Außertropische Zirkuklation

Wolkenbildung

• durch Konvektive/advektive Vorgänge

  wichtig: Aufsteigen Luft, ausdehnt, dadurch abkühlt, Taupunkt unterschreitet + kondensierung

• Konvektion: Thermischer Austieg Luft → Luftmasse durch Erwärmung leichter als Umgebungsluft → Aufstieg+Abkühlung

• Gewitter häufig der Fall

• Advektion:

  • Austieg meist an Hindernissen, wie Gebirgen (Steigungsregen) od kälteren/schwereren Luftmasse (Warmluftadvektion im Tief)

  • → zwingung zum Aufstieg

Entstehung Schichtwolke (Stratus)

• horizontales Heranführen & Aufgleiten von Luft (Advektion)

Enstehung von Quellwolken (Cumulus)

• Konvektion/ Kaltlufteinbruch (Zyklone)

Adaiabatische Prozesse

Änderung der physikalischen Eigenschaften (Temp, Luftdruck, LF) eines sich vertikal bewegenden Luftpakets ohne Wärmeaustausch mit umgebender Luft

Feuchtadiabatische Abkühlung

• 0,5K/100m

• Tempabnahme geringer, da beim Kondensationsvorgang Wärme frei und damit Abkühlung der Luft verringert wird

Absolute LF

In der Luft enthaltende Wasserdampf in ein m3 Luft

• LFabs: LFrel•LFmax: 100

Maximale LF

maximal mögliche Masse des Wasserdampfs in einem m3 Luft bei gegebener Temperatur

• Werte in Taupunktkurve

Relative LF

• Verhältnis tatsächlich zu maximal möglichen Wasserdampfgehalt in m3 Luft ( in %)

  LFrel= LFabs// LFmax • 100

Taupunktkurve

Planetarische Frontalzone

• 30-60*n Breite: Zone größter Temperatur/Druckunterschiede → Ausgleich zunächst nicht möglich

→ Starke Winde (Westwinde)

→ Beeinflusst Wettergeschehen in Mittelbreiten

Polarfront-Jet

Starke Höhenströmung im Bereich der planetarischen Frontalzone :

• Westwind

• Bis zu 500 km/h → Abnehmend in Bodennähe ABER: bodennahe Luftschichten werden mitgerissen: Westwinddrift

  → Verhindert Luftmassenaustausch zwischen tropischer Luft/polarer Kaltluft

  → Jahreszeitlich untersch stark (stärker N-Winter)

  → wandert mit Jahreszeiten (im N-Sommer nach Süden)

  → Zentral für Wettergeschehen in gemäßigten Breiten

Außertropische Westwind-Zone

= polarfront jet + Westwinddrift

Rossby-Wellen

Enstehung bei Temperaturunterschied von 6K/1000km → Gegensatz Tropen-Polargebiete)

Enstehung dynamischer Druckgebiete: Zyklone/Antizyklone → ermöglichen Wärmeaustausch von kalten/warmen Luftmassen durch Cut-off Prozess, welche aber den Westwinddrift blockieren

Entstehung Zyklonen/Antizyklonen durch Konvergenz/Divergenz

Ausgangslage: Jetstream mäandriert da Luftmassenaustausch zunächst nicht möglich

-Antizyklone:

• Konvergenz (Verengung) → Ausbildung Antizyklone

• → Absteigen Luft (H) an Trogrückseite (kann nicht nach oben ausweichen)

• Erwärmung der Luft

• Aufklarung (LFmax wird größer)

Divergenz am Boden

Zyklone:

• Divergenz (Erweiterung) → Ausbildung Zyklone

• → Aufsteigen Luft (T) an Trogvorderseite

• → Abkühlung Luft

• → Wolkenbildung (LFmax wird kleiner)

Konvergenz am Boden (Saugeffekt)

Antizyklone Eigenschaften

• Drehrichtung Uhrzeiger

• Auf äquatorialen Seite planetarischen Frontalzone

• H am Boden und Höhe

• Konvergenz in Höhe, Divergenz am Boden

• → Absinkende Luftmassen

• Wetter aufklarend, sonnig

Divergenz Konvergenz Grafik

Zyklone Eigenschaften

• Drehrichtung gegen Uhrzeiger

• Auf polaren Seite planetarischen Frontalzone

• T am Boden und in Höhe

• Divergenz in Höhe, Konvergenz am Boden

Hohe Wolken: cirrus

Cirrus

• Oft cirrostratus

• Geringe vertikale Ausdehnung

• Herannahen Warmfront oder ausgedehntes Hochdruckgebiet

Cirruocumulus

• Selten, schnelle Veränderung

• Vorfeld Höhentroges

Cirrostratus

• herannahende Warmfront

Cumulus

Durch Konvektion aufgrund bodennaher Erhitzung

Cumulonimbus

Schauer/Gewitterwolke

Nilbostratus

• Regenwolke

Wetter beim Durchzug einer Zyklone

Vorderseite:

• Klar, dann Cirren, dann hohe, dann mittlere Stratus

• trocken

• Kühl

• Konstanter Druck

• SW/S/SO, kaum Wind

Warmfront:

• Tief hängende, dichte stratus, Nebel

• Landregen, lang, anhaltend, ausgiebig

• Steigende T

• Druck fällt

• Schwacher Wind

  Warmluftsektor:

• - Verneinzelt Cumulus

• Trocken, verneinzelt Schauer, diesig

• Warm

• Tiefer Druck, weiter fallend

• S/SW Mittel-stärker

Kaltfront

• hohe Cumulunimbus

• Starker Regen, z.T. Gewitter

• Deutlich fallende T

• Steigender Druck

• Stärkerer-starker Wind

Rückseite

• Kleine Cumulus, Auflösung

• Wechselhaft, trocken, klar

• Kühl

• Hoher Druck

• NW, nachl. Wind

Vorgänge in der Luft

• vor Warmfront: Advektion warmer Luft in Höhe

• Warmfront: Aufsteigen

• Warmsektor: zur Warmfront: stabiles Aufgleiten; zur Kaltfront Abgleiten

• Kaltfront: starker Aufstieg

• Nach Kaltfront aufsteigende Luft in Grundschicht, darüber stabiles abgleiten von kalter Luft

Wolken

Vor Warmfront: Cirrus → Cirrostratus/Altostratus

Warmfront: Altostratus → Nimbostratus

Warmsektor: Wolkenauflösung, vereinzelt Stratocumulus/Altocumulus

Kaltfront: Cumulonimbus, Wolkenfetzen

Nach Kaltfront: verschiedene Quellwolken

Temperatur

Vor Warmfront: sinkend

Warmfront: steigend

Warmsektor: steigend/konstant

Kaltfront: stark sinkend

Nach Kaltfront: sinkend

Luftdruck

Vor Warmfront: konstant, dann fallend

Warmfront: fallend

Warmsektor: steigend/konstant

Kaltfront: steigend

Nach Kaltfront: steigend

NDS

Vor Wamrfront: keine

Warmfront: Nds

Warmsektor: keine

Kaltfront: starker Nds

Nach Kaltfront: Wetterbesserung, vereinzelte Nds bis keine

Okklusion

Bei Zusammentreffen von Warm und Kaltfront

Dynamischer Druckgebiet Merkmale

• Oben und unten (in der Höhe und am Boden) herrscht gleiche Druck

• Vertikale Luftbewegung

• „Wandern mit den Westwinden (Westwinddrift) O-W

• Verlagern sich jahreszeitlich N-S

• Entstehung durch das Mäandieren der Jetstreams

• H:

  • Trogrückseite

  • Absinkende Luft, Erwärmung → Wolkenauflösung

  • Enstehung durch Konvergenz im Jetstream

  • Uhrzeigersinn

  • Divergenz an EOF Antizyklone

  • Äquuatorialnahen Seite Jetsreams

    • T

    • Trogrückseite

    • Aufsteigende Luft, Abkühlung → Wolkenbildung, Regen

    • Entstehung durch Divergenz im Jetstream

    • Gegen Uhrzeiger

    • Konvergenz an EOF Zyklone

    • Entstehung auf polaren Seite des Jetsreams

Analyse einer Wetterkarte

1. Grundinfos (Art Karte, Boden/Höhenwetter, Datum/Uhrzeit/Region)

2. Einzelne Wetterdaten Auswertung Wettersituation, Luftdruck, T, Bewölkung, NDs, Wind

3. Beschreibung Wetterlage und resultierende Hauptwindrichtungen

4. Bericht erstellen

5. Wetter vorhersagen

Großwetterlage West

Maritime Polar oder Tropikluft

Sommer → Zyklonen wandern mit Jet nach Osten (NDS,kalt)

Winter→ ähnlich, milde Temp

Nord west Lage

Maritime Polarluft

Sommer → Zufuhr kalter/feuchter Luft, unbeständiges/kühles Wetter

Winter→ Schneeschauer

Südwest Lage

Maritime Tropikluft

Sommer→ feuchte, warme Luft, gewittrig

Winter→ feuchte, milde Luft

Nordlage

Maritime Polarluft

Sommer → kalte feuchte Luft; gute Sicht

Winter→ Schnee

Nordostlage

Kontinentale Polarluft

Sommer→ kühl, trocken

Winter→ sehr kalt, trocken

Südlage

Kontinentale Tropikluft

Sommer→ heiße, schwüle, dunstige Luft

Winter→ mild/Regen

Südostlage

Kontinentale Tropikluft

Sommer→ heiß/trocken

Winter→ mild/trocken

Ausprägungen von dynamischen Hoch/Tiefdruckgebieten

1. Jetstream verläuft fast breitenkreisparallel und verhindert Luftmassenaustausch zwischen Tropen/Polar

2. Tempgegensatz steigt → Wellenzirkulation

3. Über 6K unterschied → deutliche Mäanderbögen aus Kaltlufttröge und Warmrücken → erster Energieaustausch durch Vorstoß

4. Bei hohem Ausschlag Wellen können einzelne Zellen abgeschnürt werden (Cut-Off) → ähnlich wie Gartenschlauch

Entstehung dynamischer Druckgebiete aus Polarfrontjetstream

Antizyklone

1. innerhalb mäandrierenden Jetstreams kommt es zu Beschleunigungs und Abbremseffekte → Verlagerung von Luftmassen (Konvergenz→ Luft strömt zusammen;Luftmassenüberschuss ) → Luftmassen müssen absinken

2. Dynamisches Hochdruck entsteht, Luft strömt in Bodennähe seitlich aus (Bodendivergenz)

3. Absinkende Luftmassen erwärmen sich → Wolkenauflösung

Entstehung dynamischer Druckgebiete aus dem Polarfrontjet

Zyklone

1. Höhen-Divergenz fließt Luft schnell ab → Luftmassendefizit

2. Vom Boden muss Luft nachströmen und aufsteigen

3. Dynamisches Tiefddruck entsteht

4. Aufsteigende Luft kühlt ab, Wolkenbildung und NDS

Funktion Zyklonen/Antizyklonen

Sorgen durch Verwirbelung und Umlenkung der Luftmassen für Energieaustausch zwischen hohen und niederen Breiten

Dynamische/ Thermische Druckgebiete vergleich

Bodenwetterkarte

→ je enger Isobaren abstand, desto stärker horizontaler Druckgradient

→ Knicke im Isobarenverlauf → Fronten

Höhenwetterkarte

Unterliegt kaum den kurzfristigen Einflüssen des Bodenniveaus (Reibung von Winden an EOF) → verlässlichere Wetterprognose