Plötzliche stratosphärische Erwärmung (SSW) ist ein rascher Anstieg von 30-50 °C in der polaren Stratosphäre, der den Polarwirbel unterbricht, das Wetter an der Oberfläche wochenlang beeinflusst und die winterlichen Klimaschwankungen in den mittleren Breiten beeinflusst.
Obwohl der SSW einige Dutzend Kilometer über der Oberfläche in der Stratosphäre auftritt, können sich seine Auswirkungen nach unten in die Troposphäre ausbreiten und das Wettergeschehen auf ganzen Kontinenten beeinflussen.
Durch die Abschwächung oder Verlagerung des Polarwirbels kann die SSW die Stärke, die Position und die Mäanderung des Jetstreams beeinflussen und so je nach Art der Störung längere Kälteperioden, ungewöhnliche Sturmzüge oder längere Perioden milder Bedingungen auslösen.
Die Untersuchung der SSW ist entscheidend für die saisonale Wettervorhersage, das Verständnis extremer Winterereignisse und die Interpretation der Kopplung zwischen stratosphärischer und troposphärischer Dynamik.
Der Polarwirbel ist eine große zyklonale Zirkulation kalter Luft, die sich im Winter über den Polen bildet. In seinem normalen Zustand ist der Polarwirbel stark, kreisförmig und auf die polare Stratosphäre beschränkt. Dadurch wird extrem kalte Luft über den Polen eingeschlossen und das Wetter in den mittleren Breiten relativ stabil gehalten.
Er ist von einem zirkumpolaren Jet umgeben, der die kalte Polarluft von der wärmeren Luft in niedrigeren Breitengraden trennt. Die Stärke und Stabilität dieses Wirbels bilden die Grundlage für die plötzliche Erwärmung der Stratosphäre.
Wenn der Wirbel durch SSW gestört wird, kann er sich abschwächen, aufspalten oder vom Pol weg verlagern, so dass kalte Polarluft in niedrigere Breiten gelangt und die normalen Wettermuster verändert.
SSW wird in der Regel durch die Aufwärtsausbreitung großräumiger atmosphärischer Wellen, häufig Rossby-Wellen, von der Troposphäre in die Stratosphäre ausgelöst.
Wenn diese Wellen die Stratosphäre erreichen, können sie den Polarwirbel verstärken und verzerren, wodurch Energie und Schwung übertragen werden, die die vorherrschenden Westwinde schwächen.
In einigen Fällen kann sich der Wirbel in zwei oder mehr kleinere Wirbel aufspalten oder er kann sich aus seiner zentralen polaren Position verschieben. Die plötzliche Verlangsamung oder Umkehrung der Wirbelwinde bewirkt, dass die Luft sinkt und sich verdichtet, was zu einem raschen Temperaturanstieg in der Stratosphäre führt.
Dieser Prozess vollzieht sich in der Regel innerhalb weniger Tage, obwohl die Auswirkungen auf das Wetter an der Oberfläche wochenlang anhalten können. Der Zeitpunkt, das Ausmaß und das räumliche Muster der Erwärmung hängen von der Stärke der eintreffenden planetarischen Wellen, dem bereits bestehenden Zustand des Polarwirbels und den Wechselwirkungen mit anderen atmosphärischen Merkmalen wie dem Jetstream und troposphärischen Drucksystemen ab.
Meteorologen unterscheiden zwischen zwei Haupttypen von SSW-Ereignissen:
Split-Ereignisse haben in der Regel weitreichendere und extremere Auswirkungen auf das Wetter in den mittleren Breitengraden als Verlagerungsereignisse.
Das Verständnis der Art des SSW ist entscheidend für die Vorhersage der daraus resultierenden Wetteranomalien und ihrer räumlichen Verteilung.
Die abwärts gerichtete Ausbreitung von SSW-Effekten kann das Oberflächenwetter auf der Nordhalbkugel erheblich verändern.
Größere plötzliche Erwärmungen der Stratosphäre treten in der nördlichen Hemisphäre etwa alle zwei Winter auf, geringfügige Erwärmungen kommen jedoch häufiger vor.
Der relativ schwächere und weniger stabile Polarwirbel in der nördlichen Hemisphäre macht ihn anfälliger für Störungen durch planetarische Wellen, so dass SSW mit einiger Regelmäßigkeit über Eurasien und Nordamerika auftreten können.
Im Gegensatz dazu treten auf der Südhalbkugel weitaus weniger SSW-Ereignisse auf, da der antarktische Polarwirbel stärker und kreisförmiger ist und weitgehend von der Aktivität starker planetarischer Wellen isoliert ist.
Wenn SSW in der südlichen Hemisphäre auftritt, ist sie in der Regel weniger intensiv und hat einen geringeren Einfluss auf das Wetter an der Oberfläche, obwohl sie dennoch wertvolle Einblicke in die Dynamik der polaren Stratosphäre bietet.
SSW-Ereignisse sind ein wichtiger Schwerpunkt sowohl für die Klimaforschung als auch für die operationelle Vorhersage. Die Vorhersage des Auftretens und der Art von SSW kann die Wettervorhersage auf längere Sicht verbessern, insbesondere für winterliche Temperaturextreme und Sturmmuster.
Sie geben auch Aufschluss über die Kopplung zwischen Stratosphäre und Troposphäre, die Dynamik des Polarwirbels und die Art und Weise, in der großräumige atmosphärische Wellen die globale Zirkulation beeinflussen.
Das Verständnis der SSW trägt zu einem breiteren Verständnis dafür bei, wie polare Prozesse extreme Wetterlagen in polfernen Regionen verursachen können.
Die plötzliche Erwärmung der Stratosphäre stellt eine schnelle Störung der polaren Stratosphäre dar, die kaskadenartige Auswirkungen auf das globale Wetter hat.
Durch die Abschwächung oder Verlagerung des Polarwirbels können SSW-Ereignisse die Jetstream-Muster verändern, die Zugbahnen von Stürmen umlenken und längere Perioden mit extremer Kälte oder ungewöhnlichem Wetter hervorrufen.
Ihre Untersuchung ist für das Verständnis der Klimaschwankungen im Winter, für die Vorhersage schwerwiegender Ereignisse und für die Untersuchung der komplizierten Wechselwirkungen zwischen Stratosphäre und Troposphäre unerlässlich.
Im Wesentlichen wirken SSW-Ereignisse als hoch gelegene Triebkraft für Wettermuster an der Erdoberfläche und zeigen die tiefgreifende Verbindung zwischen verschiedenen Schichten der Erdatmosphäre auf.
Veröffentlicht:
11. September 2025
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