PV-Strukturen und Starkniederschläge Schlans, Graubünden, 16. November 2002 Gondo, Wallis, Oktober 2000 PV @ 325 K Niederschlag PV @ 320 K + Windvektoren auf 850 hPa Spezifische Feuchte + Windvektoren @ 700 hPa Advektion von Feuchte gegen die Alpen Niederschlag und Windvektoren @ 850 hPa IR WV Hochreichende Bewölkung (Konvektion) Positive PV-Anomalie auf Höhe der Tropopause Isentropen nach oben gebogen Reduzierte Stabilität Erhöhte Tendenz für konvektive Instabilität Zyklonales Windfeld Südanströmung der Alpen Der Mechanismus der Rossby-Wellen Wellenzug in der Westwindzone der mittleren Breiten PV-Perspektive Stromlinien (Geopotential) Grundzustand bei dem die PV nach Norden hin zunimmt infolge der meridionalen Variation des Coriolisparameters Hohe PV im Norden Südwind führt zu einer negativen Advektion von PV Nordwind führt zu einer positiven Advektion von PV Abnahme Zunahme Tiefe PV im Süden Negative PV-Anomalie Antizyklonales Windfeld Positive PV-Anomalie Zyklonale Windfeld Im Norden und Süden ungestörte PV In den mittleren Breiten wird ein alternierendes PVFeld überlagert Wellenzug im PV-Bild Windfelder sind gegenüber Zentren der PVAnomalien um Viertelwellenlänge verschoben Westwärtsbewegung der Rossby-Welle (ohne mittlere Westströmung) + Nordwind Positive PV-Advektion Zunahme der PV - Südwind Negative PV-Advektion Abnahme der PV Erzeugung und Vernichtung von PV durch Heizung Materielle Änderung der PV (im mitbewegten System) Vertikaler Gradient der Heizrate. Mögliche Heizprozesse: Strahlung, Freisetzung latenter Wärme bei Kondensation Instantanes Heizen z Abnahme der vertikalen Schichtung und damit Abnahme der PV 300 K 290 K 280 K Instantane Heizung (z.B. durch Freisetzen von latenter Wärme bei Kondensation) Isentropen (Isoflächen der potentiellen Temperatur werden nach unten gebogen 270 K Zunahme der vertikalen Schichtung und damit Zunahme der PV Langanhaltendes Heizen Zusätzlich muss die Bewegung der Luftpakete durch die Zone Der Heizung berücksichtigt werden Das Maximum der PV-Erzeugung fällt zusammen mit dem Maximum der Heizung + + Konvektive Heizrate (=Freisetzung latenter Wärme bei Kondensation) Materielle Änderung der potentiellen Vorticity gemäss der obigen Formel Dynamische Tropopause + - Radiative Heizrate (=Heizung durch kurz- und langwellige Strahlung) Materielle Änderung der potentiellen Vorticity gemäss der obigen Formel Erzeugung und Vernichtung von PV durch Gebirgsumströmung Positive PV-Anomalien bei Fronten (PV + Windvektoren @ 850 hPa) Erzeugung von PV bei der Umströmung von Gebirgen Erzeugung von PV bei der Ablösung der Strömung vom Gebirge Diabatische Rossby-Wellen Positive PV-Anomalie in einer baroklinen Zone 4 3 1 5 2 1 Positive PV-Anomalie in der unteren Troposphäre 2 Zyklonales Windfeld: Südwind östlich der PV-Anomalie 3 Aufsteigen der Luftpakete in der baroklinen Zone 4 Einsetzen von Kondensation mit Freisetzen von latenter Wärme 5 Heizung führt zu Erzeugung von PV Weshalb steigen die Luftpakete östlich der PV-Anomalie auf? Geneigte Isentropen Barokline Zone PV + potentielle Temperatur @ 900 hPa / 25. Februar 2005, 00 UTC Potentielle Temperatur + PV im vertikalen Querschnitt Barokline Zone Positive PV-Anomalie Windvektoren und spezifische Feuchte auf 900 hPa 2 pvu Isolinie Advektion von Hoher spezifischer Feuchte nach Norden + Aufstieg in der baroklinen Zone