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Tröge und Keile


Der Strahlstrom oder Jet verläuft nicht gerade um die nördliche Halbkugel der Erde, sondern wellenförmig. Beult sich der Strahlstrom nach Süden aus, so nennt man das einen Trog, genauer Höhentrog. Beult sich der Strahlstrom nach Norden aus, so nennt man das einen Keil, auch Höhenkeil oder Rücken genannt.


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Tröge und Keile


Kurz spricht man von einem Trog und von einem Keil. Der Begriff Trog taucht manchmal auch bei Tiefdruckgebieten in den Bodenwetterkarten auf. Hier ist er im Prinzip das selbe - eine Ausbeulung der Isobaren aus dem Tiefzentrum heraus.

In einem Trog dringt polare Kaltluft in der Höhe nach Süden vor, der Strahlstrom hat hier eine Ausbuchtung nach Süden. Bei einem Keil dringt subtropische Warmluft in der Höhe nach Norden vor und der Strahlstrom hat hier eine Ausbuchtung nach Norden. Somit kann man sagen:

  • Ein Trog ist erfüllt von polarer Kaltluft.
  • Ein Keil ist erfüllt von subtropischer Warmluft.

Jeder Trog und jeder Keil hat eine Vorder- und Rückseite sowie eine Achse. Die Achse beschreibt den Punkt wo die Krümmung am stärksten ist. Die Begriffe Vorder- und Rückseite orientieren sich an der Strömungsrichtung. Auf der Nordhalbkugel strömt alles von West nach Ost. Wie die Karte unten zeigt ist die Vorderseite eines Troges sein östlicher Teil, die Vorderseite dagegen der westliche Teil.


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Tröge und Keile


Gleichzeitig erkennt man, das die Rückseite eines Troges gleichzeitig die Vorderseite eines Keils ist, bzw. die Rückseite eines Keils gleichzeitig die Vorderseite eines Troges ist!

In der Fachsprache spricht man bei einer Trogvorderseite daher auch vom linken Jetauszug, bei einer Trogrückseite vom rechten Jetauszug.

Auf einer Trogvorderseite (oder Keilrückseite) hat der Höhenwind eine südwestliche oder südliche Komponente. Hier wird Warmluft nach Nordosten oder Norden transportiert. Auf der Trogrückseite (oder Keilvorderseite) hat der Höhenwind dagegen eine nordwestliche oder nördliche Komponente. Hier wird Kaltluft nach Südosten oder Süden transportiert.

Um Tröge und Keile zu erkennen braucht man eine Höhenwetterkarte, die es für verschiedene Höhen gibt. Die Standardkarte ist hier die Karte der 500 hPa Druckfläche, die im Mittel in 5500 Meter Höhe liegt. Die folgende Höhenkarte zeigt nur die Isohypsen der 500 hPa Druckfläche (diese Karte habe ich durch eine intensive Nachbearbeitung gewonnen).


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Tröge und Keile in einer 500 hPa Höhenwetterkarte
Karte vom 15.10.99 aus der Wetterzentrale
Bearbeitung: M. Lehwald


In der folgenden Karte habe ich neben den Achsen einiger Tröge und Keile zusätzlich noch die Strömungsrichtung in 500 hPa Druckfläche eingezeichnet:


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Tröge und Keile in einer 500 hPa Höhenwetterkarte
vom 07.08.2008 aus der Wetterzentrale
Bearbeitung: M. Lehwald


Üblich sind heute aber Kombikarten, welche die Isobaren am Boden sowie die Isohypsen der 500 hPa Druckfläche zeigen, wie man sie z. B. in der Wetterzentrale bekommt.


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Eine Kombikarte - Bodendruck und 500 hPa
aus der Wetterzentrale


Bei diesen Karten werden die Isohypsen anhand von farbigen Flächen dargestellt. Die dicke schwarze Linie am unteren Rand der grünen Fläche mit dem Wert 552 ist die sogenannte mittlere Isohypse. Sie kennzeichnet die Höhe, auf der die Druckfläche von 500 hPa nach der Standardatmosphäre liegt; das sind rund 5500 Meter. Anhand dieser Linie kann man gut die Strukturen der Höhentröge und -keile erkennen. Weiteres zu den 500 hPa Höhenkarten siehe hier.

Auf der Beispielkarte oben sieht man einen kräftigen Trog über Osteuropa und Rußland und einen kräftigen Keil, der sich von Spanien bis fast zum Nordpol erstreckt. Ein weiterer spitze Höhentrog liegt über dem Nordatlantik.



Arten von Trögen und Keilen

Genauer unterscheidet man zwischen zwei Arten von Trögen:

  • Langwellentröge haben große Wellenlängen.
  • Kurzwellentröge haben kurze Wellenlängen.

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Lang- und Kurzwellentröge
Karte vom 02.02.2007 aus der Wetterzentrale


Langwellentröge sind in den Höhenwetterkarten leicht zu erkennen. Je größer die Amplitude eines Trogs ist, desto geringer ist seine Verlagerung und desto die intensiver der Transport der Luftmassen auf seiner Vorder- und Rückseite.


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Links: Langwellentrog große Amplitude
Rechts: Langwellentrog kleine Amplitude
Karten vom 16.02.2007 und 22.02.2007 aus der Wetterzentrale


Tröge mit großen Amplituden neigen oft zur Abschnürung, auch Cut-Off genannt. Siehe dazu weiter unten.

Kurzwellentröge sind meist relativ klein und unauffällig, so daß man schon genauer hinsehen um sie im Strömungsmuster zu erkennen. Wie bei allen Dingen bekommt man auch hier im Laufe der Zeit die richtige Übung. Unten sieht man zwei Beispiele von Kurzwellentrögen, dessen Achsen mit schwarzen Linien markiert sind.


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Zwei Beispiele von Kurzwellentrögen
Karten vom 29.10.1999 (links) und 26.08.2009 (rechts)
aus der Wetterzentrale


Kurzwellentröge sind aber wichtig, weil auch sie auf ihrer Vorderseite für Hebung sorgen und damit Schauer auslösen können, besonders bei Höhenkaltluft. Oft entstehen auf der Vorderseite solcher Kurzwellentröge Schauerlinien.

Auch bei den Keilen unterscheidet man zwischen Langwellenkeilen mit große Wellenlängen, und Kurzwellenkeilen mit kurzen Wellenlängen.


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Lang- und Kurzwellenkeile
Karte vom 15.04.2007 aus der Wetterzentrale



Einfluß auf die Hoch- und Tiefdruckgebiete am Boden

Die Hoch- und Tiefbildung am Boden hängt sehr eng zusammen mit den Trögen und Keilen. In einem Höhentrog haben die Strömungslinien (Isohypsen) im Bereich der Trogachse eine stärkere Krümmung. Nach einem physikalischen Gesetz nimmt die Windstärke im Bereich starker Krümmung der Stromlinien etwas ab, gleicher Abstand der Stromlinien vorausgesetzt. Wenn aber im Bereich der Trogachse die Windgeschwindigkeit aufgrund der stärkeren Krümmung abnimmt, so müssen sich die Luftmassen vor dieser Krümmung stauen. Dieser Überschuß wird vor allem nach unten abtransportiert, weil nach oben hin bald das Ende der Troposphäre kommt und es dort für die Luftmassen nicht weiter geht. Absinkende Luftmassen bedeuten am Boden steigenden Luftdruck und so finden wir auf der Rückseite des Trogs, der gleichzeitig die Vorderseite eines Keils ist, am Boden ein Hochdruckgebiet.


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Auf der linken Seite eines Höhentroges (Rückseite) herrscht ein Masseüberschuss (+).
Dieser wird nach unten abtransportiert und am Boden entsteht ein Hoch.


In der Praxis sieht es aber etwas anders aus, denn vor der Trogachse laufen die Strömungslinien normal enger zusammen, sie konvergieren. Dadurch nimmt die Windgeschwindigkeit im Bereich der Trogachse natürlich zu! Allerdings wird aufgrund der stärkeren Krümmung der Isohypsen im Bereich der Trogachse die Luftmasse etwas abgebremst. Man kann es auch anders herum betrachten: Würde man die Strömungslinien im Bereich der Trogachse gerade machen, dann würde die Windgeschwindigkeit bei gleichem Abstand der Strömungslinien zunehmen!

Hinter der Trogachse nimmt die Krümmung der Stromlinien rasch ab und die Strömungslinien laufen auseinander, sie divergieren. Dadurch werden am Ausgang des Troges mehr Luftmassen abtransportiert als eigentlich da sind und es kommt dort zu einem Massemangel. Als Ausgleich strömen Luftmassen von unten nach. Aufsteigende Luftmassen lassen den Luftdruck am Boden fallen und es entsteht am Boden ein Tiefdruckgebiet. So sind Tiefdruckgebiete am Boden auf der Vorderseite von Trögen durch die Hebung der Luftmassen sehr wetteraktiv und vertiefen sich hier stark. Für Fronten gilt das gleiche.


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Auf der rechten Seite eines Höhentroges (Vorderseite) herrscht ein Massemangel (-).
Dieser wird durch Nachströmen der Luftmassen von unten ausgeglichen, am Boden entsteht ein Tief.


Man kann sich das bildlich auch so vorstellen: Die Strömungslinien (Isohypsen) markieren eine Straße. Im Bereich der Krümmung der Trogachse verringern die Fahrzeuge aufgrund der Kurve ihre Geschwindigkeit. Daher stauen sich die Fahrzeuge vor der Kurve auf - ihr Abstand verringert sich (Masseüberschuss). Hinter der Kurve werden die Fahrzeuge wieder schneller - ihr Abstand zueinander vergrößert sich (Massemangel).

Somit kann man festhalten:

  • Tiefdruckgebiete entstehen besonders auf der Vorderseite von Höhentrögen. Hier sind sie meist sehr aktiv.
  • Hochdruckgebiete entstehen auf der Rückseite von Höhentrögen in Richtung eines Höhenkeils.

Tröge und Keile verändern weiterhin auch ständig ihre Struktur. Mitunter dehnt sich ein Trog immer weiter nach Süden aus und bildet an seinem Südende eine abgeschlossene zyklonale (Höhen) Zirkulation. Diesen Vorgang bezeichnet man als Abschnürung oder Cut-off Prozeß. Die Folge ist ein abgeschlossenes Höhentief.

Auch die Entwicklung von Tiefdruckgebieten am Boden wird von der Höhenströmung gesteuert. Ein junges Tief am Boden befindet sich am Rand des Höhentroges, also im Bereich des starken Höhenwindes und zieht auch mit diesem. Im weiteren Verlauf rückt das Bodentief immer mehr an den Kern des Höhentroges oder -tiefs heran. Damit kommt es aus dem starken Höhenwind am Rand des Höhentroges heraus und verlangsamt seine Zuggeschwindigkeit. Am Ende liegen Bodentief und Höhentief übereinander. Als Folge davon wird das Bodentief stationär und füllt sich langsam auf.

© Copyright: 1998-2017 Mario Lehwald
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