Skiwetterkunde: Was ist der Jetstream und wie beeinflusst er das Wetter in den Alpen?

Das Wort Jetstream oder Strahlstrom (und Polarwirbel) taucht immer häufiger auf, auch in unseren Wetterberichten. Den meisten Menschen kommt der Jetstream wahrscheinlich bekannt vor, aber es ist ein besonders interessantes Thema, über das man etwas ausführlicher sprechen sollte. Wie ist es möglich, dass ein Windsystem ganz oben in der Troposphäre in etwa 10 Kilometern Höhe so wichtig für das (Winter-)Wetter in den Alpen ist? In diesem Hintergrundartikel werden wir die folgenden Fragen für euch beantworten:

Was ist ein Jetstream?

Rückenwind

Der Jetstream ist auch der Grund dafür, dass Flugzeuge von Nordamerika nach Europa normalerweise viel schneller sind als auf dem umgekehrten Weg. Aufgrund der extremen Windgeschwindigkeiten im Jetstream wurde im Februar 2020 eine neue Rekordzeit aufgestellt. Ein Flug von New York kam innerhalb von 5 Stunden in London an, was normalerweise etwa eineinhalb Stunden länger dauert.

Der Jetstream ist ein Band mit extrem hohen Windgeschwindigkeiten in der oberen Troposphäre in etwa 10 Kilometern Höhe. Es werden Geschwindigkeiten von über 100 Stundenkilometern gemessen, wobei die Windgeschwindigkeiten manchmal 300 Stundenkilometer überschreiten. Der Jetstream ist mehrere Kilometer dick, bis zu mehreren hundert Kilometern breit und kann oft mehrere tausend Kilometer lang sein. Auf der Website earth.nullschool.net findest du eine großartige Visualisierung der Jetstreams.

Gibt es verschiedene Jetstreams?

Um Verwirrung zu vermeiden, ist es wichtig zu erwähnen, dass bei Jetstreams oft mehrere verschiedene Jets miteinander vermischt werden. Zunächst einmal gibt es einen subtropischen Jetstream bei etwa 30 Grad nördlicher Breite und einen polaren Jetstream bei etwa 60 Grad nördlicher Breite. Der polare Jetstream ist für das Winterwetter in den Alpen am wichtigsten.

Es gibt zwei verschiedene polare Jetstreams: einer liegt in der Stratosphäre in etwa 30 Kilometern Höhe (10 hPa) und der andere in der oberen Troposphäre in etwa 8 bis 10 Kilometern Höhe (300 hPa). Obwohl der stratosphärische Polarwirbel durchaus auch das Wetter in unseren Breiten beeinflussen kann (z.B. durch ein plötzliches stratosphärisches Erwärmungsereignis), konzentrieren wir uns in diesem Artikel zunächst auf den troposphärischen Jetstream. Kälteausbrüche in den Alpen sind vor allem mit lokalen Abweichungen des troposphärischen Jetstreams verbunden.

Wie entsteht der polare Jetstream?

Die Entstehung des polaren Jetstreams hat mit der ungleichmäßigen Verteilung der Sonnenstrahlung auf der Erde zu tun. Während sich die Tropen durch die hohe Energiezufuhr der Sonne stark erwärmen, steht die Sonne in den Polarregionen viel tiefer am Himmel, so dass es dort kälter bleibt. Diese unterschiedliche Erwärmung ist die treibende Kraft für verschiedene Luftbewegungen, einschließlich des polaren Jetstreams in der Troposphäre um unseren Breitengrad.

Würde die Erde stillstehen, würden diese Temperaturunterschiede durch eine direkte südliche Strömung von den Tropen zum Nordpol aufgehoben, aber aufgrund der Erdrotation (und des zusätzlichen Coriolis-Effekts) wird diese Strömung auf der Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt. Daher verläuft der Jetstream von Westen nach Osten. Der Jetstream bildet die Grenze (die Polarfront) zwischen warmer Luft aus dem Süden und kalter Polarluft aus dem Norden und wirkt als Förderband für Tiefdruckgebiete. Je größer der Temperaturunterschied ist, desto stärker ist der Jetstream.

Thermischer Wind

Die Windgeschwindigkeit nimmt mit der Höhe zu und erreicht ihren Höhepunkt in etwa 8 bis 12 Kilometern Höhe, ganz oben in der Troposphäre. In der Meteorologie wird dies mit dem Begriff thermischer Wind erklärt. Der Temperaturgradient bewirkt, dass die Windgeschwindigkeit mit der Höhe stark zunimmt.

Nur selten verläuft der Jetstream perfekt zonal (von West nach Ost); die raue Erdoberfläche kann dazu führen, dass er mäandert. Die Mäanderbildung führt zu so Bergen (Ridges) und Tälern (Trough) im Jetstream. Von einem Tal im Jetstreamverlauf spricht man, wenn der Jetstream nach Süden sinkt, und von einem Berg, wenn der Jetstream nach Norden mäandert. Es sind diese Schwankungen im Verlauf des Jetstreams, die unser Wetter so unbeständig machen. Unter Tälern des Jetstreams können sich Tiefdruckgebiete entwickeln, während Hochdruckgebiete in der Nähe von Bergen im Jetstreamverlauf für gutes Wetter sorgen können. Der Jetstream mit seinen Hoch- und Tiefdruckgebieten ist der treibende Faktor für das Wetter in unseren Breitengraden.

Der Einfluss des Jetstreams auf das Wetter in den Alpen

Im Winter erhalten die Polarregionen überhaupt kein Sonnenlicht, was zu einer erheblichen Abkühlung führen kann. In den tropischen Regionen hingegen bleibt die Energiezufuhr der Sonne relativ konstant. Der bereits erwähnte Temperaturunterschied zwischen höheren Breitengraden und den Tropen ist daher noch größer. Im Winter befindet sich der Jetstream daher viel weiter südlich als im Sommer. Durch die großen Temperaturunterschiede wird der Jetstream zudem stärker, was ihn zu einem besonders einflussreichen Faktor für das Winterwetter in den Alpen macht.

Liegt der Jetstream weit nördlich, befinden sich die Alpen im Wärmesektor und es besteht kaum eine Chance auf Winterwetter. Eine südlichere Lage des Jetstreams eröffnet Chancen auf kaltes Winterwetter. Befinden sich die Alpen ganz in der Schusslinie des zonalen Jetstreams, so haben vor allem die Westalpen mit einer Abfolge von Niederschlagsfronten mit meist starkem Wind und schwankenden Temperaturen zu kämpfen. Ist der Jetstream eher mäandernd, kommen auch die anderen Teile der Alpen in den Genuss von Niederschlägen. Zwei Beispiele für eine Nordstau- und eine Südstausituation sind in den nachfolgenden Karten illustriert.