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Einführung in die Meteorologie Teil II
Roger K. Smith
Einführung in die Meteorologie I
Kinetische Gastheorie
Struktur und Zusammensetzung der Atmosphäre
Thermodynamik der AtmosphäreFeuchtigkeit die Nützung von Aerologischen Diagramme
Luftmassen und FrontenEs gibt ein Skript von mir!
Synoptische Analyse aussertropische Wettersysteme
Wettervorhersage
Dynamik der Atmosphäre
Einführung in die Meteorologie II
Es gibt auch ein Skript von mir:
Einführung in die Meteorologie Teil II
Es steht im Internet zur Verfügung
Weil sie alle lesen können, werde ich nicht alle Stoff imSkript besprechen
Trotzdem kann alle dieser Stoff geprüft werden
Skript
Buch J. M. Wallace & P. V. HobbsAtmospheric Science: An introductory surveyAcademic Press, 1977
Einige Fragen
Eine allgemeine Frage ist: wie macht man eine Wettervorhersage?
Was braucht man um das machen zu können?
Insbesonders - was muss gemessen werden?
Und was kann gemessen werden?
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)
(0o oder 360o)
Nordost(45o)
Südost(135o)
West(270o)
Südhalbkugel -beachte die Orientierung
der Striche
Bedeckungsgrad
wolkenlos einzelne wolken
wolkig bedeckt Bedeckungsgradnicht angebbar- der äussere Kreis bedeutetWindstille
Wetter
anhaltenderRegen geringe
Intensität
anhaltenderSchneefall
mässigeIntensität
Regens-chauer
Sprühregenin der
letzten Stunde
Nebel
Gewitter
gefrierende SprühregenGraupel oder Hagel
wolkenlos nicht angebbar bedeckt
1024.7 mb 1003.7 mb 993.6 mb
Druckänderung
Niederschlagsmenge dervergangenen 6 Stunden inInch (1 in = 25.4 mm)
Beispiel
Bodenstationsnamen DeutschlandHöhe
Stationsmeldungen Deutschland/Mitteleuropa 11 Apr 2002 06Z
Radiosondenstationenin 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 KaltfrontStationärfront
Höh
e k
m
12
8
4
0 500 1000 km
0 10 20 StdBewegung
warm kalt
0oC
Frontalzone
Tropopause
Tm Pm
0o C
Ana-WarmfrontH
öhe
km
12
8
4
0 500 1000 km
0 10 20 StdBewegung
warmkalt
0o C
Frontalzone
Tropopause
TmPm
0o C
Ana-Kaltfront
Höh
e k
m
12
8
4
0 km5001000Bewegung
warmkalt
0oCFrontalzone
Tropopause
0o C
Kata-Kaltfront
Höh
e k
m
12
8
4
0 500 1000 kmBewegung
warmeLuftmasse kalte
Luftmasse
0oC Frontalzo
ne
Tropopause
Nieseln
Kata-Warmfront
Eine Fallstudie
Winterfall vom November, 1994 über den USA
Im Skript beschrieben
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
HH
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
An der Entstehung der meisten Wettervorgänge sind höhere Schichten der Atmosphäre beteiligt
Man benötigt für die Beschreibung der Wetterlage neben der Bodenwetterkarte auch Höhenwetterkarten
Es wurde beobachtet daß die Tiefdruckgebiete am Boden vom Wind in der Mitte der Troposphäre (in ca. 500 mb) gesteuert werden
Höhenwetterkarten
Radiosonden messen Temperatur und Wind in Abhängigkeit vom Druck
Es ist zweckmäßig, die Höhen bestimmter Druckflächen zu berechnen und die Meßwerte in dem jeweiligen Druckniveau anzugeben
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)
Luf
tdru
ck(m
b)
Höh
e(k
m)
Columbia, MS
Athens, GE
Omaha, NB
Nashville, TE
20
15
10
5
100
70
150
200
250300
400
500
700
8501000
TropopauseAT, NA
TropopauseOM
N
Höh
e(k
m)
Luf
tdru
ck(m
b)10
5
100
250
500
OM CB NA AT CH0
J
1000
Isothermen und Isotachen im Querschnitt am 20 Nov. 1964, 12 Z
Isotachen
IsothermenN
Luf
tdru
ck(m
b)
Höh
e(k
m)
15
10
5
100
250
500
1000 OM AT CH
0
J
Isentropen und Isotachen im Querschnitt am 20 Nov. 1964, 12 Z
IsentropenCB NA
Isotachen N
Schichtdicke
Die Schichtdicke ist der geopotentielle HöhenunterschiedZ2 − Z1 zwischen zwei beliebigen Niveaus in der Atmosphäre:
d2 1 v
1
2
pR dpZ Z Tpg p
− = ∫
Tv ist die mittlere virtuelle Temperatur der eingeschlossenen Luft
N
p2
p1
Z2 - Z1Tv
Schichtdicke
Die relative Topographie stellt Isolinien konstanter Schichtdicke dar - z. B.
Gebiete niedriger Schichtdicke sind Gebiete niedriger mittlerer Temperatur
Relative Topographie
552 dm
546 dm
kalt
560 dm
H H
T
1016 mb
1008 mb1016 mb
1024 mb
564
558
552
582 dm
576
570
564
504558
522 540
Bodendruck
Schichtdicke
500 mbIsohypsen
20 Nov. 1964, 12 Z
N
a bc
500 mb IsohypsenBodendruck
1000 - 500 mb Schichtdicke
Stadien einer Zyklonenentwicklung
Wellenbildung Warmsektorzyklone OkklusionsstadiumN
250
500
10
5
kmmb
T TH H
warm
warm
warm
kalt
kalt
kalt
Tropopause
Idealisierte Querschnitt durch Tief- und Hochdruckgebiete
Druckflächen
Ende
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