Antriebsbewegungen der Atmosphäre

Konvergenz und Divergenz beschreiben Strömungsfeldeigenschaften, die man sich als konzentrisches Zusammenströmen (Konvergenz) oder Auseinanderströmen (Divergenz) vorstellen kann. Betrachtet man das horizontale Strömungsfeld zu einem festen Zeitpunkt, dann liefern die an jedem Punkt tangential zum horizontalen Windvektor verlaufenden Raumkurven die Strömungslinien des horizontalen Windfeldes. Die horizontalen Windvektoren sind schließlich eng mit dem Luftdruckfeld verknüpft (vgl. dazu auch den Eintrag im Wetterlexikon des DWD unter dem Stichwort "Geostrophischer Wind").

In der Meteorologie werden Divergenz und Konvergenz überwiegend auf den Windvektor angewendet und beziehen sich somit direkt auf die Luftströmungen. Mit den Windkomponenten Geschwindigkeit und Richtung wird in der Praxis oft zwischen Geschwindigkeits- und Richtungs-Divergenz/Konvergenz unterschieden. In der Realität treten Richtungs- und Geschwindigkeits-Konvergenz/Divergenz jedoch selten einzeln auf. In einem Strömungsfeld sind Richtungs- und Geschwindigkeitsvergenzen meist kombiniert. In einer Konfluenzzone findet man deshalb Richtungskonvergenz in Verbindung mit Geschwindigkeitsdivergenz und in einer Diffluenzzone umgekehrt Richtungsdivergenz und Geschwindigkeitskonvergenz (vgl. Abbildung 1.)

In einem materiellen Stromfeld wie der Atmosphäre wird bei jeder Bewegung auch Masse transportiert. Da die Atmosphäre nicht beliebig kompressibel ist, schafft die Atmosphäre dort, wo Konvergenz und Divergenz in der Horizontalen auftreten, vertikale Ausgleichsströme (vgl. Abbildung 2).

Bei ununterbrochener Konvergenz in einem Gebiet wird diesem fortlaufend von den Seiten Luft zugeführt. Damit der Luftdruck in dieser Region nicht stetig steigt, muss als Ausgleichsbewegung in größeren Höhen schließlich ein Ausströmen, also eine Divergenz erfolgen. In den Schichten dazwischen wird die Luft gehoben. Bei einem Divergenzgebiet in tiefen Schichten entstehen analog umgekehrte Verhältnisse. Durch das Ausströmen am Boden muss in der Höhe Luft nachströmen. Entsprechend setzt in den dazwischen liegenden Schichten Absinken ein.

Während ein Hoch in den bodennahen Schichten mit Diffluenz und entsprechend Absinken einhergeht, strömt die Luft in einem Tief zusammen und steigt auf. Nachfolgend sind Hochdruckgebiete meist durch Wolkenauflösung d.h. allgemein schönes Wetter und Tiefdruckgebiete durch Hebung samt Wolken- und Niederschlagsbildung charakterisiert. Weiter gleichzeitig stattfindende physikalische Vorgänge sollen an dieser Stelle vernachlässigt werden.

In einem wellenden Strömungsfeld wechseln sich entsprechend der oben beschriebenen Erklärungen ebenfalls Bereiche mit Hebungs- und Absinkprozessen ab. In der Regel ist dabei vorderseitig des Wellenkamms (Troges, vgl. Wetterlexikon Stichwort "Trog") Hebung und rückseitig Absinken zu finden.

Besonders die vorletztgenannten Eigenschaften lassen sich derzeit häufig auch über Deutschland beobachten. Die durch kurzwellige Strömungsanteile hervorgerufene Hebung sorgt schließlich für die Entwicklung der teils kräftigen Schauer und Gewitter in der feuchtlabilen Luftmasse.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel

Deutscher Wetterdienst

Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.06.2016

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