Seit etwa Anfang Februar beobachten wir eine ausgeprägte Abreicherung der Ozonkonzentration über Nordeuropa (Bild 1). Diese Situation ist ungewöhnlich für die Nordhalbkugel.
Ozon wird vor allem in der Äquatorregion durch energiereiche UV-Strahlung in der Stratosphäre gebildet. Von dort wird es meridional durch die sogenannte „Brewer-Dobson-Zirkulation“ in die Polregionen verfrachtet. Hier reichert sich das Ozon an. In den niederen Breiten entsteht ein Bereich ozonarmer Luft.
In den mittleren Breiten gibt es einen Bereich maximaler zonaler Windgeschwindigkeit, den „Jetstream“. Durch ihn werden Luftmassen entlang der Breitenkreise in der Regel nach Osten verfrachtet. Dies führt dazu, dass ein meridionaler Luftmassenaustausch nur erschwert möglich ist. Diesen Austausch ermöglichen die sogenannten „planetaren Wellen“.
Planetare Wellen werden u.a. durch Land-See-Übergänge angeregt. Da diese Übergänge auf der Nordhalbkugel wesentlich stärker sind, als auf der Südhalbkugel, verformen sie den Jetstream auf der Nordhalbkugel deutlicher. Dies führt zur Ausbildung von Mäandern, an die Hoch- und Tiefdruckgebiete sowie die Sturmzugbahnen gebunden sind. Ausgeprägte Mäander führen dazu, dass Luftmassen vom Äquator Richtung Pol gelenkt werden und umgekehrt. Das bedeutet auch, dass die Luftmassen zwischen Pol und Äquator ständig durchmischt werden. Die Ozonkonzentration über dem Nordpol nimmt, im Vergleich zur Konzentration über dem Südpol, demnach nur selten Extremwerte an.
Werden die Mäander zu stark verformt, können sich ganze Druckgebilde von ihnen lösen. In der Physik wird dies durch das Brechen der Wellen beschrieben.
Ein solcher Mäander hat seit Anfang Februar, also über einen vergleichsweise langen Zeitraum, ozonarme Luftmassen von niederen Breiten nach Skandinavien gelenkt (Bild 2). Der Mäander wurde so stark meridional verbeult, dass ein Hochdruckgebiet aus der Strömung abgeschnürt wurde. Es hat sich eine „High-Over-Low“-Wetterlage ausgebildet, die aufgrund ihrer Persistenz extreme Wettersituationen bedingen kann. Es verweilt überdurchschnittlich lange über Skandinavien, führt dort zu tiefen Temperaturen, Wolkenauflösung und damit auch zur erhöhten UV-Strahlung.
Die Kopplung zwischen atmosphärischer Dynamik und der Ausbildung von Extremwetterereignissen ist bislang aufgrund ihrer Komplexität noch nicht vollständig verstanden und daher Gegenstand aktueller Forschung in der Abteilung Atmosphäre.
Bild 2: Strömungssituation am 6. Februar 2017
Windgeschwindigkeit in 500 hPa am 6.2.2017. Deutlich erkennbar ist der Jetstream durch hohe Windgeschwindigkeiten in rot, sowohl auf der Nordhalbkugel, als auch – deutlicher – auf der Südhalbkugel.
