auf dem Nordatlantik bahnt sich in den kommenden 24h eine "rapid cyclogenesis" mit einem Kerndruckfall von ca. 40hPa in 24h an.
Ich möchte im Folgenden etwas näher auf diese Zyklogenese eingehen :

Das obige Composit von 12 UTC zeigt den Europaauschnitt mit Infrarot (oben) und Wasserdampfbild (unten).
Im IR sieht man ein teilweise okkludiertes Tiefdruckgebiet über Schottland, dessen mächtiger Aufgleitschirm derzeit den Westen Deutschlands erreicht. Die anfangs noch kräftigeren Niederschläge schwächen sich aber mit fortschreitender Bewegung nach Osten deutlich ab, da unter Entschärfung des Druckgradienten in allen Höhen auch die Advektionsprozesse nachlassen. Über Teilen Ostdeutschlands ist noch eine Trogachse wirksam (schwarz eingezeichnet). Höhenkaltluft überlagert dabei anfangs noch feuchtmilde Luft in den unteren Schichten. Im Tagesverlauf stabilisiert aber die Höhenwarmluft der hereinschwenkenden Warmfront und vereinzelte Schauer ziehen sich an die Ostseeküste zurück.

Die Kaltfront ist kaum wetteraktiv ausgeprägt, was - ebenso wie in Ostdeutschland - an der Stabilisierung durch einen Kurzwellenkeil über England liegt. Die Höhenkaltluft wird dabei nach Nordwesten zurückgedrängt - über Wales und Südengland setzt vorderseitig des Keiles Absinken (negative Vorticityadvektion) ein, die einfließende Kaltluft wird dabei abgetrocknet und mindert dadurch die Konvektion noch weiter. Im Wasserdampfbild sieht man in diesem Bereich (weißer Kreis) eine Zone sehr trockener Luft (schwarz), was auf markante Absinkbewegungen hinweist.

Das Sounding über Südengland von 12z unterstützt diese Theorie

Ebenso eindrücklich ist auch eine scharfe Wolkengrenze über Polen, die im Wasserdampfbild eine langgestreckte Zunge sehr trockener Luft aufweist, die sich nordöstlich von Schottland einkringelt. Dieses Bild ist vermutlich auf die frontgebundene Querzirkulation des Jets zurückzuführen - mit Aufsteigbewegungen an der Front und Absinken dahinter.

Das eingangs erwähnte Tiefdruckgebiet, welches in den kommenden 24h eine klassische "rapid cyclogenesis" durchläuft, befindet sich derzeit am linken Bildrand mit bereits sichtbaren Fronten. Der sogenannte Cloudhead liegt knapp nördlich (oberer schwarzer Kreis im Wasserdampfbild) und verschmilzt später mit dem Frontband zur Okklusion. Im unteren schwarzen Kreis liegt das eigentliche Frontband , welches durch Warmluftadvektion im Bereich des warmen Förderbands (warm conveyor belt) seinen Cirrenschirm erhält.

Um festzustellen, in welchem Stadium sich die Zyklogenese befindet, muss man das breite Wolkenfeld nach "Dry Intrusions" absuchen, also nach einem trockenen Oberstrom. Da es sich hier um eine Zyklogenese vom cold conveyor-belt-type handelt, setzt die Dry Intrusion zwischen dem Cloudhead und dem Frontband ein (weißer Kreis). Zum Vergleich - bei einer Zyklogenese des "warm conveyor-belt-type" existiert kein separater Cloudhead wie hier, sondern aus dem Frontbild selbst spiralisiert sich die Okklusion , wenn die Dry Intrusion rückseitig der Kaltfront vorstößt.

Soweit zur Satellitenbildanalyse.

Für den synoptischen Background noch zwei Prognosekarten von 6z für 12z (GFS-Lauf):

In der 500hPa eingezeichnet sind die Warm- und Kaltfront des besagten Tiefdruckgebietes. Auffallend ist hier bereits die starke Krümmung beider Fronten sowie die Krümmung des vorderseitigen Kurzwellenkeils (gelb) und des rückseitig vorstoßenden Kurzwellentroges (blau). Krümmung ist auch das Schlüsselwort bei dieser Zyklogenese :

Diese hat zur Folge, dass die Isohypsen (Druckflächen in der Höhe) die Isothermen (Temperaturflächen) schneiden, demzufolge eine barokline Situation vorliegt. Da durch die starke Krümmung der Keile und Tröge die Baroklinität besonders hoch ist, okkludiert das Tiefdruckgebiet rasch.

Der zweite Effekt der Krümmung betrifft den Kurzwellentrog auf der Rückseite der Kaltfront - er ist nicht nur dynamisch (also vom Druck her) ,sondern auch thermisch besonders gut ausgeprägt, der Abstand von -20 , -25 und -30-Isotherme ist recht schmal und weist ebenso eine Krümmung auf. Vorderseitig des steilen Troges wird nun massive Hebung erzeugt, die das Bodentief erheblich vertiefen lässt.

In der letzten Karte, der 300hPa-Stromlinien und Windgeschwindigkeit, habe ich das Bodentief als schwarzen Punkt eingezeichnet. Es liegt direkt im Kernbereich eines stark gekrümmten Jetstreaks. Würde der Jet keine Krümmung aufweisen, dann hätte die Lage des Bodentiefs auf der Jetachse keinerlei Konsequenzen (außer eine rasche Fortbewegung), da sich hier Advektionsprozesse die Waage halten. Infolge der Krümmung aber und der Lage auf der Vorderseite des hereinschwenkenden Troges wird jedoch Hebung erzeugt, sodass eine deutliche Intensifvierung der Zyklogenese begünstigt wird.

Im Windfeld stromabwärts sieht man ferner noch den Kurzwellenkeil über Mitteleuropa, der vorübergehend für störungsfreie Witterung sorgt und die Trogachse über Ostdeutschland bis zum Balkan, in dessem Bereich die Schauer auftreten.

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Morgen vormittag erreicht das Tief mit 965hPa Kerndruck nordwestlich von Irland seinen Höhepunkt und beeinflusst mit kräftigen, schauerartigen Niederschlägen vor allem Irland, Schottland und Westengland. Da sich vorderseitig ein Starkwindband über die Gebiete legt und auch in den unteren Schichten mit 40-60Kn Mittelwind ein Starkwindfeld bildet, können in Schauern kräftige Böen bis zur Orkanstärke und weit darüberhinaus auftreten. Entsprechend hat ESTOFEX gestern abend eine Vorhersage von "non-convective gusts > 25m/s" erlassen. Für die Bildung organisierter Zellen ist die Geschwindigkeitsscherung insgesamt vermutlich zu stark und die verbreitete Auslöse durch die vorhandene Hebung ermöglicht die Bildung vieler Zellen bzw. zusammenhängender Regengebiete, sodass die Energie nicht einer isolierten Zelle zufließt (was für Superzellen notwendig ist). Dies könnte ein Grund sein, warum hier kein Level 1-Risiko gegeben wird.

In unserem Raum verstärkt sich in den nächsten Tagen der Hochdruckeinfluss durch die vorderseitig des Atlantiktroges advehierte Warmluft. Morgen klingen die Niederschläge des derzeit hereinlaufenden Frontensystems zunächst ab, im Tagesverlauf bilden sich dann im Osten und Süden durch den durchschwenkenden , flachen Höhentrog nochmals einzelne Schauer und örtliche Gewitter, die aber nicht besonders heftig ausfallen.

Ab Mittwoch beherrschen dann Hochdruck und warme Luft mit Werten über 20°C weite Teile Deutschlands.

Felix

PS : Zu einzelnen Fachbegriffen hier noch ein paar Erläuterungen - ein zusammenfassendes Lexikon ist in Arbeit.

Der Wolkenkopf, engl. Cloudhead ist ein im Anfangsstadium der Zyklogenese parallel und nördlich zum baroclinic leaf versetztes Wolkenfeld, das lange Zeit separat im kalten Bereich der Frontalzone mitschwimmt. Es weist unterschiedliche Formen auf, bei hochreichend labiler Schichtung kann es sich um ein konvektives Wolkenfeld, z.B. um ein Comma im Trogsektor, handeln. Bei vergleichsweise stabiler Schichtung ist es länglich ausgeprägt, durch stratiforme, tiefreichende Wolken (Sc-Niveau). Es nähert sich im weiteren Verlauf dem frontalen Wolkenband weiter an und verschmilzt im Reifestadium mit ihm. Rückseitig der Kaltfront und des Cloudheads setzt dann oft eine Dry Intrusion ein (Sat 88). Aus dem Cloudhead heraus bildet sich unter Warmluftadvektion im Warmfrontbereich die Okklusion des Tiefdruckgebietes

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Das kalte Förderband (engl. cold conveyor belt) befindet sich auf der kalten Seite der Jetachse und markiert einen aufsteigenden Strom kalter Luft von Osten her, der die Warmfront und die Okklusion unterläuft und nach Norden abbiegt. Die aufsteigenden Luftmassen im Bereich dieses Förderbandes erzeugen tiefe Bewölkung , die im Satellitenbild grau erscheinen und sich entsprechend vom frontalen Wolkenband abheben. Zyklogenesen mit kaltem Förderband weisen eine rückseitig des Frontalbandes einsetzende Dry Intrusion auf, die die Okklusion kreuzen. Das warme Förderband ist hingegen für die hochreichende , im Satellitenbild weiß erscheinende Aufgleitbewölkung zuständig (s. unten). Der unter Punkt 2 angesprochene Cloudhead erscheint bei Existenz eines cold conveyor belts meist als längliches tiefes Wolkenband

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Das warme Förderband (engl. warm conveyor belt) ist für den Zustrom feuchtwarmer Luftmassen verantwortlich und verursacht die hochreichende Aufgleitbewölkung der Warmfront im Bereich des frontalen Wolkenbandes. Es ist auf der warmen Seite des Jets gelegen und kann daher mehr Wasserdampf aufnehmen als der cold conveyor belt , wodurch sich die Diskrepanz in den Wolkentops erklärt (die kälteren Wolkenobergrenzentemperaturen auf der warmen Seite des Jets). Zyklogenesen mit warmen Förderband weisen im Gegensatz zum vorherig besprochenen Zyklogenese-Typ keine die Okklusion kreuzende Dry Intrusion auf. Diese setzt hier genau rückseitig des Wellenscheitels entlang der Kaltfront an und spiralisiert an der Okklusion ein. Im Grenzbereich der aufeinander treffenden Förderbänder am Okklusionspunkt bzw. knapp nordwestlich davon bildet sich meist die stärkste Konvektion mit z.T. gewittrigen Regenfällen aus. Grund ist die Überlagerung der Dry Intrusion zum warm conveyor belt , ggf. noch mit dem cold conveyor belt. Ferner befindet sich hier in der Regel ein Hebungsmaximum im linken Jetauszug.

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Der trockene Oberstrom (engl. Dry Intrusion, auch Dryslot) ist ein weiteres Förderband, welches aus der oberen Troposphäre bzw. unteren Stratosphäre sehr trockene Luftmassen in die unteren Höhenschichten transportiert. Es ist durch seinen Transport hoher isentroper potentieller Vorticity (IPV) für die Zyklogenese entscheidend. Im Bereich der Tropopause herrscht eine stabile Schichtung mit dicht gedrängten Isentropen (= Stromlinien gleicher potentieller Temperatur). Durch das Herabführen der Isentropen bei trockenadiabatischer Schichtung werden die hohen potentiellen Temperaturen bis in den Tiefdruckkern transportiert. Die dort vorherrschende Hebung im linken Jetauszug setzt die potentiell verfügbare Energie (auch potentielle Instabilität) frei und verstärkt das Aufsteigen der Luftmassen. Die durch Kondensation freiwerdende latente Wärme intensiviert den Druckfall. Daher sind Extremzyklogenesen fast ausschließlich an eine Kombination von intensiver Hebung und Dry Intrusion gekoppelt. Während der trockene Oberstrom im visuellen oder infraroten Satellitenbild durch eine markant wolkenfreie Zone erkennbar ist, zeichnet er sich im Wasserdampfbild durch besonders schwarz gefärbte , längliche Bereich rückseitig der Kaltfront aus. Die Dry Intrusion arbeitet sich dabei zunehmend im kalten Bereich des Jets auf dessen zyklonale Seite vor und überrennt im Höhepunkt der Zyklogenese den Tiefdruckkern am Boden.