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Der Trog oder das Tief in der Höhe

MeteoSchweiz-Blog | 30. April 2023
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In unseren Wetterblogs ist oftmals die Rede von einem «Trog» und damit verbundener Hebung der Luftmasse, was zu Niederschlägen führt. Aber was ist eigentlich ein Trog? Wie entsteht er und welche Prozesse löst er in der Atmosphäre aus? Und welches Wetter erwarten wir im Trogbereich?

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Definition eines Troges in der Atmosphäre

Ein Trog ist ein ausgedehntes Gebiet mit relativ geringem Luftdruck, umgeben von höherem Luftdruck. Wir verwenden den Begriff Trog vor allem in Verbindung mit der Strömung in der Höhe. Typischerweise ab 500 hPa und darüber.
Die Region eines Troges wird meist durch eine wellenförmige Ausbuchtung dargestellt, die sich meist über mehrere Hundert Kilometer erstreckt.
Ein Trog beinhaltet in der Strömungsrichtung bis zur Trogachse eine zunehmende, nach der Trogachse eine abnehmende zyklonale Krümmung. Zyklonal bedeuet auf der Nordhemisphäre eine nach links (im Gegenuhrzeigersinn) gekrümmte Strömung.
Ist die wellenförmige Ausbuchtung in der Höhenströmung antizyklonal (also rechts gekrümmt), dann sprechen wir von einem Rücken (hoher Druck).

Entstehung eines Troges und deren Prozesse

Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf die Nordhemisphäre, also auf unsere Breiten. Am Anfang steht meist eine Störung in der Höheströmung, bei welcher meist zuerst warme subtropische Luft nordwärts und nachfolgend rückseitig kalte Luft polaren Ursprungs südwärts strömt. Mit der fortschreitenden Wellenbildung entsteht im warmen Bereich (antizyklonale Krümmung) ein Rücken, im kalten Bereich (zyklonale Krümmung) ein Trog. Mehrere solche Kombinationen von Trögen und Rücken rund um die Hemisphäre nennt man auch «Rossby-Wellen».

Manchmal passiert es auch, dass die kalte Polarluft sich von der Strömung südwärts abkoppelt. Dann spricht man von einem sogenannten «Cut-off» Prozess, bei welchem das abgeschlossene Höhentief eine eigene Dynamik entwickelt und sich nicht mehr mit der vorangegangenen Höhenströmung fortbewegt.
Die Ausbildung eines Troges hat entsprechende Auswirkungen auf die Luftschichten darunter. Stromaufwärts nimmt die «Linkskrümmung» und damit die zyklonale Drehbewegung zu. Die Folge ist eine Streckung der Luftsäule, womit die Luft angehoben wird. Deshalb sprechen wir oft von Hebung der Luftmasse auf der «Trogvorderseite». Diese Hebung verursacht schliesslich eine Abkühlung und Kondensation der Luft (Niederschlagsbildung) und gleichzeitig einen Druckfall am Boden (Bildung eines Bodentiefs). Genau das Umgekehrte (Erwärmen und Abtrocknung) geschieht stromabwärts, hinter der Trogachse.

Typisches Wetter im Trogbereich

Nach den obigen Ausführungen ist es sicher nicht ganz überraschend, dass im Trogbereich das Wetter oft wechselhaften Charakter annimmt. Wegen der relativ kalten Luft in der Höhe ist die Schichtung instabil, was wiederum die Schauerneigung je nach Wassergehalt der Luftmasse erhöht. Zusätzlich spielt die Jahreszeit noch eine entscheidende Rolle. Je höher der Sonnenstand umso kräftiger die Erwärmung der bodennahen Luftschichten, was wiederum die Instabilität erhöht. Dennoch gibt es betreffend Schauerpotential innerhalb des Troges Unterschiede. Am stärksten sind die Schauer auf der Trogvorderseite, da (wie oben erwähnt) zusätzlich Hebung wegen der Zunahme der zyklonalen Krümmung verursacht wird. Auf der Trogrückseite wird die Schaueraktivität entsprechend durch das Absinken der Luft zunehmend gedämpft. Somit kann man vereinfacht sagen: Wenn die Trogachse sich uns nähert nimmt die Niederschlagsaktivität zu, entfernt sich Trogachse von uns nimmt sie ab. Diese Erklärung ist sicher nicht abschliessend. Die Schaueraktivität wird auch noch von weiteren Faktoren wie: Verteilung der Feuchtigkeit, Advektion anderer Luftmassen in den unteren Schichten, Nähe zu Fronten oder auch der Topografie beeinflusst.