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Die Arktische Oszillation - Arctic Oscillation AO

Die Arktische Oszillation AO ist eine Wettererscheinung, bei welcher die Luftdruckverhältnisse zwischen den arktischen Gebieten und den mittleren Breiten zwischen positiven und negativen Phasen wechseln.

In der Arktischen Oszillation wehen Winde im Gegenuhrzeigersinn in der Region um den 55° N-Breitenkreis.

Die negative Phase

In einer negativen Phase ist der Luftdruck in den polaren Gebieten höher, als er dort normalerweise herrschen würde.

In den mittleren Breiten um den 45°N-Breitenkreis herrscht zur gleichen Zeit ein tieferer Luftdruck, als er um diese Jahreszeit in diesen Breiten üblicherweise gemessen würde.

Die negative Phase der Arktischen Oszillation bringt in dem Mittelwesten der U.S.A. sowie West- und Mitteleuropa Kaltlufteinbrüche.

Im Mittelmeerraum können Stürme heftige Regenfälle auslösen.

Die positive Phase

In einer positiven Phase ist der Luftdruck in den polaren Gebieten tiefer, als er dort normalerweise herrschen würde. In den mittleren Breiten um den 45°N-Breitenkreis herrscht zur gleichen Zeit ein höherer Luftdruck, als er um diese Jahreszeit in diesen Breiten üblicherweise gemessen würde.

Während einer positiven Phase der Arktischen Oszillation können die Stürme auf den Ozeanen weiter nach Norden gelangen. Alaska, Schottland und Skandinavien erhalten so häufiger und stärkere Niederschläge. In Kalifornien, im Mittelmeerraum sowie im Nahen Osten sind die Wetterverhältnisse trockener.

Quelle: NOAA, Text: RAOnline

Die Arktische Oszillation beeinflusst das Wetter in der Arktis

Die "Arktische Oszillation" beeinflusst das Auf und Ab der Temperaturen in der Arktis. Dabei handelt es sich um eine grossräumige Schwingung der Atmosphäre, die durch entgegengesetzte Luftdruckanomalien in der zentralen Arktis und Teilen der mittleren Breiten gekennzeichnet ist. Die Jahrzehnte dauernden Schwingungen sind unterschiedlich stark ausgeprägt. In der positiven Phase, die seit etwa 1970 vorherrscht, treiben starke Westwinde im Winter warme Atlantikluft nach Nordeuropa und Sibirien.

In der negativen Phase der Arktischen Oszillation kann die kalte Polarluft weiter nach Süden vordringen und beschert den Europäern strenge Winter, wie zuletzt von 1940 bis 1970. Durch Einbeziehung dieser Schwingungen in Computermodellierungen soll die Vorhersage der künftigen Klimaentwicklung deutlich verbessert werden.

Quelle: AWI

Einige Forscher neigen dazu, die Arktische Oszillation mit der Nordatlantischen Oszillation (NAO) in Verbindung zu bringen. Nordatlantischen Oszillation (NAO) versteht man die Schwankung der Druckverhältnisse zwischen dem Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Süden.

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Arktis und Antarktis: Polarwirbel - Zirkumpolarer Vortex

Der Austausch der Luftmassen zwischen den bodennahen Luftschichten in den arktischen bzw. antarktischen Regionen und den Luftschichten in der Stratosphäre hat einen grossen Einfluss auf das Wettergeschehen über den beiden Erdhälften.

Kaltluftvorstösse aus den polnahen Gebieten in die mittleren Breiten der beiden Hemisphäre bringen abrupte Wetterwechsel mit zum Teil einschneidenden Folgen. Der Austausch zwischen verschieden hoch verlaufenden Luftschichten über der Arktis und der Antarktis steuert auch den die Stärke und den Verlauf der Starkwindbänder (= Jetstreams) entlang der Polarfront.

Der Verlauf des Polarfront-Jetstreams beeinflusst u.a. die Bildung und die Bewegung von Luftrucksystemen (Hoch- und Tiefdruckgebiete) und somit das Wettergeschehen in den mittleren Breiten.

Im Arktischen Winter trifft wenig bis gar kein Sonnenlicht auf die arktische Zonen. Es ist die Zeit der Polarnacht nördlich des nördlichen Polarkreises (ca. 66,5° N). In der Polregion wird mehr Energie aus den Boden- und Wasserschichten in den Weltraum abgestrahlt als Sonnenenergie eingestrahlt wird (negative Strahlungsbilanz). Der "Antriebsmotor" für den Polarwirbel verliert seine Antriebskräfte und kommt daher "ins Stottern". Er schwächt sich ab.

In dieser Zeit, wo wenig Sonnenenergie die Atmosphäre und den Boden erwärmt, beginnen sich die Luftmassen über der Polregion von Westen nach Osten um den Nordpol zu drehen. Diese Luftbewegung in Höhen von etwa 20 bis 50 km heisst Polarwirbel (= zirkumpolarer Vortex). Die Winde im Polarwirbel können durchaus Geschwindigkeiten bis 300 km/h erreichen.

In Jahren, in welchen wärmere Luftmassen in höhere Luftschichten über der Arktis einströmen, schwächt sich der Polarwirbel ab. Die Winde im Wirbel wehen während dieser Zeit zunehmend mit geringerer Geschwindigkeit. Mit der zunehmenden Erwärmungen der höheren arktischen Luftschichten wird die Temperaturdifferenz zwischen den kalten Luftmassen in den Polregionen und der wärmeren Luftschichten in den mittleren Breiten immer kleiner. Gleichzeitig nimmt der Luftdruckunterschied zwischen den beiden Zonen ab. Diese Entwicklung nennen Meteorologen die negative Phase der Arktischen Oszillation.

In der negativen Phase der Arktischen Oszillation AO schwächt sich der Polarjet an den Rändern des Polarwirbels ab. Der Polarjet ist die Luftmassengrenze, die Polarfront, zwischen den kalten Luftmassen im Norden und der warmen Luft in südlicheren Breiten. Der Polarjet verliert in negativen Phasen der AO ein Kraft. Das Starkwindband (Jetstream = Strahlstrom) beginnt zu mäandrieren und bildet daher Wellen (Rossby-Wellen). In den Wellentälern der Jetstreamströmung können sehr kalte, polare Luftmassen in südlichere Breiten vorstossen. Die Kaltluftvorstösse über Europa hinweg können durchaus Nordafrika erreichen. In den Wellenbergen können sehr warme Luftmassen aus dem Sahararaum bis weit in den Norden von Europa strömen und in Nordeuropa für sehr hohe Temperaturen sorgen.

Während einer starken negativen Phase kann sich der Polarwirbel über dem Nordpol in zwei Wirbelgebilde aufspalten. Der eine Wirbel etabliert sich dann eher nördlich von Sibirien und der zweite Luftkreislauf im nördlichen Kanada.

In Jahren, in welchen die stratosphärischen Temperaturverhältnisse nicht durch einfliessende warme Luft gestört wird, kann sich ein stabiler Polarwirbel mit einem starken Polarjet und kräftigen Westwinden bilden. Die polare Kaltluft bleibt bei diesen Verhältnissen nördlich des Polarjets "gefangen" und vermag nicht nach Süden vorzustossen.

Auf der Südhalbkugel (südliche Hemisphäre) bildet sich im Antarktischen Winter in der Antarktis ebenfalls wie in der Arktis ein Polarwirbel, welcher in die Antarktische Oszillation (AAO) eingebunden ist. Die AAO ist stärker als die AO, weil fast keine Landmassen die Westwinde abschwächen. Der AAO kann sich ebenfalls in einer negativen und einer positiven Phase zeigen.

Text: RAOnline

Wetter und Klima
Europa Polarjet verzögert Frühling
Jetstream
Globales Windsystem
Zirkumpolarer Vortex

Der zirkumpolaren Vortex ist eine starke Luftströmung aus westlichen Richtungen, welche sich im antarktischen Winter in der Stratosphäre aufbaut. Die Luftmassen im Innern dieser kreisförmigen Windströmung werden von den übrigen Luftbewegungen abgeschlossen und können sich daher stark abkühlen. In 17 km Höhe kann die Lufttemperatur in Phasen einer starken zirkumpolaren Vortex-Strömung bis gegen minus 80°C fallen.

In dieser kalten Zeit bilden sich chlorhaltige Gase. Wenn im antarktischen Frühling die Sonne die Luft wieder erwärmt, helfen diese chlorhaltigen Gase dabei, das Ozon abzubauen und das Ozonloch zu verstärken. Im antarktischen Sommer verschwindet der zirkumpolare Vortex wieder und neues Ozon strömt gegen den Südpol.

In der Arktis sind die Luftbewegungen in der Stratosphäre viel unregelmässiger als in der Antarktis und die Lufttemperaturen fallen dort weniger stark ab. Die gebirgigen Landmassen, welche den Arktischen Ozean umgeben, verhindern einen regelmässigen Aufbau einer Luftströmung in der Stratosphäre. In der Stratosphäre über der Arktis sind Wolken mit chlorhaltigen Gasen daher weniger häufig als in der Antarktis und die Bildung eines Ozonlochs ist seltener.

Quelle: BAS, Text: RAOnline

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Arktischer Ozean und Grönland
Gletscher in Grönland
Greenland's Icesheet
Arctic Monitoring and Assessment Programme AMAP
Videos über die Arktis - Klimawandel
KlimaCampus - Universität Hamburg
Arktis - Antarktis: Meereiskonzentration 2010-2012
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Grönland
Grönland - Im Land der Eisbären
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Antarktis - Antarctica Eis- und Klimaforschung
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U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA AWI
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