Winterwetter 2016/17: Längere kalte Phasen und viel Schnee?

Ein Warmwinter wie im letzten Jahr ist unwahrscheinlich. Eisig kalt wird der bevorstehende Winter aber wohl auch nicht. Dafür ist der nahe Atlantik zu warm.   

Die Vorhersage der mittleren Temperaturabweichung über die kommenden drei Monate (Dezember bis Februar). In Europa werden durchschnittliche Temperaturen erwartet. Eingezeichnet sind zudem die zu erwartenden Strömungsmuster in diesem Winter. Eine schwache Westwinddrift und blockierende Hochs über dem nordöstlichen Atlantik. (Bildquelle: Met Office)
Die Vorhersage der mittleren Temperaturabweichung über die kommenden drei Monate (Dezember bis Februar). In Europa werden durchschnittliche Temperaturen erwartet. Eingezeichnet sind zudem die zu erwartenden Strömungsmuster in diesem Winter. Eine schwache Westwinddrift und blockierende Hochs über dem nordöstlichen Atlantik (Bildquelle: Met Office).

Ein Blick in die Wetterbücher zeigt, dass die Schweiz vor einem Jahr am Anfang eines ausgesprochen milden Winters stand. Alle drei Wintermonate Dezember, Januar und Februar waren deutlich wärmer als im langjährigen Durchschnitt. Langanhaltende Kältephasen blieben komplett aus. Nochmals ein Jahr früher erlebte die Schweiz einen zweigeteilten Winter. Nach einer extrem milden Winterhälfte wurde es im Januar und Februar 2015 immer kälter. Der Februar war dann richtig winterlich mit langanhaltenden Frostperioden. Der Winter 2013/14 war hingegen durchgehend übertemperiert. Vor allem Januar und Februar 2014 wurden ihrem Namen als Wintermonate nicht gerecht. Noch etwas weiter zurück finden sich erneut zwei Winter (2011/12 und 2012/13), die mild starteten und in einen eisigen Februar mündeten. Während sich kalte und warme Februare in den letzten Jahren fröhlich abwechselten und mal winterlich, mal frühlingshaft daherkamen, war die erste Winterhälfte (Dezember bis Mitte Januar) seit sechs Jahren nie mehr unterkühlt. Wie präsentiert sich nun der anstehende Winter? Stellt sich die Gretchenfrage wieder erst in der zweiten Januarhälfte oder gibt es gar einen kalten Winterstart?

Weltmeer als Frühindikator

Ausschlaggebend für das Winterwetter in Mitteleuropa sind die geografische Lage, die Wellenstruktur und die Ausprägung des Jetstreams auf der Nordhemisphäre, denn diese bestimmen die Position und Intensität der vorherrschenden Druckgebilde in und rund um Europa. Der Jetstream kann als riesiges Starkwindband oder Schlauch verstanden werden, welcher die Nordhalbkugel umkreist und die kalte Polarluft im Norden von der subtropisch warmen Luft im Süden trennt. Zwei wichtige Fragen, die sich im Vorfeld des Winters stellen, sind: Liegt der Jetstream an der gewohnten Stelle oder verläuft er weiter nördlich oder südlich? Weist der Jetstream eine starke mäandrierende Struktur vor – ist also eine starke Wellenbewegung mit Ausschlägen nach Norden und Süden (meridional) zu erwarten oder verläuft er geradlinig von Westen nach Osten (zonal)?

Um abschätzen zu können, wie und wo der Jetstream im anstehenden Winter zu liegen kommt, lohnt sich ein Blick auf die Oberflächentemperatur der Weltmeere. Da Wasser ein guter Wärmespeicher ist, reagieren die Wassertemperaturen viel träger auf Veränderungen. Starke Abweichungen in der Oberflächentemperatur der Weltmeere sind deshalb meist über Monate hinweg zu beobachten und weisen keine kurzfristigen Fluktuationen vor, wie wir es bei der Lufttemperatur kennen. Gleichzeitig beeinflussen die Weltmeere die Temperaturverteilung und die Strömungen in der Atmosphäre und somit den Jetstream. So erwärmt ein warmer Ozean die darüber liegende Atmosphäre und fördert die Bildung von Tiefdruckgebieten, kaltes Wasser kühlt diese entsprechend und begünstigt die Bildung von Hochdruckgebieten. Die Temperaturverteilung auf den Weltmeeren im Spätherbst ist deshalb ein geeigneter Frühindikator, um Witterungstrends für den anstehenden Winter abzuschätzen.

Abweichung der Oberflächentemperatur auf den Weltmeeren. (NOAA)
Abweichung der Oberflächentemperatur auf den Weltmeeren Ende November 2016 (NOAA).

Negative NAO

Den grössten Einfluss auf das Winterwetter in Mitteleuropa verübt der Nordatlantik. Im November präsentierte sich der Nordatlantik über weite Gebiete überdurchschnittlich warm, insbesondere an der Ostküste der USA und vor Neufundland. Zwischen der Südspitze Grönlands und Island zeigt sich hingegen ein grosses Gebiet mit unterdurchschnittlich temperiertem Oberflächenwasser. Rund um Europa, insbesondere auch im Nordpolarmeer, ist das Meer hingegen deutlich wärmer als sonst zu dieser Jahreszeit. Der Kälte-Wärme-Pol zwischen Island und Neufundland begünstigt die negative Phase der Nordatlantische Oszillation NAO, in der die Westwinddrift (Jetstream) weiter im Süden verläuft und dem Mittelmeerraum viel Niederschlag bringt. Mittel- und Nordeuropa erhalten weniger Warmluftzufuhr vom Atlantik und sind zwischenzeitlich stärker kontinental geprägt. Kaltluftvorstösse aus dem bereits eisigkalten Sibirien werden somit wahrscheinlicher. Vor allem in der ersten Winterhälfte wirkt diesem Zustand jedoch der überdurchschnittlich warme Atlantik rund um Europa entgegen, welcher kleinräumige Tiefdruckgebiete hervorbringt und somit immer wieder milde Meeresluft nach Mittel- und Nordeuropa transportiert wird. Die Chance auf Kaltluftvorstösse steigt folglich vor allem in der zweiten Winterhälfte.

Abweichung des mittleren Luftdrucks vom langjährigen Mittel im Winter 2016/17 gemäss Vorhersagemodell der MetOffice. Das Prognosesystem sagt eine negative NAO voraus. (MetOffice)
Abweichung des mittleren Luftdrucks vom langjährigen Mittel im Winter 2016/17 gemäss Vorhersagemodell der MetOffice. Das Prognosesystem sagt eine negative NAO voraus (MetOffice).

Positive PDO

Neben dem Atlantik muss auch auf dem Pazifik ein Augenmerk liegen. Seit Oktober sind dort die Kriterien für ein La Niña erfüllt. Ein schwaches La Niña-Muster dürfte sich über den ganzen Nordwinter hinweg halten. Die direkten Auswirkungen auf Mitteleuropa sind aber vernachlässigbar. Spannender ist die Wirkungskette über die Pazifische Dekaden-Oszillation PDO, welche die Strömung über dem Nordpazifik und den USA beschreibt und einen Einfluss auf den Atlantik und somit Europa ausüben kann. Eine starke, länger anhaltende La Niña-Phase bewirkt häufig eine negative PDO. Da La Niña aber in den nächsten Monaten nur schwach ausgeprägt sein wird und ohnehin erst in der Anfangsphase ist, befindet sich der Nordpazifik momentan noch in der positiven PDO-Phase, eine Nachwirkung des starken El Niño im vergangenen Jahr. Die positiven PDO-Phase manifestiert sich durch den gut sichtbaren Warmwassergürtel entlang der Pazifikküste von Mexiko über Kalifornien bis nach Alaska. Die Warmwasseranomalie umschliesst dabei hufeisenförmig eine ausgeprägte Kaltwasseranomalie im zentralen Nordpazifik. Das beschriebene Muster bewirkt Warmluftzufuhr vom subtropischen Pazifik in die Weststaaten der USA. Das Downstream-Development begünstigt die oben eingezeichneten Druckanomalien bis auf den Atlantik mit den entsprechenden Luftmassenströmen. Diese Konstellation erhöht also in der Fernwirkung die Wahrscheinlichkeit zeitweiliger Bildung von Hochdruckgebieten über dem Nordatlantik, welche die Westströmung blockiert und Europa Polarluft aus Nordwest bis Nord zuführen kann (fotometeo). Diese Situation bringt häufig viel Schnee am Alpennordhang. Die entscheidende Frage bei meridionalen Wetterlagen ist, wo genau sich das blockierende Hoch bildet. Denn auf der Vorderseite des Hochs wird kalte Polarluft nach Süden transportiert. Auf der Rückseite hingegen sehr milde Subtropenluft nach Norden verfrachtet.

Das Winterwetter lässt sich natürlich nicht über drei Monate hinweg prognostizieren. Tendenzen können aber früh erkannt werden. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass ein Warmwinter wie im letzten Jahr unwahrscheinlich ist. Der warme Atlantik rund um Europa verhindert jedoch einen eisigen Winter in Europa. Die abschätzbaren Trends deuten aber darauf hin, dass längere kalte Phasen (vor allem in der zweiten Winterhälfte) und Nordstaulagen mit viel Schnee am Alpennordhang (vor allem in der ersten Winterhälfte) deutlich wahrscheinlicher sind als noch vor einem Jahr.

Winterwetter 2016/17: Längere kalte Phasen und viel Schnee?

Kühlt die Kälteinsel im Nordatlantik auch das europäische Klima ab?

Im September 2015 lagen die globalen Luft- und Meeresoberflächen-Temperaturen 0.9 Grad über dem Durchschnitt des 20. Jahrhunderts. Es war somit der wärmste September seit Messbeginn vor 136 Jahren. Zudem war es die global grösste monatliche Wärmeanomalie seit Messbeginn im Jahr 1880. Die bisherigen Höchstmarken aus dem Februar und März 2015 wurden also noch überboten. Die globale Wärme kommt nicht überraschend. Seit Monaten bewegen sich die Temperaturen auf der Weltbühne auf bisher unerreichtem Rekordniveau. Das globale Temperaturmittel seit Jahresbeginn (Januar-September 2015) liegt 0,85 Grad über der Referenz. Der bisherige Rekordwert aus dem Vorjahr wurde um mehr als ein Zehntelgrad übertroffen. Kaum jemand zweifelt daran, dass das laufende Jahr 2015 auf globaler Ebene mit deutlichem Abstand zum wärmsten seit mindestens 135 Jahren wird.

Die Periode von Januar bis September 2015 war global die wärmste seit Messbeginn 1880. Das Jahr 2015 dürfte mit grossem Abstand vom wärmsten Jahr seit Messbeginn werden. In einer Region südöstlich von Grönland ist 2015 aber rekordkalt. Was bedeutet diese „Kälteinsel“ für Europa?
Die Periode von Januar bis September 2015 war global die wärmste seit Messbeginn 1880. Das Jahr 2015 dürfte mit grossem Abstand vom wärmsten Jahr seit Messbeginn werden. In einer Region südöstlich von Grönland ist 2015 aber rekordkalt. Was bedeutet diese „Kälteinsel“ für Europa?

Kälteinsel im Nordatlantik

In den letzten Monaten galt das Interesse der Klimatologen und Meteorologen aber nicht nur der globalen Rekordwärme sondern einer stark unterkühlten Region – einer „Kälteinsel“ im nordatlantischen Ozean südöstlich von Grönland. Dort wurden in den vergangenen Monaten rekordkalte Luft- und Meeresoberflächen-Temperaturen beobachtet. Diese Kälteinsel ist ein krasser Kontrast zum ansonsten rekordwarmen Globus. Gleichzeitig birgt die Kälteanomalie viele Geheimnisse. Ihre Entstehung und ihre möglichen Auswirkungen sind alles andere als aufgeklärt. Ganz überraschend ist die nordatlantische Abkühlung jedoch nicht, wird sie doch von praktisch allen globalen Klimamodellen berechnet, jedoch nicht in dieser Stärke und vor allem mit dieser kurzen Perspektive. Trotzdem sehen einige Forscher die nordatlantische Kälteinsel als Konsequenz der globalen Erwärmung. Aufgrund des stetigen grönländischen Schmelzwassereintrags in den nordatlantischen Ozean und der damit verbundenen Abschwächung der ozeanischen Zirkulation – des Golfstroms, der warmes Wasser aus der Karibik bis in das atlantische Nordpolarmeer transportiert.

Dichtes Wasser sinkt ab

Der massive Schmelzwassereintrag aus Grönland in den Nordatlantik reduziert die Dichte des kalten Oberflächenwassers im Ozean, denn Schmelzwasser besteht lediglich aus Süsswasser und weist somit einige geringere Dichte vor das Salzwasser im Meer, welches im Nordpolarmeer bei Grönland erfahrungsgemäss sehr salzreich ist. Wenn nun das salzig-kalte Wasser im Nordatlantik aufgrund des Schmelzwassereintrags weniger salzig und somit weniger schwer ist, sinkt es im hohen Norden nicht mehr an den Meeresgrund ab. Doch genau dieser Vorgang – das Absinken des dichten Kaltwassers (Tiefenwasserbildung) im Nordpolarmeer – ist ein wichtiger Antrieb für die weltumspannende Ozeanzirkulation und somit für den Golfstrom. Die Tiefenwasserbildung zieht an der Oberfläche warmes Wasser aus den tropischen Gewässern nach und bringt Nordeuropa milderes Klima. Ein Versiegen des Golfstroms hätte markante Auswirkungen auf die Witterung auf beiden Seiten des Nordatlantiks.

Zwischen der Temperaturreihe von Zürich (in Grün) und jener des Nordatlantiks (in Blau) gibt es Ähnlichkeiten. Die aktuelle Abkühlung des Nordatlantiks löst in Mitteleuropa aber kaum eine Abkühlung aus. Vielmehr werden beide Temperaturreihen von globalen Faktoren gesteuert, wobei Zürich über dem Land schneller auf Veränderungen reagiert als der träge Ozean.
Zwischen der Temperaturreihe von Zürich (in Grün) und jener des Nordatlantiks (in Blau) gibt es Ähnlichkeiten. Die aktuelle Abkühlung des Nordatlantiks löst in Mitteleuropa aber kaum eine Abkühlung aus. Vielmehr werden beide Temperaturreihen von globalen Faktoren gesteuert, wobei Zürich über dem Land schneller auf Veränderungen reagiert als der träge Ozean.

Versiegt der Golfstrom?

Ist die aktuelle Kälteinsel im Nordatlantik nun ein Anzeichen dafür, dass der Golfstrom bald zum Erliegen kommt? In verschiedenen amerikanischen und englischen Medien halten sich solche Berichte zurzeit sehr hartnäckig.

Fakt ist, dass es südöstlich von Grönland in einer Region von 45 bis 60 Grad nördliche Breite und von 10 bis 40 Grad westliche Länge im laufenden Jahr ausserordentlich kalt war. Die Meeresoberflächen-Temperatur lag im Jahr 2015 bisher um 0,6 Grad unter dem langjährigen Durchschnitt. Kälter war es letztmals 1986. Seither dominierte sehr warmes Oberflächenwasser die Periode 1995-2013 mit einem Höhepunkt 2007, als es rund 0,7 Grad übertemperiert war. Ein Blick auf die langjährige Meerestemperaturreihe der angesprochenen Region im Nordatlantik genügt, um zu erkennen, dass sich seit jeher kalte und warme Phasen von rund 30 Jahren abwechseln (blaue Kurve in der Grafik). Seit Beginn der Aufzeichnungen 1870 zeigte sich der Nordatlantik bis 1900 mit nur wenigen Ausnahmen überdurchschnittlich warm, bevor eine 30-jährige Periode mit deutlich unterkühlten Verhältnissen folgte, die bis 1930 dauerte. Die darauffolgende Wärmephase erreichte ihren Höhepunkt 1955 und dauerte exakt 30 Jahre bis 1960. Die Oszillation änderte auch in den folgenden rund 30 Jahren bis 1994 nichts an ihrer Charakteristik. So war die Periode von 1961-1994 geprägt durch sehr kaltes Oberflächenwasser. Im Anschluss folgte der Wechsel in die jüngste Warmzeit des Nordatlantiks. Ob die aktuelle Kälteinsel im Nordatlantik das Ende dieser Wärmephase bedeutet, werden erst die nächsten Monate oder sogar Jahre zeigen. Die aktuelle Warmphase dauerte bis heute erst gut 20 Jahre und wäre somit deutlich kürzer als ihre Vorgänger. Denkbar wäre deshalb auch, dass sich der Nordatlantik in den nächsten Monaten wieder aufwärmt und die Warmphase noch rund 10 Jahre fortsetzt. Ist dies nicht der Fall, würde die nächste Kaltphase unerwartet früh einsetzen und möglicherweise für die nächsten 20 bis 30 Jahre andauern. Was würde dieses Szenario für das Wetter und Klima in Mitteleuropa bedeuten?

Abkühlung in Mitteleuropa?

Die Auswirkungen einer Kälteinsel und anschliessender Kältephase im Nordatlantik sind nicht einfach abzuschätzen. Eine generelle Abkühlung in Europa zu prophezeien ist Humbug. Bereits diesen Sommer war die Kälteinsel über dem Nordatlantik präsent und gleichzeitig erlebte Mitteleuropa einen Hitzesommer. Die Vergangenheit zeigt ein noch komplizierteres Bild. Legt man die Temperaturkurve von Zürich (grüne Linie in der Grafik) über die Temperaturkurve des Nordatlantiks (blaue Linie) zeigen sich durchaus ähnliche Muster mit wärmeren und kälteren Phasen auch in Zürich. Jedoch hat sich die Temperatur in Zürich über die gesamte Periode seit 1870 deutlich erwärmt, währenddem der Atlantik der globalen Erwärmung in dieser Region trotzt. Die Abfolge von kälteren und wärmeren Phasen in Zürich (einmal abgesehen vom langjährigen Temperaturanstieg) und im Nordatlantik findet aber nicht simultan statt. Vielmehr hat die Temperaturreihe einen Vorsprung von rund 5-10 Jahren. Zuerst hat sich in der Vergangenheit also Zürich erwärmt und abgekühlt und erst später war das gleiche Signal im Nordatlantik zu beobachten. Dies zeigt, dass der Nordatlantik das Wetter in Mitteleuropa kaum beeinflusst. Es wäre aber natürlich vermessen zu behaupten, dass Zürich das Klima über dem Atlantik beeinflussen würde. Die Gegenüberstellung der beiden Temperaturreihen zeigt vielmehr, dass andere „globale“ Faktoren (CO2-Anstieg oder globale Verdunkelung) die beiden Temperaturkurven beeinflussen und der Atlantik träger und deshalb verzögert auf solche Störungen reagiert. Die Kälteinsel über dem Atlantik stellt also keinen Grund zur Sorge dar. Mit einer Abkühlung in Europa ist deswegen nicht zu rechnen.

Kühlt die Kälteinsel im Nordatlantik auch das europäische Klima ab?

Der Westwind bläst den Winter fort

Der Januar 2015 war in Zürich rund anderthalb Grad wärmer als das langjährige Mittel der Jahre 1981-2010. Auf dem Züriberg zeigte das Thermometer im Mittel 1,8 Grad an. Mit dem Januar geht der fünfte zu warme Monat in Folge seit September 2014 zu Ende. Weiter war es der fünfte übertemperierte Januar in Folge, nachdem in Zürich bereits alle Januare seit 2011 zu warm ausfielen. Die Januare im bereits wieder zur Hälfte durchschrittenen zweiten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts sind mit durchschnittlich 1,7 Grad so mild wie nie zuvor in der 150-jährigen Messreihe von Zürich. In der Dekade von 1981-1990 waren die Januare im Durchschnitt noch -0,2 Grad kalt. Zwischen 1991 und 2000 brachten es die ersten Monate des Jahres bereits auf 0,7 Grad, ehe sie sich in der ersten Dekade des neuen Jahrtausends von 2001 bis 2010 nicht weiter erwärmten und mit durchschnittlich 0,5 Grad sogar etwas kühler ausfielen als jene in der Vordeakde. Mit einem regelrechten Temperatursprung um 1,2 Grad seit der letzten Dekade haben sich die Januare nun aber wieder kräftig erwärmt.

 

Februar kann kalt sein

Die Winterwärme in der laufenden Dekade konzentriert sich keinesfalls nur auf den Januar. Ein sehr ähnliches Bild zeigt sich in der Tat auch im Dezember. Auch diese waren seit 2011, also im aktuellen Jahrzehnt, allesamt zu warm. Gegenüber dem vorangegangenen Jahrzehnt beträgt der Temperatursprung im Dezember sogar 1,7 Grad. Es ist jedoch zu bedenken, dass im aktuellen Jahrzehnt bis 2020 noch einiges geschehen kann. Von zu kalten Dezembern und Januare wird Zürich in den nächsten Jahren nicht unbedingt verschont werden. Dass es im Winter auch so richtig kalt werden kann, zeigen denn auch die Februare im laufenden Jahrzehnt. So war insbesondere der Februar 2012 für die heutige Zeit ausgesprochen kalt. Auf dem Zürichberg war es im Mittel eisige -3,5 Grad kalt. Und auch ein Jahr später blieb der Februar 2013 mit durchschnittlich -1,3 Grad frostig. Ob der letztjährige, viel zu warme Februar eine Trendwende einläutete, wird wohl der aktuelle Februar zeigen. Allgemein ist in diesem Jahrzehnt bisher noch kein Februarmuster zu erkennen, so war auch der Februar 2011 übertemperiert. Verglichen mit dem Vorjahrzehnt kühlten sich die Februare der Zehnerjahre jedoch im Schnitt markant ab. Trumpften die zweiten Monate des Jahres in den Dekaden 1991 bis 2000 und 2001 bis 2010 noch mit durchschnttlich 1,8 Grad auf, sind es im laufenden Jahrzehnt bisher kalte 0,5 Grad.

 

NAO entscheidet

Ob der Februar 2015 mild wie sein Vorgänger oder eisigkalt wie 2012 oder 2013 wird, hängt vor allem von der Nordatlantischen Oszillation (NAO) ab. Ist der Luftdruck über Südwesteuropa hoch und über Island und Skandinavien tief (positiver NAO-Index), führen die Westwinde im Winter milde und relativ feuchte Luftmassen heran. Ist das winterliche Kaltlufthoch über Russland dagegen kräftig ausgebildet, strömt mit Bise kalte und trockene Luft Richtung Alpenraum und die niederschlagsbringenden Tiefdruckgebiete ziehen dann weit nördlich und südlich von Mitteleuropa durch (negativer NAO-Index).

Die Nordatlantische Oszillation (NAO), also die Stärke der Westwindströmung, beeinflusst auch diesen Winter entscheidend das Wetter in der Schweiz: Bei positiver NAO ist es viel zu mild, bei negativer NAO ist es winterlich kalt.
Die Nordatlantische Oszillation (NAO), also die Stärke der Westwindströmung, beeinflusst auch diesen Winter entscheidend das Wetter in der Schweiz: Bei positiver NAO ist es viel zu mild, bei negativer NAO ist es winterlich kalt.

Wie stark der Einfluss der NAO auf den Schweizer Winter ist, zeigt der bisherige Winterverlauf (Dezember 2014 bis Januar 2015) eindrücklich: Der Winter startete Anfang Dezember mit durchschnittlichen Temperaturen. Die Strömung über Europa war zonal geprägt, jedoch war noch keine starke Westströmung auszumachen. In der Folge verstärkten sich die Druckgebilde Azorenhoch und Islandtief, so dass eine ausgeprägte Westwindströmung aufkam. Der NAO-Index stieg analog rasch in den stark positiven Bereich. Die Milderung in Zürich lies nicht lange auf sich warten. Schon bald stiegen die Temperaturen markant an. Zur Dezembermitte war es beinahe frühlingshaft mild auf dem Zürichberg mit Temperaturen über 10 Grad. In der Folge sank der NAO-Index bis zum Jahresende kontinuierlich bis in den negativen Bereich ab, da die Druckgebilde über dem Atlantik weniger ausgeprägt waren und somit die Westwinde langsam abflauten. Der Weg war somit frei für arktische Luftmassen, welche den Alpenraum dann auch tatsächlich kurz nach Weihnachten und bis zum Silvester besuchten und mit Schnee überhäuften. Doch bereits in der ersten Neujahrswoche reaktivierten sich die Druckgebilde über dem Atlantik und der NAO-Index wechselte wieder in den positiven Bereich. Mitte Januar war der NAO-Index dann schon wieder stark positiv. Die neuerliche Winterwärme liess nicht lange auf sich warten und so war es Mitte Januar erneut frühlingshaft mild mit bis zu 15 Grad in Zürich. Nachdem der NAO-Index in der Folge wieder zurückging, meldete sich auch der Winter in der zweiten Januarhälfte zurück. Die positive Phase der NAO Ende Januar konnte dann im Temperaturverlauf nicht mehr gut erkannt werden. Trotz hohem NAO-Index blieb es eher kalt, da der Westwind in der Schweiz die stabile Grenzschicht nicht genügend gut durchmischen konnte. Trotzdem zeigt sich auch in diesem Winter, wie stark die Nordatlantische Oszillation das Wetter im Alpenraum beeinflusst. Gemäss Mittelfristprognosen erwartet uns Anfang Februar nun zuerst einmal eine negative NAO-Phase mit entsprechend winterlichen Verhältnissen.

 

Der Westwind bläst den Winter fort

Eine Luftdruckschaukel bestimmt unser Winterwetter

wintertemp_abw_NAO

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