Raethjen, P.: Labile Gleitumlagerungen.
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VI. Höhen-Stromfeld der Zyklonen.
Nach der Theorie von E. Kleinschmidt ist es naheliegend, das Höhen-
stromfeld einer Zyklone als einen großzügigen Austausch zu deuten, welcher im
wesentlichen in den Flächen gleicher potentieller Temperatur abläuft; die Tropik-
Luftmassen gleiten polwärts auf in diesen Flächen (auf der Vorderseite der
Zyklone) die Arktik-Luftmassen gleiten (auf der Rückseite) äquatorwärts ab.
Nachdem E, Kleinschmidt die Labilität der Frontalzone gegenüber solchen
Austauschbewegungen nachgewiesen hat, ist es ohne weiteres erklärlich, daß
dieser großzügige Auf- und Abgleitaustausch große Energiemengen frei macht,
welche als Labilitätsenergie im Strömungssystem der Frontalzone vorrätig sind.
Das erfahrungsmäßig bekannte Höhenstromfeld der Westdriftzyklonen, welches
in Abb. 2 schematisch wiedergegeben ist, ist mit dieser Auffassung durchaus
im Einklang. Man denke sich z, B. das Gleichgewichtsstromfeld einer west-
östlich erstreckten Frontalzone mit Flächen gleicher potentieller Temperatur,
welche polwärts ansteigen und mit einem West-
wind, welcher am Erdboden nur. schwach ist,
aber in den Flächen gleicher potentieller Tempe-
ratur polwärts aufwärts bis auf Sturmstärke
zunimmt. Dieses Gleichgewichtssystem ist, wenn
die Flächen gleicher potentieller Temperatur
steil genug liegen, labil gegenüber Störungs-
bewegungen, welche in den Flächen gleicher
potentieller Temperatur ablaufen. Wenn also
in diesem Gleichgewichtssystem nur eine un-
endlich kleine Störung auftritt in dem Sinne,
daß sich irgendwo die Luftmassen polwärts
aufwärts (und anderswo äquatorwärts abwärts)
in Bewegung setzen, so muß diese Austausch-
bewegung sich spontan verstärken, weil das
gesamte Strömungssystem sich gegenüber solchen Störungen labil verhält. Ebenso
wie die aufsteigende Luft im Cumulonimbus ihre Steiggeschwindigkeit (im statisch-
labilen System) vermehrt, steigern sich die gleitenden Austauschbewegungen im
dynamisch-labilen Stromfeld der Frontalzone, Daß bei dieser gleitenden Um-
lagerung der äquatorwärts abwärts gerichtete Austauschstrom auf der Westseite
liegt und der polwärts aufwärts gerichtete auf der Ostseite (wie die Abb, 2 er-
kennen läßt), ist durch die ablenkende Kraft der Erdrotation erklärt, Diese beiden
Austauschströme sind nämlich in ihrer ersten Entstehung vicht Gradientwind-
strömungen, sondern Austauschbewegungen, welche sich über den (west-Ööstlichen)
Gradientwind der (zunächst nur wenig gestörten) Frontalzone überlagern, und
werden daher durch die ablenkende Kraft der Erdrotation im antizyklonalen
Sinne abgelenkt, Hierdurch kommt also der polwärts aufsteigende Austausch-
strom auf die Ostseite (Vorderseite der Zyklone) und der äquatorwärts absteigende
auf die Westseite (Rückseite der Zyklone).
Die ablenkende Kraft der Erdrotation treibt also den polwärts gerichteten
Austauschstrom nach Osten und den äquatorwärts gerichteten nach Westen,
Hierdurch entsteht der von E. Palmen!) nachgewiesene Effekt der Tropopausen-
Senkung; die Tropopause wird herabgesaugt, und die absinkende Stratosphäre
bewirkt, wie E. Palmen bewiesen hat, den tiefen Druck zwischen den beiden
polwärts und äquatorwärts gerichteten Austauschströmen; es entsteht also das
zyklonale Druckfeld, welches nunmehr den beiden Austauschströmen den Charakter
eines nahezu geostrophischen Windes verleiht. Auf diese Art wird aus der
anendlich kleinen Störung der Frontalzone die kräftige Zyklone, welche zwar
in grober Näherung das Gleichgewicht des geostrophischen Windes erfüllt, aber
bei genauerer Betrachtung solange aus der Labilitätsenergie der Frontalzone
ihre kinetische Energie vermehrt, bis die Umlagerung ein stabiles Strömungs-
system geschaffen hat. E. Kleinschmidt hat (vorstehend) gezeigt, daß diese
Br
; E. Palmen, Beitr, Phys, d. Atm,, Bd. 17, 102.