Season Opener 2012 MET Stabilität der Atmosphäre Thermodynamisches Diagrammpapier am Beispiel SHB Typische Wetterlagen und Ableitung von Gefahrenpotentialen DIESER TEXT DIENT DER NAVIGATION
Inhalt Grundlagen, Stabilität Das thermodynamische Diagrammpapier allgemein Das thermodynamische Diagrammpapier im Selfbriefingsystem der ACG Fallbeispiele 2
Grundlagen 3
Zustandsänderungen des Wassers am LFZ!
Änderungen von Temperatur und Taupunkt mit der Höhe Temperatur: Trocken trockenadiabatisch (3 /1000ft) Gesättigt feuchtadiabatisch (~2 /1000ft) Taupunkt (gesättigt) ohne Kondensation: Linie konstanten Sättigungsmischungsverhältnisses Definition Mischungsverhältnis: g Wasserdampf pro kg trockener Luft Bleibt ohne Kondensation mit der Höhe konstant Spread(Henningsche Formel): Verringerung von 1 Spread/400ft Höhenänderung 5
Verschiedene Arten der Stabilität Schichtungskurve gelb Trockenadiabate rot Feuchtadiabate grün
Das thermodynamische Digrammpapier allgemein 7
Thermodynamisches Diagramm (pt-diagramm) Druck/Höhe - Ordinate Linien konstanten sätt. Mischungsverhältnisses Trockenadiabaten Temperatur - Abszisse KN Kondensationsniveau Td Taupunkt T Lufttemperatur
Thermodynamisches Diagramm T, Td, Auslösetemperatur, Kondensationsbasis Ausheizen der Bodeninversion Bestimmung der Auslösetemperatur T: Td Line ms Schnittpunkt mit Schichtungskurve (Sättigung) = Cumulus - Kondensationsniveau KN Trockenadiabatisch zum Boden = Auslösetemperatur KN Kondensationsniveau Td Taupunkt T Lufttemperatur 9
Anwendungen 10
Steigende Warmluftblase > Cumulus humilis Feuchtadiabate Negative Labilitätsenergie Positive Labilitätsenergie KN Kondensationsniveau Td Taupunkt T Lufttemperatur T2 Tagesmaximum
Stärker quellender Cumulus Cumulus congestus Größere Labilitätsenergie Level des Energiegleichgewichtes in größeren Höhen Td Taupunkt T Lufttemperatur
Cumulonimbus Voraussetzung: Eisphase (Bergeron Findeissen Prozess) T< -10 C KN Kondensationsniveau Td Taupunkt T Lufttemperatur
Änderungen der Stabilität Vertikal durch Hebung oder Absinken 14
Entstehen einer Absinkinversion Temperaturzunahme mit 1 /300ft (3 /1000ft) Spread-Zunahme: ~1 /400ft (Henning`sche Formel) =2,5 /1000ft
Entstehen einer Absinkinversion Temperaturzunahme mit 1 /300ft (3 /1000ft) Spread-Zunahme: ~1 /400ft (Henning`sche Formel) =2,5 /1000ft 16
Entstehen einer Absinkinversion Temperaturzunahme mit 1 /300ft (3 /1000ft) Spread-Zunahme: ~1 /400ft (Henning`sche Formel) =2,5 /1000ft 17
Änderungen der Stabilität Horizontal durch Warm- und/oder Kaltluftadvektion 18
Einfluss der Temperaturadvektion auf die Stabilität Kaltluftadvektion bodennah und/oder Warmluftadvektion in der Höhe Stabil
Einfluss der Temperaturadvektion auf die Stabilität Kaltluftadvektion bodennah und/oder Warmluftadvektion in der Höhe Stabil Warmluftadvektion bodennah und/oder Kaltluftadvektion in der Höhe Labil
Föhn Trockenadiabatische Erwärmung führt zum Föhneffekt im Lee Kondensation im LUV ist keine Grundvoraussetzung
Föhn Kondensation im Luv führt zu weiterer Erwärmung im Lee
Föhn IR-Satellitenbild NOAA
Selfbriefingsystem Austro Control 24
Radiosondenaufstiege im Selfbriefingsystem 25
Radiosonden Radiosonde Graz 040404 Linie: konstantes Sättigungsmischungsverhältnis Temperatur Cumuluskondensationsniveau T/Td/Wind 2 KKN2 in z.b. FL200 resultierende Tops Ort/Zeitpunkt Cumuluskondensationsniveau 1 KKN1 Wind Fläche=Maß für die Labilitätsenergie Tropopause Feuchtadiabate Druck/Höhe Trockenadiabate KKN/TOP 2 mit Mischung Feuchte GND/2000FT Temperatur Taupunkt Auslösetemperatur 1 Auslösetemperatur 2
MET Produkte/Hängegleiter Radiosonden Interpretation Sehr genaue Vertikalmessung Auf Aktualität achten (Frequenz 6h-24h) Achtung: Veränderung der Luftmasse
Abschätzung von Gefahren Vereisung ausserhalb von Wolken Gefrierender Niederschlag FZRA, FZDZ, PL Immer MOD to SEV ICE Faustformel: Toptemperatur ST >-12 FZDZ sonst SG Abschwächung durch positiv temperierte Schicht unterhalb und besonders oberhalb der Bewölkung (St) 28
Abschätzung von Gefahren Gewitter Gewitter: Temperatur Tops ~ -40 C oder tiefer Hagel: Temperatur Tops ~ -60 C oder tiefer 29
Abschätzung von Gefahren Turbulenz, Windscherung, Inversionen Turbulenz: Höhenwind insbes. Bis über Kammniveau (Hauptwindrichtung in etwa 90 zum Gebirgskamm) Vertikale Windscherung Inversionen: insbesondere Bodennah für den An- und Abflug (Verminderung der Leistung von ACFT) 30
Fallbeispiele 31
Fallbeispiel Inversion 28.12.2011 Absinkinversion Gradientschwache Lage geringe Windgeschwindigkeiten 0 C Grenzen: FL095, 3000FT und near GND Dünner St mit Tops 3000FT AMSL METAR LOWG 280350Z VRB01KT 5000 FZBR OVC020 M02/M02 Q1034 R17/19//95 NOSIG= 32
Fallbeispiel 01. Jan 2012 Prosit! Gefrierender Regen und Vereisung in Wolken Aufgleiten Tops dif FL220 METAR LOWI 010220Z AUTO VRB01KT 0100 R08/1000V1500N R26/0100N -FZRASN FZFG SCT002 SCT018 M00/M00 Q1019 R88///////= Vereisungspotential! Positive Schicht T<0 GND 33
Fallbeispiel Zufuhr labiler Kaltluft im Winter I Rückseitenwetter Labile Höhenkaltluft (zyklonale Höhenströmung gradientstark JET-Stream) 34
Fallbeispiel Zufuhr labiler Kaltluft im Winter II Jet-Nähe Tops Temperatur < -10 C mässige Schauer Wolkentops konvektiv FL110 Kaltluftadvektion Abbau der Inversionen Tops Temperatur ~ -39 C Gewitter Wolkentops konvektiv FL190 Bodenwind insb. Bei SHSN Impulstransport von der Höhe Gusts 40KT Tiefe 0 C Grenze und trocken SN am Boden 35
Fallbeispiel Zufuhr labiler Kaltluft im Winter III METAR LOWW 131220Z 29018G32KT 9999 -SHRA FEW010 FEW020TCU SCT023 BKN040 04/M00 Q1015 TEMPO 31028G43KT 0800 +SHRAGS BKN012= METAR LOWW 131320Z 33015KT 3000 R29/1200V1500U R34/1400V1500U SHSN FEW006 FEW010TCU SCT015 BKN030 00/M00 Q1016 TEMPO 0800 +SHSN BKN010 FEW020CB= 36
Fallbeispiel Labile Luftmasse Sommerfall 01. September 2011 I Keine Markante Windscherung Mäßige positive Labilitätsenergie Topstemperatur -57 C Tropopause ~ FL400 / -62 C KKN1 in 7200FT AMSL Auslösetemperatur 28 C Tops FL374 Linie konst. Sättigungsmischungsverhältnisses 37
Fallbeispiel Labile Luftmasse Sommerfall 01. September 2011 I SYNOPTISCHES FORCING Für Luftmassengewitter Gradientschwaches Bodendruckfeld Schwacher Seitentrog in der Höhe (schwache Kaltluft) Bodennahe Konfluenz 38
Fallbeispiel Labile Luftmasse Sommerfall 01. September 2011 II SPECI LOWG 011528Z VRB05KT 9999 TSRA FEW050 FEW060CB SCT070 BKN300 24/18 Q1012= SPECI LOWG 011540Z 33016G28KT 300V020 9999 -TSRA FEW050 FEW060CB BKN070 21/17 Q1013= METAR LOWG 011550Z 33022G38KT 290V350 9999 -TSRA FEW040 SCT050CB BKN060 19/15 Q1013 BECMG NSW= 39
ENDE 40