Wie entstehen Hoch und Tief?

Bei einem unserer früheren Ausflüge in die Welt des Wetters haben wir den Aufbau der Atmosphäre kennen gelernt. Und wir haben gelernt, dass der Luftdruck nach oben hin - also vertikal - abnimmt. Es gibt aber auch Luftdruckunterschiede, von einem Ort zum anderen - also horizontal. So misst der Meteorologie in Münster vielleicht einen Luftdruck von 1010 Hektopascal, während sein Kollege in Berlin 1020 hPa von seinem Barometer abliest.

Diese horizontalen Luftdruckunterschiede sind ganz entscheidend für die Entwicklung unseres Wetters. Denn erst durch diese Unterschiede gibt es überhaupt Wind und auch die Wettersysteme, die sich mit dem Wind verlagern und uns immer wieder neues Wetter bringen.

Das Tiefdruckgebiet

Schauen wir uns einmal an einem einfach Beispiel an, wie ein Tiefdruckgebiet entstehen kann: wie bei vielen anderen Phänomenen, die wir uns schon angesehen haben, spielt auch diesmal die Sonne wieder die Hauptrolle. Diese heizt den Erdboden auf. Dadurch werden die darüber liegenden Luftschichten erwärmt. Luft, die sich erwärmt, breitet sich aus und wird dadurch leichter. Das ist das Prinzip eines Heissluftballons. Aber auch in der Küche kannst Du beobachten, dass die Luft über einem Topf mit kochendem Wasser nach oben steigt.

Die warme und im Vergleich zu ihrer Umgebung leichtere Luft steigt nun in die Höhe. Dadurch nimmt die Anzahl der Luftmoleküle in den oberen Luftschichten zu, während unten nun weniger Luftmoleküle vorhanden sind. Wir finden also in der Höhe ein Gebiet mit höherem Luftdruck als normal und am Boden ein Gebiet mit tieferem Luftdruck - am Boden ist ein kleines Tiefdruckgebiet entstanden! Beim Aufsteigen kühlt sich die warme Luft aus physikalischen Gründen aber wieder ab. Sie kann den in ihr enthaltenen Wasserdampf dann nicht mehr halten, so dass sich aus diesem unsichtbaren Dampf sichtbare Wolken bilden - der Wasserdampf kondensiert zu Wolkentröpfchen. Im Normalfall erwartet man also in einem Tiefdruckgebiet - auch einfach Tief genannt - viele Wolken und meist regnerisches Wetter.

Foto: Skizze zur Entstehung von Hoch- und Tiefdruckgebieten

Wind strömt ins Tiefdruckgebiet

Die Natur mag am liebsten das Gleichgewicht, also überall gleiche Zustände. Temperatur- und Druckunterschiede werden so schnell wie möglich ausgeglichen. In das Gebiet mit dem niedrigen Luftdruck strömt daher von den Seiten Luft nach. Das Tief wird sozusagen aufgefüllt.

Das Nachströmen der Luft in Gebiete mit tiefem Luftdruck ist ein altbekanntes Phänomen, das Du jeden Tag erlebst: Wind! Je stärker die Druckgegensätze sind, desto heftiger weht der Wind. Tiefdruckgebiete mit besonders niedrigem Luftdruck, zum Beispiel die Orkane, die im Winter über unser Land fegen, bringen immer sehr kräftigen Wind mit, weil hier die Luftdruckunterschiede besonders groß sind.

Das Hochdruckgebiet

In der Höhe über einem Tiefdruckgebiet ist, wie wir gesehen haben, ein Überschuß an Luft vorhanden. Diese kann aber nicht nach unten zurück, weil von dort neue aufsteigende Luftmassen nachströmen. Weiter nach oben geht es aber auch nicht, weil dort die Tropopause, die wir ebenfalls schon kennen gelernt haben, wie ein Deckel wirkt. Also fließt die Luft zu den Seiten ab. In Gebieten außerhalb des Tiefs kann die Luft dann wieder absinken, da hier keine aufsteigenden Luftmassen den Weg nach unten blockieren. Dabei erwärmt sie sich, wiederum aus physikalischen Gründen, und kann damit mehr Wasserdampf aufnehmen. Die Wolken lösen sich auf und gleichzeitig ist nun am Boden die Luft dichter und der Druck damit höher als normal. Ein Hochdruckgebiet ist entstanden. Da sich die Wolken beim Absinken aufgelöst haben, erwarten wir in einem Hochdruckgebiet meistens schönes sonniges Wetter.

Wind strömt aus dem Hoch heraus

Die überschüssige Luft in dem Hochdruckgebiet kann nun am Boden zu den Seiten abfließen. Sie fließt vom Hoch ins benachbarte Tiefdruckgebiet zurück und so schließt sich der Kreislauf. Wenn du dich so hinstellst, dass du den Wind im Rücken spürst, dann ist links vor dir das Tiefdruckgebiet und rechts hinter dir das Hochdruckgebiet.

So einfach ist das?

Ganz so einfach ist es in der Natur leider nicht. Aber wir kennen mit diesem Beispiel nun die grundlegende Ursache für die Entstehung von Hoch und Tief: Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche nicht an allen Stellen gleich. Die entstehenden Temperatur- und Druckunterschiede und das Bestreben der Natur, Gegensätze auszugleichen, lassen unser Wetter so oft wechseln.

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