten Luftmassen in der Polarregion, im Polarwirbel, eingeschlossen, so dass Europa und die USA milde Winter erleben. Bei der umgekehrten, der negativen Phase der Oszillation, ist der Luftdruck über der Arktis höher und in der Umgebung tiefer als üblich, dies fördert Kaltluftausbrüche nach Süden in die niedrigeren Breiten (Europa und USA). Der Polarwirbel kann aufbrechen, so dass es in der Folge jeweils in den USA wie auch in Europa eisigkalt wird.

Nächster Winter wieder kalt?

Der mitteleuropäische Winter und somit auch der Winter in Zürich wird massgeblich durch die Luftdruckschaukel über dem Atlantik (NAO) und dem Zustand des Polarwirbels (AO) beeinflusst. Bei positiver (negativer) Oszillation beider Muster erwarten Klimatologen mildes (kaltes) Winterwetter in Europa. Dies widerspiegelt sich auch in den Beobachtungen der Zürcher Wintertemperaturen seit 1951 (siehe Grafik). Keine andere Jahreszeit in Europa wird in ähnlichem Stil durch eine Oszillation so grundlegend gesteuert wie der Winter durch die NAO und AO. Die Winter-Oszillationen schwanken aber nicht nur kurzzeitig, sondern weisen auch so etwas wie ein Langzeit-Gedächtnis auf. Diese dekadische Schwankung kann die Winter über eine ganze Menschengeneration prägen. Zwischen 1951 bis 1971 gab es eine Phase mit sehr kalten Wintern mit 1963 als Höhepunkt. Alle ausgelöst durch eine negative Phase der NAO und AO (blau). Ab 1988 folgte eine Phase sehr warmer Winter, unterstützt durch eine positive Phase der NAO und AO (rot). Seit dem Jahrtausendwechsel treten wieder vermehrt negative Oszillationen auf, welche im Jahrzehnt zuvor praktisch ganz fehlten. Trotzdem gab es auch unter Einfluss der negativen Phase der NAO und AO milde Winter, wenn auch nicht ganz so mild, wie bei einer positiven Oszillation. Dass Winter mit einer negativen NAO und AO nicht mehr so kalt sind wie vor 50 Jahren dürfte der globalen Erwärmung zuzuschreiben sein, welche das Temperaturniveau allgemein anhob. Der starke Temperaturanstieg der Winter zwischen 1950 und 2000 dürfte aber zu einem beachtlichen Teil durch den natürlichen Phasenwechsel der NAO und AO ausgelöst worden sein. Die letzten Jahre haben gezeigt, dass eine stark negative Phase der NAO und AO durchaus auch in einem wärmeren Klima kalte Winter in Europa oder den USA bringen kann. Was das für die kommenden Winter bedeutet, ist ungewiss. Kalt wie im Eiswinter 1963 wird es so schnell aber wohl nicht mehr.

Auch wenn der Winter im Flachland nicht das ist, was viele von ihm erhoffen, kommt das Schweizer Flachland derzeit im Vergleich zu unseren Nachbarn im Süden und auf den Britischen Inseln punkto Wetterextreme glimpflich davon.

Eine Luftdruckschaukel bestimmt unser Winterwetter

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