Infoblatt Westwindzone

Jetstreams, Unterschiede auf der Nord- und Südhalbkugel und die Bedeutung für das Wetter der gemäßigten Breiten




Die Westwindzone gehört - neben der tropischen Passatzirkulation- zu den wichtigsten Komponenten der atmosphärischen Zirkulation. Sie befindet sich zwischen dem subtropischen Hochdruckgürtel und etwa 60° Breite beider Hemisphären. Die Westwinde wehen zwischen dem subtropischen Hochdruckgürtel und der subpolaren Tiefdruckrinne.


Wie entstehen die Westwinde?

Aus dem subtropischen Hochdruckgürtel strömen nicht nur die Passatwinde zum Äquator zurück, sondern polwärts entströmen dem Hochdruckgürtel ebenfalls Luftmassen.
Die Corioliskraft bewirkt, dass die in Richtung der Pole strömenden Luftmassen in diesem Bereich so stark abgelenkt werden, dass aus den ursprünglich meridional ausgerichteten Strömungen Westwinde werden. Diese Strömung erstreckt sich über die gesamte Höhe der Troposphäre. An der Tropopause wehen besonders starke Westwinde – die Jetstreams.


Jetstreams

Eine Besonderheit der Westwindzone sind die sog. Strahlströme bzw. Jetstreams. Besonders interessant ist dabei der Polarfront-Jetstream. Dies sind Winde, die entlang der Polarfront (oder auch Polarfrontalzone genannt) in der Troposphäre entstehen und sehr hohe Geschwindigkeiten (im Mittel etwa 50 m / s; Maximalgeschwindigkeit bis 100 m / s) erreichen. Die Polarfront trennt die kalte Polarluft gegen die Pole hin von der warmen tropischen Luft gegen den Äquator hin und befindet sich dort, wo der größte horizontale Temperaturgradient herrscht. D. h. die Westwinde, die nichts anderes als die Ausgleichsströmung zwischen dem tropischen Hoch- und dem polaren Tiefdruckgebiet sind, erreichen im Bereich des größten Temperaturgradienten, also über der Polarfront, ihre höchsten Geschwindigkeiten. Der horizontale Temperaturgradient ist wiederum in Höhe der Tropopause, also am oberen Ende der Troposphäre, am größten, weshalb die größten Geschwindigkeiten der Jetstreams in der Tropopause erreicht werden.
Die Jetstreams bilden nur ein schmales Band von wenigen 100 km innerhalb der Westwindzone und sind nicht zu verwechseln mit der mittleren westlichen Zonalströmung.


Unterschiede auf der Nord- und Südhalbkugel

Aufgrund der sehr unterschiedlichen Verteilung von Ozeanen und Kontinenten auf der Nord- und Südhalbkugel kommt es zu bedeutenden Unterschieden der westlichen Zonalströmung auf beiden Hemisphären.
Auf der Südhalbkugel, die in diesem Bereich überwiegend aus Ozeanen besteht, bilden die Westwinde einen fast durchgehenden Gürtel, der eine große Ausgeprägtheit, Kraft und Stetigkeit besitzt.
Auf der Nordhalbkugel kommt es aufgrund der Verteilung von Land- und Wassermassen zu einer ungleichmäßigen Ausbildung von Wärmequellen und -senken, wodurch die zonal ausgerichtete Strömung instabil wird. Dies wird noch bekräftigt durch große Gebirgshindernisse von meridionaler Ausdehnung, wie z. B. die Rocky Mountains in Nordamerika, welche dafür sorgen, dass die Jetstreams in ein mehr oder weniger starkes Mäandrieren übergehen. Dabei entstehen sehr lange Wellen, in denen die Jetstreams um die Erde herum zirkulieren. Diese Wellen werden Rossby-Wellen genannt und haben eine Wellenlänge von mehreren 1.000 km, so dass sich über den gesamten Erdumfang ca. drei bis sechs solcher Wellen ausbilden.


Bedeutung des Polarfront-Jetstreams

Die Mäander des Jetstreams (Rossby-Wellen) sind für das Wetter der gemäßigten Breiten von enormer Bedeutung. Ist die Welle zum Äquator – zur warmen Tropikluft – geöffnet, spricht man von Rücken. Öffnet sie sich in Richtung der Pole, so bezeichnet man dies als Trog. In den warmen Rücken der Tropikluft bilden sich Hochdruckgebiete (Antizyklonen) und in den Trögen der Polarluft Tiefdruckgebiete (Zyklonen). Diese dynamischen Luftdruckgebiete wandern mit dem Jetstream von Westen nach Osten und verursachen so verschiedenste Wettererscheinungen in den gemäßigten Breiten: Tiefs bringen eher regnerisches Wetter während Hochs trockenes Wetter bedingen. In den Zyklonen steigt die warme Tropikluft auf, wird abgekühlt und in den Jetstream aufgenommen. In den Antizyklonen sinkt Luft aus dem Strahlstrom ab. So sorgt der Jetstream für den Austausch zwischen Tropikluft und Polarluft und baut damit den Temperaturgegensatz zwischen Polen und Äquator ab.