Montag, 5. März 2012

Neue Loops und Auffrischung

Hallo,

es ist schon ein seltenes Pech, wenn weder das zentraleuropäische Wetter noch jenes von Südostaustralien nun etwas nennenswertes hergeben, das es wert, ist gebloggt zu werden. Sumpf hüben wie drüben (die Überschwemmungen an der Grenze von Victoria und New South Wales ( ich erinnere an mein Post vom letzten Donnerstag) gehen auch allmählich zurück. Obwohl also wenig ereignisrech, dennoch zum Start eine kleine Analyse der aktuellen Europäischen Situation:


Es handelt sich um ein Sittenbild einer (kalten) Blockadesituation. Über Osteuropa hockt ein dicker Kaltluftkörper unter einem kräftigen Hoch. Die atlantischen Frontensysteme beißen sich daran sprichwörtlich die Zähne aus. Ein altes System zerreibt sich gerade über dem Osten Deutschlands, Österreich und dem westlichen Balkan, auch ein neues, stärkeres Frontensystem mit Teiltief über Benelux kommt kaum noch nach Osten voran. In so einer Situation kann es nichts anderes tun, als ins Mittelmeer abzutauchen, was es in den kommenden 24 Stunden auch erfolgreich tun wird. Übrig bleibt eine Portion Schnee von Vorarlberg bis Salzburg, viel mehr aber auch schon nicht.

Um nicht schon wieder nichts zu bloggen, ist es vielleicht gscheiter die Gelegenheit zu einer Auffrischung dessen, was uns in den kommenden Monaten hoffentlich erwartet, nämlich frühlingshaft-sommerliche Wetterdynamik, vorzunehmen.

Das dominante Wetterelement der warmen Jahreszeit bei uns ist die Konvektion, also Schauer und Gewittertätigkeit. In ca. 8 bis 10 Tagen wird die Strahlungsbilanz (wenn man Schnee wegrechnet) auf 48° Nord  ausgeglichen und danach positiv, das heißt die Sonne steht hoch genug, um die Atmosphäre bei uns auch ohne Herantransport wärmerer Luftmassen von irgendwo her tagsüber stärker aufzuheizen, als sie Nachts auskühlt. Da die Erwärmung über den Boden geht (Luft nimmt so gut wie keine kurzwellige Strahlung direkt auf) und Luft noch dazu ein guter Isolator mit geringer Wärmeleitfähigkeit ist, bleibt Konvektion sogar als das einzige probate Mittel übrig, diese Erwärmung allen Atmosphärenschichten teil werden zu lassen.

Langer Einleitung kurzer Sinn, die korrekte Vorhersage der Konvektion (raum-zeitlich) gesehen, gehört zu den schwierigsten Disziplinen in der vorhersagenden Meteorologie. Fronten und andere advektive Gebilde sind in der Skala so groß und auffallend, dass sie jeder (Depp)  erkennt, weniger salopp formuliert meine ich dass man sich schon stark anstrengen muss, sie in der Vorhersage zu übersehen. Die Konvektion, intrinsisch abhängig von Tageszeit, Orografie und Vertikalstruktur der Atmosphäre ist mit einer Größenordnung von unter 100km schon deutlich schlechter zu handhaben. Welche wahren Hilfsmittel haben wir also in den Modellen, um sie rechtzeitig zu erkennen ?

2 Worte:

CAPE, CIN

Cape sagt uns im Prinzip, wieviel Energie in der Atmosphärensäule für vertikale Umlagerungen zur Verfügung steht, und Cin sagt uns welche Energie aufgebracht werden muss um dieses Potential anzuzapfen.   Die beiden einzig wahren und kompromisslosen Labilitätsmaße bringen natürlich Probleme mit sich, denn es wäre ja zu einfach, müsste man sich nur ein, zwei Karten ansehen um Konvektion zu prognostizieren. Beide sind von der Vertikalen abhängig. Wenn Cape vom Boden aus gerechnet 0 ist, muss das nicht heißen, dass es von einer höheren Schicht aus gerechnet 0 ist (elevierte, vom Boden abgehobene Konvektion). Andererseits können Luftmassen auch zum Aufsteigen gezwungen werden und zwar so lange, bis sie doch auslösen, z.B bei Hebung an einem Gebirge). CIN ist auch ein Hund. Ein Deckel, der großflächig nicht durchbrochen werden kann, weil er zu stark ist, kann in Einzelfällen aber ganz lokal durchbrochen werden usw. usf. Man sieht schon: Selbst bei perfektem Verständnis der beiden Begriffe helfen CAPE und CIN Karten alleine nicht viel.

CAPE und CIN sind bei uns noch gar nicht so lange populär, man hat sich lange Zeit mit Pi mal Daumen Indizes, wie z.B Temperatur in 500 hPa minus Temperatur in 850 hPa abgefunden, und das mit bescheidenen Ergebnissen, weil solche Größen in Wahrheit nicht gar so viel aussagen, da sie viel von der vertikalen Verteilung der Parameter ignorieren.

Ein wesentlicher Schlüssel, um nach Sichtung von CAPE und CIN zu einer feineren Beurteilung der Situation zu kommen, liegt darin sich konkret anzusehen, wie die Werte an einem Ort zu Stande kommen. Hierzu nutzt man Vertikalprofile oder neumodern Vorhersagetemps.

Um das anhand eines aktuellen Beispiels zu demonstrieren, muss man schon ein Stück nach Süden gehen, und zwar Richtung Griechenland.....

CAPE und Lifted Index (Ein der Cape artverwandeter Index) jetzt gerade:



CAPE und CIN:


Die erste Intepretion wäre, dass im Zuge eines Höhentiefs über den Meeresflächen westlich von Griechenland eine nicht zu vernachlässigende 'Menge' an CAPE da ist, der noch dazu nur schwach gedeckelt ist (CIN Werte nahe 0). Sieht man sich das in 3D an kommt man rasch zu einer recht sicheren Prognose...



Die Atmosphäre ist bis in große Höhen feuchtneutral, über Strecken sogar feuchtlabil geschichtet. Die Luftmasse muss *lediglich* 500m gehoben werden um ausgelöst zu werden. Das Feuchteangebot in tiefen Schichten ist so groß, dass zwischen einem CAPE gerechnet vom Boden und einem Wert, der mit den Durchschnittswerten der Grenzschicht gerechnet wurde, kaum Unterschied besteht. Die Auslösetemperatur liegt nur 1K über der prognostizierten Temperatur, das ist also ein fast sicherer Treffer.

Bei typisch sommerlichen Verhältnissen bei uns schaut das natürlich oft ganz ganz anders aus. Ob wir es glauben oder nicht, Österreich liegt nicht am Meer, in der Grenzschicht geht an warmen Tagen die Feuchte mit Höhe oft stark zurück, CAPE vom Boden aus gerechnet gleicht meist Fantasiezahlen von Volksschülern und die Prognose einer Auslösetemperatur gestaltet sich auch nicht so leicht wie die Prognose der Temperatur über einer Wasserfläche wie dem Mittelmeer., man haut ja gern mal 2 , 3 Grad daneben... Es ist in der Praxis ein hartes Stück Arbeit, das zu antizipieren, was sich ein paar Stunden später auf den Radarschirmen abspielen wird. Dennoch, je sorgfältiger man vorgeht und je tiefer man dabei in die Schichtung der Atmosphäre einsteigt, desto mehr werden die Versuche von Erfolg gekrönt. Je mehr man sich auf ein paar Indices und Modellniederschlag verlässt, desto mehr geht die Sache in den Bereich der Stochastik und des Zufalls...

Zu den neuen Loops:

Verfügbar ist jetzt ein Versuch einer Gewitterwahrscheinlichkeit (PTHU), Böenwahrscheinlichkeit für 75 und 90 km/h auch im hochauflösenden Modell, sowie die äquivaltenpotentielle Temperatur auch im hochauflösenden Modell, die relative Topografie als Temperaturmass im Europa-Modell.

Lg ;)

Manfred

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