Jetstream: Entstehung, Arten und Wetterwirkung

Ein Jetstream ist ein schmales Band sehr schneller Höhenwinde. Höhenwinde wehen weit über dem Boden. Die beiden hier behandelten Arten liegen nahe der Obergrenze der Troposphäre. So heißt die unterste Schicht der Atmosphäre, also der Lufthülle der Erde.

Für die Entstehung hilft ein vereinfachtes Modell: Eine Luftsäule ist hier ein gedachter, senkrechter Bereich der Luft über einem Ort. Wir vergleichen eine warme und eine kalte Luftsäule mit gleichem Luftdruck am Boden. In der warmen Säule nimmt der Druck mit der Höhe langsamer ab. In gleicher großer Höhe ist der Druck deshalb über der warmen Säule höher als über der kalten. Temperaturunterschiede können so Druckunterschiede in der Höhe erzeugen.

Ein Druckunterschied über eine Strecke heißt Druckgefälle. Die Druckgradientkraft beschleunigt Luft vom höheren zum niedrigeren Druck. Bei sonst gleichen Bedingungen erzeugt ein größeres Druckgefälle eine stärkere Beschleunigung. Für die beiden behandelten Jetstreams liegt die wärmere Luft auf der Seite zum Äquator und die kältere Luft auf der Seite zum Pol. Der Äquator ist die gedachte Linie um die Mitte der Erde zwischen den Polen. Der Nordpol ist der nördlichste Punkt der Erde, der Südpol der südlichste. Im Modell setzt sich die Höhenluft zunächst in Richtung Pol in Bewegung.

Die Erde dreht sich. Deshalb wird bewegte Luft aus Sicht eines Beobachters am Boden seitlich abgelenkt. Diese Wirkung beschreibt die Corioliskraft. Auf der Nordhalbkugel, der Erdhälfte nördlich des Äquators, erfolgt die Ablenkung nach rechts. Auf der Südhalbkugel erfolgt sie nach links. Für zunächst polwärts strömende Luft bedeutet das auf beiden Erdhalbkugeln eine Ablenkung nach Osten. Ablenkung bedeutet eine seitliche Richtungsänderung, keine einfache Umkehr der Bewegung.

So entstehen überwiegend ostwärts gerichtete Windbänder. Ein Wind wird nach seiner Herkunft benannt: Westwind kommt aus Westen und weht nach Osten. Die Druckgradientkraft setzt die Luft in Bewegung; die Corioliskraft lenkt ihre Bewegung ab.

Bei einer annähernd geraden und gleichmäßigen Höhenströmung können sich Druckgradientkraft und Corioliskraft ungefähr ausgleichen. Die Luft weht dann weiter, statt direkt vom höheren zum niedrigeren Druck zu strömen. Das Modell ist vereinfacht. Es beschreibt keine ununterbrochene Luftströmung vom Äquator bis zum Pol.

Der Polarfrontjetstream liegt im Bereich der Polarfront. Die Polarfront ist die Grenze zwischen kalter Luft aus den Polargebieten und wärmerer Luft der mittleren Breiten. Polargebiete liegen rund um die Pole. Die mittleren Breiten liegen zwischen den polnahen und den tropennahen Gebieten. Die Polarfront reicht häufig bis zum Boden. Das Windband selbst liegt trotzdem hoch über dem Boden.

Der Polarfrontjetstream tritt ganzjährig auf. Im Winter ist er typischerweise stärker, weil der Temperaturunterschied zwischen der kalten und der wärmeren Luft dann meist größer ist. Er bildet keinen durchgehend geschlossenen Ring um die Erde, sondern besteht aus einzelnen Windbändern.

Der Subtropenjetstream liegt näher am Äquator über den Subtropen. Die Tropen sind die Gebiete rund um den Äquator. Die Subtropen schließen sich nördlich und südlich an die Tropen an. Auch dieser Jetstream hängt mit einem starken Temperaturunterschied zusammen. Die zugehörige Luftgrenze reicht im Allgemeinen jedoch nicht bis zum Boden.

Der Subtropenjetstream ist häufig besonders im jeweiligen Winter der Erdhalbkugel ausgeprägt. Beide Arten sind überwiegend Westwinde, wehen also von Westen nach Osten. Ihre Lage und Stärke können sich ändern. Die Stärke ist deshalb kein sicheres Merkmal, um die Art zu bestimmen. Achte vor allem auf die Lage und auf die zugehörige Luftgrenze.

Der Polarfrontjetstream verläuft nicht wie eine gerade Linie. Er bildet große Bögen nach Norden und Süden. Solche großräumigen Wellen im Verlauf der Höhenströmung heißen Rossby-Wellen. Ihre Lage und Form beeinflussen die Verteilung warmer und kalter Luft. So kann wärmere Luft weiter in Richtung Pol und kältere Luft weiter in Richtung Äquator gelangen.

Eine Wetterlage beschreibt das Wettermuster über einem größeren Gebiet. Wenn ein Wellenmuster längere Zeit ähnlich bleibt, kann auch eine Wetterlage länger anhalten. Solche beständigen Muster können besonders im Sommer auftreten. Das gilt aber nicht für jeden Sommer und bedeutet nicht automatisch extremes Wetter. Aus dem Wellenverlauf allein lässt sich das genaue Wetter eines einzelnen Orts nicht sicher vorhersagen.

Ein beständiges Wellenmuster bedeutet keine Windstille. Die Form und Lage der Bögen können ähnlich bleiben, während die Luft schnell durch das Windband strömt.

Auch Flugplaner beachten den Verlauf des Jetstreams. Rückenwind weht in die Flugrichtung, Gegenwind entgegen der Flugrichtung. Bei gleicher Geschwindigkeit des Flugzeugs gegenüber der Luft erhöht Rückenwind seine Geschwindigkeit über Grund. Das ist die Geschwindigkeit gegenüber dem Erdboden. Gegenwind verringert sie.

Die beiden behandelten Jetstreams wehen überwiegend nach Osten. Für einen Flug nach Osten kann ihr Wind daher als Rückenwind nützlich sein. Bei einem Flug nach Westen kann er Gegenwind sein. Flugplaner prüfen den tatsächlichen Verlauf: Sie können Route und Flughöhe anpassen, um Rückenwind zu nutzen oder starken Gegenwind zu meiden. Das kann Flugzeit und Treibstoffverbrauch verringern. Weil Rossby-Wellen den Verlauf des Windbands mitbestimmen, beeinflussen sie auch günstige Flugrouten.