UI12 Wädenswil Metrologie FS13
Metrologie
Metrologie
Wasser-Quelle für die Atmosphäre
Verdunstung (kann in latenter Wärme
ausgedrückt werden), am höchsten in den
Subtropen (absinkender Ast der
Hadleyzelle) und klein in den hohen Breiten
quasi-periodische Prozesse
nicht perfekt periodisch: sie kombinieren
mehrere Frequenzen; z.B. Sonnenzyklus
(aktivitätszylus schwankt zw. 7 u. 17
Jahren)
Aperiodische Prozesse
haben gar keine Periode: sie können nicht
mit einer wiederkehrenden Eigenschaft
(Zyklus) erklärt werden. Die angegebene
Frequenz kann in diesem Fall eher als Mass
für ihre „Lebenserwartung“ verstanden
werden.
Externe Forcing (Antrieb Mechanismen) (4)
Klimasystem hat keinen Einfluss auf die
Quelle der Änderung; a) Laufbahn der Erde
(saisoniale und langjährige Zeitskala), b)
Sonnenaktivität (Sonnenflecken), c)
vulkanische Aktivität, d)anthropogene
Einflüsse (Co2-ausstoss, Abholzung, Ozon,
Aerosol,...)
Interne (stochastische) Mechanismen
Klimasystem wirkt auf die Quelle der
Änderung zurück; =Klimavariationen, die
nur auf den Wechselwirkungen der
unterschiedlichen Systemkomponenten
beruhen (Athmosphäre, Litho-, Hydro-,...)
Sonnenflecken
=magnetische Stellen auf der Sonnenoberfläche; etwa
10000km breit; dunkle Flecken, weil kühler als der
Rest der Oberfläche + weniger sichtbares Licht
abstrahlen; Zahl u. Grösse ist einfachste Mass für die
Sonnenaktivität; Ursache: periodische Änderung im
Magnetfeld der Sonne; bei hoher Sonnenaktivität:
auch Fackeln (=helle, magnetisch bedingte
Strukturen); Leuchtkraft +Energieabgabe grösser bei
hoher Sonnenaktivität; Wegen Fackeln erscheint die
Sonne 0.1% heller bei max. als bei Min.; 11-jähriger
Zyklus; vor 8000 J gleiche aktivität
Erdbahn Parameter (Milankovitch Zyklen)
a) Erdschiefe: Neigung der Erdachse
gegenüber der Laufbahn der Erde
(22.1°-24.5°), b) Exzentrität: Form der
Laufbahn (Ellipse); c) Präzession: die
Orientierung der Erdachse bezüglich der
Vertikalen (Achse, die senkrecht auf
Laufbahn ist)
Erdschiefe
Jahreszeiten; im Frühling und Herbst am meisten Energie
am Äquator;
Exzentrizität
Mass dafür, wie stark eine Ellipse von Kreis abweicht; 2
Hauptperioden von 100 und 400ky; Wegen Exzentrizität
der Erdbahn ist heute die Strahlungsintensität der Sonne im
Wi in der Nordhalbkugel (So im Süden) um 7% stärker als im
So in der Nordhalbkugel (Wi im Süden),bei max. 23% mehr
(klimatische) Präzession
Periphel=nächster Punkt zur Erde, Aphitel=weitester; =
Kreiselbewegung der Rotationsachse der Erde;
zyklus=26000 Jahre; verändert Ausrichtung der Erdachse
(sonnennächster Tag verändert sich)
Vulkanausbruch
injiziert grosse Mengen an
Schwebstoffteilchen und Gase in die
Atmosphäre ->messbarer Effekt auf die
Temp.; wichtigste: Wasserdampf, CO2 und
SO2 (Wasserstoffchlorid
(HCl),Wasserstofffluorid (HF) und Asche =
grosse); Effekt auf die Strahlungsbilanz
hängt davon ab, wie hoch der Ausbruch
reicht
Vulkanausbruch, Effekte von Sulfurdioxid
(SO2)
grösster kurzfristige Effekt Ausbruchs: SO2
kombiniert mit H2O (g) in der Atmosphäre ergibt
Schwefelsäure, die schnell kondensiert und feine
Sulfat-Aerosole erzeugt. Diese reflektieren die
Sonnenstrahlung (erhöhen Albedo) => Abkühlung der
Troposphären und absorbieren die langwellige
Strahlung der Erde => erwärmen Stratosphäre, Effekt
kann 2-3 J. n. Ausbruch andauern; Sulfat-Aerosole:
indirekt für Zerstörung von Ozon; mit der Zeit:
Partikel kleben aneinander und fördern Bildung
Cirrenwolken=> wärmender Effekt
CO2 vs Vereisung
CO2- Konzentration war viel höher vor
500My (erste Lebewesen mit Zellkerne
=>wohl nicht geeignet für menschliches
Dasein :-) ), Eiszeiten entsprechen Perioden
mit tiefen CO2-gehalten (warme Zeiten -
hohe gehalte);
Hat die Erde einen Thermostat?, Was
reguliert CO2, was Temp.?
Vor 5-6 Gj war die Sonne 30% schwächer
und doch hatte es Leben auf der Erde;
Wechselspiel mit CO2 und Temp.?; was
reguliert Temp.?: Konfiguration der Ozeane
(Gateways), Wärmetransport der Ozeane;
was reguliert CO2?=> chem. Verwitterung,
See Floor Spreading, Continental Uplifting,
Gaia Hypothese
Chemische Verwitterung
abhängig von: Temp. (je wärmer, desto
mehr), Niederschlag, Vegetation, Höhe und
Neigung; H2O und CO2 bilden Kohlensäure
H2CO3 => greift Gestein an + zerteilt, so
dass die Komponenten als Ionen vom
Wasser weiter zu Meer transportiert
werden; Je mehr CO2 desto mehr wird
verwittert
Continental Uplifting
beruht sich darauf, dass die chemische
Verwitterung zunehmen sollte, wenn die
exponierte Fläche wächst. Ein solcher Fall
wäre das Zusammenprallen von
Kontinenten als sich die Himalayas gebildet
haben.
Gaia Hypothese
nimmt an, dass die Organismen und ihre
nichtorganische Umwelt eng in ein
komplexes System gebunden sind, das die
nötigen Bedingungen für Leben auf der
Erde aufrechterhalten.
Gateways
Öffnungen zwischen Meeresbecken.
Seefloor Spreading Hypothese
Chemischer Verwitterungszykluss: Vulkane
bringen CO2 in Atmosphäre, Atmosphäre
wärmt sich auf ->nimmt mehr H2O auf =>
chem. Verwitterung nimmt zu (CO2 wird
der Atmosphäre entzogen), C wird durch
Subduktion wieder dort hin gebracht, wo es
durch schmelzen wieder dem Vulkan zur
Verfügung steht. ( :-) Ergänzte Hypothese:
wir geben nun viel CO2 frei, darum haben
wir zur Zeit weniger Vulkanausbrüche :-) )
orbitale Parameter
= Exzentrität, Erdschiefe, Präzession;
wichtig für die Strahlungsverteilung in
Winter und Sommer. Insbesondere
beeinflussen sie das Schmelzen von
Eisschilder oder Gletscher.;
Sensorik
kombination von lokalen Beobachtungen (Wolken, Luftdruck, Wind) für Kurzfristprognose resp. Nowcasting (Gewittererkennung mittels Radar);
Hilfsmittel: Auge, Barometer
Persistenz
Wetter von heute = Wetter von morgen; um den Erfolg der vom Menschen vorhergesagten Prognosen zu berechnen, wird diese mit der Persistenz verglichen
Bodenwetterkarte
beinhaltet Stationsmeldungen und Isobaren (=Linien des gleichen Drucks); Druckverteilung mit Fronten, Bewölkungs- und Niederschlagsgebiete, bes. Wettererscheinungen; dominant:
TIEF-u.Hochdruckgebiete
Höhenwetterkarte
enthält Topografie bestimmter Druckflächen;
(850hPa=1500m: aussage über 2m Höchstemp, weil
Untergrenze der feien Atmosphäre; 700hPa=3km:
verlagerung von grossräumigen feuchtgebieten;
500hPa=5.5-6 km: Steuerungsnivau(=Vorhersage der
Zugrichtung und -geschwindigkeit) von Tief- u.
Hochdruckgebieten); Isohypsen sind eingezeichnet; aus
Daten derRadiosonden und Pilotballone(=ballon ohne
Instrument,lediglich Radarreflektor; erfasst vertikales
Windprofil+best. Wolkenuntergrenze)
Isohypse
werden bei Höhenkarte analysiert;
=Höhenlinie auf der Druckfläche;
doch auch auf Höhenkarten sind die
Tiefs dort, wo die niedrigeren Zahlen
sind - (Tiefs sind tiefer gelegen in der
Atmosphäre?)
Extrapolation
3. Schritt der Wettervorhersage
(vorher: Wetteranalyse,
Verlagerungsgeschwindigkeit und
Intensitätsentwicklung); mit
Vergleichen von älteren Bodenkarte
mit der neuen auf die Zukunft
schliessen
numerische Methode
mathematisch-physikalische
Methode
numerische-theoretische Methode
numerische Wettervorhersage
geht von der Grundidee aus, dass die
zuküftige Entwicklung der Wetterlage
berechnet werden kann mit
1.AUSGANGSZUSTAND,
2.PHYSIKALISCHEN GESETZMÄSSIGKEITEN
UND GLEICHUNGEN; im PC-modell
müssen alle Atmosphärischen Prozesse
brücksichtigt werden
Atmosphärische Prozesse (10)
Luftströmung, Sonnenstrahlung,
Atmosphärenstrahlung, Evaporation
und Wärmeaustausch, Meer,
Bodenabstrahlung, Reibung, Bildung
von Wolken, Gebirgseffekte, Bildung
von Schnee und Regen
numerische Analyse
liefert "bester Anfangszustand der
Atmosphäre" für numerische
Methode; benötigt 7 Variablen (3
Windkomponente: x,y,z=vertikal,
Luftdruck, Lufttemp., Luftdichte,
Luftfeuchte); Messungen sollten am
besten Weltweit und lückenlos sein
Datenassimilation
aus unvollständigen und fehlerhaften
Messdaten der wahrscheinlichste
Ausgangszustand kreiren; Resultat ist
die Numerische Analyse mit dem
besten Anfangszustand der
Atmosphäre auf dem Modellgitter"
physikalische Gleichungen
mit sieben Gleichungen wird ein
Gleichungssystem geschaffen zur
Vorausberechnung der Verteilung der 7
Variablen; teil der numerischen Methode;
Gleichungssystem ist nichtlinear und
muss darum mit iterativ numerischem
Verfahren gelöst werden =>darum
numerische Wettervorhersage
Modellgitter für numerische Methode
ist über die ganze Erde verteilt bis in Höhe
von 11 km; hat Millionen von Gitterzellen; es
gibt jedoch Meteorologische Phänomene, die
räumlich oder zeitlich kleiner sind und
darum nicht explizit berechnet werden
können - diese werden Parametrisiert
(=werden über die mitteleren Grössen
ausgedrückt); je höher die Auflösung, desto
weniger parametrisieren!
Quellen der Unsicherheit bei
(numerischen) Wettervorhersagen
Schmetterlingseffekt (weil Wettersyst. chaotisch
können kl. Störungen schnell wachsen),
ungenauer Anfangszustand der Atmosphäre
(Messungenauigkeit), limitierte Anz.
Beobachtungen (v.a. Meer), Beobachtungen nie
exakt, Modell-Fehler, Fehler in Randbedingungen
(z.B. Schneebedeckung, Veget, Meerestemp.),
Modellauflösung (vereinfachung der Realität -
man weiss nicht, was zwischen den Gitterpunkten
geschieht)
Ensemble Vorhersagen
Modelle reagieren sehr sensitiv auf
die Anfangsbedingungen=> mit 50
leicht veränderten
Anfangsbedingungen gibt es 50
versch. Vorhersagen=>
Eintetenswahrscheinlichkeit kann
abgeleitet werden
Eingrenzung der Unsicherheit (3)
1. Ensemble Vorhersagen, 2.
Variabilität der Ergebnisse der
periodischen Modellberechnungen
berücksichtigen, 3. Variabilität
zwischen den Vorhersagen
verschiedener Wettermodelle
berücksichtigen
MOS
=Model-Output-Statistics; verknüpfung
numerischer Produkte mit
Vorsagephänomen (z.B. Nebel, Gewitter)
durch statistische Beziehungen; zur
Vorhersage von lokalem Wetter;
Zusammenhang zwischen Modellfeldern
und lokalen Wetterphänomen werden mit
Korrelationskoeffizient untersucht; daten
der letzten 5 j.
Klimatologie als Witterungsprognose
durchschnittliches Wetter über x
Jahre am 26. Mai = das Wetter am 26.
mai 2013; z.B. Weihnachtstauwetter;
Integral über das Wetter
Analogfall (kurz- bis
Mittelfristprognose)
bei gleicher Wetterlage gibt es das
gleiche Wetter (Vergl. der Aktuellen
Wetterkarte mit einer möglichst
ähnlichen vergangenen)
Zeitskalen der Prognosen
(Vorhersagezeit): Nowcasting
(=Ultrakurzfristprognose),
Kürzestfristp., Kurzfristp.,
Mittelfristp., Langfristp.
Nowcasting(bis 2 h: Messsyst+NWV lokal),
Kürzestfristp.(bis 12h: Synoptik+NWV
(numerische Wettervorhersagemodelle)
lokal), Kurzfristp.(1-3 Tage: NWV regional+
synoptik), Mittelfristp.(bis 10 T.: NWV global),
Langfristp. (eigentliche Witterungsprognose:
allg. Witterungscharakter, keine einz.
Wetterereignisse; wochen - bis monat: NWV
+Ozan+Klimatologie+Muetitaler
wetterfrösche :-) )
Vorhersagbarkeit (heute+Max.)
max: 2 bis 3 Wochen; heute bis Tag+7 oder
8; alle 10 Jahre steigert man sich um einen
Tag; brauchbar= wenn
korrelationskoeffizient über 0.6 beim
Vergleich von Vorhersage und tats.
eingetretenes Wetter; Zukunft: Steigerung
durch bessere Modellaufläsung
(Verdoppelung der Auflösung sorgt NICHT
für doppelt so gute Prognosen)
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Cartes-fiches
Mesosphäre und Mesopause
abnehmende Temp., labile Schichtung
weil die Dichte der Luft mit zunehmender
Höhe zunimmt; Obergr. bei temp. min
(80km); tiefste temp im Sommer über
Polargebiete: -130°C, fühlbar
messbar; interessante Erscheinung:
leuchtende NACHTWOLKEN (aus
Eiskristallen, die an Vulkanstaubkernen
kondensiert haben)
Thermosphäre
starke temp. zunahme (wegen s. geringer
Dichte der Luft temp. kaum messber =>man
muss sie berechnen); Obergrenze 600 bis
1000 km; stark ionisierte Schichten enthalten
freie Elektronen=>Ionosphäre (von mitte
Mesosphäre bis ende Thermosphäre); hier
reagiert Sauerstoff unter der UV-Strahlung zu
positiv geladenen Ionen (O₂+) und freien
Elektronen
Polarlicht ≈ Aurora Borealis oder
Nordlicht in Alaska; Aurora Australis
oder Südlicht im Süden
bei Plasmaausbruch der Sonne trifft die
Schockwelle der Teilchenwolke auf das
Erdmagnetfeld auf und verformt dieses. Ein teil
der Teilchen bewegt sich entlang des
Magnetfeldes, das an den POLEN zur Oberfläche
hin GEÖFFNET IST, und löst Polarlichter aus; grün
dominant (entsteht, wenn unterhalb von 80 km
Luftmoleküle die Energie aufnehmen, dabei
werden sie ionisiert (=zum leuchten angeregt);
Sonnenwind sorgt für stetige Bewegung
Exosphäre
Diffusionskraft ist stärker als die
Bindung durch die Schwerkraft der
Erde; v.a. Wasserstoff und Helium
entweichen; Ausdehnung 800km bis
über 10000km
Luftdruck
Gewichtskraft (=atmosphärische Masse
(M) * Erdbeschleunigung (g)) pro
Flächeneinheit, die die Atmosphäre auf
den Boden ausübt; Mittlerer Druck auf
Meereshöhe: 1013 hPa = 1013 mbar =
760 Torr (=mm Quecksilbersäule);
Extremwerte: ~850 hPa im Auge eines
Taifuns, 1080 hPa in winterlichen
sibirischen Hochdruckgeb
Luftdruck (Abnahme und
Schwankung)
nimmt mit zunehmender Höhe
exponentiell ab, weil Luft kompresibel ist
(auf 0 mü.M. pro 8m um 1hPa, auf 5500
mü.M. pro 15m um 1 hPa); auf 5500
Meter halb so gross wie auf 0 m ü.M., auf
11000m einen viertel; tägliche
Schwankungen: 0.5 bis 1 hPa mit 2 max
und 2 min; jährliche Schwankungen:
Druckmax. im Winter, min. im So
Luftdichte
abhängig von Temp und Luftdruck; auf 0
mü.M. 1.225kg
m3 bei standardbed; Luftdichte nimmt
langsamer ab mit steigender Höhe als
Luftdruck, weil die gleichzeitig
abnehmende temp. der Dichteabnahme
entgegenwirkt); WASSERDAMPF hat eine
GERINGERE DICHTE als LUFT! => feuchte
Luft hat kleinere Dichte als trockene
Barometrische Höhenformel
weil QFE's (Druck auf Stationshöhe) auf
(internationalen) Wetterkarten nicht
vergleichbar sind (wegen unt.
Stationshöhe), wird der Druck mittels der
Barometrischen Höhenformel auf die
Referenzhöhe (=0mü.M.) umgerechnet
zu QFF (Druck reduziert auf 0mü.M.)
oder QNH (Druck bei
Standardatmosphäre u Standardtemp)
Standardatmosphäre
=internat. Normalatmosphäre, festgelegt für
Luftfahrt (fliegen auf Druckfläche
(=Flightlevel), nicht auf m.ü.M) und Eichung
von Messgeräten; auf Meereshöhe: temp
(+15°C), Druck (1013 hPa), Tempabnahme
(0.65 °C / 100m), Tropopausenhöhe (11km),
Temp. Tropopausenhöhe (-56.5°C);
Isothermie (=temp. verändert sich nicht mit
der Zeit) bis 20km
Temperatur - Definition und
Masseinheiten, Extreme
Mass für in der Luft enthaltende
Wärmeenergie = kinetische Energie der
Luftmoleküle; temp. grösser=>kin. Energie
gr; Siedep. H2O: 100°C = 212°F=373 K,
Schmelzp. H2O: 0°C = 32°F = 273K; tiefste
temp. Welt: Antarktis -89°C, höchste Welt:
Lybien +57°C; max
min CH: -42°C bei la Brévine und +39°C
Basel; Tempabnahme Troposphäre: 2°C pro
300m
Temperatur - Erwärmung und
Abkühlung der Luft (je 3)
Erwärmung: 1)Einfallende Sonnenstrahlung
(erwämt Erdboden), 2)Konduktion
(Wärmeübertragung durch Kontakt), 3)
Konvektion (auftriebsbedingte Aufwinde)
Turbulenz; Abkühlung: 1)Terrestrische
Abstrahlung, 2)Konduktion (findet bei viel
Wind kaum statt=> windige Nächte bleibt
Luft warm), 3)Konvektion
Turbulenz
aktuelle Temperatur
über die kinetische Energie der
Moleküle definierte Temp. T; = Temp.
des trockenen Thermometers (bei
100% Luftfeuchtigkeit: aktuelle Temp
= Feuchttemp)
Feuchttemperatur
temp. des feuchten Thermometers; aus
der Differenz zur "aktuellen Temp." wird
die LUFTFEUCHTIGKEIT bestimmt; Sensor
wird benetzt => Luft strömt mittels
Ventilator beim Sensor vorbei, wobei Luft
aufgenommen wird. =>sensoroberfläche
kühlt ab => je trockener die Luft, umso
mehr H2O nimmt sie auf und umso
kühler wird der Sensor
Potentielle Temperatur
zur Kennzeichnung einer Luftmasse:
Temp. die ein Luftpaket annehmen
würde, wenn es unter einen Druck von
1000 hPa gebracht würde (ohne
Wärmezuführung von aussen!);
berücksichtigt die adiabatische
Erwärmung oder Abkühlung bei
vertikaler Verlagerung; verwendet in
numerischen Modellen
Pseudopotentielle Temperatur
= equivalent potentielle Temperatur; Mass über
Feuchtigkeit + Wärmeinhalt; Temp., die ein Luftpaket
erreicht, wenn es hypothetisch ohne Zuführung von
Wärme von aussen zunächst gehoben wird, bis aller
enthaltener Wasserdampf auskondensiert und
ausgefallen ist, und dann unter den Druck von 1000 hPa
gebracht wird; höher als die potentielle Temp.,
entspricht der Erwärmung, die beim Föhn beobachtet
werden kann; zur Kennzeichnung einer Luftmasse, die
Gebirge überströmt und in der darum Kondensationsund
Verdunstungsprozesse statt finden
Taupunkt
Temp. auf die die feuchte Luft
abgekühlt werden muss, damit sich
Tau bildet (=Sättigung der Luft mit
Wasserdampf eintritt). zur best. der
Luftfeuchtigkeit; am genausten für
Messung von rel. Luftfeuchtigkeit
Virtuelle Temperatur
Mass für Luftfeuchtigkeit; Temp., die
trockene Luft annehmen müsste, um
bei gleichem Druck die gleiche Dichte
wie feuchte Luft (immer leichter als
trockene Luft!!) zu haben => immer
höher oder gleich wie die "aktuelle
Temp."
Luftfeuchtigkeit definition
= Wasserdampfgehalt der Luft;
Wasserdampf: leichter als trockene
Luft, bis 4% der Luft, nach
Kondensation als Dunst, Wolken,
Nebel o. Dampfschwaden erkennbar
Luftfeuchtigkeit definition
= Wasserdampfgehalt der Luft;
Wasserdampf: leichter als trockene
Luft, bis 4% der Luft, nach
Kondensation als Dunst, Wolken,
Nebel o. Dampfschwaden erkennbar
Absolute Feuchtigkeit
Menge Wasserdampf in Gramm PRO
KUBIKMETER feuchter Luft
Spezifische Feuchtigkeit
Mege Wasserdampf in Gramm PRO
KILOGRAMM feuchter Luft
Mischungsverhältnis (Masse
Luftfeuchtigkeit)
Angabe der Menge Wasserdampf in
Gramm pro KILOGRAMM TROCKENER
LUFT
Relative Luftfeuchtigkeit
Verhältnis in % zwischen der
effektiven und der maximal
möglichen Menge an Wasserdampf in
der Luft ( in Bergen 10 - 20%
möglich); wird direkt mit Hygrometer
gemessen;
Luftfeuchtigkeit - Beziehung zu Temp
und Druck
mit steigender Temp. nimmt die
maximal mögliche Menge zu
(-20°C=0.8 g/kg, +30°=28g/kg);
(mit steigendem Druck nimmt die
Temperatur zu)
Hochdrucklage
dreht im Uhrzeigersinn; Atlantische
Störungszonen werden nach Norden abgedrängt;
geringe Druckunterschiede (gr. Isobarenabstand)
=> schwache Luftbewegung; Wenn in der
Bodenkarte und in der Höhenk. ein hoch
erkennbar =>stabil, sonst (nur Bodenk)
Zwischenhoch; SUBSIDENZ; WOLKENAUFLÖSUNG
(durch Erwärmung u Austrocknung der
absinkenden Luft); Schönwettercumuli (können
wachsen und Gewitter ankündigen); INVERSION
Subsidenz
typ. Merkmal von Hochdrucklage;
(grossräumige) Absinkung von Luft,
die dabei komprimiert wird und sich
durch den erhöhten Druck erwärmt;
hört bodennnah auf=> darum vor
allem im Winter oben oft wärmer als
bodennah
Inversion
bildet sich oft bei Hochdrucklage
über der Grundschicht; in dieser
Schicht nimmt temp. mit
zunehmender Höhe zu; darunter
sammeln sich Schadstoffe an (starker
Dunst); kein Vertikaler Austauch in
der Atmosphäre
Nebeldecke bei Hochdrucklage
meist Nov bis Januar mit 200m Dicke,
Obergrenze um 600m; Im Winter ist
Erdoberfläche kühl und bodennahe Luft kühlt
ab=> bildung ausgedehnter
Bodennebelfelder, weil Luft durch die
Abkühlung gesättigt wird + Sonne vermag
nicht aufzuwärmen im Winter; während
Hochs ist es im Gebirge meist sonnig, in den
Niederungen jahreszeitlich unterschiedlich;
Bisenlage
wenn Hochdruckgebiet nördlich und
Tiefdruckgebiet über dem westlichen
Mittelmeer=>Druckgefälle über dem
Alpenraum=> erzeugt Ost- bis
Nordostströmung=> auf Grund der
Kanalisierung wird Windgeschwindigkeit
immer grösser gegen Genf (Böenspitze
über 90 km/h); im Rhonetal Mistral
genannt; im Winter Hochnebel
Hochnebel bei Bisenlage
meist bis 1100mü.M.; im Sommer ist
anströmende KONTINENTALE LUFT
trocken=>schönes Wetter; im Winter ist kont. Luft
FEUCHT=>Hochnebel (Stratus) über den
Niederungen; durch das Hochdruckgebiet nördlich
hat es Subsidenz (warme, trockene Luft) und von
osten kommt feuchte Luft=>In der Mitte bildet
sich eine Inversion = Obergrenze der Stratus;
Wolkenuntergrenze hängt vom
Feuchtigkeitsgehalt der Luft ab
Inversion bei Biesenlage
Inversionsuntergrenze=Obergrenze des
Hochnebels; Taupunkt und Temp. Kurve
kommen immer näher zusammen (nähern
sich der Nebeldecke), bleiben aufeinander (in
der Nebeldecke), gehen wieder auseinander
(Temp steigt an, Taupunkt sinkt)
=Inversionsuntergrenze;
Inversionsobergrenze=dort, wo temp wieder
abnimmt; je näher sich Taupunktkurve +
Tempkurve sind, umso feuchter
Föhnlage = Südföhn (Drucksituation)
Zentrum des verursachenden Tiefs liegt im
Raum Ärmelkanal; Kaltfront zum Tief ist
bereits in Ostfrankreich, Niederschlaggebiet
im Jura; kleines Hoch in Oberitalien;
Isobarenverlauf über Alpen in S-Form
(Föhnknie); Voraussetzung: Süd- bis
südwestliche Höhenströmung über Alpen;
Luftdruck in Zürich 10 bis 15 hPa tiefer als in
Locarno (auf 0 müM red. Werte);
Föhnlage Bewölkungssituation
auf der Alpensüdseite: Staubewölkung weil feuchte Luft
steigt und abkühl=>starker Niederschlag!=>feuchttrübes
wetter; Nordseite: Luft sinkt, erwärmt sich und
trocknet aus => Wolkenauflösung bewirkt Föhnloch
über den Voralpen bis Bodensee; nach Hinderniss
machen stabile Luftmassen Wellenbewegung
=>Leewellen in Nordseite (Linsenförmige
Wolken=Föhnfische), darunter (unter Alpenkammhöhe)
oft Rotoren (Walzen mit horizontaler Achse); weiter
Richtung Norde Frontalbewölkung; Föhnmauer am
Alpenkamm
Föhnlage Windgeschwindigkeit und
Föhntäler
in Föhntälern bis 130 km
h; am Alpenkamm bis 180km
h; Typische Föhntäler: Zentralwallis,
Urner Reusstal, Glanerland, St.Galler
und Churer Rheintal, Täler im Berner
Oberland; Föhnloch: Zentralwallis,
Berner Oberland, Zentral- &
Ostschweiz, Nordbünden
Staulage = Nordwind = Nordföhn
Hochdruckgebiet mit Zentrum westlich der
Schweiz + Tief in Osteuropa; physikalisch sehr
ähnlich (auch Druckgefälle)zu Südföhn, nur Seiten
und Richtungen vertauscht; feuchte Luft aus
Nordsee und staut sich am Alpennordhang
(Nordstau), Niederschläge geringer weil "Nordluft"
weniger Wasserdampf enthält; tiefe
Schneefallgrenze im Winter; Einfluss in der
Ostschweiz grösser, weil sich in der Westschweiz
der Hochdruckeinfluss bemerkbar macht
Staulage (Alpensüdseite +
Windrichtung)
südlich Linie Biasca-Bergell Himmel
"wolkenlos" und Luft klar, sowie turbulenter
Nordwind, der gelegentlich bis zur Po-Ebene
vorstösst; optimale Windrichtung= 300°;
Westw. (270°)= schlechte Staukomponente
+milde Meeresluft; Nordwind (360°)=gute
Staukomponente, aber meist zu kontinentale
Luftmasse (kleineres Feuchteangebot)
Staulage (Niederschlag)
v.a. Alpennordhang vom Berner Oberland bis
Alpstein, nördliches Graubünden, bei
starkem Höhenwind auch westliche Voralpen
+inneralpine Regionen; Flachland=wenig; v.a
im Winterhalbjahr=>Starkschneefall (bis
50-80 cm / 24 Stunden); Intensität abhängig
von:a)Feuchteangebot, b)Stärke und Richtung
der Strömung; c)Krümmung der Strömung
Vb-Lage (5-B-Wetterlage) =
Tiefdrucklage (Zugbahn)
wenn die Verlagerung des Zentrums eines Tiefs entlang
der definierten Vb-Zugbahn (von Italien über Po-Ebene
oder Nordadria über Slowenien um die Alpen herum,
nordwärts über Österr., Ungarn und Polen) erfolgt; auf
dem Weg nach Nordost müssenn die Luftmassen an den
Alpen aufsteigen, wodurch sie sich abkühlen => häufig
Starkregen; treffen die wasserreichen Wolken auf die
nach Süden vorgerückte Kaltfront, kommt es meist zu
sintflutartigen Niederschlägen; Tiefs auf der Vb-
Zugbahn bewegen sich nur langsam vorwärts
Vb-Lage (Ablauf)
1) Tief verstärkt sich über Mittelmeer (gr.
Niederschlagpot. im Spätsommer und Herbst, weil Meer
dann am wärmsten), 2)Tief nimmt viel Feuchte auf, 3)
weitere Zugbahn richtung Nordost, 4) Winddrehung über
den Alpen auf Nord bis Nordost (Nordstau);
Niederschlagsgebiete: Alpennordhang, nördl. Wallis +
nördl. Graubünden in CH, häufiger A, H, D, CZ, SK, PL; s.
grossflächige Starkniederschlagsereignisse (bis 100
(200)mm
48 h) =>Hochwassergefahr
Gegenstromlage
markante Luftmassengrenze über Alpenkamm =>
gr. Unterschiede Schneefallgrenze (1800-3000m);
in den unteren Schichten fliesst aus NE Kaltluft
ein; darüber gleitet Warmluft aus S auf; in der ges.
CH möglich; von Süden her konvektiv durchsetzte,
flächige Niederschläge (8-12mm/h); Niederschl.
kommen von S über Alpen, bodennahe Kaltluft
verhindert Föhneffekte und sorgt für weitere
Hebung der warmfeuchten Luft; Schneefallgrenze
oft rel. tief trotz warmer Luftmasse (NSabkühlung)
