Wetterthema: Warum scheint bei Hochdruck die Sonne?
Jetzt können wir uns bis auf Weiteres über sonnigs und trockenes Wetter freuen. Doch warum ist der Luftdruck bei sonnigem und trockenem Wetter oftmals hoch und bei wolkenreichem Regenwetter niedrig?
Unsere Abbildung zeigt die Strömungen in einem Hoch und in einem benachbarten Tief. Die Zeichnung ist schematisch und stark überhöht, entspricht aber der aktuellen Wetterlage.
Der Luftdruck selbst ist nicht verantwortlich dafür, ob es sonnig und regnerisch ist. Es gibt vielmehr eine gemeinsame Ursache für den Luftdruck und die Tatsache, ob Wolken entstehen oder ob sich Wolken auflösen. Entscheidend für beides ist die vertikale Luftbewegung in der Troposphäre. Es gibt Gebiete, in denen die Luft absinkt, und andere, in denen sie aufsteigt. Wie solche Luftbewegungen entstehen, sei hier nur kurz erwähnt. Eine tiefgreifende Erklärung ergibt sich erst durch etwas komplexere Rechnungen, die man in den Vorlesungen zur theoretischen Meteorologie im 6. Studiensemester lernt. Durch diese Rechnungen kann gezeigt werden, dass die Luft aufsteigt, sobald sich ein Tief annähert und wenn warme Luft heran gelenkt wird. Nähert sich ein Hoch oder kältere Luft, sinkt die Luft ab. Über den Gebieten mit aufsteigender Luft strömt die Luft in etwa 10 km Höhe auseinander und über den Gebieten mit absinkender Bewegung zusammen. Diese konvergierenden bzw. divergierenden Luftbewegungen werden durch Unregelmäßigkeiten im sogenannten Strahlstrom unterstützt. Der Strahlstrom ist ein Starkwindband mit westlichen Winden in etwa 10 Kilometer Höhe. Auch die Erklärung dafür, wie der Strahlstrom diese Luftbewegungen steuert, ist erst nach einigen Semestern im Studium der Meteorologie nachvollziehbar. Für uns sei somit einfach vorgegeben, dass es Gebiete mit aufsteigender und absinkender Luft gibt, gestützt durch das Auseinander- bzw. Zusammenströmen in der Höhe. Diese Luftbewegungen bestimmen sowohl den Druck, als auch das Wetter.
Dort wo die Luft in der Höhe zusammenströmt und absinkt, sammelt sie sich, es entsteht ein Luftberg, ein Hoch. In den Gebieten mit in der Höhe divergierender Strömung und aufsteigender Luft passiert das Gegenteil, dort wird Masse weg transportiert und der Luftdruck sinkt. In den unteren Luftschichten schließlich weht der Wind vom Hoch in das Tief hinein, wodurch die Luftdruckunterschiede beim Absterben der Hochs und Tiefs irgendwann wieder egalisiert werden.
Die Vertikalbewegungen sind auch entscheidend für das Wettergeschehen. Der Luftdruck ist in der Höhe geringer ist als weiter unten. Das kennen Sie vielleicht vom Bergsteigen. Auf einem hohen Alpengipfel bekommt man weniger Luft als im Tal. Die im Hoch absinkende Luft kommt also in ein Niveau mit höherem Luftdruck, sie wird selbst zusammengedrückt und erwärmt sich. Das kennen Sie vielleicht vom Aufpumpen eines Fahrradreifens. Auch dabei wird Luft komprimiert und das Ventil mitunter recht heiß. Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte Luft. Deshalb verdunsten in einem Hoch durch die absinkende und dabei immer wärmer werdende Luft die Wolken und im Idealfall scheint die Sonne. Das Absinken reicht nicht bis zum Erdboden, oft nur bis in eine Höhe von etwa einem Kilometer herab. Tiefe Wolken in der Schicht darunter werden dadurch also nicht aufgelöst. Im Sommer, übernimmt das die Sonne mit ihren wärmenden Strahlen, im Winter hingegen sitzen wir innerhalb eines Hochdruckgebiets oft unter einer tiefliegenden Wolkenschicht, dem Hochnebel. In einem Tief passiert das Gegenteil. Die aufsteigende Luft gerät unter geringeren Druck, sie kühlt ab und kann dadurch weniger Wasserdampf aufnehmen. Es entstehen Regenwolken.
Das war die Erklärung sogenannter dynamischer Hochs und Tiefs. Erwähnt sei an dieser Stelle nur noch, dass es auch sogenannte thermische Hochs und Tiefs gibt. Bei besonders starker Erhitzung der bodennahen Luftschicht durch die Sonne entsteht ein Tief, wird es im Winter bei klarem Himmel sehr kalt, steigt der Druck.