Die Theorie der Polarfront wurde von Jacob Bjerknes entwickelt, abgeleitet aus einem dichten Netz von Beobachtungsstellen in Skandinavien während des Ersten Weltkriegs. Die hintere Konvergenzzone wurde als „Squall Line“ oder Kaltfront bezeichnet. Entlang dieser Konvergenzzone schienen sich die Wolken- und Niederschlagsgebiete zu konzentrieren. Das Konzept der Frontzonen führte zu dem Konzept der Luftmassen. Die Natur der dreidimensionalen Struktur des Wirbelsturms wurde nach der Entwicklung des oberen Luftnetzes in den 1940er Jahren konzeptualisiert.
LebenszyklusBearbeiten
Organisierte Gebiete mit Gewitteraktivität verstärken bereits bestehende Frontalzonen, und sie können Kaltfronten überholen. Dieses Ausreißen erfolgt innerhalb der Westwinde in einem Muster, bei dem sich der Höhenjet in zwei Strömungen aufspaltet. Das daraus resultierende mesoskalige konvektive System (MCS) bildet sich an dem Punkt, an dem sich die Winde in der oberen Ebene aufspalten, im Bereich der besten Tiefdruckanströmung.
Die Konvektion bewegt sich dann nach Osten und in Richtung Äquator in den warmen Sektor, parallel zu den Tiefdrucklinien. Wenn die Konvektion stark linear oder gekrümmt ist, wird das MCS als Böenlinie bezeichnet, wobei das Merkmal an der Vorderkante der signifikanten Windverschiebung und des Druckanstiegs liegt. Dieses Merkmal wird in der warmen Jahreszeit in den Vereinigten Staaten häufig in Oberflächenanalysen dargestellt, da sie innerhalb scharfer Oberflächentäler liegen.
Wenn sich Böen über trockenen Regionen bilden, kann ein als Haboob bezeichneter Staubsturm entstehen, weil die starken Winde in ihrem Kielwasser Staub vom Wüstenboden aufwirbeln. Weit hinter reifen Böen kann sich am hinteren Rand des Regenschildes ein Schlepptief entwickeln, das durch die Erwärmung der absteigenden Luftmasse, die nicht mehr durch Regen abgekühlt wird, zu einem Wärmeausbruch führen kann.
Vor der Böenlinie können sich kleinere Cumulus- oder Stratocumuluswolken sowie Cirrus und manchmal Altocumulus oder Cirrocumulus befinden. Diese Wolken sind das Ergebnis ehemaliger Cumulonimbuswolken, die sich aufgelöst haben, oder eines Bereichs mit nur geringer Instabilität vor der Hauptböenlinie.
Wenn sich Superzellen und mehrzellige Gewitter aufgrund einer schwachen Scherkraft oder schwacher Hebemechanismen auflösen (z. B. (z. B. erhebliches Gelände oder fehlende Tageserwärmung) auflösen, kann die mit ihnen verbundene Böenfront die eigentliche Böenlinie überholen, und das synoptische Tiefdruckgebiet kann sich dann auffüllen, was zu einer Abschwächung der Kaltfront führt; im Wesentlichen hat das Gewitter seine Aufwinde erschöpft und wird zu einem reinen Abwindsystem. Die Gebiete, in denen sich die Gewitterlinie auflöst, können Regionen mit niedrigem CAPE, geringer Luftfeuchtigkeit, unzureichender Windscherung oder schlechter synoptischer Dynamik (z. B. ein sich füllendes Höhentief) sein, was zu einer Frontolyse führt.
Von hier aus kommt es zu einer allgemeinen Ausdünnung der Gewitterlinie: Die Winde nehmen mit der Zeit ab, die Ausströmungsgrenzen schwächen die Aufwinde erheblich und die Wolken verlieren ihre Dicke.
MerkmaleBearbeiten
AufwindeBearbeiten
Der vordere Bereich einer Böenlinie besteht hauptsächlich aus mehreren Aufwinden, oder einzelnen Regionen eines Aufwinds, die vom Boden bis in die höchsten Bereiche der Troposphäre aufsteigen, Wasser kondensieren und eine dunkle, bedrohliche Wolke bis hin zu einer Wolke mit einem deutlich überschießenden Gipfel und Amboss (dank der synoptischen Winde) bilden. Wegen der chaotischen Natur der Auf- und Abwinde sind Druckstörungen wichtig.
DruckstörungenBearbeiten
Die Druckstörungen in der Umgebung von Gewittern sind bemerkenswert. Durch den raschen Auftrieb in den unteren und mittleren Lagen eines reifen Gewitters entstehen durch Auf- und Abwinde ausgeprägte Mesozentren des Drucks. Da sich Gewitter in Böenlinien organisieren, wird das nördliche Ende der Böenlinie gemeinhin als das zyklonale Ende bezeichnet, während die südliche Seite antizyklonal rotiert (in der nördlichen Hemisphäre). Aufgrund der Corioliskraft kann sich das nördliche Ende weiter entwickeln und ein „kommaförmiges“ Nachlauftief bilden oder sich in einem böenartigen Muster fortsetzen. Der Aufwind vor der Linie erzeugt ebenfalls ein Mesotief, während der Abwind direkt hinter der Linie ein Mesohoch erzeugt.
WindscherungBearbeiten
Windscherung ist ein wichtiger Aspekt einer Böenlinie. In Umgebungen mit geringer bis mittlerer Scherung tragen reife Gewitter zu bescheidenen Mengen an Abwinden bei, die ausreichen, um einen Hebemechanismus an der Vorderkante zu schaffen – die Böenfront. In Umgebungen mit hoher Scherung, die durch gegenläufige Tiefdruckgebiete und synoptische Winde entstehen, können Aufwinde und daraus resultierende Abwinde sehr viel intensiver sein (häufig bei Superzellen-Mesozyklonen). Der Kaltluftabfluss verlässt den hinteren Bereich der Böenlinie bis zum Jet der mittleren Ebene, was die Abwinde begünstigt.
UnwetterindikatorenBearbeiten
Schwere Böen entstehen typischerweise durch die Bildung eines stärkeren mesoskaligen Hochdrucksystems (eines Mesohochs) innerhalb des konvektiven Gebiets aufgrund einer starken Abwärtsbewegung hinter der Böenlinie und können in Form eines Downbursts auftreten. Der Druckunterschied zwischen dem mesoskaligen Hoch und den niedrigeren Drücken vor der Böenlinie verursacht starke Winde, die dort am stärksten sind, wo die Linie am stärksten gekrümmt ist.
Ein weiteres Anzeichen für das Vorhandensein von Unwettern entlang einer Böenlinie ist ihre Umwandlung in ein Linienechowellenmuster (LEWP). Ein LEWP ist eine besondere Konfiguration in einer Linie konvektiver Stürme, die das Vorhandensein eines Tiefdruckgebiets und die Möglichkeit schädlicher Winde, großen Hagels und Tornados anzeigt. An jedem Knick entlang des LEWP befindet sich ein mesoskaliges Tiefdruckgebiet, das einen Tornado enthalten könnte. Als Reaktion auf sehr starke Ausströmungen südwestlich des mesoskaligen Tiefs wölbt sich ein Teil der Linie nach außen und bildet ein Bogenecho. Hinter dieser Ausbuchtung liegt das mesoskalige Hochdruckgebiet.
Darstellung auf KartenBearbeiten
Squall Lines werden auf Oberflächenanalysen des National Weather Service als ein abwechselndes Muster aus zwei roten Punkten und einem Strich mit der Bezeichnung „SQLN“ oder „SQUALL LINE“ dargestellt.