Abbildung 23: Temperaturverteilung in 2 m über Grund am 21. Juli 1995 um 5 UTC (Isolinienabstand: 1 C).

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1 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 29 Abbildung 23: Temperaturverteilung in 2 m über Grund am 21. Juli 1995 um 5 UTC (Isolinienabstand: 1 C). Auch um 7 UTC ist Schwechat um zwei Grad kälter als Wien (Abbildung 24). Die Temperaturverteilung des übrigen Gebietes folgt zu diesem Termin vor allem der Geländehöhe. In der Ebene liegen die Temperaturen bei über 2 C, in höheren Lagen der westlichen Bezirke und des Wienerwaldes bei etwa 2 C. Um 13 UTC (Abbildung 25) ist die räumliche Temperaturverteilung über Wien am 21. Juli aufgrund der guten Durchmischung bei stärkerer südöstlicher Strömung sehr homogen mit 30 bis 31 C.

2 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 30 Abbildung 24: Temperaturverteilung in 2 m über Grund am 21. Juli 1995 um 7 UTC (Isolinienabstand: 1 C). Abbildung 25: Temperaturverteilung in 2 m über Grund am 21. Juli 1995 um 13 UTC (Isolinienabstand: 1 C).

3 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 31 m über Grund m über Meeresniveau Abbildung 26: Vertikale Temperaturschichtung (Isolinienabstand: 2 C) in der Höhe entlang eines W-E Querschnitts bei Kilometer 12,5 am 21. Juli 1995 um 13 UTC. Im unteren Bild sind die Geländehöhen entlang des Querschnittes in m über Meeresniveau dargestellt. Die Abbildung 26 zeigt ein Beispiel für die Temperaturschichtung zu Mittag an einem heißen Sommertag mit guter Durchmischung. Wie in Abbildung 22 ist ein West-Ost-Querschnitt vom Wienerwald durch das Stadtzentrum bis ins Marchfeld dargestellt. Es sind kaum räumliche Unterschiede in der vertikalen Temperaturverteilung zu sehen, was bei den guten Durchmischungsverhältnissen und dem einheitlichen Südostwind an diesem Tag zu erwarten ist. Um 18 UTC zeigt die Temperaturanalyse (Abbildung 27) über Schwechat, dem mittleren, östlichen und nördlichen Stadtgebiet Wiens und Klosterneuburg über 29 C, im Marchfeld und über dem Wienerwald ein bis zwei Grad tiefere Temperaturen.

4 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 32 Abbildung 27: Temperaturverteilung in 2 m über Grund am 21. Juli 1995 um 18 UTC (Isolinienabstand: 1 C). Auch in der Nacht zum 22. Juli 1995 bildet sich eine Wärmeinsel über der Stadt aus. Um 1 UTC beträgt die Temperaturdifferenz zum Umland 3 Grad (Abbildung 29), um 7 UTC wurden in der Inneren Stadt noch um 2 Grad höhere Werte gemessen (Abbildung 30). Erwähnenswert ist auch, dass auch in dieser Nacht um 1 UTC in Großenzersdorf und um 7 UTC südöstlich von Schwechat tiefere Temperaturen gemessen wurden. Wie bereits erwähnt, wurden in der Nacht vom 21. auf den 22. Juli mit einem Fesselballonsystem am Cobezl Inversionen in etwa 150 und 350 m Höhe gemessen. Diese vertikale Temperaturverteilung hatte auch zur Folge, dass dazwischen ozonreiche Luft unvermischt zu finden war. In Abbildung 28 ist die Temperaturverteilung in den untersten 700 m über Grund entlang des West-Ost-Querschnitts analog zu Abbildung 22 dargestellt. Über dem Wienerwald sind in 400 m über Grund ein Temperaturmaximum von 24 C zu sehen. Dieses Ergebnis der Temperaturinterpolation stimmt mit den Fesselballonmessungen gut überein. Die eingelagerte zweite Inversion in 150 m über Grund wird durch die Temperaturanalyse nicht aufgelöst. Eine Erklärung dafür kann einerseits sein, dass die Auflösung der Radisondenprofils um Mitternacht, welches die entscheidende Grundlage für

5 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 33 die Vertikalstruktur der Temperaturanalyse darstellt, in Bodennähe nicht ausreicht. Andererseits ist es aber auch möglich, dass die Inversion in 150 m über Grund lokal im Bereich des Cobenzls vorhanden war und daher an der Station Wien/Hohe Warte im Mitternachtsaufstieg nicht verzeichnet wurde. Über der Stadt ist eine isotherme Schichtung mit zwischen 23 und 24 C zu sehen. Der Wärmeinseleffekt der Stadt unterbindet die Ausbildung der im Umland deutlichen Bodeninversion. m über Grund m über Grund Abbildung 28: Vertikale Temperaturschichtung in der Höhe (Isolinienabstand: 2 C) entlang eines W-E Querschnitts bei Kilometer 12,5 am 22. Juli 1995 um 1 UTC. Im unteren Bild sind die Geländehöhen entlang des Querschnittes in m über Meeresniveau dargestellt.

6 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 34 Abbildung 29: Temperaturverteilung in 2 m über Grund am 22. Juli 1995 um 1 UTC (Isolinienabstand: 1 C). Abbildung 30: Temperaturverteilung in 2 m über Grund am 22. Juli 1995 um 7 UTC (Isolinienabstand: 1 C).

7 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 35 Am 22. Juli 1995 wurden in großen Teilen Wiens sowie im Bereich der Wiener Pforte und entlang des Wientals um 12 UTC Temperaturen von über 31 C erreicht. Abbildung 31: Temperaturverteilung in 2 m über Grund am 22. Juli 1995 um 12 UTC In der Nacht auf den 23. Juli 1995 konnte sich aufgrund des starken Westwindes im Zuge des Kaltfrontdurchgangs keine Wärmeinsel über der Stadt ausbilden. Abbildung 32: Temperaturverteilung in 2 m über Grund am 23. Juli 1995 um 0 UTC

8 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite Mischungshöhen Die räumliche Verteilung der Mischungshöhen zu ausgewählten Terminen ist in Abbildung 33 bis Abbildung 46 zu sehen. Abbildung 33: Mischungshöhen in m über Grund am 20. Juli 1995 um 13 UTC (Isolinienabstand: 50 m). Am 20. Juli 1995 erreicht die Mischungsschicht um 13 UTC Höhen von 1900 m über dem Wienerwald und 2000 bis 2050 m über dem Stadtgebiet (Abbildung 33). Interessant ist dabei, dass die höheren Mischungshöhen über der Stadt nicht genau über den wärmsten Regionen liegen (Abbildung 19), sondern mit dem nördlichen Wind (Abbildung 8) etwas nach Süden verlagert sind. Im Norden des Gebietes liefert der Präprozessor für diesen Termin zwei lokale Mischungshöhenmaxima. Das Zustandekommen dieser Strukturen kann anhand des fühlbaren Wärmestroms (Abbildung 34) näher erläutert werden. Der fühlbaren Wärmestrom gibt die Erwärmung des Bodens durch die Sonneneinstrahlung beziehungsweise Abkühlung desselben durch Ausstrahlung nachts in W/m 2 an und beschreibt damit jenen Energiegewinn bzw. Energieverlust der Erdoberfläche, welcher eine Veränderung

9 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 37 der Temperatur derselben zur Folge hat. Die Höhe des fühlbaren Wärmestroms ist daher besonders für das Anwachsen der Mischungshöhe am Tag entscheidend. Abbildung 34: Fühlbarer Wärmestrom in W/m 2 am UTC Die räumliche Verteilung des Wärmestroms hängt wesentlich von der Orographie und der Oberflächenbeschaffenheit des Gebietes ab. Bei der Berechnung des fühlbaren Wärmestroms finden die Landnutzung und die Bewölkung besondere Berücksichtigung. Im Bereich des Wienerwaldes sind die Werte daher etwas geringer, über dem ebenen, weniger verbauten Gelände östlich der Stadt höher. Nach Sonnenuntergang erfolgt ein rascher Zusammenbruch der Mischungsschicht. Um 19 UTC ist die konvektive Mischungshöhe zusammengefallen. Die bodennahe, nächtliche Mischungsschicht hat sich bis 50 m aufgebaut (Abbildung 36). Nur über den wärmeren Gebieten im Stadtzentrum und bei Großenzersdorf, in welchen mäßiger Wind die Ausbildung einer Bodeninversion verhindert, betragen die Mischungshöhen zwischen 50 und 100 m (vergleiche mit Abbildung 9 und Abbildung 20).

10 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 38 Abbildung 35: Mischungshöhen in m über Grund am 20. Juli 1995 um 19 UTC (Isolinienabstand: 50 m). Im Laufe der Nacht setzt sich in größeren Teilen des Gebietes mäßige Südwestströmung durch, die Mischungshöhen am 21. Juli um 0 UTC nimmt infolge der stärkeren mechanische Turbulenz auf über 50 m zu (Abbildung 36). Um 5 UTC beginnt die Mischungsschicht bereits anzuwachsen (Abbildung 37). Im südlichen Stadtgebiet reicht die Mischungsschicht über 200 m, in den windstillen nordwestlichen Bezirken und im Raum Großenzersdorf liegen die Werte unter 150 m.

11 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 39 Abbildung 36: Mischungshöhen in m über Grund am 21. Juli 1995 um 0 UTC (Isolinienabstand: 50 m). Abbildung 37: Mischungshöhen in m über Grund am 21. Juli 1995 um 5 UTC (Isolinienabstand: 50 m).

12 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 40 Am 21. Juli um 7 UTC erreicht die Mischungsschicht im Osten und Südosten des Gebietes über 850 m über Grund, über dem Wienerwald zwischen 700 und 750 m (Abbildung 38). Dieses Ost-West-Gefälle der Obergrenze der Mischungsschicht bleibt den Tag über bestehen, wie in den Ergebnissen um 13 UTC mit 2700 m Mischungshöhe über dem ebenen Gelände und 2350 m über dem Wienerwald (Abbildung 39) und um 18 UTC (Abbildung 41) mit bis zu 3000 m Mischungshöhe zu sehen ist. Die Höchstwerte der Mischungshöhen liegen demnach an diesem Tag deutlich über denen des Vortages. Abbildung 38: Mischungshöhen in m über Grund am 21. Juli 1995 um 7 UTC (Isolinienabstand: 50 m). Wie bereits erwähnt, ist für das Anwachsen der konvektiven Mischungshöhe am Tag der fühlbare Wärmestrom eine entscheidende Eingangsgröße. Der Vergleich der Mittagswerte des fühlbaren Wärmestroms am 20. Juli (Abbildung 34) und am 21. Juli (Abbildung 40) zeigt, dass aufgrund der höheren Werte des fühlbaren Wärmestroms am 21. Juli 1995 die mittäglichen Mischungshöhen (Abbildung 39) an diesem Tag auch deutlich höhere Werte erreichen als am Vortag (Abbildung 33).

13 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 41 Abbildung 39: Mischungshöhen in m über Grund am 21. Juli 1995 um 13 UTC (Isolinienabstand: 50 m). Abbildung 40: Fühlbarer Wärmestrom in W/m 2 am UTC

14 Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Seite 42 Abbildung 41: Mischungshöhen in m über Grund am 21. Juli 1995 um 18 UTC (Isolinienabstand: 50 m). Um 18 UTC erreicht die konvektive Mischungsschicht drei Kilometer vertikale Ausdehnung. Es sind nur geringe räumliche Unterschiede zu sehen. Am 22. Juli um 0 UTC ist der Einfluss der städtischen Wärmeinsel auf die Mischungsschicht (Abbildung 42) zu erkennen. Über der Inneren Stadt, wo die Temperaturschichtung mit der Höhe neutral ist (Abbildung 28), betragen die Mischungshöhen mehr als 100 m, im Umland infolge der Bodeninversion unter 50 m. Die Schubspannungsgeschwindigkeit als Maß für die bodennahe mechanische Turbulenz bestätigt dieses Bild (Abbildung 43). Im Umland sind die Werte sehr gering, unter 0,1 m/s, im Zentrum der Stadt betragen sie mehr als 0,3 m/s.