Einführung in die Meteorologie (met210) - Teil VII: Synoptik

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1 Einführung in die Meteorologie (met210) - Teil VII: Synoptik Clemens Simmer

2 VII Synoptische Meteorologie Synoptik ist die Zusammenschau der Wettervorgänge in Raum und Zeit mit dem Ziel der Wetteranalyse und Wettervorhersage. Die Synoptik ist Teil der Angewandten Meteorologie. 1. Allgemeines - Definitionen - Darstellungsweisen - Dreidimensionale Sicht 2. Synoptische Systeme mitterer Breiten, oder Wie entstehen Tiefs und Hochs - verschiedene Skalen - Vorticitygleichung - Frontentheorien 2

3 VII.2.1 Grundlegendes und Skalen , 12 UTC VIS IR Tiefs sind durch ausgeprägte Wirbelstrukturen in den Wolken zu erkennen. Fronten erscheinen oft als isolierte Bänder. Hochs sind weniger auffällig und oft nur durch wolkenfreie Gebiete kenntlich. 3

4 Einige Beobachtungen Tiefdruckgebiete wandern meist von West nach Ost. Tiefdruckgebiete entstehen meist in bestimmten geographischen Regionen; sie entstehen dann oft in ganzen Familien, d.h. nacheinander bilden sich Tiefs an einem Ort und wandernd dann sich weiter entwickelnd ostwärts. Tiefdruckgebiete wirken dynamisch und haben einen klaren Lebenszyklus über mehrere Tage während Hochdruckgebiete eher passiv und oft auch strukturlos wirken. Ihre Form ändert sich oft erratisch; manche Hochs können Wochen existieren. Tiefs haben Fronten während Hochs i.a. keine Fronten besitzen. Achtung: Die hier später behandelten dynamischen Tiefs und Hochs der Westwindzone unterscheiden sich grundsätzlich von den thermischen Tiefs und Hochs, die wir im Folgenden kurz abhandeln. 4

5 Erläuterung zu thermischen Druckgebilden - Hitzetief - H kalt warm kalt Ursache von Hitzetiefs: Erwärmung der unteren Atmosphäre durch positive Strahlungsbilanz am Boden, es folgen Ausbeulen der Isobarenflächen nach oben sich entsprechend bildende Druckgradienten in der Höhe führen zu seitlichem Abfließen der Luft in der Höhe dadurch Druckfall im Zentrum (Tief!) Einfließen der Luft zum Zentrum am Boden Thermische Tiefs haben einen warmen Kern! Hurrikane (tropische Zyklonen) sind gewissermaßen auch thermische Tiefs. kalt warm kalt H T kalt warm kalt 5

6 Erläuterung zu thermischen Druckgebilden - Kältehoch - T warm kalt warm Ursache: Abkühlung der unteren Atmosphäre durch negative Strahlungsbilanz am Boden, es folgen Ausbeulen der Isobarenflächen Druckgradienten in der Höhe führen zu seitlichem Einfließen In Folge Druckanstieg im Zentrum Ausfließen aus Zentrum am Boden warm kalt warm T H warm kalt warm 6

7 Thermische Druckgebilde in der globalen atmosphärischen Zirkulation am Boden im Nordwinter und Nordsommer Isolinien: Bodendruck; Pfeile: horizontaler Wind Kontinentale Kältehochs im Winter Kontinentale Hitzetiefs im Sommer Datenquelle: NCEP-Reanalysen; Entwurf: H. Mächel 7

8 Gegenüberstellung von thermischen und dynamischen Druckgebilden Thermische Tiefs und Hochs H T kalt warm kalt T H warm kalt warm Dynamische Tiefs und Hochs werden durch Strömungsstrukturen (Divergenzen und Konvergenzen) in der Höhe angetrieben. Divergenz T Konvergenz H Die resultierende Strömung am Boden verändert dann aber wieder auch die Strömung in der Höhe. 8

9 Die Westwinddrift zirkumpolare Wellen Bodenfronten Die mittleren Breiten sind durch vorherrschende westliche Winde in allen Höhen gekennzeichnet (u.a. durch thermischen Wind). Eine Frontalzone in der Troposphäre umzieht in Wellen beide Hemisphären. (aus Roedel, 1994) Isohypsen der 300 hpa Fläche Die Frontalzonen setzen sich dabei in der Troposphäre nach unten fort und sind dabei nach oben zur kalten Luft geneigt. 9

10 Beispiel: Bodenkarte vom , 12 UTC 10

11 Beispiel: Boden- und 500hPa-Karte vom , 12 UTC Die Frontalzone in der Höhe ist durch gedrängte Isohypsen zu erkennen. Isothermen und Isohypsen sind i.w. parallel zueinander; unterschiedlich temperierte Luftmassen fließen parallel zueinander. Am Boden setzt sich die Frontalzone in Kalt- und Warmfronten fort. Isothermen und Isohypsen (hier Isobaren!) stehen im Winkel zueinander; unterschiedlich temperierte Luftmassen werden daher gegeneinander geführt. 11

12 Übungen zu VII Wie unterscheiden sich thermische und dynamische Tiefs? 2. Warum sind Wolken auf Satelitenbildern im sichtbaren Spektralbereich UND im infraroten Spektralbereich hell? 12