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Meteorologie Wetterkunde, nicht nur für Piloten Dr. Helmut Albrecht, Institut für Mathematik und Informatik an der PH Ludwigsburg Inhalt • Grundlagen • Adiabatische Vorgänge • Hoch Hoch-- und Tiefdruckgebiete • Fronten • Wetterinformation Dr. H. Albrecht: Meteorologie Hoch- und Tiefdruckgebiete Dr. H. Albrecht: Meteorologie Bodenwetterkarte 1013 1010 925 930 1012 1018 QFE 970 1008 980 1010 1010 1010 1020 1020 H 1025 1020 1015 QFF 1022 1015 1015 Isobaren 1012 Dr. H. Albrecht: Meteorologie Bodenwetterkarte Dr. H. Albrecht: Meteorologie Höhenwetterkarte 1010 hPa Druckfläche 1015 hPa Druckfläche 925 930 1020 hPA Druckfläche 970 980 1010 1010 1020 Dr. H. Albrecht: Meteorologie 1025 1020 1015 Höhenwetterkarte 500 hPa-Fläche 5610 m 5550 m Dr. H. Albrecht: Meteorologie 5580 m 5520 m 5500 m Höhenwetterkarte Isohypsen 548 552 554 546 556 552 560 555 561 553 Dr. H. Albrecht: Meteorologie 558 556 552 550 Höhenwetterkarte Hauptdruckflächen: Dr. H. Albrecht: Meteorologie Druckfläche mittlere Höhe 100 hPa 16000 m 200 hPa 12000 m 300 hPa 9000 m 400 hPa 7200 m 500 hPa 5500 m 700 hPa 3000 m 850 hPa 1500 m Höhenwetterkarte Dr. H. Albrecht: Meteorologie Windrichtung und -stärke Windgeschwindigkeit: • Dort, wo Luftdruckunterschiede bestehen, wird sich Luft in Bewegung setzen • Die Größe des Druckunterschieds bestimmt dabei die Geschwindigkeit der Ausgleichsströmung • Der Druckunterschied wird als „Druckgradient“ bezeichnet und in hPa/Bogengrad (hPa/111km) angegeben • Der Druckgradient kann somit der Wetterkarte entnommen werden. • Eng verlaufende Isobaren/Isohypsen: hoher Druckgradient • Weit auseinanderliegende Isobaren/Isohypsen: schwacher Druckgradient Dr. H. Albrecht: Meteorologie Windrichtung und -stärke Ein Ball, der einen Berg hinab rollt, nimmt seinen Weg senkrecht zu den Höhenlinien. Genauso setzt sich die Luft senkrecht zu den Isobaren/Isohypsen in Bewegung. Dr. H. Albrecht: Meteorologie Windrichtung und -stärke Dr. H. Albrecht: Meteorologie Die Corioliskraft Dr. H. Albrecht: Meteorologie Die Corioliskraft • bewirkt auf der Nord Nordhalbkugel eine Recht Rechtsablenkung senkrecht zur Bewegungsrichtung • auf der Süd Südhalbkugel werden Bewegungen nach links abgelenkt • Die Corioliskraft ist proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit. • Ihre Wirkung nimmt mit steigender geografischer Breite zu. Dr. H. Albrecht: Meteorologie Windrichtung ... unter dem Einfluß der Corioliskraft • keine Reibung • konstanter Druckgradient • geradliniger Isobarenverlauf 1005 1010 1015 v C 1020 G 1025 Der geostrophische Wind weht isobarenparallel Dr. H. Albrecht: Meteorologie Windgeschwindigkeit ... in Hoch- und Tiefdruckgebieten Bei gleichem Isobarenabstand H Z herrscht im Hochdruckgebiet eine höhere Hoch T und im Tief Tiefdruckgebiet eine niedrigere Windgeschwindigkeit als der Isobarenabstand vermuten lässt. Diesen Wind bezeichnet man als Gradientwind Dr. H. Albrecht: Meteorologie Windgeschwindigkeit ... unter Reibungseinfluss Die Reibung wirkt entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung. Die Gradientkraft bleibt konstant. 1015 R 1020 Die Resultierende aus Reibung und Corioliskraft wirkt verzögernd. Die geringere Geschwindigkeit hat eine kleinere Corioliskraft zur Folge. Die „Rechtsablenkung“ ist deshalb geringer Die Windgeschwindigkeit bekommt eine Komponente in Richtung des tiefen Drucks. Dr. H. Albrecht: Meteorologie Das barische Windgesetz Änderung des Windes mit der Höhe: Richtung Geschwindigkeit 1500 m: +30 ° x3 1000 m: +20 ° x2 Boden: Dr. H. Albrecht: Meteorologie Über 1500 m läuft die Luftströmung meist schon isobarenparallel Bestimmung von H und T Stellt man sich auf dem Boden so, daß man den Wind im Rücken hat... dann ist das Tief links vorn... und das Hoch rechts hinten. Dr. H. Albrecht: Meteorologie Lokale Windsysteme Land- und Seewind Seewind Dr. H. Albrecht: Meteorologie Lokale Windsysteme Land- und Seewind Landwind Dr. H. Albrecht: Meteorologie Lokale Windsysteme Berg- und Talwind Talwind Dr. H. Albrecht: Meteorologie Lokale Windsysteme Berg- und Talwind Bergwind Dr. H. Albrecht: Meteorologie Lokale Windsysteme Bora: Jugoslawischer Karst -> Adria Scirocco: warm-feuchter Wind aus Afrika Mistral: Rhonetal Bise: Schweiz Dr. H. Albrecht: Meteorologie Der Föhn 4000m 3000m 1000m Dr. H. Albrecht: Meteorologie -8° -2° 10° 20° 28° Eigenschaften von H und T Ein Hoch Hochdruckgebiet pumpt Luft rechts herum Dr. H. Albrecht: Meteorologie Ein Tief Tiefdruckgebiet pumpt Luft links herum Eigenschaften von H und T 998 1005 1009 H 1013 1017 1020 T 1017 1013 1009 1005 1013 1009 1017 Im Hoch Hochdruckgebiet sinkt Luft ab ab. Dr. H. Albrecht: Meteorologie Im Tief Tiefdruckgebiet steigt Luft auf auf. Eigenschaften von H und T Absinken von Luft im Hochdruckgebiet: Hoch Aufsteigen von Luft im Tiefdruckgebiet: Tief • Erwärmung • Abkühlung • Abnahme der rel. Feuchte • Zunahme der rel. Feuchte • Wolkenauflösung • Wolkenbildung Dr. H. Albrecht: Meteorologie Antizyklonale Krümmung: Wolkenauflösung Zyklonale Krümmung Wolkenbildung Dr. H. Albrecht: Meteorologie Höhe [m] Eigenschaften von H und T Das Aufsteigen von Luftmassen führt umgekehrt zu einer Labilisierung. Labilisierung Beim Absinken einer Luftmasse entsteht eine Absink Absink--Inversion Inversion, manchmal auch Subsidienz Subsidienz- oder Schrumpfungsinversion genannt. Temp. [°C] Dr. H. Albrecht: Meteorologie Eigenschaften von H und T H H: schwache Winde Dr. H. Albrecht: Meteorologie T T: hohe Windgeschwindigkeiten möglich Eigenschaften von H und T Zusammenfassung: H T pumpt Luft nach rechts pumpt Luft nach links Luft sinkt ab Luft steigt auf Wolkenauflösung Wolkenbildung Absinkinversion Labilisierung schwache Winde hohe Windgeschwindigkeiten möglich Dr. H. Albrecht: Meteorologie Warme und kalte Luft 500 500 600 600 700 700 800 800 900 900 kalt Dr. H. Albrecht: Meteorologie 1000 hPa warm In der warmen Luft muß man weiter hinaufsteigen als in der kalten, um dieselbe Druckänderung zu erhalten. Es entsteht ein mit der Höhe zunehmendes Druckgefälle und damit eine Ausgleichsströmung, der „thermische Wind! Warme und kalte Luft 500 500 Der Abstand zwischen den Druckflächen 1000hPa und 500hPa ist um so größer, je höher die Temperatur der Luftmasse ist. Der Abstand dieser beiden Druckflächen ist deshalb ein direktes Maß für die mittlere Temperatur der unteren Troposphäre. In der Karte werden Orte mit gleichem Höhenwert durch Isohypsen verbunden, man erhält die sogenannte „relative relative Topographie“. Topographie kalt 1000 hPa Dr. H. Albrecht: Meteorologie warm Warme und kalte Luft Es wird keine Luftmasse anderer Temperatur herangeführt: T k T w H w H k Der resultierende Wind ist stärker schwächer als der geostrophische Wind Dr. H. Albrecht: Meteorologie Warme und kalte Luft Es wird eine Luftmasse mit anderer Temperatur herangeführt: T w T k H k w H Warmluftadvektion: Warm Kaltluftadvektion: Kalt Rechts Rechtsdrehung des Windes mit der Höhe! Links Linksdrehung des Windes mit der Höhe! Dr. H. Albrecht: Meteorologie Thermische H und T Annahme: H aus schwerer, kalter Luft Russisches Festlandshoch: • starke Bodenausstrahlung • Abkühlung der Luftmassen • durch Gebirge am Abfließen behindert • QFF: 1070 hPa T aus warmer, leichter Luft Hitzetief über der Iberischen Halbinsel Dr. H. Albrecht: Meteorologie Thermische H und T Thermisches 600 H Konvergenz 700 800 900 1000 Abkühlung Dr. H. Albrecht: Meteorologie Thermische H und T Thermisches H T 600 Konvergenz 700 800 900 1000 Divergenz H Abkühlung Dr. H. Albrecht: Meteorologie Thermische H und T Thermisches T Divergenz 600 700 800 900 1000 Erwärmung Dr. H. Albrecht: Meteorologie Thermische H und T Thermisches T H Divergenz 600 700 800 Konvergenz 900 T 1000 Erwärmung Dr. H. Albrecht: Meteorologie Sichtbehinderungen • trockener Dunst: Rauch, Staub, Frel < 60%, kaum Sichtbehinderung • feuchter Dunst: Sicht über 1 km, kein Nässegefühl • Nebel: Sicht unter 1 km, Nässegefühl, Frel = 100%, Kondensationskerne • Niederschläge: Schnee, Regen Dr. H. Albrecht: Meteorologie Strahlungsnebel Durch Ausstrahlung erfolgt eine Abkühlung am Boden (Bodeninversion) Wird dabei der Taupunkt erreicht, schlägt sich die Feuchtigkeit der Luft als Tau nieder. Bei weiterer Abkühlung entsteht Bodennebel, der von unten nach oben wächst Die Nebelbildung führt zu einer verminderten Ausstrahlung. Stärkste Abkühlung: SR + 1/2 h Dr. H. Albrecht: Meteorologie Nebelauflösung Die Nebelauflösung erfolgt hauptsächlich vom Boden her. Bei geringer Einstrahlungsenergie kann es sein, daß nicht die gesamte Nebelschicht weggeheizt wird. Der Nebelrest verbleibt als Hochnebel (Stratus) am Himmel und vermindert zusätzlich die Energieeinstrahlung. (Hochdrucklage im Winter) Dr. H. Albrecht: Meteorologie Nebelarten • Strahlungsnebel • Advektionsnebel • Hebungsnebel • Mischungsnebel • Frontalnebel Dr. H. Albrecht: Meteorologie Wolken Dr. H. Albrecht: Meteorologie Wolkenarten Cumulus Dr. H. Albrecht: Meteorologie Wolkenarten Stratus Dr. H. Albrecht: Meteorologie Wolkenarten Cirrus Dr. H. Albrecht: Meteorologie Wolkenarten Cumulonimbus Dr. H. Albrecht: Meteorologie Wolkenarten Dr. H. Albrecht: Meteorologie
