Immer mehr Hitzewellen: Welchen Einfluss haben Landoberflächen?

Hitzewellen werden nicht nur durch dynamische Prozesse wie dem großräumigen Absinken von Luft bestimmt. Andere Prozesse wie die Wechselwirkungen zwischen der Oberfläche und der Atmosphäre können Hitzewellen verstärken. Eine kurzer Überblick.
trockenheit dürre hitzewelle
Die Wechselwirkung zwischen Landoberfläche und Atmosphäre beeinflusst die Intensität von Hitzewellen.

Bereits in einem früheren Artikel haben wir gelernt, das die Blockadesituation durch ein Hochdruckgebiet und das Absinken von Luft ausschlaggebend für eine Hitzewelle und deren Intensität ist. Doch wie bereits im Artikel genannt, ist dies nicht die einzige Zutat, die eine Hitzewelle außergewöhnlich ausfallen lassen kann.

Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre und der Oberfläche können Maximaltemperaturen stark beeinflussen. So beeinflusst die Bodenfeuchte die Temperaturen maßgeblich. Aber auch die Advektion, also dem Verfrachten, warmer und trockener Luftmassen kann eine Hitzewelle verstärken, in dem sie wiederum die Oberfläche beeinflusst. Man spricht dann von positiven Rückkopplungen. Positiv allerdings nur im Sinne einer Verstärkung.

Sensibler und latenter Wärmefluss

Ausgedehnte Hochdruckgebiete sind der maßgebliche Faktor für eine Hitzewelle. Absinkende Luft sorgt für wolkenfreie Bedingungen, womit die Sonne ungehindert auf die Oberfläche einstrahlen kann. Gleichzeitig erwärmt sich die absinkende Luft. Da die Oberfläche erwärmt wird, gibt diese die Wärme wieder an die Atmosphäre ab, der sensible Wärmefluss. Verdunstet allerdings Wasser an der Oberfläche, wird dafür Energie benötigt. Die dafür benötigte Energie wird ausschließlich für die Verdunstung aufgewendet und trägt nicht zur Erwärmung der bodennahen Atmosphäre bei, der latente Wärmefluss.

Sensibel deswegen, weil man die Wärme direkt spüren/fühlen kann. Latent deswegen, weil die Energie im entstandenen Wasserdampf steckt und darüber abgeführt wird. Später kann diese Energie wieder durch Kondenstation des Wasserdampfes freigesetzt werden. Ist allerdings kein Wasser in der Oberfläche zum Verdunsten vorhanden, wird alle Energie in den sensiblen Wärmefluss überführt und steht damit der Erwärmung der Lufttemperatur zur Verfügung.

Dauert nun eine Hitzewelle bzw. der Hochdruckeinfluss länger an, trocknen Böden mit der Zeit aus. Ohne Nachschub durch Regen nimmt der Wassergehalt über die Zeit ab und es steht in den Böden immer weniger Wasser zum Verdunsten zur Verfügung. Daher steigt der sensible Wärmefluss und damit die Lufttemperatur. Je weniger Wasser in den Böden ist, desto stärker der Effekt und nimmt bei sehr geringer Bodenfeuchte verstärkt zu.

Leewärts können Hitzewellen verstärkt werden

Der oben beschriebene Prozess ist ein lokaler Prozess. Allerdings können auch nicht-lokale Prozesse einen Beitrag leisten. Darunter fällt die Advektion von durch Hitze und Trockenheit beeinflusste Luftmassen. Wie bereits oben beschrieben, führt ein ausgetrockneter Boden zu einem verringerten latenten Wärmefluss, während sich der sensible Wärmestrom erhöht. Wird jetzt diese erhöht erwärmte Luft in eine klimatologisch kühlere Region verfrachtet, kann dies Beginn und Entwicklung einer Hitzewelle in dieser Region bedeuten.

Drei Faktoren können nun die Hitzewelle in dieser Region befördern: der lokale sensible Wärmefluss, die durch Absinken erwärmte Luft, sowie die Advektion einer durch erhöhte Trockenheit beeinflussten Luftmasse. Das Verfrachten heißer und trockener Luft führt zu einer erhöhten Verdunstung und kann in der Folge den lokalen sensiblen Wärmefluss erhöhen. Die Advektion dieser durch Trockenheit beeinflusster Luft kann also in Windrichtung zum Beginn und Entwicklung einer Hitzewelle führen, jedoch zumindest dazu beitragen.

Top Videos