Samstag, 17. April 2010

Eyjafjallajökull, Wetter, Vorwärts und Rückwärtstrajektorien

Hallo,

nicht dass ich zum Vulkanhype auch noch betragen möchte, aber es ist (nach Tschernoblyl) wieder einmal eine schöne Gelegenheit, um sich Gedanken über Trajektorien (Bahnen) in der Atmosphäre Gedanken zu machen.

Trajektorien sind eigentlich gar nicht so einfach zu berechnen, im Gegensatz zu Stromlinien.

Stromlinien sind ganz einfach Tangenten an die Windvektoren und stellen einen Schnappschuss der aktuellen Strömungssituation dar:

, wie hier in der aktuellen Analyse des GFS für das 300 hPa Niveau zu sehen (ca 9000m Höhe).

Ist die lokale Windänderung überall 0 entsprechen die Stromlinien in der Form den Trajektorien (stationäres Feld). Nun wissen wir dass das Wetter auf der Welt vieles ist, nur nicht stationär, das Strömungsfeld ändert sich ständig. Um nun zu Trajektorien zu kommen, muss man von einem Ausgangspunkt das Geschwindigkeitsfeld zeitlich integrieren.... das ist computertechnisch ein Stufenprozess. Man lässt sich vom Ausgangsort eine kurze Zeit vom Wind tragen und schaut dann nach in welcher Strömungssituation man sich nach Ablauf der zeit wiederfindet, dann geht man wieder ein Stück weiter und schaut nach wie sich das Windfeld wieder verändert hat, lässt sich vom neuen Windfeld treiben etc pp. Dann kommt eine Trajektorie heraus, un zwar eine Vorwärtstrajektorie. Vorwärts deswegen, weil man in der Zeit voranschreitet.

Für den Vulkanfall sehen diese laut GFS Prognose folgendermassen aus.



Die Grafik ist so zu verstehen, dass alle 24 Stunden eine neue Trajektorie gerechnet wird, Ausgangspunkt 5000m über dem Vulkan.

Die zeitlich erste Trajektorie ist die von Island nach Süden, dann Westen geht. Wir sehen aber, dass sich in den kommenden Tagen wierdum eine Strömungssituation einstellen wird, die so geartet ist dass sich das, was immer der Vulkan in den nächsten 7 Tagen ausspucken wird, schön über weite teile Europas ausbreiten wird. In der unteren Leiste sieht man wie sich die Seehöhe der Partikel dabei verändert (Aufsteigen/Absinken).

Das ganze kann man aber auch in die andere Richtung spielen, in dem man Rückwärtstrajektorien rechnet. Hierzu invertiert man Zeit und Geschwindikkeitsfeld und schaut sich an... von wo ist die Luft hergekommen die im Moment 500m, 4000 und 9000m über Wien ist. Das sieht dann so aus:



Und wie man sieht, nimmt es nicht weiter wunder, das da im Moment ein bissl Asche auf unsere Köpfe fällt...

Lg

Manfred

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