Trog

Auf der Rückseite von ausgeprägten Tiefdruckgebieten, d.h. hinter der Kaltfront, zeigen sich auf der Bodenwetterkarte oft trog- oder u-förmige Ausbuchtungen der Isobaren nach Süden oder Südwesten. Tiefer Luftdruck sowohl am Boden als auch in der Höhe erstreckt sich in Trogform vom Nordmeer über den westeuropäischen Küstenbereich bis zur Iberischen Halbinsel im Süden. Flankiert wird dieser Trog von hohem Luftdruck über dem mittleren Atlantik und Westrußland. Eine Frontalzone verläuft vom mittleren Atlantik nach Spanien und von dort in Richtung Nordost über das westliche Mitteleuropa nach Skandinavien. In ihr wandern dann einzelne Störungen, meist westlich der Alpen, über Mitteleuropa hinweg. Der Witterungscharakter ist zumeist unbeständig. Postfrontale Tiefdrucktröge verursachen häufig erst weit nach der Kaltfront das schlechteste Wetter mit den stärksten Schauern und den höchsten Windgeschwindigkeiten. Im Sommer wirkt sich ein Trog über Mitteleuropa tendenziell in kühlen Lufttemperaturen und normalen bis überdurchschnittlichen Niederschlägen aus. Im Winter liegen die Niederschläge tendenziell unter dem Durchschnitt. Es ist in Deutschland dann meist vergleichsweise warm und Niederschlag fällt nur als Regen.

Ein Trog ist somit ein ausgedehntes Gebiet relativ geringen atmosphärischen Luftdrucks, oft verbunden mit Fronten. Der Begriff wurde eingeführt, weil die zugehörige Isobaren in der Bodenwetterkarte an die Form eines Futtertrogs erinnert. Ein Trog existiert zumeist auf der Rückseite einer Kaltfront, wenn polare Kaltluft in einem alternden Tiefdruckgebiet weit nach Süden vorstößt (siehe Abbildung rechts unten). Auch der Bereich zwischen zwei Hochdruck-Zentren kann manchmal den Charakter eines Troges annehmen. Voraussetzung dafür ist, daß eine Windänderung am Boden stattfindet. Fehlt ein solcher Windwechsel, handelt es sich nur um eine Region geringeren Luftdrucks zwischen zwei Hochdruckgebieten, ähnlich einem Sattel zwischen zwei Berggipfeln (vgl. Abbildung rechts oben).

Bei der Trogwetterlage gibt es zwei Ausprägungen:

• den Höhentrog und
• den Bodentrog.

Bodentrog / Rückseitentrog

Als Boden- oder Rückseitentrog wird ein Gebiet tiefen Luftdrucks auf der Rückseite eines kräftigen, bereits alternden Tiefs hinter deren Kaltfront oder Okklusion bezeichnet . In diesem Gebiet kommt es zu einer erneuten Vertiefung der Zyklone infolge kräftiger Aufgleitvorgänge der Luftmassen, die entstehen, wenn die Höhenwarmluft auf der Vorderseite des Tiefs gegen den Uhrzeigersinn um das Zentrum des Tiefs herumgeführt wird und auf der Rückseite in den Bereich der Kaltluft gelangt. Der Trog kennzeichnet den Bereich der kältesten Höhenluft dar, welche zungenförmig weit nach Süden vordringt (siehe Bild).

Der aus hochreichender Kaltluft bestehende Trog ist an der starken zyklonalen Krümmung der Isobaren (Bodenwetterkarte) bzw. Isohypsen (Höhenwetterkarte, z. B. 500 hPa Fläche) erkennbar. Bei einem Trog sehen die Isobaren vom Kern des Tiefs ausgehend keil- oder trogförmig ausgebeult aus (vgl. Abbildung rechts unten). Die stärkste Krümmung befindet sich in der Trogachse. Ein Bodentrog trennt im Unterschied zur Front aber keine verschiedenen Luftmassen voneinander. Er ist auch nicht vollständig von höherem Druck umschlossen, was ihn vom Tief unterscheidet. Außerdem weist ein Trog keine geschlossene Wirbelzirkulation der Luftmassen auf. Deswegen handelt es sich auch nur solange um einem Trog, wie die Zirkulation nicht in sich abgeschlossen ist. Sobald es im Trogbereich zu einer geschlossenen Zirkulation kommt und sich dadurch ein abgeschlossener Kern bildet, spricht man von einem Trogtief.

Ein Trog ist sozusagen eine Kaltfront hinter der eigentlich Kaltfront. Er folgt also der Kaltfront in einem bestimmten Abstand, wobei oft der Trog die Kaltfront an Wetterwirksamkeit oft übertrifft, vor allem wenn er sich während des Tages über Land durch Bodenerwärmung noch verstärkt. Andererseits kann aber die massive Kaltluft im nachfolgenden Trog die Kaltfront auch abschwächen. Innerhalb eines mit labiler Höhenkaltluft gefüllten Troges bilden sich häufig zahllose Schauer und umso mehr, desto größer die Labilität ist. Bei großer Labilität und entsprechender Windscherung organisieren sich die Schauer immer wieder zu richtigen Wolkenstraßen und nehmen Frontcharakter an. Tröge zeichnen sich daher insgesamt durch lebhafte Schauertätigkeit und starke bis stürmische Bodenwinde aus, die an der tiefsten Stelle des Troges, der Trogachse oder Troglinie, am kräftigsten ausgeprägt sind.

Im Satellitenbild ist die Anordnung der Wolken unregelmäßig, im Gegensatz zum markanten Wolkenband der Kaltfront. Eine solche Troglinie wird häufig viel wetteraktiver als eine normale Kaltfront. Intensive Schauer bis hin zu Gewittern können die Folge sein. Oft wird der südliche Teil eines Höhentroges durch Warmluftvorstöße von beiden Seiten abgeschnürt, wodurch ein Kaltlufttropfen entsteht (vgl. Cut-Off bei der Zyklone). Ein Trog sorgt deshalb in der Luftfahrt für meist schlechte, jedenfalls aber sehr unruhige und turbulente Bedingungen. Für gewöhnlich werden Troglinien in den allgemeinen Wetterberichten nicht als solche erwähnt, sondern als gewöhnliche Kaltfronten dargestellt.

Ein Bodentrog macht sich dadurch bemerkbar, daß nach dem Durchzug einer Kaltfront der Luftdruck nicht wie üblich ansteigt, sondern nach kurzem Anstieg wieder erneut schnell fällt. Der Wind dreht nach vorherigem starkem Rechtsdrehen wieder zurück. Der Bodentrog befindet sich ca. 500 - 1.000 km hinter der vorauseilenden der Kaltfront oder Okklusion mit Kaltfrontcharakter und folgt ihr meist im Abstand von etwa 15 - 20 Stunden. Er bringt dann erneut eine wesentliche Wetterverschlechterung, die meist von sehr heftigen Windböen begleitet wird. Im Bereich der Trogachse treten die stärksten Schaueraktivitäten (linienförmige Anordnungen der Schauer und Gewitter) auf.

Die Bewölkung kann sich bei Troglagen völlig unterschiedlich sein. Manchmal kann eine geschlossene Nimbostratusbewölkung vorherrschen, aus der lang anhaltender bis schauerartiger Niederschlag fällt. Meistens kommt es aber aufgrund der labilen Luftschichtung zu umfangreicher Cumulusbildung mit Schauer- und Gewitterzellen.

Höhentrog

Die Bezeichnung "Höhentrog" für ein Gebilde tiefen Luftdrucks in höheren Troposphärenschichten wurde analog der Bezeichnung "Bodentrog" eingeführt, weil die entsprechenden Isolinien (hier: Isohypsen = Linien gleicher geopotenzieller Höhe) in den Höhenwetterkarten zumindest bei stark gekrümmten Linien an die Form eines Futtertrogs erinnern. Ein Höhentrog ist mit Kaltluft angefüllt, welche auf Grund ihres Gewichtes die in dieser Höhe und darunter liegenden Luftschichten zusammengedrückt. Dabei sinken die Druckflächen in der Höhe ab und es entsteht dort ein Bereich mit tiefem Luftdruck.

Der Höhentrog entsteht durch den mändrierenden Jetstream. Dabei besteht der Höhentrog aus hochreichender Kaltluft, meist polaren Ursprungs. Schwenkt der Jetstream nach Süden aus, entsteht ein Höhentrog. Schwenkt der Jetstream nach Norden aus, entsteht ein Höhenkeil oder Rücken. Derlei Tröge und Rücken sind somit das Ergebnis der Rossby-Wellen und wandern zumeist von West nach Ost. Die Bildung von Hoch- und Tiefdruckgebieten am Boden hängt sehr eng mit den Höhentrögen und -rücken zusammen. Höhentröge können, von den mittleren und polaren Breiten ausgehend bis weit in subtropische -ja sogar tropische- Breiten reichen.

In der planetarischen Westwindzone wechseln sich dann Tröge und Rücken ab, vor allem, wenn die Höhenwinde stark mäandrieren. Auf einer Trogvorderseite hat der Höhenwind eine südöstliche oder südliche Strömung. Hierbei wird Warmluft großräumig nach Nordosten oder Norden transportiert. Auf der Trogrückseite hat der Höhenwind dagegen eine nordwestliche oder nördliche Strömung und es wird polare Kaltluft großräumig nach Südosten oder Süden transportiert. Dieser Luftmassenaustausch hat wesentlichen Anteil am globalen Lufttemperaturausgleich, denn nur einstrahlungsbedingt müßte es z.B. über Europa im Jahresmittel viel kälter sein, als es gegenwärtig beobachtet wird (auch unter Berücksichtigung des Einflusses des Golfstromes).

Höhentröge befinden sich meistens in Luftschichten oberhalb von 4.000 m. Ein Höhentrog ist an den stark zyklonal gekrümmten Strömungslinien der Höhenwetterkarte zu erkennen. Dafür wird meist die Karte der 500-hPa-Druckfläche, die im Mittel in 5.500 m Höhe liegt, verwendet.

In einem Höhentrog weisen die Isohypsen im Bereich der Trogachse die stärkste Krümmung auf. Bei Trögen in der Westwindzone der mittleren Breiten laufen die Strömungslinien westlich vor der Trogachse enger zusammen, sie konvergieren. Dadurch nimmt die Windgeschwindigkeit in Richtung der Trogachse zu. Aufgrund der starken Krümmung der Strömungslinien im Bereich der Trogachse wird die Luftmasse jedoch abgebremst, was dazu führt, daß sie sich vor der Krümmung staut. Weil ein Abtransport der sich stauenden Luftmassen nach oben hin wegen der Tropopause an der Grenze der Troposphäre unmöglich ist, werden die Luftmassen hauptsächlich nach unten bewegt. Absinkende Luftmassen bedeuten am Boden einen steigenden Luftdruck, weshalb sich auf der Rückseite eines Trogs ein Hochdruckgebiet bildet. Östlich der Trogachse nimmt die Krümmung der Isohypsen rasch ab und die Strömungslinien laufen wieder auseinander, sie divergieren. Dadurch werden auf dieser Seite des Höhentroges die Luftmassen beschleunigt und daher mehr Luftmassen abtransportiert, was hier zu einem Massemangel führt (vgl. Ursache des Windes). Zum Ausgleich strömen Luftmassen von unten nach, weil oben wieder die Tropopause im Weg ist. Aufsteigende Luftmassen lassen den Luftdruck am Boden fallen und es entsteht am Boden ein Tiefdruckgebiet. Deshalb sind Tiefdruckgebiete am Boden auf der östlichen Vorderseite von Trögen durch die Hebung der Luftmassen sehr wetteraktiv und vertiefen sich hier stark. Für Fronten gilt übrigens dasselbe.

Auch danach bleiben die Höhentröge wetterwirksam, sie steuern nämlich die Verlagerung der bodennahen Tiefdrucksysteme. Dabei ist die Achsenneigung entscheidend: Bei einer vertikalen Ausrichtung der Trogachse bleibt das Tief nahezu ortsfest. Bei einer mit der Höhe vorwärts geneigten Achse entwickelt sich ein Tief oder es verlagert sich ostwärts. Eine Rückwärtsneigung der Achse führt analog zur Verlagerung nach Westen bzw. Abschwächung des Tiefs.

Anders als bei Fronten ist für einen Trog auf der Wetterkarte kein bestimmtes Symbol allgemein gebräuchlich. Ein Trog wird vielfach als gestrichelte oder auch durchgezogene Linie markiert. Teilweise wird auch eine gepunktete Linie eingezeichnet.