Cut-Off-Prozess

Begriff und Bedeutung

Der Cut-Off-Prozess, auch Abschnürprozess genannt, ist ein meteorologisches Phänomen, das die großräumige Luftzirkulation beeinflusst. Er tritt besonders in der Westwindzone zwischen dem 35. und 65. Breitengrad auf und ist für die Ausbildung bestimmter Witterungsverhältnisse verantwortlich.

Bei einem Cut-Off-Prozess löst sich eine stabile Zyklone oder Antizyklone aus der großräumigen Westwindströmung. Dadurch entsteht ein eigenständiges Höhentief oder ein Kaltlufttropfen. Der Prozess ist an großräumige Vorstöße kalter Polarluft nach Süden beziehungsweise warmer Tropenluft nach Norden gebunden.

Entstehung der planetarischen Wellen

Die Sonne erwärmt die Luftmassen am Äquator, während an den Polen die Abstrahlung von Wärme in das Weltall überwiegt und die Atmosphäre abkühlt. Aus diesem Temperaturunterschied zwischen Norden und Süden entsteht ein Energiefluss von den Tropen zu den Polen. Luftmassen bewegen sich dabei der Gradientkraft folgend von einem Höhenhoch über dem Äquator zu einem Höhentief über den Polen und durchqueren die Westwindzone.

In der Frontalzone zwischen dem 35. und 65. Breitengrad mäandrieren die Westwinde in mächtigen planetarischen Wellen, den Rossby-Wellen. Eine Ursache dafür ist, dass die Isothermen, also Linien gleicher Temperatur, wegen der unterschiedlichen Wirkung von Land und Meer nicht parallel zu den Breitenkreisen verlaufen. Die Isobaren, also Linien gleichen Luftdrucks, folgen den Isothermen und beeinflussen dadurch die Winde.

Gebirgszüge pressen die fließenden Luftpakete zusammen. Wegen der entstehenden Umwege nimmt ihre Geschwindigkeit zu, wodurch auch die ablenkende Corioliskraft stärker wird. Hinter dem Gebirge drehen sich die Luftpakete zum Äquator hin. Der dabei entstehende Tiefdrucktrog transportiert kältere Luft in Richtung Äquator. Umgekehrt bilden sich Hochdruckrücken, in denen wärmere Luft polwärts transportiert wird. Zusätzlich beeinflussen stabile Druckgebiete wie das Azorenhoch und das Islandtief die Westwindzonen, die in großen Wellen um die Erde ziehen.

Zirkulationsformen und Abschnürung

Liegen die Isobaren sehr eng beieinander, spricht man von zonaler Zirkulation oder High-Index-Zirkulation. Bei dieser Strömungsform wird meridional, also in Nord-Süd-Richtung, relativ wenig Energie ausgetauscht.

Durch die beschriebenen Prozesse können sich größere Wellen bilden. Nimmt ihre Amplitude, also ihre Auslenkung, zu, entsteht eine Low-Index-Zirkulation oder Wellenzirkulation. In diesem Fall ist der meridionale Energieaustausch zwischen den Tropen und den Polen deutlich größer.

Bei sehr starken Wellenbewegungen können sich stabile Zyklonen oder Antizyklonen ablösen. Diese Ablösung ist der eigentliche Cut-Off. Danach ist die Westwinddrift unterbrochen; diese atmosphärische Blockierung wird als Blocking Action bezeichnet. Zwischen Pol und Äquator findet dann kein Energieaustausch mehr statt, sodass sich die Temperaturgegensätze verstärken. Schließlich bildet sich eine neue Frontalzone heraus, und der Kreislauf beginnt von vorn.