Konvergenz und Divergenz, die dynamischen vertikalen
Antriebsbewegungen der Atmosphäre

Konvergenz und Divergenz beschreiben Strömungsfeldeigenschaften, die
man sich als konzentrisches Zusammenströmen (Konvergenz) oder
Auseinanderströmen (Divergenz) vorstellen kann. Betrachtet man das
horizontale Strömungsfeld zu einem festen Zeitpunkt, dann liefern die
an jedem Punkt tangential zum horizontalen Windvektor verlaufenden
Raumkurven die Strömungslinien des horizontalen Windfeldes. Die
horizontalen Windvektoren sind schließlich eng mit dem Luftdruckfeld
verknüpft (vgl. dazu auch den Eintrag im Wetterlexikon des DWD unter
dem Stichwort "Geostrophischer Wind").

In der Meteorologie werden Divergenz und Konvergenz überwiegend auf
den Windvektor angewendet und beziehen sich somit direkt auf die
Luftströmungen. Mit den Windkomponenten Geschwindigkeit und Richtung
wird in der Praxis oft zwischen Geschwindigkeits- und
Richtungs-Divergenz/Konvergenz unterschieden. In der Realität treten
Richtungs- und Geschwindigkeits-Konvergenz/Divergenz jedoch selten
einzeln auf. In einem Strömungsfeld sind Richtungs- und
Geschwindigkeitsvergenzen meist kombiniert. In einer Konfluenzzone
findet man deshalb Richtungskonvergenz in Verbindung mit
Geschwindigkeitsdivergenz und in einer Diffluenzzone umgekehrt
Richtungsdivergenz und Geschwindigkeitskonvergenz (vgl. Abbildung 1.)


In einem materiellen Stromfeld wie der Atmosphäre wird bei jeder
Bewegung auch Masse transportiert. Da die Atmosphäre nicht beliebig
kompressibel ist, schafft die Atmosphäre dort, wo Konvergenz und
Divergenz in der Horizontalen auftreten, vertikale Ausgleichsströme
(vgl. Abbildung 2).

Bei ununterbrochener Konvergenz in einem Gebiet wird diesem
fortlaufend von den Seiten Luft zugeführt. Damit der Luftdruck in
dieser Region nicht stetig steigt, muss als Ausgleichsbewegung in
größeren Höhen schließlich ein Ausströmen, also eine Divergenz
erfolgen. In den Schichten dazwischen wird die Luft gehoben. Bei
einem Divergenzgebiet in tiefen Schichten entstehen analog umgekehrte
Verhältnisse. Durch das Ausströmen am Boden muss in der Höhe Luft
nachströmen. Entsprechend setzt in den dazwischen liegenden Schichten
Absinken ein.

Während ein Hoch in den bodennahen Schichten mit Diffluenz und
entsprechend Absinken einhergeht, strömt die Luft in einem Tief
zusammen und steigt auf. Nachfolgend sind Hochdruckgebiete meist
durch Wolkenauflösung d.h. allgemein schönes Wetter und
Tiefdruckgebiete durch Hebung samt Wolken- und Niederschlagsbildung
charakterisiert. Weiter gleichzeitig stattfindende physikalische
Vorgänge sollen an dieser Stelle vernachlässigt werden.

In einem wellenden Strömungsfeld wechseln sich entsprechend der oben
beschriebenen Erklärungen ebenfalls Bereiche mit Hebungs- und
Absinkprozessen ab. In der Regel ist dabei vorderseitig des
Wellenkamms (Troges, vgl. Wetterlexikon Stichwort "Trog") Hebung und
rückseitig Absinken zu finden.

Besonders die vorletztgenannten Eigenschaften lassen sich derzeit
häufig auch über Deutschland beobachten. Die durch kurzwellige
Strömungsanteile hervorgerufene Hebung sorgt schließlich für die
Entwicklung der teils kräftigen Schauer und Gewitter in der
feuchtlabilen Luftmasse.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.06.2016