Warmfront

 

 

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Warmfront

Warmfront

Die Grundlagen zum Verständnis der Wetterfronten sind im Kapitel Fronten erläutert.

Eine Warmfront ist eine Front, bei der Warmluft in Richtung der Kaltluft vorstößt. Im umgekehrten Fall spricht man von einer Kaltfront, und falls sich die Luftmassengrenze nicht verlagert spricht man von einer stationären Front. Die Warmfront markiert also eine Luftmassengrenze, hinter der wärmere Luft folgt. Eine Warmfront macht sich also bemerkbar, wenn kalte Luftmassen vorherrschen und warme Luft nachdrängt, man spricht dabei vom "Aufgleiten" der warmen auf bzw. über die kalte Luft. Dadurch kommt es zu einer Wetteränderung, die den meisten häufig sehr gelegen kommt.

Das Wetter an Warmfronten ist in aller Regel deutlich ruhiger als an Kaltfronten, da die Warmluft meist großflächig und gleichmäßig langsam auf die schwerere Kaltluft aufgleitet. Damit geht eine typische Aufgleitbewölkung einher, die sich schon 1.000 - 1.200 km vor der Bodenwarmfront durch einzelne hohe Cirruswolken in 7 - 12 km Höhe bemerkbar macht. Diese breiten sich immer weiter aus, gehen zuerst in Cirrostratus über. Die Wolkenuntergrenze sinkt weiter ab, während die Wolkenmächtigkeit zunimmt. Schließlich geht die Bewölkung in Altostratus über, durch welche die Sonne noch schwach und diffus hindurch scheint, bis endlich aus Nimbostratuswolken gleichmäßiger und länger anhaltender Niederschlag (sog. Landregen) einsetzt. Dabei sinkt die Hauptwolkenuntergrenze fortwährend ab, bis die Nimbostratuswolken schließlich auf am Boden aufliegen können.

Häufig ist dieser Wolkenaufzug vertikalen nicht homogen. Nicht selten sind in dieser dicken Schichtbewölkung noch wolkenfreie Räume zu beobachten. Man spricht dann von mehrschichtiger Bewölkung. Der Niederschlag kann schon ca. 100 - 300 km vor Frontdurchgang einsetzen. Es ist regelmäßig ein allmählich einsetzender, dafür aber meist anhaltender Niederschlag (Landregen), der entsprechend der Lufttemperatur als Regen oder Schnee fällt. Es kann auch bloß ein anhaltender Sprühregen sein. Oft sind vor den Wolken der Warmfront vorgelagerte, einzelne Altocumulus- (Ac) und Stratocumuluswolken (Sc) zu beobachten. Gelegentlich, vor allem tagsüber, können sich auch flache Cumuluswolken (Cu) entwickeln. Wegen der Abschirmung der Sonnenstrahlung durch die aufgezogene hohe und mittelhohe Bewölkung ist die thermische Konvektion meist sehr schwach. Thermik und Quellwolkenbildung hören schließlich ganz auf. Im Niederschlag entstehen durch die Verdunstung von Niederschlag unter dem Nimbostratus oftmals sehr tiefe und dichte Stratuswolken (St fra). Berge sind dann in der Regel in Wolken eingehüllt und werden dadurch zu einer zusätzlichen Gefahr für die Luftfahrt.

Interessant ist, daß bei einer Warmfront die Fernsicht beispielsweise auf den Bergen deutlich schlechter ist als bei einer Kaltfront. Oftmals ist man enttäuscht, wenn das Wetter zwar besser wird und die Niederschläge aufhören, aber beim Wandern die Fernsicht mäßig ist. Eben das macht die Annäherung einer Warmfront insbesondere für die Sichtfliegerei zu einem Problem.

In diesem Zusammenhang ist noch darauf hinzuweisen, daß nicht jedes Mal, wenn Cirren am Himmel erscheinen, auch eine Warmfront aufzieht! Um einen Warmfrontaufzug handelt es sich nur, wenn die aufziehenden Cirren sich zunehmend verdichten, dann von Ci in Cs, weiter in As und schließlich in Ns übergehen!
Für Meteorologen und andere gilt deshalb die alte Weisheit: „In Menschen und Cirren kann man sich irren".

Aus den METARs ergibt sich für einen Flug von Pittsburgh nach St. Louis (s. Abbildung rechts oben) folgende Wetterentwicklung:

Zum Zeitpunkt des Abflugs aus Pittsburgh ist das VFR-Flugwetter gut bei einer Bodensicht von 10 SM mit aufgelockerten (SCT = 3/8 - 4/8) Cirruswolken in 15.000 ft, der Wind kommt aus 130° mit 12 kt. Die Temperatur beträgt 12 °C, der Taupunkt 1 °C. Da der Flug nach Westen auf die entgegenkommende Warmfront zu geht, sinkt die Hauptwolkenuntergrenze ab, die Wolken breiten sich aus und werden zunehmend stratiform. In Columbus ist der Himmel vollständig bedeckt (OVC = 8/8) und die Wolkenuntergrenze liegt nur noch bei 6.000 ft. Die Sicht sinkt auf 6 SM im Dunst (HZ) mit fallendem Luftdruck (1014 hPa). Der Wind hat auf 18 kt aufgefrischt und kommt noch immer aus 130°. Die Temperatur ist auf 14 °C, der Taupunkt auf 10 °C gesunken, d.h. der Spread beträgt nur noch 4 °C, deshalb der Dunst. Bei der Ankunft in Indianapolis, verschlechtert sich die Flugwetter weiter mit aufgebrochenen (BKN = 5/8 - 7/8) Altostratuswolken auf nur noch 2.000 ft mit 3 Meilen Sicht am Boden und Regen (RA). Temperatur und Taupunkt liegen beide bei 15 °C, weshalb Nebel wahrscheinlich ist. In St. Louis ist der Himmel bedeckt (OVC) mit tiefen Nimbostratuswolken in 1.000 ft und leichtem Regen. Die Bodensicht beträgt nur noch 1 Meile. Temperatur und Taupunkt sind gestiegen und liegen jetzt beide bei 18 °C, weshalb immer noch Gefahr von Nebel besteht. Über Indianapolis hinaus würde also die Wolkendecke zu niedrig liegen und die Sicht zu gering sein, um den Flug VFR fortsetzen zu können. Daher wäre es sinnvoll, in Indianapolis zu bleiben bis die Warmfront durchgezogen ist, was aber möglicherweise ein oder zwei Tage dauern kann.

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Ziehen die Cirren als erste Anzeichen der Warmfront auf, ist diese in der Regel noch mehrere hundert Kilometer entfernt. Die Hauptwolkenuntergrenze sinkt aber mit Annäherung der Warmfront kontinuierlich weiter ab. Unter Sichtflugbedingungen ist das bei einem Flug in Richtung auf die Warmfront zu bedenken, weil allein schon infolge der absinkenden Wolken bis hin zum Aufliegen ein Weiterflug schließlich nicht mehr möglich sein wird. Das Erreichen des Zielflugplatzes ist damit u.U. nicht mehr möglich. Wegen der absinkenden Wolkenuntergrenze ist der Pilot gezwungen, stetig weiter Höhe aufzugeben. Zugleich verschlechtert sich die Sicht zunehmend. Bei einsetzendem Niederschlag verschlechtern sich die bis dahin möglicherweise noch hinreichenden Sichtverhältnisse schlagartig, was wegen der zuvor schon aufgegebenen Höhe jetzt in Bodennähe fatal ist. Zusätzlich bilden sich durch Verdunstungsprozesse Dunst und Nebelfelder aus, so daß die Flugsicht endgültig gegen Null geht.

In der Nimbostratuswolke selbst gibt es oft wolkenfreie horizontale Schichten, da sie aus der Hebung von mächtigen, ganzen Luftschichten entstanden ist, deren relative Feuchtigkeit in vertikaler Richtung unterschiedlich groß ist. Durch den Niederschlag geht die Wolke allmählich in einen homogenen Zustand über, d.h. die Lücken schließen sich. Wer in eine solche scheinbar freie Schicht eingeflogen ist, steckt dann endgültig fest!

Innerhalb der Nimbostratuswolke können sich auch konvektive Zellen entwickeln. Dies führt dann zu einer lokalen Verstärkung der Niederschlagsintensität, eventuell auch zu Gewittern, sog. Warmfrontgewittern. Wegen der ohnehin schon schlechten Flugsicht sind diese Zellen kaum rechtzeitig zu erkennen.

Bei Flügen in Richtung der heranziehenden Warmfront muß daher das Ziel weit vor der Frontpassage erreicht sein. Möglicherweise ist rechtzeitig ein alternativer Platz anzufliegen. Wer von der Front fort fliegt und ggf. rechtzeitig zur Landung kommt, hat diese Probleme nicht, sondern voraussichtlich einen schönen Flugtag.

Mit der Warmfront ändert sich also das Wetter sowohl in den Temperaturen als auch beim Niederschlag. Im Sommer bringen diese Warmfronten den sog. Landregen, ein lang anhaltender, aber nur mäßig starker Regen. Im Winter kommt es mit dem Durchgang einer Warmfront im Bergland durch Staueffekte häufig zu ausgiebigen Schneefällen. In tieferen Lagen fällt meistens Naßschnee, der zu Schneebruch führen kann. Häufig fällt hier infolge des Temperaturanstiegs aber auch nur Regen, der wegen der damit verbundenen Schneeschmelze zu Hochwasser führen kann. Nach der Warmfrontpassage steigen die Temperaturen nur noch wenig an, die Niederschläge lassen nach, die Bewölkung lockert auf, während die Sichten mäßig bis schlecht bleiben. Im nördlichen Alpenvorland wird der Aufgleitniederschlag häufig durch Föhneinfluß unterdrückt.

Zyklone Reifestadium  Zyklone Reifestadium Schnittansicht

Die Warmfront ist, wie übrigens auch die Kaltfront, eine im Zusammenhang mit einem Tiefdruckgebiet (Zyklone) stehende Wettererscheinung (s. Abbildung links). Dabei bewegt sich die Warmfront vor der Kaltfront. Der Warmfront folgt ein mehr oder minder ausgeprägter Sektor mit Warmluft und Aufheiterung, bevor die zum Tief gehörende Kaltfront zum Wettersturz führt. Die Kaltfront holt die Warmfront durch ihre höhere Geschwindigkeit ein. Beim Aufgleiten der Warmluft verliert die Warmfront nämlich ständig Bewegungsenergie, da diese beim Aufgleiten in Lageenergie (potentielle Energie) umgewandelt wird. Durch den Verlust von Bewegungsenergie wird die Warmfront immer langsamer, während die Kaltfront ihre Anfangsgeschwindigkeit weitgehend beibehält. Zwischen Warm- und Kaltfront liegt der Warmsektor. In dem Bereich, in dem beide Luftmassen verschmelzen, entsteht die Okklusion.

Mit Annäherung der Warmfront fällt der Luftdruck, weil die vorgelagerte Kaltluft immer mehr durch warme Luft ersetzt wird. Diese ist leichter als die kalte Luft, was zum Druckfall führt. Mit Frontdurchgang hört der Luftdruckabfall auf oder wird zumindest schwächer. Die Temperatur steigt dagegen mit Eintreffen der Warmfront an. Der Wind dreht vor der Warmfront meist zurück, z.B. von Süd nach Süd-Ost. Nach der Frontpassage ist eine deutliche Windrichtungsänderung zu bemerken, auf der Nordhalbkugel der Erde wegen der Corioliskraft nach rechts drehend, z.B. von Süd nach Süd-West. Die Windgeschwindigkeit nimmt im Frontbereich zu, meist aber nicht dramatisch. Auch die Böigkeit nimmt zu, wird aber nur selten zu einer wirklichen Gefahr.

In der aufgeglittenen Warmluft kommt es zur Abtrocknung der Wolken, wodurch die Niederschläge mit Annäherung und Durchgang der Front aufhören. Nach der Warmfrontpassage klart es auf und die Temperaturen legen spürbar zu. Die Warmluft hinter der Front erwärmt die Lufttemperatur aber nur noch wenig, sie stabilisiert die Temperatur eher. Die entscheidene Wetteränderung erfolgt mit der Warmfrontpassage selbst, also an der Grenze zu den kalten Luftmassen.

Erfolgt die Erwärmung stattdessen nur in den hohen und mittleren Luftschichten, wird von einer Höhenwarmfront gesprochen. Insgesamt sind die gleichen Wetterscheinungen wie bei einer gewöhnlichen Warmfront zu beobachten. Lediglich am Boden ist keine Temperaturänderung zu erwarten, da kein bodennaher Luftmassenwechsel stattfindet. Eine schwache Windkonvergenz ist aber durchaus festzustellen. Höhenwarmfronten treten vorzugsweise im Winter bei zäher bodennaher Kaltluft auf.

Symbol Warmfront

In Wetterkarten werden Warmfronten durch rote oder ggf. schwarze Halbkreise gekennzeichnet, welche in Zugrichtung weisen.

 

Merkmale der Warmfront

Warmfront

Die Warmfront bringt wärmere Luft mit schlechter Sicht und Regen aus einer geschlossenen Wolkendecke:

  • warme Luftmasse schiebt sich über eine kalte Luftmasse, Zuggeschwindigkeit ca. 10 - 20 km/h
  • flach geneigte Front, Neigung ca. 1:100 - 1:400
  • Warmfront bewegt sich nur halb so schnell wie eine Kaltfront
  • kühle Temperatur vor der Front, warme Temperatur dahinter
  • Luft kühlt ab, kondensiert und verursacht Niederschlag
  • Niederschlagsgebiet ist ausgedehnt, beginnt weit vor der Front
  • Cirrus-Wolken, getrieben durch starke Höhenwinde, weit vor der Front
  • mit Frontannäherung absinkende Wolkenuntergrenze.

In Mitteleuropa zeichnet sich die Warmfront durch folgende Merkmale aus:

  • Bodenwind:
    Bei Annäherung der Warmfront frischt der Wind auf und dreht in frontparallele Richtung und erreicht kurz vor der Frontpassage sein Geschwindigkeitsmaximum. Bei Frontdurchgang dreht der Wind nach rechts und nimmt vorübergehend ab.
  • Drucktendenz:
    Bereits lange vor dem Durchgang der Warmfront beginnt der Luftdruck zu fallen. Der stärkste Druckabfall tritt dabei in Frontnähe auf. Bei der eigentlichen Frontpassage bleibt der Druck gleich oder fällt nur noch schwach.
  • Temperatur:
    Vor der Bodenfront steigt die Temperatur häufig bereits leicht an. Im präfrontalen Regengebiet mit typischem "Landregen", der aus einer Nimbostratuswolkendecke fällt, nimmt die Temperatur durch die Verdunstungsprozesse meist wieder etwas ab, bevor sie hinter der Bodenfront wieder eine zeitlang ansteigt und dann etwa gleich bleibt.
  • Sicht:
    Unter den ausgedehnten Cirrus- und Altostratuswolken, welche der Bodenwarmfront in der Höhe mehrere 100 km voraus gehen, herrschen meist noch gute Sichtverhältnisse, die sich aber mit weiterer Annäherung der Front zu verschlechtern beginnen. Sobald der Niederschlag einsetzt, sinken die Sichtverhältnisse schlagartig und es bilden sich durch die Verdunstungsprozesse Dunst und Nebelfelder aus. Auch nach Frontdurchgang bleiben die Sichten mäßig bis schlecht.

Ausgerüstet mit Thermometer und Barometer, sollten sich anhand dieser Merkmale gut ausgeprägte Warmfronten auch ohne Wetterbericht relativ einfach identifizieren lassen. Dabei ist aber zu berücksichtigen, daß keine Warmfront der anderen gleicht. Vielmehr weisen auch diese eine erhebliche Variabilität auf, so daß sie sich trotz eines grundsätzlich ähnlichen Verlaufs im Detail doch stark voneinander abweichen können. So kann z.B. eine Warmfront im Sommer am Boden auch zu einer Abkühlung führen, wenn maritime, wolkenreiche Warmluftmassen eine wolkenarme und dadurch in Bodennähe im Vorfeld stark erwärmte Luftmasse polaren Ursprungs ersetzen. Man spricht dann von einer maskierten Warmfront.

Tabellarisch ergibt sich für eine Warmfrontpassage folgendes Bild:

Wettererscheinung

vor der Front

an der Front

nach der Front

Temperatur

kühl

plötzliche Erwärmung

weitere Erwärmung, dann gleichbleibend

Luftdruck

stetige Abnahme

gleichbleibend

leichter Anstieg, dann Abfall

Wind

Süd bis Südost

variabel

Süd bis Südwest

Niederschlag

Schauer, Schnee, Graupel oder Sprühregen

leichter Sprühregen

-

Wolken

Cirrus, Cirrostratus, Altostratus, über-gehend in Nimbostratus, dann Stratus

Stratus, manchmal Nimbostratus

Aufklaren, mit aufgelockertem Stratus, manchmal Nimbostratus

 

 

Analysemerkmale einer Warmfront

Element

präfrontal

postfrontal

Luftdruck an der Station

deutlich und anhaltend fallend

schwach fallend oder gleichbleibend

Luftdrucktendenz (Isallobaren)

häufig ausgedehnt fallend

abfallen läßt merklich nach

Lufttemperatur

steigend 

annähernd gleichbleibend

Taupunkt

ansteigend

gleichbleibend oder schwach ansteigend

Taupunktdifferenz (Spread)

abnehmend

klein

Temperatur (850 hPa)

ansteigend

gleichbleibend oder leicht ansteigend

Wind am Boden

rechtsdrehend und auffrischend

meist gleichbleibend

Winddrehung mit der Höhe

rechtsdrehend, Baroklinität

keine, Barotropie

Sicht

erst gut, mit Niederschlag schlechter

schlecht, wegen Dunst oder Nebel

Wolken

Schichtbewölkung

Stratocumulus oder Stratus, Aufheiterungen

Wolkenuntergrenze

absinkend, an der Front am tiefsten

ansteigend

Niederschlag

breites Landregengebiet (100 bis 300 km)
im Winter meist Schnee, der in Regen übergeht

häufig niederschlagsfrei, evtl. Sprühregen

 

Warmfronten im Winter

Eiskruste nach Eisregen

Im Winter kann bei entsprechender Wetterlage die sehr kalte Luftmasse einer vorausgegangenen Frostperiode auch noch längere Zeit nach dem Durchgang einer Warmfront aufgrund ihrer höheren Dichte in Bodennähe "liegen bleiben" und erst allmählich von der bereits darüberliegenden Warmluft ersetzt werden (Höhenwarmfront). In den Tälern können dann noch Temperaturen um oder sogar unter dem Gefrierpunkt auftreten, während sie in den höheren Lagen der Mittelgebirge bereits deutlich über 0 °C liegen. Dies ist die typische Situationen, in der Eisregen auftreten kann. Der Niederschlag fällt dabei durch die wärmeren Luftschichten in der Höhe und gerät dann wieder in eine kältere Luftschicht mit Temperaturen unter 0 °C, wo er im Extremfall bereits im Fallen an jedwedem Gegenstand anfriert, z.B. an einem Flugzeug in der Luft. Damit herrscht die akute Gefahr der Flugzeugvereisung.

Auf die Gefahren der Flugzeugvereisung wird im Kapitel Risiko Wetter näher eingegangen. Hierzu eine interessante Veröffentlichung der AOPA Germany zum Thema Flugzeugvereisung.

Spätestens am Erdboden gefriert der unterkühlte Regen und kann so für überraschendes und sehr gefährliches Glatteis sorgen.

 

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