Meteorologie 1.1 UI13 2. Semester

Der Wind fliesst vom höheren zum tieferen Druck 

Die Corioliskraft wirkt auf der

• Nordhalbkugel nach rechts

• Südhalbkugel nach links 

• Windegeschwindigkeit
• Geographische Breite

Gradientkraft + Corioliskraft = Geostrophischer Wind

Corioliskraft wirkt rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Windes

Tritt in den höheren Luftschichten ungestört auf

Die Coriolis Kraft ändert mit dem Breitengrad. Gemäss der geostrophischen Gleichung erhöht sich somit die Windgeschwindigkeit Richtung Äquator.

• Wind fliesst nur in der Höhe geostrophisch.

• Bodennah wird er durch Reibung abgelenkt 

• Reibung vermindert Geschwindigkeit

• Dadurch wird auch C (Coriolis Kraft) kleiner

• Dadurch sind C und P (Druckgradient) nicht mehr gleich gross

• v (Geschwindigkeit) wird Richtung P abgelenkt = Luft wird zum Tief hin abgelenkt 

Über Land kann ein Windrichtungsänderung von ca 30 Grad mit einer Geschwindigkeitsreduktion von Ca 50% gerechnet werden. Über Wasser gelten 10 Grad bzw 30%.  

Konvergenz (on shore): An der Küste entsteht ein Luftstau, aufgrund der reibungsbedingten tieferen Geschwindigkeit über Land. Gestaute Luft steigt auf, kühlt sich ab, Kondensation, Wolkenbildung. Divergenz (off shore): Gegenteil, Wolken lösen sich auf.

Wind wird immer nach dem Herkunftsort bezeichnet. Bergwind fliesst vom Berg ins Tal, etc. • Am Tag Erwärmung der Luft an den Berghängen. Aufsteigen der Luft, entsprechend wird unten Luft nachgezogen. • In der Nacht kühlt sich die bodennahe Luft an den Berghängen ab, diese Luft ist dichter als die Umgebungsluft und sinkt in die Täler und fliesst aus den Tälern. • Talwind ist deutlich stärker als Bergwind • Sehr ausgeprägt bei Flachdruck- und Hochdrucklagen

Die Luft in Küstenregionen über Land wird mehr erwärmt als über dem Meer. Der Druck warmer Luft nimmt mit zunehmender Höhe langsamer ab als der kalter Luft. Ein lokales, schwaches Hoch entsteht in einiger Höhe über dem Land. Luft strömt Richtung Meer und erhöht so wiederum den Druck direkt über Wasser. Dieses Hoch über Wasser lässt wiederum Wind Richtung Küste entstehen, welcher über Land ansteigt und den Windkreislauf schliesst.

Luft fliesst ins Tief Ablenkung durch Corioliseffekt nach rechts Drehung im Gegenuhrzeigersinn Auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn  

Luft fliesst aus dem Hoch Ablenkung durch Corioliseffekt nach rechts Drehung im Uhrzeigersinn Auf der Südhalbkugel im Gegenuhrzeigersinn  

Tief: Luftpartikel fliessen spiralförmig in Tiefdruckgebiete. Durch die Reibung wird die Windgeschwindigkeit (v) reduziert, und mit ihr die Coriolis Kraft (C), da sie Geschwindigkeitsabhängig ist. So ist die Druckgradientkraft (P) höher als die Corioliskraft, und die Richtung verlagert sich Richtung Tiefdruckgebiet.

Hoch: Luftpartikel fliessen spiralförmig aus Hochdruckgebieten raus. 

• Die vertikale Luftströmung ist entscheidend für das Wetter.

• Aufsteigende Luft kühlt sich ab, Wasserdampf kondensiert, es bilden sich Wolken.

• Absinkende Luft erwärmt sich, Wasser verdunstet, Wolken lösen sich auf. 

• kräftige Windströmung

• über 60kt

• einige 100 km breit, mehrere 1000 km lang

• Vor allem in der oberen Troposphäre 

• Entsteht an Luftmassengrenzen

• Zusammentreffen von polarer Kaltluft und subtropischer Warmluft

  -Polarfrontjet

• Am Boden führt dieses Zusammentreffen der Luftmassen zu Warm- und Kaltfronten 

• Schmale Übergangszone: Je höher, umso grösseres Gefälle der Druckflächen (siehe Bild)

Definition:

Globale Zirkulation (= Allgemeine Zirkulation) fasst die durchschnittlichen Bewegungen und Strömungen der Atmosphäre zusammen.

Ursachen:

• Unterschiedliche Strahlungsbilanz Tropen – Polargebiet

  Thermischer Antrieb

• Rotation der Erde

  Corioliskraft

• Land-Wasserverteilung

• Relief 

• Starke Erwärmung am Äquator, aufsteigende Luft (Täglich Niederschläge)

• In der oberen Troposphäre grosses Druckgefälle zur Umgebung, Winde Richtung Norden und Süden,
  Divergenzen

• Keine Ablenkung durch Corioliskraft (C = 0)

• Durch aufsteigende Luft Entstehung eines Bodentiefs 

• Durch das Tief fliesst bodennah Luft von Norden und Süden gegen den Äquator

-Passatwinde (Leichte Ablenkung durch Corioliskraft)

• Dadurch Konvergenz (zusammenfliessende Winde) am Äquator

-Aufsteigende Luft

-Innertropische Konvergenzzone

• Absinkende Luft in ca. 30° Breite

-Subtropisches Hoch, Wüstengebiete

• •Kreislauf 

Entstehung:

• Thermisch bedingtes Aufsteigen der Luft

• Tiefdruckbildung am Boden

• Konvergenz der Passatwinde

Verschiebung der ITC

• ITC ist nicht stationär, sie ist abhängig vom Sonnenstand. Im Sommer (Nordhemisphäre) wandert sie gegen Norden, im Winter wandert sie Richtung Süden. 

• Ist kein Kreislauf im engeren Sinn; sie ist nur ein Mittel über mehrere Prozesse

• Zwischen 35° und 70° Breite Westwindzone aufgrund der Corioliskraft

• In diesen Bereich stösst die polare Kaltluft vor

• An der Grenze zwischen polarer Kaltluft und subtropischer Warmluft entsteht die Polarfront
  -Warmluft wird gezwungen auf die kalte Luft aufzusteigen

• Die Polarfront ist sehr unregelmässig, einerseits kann Polarluft weit nach Süden vorstossen, andererseits kann warme Subtropenluft weit nach Norden gelangen

• Im polaren Bereich überwiegt thermisch bedingtes Absinken der Luft (Kaltlufthoch) 

• Luftvolumen über grösserem Gebiet mit ähnlichen Eigenschaften

• Die entscheidenden Parameter für die Charakteristik einer Luftmasse sind Temperatur und Feuchtigkeit

• Unterschiede zwischen den Luftmassen durchschnittlich 10-15 Grad

• Keine fliessenden Übergänge

Nach

-Herkunft

-Temperatur

-Feuchtigkeit

Äquatoriale Luftmasse:
ca. 20° Nord bis 20° Süd, Stärkste Sonneneinstrahlung, Instabil (mA

Tropische Luftmasse
Aus den Gebieten mit starker Subsidenz (Subtropische Hochdruckgebiete)

Polare Luftmasse
Meer und Kontinent zwischen 40° und 60°, im Sommer Verschiebung Richtung Pol

Arktische Luftmasse 

Nur im Winter Fehlende Strahlung 

• Kalte Luftmasse: Luft ist kälter als die Umgebungsluft oder kälter als die überströmte Oberfläche

• Warme Luftmasse: Luft ist wärmer als die Umgebungsluft oder wärmer als die überströmte Oberfläche 

• Maritime Luftmasse: Kommt ursprünglich vom Meer Hat mehr Feuchtigkeit

• Kontinentale Luftmasse: Kommt ursprünglich vom Land Hat weniger Feuchtigkeit 

• Warme Luft trifft auf kalte Luft.

• Aufgrund des Dichteunterschieds wird die warme Luft gezwungen aufzusteigen

• Durch das aufsteigen der Luft bilden sich Wolken und Niederschläge 

• Kalte Luft trifft auf warme Luft.

• Aufgrund des Dichteunterschieds wird die warme Luft gezwungen aufzusteigen

• Durch das aufsteigen der Luft bilden sich Wolken und Niederschläge 

?

• 1. Geschwindigkeitszunahme Jetstream
• Fallender Druck an der stationären Front 
• 2. Bodenwind fliesst zum fallenden Druck 
• 3. Im entstehenden Tief dreht die Luft im Gegenuhrzeigersinn.
• 4. Es bildet sich eine Welle
• Östlich des Zentrums kommt Luft von Süden nach Norden
• Westlich des Zentrums kommt Luft von Norden nach Süden 
• 6. Das Tief entwickelt sich weiter
• Die Welle wird stärker 
• Beginn der nächsten Tiefdruckentwicklung, Bildung einer neuen Welle 

Die Kaltfront hat die Warmfront aufgeholt.

Über dem Kontinent füllt sich das Tief langsam wieder auf.

Durch die erhöhte Reibung wird der Wind zusätzlich Richtung Tief abgelenkt 

Hohe Wolken (> 5/7km) - Cirrus

Mittelhohe Wolken 2 - 5/7km) - Altus

Tiefe Wolken ( < 2km) - Stratus

--

Schichtwolken - stratiform

Quellwolken - cumuliform

--

Niederschlag - Nimbus

• Wolkenbasis sinkt mit dem Herankommen der Front langsam ab

• Niederschlag setzt erst vor der Front ein

• Kontinuierlicher Landregen 

• Kaltfront kündigt sich nur kurz vorher an

• Hebung an der Front ist intensiver

• Kurze, schauerartige Niederschläge. zT auch Gewitter (Sommer/Winter), im Sommer zT intensiv

• Rückseitenwetter hinter der Front