Sonntag, 26. Oktober 2014

Niederschlagsdaten

Extremwerte seit Beginn der Aufzeichnungen:
  • Feuchteste Jahr: 1988 mit 1202,1 l/m²
  • Trockenste Jahr: 1976 mit 541,0 l/m²








Zuletzt aktualisiert: 26.10.2014

Samstag, 25. Oktober 2014

Temperaturdaten

Extremwerte seit Beginn der Aufzeichnungen:
  • Wärmste Jahr: 2011 mit 10,6 °C
  • Kältesten Jahre: 1956 und 1963 mit 7,0 °C



 

 


Zuletzt aktualisiert: 26.10.2014

Sonntag, 12. Oktober 2014

Dampfwolken

Die Entstehungsweise von Dampfwolken (eng. fumulus clouds) aus Kühltürmen oder Schornsteinen kommt der von den traditionellen Cumulus-Wolken sehr nahe, so dass im Wesentlichen Konvektion und eine spezielle Wärmequelle die entscheidende Rolle spielen.
Der kontinuierlich ausströmende Wasserdampf ist stets wärmer als die umgebende Luft, so dass er rasch nach oben steigen kann. Infolge adiabatischer Abkühlung und auch durch turbulene Durchmischung mit der Umgebungsluft sinkt die Temperatur des Wasserdampfs relativ zügig unter den Taupunkt. Dann setzt erwartungsgemäß Kondensation ein und ab diesem Zeitpunkt ist die Dampfwolke bzw. das quellwolkenähnliche Gebilde sichtbar. Bei entsprechender Luftschichtung zusammen mit der vorhandenen Feuchte können somit langlebige Wolkenformationen erzeugt werden.
Die Höhe des Kondensationsniveaus hängt in der Regel vom Feuchte- und Temperaturprofil innerhalb der atmosphärischen Grenzschicht ab. Mit weiter fortschreitender Kondensation bilden sich ähnliche mikroskalige Zirkulationen aus, wie man sie von den Blumenkohlstrukturen der Cumulus-Wolken kennen.
Insbesondere während einer Hochdruckperiode, wenn sich manchmal tagsüber kein Lüftchen regt, kann der aus dem Kühlturm quellende Dampf kerzengerade in die Höhe steigen. Dabei kühlt er sich langsam auf Lufttemperatur ab und von diesem Zeitpunkt an besitzt er auch keinen Auftrieb mehr. Da desöfteren eine Absinkinversion mit Hochdruckwetter einhergeht und von unten ständig weiterer Wasserdampf nachströmt, muss sich dieser seitlich ausbreiten.

Ein Paradebeispiel solch einer Dampfwolke konnte man am Abend des 07.08.2014 im Süden Luxemburgs mit südlicher Blickrichtung beobachten (siehe unten). Sie entstand durch die von vier Kühltürmen emittierte Warmluft des Kernkraftwerks Cattenom.


Donnerstag, 2. Oktober 2014

Ëmstellung vun der Wiederlag a Siicht

Säit dem 25. September läit Lëtzebuerg ënnert antizyklonalem Afloss, sou datt de Loftdrock quasi de ganzen Zäiten iwwert 1020 hPa loung ...


... an dobäi hunn et d'Temperaturen bei engem gréisstendeels frëndlechen Wiedercharakter (kleng Stéierung den 29.09.) meeschtens iwwert 20°C-Grenz gepackt: 


Dat rouegt a relativ waarmt Wieder mat engem plazeweis niwwelege Start an den Dag an dono gréisseren sonnegen Amenter behale mer nach bis e Samschdeg inclus bäi, vu datt sech d'Groussregioun bis dohinner nach am Beräich vun enger Héichdrockbréck befënnt, déi sech vum Nordatlantik bis an Osteuropa erstreckt. Säit e puer Deeg deiten d'Berechnunge vun de Wiedermodeller awer op e signifikative Changement vun der groussraimeger Wiederlag hin. D'Ausgankssituatioun um Samschdeg gesäit an der mëttlerer Troposphär (500 hPa Niveau) folgendermoossen aus:


Un der südlecher Spëtzt vun engem markanten Trog, deen ab e Freideg iwwert dem Séigebitt tëscht Grönland a Groussbritannien positionéiert wäert sinn, entsteet nämlech e Randtrog mat kuerzer Wellelängt (rout gestréchelt Linn uewen um Bild), deen e Sonndeg den Süde vu Norwegen erreeche wäert.
Dëse kuerzwellegen Trog ass um Buedem un e schwaacht Randdéif (RD) gekoppelt, dat schonn am Laf vum Samschdeg di uewe genannten Héichdrockbréck iwwert Mëtteleuropa ofbaue wäert. D'Entwécklung vun engem strukturéierte Randdéif gëtt awer net vun all Wiedermodell ënnerstëtzt, vu datt vereenzelt "nëmmen" en isobareschen Trog simuléiert gëtt.
Zousätzlech dozou bréngt dëst Déif oder dësen isobareschen Trog eng Kalfront mat sech, déi viraussiichtlech an der éischter Halschent vum Sonndeg lues a lues op eis Regiounen iwwergräifen a fir Nidderschléi suerge wäert:


Ufank der nächster Woch schéngt sech dann e breeden Déifdrockkomplex iwwert dem Nordatlantik tëscht Island an der Biskaya ze etabléieren, sou datt Lëtzebuerg ënnert den Afloss vun enger zyklonaler Süd- bis Südwestlag gerode kéint. Géigespiller wier e kräftegt Héichdrockgebitt iwwert dem Nordwesten vu Russland, dat e blockéierenden Effekt besëtze wäert.

Summa summarum wäert et ab e Sonndeg méi wiesselhaft a manner sonneg ginn, woubäi di präsent Loftmassen weiderhin zimlech mëll wäerte sinn (mat Ausnahm vum Sonndeg).
Dobäi sief och gesot, datt tëscht de verschiddene Wiedermodeller nach Diskrepanzen am Detail optrieden, zemools wat d'Positioun vun de Fronten an déi doraus generéiert Nidderschléi (zäitlech a raimlech Verdeelung, Intensitéit a Quantitéit) ugeet. Dës Onsécherheeten sinn géint dem Enn vum kuerzfristegen an am Ufank vum mëttelfristege Previsiounsberäich awer vëlleg normal.


Basis fir den Artikel: ECMWF 00 UTC, GFS 12 UTC, GME 12 UTC

Montag, 29. September 2014

Nidderschlag bei relativ héijem Loftdrock

Obwuel e Loftdrock vun ëm déi 1023 hPa bäi wäitem net niddreg ass an u sech op en antizyklonalen Afloss hindeit, konnt haut am Laf vum Nomëtteg bis an den Owend eran am ganze Land Nidderschlag verzeechent ginn. Fir en Normalstierflechen mécht Reen a Kombinatioun mat relativ héijem Loftdrock wéineg Sënn. Mä an der Regel spillt d'Konstellatioun vum Loftdrock um Buedem  net di primär Roll bei der Entwécklung vum Wieder.

Geheie mer also fir d'éischt e Bléck op d'15 UTC-Buedemanalys vum Däitsche Wiederdéngscht:


Eng Zon mat konvergente Wandstréimungen iwwert dem Weste vu Frankräich, déi awer net besonnesch wiederaktiv war an och keen Afloss op eist Wieder hat, ass op der Analys ze gesinn. An der Ëmgéigend vun der Groussregioun ass awer keng potentiell Struktur präsent, déi di haiteg Nidderschléi hätt kënne produzéieren. Eng "propper" antizyklonal Wiederlag wor et haut definitiv och net.
Ergo muss mer elo vertikal duerch déi gesamt Troposphär kucken, fir den "Täter" identifizéieren ze kënnen, wat haut keng allze einfach Aufgab war. Lëtzebuerg loung  nämlech op der hënneschter Säit vun engem Réck, deem seng Achs sech haut de Mëtteg um 12 UTC an der mëttlerer Troposphär (500 hPa Niveau) vum zentrale Mëttelmierraum bis a Polen erstreckt huet (rout gestréchelt Linn):


Op deem Niveau wéi och um 300 hPa Niveau (also ca. 4 km méi héich) wor jeeweils en Trog mat kuerzer Wellelängt iwwert de Bretagne an der Normandie op de Wiederkaarten ze erkennen. Esou richteg schëlleg huet deen Trog awer op den éischte Bléck net ausgesinn. Dofir ass et heiansdo emol guer net esou domm sech d'Stréimungsfelder vun den net "traditionellen" troposphäreschen Niveauen unzekucken, wéi zum Beispill den 700 hPa Niveau (~ 3 km Héicht). Genau zu deem Zäitpunkt, wou de Passage vum Reegebitt stattfonnt huet (also ëm 15 UTC), ass op dësem meeschtens ignoréierten Niveau en Trog mat kuerzer Wellelängt (T) ze gesinn:


Wann een sech elo d'Hiewungsimpulser, déi deen Trog a Form vu liichter PVA mat sech bruecht huet, ukuckt an déi da mat der Struktur vum Nidderschlagsgebitt vergläicht, erkennt een eng erstaunlech Ähnlechkeet (jeeweils schwaarz markéiert):




De facto hu mer schlussendlech eisen meteorologeschen Täter fonnt: e kuerzwellegen Trog um 700 hPa Niveau! Dat doduerch generéierten Reegebitt hat gréisstendeels stratiforme Charakter: eng groussraimeg/gläichméisseg  a liicht bis méisseg Nidderschlagsintensitéit, an eng Wollekenhéicht vun ca. 6 bis 7 km. E klengen Intrus hat sech awer quand même drënner gemëscht hat, wat een um folgende Radarbild kloer erkenne kann:


En isoléierte Beräich am Reegebitt hat eng erhéichten Intensitéit opweises, wat u sech op agelagert konvektiv Zell higedeit huet, déi queesch iwwert Lëtzebuerg a Richtung Äifel gezunn ass a punktuell an zäitweis fir staarke Reen gesuergt huet.

Alles an allem war et duerchaus eng interessant synoptesch Situatioun!

Freitag, 26. September 2014

Rouegt Héichdrockwieder um Weekend

Den September, dee bis dato gréisstendeels mat antizyklonalen Wiederlagen geprägt war, bleift senger Linn trei. Aktuell (12 UTC) erstreckt sech nämlech eng ausgedehnten Héichdrockzon  vum oppenen Nordatlantik bis a an de Westen vun Europa. Um Samschdeg verlagert sech de Schwéierpunkt vum Héich a Richtung Mëtteleuropa:


Um Sonndeg  befënnt sech dann den Zentrum vum Héich iwwert Osteuropa. An der mëttlerer bis héijer Troposphär (also tëscht ca. 5 an 10 km) gëtt dëst Héichdrockgebitt vun engem kräftege Réck ënnerstëtzt, deen vun e Samschdeg op e Sonndeg esouguer fir eng kuerz Zäit eng Omega-Struktur unhuele wäert, wat dem System am weidere Verlaf awer keng weider Stabilitéit bréngt:


Um ieweschte Bild, op deem d'Stréimungsfeld an der mëttlerer Troposphär an d'Temperatur a ronn 1500 Meter fir e Sonndeg 00 UTC duergestallt sinn, erkennt een och, datt d'polar Frontalzon sech zimlech wäit an den Norden zeréckgezunn huet. D'Polarfront erstreckt sech aktuell ongeféier vun Neufundland iwwert den Nordatlantik bis an Nordskandinavien. 

Wéi och ëmmer, Lëtzebuerg läit also de Weekend iwwer ënnert Héichdrockafloss, ergo dominéieren sougenannten "Absinkbewegungen", déi an der Regel fir d'Opléise vu Wollekefelder suergen. Vu datt awer haut um Freideg nach Iwwerreschter vun engem Déifausleefer iwwert Mëtteleuropa zéien an dobäi e bësse fiicht Loft mat sech bréngen, däerf een leider net vun engem komplett sonnege Weekend ausgoen. Dës Fiichtegkeet kéint sech dann Nuets ënnerhalb vun enger Inversioun innerhalb vun der atmosphärescher Grenzschicht usammelen, déi dann dagsiwwer mathëllef vun der Sonnenastralung erhëtzt a miniméiert gëtt. Zum Beispill gesäit di héich opgeléisten Numerik en éischter groen Start an de Samschdeg vir:


Fir e Sonndeg besteet am fréie Mueren en Risiko fir Niwwel, woubäi d'Numerik dagsiwwer éischter vu méi oder manner kompakten héije Wollekefelder ausgeet (ouni déif Wolleken).

Summa summarum suggeréiert de MOS-MIX bis zu 6 Sonnestonnen um Samschdeg a bis zu 8 Sonnestonnen um Sonndeg. Jee no Sonnenastralung kënnen d'Temperaturen um Samschdeg plazeweis bis op 22 °C klammen an um Sonndeg bis op 24 °C. Reen ass natierlech absolut keen Thema.

Natierlech stellt sech elo d'Fro, wéi laang den Héichdrockafloss bestoe bleiwe kéint. Laut dem aktuellen Ensemble vum europäesche Wiedermodell stinn d'Chancen net allze schlecht fir eng länger Period ënnert héijem Drock:


E kleng Stéierung kéint awer eventuell en Dënschdeg an e Mëttwoch stattfannen, vu datt fir di béid Deeg den europäeschen wéi och den amerikanesche Wiedermodell an hiren aktuelle Berechnungen e minimen zyklonalen Intermezzo mat Signaler fir lokalen Nidderschlag am Petto hunn, mä ça reste à confirmer! Am Allgemengen sti gewëssen wiedertechnesch Onsécherheeten ab en Dënschdeg schonn am Virdergrond, obwuel den Ament nawell Munches op en antizyklonalen Start an den Oktober hindeit, wat awer ebe just en aktuellen Trend ass.

Basis fir den Artikel: ECMWF 00 UTC, GFS 06 UTC, EURO4 06 UTC, MOS-MIX

Vorticityadvektion

Die relative Vorticity ist die Vertikalkomponente der Rotation des dreidimensionalen Geschwindigkeitsvektors. In der Meteorologie laufen großräumige Wirbelbewegungen hauptsächlich in der Horizontalen ab. Die relative Vorticity ζ ist daher definiert:

Die eben eingeführte Vorticity ist auf ein lokales, mit der Erde mitrotierendes Koordinatensystem bezogen – daher relative Vorticity. Die Vorticity von Tiefdruckgebieten ist positiv (zyklonale Vorticity), diejenige von Hochdruckgebieten negativ (antizyklonale Vorticity).

Zu der relativen Vorticity kommt in einem Absolutsystem (bzgl. der Erde ruhendes Koordinatensystem) die Drehbewegung hinzu, die ein Luftpaket mit der drehenden Erde ausführt. So dreht sich ein am Pol liegendes Teilchen am Tag einmal um seine vertikale Achse. Am Äquator verschwindet dieser Beitrag, da hier die Drehachse der Erdrotation senkrecht auf der vertikalen Achse des Luftpakets steht. Dieser breitenabhängige Anteil der Erdrotation wird planetare Vorticity genannt und durch den Coriolisparameter (f = 2 Ω sin φ) ausgedrückt. Die planetare Vorticity ist zyklonal und auf der (Süd-) Nordhalbkugel positiv (negativ). Die absolute Vorticity η wird ausgedrückt durch:


In einer zonalen Strömung (v = 0) ist die planetare Vorticity konstant (f-Ebene). Diese ändert sich nur, wenn Luftpakete aus niedrigeren oder höheren Breiten advehiert werden, d. h. v ≠ 0 ist. Aus theoretischen, strömungsdynamischen Gründen muss die absolute Vorticity η immer größer null sein. Da die planetare Vorticity immer positiv ist, existiert ein Grenzwert für die negative (antizyklonale) Vorticity. Daher kann die antizyklonale Krümmung und Scherung an den Rändern von Hochdruckgebieten ein bestimmtes Maß nicht überschreiten. Genauso kann die Strömung an der antizyklonalen (äquatorseitigen) Flanke eines Strahlstroms instabil werden. Dies ist umso eher der Fall, desto weiter südlich der Jetstream liegt (f nimmt zum Äquator hin ab).

Die horizontale Advektion bzw. der horizontale Herantransport von der vertikalen Komponente der Vorticity steuert die Verlagerung mittel- und obertroposphärischer Wellen und hat einen signifikanten Einfluss auf Vertikalbewegungen in der Troposphäre. Die Vorticityadvektion (VA) ist proportional zur Windgeschwindigkeit im Quadrat, so dass die stärkste VA in der Regel im Bereich von Jetstreams in der oberen Troposphäre zu finden ist.
In den unteren Abbildung ist ein Höhentrog (L) und ein Höhenrücken (H) dargestellt. Im Bereich der Trogachse ist ein Vorticitymaximum vorzufinden und im Bereich der Rückenachse ein Vorticityminimum. Da nun die Luft von der Rückseite des Troges auf dessen Vorderseite strömt, wird das Vorticitymaximum in Richtung der Trogvorderseite advehiert. Dies nennt man positive Vorticityadvektion (PVA) und wird anhand der weißen Pfeile dargestellt. Beim Durchströmen des Rückens nimmt die Luft das Vorticityminimum an und schleppt es mit auf die Vorderseite des Rückens bzw. Rückseite des Troges. Dies nennt man negative Vorticityadvektion (NVA) und wird anhand der schwarzen Pfeile dargestellt.

Nach der Omega-Gleichung bewirkt PVA aufsteigende Luftbewegungen (Trogvorderseite) und NVA absinkende Luftbewegungen (Trogrückseite). Die adiabatische Abkühlung bei der Aufwärtsbewegung trägt zur Abnahme des Geopotentials an der Vorderseites eines Höhentroges bei. 


Quelle: Vorlesungs- und Übungsskript METSYN (A. Fink, V. Ermert / IGMK)