Ob im Fernsehen, im Radio oder auch an dieser Stelle: Im Thema des Tages ist immer wieder die Rede von Hoch- und Tiefdruckgebieten. Und auch in den vergangenen Tagen waren Hochdruckeinfluss und "Hitzewelle" in aller Munde, was bei dem einen oder anderen Sommer-Sonne-Fan für große Vorfreude auf Bade- und Biergartenwetter sorgte. Werfen wir heute einen Blick auf die Entstehung solcher Hoch- und Tiefdruckgebiete.
Mit dem Luftdruck beschreibt man die Kraft, die die Luft aufgrund ihrer Masse auf eine Fläche am jeweils betrachteten Ort ausübt. Stellt man sich die Luft in einer Säule vom Erdboden bis zum äußersten Rand der Atmosphäre vor, so lastet diese Luftsäule mit ihrem gesamten Gewicht auf dem entsprechenden Untergrund an der Erdoberfläche. Dabei wurde der mittlere Luftdruck unserer Atmosphäre auf 1013,25 Hektopascal (hPa) als sogenannte "Normalbedingung" festgelegt. Misst man den Luftdruck mit zunehmender Höhe, so befinden sich immer weniger Luftmassen oberhalb des entsprechenden Messpunktes, weshalb die gemessenen Druckwerte sinken.
Aber nicht nur in der Vertikalen ändert sich der Luftdruck, auch horizontal liegen Unterschiede vor. Aktuell (8 Uhr MESZ) zeigt das Barometer im Offenbacher Wetterpark (Hessen) 1020,1 hPa an, während an der Station in Goldberg (Mecklenburg-Vorpommern) 1024,9 hPa und in Freiburg (Baden-Württemberg) 1018,5 hPa gemessen werden. Diese Werte sind zur besseren Vergleichbarkeit auf Meeresniveau korrigiert, wobei hierfür die entsprechende Ortshöhe, Luftfeuchte, Temperatur, usw. berücksichtigt wurde. Es zeigt sich also, dass der Druck horizontalen Schwankungen unterliegt. Und gerade diese Unterschiede im Luftdruck sind entscheidend für die Entwicklung unseres Wetters. Aber wie kommt es zu den unterschiedlichen Druckwerten?
Dabei spielen verschiedene Faktoren eine Rolle. Da an dieser Stelle nicht alle im Detail beleuchtet werden können, beschränken wir uns auf die horizontalen Temperaturunterschiede, die unter anderem für das Aufsteigen und Absinken in der Atmosphäre verantwortlich sind. Werden warme Luftmassen an der Westflanke eines Hochdruckgebiets (Luftzirkulation mit Drehung im Uhrzeigersinn) von Süden nach Norden in das betrachtete Gebiet transportiert, so werden kältere durch wärmere Luftmassen ausgetauscht. Da sich physikalisch gesehen die wärmere Luft ausdehnt und somit leichter ist als kältere Luft, kommt es bei dem Luftmassenwechsel zu einem Druckfall. Erwärmt nun die Sonne zusätzlich die bodennahen Schichten, werden die Luftmassen noch wärmer und somit auch leichter als die Umgebungsluft und steigen auf. Allerdings ist dem Aufsteigen in der Höhe auch eine Grenze gesetzt. Die unterste Luftschicht wird auch als "Troposphäre" bezeichnet und umfasst die unteren Luftschichten zwischen dem Erdboden und 12 bis 17 km Höhe. Die Obergrenze der Troposphäre kennt man als "Tropopause". Diese stellt eine Art "Deckel" dar und verhindert das weitere Aufsteigen in die Höhe. Entsprechend muss die Luft horizontal ausweichen und auseinander strömen. Fließen nun immer größeren Mengen an Luft aus einer bestimmten Region aus, nimmt im Mittel die Masse der Luft in der vertikalen Säule ab und somit auch der Luftdruck. Entsprechend herrscht tieferer Druck als in der Umgebung vor und ein sogenanntes Tiefdruckgebiet (auch Zyklone genannt) bildet sich aus. Den Ort des tiefsten Drucks bezeichnet man dabei als Kern der Zyklone.
Bei den Hochdruckgebieten, die man auch als Antizyklonen bezeichnet, läuft der Entstehungsprozess genau umgekehrt ab. Kalte Luftmassen werden an der Westflanke eines Tiefs (Luftzirkulation mit Drehung gegen den Uhrzeigersinn) nach Süden transportiert und sorgen für einen Druckanstieg. Im Winter kann die zusätzliche Ausstrahlung des Bodens für die Abkühlung der über dem Land vorherrschenden Luftmasse sorgen. Diese kalten Luftmassen sind schwerer als die verhältnismäßig wärmeren Luftmassen in der Umgebung und sinken ab. Entsprechend muss in der Höhe immer mehr Luft aus der Umgebung nachfließen, die ebenfalls absinkt. Durch die verstärkt einfließenden Luftmassen steigt der Druck im Vergleich zur Umgebung an und es bildet sich ein Hochdruckgebiet aus.
Im Gegensatz zu den aufsteigenden Luftmassen der Tiefdruckgebiete, die sich mit der Höhe abkühlen, erwärmen sich die absinkenden Luftmassen der Hochdruckgebiete auf ihrem Weg zum Erdboden. Und da wärmere Luftmassen mehr Wasserdampf aufnehmen können, nimmt die relative Luftfeuchte mit der Erwärmung ab und es kommt zur Auflösung von Wolken und steigenden Temperaturen am Boden.
Aktuell befindet sich Deutschland unter dem Einfluss von Hoch ANNELIE, das dabei für absinkende Luftmassen sorgt. Entsprechend sind am heutigen Mittwoch nur wenige Wolken am Himmel zu sehen und die Sonne kann meist ungehindert einstrahlen. Zudem werden im Zusammenspiel mit Tief QUINTUS (man erinnere sich an die entsprechende Drehrichtung der Druckgebilde) heiße Luftmassen aus der Sahara vor allem nach Frankreich transportiert, die dort für Temperaturen nahe der 40-Grad-Marke sorgen. In Deutschland selbst werden im heutigen Tagesverlauf etwas niedrigere Temperaturen um 25 Grad im Nordosten und vereinzelt bis zu 36 Grad am Oberrhein erwartet. Zum Wochenende verlagern sich die heißen Luftmassen allmählich ostwärts und greifen auf ganz Deutschland über. Also nichts wie ab ins Schwimmbad oder an den Badesee!
MSc.-Met. Sebastian Schappert
Deutscher Wetterdienst