{"id":2091,"date":"2015-12-10T11:47:15","date_gmt":"2015-12-10T09:47:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.hossi-im-netz.de\/wordpress\/?p=2091"},"modified":"2015-12-10T11:47:15","modified_gmt":"2015-12-10T09:47:15","slug":"offene-und-geschlossene-konvektion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.hossi-im-netz.de\/wordpress\/offene-und-geschlossene-konvektion\/","title":{"rendered":"Offene und geschlossene Konvektion – wenn Kaltluft \u00fcber warmes Wasser str\u00f6mt"},"content":{"rendered":"

Offene und geschlossene Konvektion – wenn Kaltluft \u00fcber warmes Wasser str\u00f6mt<\/h2>\n
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Das Wetter in den Mittleren Breiten spiegelt ein Wechselspiel von Hoch- und Tiefdruckgebieten wider. Besonders in der herbstlichen und winterlichen Jahreszeit, wenn die planetarische Frontalzone, wo tropische Luftmassen aus dem S\u00fcden auf polare Luftmassen aus dem Norden treffen, besonders aktiv ist, kann sich ein Tiefdruckgebiet nach dem anderen bilden, das wechselhaftes Wetter mit sich f\u00fchrt. Die jeweiligen Tiefdruckgebiete werden je nach ihrer Reife und Intensit\u00e4t von Warmfronten, Kaltfronten oder Okklusionen begleitet, die jede f\u00fcr sich ein bestimmtes Erscheinungsbild im Satellitenbild aufweisen.<\/p>\n

Im heutigen Thema des Tages wollen wir den postfrontalen Bereich (also der r\u00fcckseitig einer Front auftritt) einer Kaltfront n\u00e4her betrachten. Besonders w\u00e4hrend des nordhemisph\u00e4rischen Winters sammelt sich \u00fcber den weiten, n\u00f6rdlichen Landmassen wie Kanada und den polaren Eisgebieten eine eisig kalte und trockene Luftmasse an. Behalten wir mal den Bereich um Neufundland im Blick und nehmen an, dass sich \u00fcber dem warmen Golfstrom vor Neufundland ein kr\u00e4ftiges Tiefdruckgebiet bildet. Dies hat zur Folge, dass die Windrichtung in der Umgebung der Tiefdruckentwicklung an diese Ver\u00e4nderung „angepasst“ wird (in der Meteorologie unter „Ageostrophie“ bekannt). Nun kann zum Beispiel die eisige Luftmasse von ihrem Entstehungsort verfrachtet werden (in der Meteorologie unter „Advektion [=horizontale Verlagerung der Luft]“ bekannt). Diese erreicht dann die Ozeane und genau hier werden wir uns die meteorologischen Vorg\u00e4nge ein bisschen genauer anschauen.<\/p>\n

Wenn die trockene und sehr kalte Luftmasse den (relativ gesehen) deutlich w\u00e4rmeren Ozean erreicht, dann beginnt die warme Wasserfl\u00e4che wie eine „Heizung“ die Luftmasse von unten zu erw\u00e4rmen und zu labilisieren. Sie sorgt also daf\u00fcr, dass die eigentlich schwere und tr\u00e4ge Kaltluft beginnt aufzusteigen – die ersten Ans\u00e4tze von beginnender Konvektion. In diesem Stadium tritt jedoch noch keine Kondensation (=Tr\u00f6pfchen- und Wolkenbildung) auf.Im beigef\u00fcgten Bild kann dieser Prozess als noch wolkenfreie Zone vor Neufundland gesehen werden, manchmal kann sich in diesen Bereichen jedoch auch bereits Seenebel bilden. Die kalte Luft str\u00f6mt nun immer weiter \u00fcber das zunehmend w\u00e4rmere Wasser. Somit nimmt auch die Erw\u00e4rmung von unten und einhergehend die Geschwindigkeit der aufsteigenden Luft (Intensit\u00e4t der Aufwinde) weiter zu und es kommt letztendlich zur Wolkenbildung (siehe den Bereich a) ). Die kleinen Kumulanten (Haufenwolken) wachsen mit zunehmender Zeit und Entfernung immer weiter an und werden immer m\u00e4chtiger. Eine Inversion, also eine „atmosph\u00e4rische Schicht“ mit einer h\u00f6heren Temperatur (siehe auch im DWD Lexikon), sorgt jedoch daf\u00fcr, dass die Konvektion nicht sehr hochreichend wird. Dabei gilt, je gr\u00f6\u00dfer der zur\u00fcckgelegte Weg \u00fcber der Wasseroberfl\u00e4che ist, desto kr\u00e4ftiger kann diese Konvektion werden und umso h\u00f6her steigt die Inversion an. Diesen Unterschied kann man sehr gut zwischen a) und b) erkennen, wo die Insel „Anticosti“ s\u00fcdlich von Neufundland die Wegl\u00e4nge f\u00fcr die kalte Luftmasse \u00fcber dem offenen Wasser deutlich verringert hat. Nicht verwunderlich, dass die Konvektion bei b) viel schw\u00e4cher ausf\u00e4llt. Der vorherrschende Wind ordnet die Wolken zudem in B\u00e4ndern an, die parallel zur Windrichtung ausgerichtet sind. Ein Blick auf ein Satellitenbild erz\u00e4hlt einem daher nicht nur, wie hochreichend die Konvektion ist (je wei\u00dfer die Farbe im Satellitenbild, desto hochreichender), sondern auch, woher der Wind in dieser H\u00f6he weht. In weiterer Folge str\u00f6mt die kalte Luftmasse immer weiter auf den Ozean hinaus. Dabei wird die vertikale Schicht, wo die Konvektion auftritt, immer m\u00e4chtiger, bis irgendwann ein Maximum erreicht wird. Nun sprechen wir vom Reifestadium der Konvektion, die sich in teils symmetrischen Mustern anordnet. N\u00f6rdlich von Hawaii sind bei c) „wabenf\u00f6rmige“ Strukturen zu erkennen, was das Auftreten offener Konvektion anzeigt. Man kann sich das so vorstellen: aufsteigende Luft trifft auf die Inversion und wird seitlich abgelenkt. Da es viele Bereiche mit aufsteigender Luftbewegung gibt, treffen die an der Inversion seitlich verdr\u00e4ngten Luftstr\u00f6me aufeinander und beginnen zur Meeresoberfl\u00e4che zu sinken, da sie ja die Inversion nicht \u00fcberwinden k\u00f6nnen. Am Boden angekommen str\u00f6men sie erneut auseinander. Im Zentrum sorgt die absinkende Luft f\u00fcr wolkenfreie Bereiche und an den R\u00e4ndern durch Aufsteigen f\u00fcr Bew\u00f6lkung. Es spielen bei der Entstehung noch weitere physikalische Begebenheiten eine Rolle, doch dies soll an dieser Stelle erst einmal ausreichen. Die konzentrierten Aufwindschlote sorgen f\u00fcr vergleichsweise starke Aufwindbewegungen, sodass leichter Niederschlag auftreten kann.<\/p>\n

Zuletzt haben wir noch die geschlossene Konvektion, die bereits den fortgeschrittenen Alterungsprozess darstellt. Bei d) wird solch ein Fall unter einem sich verst\u00e4rkenden subtropischen Hochdruckgebiet gezeigt. Meist ist hier die Inversion deutlich kr\u00e4ftiger ausgepr\u00e4gt. Diese sorgt daf\u00fcr, dass die Konvektion an solch einer Inversion regelrecht „breitl\u00e4uft“ und zu einem fl\u00e4chigen Wolkenschirm wird. Interessant ist hier, dass nun die Aufwindschlote deutlich breiter sind, entsprechend der gro\u00dffl\u00e4chigeren Konvektion, w\u00e4hrend an den R\u00e4ndern das Absinken stattfindet. Bei der offenen Konvektion war es ja genau anders herum. Die breiteren Aufwinde haben zur Folge, dass diese weniger fokussiert und somit schw\u00e4cher ausfallen. Niederschlag wird hierbei meist keiner erwartet.<\/p>\n

Es ist also m\u00f6glich alleine aus der Betrachtung der Wolken auf Satellitenbildern auf den Zustand und den Alterungsprozess der Kaltluft R\u00fcckschl\u00fcsse zu ziehen, wobei die hier beschriebenen Prozesse vor allem im maritimen Vorhersagebereich von Interesse sind.<\/p>\n

Was bleibt ist die Erkenntnis, dass die Natur nicht nur wundersch\u00f6ne und teils sehr symmetrische Wolkenstrukturen hervorbringen kann (parallele Wolkenstra\u00dfen oder Wabenstrukturen), sondern dass diese auch f\u00fcr die Wettervorhersage aussagekr\u00e4ftig und wichtig sind.<\/p>\n

Dipl.-Met. Helge Tuschy Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 10.12.2015 Copyright (c) Deutscher Wetterdienst<\/a><\/p>\n<\/div>\n

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