Tiefdruckgebiet

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Ein sich im Uhrzeigersinn drehendes Tiefdruckgebiet oder ein Zyklon im Süden Australiens. Das Zentrum des spiralförmigen Wolkensystems ist auch das Zentrum des Tiefs.
Ein Tiefdruckgebiet über Island.

In der Meteorologie ist ein Tiefdruckgebiet ein Gebiet, in dem der atmosphärische Druck niedriger ist als in der Umgebung. Tiefdruckgebiete werden in der Regel mit schlechtem Wetter in Verbindung gebracht (z. B. bewölkt, windig, mit möglichem Regen oder Sturm), während Hochdruckgebiete mit leichteren Winden und klarem Himmel verbunden sind. Die Winde kreisen auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn um die Tiefs und auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn, was auf die entgegengesetzten Corioliskräfte zurückzuführen ist. Tiefdruckgebiete bilden sich im Bereich von Winddivergenzen, die in den oberen Schichten der Atmosphäre (in der Höhe) auftreten. Der Entstehungsprozess eines Tiefdruckgebiets wird als Zyklogenese bezeichnet. In der Meteorologie gibt es zwei Arten von atmosphärischen Divergenzen in der Höhe:

  • Der erste ist der Bereich auf der Ostseite der oberen Tröge, die die Hälfte einer Rossby-Welle innerhalb der Westwinde bilden (ein Trog mit großer Wellenlänge, der sich durch die Troposphäre erstreckt).
  • Ein zweiter Bereich ist ein Gebiet, in dem die Winde in der Höhe vor eingebetteten kurzwelligen Trögen, die eine geringere Wellenlänge haben, divergieren.

Divergierende Winde in der Höhe vor diesen Trögen führen zu atmosphärischem Auftrieb in der darunter liegenden Troposphäre, da die Luft von der Oberfläche weg nach oben strömt, was den Oberflächendruck senkt, da diese Aufwärtsbewegung teilweise der Schwerkraft entgegenwirkt, die die Luft in Bodennähe zusammenpresst.

Wärmetiefs entstehen durch lokale Erwärmung, die durch stärkere Sonneneinstrahlung über Wüsten und anderen Landmassen verursacht wird. Da lokal begrenzte Gebiete mit warmer Luft eine geringere Dichte aufweisen als ihre Umgebung, steigt diese wärmere Luft auf, wodurch der atmosphärische Druck in der Nähe dieses Teils der Erdoberfläche sinkt. Großräumige thermische Tiefs über den Kontinenten tragen dazu bei, die Monsunzirkulationen anzutreiben. Tiefdruckgebiete können sich auch durch organisierte Gewittertätigkeit über warmen Gewässern bilden. Wenn dies über den Tropen in Verbindung mit der intertropischen Konvergenzzone geschieht, spricht man von einem Monsuntrog. Monsuntröge erreichen ihre nördliche Ausdehnung im August und ihre südliche Ausdehnung im Februar. Wenn ein konvektives Tief in den Tropen eine warme Zirkulation erhält, wird es als tropischer Wirbelsturm bezeichnet. Tropische Wirbelstürme können sich weltweit in jedem Monat des Jahres bilden, im Dezember jedoch sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel auftreten.

Atmosphärischer Auftrieb führt im Allgemeinen auch zu einer Bewölkung durch adiabatische Abkühlung, sobald die Lufttemperatur beim Aufstieg unter den Taupunkt sinkt, obwohl das Tiefdruckgebiet in der Regel einen bewölkten Himmel mit sich bringt, der die tageszeitlichen Temperaturextreme dämpft. Da Wolken das Sonnenlicht reflektieren, nimmt die einfallende kurzwellige Sonnenstrahlung ab, was tagsüber zu niedrigeren Temperaturen führt. In der Nacht sorgt die Absorptionswirkung der Wolken auf die von der Oberfläche ausgehende langwellige Strahlung für wärmere nächtliche Tiefstwerte in allen Jahreszeiten. Je stärker ein Tiefdruckgebiet ist, desto stärker sind die Winde in seiner Umgebung. Weltweit sind Tiefdruckgebiete am häufigsten über dem tibetischen Plateau und im Windschatten der Rocky Mountains zu finden. In Europa (insbesondere auf den Britischen Inseln und in den Niederlanden) werden wiederkehrende Tiefdruckgebiete typischerweise als "Tiefs" bezeichnet.

Ein Tiefdruckgebiet (kurz das Tief, auch die Störung) ist ein Teil der Erdatmosphäre mit niedrigerem Luftdruck gegenüber dessen großräumiger Umgebung. Ihm steht begrifflich und räumlich das Hochdruckgebiet gegenüber. Von einem Tiefdruckgebiet spricht man nur dann, wenn ein Zentrum ausgemacht werden kann, von dem aus gesehen der Druck horizontal in jede Richtung zunimmt. In anderen Fällen handelt es sich um einen Trog.

Entstehung

Unter Zyklogenese versteht man die Entstehung und Verstärkung von zyklonalen Zirkulationen oder Tiefdruckgebieten in der Atmosphäre. Die Zyklogenese ist das Gegenteil der Zyklolyse und hat eine antizyklonale (Hochdrucksystem) Entsprechung, die sich mit der Bildung von Hochdruckgebieten befasst - die Antizyklogenese. Zyklogenese ist ein Oberbegriff für mehrere verschiedene Prozesse, die alle zur Entstehung einer Art von Zyklon führen. Meteorologen verwenden den Begriff "Zyklone", wenn kreisförmige Drucksysteme in Richtung der Erdrotation fließen, die normalerweise mit Tiefdruckgebieten zusammenfällt. Die größten Tiefdruckgebiete sind polare Wirbelstürme mit kaltem Kern und außertropische Wirbelstürme, die auf der synoptischen Skala liegen. Wirbelstürme mit warmem Kern, wie tropische Wirbelstürme, Mesozyklone und Polartiefs, liegen auf der kleineren Mesoskala. Subtropische Wirbelstürme sind von mittlerer Größe. Die Zyklogenese kann auf verschiedenen Skalen stattfinden, von der mikroskaligen bis zur synoptischen Skala. Größere Tröge, auch Rossby-Wellen genannt, haben eine synoptische Skala. Kurzwellige Tröge, die in die Strömung um größere Tröge eingebettet sind, haben einen kleineren Maßstab oder sind mesoskaliger Natur. Sowohl Rossby-Wellen als auch Kurzwellen, die in die Strömung um Rossby-Wellen eingebettet sind, wandern äquatorwärts von den polaren Wirbelstürmen, die sich sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel befinden. Allen gemeinsam ist ein wichtiger Aspekt, nämlich die vertikale Aufwärtsbewegung in der Troposphäre. Durch solche Aufwärtsbewegungen verringert sich die Masse der lokalen atmosphärischen Luftsäulen, wodurch der Oberflächendruck sinkt.

Außertropische Wirbelstürme bilden sich als Wellen entlang von Wetterfronten aufgrund eines vorbeiziehenden kurzwelligen Luftstroms oder eines Jetstreams in der Höhe, bevor sie sich später in ihrem Lebenszyklus als kaltkernige Wirbelstürme verbergen. Polartiefs sind kleinräumige, kurzlebige atmosphärische Tiefdruckgebiete, die sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel über den Meeresgebieten polwärts der Hauptpolarfront auftreten. Sie sind Teil der größeren Klasse der mesoskaligen Wettersysteme. Polartiefs können mit herkömmlichen Wetterberichten schwer zu erkennen sein und stellen eine Gefahr für den Betrieb in hohen Breitengraden dar, z. B. für die Schifffahrt und Offshore-Plattformen. Es handelt sich um kräftige Systeme, die oberflächennahe Winde von mindestens 17 Metern pro Sekunde (38 mph) aufweisen.

Diese Darstellung der Hadley-Zelle zeigt den Prozess, der Tiefdruckgebiete aufrechterhält. Divergierende Winde in der Höhe ermöglichen einen niedrigeren Druck und eine Konvergenz an der Erdoberfläche, was zu einer Aufwärtsbewegung führt.

Tropische Wirbelstürme entstehen durch latente Wärme, die durch starke Gewitteraktivität angetrieben wird, und haben einen warmen Kern mit gut definierten Zirkulationen. Für ihre Entstehung müssen bestimmte Kriterien erfüllt sein. In den meisten Fällen sind Wassertemperaturen von mindestens 26,5 °C bis zu einer Tiefe von mindestens 50 m erforderlich; Wasser mit dieser Temperatur macht die darüber liegende Atmosphäre instabil genug, um Konvektion und Gewitter aufrechtzuerhalten. Ein weiterer Faktor ist die rasche Abkühlung in der Höhe, die die Freisetzung der Kondensationswärme ermöglicht, die einen tropischen Wirbelsturm antreibt. Es ist eine hohe Luftfeuchtigkeit erforderlich, vor allem in der unteren bis mittleren Troposphäre; wenn viel Feuchtigkeit in der Atmosphäre vorhanden ist, sind die Bedingungen für die Entwicklung von Störungen günstiger. Eine geringe Windscherung ist erforderlich, da eine starke Scherung die Zirkulation des Sturms stört. Schließlich benötigt ein sich bildender tropischer Wirbelsturm ein bereits bestehendes System mit gestörtem Wetter, obwohl ohne eine Zirkulation keine zyklonale Entwicklung stattfinden wird. Mesozyklone bilden sich als warme Kernzyklone über Land und können zur Bildung von Tornados führen. Wasserhosen können sich auch aus Mesozyklonen bilden, entstehen aber häufiger in Umgebungen mit hoher Instabilität und geringer vertikaler Windscherung.

In Wüsten kann der Mangel an Boden- und Pflanzenfeuchtigkeit, die normalerweise für Verdunstungskälte sorgen würde, zu einer intensiven, schnellen Erwärmung der unteren Luftschichten durch die Sonne führen. Die heiße Luft hat eine geringere Dichte als die umgebende kühlere Luft. Dies führt in Verbindung mit dem Aufsteigen der heißen Luft zu einem Tiefdruckgebiet, das als thermisches Tief bezeichnet wird. Monsunzirkulationen werden durch thermische Tiefs verursacht, die sich über großen Landgebieten bilden und deren Stärke dadurch bedingt ist, dass sich das Land schneller erwärmt als der nahe gelegene Ozean. Dadurch entsteht ein stetiger Wind, der in Richtung Land weht und die feuchte oberflächennahe Luft über den Ozeanen mit sich führt. Ähnliche Niederschläge werden dadurch verursacht, dass die feuchte Meeresluft durch Gebirge, Oberflächenerwärmung, Konvergenz an der Oberfläche, Divergenz in der Höhe oder durch sturmbedingte Ausströmungen an der Oberfläche nach oben gehoben wird. Unabhängig davon, wie der Auftrieb erfolgt, kühlt sich die Luft aufgrund der Ausdehnung des niedrigeren Drucks ab, was wiederum zur Kondensation führt. Im Winter kühlt das Land schnell ab, aber der Ozean speichert die Wärme aufgrund seiner höheren spezifischen Wärme länger. Die heiße Luft über dem Ozean steigt auf, wodurch ein Tiefdruckgebiet entsteht und eine Brise vom Land zum Ozean weht, während sich über dem Land ein großes Gebiet mit trockenem Hochdruck bildet, das durch die Abkühlung im Winter verstärkt wird. Monsune ähneln See- und Landbrisen, Begriffe, die sich normalerweise auf den lokalen, täglichen Zyklus der Zirkulation in Küstennähe beziehen, aber sie sind in ihrem Ausmaß viel größer, stärker und saisonal.

Steigen erwärmte Luftmassen vom Boden auf, kühlen sie sich dabei um ca. 1 °C pro 100 m ab. Man spricht vom „trockenadiabatischen Temperaturgradienten“. Zunächst bleibt die im Luftpaket enthaltene Wasserdampfmenge unverändert. In einer bestimmten Höhe erreicht die Temperatur der Luftmasse den Taupunkt. Hier setzt die Kondensation ein, eine Cumulus-Wolke bildet sich. Die Wolkenuntergrenze liegt also genau auf dieser Höhe.

Die bei der Kondensation freiwerdende Kondensationswärme führt auch hier zur Dichteverringerung (siehe feuchtadiabatischer Temperaturgradient), sodass auch in der Höhe durch den hydrostatischen Druck der kälteren Umgebungsluft weiterer Auftrieb entsteht. Es entsteht in diesem Bereich allmählich eine Säule weniger dichter Luft mit entsprechend geringerer Gewichtskraft, ein Tiefdruckgebiet mit einem großräumigen Zuströmen fremder Luft (Winde, Stürme).

Klimatologie

Mittlere Breiten und Subtropen

QuikSCAT-Bild eines typischen außertropischen Wirbelsturms über dem Ozean. Man beachte die maximalen Winde auf der polwärts gerichteten Seite der verdeckten Front.

Große polare Wirbelstürme tragen dazu bei, die Steuerung von Systemen zu bestimmen, die sich durch die mittleren Breiten, südlich der Arktis und nördlich der Antarktis bewegen. Die arktische Oszillation ist ein Index, mit dem das Ausmaß dieses Effekts in der nördlichen Hemisphäre gemessen werden kann. Außertropische Wirbelstürme bilden sich in der Regel östlich von klimatologischen Troglagen in der Höhe nahe der Ostküste der Kontinente oder der Westseite der Ozeane. Eine Studie über außertropische Wirbelstürme in der südlichen Hemisphäre zeigt, dass zwischen dem 30. und 70. Breitengrad im Durchschnitt 37 Wirbelstürme innerhalb eines 6-Stunden-Zeitraums auftreten. Eine andere Studie für die nördliche Hemisphäre zeigt, dass sich in jedem Winter etwa 234 bedeutende außertropische Wirbelstürme bilden. In Europa, insbesondere im Vereinigten Königreich und in den Niederlanden, sind wiederkehrende außertropische Tiefdruckgebiete typischerweise als Tiefdruckgebiete bekannt. Diese bringen in der Regel das ganze Jahr über feuchtes Wetter mit sich. Thermische Tiefs treten im Sommer auch über kontinentalen Gebieten in den Subtropen auf - etwa in der Sonoran-Wüste, der mexikanischen Hochebene, der Sahara, Südamerika und Südostasien. Die Tiefs sind am häufigsten über der tibetischen Hochebene und im Windschatten der Rocky Mountains zu finden.

Monsun-Trog

Position der ITCZ und des Monsuntrogs im Pazifik im Februar, dargestellt durch konvergierende Stromlinien vor der Küste Australiens und im äquatorialen Ostpazifik

Am Monsuntrog oder an der intertropischen Konvergenzzone bilden sich als Teil der Hadley-Zellen-Zirkulation langgestreckte Tiefdruckgebiete. Das Monsuntief im westlichen Pazifik erreicht seinen Zenit in der Breite im Spätsommer, wenn der winterliche Oberflächenrücken auf der gegenüberliegenden Hemisphäre am stärksten ist. Er kann im August bis zum 40. Breitengrad in Ostasien und im Februar bis zum 20. Breitengrad in Australien reichen. Seine polwärts gerichtete Entwicklung wird durch den Beginn des Sommermonsuns beschleunigt, der durch die Entwicklung eines niedrigeren Luftdrucks über dem wärmsten Teil der verschiedenen Kontinente gekennzeichnet ist. Die großräumigen thermischen Tiefs über den Kontinenten tragen zur Entstehung von Druckgradienten bei, die die Monsunzirkulationen antreiben. Auf der Südhalbkugel erreicht der mit dem australischen Monsun verbundene Monsuntrog im Februar seinen südlichsten Breitengrad und ist entlang einer West-Nordwest/Ost-Südost-Achse ausgerichtet. Viele der Regenwälder der Welt sind mit diesen klimatologischen Tiefdruckgebieten verbunden.

Tropischer Wirbelsturm

Infrarotbild eines starken Wirbelsturms auf der Nordhalbkugel, Megi, in seiner höchsten Intensität

Tropische Wirbelstürme müssen sich in der Regel mehr als 555 km oder polwärts des 5. nördlichen und 5. südlichen Breitengrades bilden, damit der Coriolis-Effekt die Winde in Richtung des Tiefdruckzentrums ablenken und eine Zirkulation erzeugen kann. Weltweit erreicht die Aktivität tropischer Wirbelstürme im Spätsommer ihren Höhepunkt, wenn der Unterschied zwischen den Temperaturen in der Höhe und den Temperaturen an der Meeresoberfläche am größten ist. Jedes einzelne Becken hat jedoch seine eigenen saisonalen Muster. Weltweit gesehen ist der Mai der am wenigsten aktive Monat, während der September der aktivste Monat ist. Der November ist der einzige Monat, in dem eine Aktivität in allen tropischen Wirbelsturmbecken möglich ist. Fast ein Drittel aller tropischen Wirbelstürme der Welt bilden sich im westlichen Pazifik, der damit das aktivste tropische Wirbelsturmbecken der Erde ist.

Zugehöriges Wetter

Schematische Darstellung der Strömung (schwarz dargestellt) um ein Tiefdruckgebiet in der nördlichen Hemisphäre. Die Druckgradientenkraft wird durch blaue Pfeile dargestellt, die Coriolis-Beschleunigung (immer senkrecht zur Geschwindigkeit) durch rote Pfeile.

Der Wind wird zunächst von Gebieten mit hohem Druck auf Gebiete mit niedrigem Druck beschleunigt. Dies ist auf Dichteunterschiede (bzw. Temperatur und Feuchtigkeit) zwischen zwei Luftmassen zurückzuführen. Da stärkere Hochdrucksysteme kühlere oder trockenere Luft enthalten, ist die Luftmasse dichter und strömt in Richtung warmer oder feuchter Gebiete, die sich in der Nähe von Tiefdruckgebieten befinden, bevor die damit verbundenen Kaltfronten entstehen. Je stärker der Druckunterschied bzw. das Druckgefälle zwischen einem Hochdrucksystem und einem Tiefdruckgebiet ist, desto stärker ist der Wind. Stärkere Tiefdruckgebiete sind also mit stärkeren Winden verbunden.

Die Corioliskraft, die durch die Erdrotation verursacht wird, sorgt dafür, dass die Winde um Tiefdruckgebiete (wie z. B. bei Wirbelstürmen, Zyklonen und Taifunen) auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn zirkulieren (da sich der Wind nach innen bewegt und vom Zentrum des hohen Drucks nach rechts abgelenkt wird) und auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn zirkulieren (da sich der Wind nach innen bewegt und vom Zentrum des hohen Drucks nach links abgelenkt wird). Ein tropischer Wirbelsturm unterscheidet sich von einem Hurrikan oder Taifun nur durch seine geografische Lage. Beachten Sie, dass sich ein tropischer Wirbelsturm grundlegend von einem Wirbelsturm der mittleren Breiten unterscheidet. Ein Hurrikan ist ein Sturm, der im Atlantik und im nordöstlichen Pazifik auftritt, ein Taifun im nordwestlichen Pazifik und ein tropischer Wirbelsturm im Südpazifik oder im Indischen Ozean. Die Reibung mit dem Land verlangsamt den Wind, der in die Tiefdruckgebiete strömt, und führt dazu, dass der Wind mehr nach innen, d. h. ageostrophisch, in Richtung ihres Zentrums strömt. Tornados sind oft zu klein und von zu kurzer Dauer, um von der Corioliskraft beeinflusst zu werden, können aber so beeinflusst werden, wenn sie aus einem Tiefdruckgebiet entstehen.

Arten

Thermisches Tiefdruckgebiet: Bodentief, Höhentief

Ein thermisches Tiefdruckgebiet bildet sich durch Unterschiede in der Luftdichte, die durch Erwärmung (Sonneneinstrahlung) oder durch Abkühlung hervorgerufen werden.

Der Luftdruck an einem beliebigen Ort der Erdatmosphäre ist der hydrostatische Druck der Luft, der an diesem Ort herrscht. Dieser Druck entsteht (veranschaulicht) durch die Gewichtskraft der Luftsäule, die auf der Erdoberfläche oder einem Körper steht. Unter einer Luftsäule mit geringerer Dichte ist auch der hydrostatische Druck geringer und mit einem Barometer wird deshalb weniger Luftdruck gemessen, man spricht also von Tiefdruck. Bei Hochdrucklage ist die Luftsäule im Gegensatz dazu schwerer, es wird relativ dazu höherer Druck – Hochdruck – gemessen.

Je nach betroffener Luftschicht unterscheidet man zwischen Bodentief und Höhentief.

Höhentief

Ein Höhentief (auch Höhentiefkern, HTK oder Upper Level Low, ULL) beschreibt die Situation über einem (Boden-)Hochdruckgebiet. Es entsteht durch kalte Luft, die aus großer Höhe absinkt, wodurch der Luftdruck in den höheren Schichten der Luft vermindert und am Boden erhöht ist. Höhentiefs liegen in mehreren Kilometern Höhe und zeichnen sich durch – im Vergleich zur Umgebung – niedrige Temperaturen aus. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf das Alter des Tiefs ziehen. Oft gibt es zu einem Höhentief keinerlei Entsprechung in Bodennähe, sie sind aber teils sehr wetterwirksam. Höhentiefs bestimmen besonders im Herbst in Form von Cut-Off-Lows oder Kaltlufttropfen aus Höhentrögen die Wetteraktivität im Mittelmeerraum, weil das warme Wasser des Mittelmeeres die untersten Luftmassen erwärmt und mit Feuchtigkeit anreichert. Dort sind Höhentiefs Indikatoren für abnorme Niederschläge. Auf der Höhenwetterkarte (z. B. 500 hPa-Topographie) zeichnet sich das Höhentief durch einige abgeschlossene Isobaren ab.

Tiefdruckwirbel

Ein Tiefdruckwirbel wird dadurch bedingt, dass die in den mittleren Breiten entgegengesetzten Winde nicht in laminarer (wirbelfrei fließender) Strömung aneinander abgleiten, sondern in turbulenter Strömung Wirbel bilden (siehe auch Rossby-Welle). Diese Wirbel haben ihrer Natur gemäß eine eher vertikale Wirbelachse, so dass die Winde am Boden und in der Höhe in nahezu die gleiche Richtung wehen. Ein für Europa typischer Tiefdruckwirbel ist das Islandtief.

Aufbau einer klassischen außertropischen Tiefdruckzone (Idealzyklone)

Wenn kalte und warme Luft aus je einem Hochdruckgebiet gemeinsam in ein Tiefdruckgebiet (meist einen Tiefdruckwirbel) einströmen, bilden sich Fronten. Neben diesen Fronten gibt es für verschiedene Bereiche eines Tiefdruckgebiets besondere Bezeichnungen.

Vorder- und Rückseite

Aufgrund der in den mittleren Breiten insgesamt vorherrschenden westlichen Winde bewegen sich Tiefdruckgebiete von Westen nach Osten. Daher bezeichnet man die somit an einem bestimmten Ort im Regelfall früher eintreffende Ostseite des Tiefs auch als Vorderseite, die Westseite als Rückseite.

Warmfront

Warmfront

An der Vorderseite des Tiefs gleitet warme – und damit relativ leichte – Luft auf die vor ihr liegende kältere, schwerere Luft auf und wird dabei gehoben. Es entsteht eine Warmfront. Die aufgleitende Luft kühlt sich dabei adiabatisch ab, es kommt zur Kondensation und es bilden sich zuerst Eiskristallwolken (Cirrus) und dann Schichtwolken (Stratus, Nimbostratus), aus denen es anhaltend regnen kann. Weil die abgekühlte Luft sich zu der kalten Luft an der Vorderseite des Tiefs zuschlägt, wandert die Warmfront (im mit dem Tief rotierenden Bezugssystem) zunehmend in Richtung der Rückseite des Tiefs. Durch die insgesamt entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete Rotation (auf der Nordhalbkugel) des Tiefdruckgebietes entsteht der Eindruck, als ob die Warmfront sich langsam an der Vorderseite des Tiefs einrollt.

Warmsektor

Zwischen der Kalt- und Warmfront befindet sich der Warmsektor. Oft lösen sich Wolken in diesem Bereich auf und es fällt kein Niederschlag. Die Luft ist jedoch auch häufig feucht- warm und labil geschichtet, so dass sich Schauer und Gewitter bilden können. Da die Kaltfront in der Regel schneller als die Warmfront vorstößt, wird der Warmsektor allmählich schmaler.

Kaltfront

Kaltfront

Bei einer Kaltfront schiebt sich kalte Luft unter die warme Luft, die sich dabei adiabatisch abkühlt. Dabei regnet es. Weil hier die abgekühlte Luft sich zur Kaltluft auf der Rückseite des Tiefs zuschlägt, wandert die Kaltfront (im mit dem Tief rotierenden Bezugssystem) zunehmend in Richtung der Vorderseite des Tiefs. Durch die insgesamt entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete Rotation des Tiefdruckgebiets entsteht der Eindruck, als ob die Kaltfront sich schnell an der Vorderseite des Tiefs einrollt.
Die Kaltfront ist gekennzeichnet durch konvektive Bewölkung, auch bekannt als Quellwolken (Cumulus, Cumulonimbus). Es kommt zu Schauern, auch Gewitter können folgen.

Okklusion

Als Okklusion bezeichnet man die Vereinigung einer Kalt- und Warmfront. Dabei wird warme Luft vom Boden abgehoben und es entstehen Verwirbelungen. Zur Bildung einer Okklusion kommt es im Regelfall dadurch, dass infolge der unterschiedlichen Rotationsbewegungen in einem Tief die Kaltfront nach einigen Tagen die Warmfront einholt.

Die Okklusion ist besonders niederschlagsintensiv, weil sich die Effekte der Warm- und Kaltfront kumulieren. Da sie vergleichsweise nahe am Tiefdruckkern ist, entstehen die lokal schwersten Niederschläge oft in den älteren Tiefs relativ nah an ihrer Trajektorie (Zugbahn).

Kaltsektor

Hinter der Kaltfront folgt der Kaltsektor. Hier beginnen die an der Rückseite des Tiefs südwärts (respektive nordwärts auf der Südhalbkugel) strömenden Luftmassen um den Tiefkern zu kreisen. Im Kaltsektor klart der Himmel wieder auf, daher wird es nach Durchgang der Kaltfront heiter, aber mit Temperatursturz. Hier entstehen auch Wolkengebiete, die man in starker Ausformung Enhanced Cumulus (EC, erweiterte Cumuluswolkenbildung) nennt. Sie bringen typischerweise etwa bei den herbstlichen Atlantiktiefs Europa den Schnee.

Wenn der Kaltsektor hinter der Okklusion in den Kern des Tiefs vorgedrungen ist, zerfällt das Tief.

Wetterablauf beim Durchzug einer außertropischen Zyklone

Mit ihrer Unbeständigkeit beeinflussen die Zyklonen weitgehend den Wetterablauf in Mitteleuropa. Schon lange vor dem Ankommen der Warmfront ist das Annähern einer Zyklone zu sehen. Mit dem zögernden Aufgleiten der leichteren Warmluft über eine schwerere vorausgegangene Kaltluft sind Advektionsbewölkung und sinkender Luftdruck verbunden. Die Geschwindigkeit des Luftdruckabfalls beim Nahen der Warmfront ist zugleich ein Indikator für die zu erwartende Intensität des Windes. Fällt der Luftdruck um mehr als 2 hPa pro Stunde, kündigt sich Sturm an, so sagt eine Faustregel. Hakenförmig aufgebogene Federwolken (Cirrus uncinus) sind die Vorläufer einer nahenden Warmfront. Sie dichten sich zunächst zu hohen, später mächtigen und tieferen Schichtwolken (Stratus) ab, aus denen zunehmend ergiebiger und lang dauernder Nieselregen, so genannter Landregen fällt, wenn die Kaltluft ortsfest bleibt. Das Aufhören der Aufgleitbewegung nach dem Durchzug der Warmfront führt erst einmal zum Aussetzen der Kondensation, und es kann zum Auflösen der Wolkendecke kommen. Warmluft aus südlicher Richtung fließt in den Warmsektor ein und steigt in große Höhen auf, wo es wieder zur Wolkenbildung und evtl. zu örtlichem schauerartigen Niederschlag kommen kann. Der Warmsektor führt zu den höchsten Temperaturen des Zyklonendurchganges.

Die folgende Kaltfront ist deutlich durch einen Temperaturrückgang um einige Grad zu spüren. Die durch die Kaltluft nach oben verdrängte Warmluft kühlt sich schnell ab. Es entstehen hoch reichende Konvektionswolken (Cumulus). Starke Schauerregen mit großen Tropfen und teilweise Hagelbildung sind die Folge. Mehrfach kommt es auch zu Gewittern. Nach dem Durchzug der Kaltfront hat man bei wieder ansteigendem Luftdruck eine hervorragende Fernsicht aufgrund der klaren Luft. Das Rückseitenwetter nach einem Zyklonendurchgang hängt davon ab, ob weitere Zyklonen folgen. Oft hören die Niederschläge nach dem Durchzug der Kaltfront wieder auf.

Namensvergabe für Europa

Die in Deutschland und einigen Nachbarländern verwendeten Namen für Tief- und Hochdruckgebiete, die das Wetter in Europa beeinflussen, werden vom Meteorologischen Institut der Freien Universität Berlin vergeben.