Einführung in die Meteorologie Teil II
Roger K. Smith
Einführung in die Meteorologie I
¾Kinetische Gastheorie
¾Struktur und Zusammensetzung der Atmosphäre
¾Thermodynamik der Atmosphäre
¾Feuchtigkeit
¾die Nützung von Aerologischen Diagramme
¾Luftmassen und Fronten
¾Es gibt ein Skript von mir!
¾Synoptische Analyse aussertropische Wettersysteme
¾Wettervorhersage
¾Dynamik der Atmosphäre
Einführung in die Meteorologie II
¾ Es gibt auch ein Skript von mir:
Einführung in die Meteorologie Teil II
¾ Es steht im Internet zur Verfügung
¾ Weil sie alle lesen können, werde ich nicht alle Stoff im Skript besprechen
¾ Trotzdem kann alle dieser Stoff geprüft werden
Skript
Buch J. M. Wallace & P. V. Hobbs
Atmospheric Science: An introductory survey Academic Press, 1977
Einige Fragen
¾ Eine allgemeine Frage ist: wie macht man eine Wettervorhersage?
¾ Was braucht man um das machen zu können?
¾ Insbesonders - was muss gemessen werden?
¾ Und was kann gemessen werden?
¾ Was für Messungen stehen zur Verfügung?
• Subjektiv
– Synoptische Analyse der Bodenkarte und extrapolieren
• Objektiv
– Objektive Analyse der zur Verfügung stehenden Daten und mit Hilfe eines numerischen Wettervorhersagemodells
Methoden der Wettervorhersage
Stationsmeldungen Grossbritannien 12 Apr 2002 06Z
Darstellung von Beobachtungen
Stationsmodell Beispiel
Windgeschwindigkeiten
Windrichtungen
Nord
(Wind aus Norden) (0ooder 360o)
Nordost (45o)
Südost (135o)
West (270o) Südhalbkugel - beachte die Orientierung
der Striche
Bedeckungsgrad
wolkenlos einzelne wolken
wolkig bedeckt Bedeckungsgrad nicht angebbar - der äussere Kreis bedeutet Windstille
Wetter
anhaltender Regen geringe Intensität
anhaltender Schneefall
mässige Intensität
Regens- chauer
Sprühregen in der letzten Stunde
Nebel Gewitter
gefrierende Sprühregen Graupel oder Hagel
wolkenlos nicht angebbar bedeckt
1024.7 mb 1003.7 mb 993.6 mb
Druckänderung Niederschlagsmenge der vergangenen 6 Stunden in Inch (1 in = 25.4 mm) Beispiel
Bodenstationsnamen Deutschland
Höhe
Stationsmeldungen Deutschland/Mitteleuropa 11 Apr 2002 06Z
Radiosondenstationen in Europa
Stationsmeldungen Australien/Ost-Indonesien 10 Jan 2000 00Z
Bodenfronten und Isobaren zum Termin 4 Jan 1957 12Z
Bodenfronten und Isothermen 04 Jan 1957 12Z
warm
kalt
Bodenfronten und Isolinien der Taupunkttemperatur 4 Jan 1957 12Z
feucht
trocken
trocken
Fronten
warm kalt
Hydrostatische Gleichgewicht in einer nicht rotierenden Flussigkeit
Hydrostatische Gleichgewicht in einer sich rotierenden Flussigkeit
warm
kalt
Trennfläche ist geneigt
Rotationskräfte
Warmfront Stationärfront Kaltfront
Höhe km 12
8 4
0 500 1000 km
0 Bewegung 10 20 Std
warm kalt
0oC
Frontalzone Tropopause
Tm Pm
0oC
Ana-Warmfront
Höhe km
12
8
4
0 500 1000 km
0 10 Bewegung 20 Std
warm kalt
0oC
Fron talzon
e Tropopause
Tm Pm
0oC Ana-Kaltfront
Höhe km 12
8
4
0 km 1000 500
Bewegung
warm kalt
0oC
Fron talz
one Tropopause
0oC Kata-Kaltfront
Höhe km
12
8
4
0 500 1000 km
Bewegung warme
Luftmasse kalte
Luftmasse
0oC Frontalzone
Tropopause
Nieseln
Kata-Warmfront
Eine Fallstudie
¾ Winterfall vom November, 1994 über den USA
¾ Im Skript beschrieben
¾ Ursprünglich aus dem Buch von Wallace und Hobbs
N
Isohypsen im 500 mb-Niveau am 20 Nov. 1964, 00Z
N
Isohypsen im 500 mb-Niveau - November 1964
19/ 00 Z 19/ 12 Z
20/ 00 Z 20/ 12 Z
N
H
H T
H H
H H
H H
T
T
Luftdruck (auf Meereshöhe reduziert) und Bodenwinde
19 Nov.
00Z
19 Nov.
12Z
20 Nov.
00Z
N
Temperaturen in C und Lagen der Bodenfronten
19 Nov.
00Z
20 Nov.
00Z
N
3-stündige Druckänderung (mb) Isallobaren Abstand 4 mb/3 Std
T
T
N
T
T
H
Die Bodenwetterkarte vom 20 November 1964, 12Z
N
Der Strömungsverlauf in der freien Atmosphäre
¾ An der Entstehung der meisten Wettervorgänge sind höhere Schichten der Atmosphäre beteiligt
¾ Man benötigt für die Beschreibung der Wetterlage neben der Bodenwetterkarte auch Höhenwetterkarten
¾ Es wurde beobachtet daß die Tiefdruckgebiete am Boden vom Wind in der Mitte der Troposphäre (in ca. 500 mb) gesteuert werden
Höhenwetterkarten
¾ Radiosonden messen Temperatur und Wind in Abhängigkeit vom Druck
¾ Es ist zweckmäßig, die Höhen bestimmter Druckflächen zu berechnen und die Meßwerte in dem jeweiligen Druckniveau anzugeben
¾ In den Höhenwetterkarten sind Isohypsen (Linien gleicher geopotentieller Höhe) eingetragen
850 mb Isohypsen im 850 mb Niveau am 20 November 1964, 12 Z
N
700 mb Isohypsen im 700 mb Niveau am 20 November 1964, 12 Z
N
500 mb Isohypsen im 500 mb Niveau am 20 November 1964, 12 Z
N
250 mb Isohypsen im 250 mb Niveau am 20 November 1964, 12 Z
N
100 mb Isohypsen im 100 mb Niveau am 20 November 1964, 12 Z
N
Omaha, NB
Lake Charles, LO Nashville, TE
Pittsburgh, PA Huntington, WV
Jackson, MI
Brownsville, TX
Buffalo, NY North Bay, Ont
Athens, GE Charleston, WV Columbia, MS
Temperatur (oC)
Luftdruck(mb) Höhe(km)
Columbia, MS
Athens, GE Omaha, NB
Nashville, TE 20
15
10
5 100
70
150 200 250 300 400 500 700 850 1000
Tropopause AT, NA
Tropopause OM
N
Höhe(km) Luftdruck(mb)
10
5
100
250
500
OM CB NA AT CH
0
J
1000
Isothermen und Isotachen im Querschnitt am 20 Nov. 1964, 12 Z Isotachen
Isothermen N
Luftdruck(mb)
Höhe(km)
15
10
5
100
250
500
1000
OM AT CH
0
J
Isentropen und Isotachen im Querschnitt am 20 Nov. 1964, 12 Z
Isentropen
CB NA
Isotachen N
Schichtdicke
¾ Die Schichtdicke ist der geopotentielle Höhenunterschied Z2−Z1 zwischen zwei beliebigen Niveaus in der
Atmosphäre:
d
2 1 v
1 2
R p dp
Z Z T
g p p
− =
∫
Tv ist die mittlere virtuelle Temperatur der eingeschlossenen Luft
N
p2
p1
Z2- Z1 Tv
Schichtdicke
¾ Die relative Topographie stellt Isolinien konstanter Schichtdicke dar - z. B.
¾ Gebiete niedriger Schichtdicke sind Gebiete niedriger mittlerer Temperatur
Relative Topographie
552 dm 546 dm kalt
560 dm
H H
T
1016 mb
1008 mb 1016 mb
1024 mb 564 558 552
582 dm 576 570 564
504 522 540 558
Bodendruck Schichtdicke
500 mb Isohypsen
20 Nov. 1964, 12 Z
N
a b
c 500 mb Isohypsen
Bodendruck 1000 - 500 mb Schichtdicke
Stadien einer Zyklonenentwicklung
Wellenbildung Warmsektorzyklone Okklusionsstadium N
250
500
10
5 mb km
T H T H
warm
warm
warm kalt
kalt
kalt
Tropopause
Idealisierte Querschnitt durch Tief- und Hochdruckgebiete
Druckflächen
