Extratropische Umwandlung

Extratropische Umwandlung (Extratropical Transition)

Die tropischen Zyklonen des Nordatlantiks entwickeln sich meist aus Easterly Waves heraus bzw. aus mesoskaligen Gewitterkomplexen über dem Mittelatlantik. Sie verlagern sich allmählich nach Nordwesten und nehmen meist in der Karibik bzw. im Golf von Mexico Fahrt auf. Bisweilen richten sie auf ihrem Weg über die größeren Inseln oder bei Landgang beträchtliche Schäden an, wie etwa Hurrikan "Katrina" 2005 in New Orleans. Meist drehen die Hurrikane in der Region von Florida nach Nordosten ab und gliedern sich zwischen Neufundland und Azoren, seltener auch im Bereich der Kanarischen Inseln, wieder in die Frontalzone ein.

Gelangen tropische Zyklone in höhere Breiten, geraten sie unter Einfluss der Jetstreams, und die tropischen Eigenschaften gehen verloren. Der Zyklon bzw. das tropische Tiefdruckgebiet bildet mit Kopplung an einen Kurzwellentrog und entsprechender Vorticityadvektion Frontensysteme aus. Die tropischen Eigenschaften machen sich dennoch bemerkbar, da in Umwandlung sich befindliche tropische Zyklone weiterhin viel latente Wärme freisetzen können und hochreichend (konvektive) Frontwolkenfelder aufweisen.

Häufig geschieht die Umwandlung in das außertropische Tiefdruckgebiet durch eine sogenannte "T-Bone"-Zyklogenese (nach Shapiro & Keyser 1990), im deutschen Sprachgebrauch auch "Hammerkopf"-Zyklogenese genannt. Die Begrifflichkeit rührt von der äußeren Struktur der Tiefdruckgebiete her:

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Neben dem gewöhnlichen Frontensystem existiert noch eine zweite Warmfront als Verlängerung der Okklusion (manchmal auch als zweite Okklusion eingezeichnet), wodurch das Frontensystem einem T-Bone-Steak oder einem Hammerkopf ähnelt. Bei intensiven rein außertropischen Tiefdruckentwicklungen findet man ebenfalls zweite Warmfronten, jedoch meist stromabwärts der ersten Warmfront.

Die T-Bone-Struktur wird durch die Kopplung zweier Jetstreaks (Polarfront- und Subtropenjet) begünstigt, die doppelte Höhendivergenz auslöst, auch "double jet configuration" genannt.

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Im nachfolgenden Fallbeispiel vom 08. Oktober 2008 lag obige doppelte Jetstruktur vor, mit Überlagerung von linkem Jetauszug und rechtem Jeteinzug und resultierender starker Höhendivergenz, somit großflächiger Hebungsantrieb im Bereich von Okklusion und zweiter Warmfront. Auch in den anderen Fallbeispielen mit T-Bone-Struktur gab es zwei Jetstreams.

Die folgenden Kartensequenzen zeigen Umwandlungen von ehemals tropischen Tiefdruckgebiet in außertropische Tiefdruckgebiete. Jeweils eingezeichnet sind die Frontensysteme, gelb ist zur besseren Sichtbarkeit die erste Warmfront, rot die zweite (T-Bone)-Warmfront, falls vorhanden.

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In allen Fällen sticht im Reifestadium die breite, weiterhin energiereiche Okklusionsfront ins Auge. Die Kaltfront ist mangels Hebungsantrieb und geringer Kaltluftadvektion (der starke Rückgang der Thetae-Werte hängt viel mehr mit Feuchteabnahme zusammen) meist nur schwach ausgeprägt, während sich der Schwerpunkt der Niederschläge auf die Warmfront und Okklusion konzentriert, meist mit stratiformen, "skaligen" Niederschlag, der konvektiv durchsetzt ist. Der tropische Charakter bleibt zum einen mit der hohen absoluten Feuchte im Bereich der Okklusionen bzw. im Warmsektor, zum anderen mit dem annähernd axialsymmetrischen Windfeld im Kernbereich der Zyklone erhalten (vor allem in den letzten beiden Fällen).

Der letzte berüchtigte Ex-Hurrikan, der über Mitteleuropa zog, war Sturmtief "Kyle" am 25.10.2002, ein Tag vor Orkan "Jeanett". Sturmtief "Kyle" brachte in Deutschland mit Kaltfront und nachfolgender Troglinie verbreitet Orkanböen, Gewitter und Hagel/Graupel.

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