Gewitter

Gewitter
Entstehung
Aufbau
Gefahren
Landeswetterdienst
2010
Überblick
1. Wolken:
Entstehung eines Gewitters in Bildern
2. Physik der Atmosphäre:
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Wann und warum können sich Gewitter bilden
Gewittertypen
Aufbau einer Gewitterwolke
3. Gewitter vom Satelliten aus gesehen
4. Radarbilder
5. Gefahren durch Gewitter
Physik der Atmosphäre
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Luftpaket/Luftteilchen
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Gleichgewicht (vertikal)
•
Was kann dieses Gleichgewicht stören?
1
Physik der Atmosphäre
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Warme Luft ist leichter als kalte Luft! (Sauna, Ofen, Thermik,…)
Luftblase noch im Gleichgewicht.
Erwärmung (vom Boden her)
Luftblase wird wärmer, also leichter als die kältere Luft darüber und
beginnt dadurch zu steigen (Auftrieb).
Wie hoch kann dieses Luftpaket aufsteigen?
?
Die Atmosphäre
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•
•
Die Troposphäre (Wetter…)
Luftblase steigt auf, so lange sie wärmer = leichter als die Umgebungsluft ist.
Temperatur nimmt in der Troposphäre mit der Höhe ab. (Im „Normalfall“ ca.
1°/100m in den unteren 2 bis 3 km)
In der Stratosphäre nimmt die Temperatur mit der Höhe jedoch zu
Luftpaket kann also nicht in die Stratosphäre eindringen, außer…
Stratosphäre (Ozonschicht)
Tropopause -60°
Troposphäre
-
T +
6-13 km
20°
Physik der Atmosphäre
• Was passiert wenn Luft aufsteigt?
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Muss abkühlen (1°/100m ohne Kondensation), da auch d er Druck mit der
Höhe abnimmt (Gasgesetz).
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Kalte Luft kann weniger Wasserdampf aufnehmen als wärmere -> Folge?
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Kondensation = Wolkenbildung.
•
Wolkenbildung verstärkt das Aufsteigen der Luftblase!
•
Beim Kondensieren wird Wärme freigesetzt (latente Wärme,
vergleiche „Beregnen“ bei T<0°). Abkühlung nur noch 0,7°/100m.
•
Aufsteigendes Luftpaket wird also noch wärmer bzw. leichter als die
Umgebung. Gewitterwolken können entstehen.
2
Physik der Atmosphäre - Zusammenfassung
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•
Eine warme Luftblase kann maximal bis zur Tropopause aufsteigen (in
unseren Breiten bis max. 13km, in den Tropen bis zu 20km).
Unterwegs kühlt sie jedoch ab und es kommt zur Kondensation =
Wolkenbildung.
Schichtung der Atmosphäre = Temperaturverlauf mit der Höhe.
Labil: Temperatur nimmt mit der Höhe stark ab, Luftpaket kann somit ohne
Probleme immer weiter aufsteigen.
Stabil: z.B. Temperaturinversion in der Atmosphäre.
Tropopause (Inversion)
Warum ist es im Herbst oft wolkenlos und warum sind über das
Winterhalbjahr Gewitter so selten?
0,7°/100m
Inversion
Inversion
1°/100m
Die Atmosphäre
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Sommer
•
Winter
•
Zu Tagesbeginn stabile Verhältnisse
(Temperaturinversion...).
Durch Sonneinstrahlung wird die
Atmosphäre zunehmend labil.
•
Sonneneinstrahlung ist zu schwach
um Inversion ganz aufzulösen, die Luft
kann vom Boden nicht weit genug
aufsteigen um zu kondensieren.
•
Tropopause
Tropopause
0°
15°
Bodeninversion -10°
10°
Restinversion
Gewittertypen
1.
Wärmegewitter:
Überhitzung bodennaher Luftschichten, typisch an
einem Sommernachmittag.
2.
Frontgewitter:
Kaltfront nähert sich Gebirge und staut sich daran.
Kalte Luft kommt in der Höhe schneller voran als
am Boden.
Die Folge: Labilisierung, Gewitter sind zu jeder
Jahreszeit möglich!
Süden
Norden
5000m: -15°
5000m: -20°
3
Faktoren, welche die Gewitterbildung
begünstigen:
1. labil geschichtete Atmosphäre
Je größer der Temperaturunterschied zwischen Boden
und höheren Schichten ist, desto leichter und schneller
kann Luft im Allgemeinen aufsteigen. (Ausnahme:
Inversion in mittleren Niveaus…)
2. hohe Luftfeuchtigkeit
Ist die Luft sehr trocken, können sich auch im Sommer meist nur
sehr kleine Wolken bilden. Ist es aber schwül und liegt die relative
Luftfeuchtigkeit auch zu Mittag über 50%, dann ist genug
Wasserdampf vorhanden um mächtige Wolken zu bilden.
Der Aufbau einer Gewitterwolke:
Tropopause
Amboss
Eiskristallbildung
6000m: -15°
4000m: 0°
Frostgrenze
2500m: 10°
Kondensationsniveau
Tal 500m: 30°
Der Aufbau einer Gewitterwolke:
4
Gewitter Radarbild
Gewitter
• Welche Gefahren gehen von Gewittern
aus?
• Sturm
• Starker Regen (Murenabgänge, Überflutungen etc.)
• Hagel
• Blitz
Gewitter
Sturmböen
Kalte Luft stürzt
aus großer Höhe zu Boden…
5
Gewitter
Starkniederschläge
•
Gewitter
Starkniederschläge
•
Niederschlagsverteilung
26.07.2005 Passeiertal.
Regenmenge gefallen in etwa 2
Stunden.
•
Pens gemessener
Niederschlag: 87 mm
Niederschlag Pens 26.07.2005
Precipitazione Pennes 26/07/2005
20
100
18
90
16
80
14
70
12
60
10
50
8
40
6
30
4
20
2
10
0
[mm]
•
14.08.1998
[mm / 10 min]
•
Niederschlagsverteilung bei
Franzensfeste. Regenmenge
gefallen in 3 Stunden.
Der Niederschlag wird in mm
angegeben = Liter/m²
Bei starken Gewittern können
innerhalb einer Stunde bis zu
50mm Regen fallen, in
Extremfällen sogar noch mehr.
Vergleiche
Jahresniederschlagsmenge:
Bozen ca. 700mm, Vinschgau
500mm.
0
17
:0
0
17
:2
0
17
:4
0
18
:0
0
18
:2
0
18
:4
0
19
:0
0
19
:2
0
19
:4
0
20
:0
0
20
:2
0
20
:4
0
21
:0
0
21
:2
0
21
:4
0
•
Zeit MEZ - Ora solare
Hagelsturm München
12.07.1984
Amboss
Over Top Shooting
Tropopause
~10km
Alpen
6
Hagel München 12.07.84
Durchmesser 9 cm
Gewicht etwa 30 dag
Gewitter Blitze
Weltweit täglich etwa 45000 Blitze.
Trotz einer ungeheuren Leistung
von 10 Milliarden Kilowatt (Produkt
von Spannung und Stromstärke)
liefert ein Blitz letztlich nur wenige
Kilowattstunden elektrische
Energie.
Jährliche Verteilung der Blitze
Blitze pro Jahr und km²
In Südtirol jährlich ~1 bis 2 Blitze pro km²
© ALDIS
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