Clemens Simmer
Einführung
in die Meteorologie (met210)
- Teil VII: Synoptik
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VII Synoptische Meteorologie
Synoptik ist die Zusammenschau der Wettervorgänge in Raum und Zeit mit dem Ziel der Wetteranalyse und
Wettervorhersage. Die Synoptik ist Teil der Angewandten Meteorologie.
1. Allgemeines
- Definitionen
- Darstellungsweisen
- Dreidimensionale Sicht
2. Synoptische Systeme mitterer Breiten, oder „Wie entstehen Tiefs und Hochs“
- verschiedene Skalen - Vorticitygleichung
- Frontentheorien
VII.2.1 Grundlegendes und Skalen
VIS
Tiefs sind durch ausgeprägte
Wirbelstrukturen in den Wolken zu erkennen.
Fronten erscheinen oft als isolierte Bänder.
Hochs sind weniger auffällig und oft nur durch wolkenfreie Gebiete kenntlich.
27.10.2002, 12 UTC
Modelliertes Wetter für ein Jahr
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Einige Beobachtungen
• Tiefdruckgebiete wandern meist von West nach Ost.
• Tiefdruckgebiete entstehen meist in bestimmten
geographischen Regionen; sie entstehen dann oft in ganzen Familien, d.h. nacheinander bilden sich Tiefs an einem Ort und wandernd dann sich weiter entwickelnd ostwärts.
• Tiefdruckgebiete wirken „dynamisch“ und haben einen klaren Lebenszyklus über mehrere Tage während Hochdruckgebiete eher passiv und oft auch strukturlos wirken. Ihre Form ändert sich oft erratisch; manche Hochs können Wochen existieren.
• Tiefs haben Fronten während Hochs i.a. keine Fronten besitzen.
• Achtung: Die hier später behandelten dynamischen Tiefs und Hochs der Westwindzone unterscheiden sich grundsätzlich von den thermischen Tiefs und Hochs, die wir im Folgenden kurz abhandeln.
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Erläuterung zu thermischen Druckgebilden - Hitzetief -
kalt warm kalt
kalt warm kalt H
kalt warm kalt H
T
Ursache von Hitzetiefs: Erwärmung der unteren Atmosphäre durch positive
Strahlungsbilanz am Boden, es folgen
Ø Ausbeulen der Isobarenflächen nach oben Ø Sich entsprechend bildende Druckgradienten
in der Höhe führen zu seitlichen Abfließen der Luft in der Höhe.
Ø Dadurch Druckfall im Zentrum (Tief!)
Ø Einfließen der Luft zum Zentrum am Boden
Thermische Tiefs haben warme Kerne!
Ø Hurrikane (tropische Zyklonen) sind gewissermaßen auch thermische Tiefs.
Erläuterung zu thermischen Druckgebilden - Kältehoch -
warm kalt warm warm kalt warm T
warm kalt warm T
H
Ursache: Abkühlung der unteren Atmosphäre durch negative
Strahlungsbilanz am Boden, es folgen Ø Ausbeulen der Isobarenflächen
Ø Druckgradienten in der Höhe führen zu seitlichem Einfließen
Ø In Folge Druckanstieg im Zentrum Ø Ausfließen aus Zentrum am Boden
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Isolinien: Bodendruck; Pfeile: horizontaler Wind
Datenquelle: NCEP-Reanalysen; Entwurf: H. Mächel
Kontinentale Kältehochs im Winter
Kontinentale Hitzetiefs im Sommer
Thermische
Druckgebilde in der globalen
atmosphärischen Zirkulation am
Boden im
Nordwinter und Nordsommer
Gegenüberstellung von thermischen und dynamischen Druckgebilden
kalt warm kalt H
T
warm kalt warm T
H
Thermische Tiefs und Hochs
Divergenz
T
Konvergenz
H
Dynamische Tiefs und Hochs werden durch Strömungs- strukturen (Divergen- zen und Konvergen- zen) in der Höhe angetrieben.
Die resultierende Strömung am Boden verändert dann aber
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Die Westwinddrift – zirkumpolare Wellen
• Die mittleren Breiten sind durch vorherrschende westliche Winde in allen Höhen gekennzeichnet (u.a.
durch thermischen Wind).
• Eine Frontalzone in der Troposphäre umzieht in Wellen beide Hemisphären.
• Die Frontalzonen setzen sich dabei in der Troposphäre
nach unten fort und sind
dabei nach oben zur kalten Luft geneigt.
(aus Roedel, 1994)
Isohypsen der 300 hPa Fläche
Bodenfronten
Beispiel: Bodenkarte vom 10.3.2003, 12 UTC
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Beispiel: Boden- und 500hPa-Karte vom 10.3.2003, 12 UTC
Die Frontalzone in der Höhe ist durch gedrängte Isohypsen zu erkennen.
Isothermen und Isohypsen sind i.w. parallel zueinander; unterschiedlich temperierte Luftmassen fließen parallel zueinander.
Am Boden setzt sich die Frontalzone in Kalt- und Warmfronten fort.
Isothermen und Isohypsen (hier Isobaren!) stehen im Winkel zueinander; unterschiedlich temperierte Luftmassen werden daher
gegeneinander geführt.
Übungen zu VII.2.1
1. Wie unterscheiden sich thermische und dynamische Tiefs?
2. Warum sind Wolken auf Satellitenbildern im sichtbaren Spektralbereich UND im infraroten Spektralbereich hell?
3. Zum „Wetterfilm“:
a) In welchen Breitenbereichen findet man dynamische Tiefs?
b) Identifiziere typische Entstehungsgebiete von Tiefs (manche entstehen auch aus tropischen Zyklonen)?
c) Schätze die Lebensdauer von Tiefs ab.
d) Woran erkennt man den Tagesgang im Film und woraus resultiert er?
e) Wie unterscheiden sich die Zugbahnen der Tiefs auf Nord- und Südhalbkugel?
