Explosive Zyklogenese und großräumige Zirkulationsänderungen: Auswirkungen auf die atmosphärische Blockierung

Großräumige Zirkulationsänderungen, die mit explosiver Oberflächenzyklogenese einhergehen, werden in zwei Fällen quantitativ untersucht, die aus den letzten Wintersaisons ausgewählt wurden. Beide Fälle zeigen einen schnell sich vertiefenden Oberflächenzyklon über dem westlichen Atlantischen Ozean, aber die Veränderungen im Geopotentialhöhenfeld bei 500 mb unterscheiden sich in jedem Fall. Ein Ereignis, im Januar 1977, ist durch die Retrogression eines antizyklonischen Wirbels (blockierende Hoch) im 500 mb Höhenfeld flussabwärts des Oberflächenzyklons gekennzeichnet. Der zweite Fall, im Februar 1978, zeichnet sich durch die Bildung eines 500 mb zyklonischen Wirbels (cutoff low) flussaufwärts des Oberflächenzyklons aus, während kein flussabwärts gerichteter antizyklonischer Wirbel beobachtet wird. Die Retrogression des Januars 1977 blockiert über dem Atlantischen Ozean mit der Wanderung einer 500 mb synoptischen Störung (assoziiert mit dem Oberflächenzyklon) von einem planetarischen Trogtief über Nordamerika hin zu einem planetarischen Hoch über Europa. Im Februar 1978 entwickelt sich der blockierende zyklonische Wirbel aus einer synoptischen Störung, die von einem langwelligen Hoch über dem westlichen Nordamerika zu einem langwelligen Trogtief über dem östlichen Nordamerika wandert und das ozeanische Oberflächenzyklonereignis initiiert. Quasi-geostrophische Modellanalysen von atmosphärischen Daten während dieser Fälle zeigen, dass die geopotentialen Höhenänderungen in den blockierenden Systemen durch die Überlagerung von thermischen und Wirbeladvektionen erzwungen werden. Thermodynamisch wird der beobachtete Temperaturanstieg im blockierenden Antizyklon durch Warmluftadvektion und Absinkerwärmung erzwungen, während der beobachtete Temperaturabfall im blockierenden Zyklon durch adiabatische Kühlung begleitend zu starkem Aufstieg erzwungen wird. Diese und andere Fallstudien stimmen mit den Ergebnissen früherer theoretischer und beobachtender Arbeiten überein, die gezeigt haben, dass atmosphärische Blockierungsmuster aufgrund der Interaktion transienter, synoptischer Störungen mit der planetarischen Umgebung entstehen können. In diesem Zusammenhang kann Blockierung als eine Reaktion der planetaren Wellen auf synoptische Störungen verstanden werden, die als Energie- und Wirbelquellen für die entstehenden Blöcke dienen. Diese Arbeit zeigt jedoch, dass die Art der Reaktion entscheidend von der Lage der synoptischen Störung im Verhältnis zu den planetaren Wellen abhängig sein kann. Insbesondere können synoptische Wellen, die von langwelligem Hoch (Trogtief) zu langwelligem Trogtief (Hoch) wandern, in bestimmten Fällen blockierende zyklonische (antizyklonische) Wirbel begünstigen.