1 Inversionswetterlage und deren Auswirkungen Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen Bearbeiter:Sebastian Weichelt Matrikelnr.:25201091

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InversionswetterlagInversionswetterlage e

und deren und deren Auswirkungen Auswirkungen

Ingenieurhydrologie 1 Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen Inversionswetterlage und der Auswirkungen

Bearbeiter:Bearbeiter: Sebastian WeicheltSebastian Weichelt

Matrikelnr.:Matrikelnr.: 2520109125201091

Ingenieurhydrologie 1Ingenieurhydrologie 1

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InhaltsverzeichnisInhaltsverzeichnis

Ingenieurhydrologie 1 Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – InhaltsverzeichnisInversionswetterlage und der Auswirkungen – Inhaltsverzeichnis

1.1. BEDEUTUNG UND GRUNDLAGEN DER INVERSIONSWETTERLAGEBEDEUTUNG UND GRUNDLAGEN DER INVERSIONSWETTERLAGE33

1.11.1 AuswirkungenAuswirkungen55

2.2. FORMEN UND DEREN ENTSTEHUNGFORMEN UND DEREN ENTSTEHUNG66

2.12.1 TropopauseTropopause77

2.22.2 StrahlungsinversionStrahlungsinversion88

2.32.3 AbsinkinversionAbsinkinversion1010

2.42.4 AufgleitinversionAufgleitinversion1212

3.3. BEISPIELEBEISPIELE1414

3.13.1 Reliefgebundene Inversionswetterlage – NikolausbergReliefgebundene Inversionswetterlage – Nikolausberg1414

3.23.2 Inversionswetterlagen im RheintalInversionswetterlagen im Rheintal1616

3.33.3 Wintersmog Wintersmog 1717

3.43.4 LochcarronLochcarron 1919

3.53.5 BratislavaBratislava 2020

4.4. QUELLENQUELLEN2121

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1. Bedeutung und 1. Bedeutung und GrundlagenGrundlagen

Ingenieurhydrologie 1 Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Bedeutung und Grundlagen der Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Bedeutung und Grundlagen der InversionswetterlageInversionswetterlage

„„Eine Inversionswetterlage ist eine Wetterlage, die durch eine Umkehr (Inversion) Eine Inversionswetterlage ist eine Wetterlage, die durch eine Umkehr (Inversion) des atmosphärischen Temperaturgradienten geprägt ist.“des atmosphärischen Temperaturgradienten geprägt ist.“

Eigenschaften von Inversionswetterlagen:Eigenschaften von Inversionswetterlagen:

• steigende Lufttemperatur mit zunehmender Höhesteigende Lufttemperatur mit zunehmender Höhe

• Schichtungsstabilität der TroposphäreSchichtungsstabilität der Troposphäre

• Beeinflussung konvektiver ProzesseBeeinflussung konvektiver Prozesse

• FeuchteabnahmeFeuchteabnahme

• warme und damit leichte Luftschicht mit niedriger Dichtewarme und damit leichte Luftschicht mit niedriger Dichte liegt über einer kälteren Luftschicht mit hoher Dichteliegt über einer kälteren Luftschicht mit hoher Dichte

• Entstehen bevorzug im Herbst und Winter Entstehen bevorzug im Herbst und Winter

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1. Bedeutung und 1. Bedeutung und GrundlagenGrundlagen


Stabile Schichtung:Stabile Schichtung:

• vertikale Temperaturabnahme < Temperaturabnahme des aufsteigenden Luftpaketsvertikale Temperaturabnahme < Temperaturabnahme des aufsteigenden Luftpakets

• unteradiabatischer Temperaturgradientunteradiabatischer Temperaturgradient

SchichtungszuständeSchichtungszustände

Indifferente Indifferente (neutrale) Schichtung(neutrale) Schichtung

LabileLabileSchichtungSchichtung

StabileStabileSchichtungSchichtung

Inversionsschicht = Stabile SchichtungInversionsschicht = Stabile SchichtungInversionsschicht = Stabile SchichtungInversionsschicht = Stabile Schichtung

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1.1 Auswirkungen1.1 Auswirkungen


• Einfluss des ErdbodensEinfluss des Erdbodens

• Smog über BallungszentrenSmog über Ballungszentren

• Kälterekorde durch KaltluftblasenKälterekorde durch Kaltluftblasen

• großflächige Dunstbildunggroßflächige Dunstbildung

• Signalerhöhungen von FunkwellenSignalerhöhungen von Funkwellen

• Beeinflussung der SchalgeschwindigkeitBeeinflussung der Schalgeschwindigkeit

„„Strahlungsinversion“Strahlungsinversion“

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2. Formen und deren 2. Formen und deren EntstehungEntstehung

Ingenieurhydrologie 1 Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren EntstehungInversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren Entstehung

Parameter für Auftreten und Dauer von Inversionen:Parameter für Auftreten und Dauer von Inversionen:

• StrahlungsinversionStrahlungsinversion

• AbsinkinversionAbsinkinversion

• meteorologische Faktorenmeteorologische Faktoren ((GroßwetterlagenGroßwetterlagen))

• geographische bzw. topographische Gegebenheitengeographische bzw. topographische Gegebenheiten ((Tal, Mulde, BeckenTal, Mulde, Becken))

• ZeitZeit ((Jahres- / TageszeitJahres- / Tageszeit))

Inversionsunterscheidung nach der Entstehung:Inversionsunterscheidung nach der Entstehung:

Inversionsunterscheidung nach der Erscheinungsform:Inversionsunterscheidung nach der Erscheinungsform:

• BodeninversionBodeninversion

• abgehobene Inversionabgehobene Inversion

• HöheninversionHöheninversion

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2.1 Tropopause2.1 Tropopause


Stabile Inversion wird durch die Tropopause gebildetStabile Inversion wird durch die Tropopause gebildet

Charakteristika:Charakteristika:

• Wichtigste Grenzschicht der ErdatmosphäreWichtigste Grenzschicht der Erdatmosphäre

• Trennt wettergeprägte Troposphäre von ruhiger StratosphäreTrennt wettergeprägte Troposphäre von ruhiger Stratosphäre

• Deutliche Änderung im TemperaturverlaufDeutliche Änderung im Temperaturverlauf

• hält Wasser quasi in der Troposphäre gefangenhält Wasser quasi in der Troposphäre gefangen

„„Die Tropopause ist eine dünne, aber beständige über den ganzen Globus verlaufende Die Tropopause ist eine dünne, aber beständige über den ganzen Globus verlaufende Inversionsschicht.“Inversionsschicht.“

Langsam zunehmende Langsam zunehmende OzonkonzentrationOzonkonzentration

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Erhöhte Sonneneinstrahlung & ErdoberflächenerwärmungErhöhte Sonneneinstrahlung & ErdoberflächenerwärmungÜberadiabatischer Temperaturgradient & labile AtmosphärenschichtungÜberadiabatischer Temperaturgradient & labile Atmosphärenschichtung

Konvektive ProzesseKonvektive ProzesseMittag bis 15UhrMittag bis 15Uhr

2.2 Strahlungsinversion2.2 Strahlungsinversion


Zunehmende Zunehmende TageszeitTageszeit

Rückgang Sonneneinstrahlung und ErdoberflächenerwärmungRückgang Sonneneinstrahlung und ErdoberflächenerwärmungNegative StrahlungsbilanzNegative Strahlungsbilanz

AuskühlungAuskühlung

AbendstundenAbendstundenLangwellige AusstrahlungLangwellige Ausstrahlung

Entstehung schwacher InversionEntstehung schwacher InversionUnterbindung von konvektiven LuftaustauschesUnterbindung von konvektiven Luftaustausches

Bis Bis MorgenstundenMorgenstunden

„„Kaltluftsee“ / Entstehung InversionsschichtKaltluftsee“ / Entstehung InversionsschichtSynoptischer WindSynoptischer Wind

„„nocturnal jet“nocturnal jet“

Bis Bis MittagsstundenMittagsstunden

Erhöhung der SonneneinstrahlungErhöhung der SonneneinstrahlungAbbau der InversionswetterlageAbbau der Inversionswetterlage

„„Strahlungsinversion wird als Strahlungsinversion wird als BodeninversionBodeninversion bezeichnet, da i. d. R. nur die bezeichnet, da i. d. R. nur die unmittelbare Nähe zum Erboden betroffen ist.“ unmittelbare Nähe zum Erboden betroffen ist.“

• Entstehung:Entstehung:

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2.2 Strahlungsinversion2.2 Strahlungsinversion


Fumigation – LageFumigation – Lage

• beim Abbau der Inversionsschichtbeim Abbau der Inversionsschicht• labile Schichtung am Bodenlabile Schichtung am Boden• besteht nur kurze Zeitbesteht nur kurze Zeit

„„Abgehobene Abgehobene Bodeninversion“Bodeninversion“

StrahlungsnebelStrahlungsnebel

• erhöhte „erhöhte „Albedo“Albedo“• Strahlungsinversion an der Oberseite Strahlungsinversion an der Oberseite von Dunstschichtenvon Dunstschichten• stark ausstrahlende Wassertröpfchenstark ausstrahlende Wassertröpfchen• kann über lange Zeit bestehenkann über lange Zeit bestehen

„„Höheninversion“Höheninversion“

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2.3 Absinkinversion2.3 Absinkinversion


„„Effekt der unterschiedlichen Weglängen von einzelnen Luftpaketen von mächtigen, Effekt der unterschiedlichen Weglängen von einzelnen Luftpaketen von mächtigen, höhenversetzten und geschlossenen Luftschichten.“ höhenversetzten und geschlossenen Luftschichten.“

LuftschichtabsenkungLuftschichtabsenkung

LuftdruckerhöhungLuftdruckerhöhung

Abnahme der SchichtdickeAbnahme der Schichtdicke

Erhöhung der LuftdichteErhöhung der Luftdichte

Absinkinversion = „Höheninversion“Absinkinversion = „Höheninversion“

Trockenadiabatisch geschichtete AtmosphäreTrockenadiabatisch geschichtete Atmosphäre

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2.3 Absinkinversion2.3 Absinkinversion


Auswirkungen:Auswirkungen:

• Stabilisierung der AtmosphäreStabilisierung der Atmosphäre

• Abschwächung des TemperaturgradientenAbschwächung des Temperaturgradienten• komplexe Schichtungsstrukturkomplexe Schichtungsstruktur

• „ „Passatinversion“Passatinversion“

• dauerhaft ausgeprägt, großräumig, stabildauerhaft ausgeprägt, großräumig, stabil• Verhinderung hochreichender WolkenbildungVerhinderung hochreichender Wolkenbildung

• WolkensperreWolkensperre

• Unterschiede der Luftfeuchtigkeit an Unter – und OberseiteUnterschiede der Luftfeuchtigkeit an Unter – und Oberseite der Absinkinversionder Absinkinversion

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2.4 Aufgleitinversion2.4 Aufgleitinversion


Advektion:Advektion:• horizontale Bewegung der Lufthorizontale Bewegung der Luft• Heranführen von Luftmassen in der HorizontalenHeranführen von Luftmassen in der Horizontalen

„„Eine Aufgleitinversion wird durch Advektion hervorgerufen.“ Eine Aufgleitinversion wird durch Advektion hervorgerufen.“

Ablauf:Ablauf:

Annäherung des Temp.–gradienten an adiabatische Schichtung in Durchmischungszone Annäherung des Temp.–gradienten an adiabatische Schichtung in Durchmischungszone

Temperaturgradient oberhalb dieser Durchmischungszone weiter unteradiabatischTemperaturgradient oberhalb dieser Durchmischungszone weiter unteradiabatisch

InversionInversion

zunächst unteradiabatisch geschichtete Atmosphärezunächst unteradiabatisch geschichtete Atmosphäre

Durchmischung der Atmosphäre durch starken WindDurchmischung der Atmosphäre durch starken Wind

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2.4 Aufgleitinversion2.4 Aufgleitinversion


AuswirkungenAuswirkungen

• Unterhalb der Inversion kommt es häufig, durch Unterhalb der Inversion kommt es häufig, durch Unterschiede der LuftfeuchtigkeitUnterschiede der Luftfeuchtigkeit an Ober- und Unterseitean Ober- und Unterseite, zur Bildung von:, zur Bildung von:

StratocumuluswolkenStratocumuluswolken CumulusCumulus Lenticulariswolke Lenticulariswolke (Föhnwolken)(Föhnwolken)

Bei starker TurbulenzBei starker Turbulenz Bei schwacher TurbulenzBei schwacher Turbulenz

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3. Beispiele3. Beispiele

Ingenieurhydrologie 1 Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – BeispieleInversionswetterlage und der Auswirkungen – Beispiele

3.1 Reliefgebundene Inversionswetterlage – Nikolausberg3.1 Reliefgebundene Inversionswetterlage – Nikolausberg

VorraussetzungenVorraussetzungen::

• Hochflächen mit darin Hochflächen mit darin eingeschnittenen Tälerneingeschnittenen Tälern• Wolkenlosigkeit und WindstilleWolkenlosigkeit und Windstille

Bodennahe Luftschichten kühlenBodennahe Luftschichten kühlensich in höheren Lagen stärker absich in höheren Lagen stärker ab

als im Talals im Tal

Wärmespeichernde Wasserdampf-Wärmespeichernde Wasserdampf-polster (Isolierschicht) in hohen polster (Isolierschicht) in hohen

Lagen dünner als im TalLagen dünner als im Tal

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3. Beispiele3. Beispiele


EndergebnisEndergebnis::

• Im Leinetal (Göttingen)Im Leinetal (Göttingen) KaltluftablagerungKaltluftablagerung

• In Nikolausberg höhereIn Nikolausberg höhere Temperatur als im TalTemperatur als im Tal

Inversionsgrenzschicht:Inversionsgrenzschicht:

• stabilstabil

• thermische und akustischethermische und akustische SperrschichtSperrschicht

Temperaturabnahme beginntTemperaturabnahme beginnterst wieder über der erst wieder über der

InversionsschichtInversionsschicht

3.1 Reliefgebundene Inversionswetterlage – Nikolausberg3.1 Reliefgebundene Inversionswetterlage – Nikolausberg

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3.2 Inversionswetterlage im 3.2 Inversionswetterlage im RheintalRheintal


Jan. Febr. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.

5 6 9 - - - - - 1 55 66 99

• Temperaturabnahme mit Temperaturabnahme mit zunehmender Höhezunehmender Höhe

• Ungehinderter Aufstieg von LuftpaketenUngehinderter Aufstieg von Luftpaketen

• Inversionswetterlage über KoblenzInversionswetterlage über Koblenz • Warmfront von Hunsrück zum WesterwaldWarmfront von Hunsrück zum Westerwald

• Unterbindung des Luftaustausch (Unterbindung des Luftaustausch (Smogbildg.)Smogbildg.)

Ganztagsinversion KoblenzGanztagsinversion Koblenz

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3.4 Wintersmog3.4 Wintersmog


Wintersmog (London-Smog) = Wintersmog (London-Smog) = reduzierender Smogreduzierender Smog

CharakteristikaCharakteristika::

• Mischung aus Ruß, Schwefeldioxid, Staub und NebelMischung aus Ruß, Schwefeldioxid, Staub und Nebel• hält Schadstoffe in Bodennähehält Schadstoffe in Bodennähe• umwelt– und gesundheitsschädigend umwelt– und gesundheitsschädigend

Beispiele für Wintersmog:Beispiele für Wintersmog:

Wintersmog in QuebecWintersmog in Quebec

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3.3 Wintersmog3.3 Wintersmog


Weitere Beispiele für Wintersmog:Weitere Beispiele für Wintersmog:

Wintersmog in MontrealWintersmog in Montreal Wintersmog in ChicagoWintersmog in Chicago

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3.4 Lochcarron3.4 Lochcarron


Rauchaufstieg in Lochcarron wird durch eine darüber liegende Rauchaufstieg in Lochcarron wird durch eine darüber liegende wärmere Luftschicht unterbunden.wärmere Luftschicht unterbunden.

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3.5 Bratislava3.5 Bratislava


Strahlungsinversion mit Nebel Strahlungsinversion mit Nebel in Bratislava in Bratislava

Brücke ohne Inversionsschicht Brücke ohne Inversionsschicht in Bratislava in Bratislava

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4. Quellen4. Quellen

Ingenieurhydrologie 1 Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – QuellenInversionswetterlage und der Auswirkungen – Quellen

• http://www2.lubw.baden-wuerttemberg.de/public/abt5/klimaatlas_bw/inversion/grundlagen/index.html

• http://www.wetter-express.de/Artikel/Inversion01.htm

• http://www.fkg.goe.ni.schule.de/links/wetter/Diverses/Inverse%20Wetterlage/ Entstehung%20einer%20Inversionswetterlage.html

• http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBluft/Inversionswetterlage.php

• http://www.geographie.net/klima/

• http://www.m-forkel.de/klima/schichtung.html

• http://de.wikipedia.org/wiki/Inversionswetterlage

• http://www.wetteran.de/soundings/explanations/radiation.htm

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Vielen Dank für Ihre Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Aufmerksamkeit

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