Besonders strenge Winter in Mitteleuropa können auftreten, wenn die Stratosphäre über dem Atlantik sich plötzlich aufheizt. Dies wirbelt dann die atmosphärische Zirkulation durcheinander und sorgt dafür, dass sich die Windverhältnisse über der Nordhalbkugel teilweise umkehren. Ulrich Cubasch und Semjon Schimanke vom Institut für Meteorologie der Freien Universität Berlin beobachteten dies nun: Statt der üblicherweise vorherrschenden Westwinde mit milden Luftmassen bestimmen dann Ostwinde mit frostiger Luft die Wettersituation.

Die charakteristische Stratosphärenerwärmung war schon 1952 entdeckt und ursprünglich als Berlin-Phänomen bezeichnet worden. Sie beginnt im Lauf der Wintermonate, wenn die Temperaturen in der unteren polaren Schicht der Stratosphäre über den Polen – in etwa 20 Kilometer Höhe – mangels Sonneneinstrahlung bei durchschnittlich unter minus 70 Grad Celsius liegen. Diese extremen Minusgrade entstehen, weil starke Westwinde am Südrand des so genannten stratosphärischen Polarwirbels die Region quasi isolieren und den Zustrom milderer Luftmassen verhindern.

Heizt nun jedoch warmes Meerwasser die Luft darüber auf, wird dieses normalerweise sehr stabile Gebilde anfällig: Innerhalb weniger Tage können die Temperaturen in der unteren Stratosphäre um bis zu 50 Grad Celsius ansteigen, wodurch manche Regionen in der Arktis plötzlich wärmer sind als weiter südlich gelegene Gebiete. In der Folge bricht der Polarwirbel regelrecht zusammen, und die vorherrschende Richtung der stratosphärischen Luftströme wechselt von West nach Ost. Nach einer Stratosphärenerwärmung verringern sich zudem die Druckunterschiede zwischen Islandtief und Azorenhoch, die das mitteleuropäische Wetter maßgeblich mitbestimmen: Fallen beide kräftig aus, blasen sie wie eine Düse feuchtmilde Tiefs nach Europa, schwächen sie sich ab, wird die Bahn frei für sibirische Kaltlufteinbrüche.

Dies war beispielsweise im letzten Dezember der Fall, als sich in Nordkanada und Südgrönland frühlingshafte Bedingungen eingestellt hatten, während Mitteleuropa unter strengem Frost, Eis und Schnee litt. Im Mittel ereignen sich derartige Stratosphärenerwärmungen in jedem zweiten Winter, doch verteilen sie sich sehr unregelmäßig über den Beobachtungszeitraum: Zwischen den Wintern 1988/1989 und 1997/1998 trat nur eine einziger Fall auf, seit dem Jahr 2000 registrierten die Forscher dagegen schon neun – was wahrscheinlich mit den jeweils dominierenden Meeresströmungen zusammenhängt, deren Intensität im Rhythmus von Jahrzehnten schwanken kann. (dl)