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Fronten
Eine Front im meteorologischen Sinne bezeichnet den Übergangsbereich von verschiedenen Luftmassen. Sie tritt immer in Verbindung mit einem Tiefdruckgebiet (Zyklone) auf, ein Hochdruckgebiet (Antizyklone) hat keine Fronten. Eine Zyklone dreht sich auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn, durch diese Drehung werden Luftmassen unterschiedlichen Ursprungs um das Tief herumgeführt (siehe Abbildung 1).
Abb. 1: Schematische Darstellung eines Tiefs mit Fronten.
In der Meteorologie werden Luftmassen anhand ihres Energiegehaltes klassifiziert. Die in der oberen Darstellung verwendeten Begriffe warm und kalt wären gegen 'energiereich" bzw. 'energiearm' zu ersetzen. Der Einfachheit halber werden hier jedoch weiterhin 'kalt' und 'warm' verwendet.
Kaltfront
In den allermeisten Fällen, wenn eine Front Gewitter auslöst, ist dies eine Kaltfront, also wenn warme Luft von kalter abgelöst wird. Denn in diesem Fall schiebt sich die kalte und somit schwere Luft wie ein Keil unter die warme und sorgt somit für starke Hebung. Eine Kaltfront wird in Wetterkarten als blaue Linie mit Pfeilen in Richtung der Verlagerungsrichtung dargestellt. Häufig laufen der Kaltfront sogenannte Konvergenzlinien voraus. Sie werden durch eine Veränderung im Windfeld ausgezeichnet, ohne aber die Luftmasse auszutauschen. Diese Veränderung ist z.B. ein Zusammenfließen von Winden aus unterschiedlichen Richtungen, sodass die Luft nach oben ausweichen muss. Diese Konvergenzen sind oft der Auslöser von Gewittern und können auch ohne Fronten auftreten, im Gebirge zum Beispiel durch Tal- und Hangwindsysteme.
Warmfront
Eine Warmfront tauscht kalte Luft gegen warme aus und ist meist weniger wetterwirksam als Kaltfronten. Durch die geringere Dichte der warmen Luft, gleitet sie auf die kalte auf und sorgt somit eher für länger andauernde Niederschläge, sogenannte Aufgleitniederschläge, als für Gewitter. Solche können an Warmfronten nur entstehen, wenn die aufgleitende Warmluft selber schon instabil geschichtet und feucht ist. Dies tritt selten auf und die Gewitter sind durch die geschlossene Wolkendecke optisch unspektakulär und wenig heftig. Auf Wetterkarten ist die Warmfront als rote Linie mit Halbkreisen anstatt der Pfeile eingezeichnet.
Okklusion
Eine Okklusion (Mischfront) ist die Mischform der beiden anderen Fronten. Sie tritt auf, wenn das Tiefdruckgebiet schon im gealterten Stadium ist und die Kaltfront die Warmfront eingeholt hat. Sie hat meist bewölktes und unbeständiges Wetter mit Schauern und Gewittern zufolge, welche aber nicht so signifikant sind wie Kaltfrontgewitter. Auf Wetterkarten werden Okklusion durch violette Linien mit Pfeilen und Halbkreisen dargestellt.
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Satellitenbilder
Unverzichtbar für jeden Spotter/Chaser sind Satelliten- und Radarbilder. Ersteres gibt Aufschluss über den Bewölkungsgrad und Art der Bewölkung sowie auch die Zugrichtung der Wolken. Außerdem gibt es bei Satellitenbilder mehrere sog. Kanäle, die je nach Gebrauch des Betrachters verschiedene Auskünfte über die Wolken geben. Nützlich in der Nacht sind Infrarot-Satellitenbilder. Je nach Webseite sind Satellitenbilder mehr oder weniger gut aufgelöst und sind im 5 – 30-Minuten-Takt verfügbar.
Die Abbildung unten ist ein Beispiel-Satellitenbild vom 12.06.2016 für Europa. Über dem Osten Österreichs erkennt man sehr helle, kompakte Wolken. Dies sind die sehr mächtigen Ambosswolken an der Oberseite von Gewittern, so kann man Gewitter üblicherweise auf Satellitenbildern ausmachen.
Radarbilder zeigen schon vorhandene Niederschlagssignale an. Durch sie kann man die Stärke von Gewittern abschätzen, sowie ebenfalls die Zugrichtung dieser bestimmen. Je stärker das Radarsignal ist, desto heftiger sind auch im Normalfall die damit verbundenen Wettererscheinungen. Je nach Radar (siehe jeweilige Legende) gibt es verschiedene Farbabstufungen für die Stärke des Signals, jedoch ist die stärkste Stufe meist mit Weiß dargestellt. Dies deutet auf Hagelschlag in diesem Bereich hin. Radarbilder sind zumeist im 5-Minuten-Takt und etwa mit 5 bis 10 Minuten Verzögerung verfügbar.
Folgende Abbildung zeigt das Radarbild einer ausgeprägten Superzelle, die am 27.04.2011 in Alabama einen Tornado produzierte. Zu erkennen sind die typischen Farbabstufungen von Violett zu hellblau. Außerdem ist deutlich ein sogenannten Haken Echo (hook echo) auszumachen. Dieses entsteht durch die Drehbewegung des Tornados. In einer solchen Ausprägung wird man in Europa selten ein Radarecho sehen.
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Zugrichtung von Gewitter
Wenn es nun zur Auslöse von Gewittern gekommen ist, wäre es natürlich interessant zu wissen, wohin und ob diese überhaupt ziehen. Diese kann man entweder visuell (falls schon Wolken vorhanden sind) oder mit Modellkarten ermitteln. Zu beachten ist, dass die Windrichtung je nach Höhe verschieden sein kann. Das heißt, ein Gewitter zieht nicht zwangsweise bzw. eigentlich selten in die Richtung, aus der der Wind am Boden weht. Viel ausschlaggebender ist da der Höhenwind. Auf verschiedenen Webseiten (z.B.: http://www.wetter24.de/profi/gfs/) sind Windkarten in verschieden Höhen der Atmosphäre verfügbar. Diese sind auf sogenannten Druckflächen dargestellt. Der Druck ist in der Einheit Hektopascal (hPa) angegeben, beträgt am Boden etwa 1000 hPa und nimmt mit der Höhe ab. Die für die Gewitterzugrichtung relevante Windrichtung und -geschwindigkeit liegt etwa bei 700 hPa bis 500 hPa, das sind ca. 3000 bis 5000 m Seehöhe. Durch diese Karten kann man ableiten, in welche Richtung und auch wie schnell sich das Gewitter bewegen wird. Es gibt Wetterlagen, bei denen praktisch gar kein Höhenwind herrscht. In diesem Fall werden die Gewitterzellen an sich auch nicht ziehen, sondern allenfalls neue Gewitterzellen in der Umgebung auslösen. Bei Lagen mit moderaten oder hohen Windgeschwindigkeiten in der Höhe, ziehen Gewitter nicht nur schnell auf, sondern können sich auch zu Superzellen entwickeln. Die Zugrichtung dieser Zellen kann wiederum von der Windrichtung in der Höhe abweichen (Ausscheren). Häufig scheren Superzellen im Vergleich mit der Windrichtung nach rechts aus (Rightmover), seltener nach links (Leftmover).
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Relevante Wetterwerte für Gewitter
Damit Meteorologen vorhersagen können, wie wahrscheinlich und heftig ein Gewitter wird, gibt es verschiedene Parameter, die beachtet werden müssen. An erster Stelle ist der CAPE-Wert zu nennen. CAPE steht für convective available potential energy, also die maximale verfügbare potentielle Energie für Konvektion. Als Konvektion wird in der Meteorologie der vertikale Transport von Luft bezeichnet. Je höher der Wert ist, desto stärker kann Luft gehoben werden und dementsprechend kräftig können Gewitter werden. Sehr wichtig ist hier aber die richtige Interpretation der CAPE-Wetterkarten (siehe Abb. 1): CAPE steht in keinem Verhältnis zur Wahrscheinlichkeit, dass überhaupt ein Gewitter auftreten wird. Das heißt, es können sehr hohe CAPE-Werte herrschen, ohne dass sich auch nur eine Wolke am Himmel zeigt. Das ist im Sommer sogar recht oft der Fall. CAPE gibt, wie der Name schon verrät, lediglich die potentielle Energie an, die nur frei wird, wenn auch wirklich ein Gewitter ausgelöst wird. Deshalb ist es stets wichtig, nicht nur CAPE-Karten zu studieren, sondern auch die auslösenden Faktoren, wie etwa die Lage von Kaltfronten, zu berücksichtigen. Außerdem kann es aufschlussreich sein, sich den berechneten Niederschlag anzusehen. Wenn Niederschlag im Bereich hoher CAPE-Werte angezeigt wird, kann man von Auslöse ausgehen.
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Abbildung 1: Typische CAPE-Karte des Modells GFS. Am rechten Bildrand sieht man sehr hohe CAPE-Werte (Ungarn). Jedoch kam es an diesem Tag wie so oft nicht zur Gewitterauslöse im Gebiet des hohen CAPE, sondern nur weiter westlich. Quelle: http://www.wetterzentrale.de/topkarten.php?map=3&model=gfs
Ein guter Indikator für die Luftfeuchtigkeit, die für Gewitter sehr wichtig ist, ist der Taupunkt. Er gibt die Temperatur in 2 Metern an, auf die die Luft abgekühlt werden müsste, damit Kondensation eintritt. Je näher Temperatur und Taupunkt beisammen liegen, desto höher ist die relative Luftfeuchtigkeit. Durch ihn lässt sich in etwa klassifizieren, wann die Luft als schwül empfunden wird, nämlich ab 16 – 17 °C Taupunkt. Er ist immer kleiner gleich der Temperatur. Wenn Temperatur = Taupunkt, herrschen 100 % Luftfeuchte, die Luft ist gesättigt und es bildet sich Nebel bzw. Wolken. Für Mitteleuropäer sehr unangenehm werden Taupunkte ab 20 °C. Grundsätzlich sind die Taupunkte in den Bergen niedriger als im Flachland.
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Gewittertypen
Man teilt Gewitter grob in zwei Typen ein: Einzelzellen- und Multizellengewitter, wobei es jeweils noch Unterarten gibt.
Einzelzelle
Bei der Einzelzelle handelt es sich um eine einzelne Gewitterzelle, das klassische "Wärmegewitter". Es ist die kleinstmögliche abgeschlossene Form, in der ein Gewitter auftreten kann. Ihre Lebensdauer beträgt zwischen 30 Minuten und einer Stunde. Sie entsteht bei schwacher Windscherung, das heißt, wenn der Wind mit der Höhe nur unwesentlich zunimmt. Meistens verursachen Einzelzellen relativ schwache Begleiterscheinungen wie Starkregen, kleiner Hagel und lebhafte Windböen.
Die Superzelle ist ein Spezialfall einer Einzelzelle. Sie ist stets das „Objekt der Begierde“ unter Sturmjägern. Es handelt sich um ein Schwergewitter mit einem rotierenden Aufwindbereich. Unter Umständen kann sich dieser auch bin zum Boden in Form eines Tornados verlängern. Auf- und Abwindbereich sind bei einer intakten Superzelle strikt von einander getrennt. Dies und auch die Rotation wird durch Windscherung verursacht. Dadurch fällt der Niederschlag (Abwindbereich) nicht mehr in den Aufwind hinein, wodurch das Gewitter sehr heftig werden kann. Von einer Superzelle spricht man erst dann, wenn eine der Aufwindbereich für mindestens 30 Minuten eine hochreichende Rotation aufweist (Mesozyklone). Die Lebensdauer von Superzellen kann einige Stunden betragen, dabei können sie große Strecken zurücklegen und viel Schaden anrichten.
Multizelle
Multizellen sind Gewittersysteme, die aus mehreren Zellen bestehen, die auch miteinander wechselwirken. Diese einzelnen Zellen befinden sich jeweils in verschiedenen Entwicklungsstadien, wobei die Abwinde oftmals neue Zellen entstehen lassen. So ein Gewittersystem hat eine viel längere Lebensdauer als die enthaltenen Einzelzellen. Die Gewitterzellen treten entweder in Gruppen (Multizellen-Clustern) auf oder ordnen sich entlang einer Multizellen-Linie an. Cluster können sehr groß werden und wenn sie über einen warmen Ozean hinausziehen, sich auch zu einem Hurrikan entwickeln.
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Wo treten Gewitter häufig auf?
Wie allgemeinhin bekannt ist treten sie vor allem über Gebirgen auf. Es vergeht kaum ein Hochsommertag, an dem sich nicht irgendwo am Alpenbogen Gewitterwolken zusammenbrauen. Mal sehr wenige, mal verbreitet: es hängt ganz von der Ausprägung und Kombination der im Abschnitt 'Erklärung Gewitter' genannten „Zutaten“ ab. Betrachtet man die Blitzverteilung in Österreich (Bild unten), so fällt auf, dass die meisten Blitze über den Bergen im Südosten, also in der Steiermark und Kärnten auftreten. Das ist auch nicht verwunderlich, denn in diesen Gebieten stehen mit der Topographie starke Hebung und durch die Nähe zum Mittelmeer feuchte und labile Luftmassen zur Verfügung.
Im Flachland ist die Hebung durch Sonneneinstrahlung meist nicht genug, um ein Gewitter auszulösen. Hier ist oft der Übergangsbereich von einer Luftmasse zur anderen, eine sogenannte Front, verantwortlich. In den allermeisten Fällen ist dies eine Kaltfront, also wenn warme Luft von kalter abgelöst wird. Denn in diesem Fall schiebt sich die kalte und somit schwere Luft wie ein Keil unter die warme und sorgt somit für starke Hebung. Eine Kaltfront wird in Wetterkarten als blaue Linie mit Pfeilen in Richtung der Verlagerungsrichtung dargestellt.
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Gewitter - Basics
Gewitter ist sind elektrische Phänomene in der Atmosphäre, die mit verschiedenen meteorologischen Begleiterscheinungen auftreten können. Die typischen Anzeichen für Gewitter sind Blitz und Donner. Häufig damit einher gehen sehr kräftige Regenschauer, auffrischender Wind und gelegentlich Hagel (gefrorener Niederschlag mit einem Durchmesser über 0.5 cm). Durch Reibung innerhalb der Gewitterwolke (lat. Cumulonimbus) kommt es zu einer statischen Aufladung und somit zu einem Spannungsunterschied zwischen Wolke und Boden, sowie auch zwischen verschiedenen Teilen der Wolke. Wird dieser Unterschied groß genug, entlädt sich die Spannung in Form eines Blitzes. Dieser erhitzt die umgebende Luft so sehr, dass sie sich explosionsartig ausdehnt, was für uns als Donner hörbar wird. Gewitter können grundsätzlich zu jeder Jahreszeit auftreten, sind aber besonders im Sommer häufig und kräftig. Das liegt daran, dass in dieser Zeit die für Gewitter erforderlichen Voraussetzungen am besten gegeben sind. Diese sind:
Luftfeuchtigkeit Hebung Instabilität
Bezüglich der Luftfeuchtigkeit ist zu sagen, dass warme Luft aufgrund thermodynamischer Gesetze viel mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann als kalte. Darum ist die warme Jahreszeit geeigneter für Gewitterbildung. Außerdem ist die Hebung der Luft in den Sommermonaten vor allem durch die kräftige Sonneneinstrahlung stark ausgeprägt, insbesondere über den Bergen. Instabilität oder labile Schichtung der Atmosphäre liegt vor, wenn die Temperaturabnahme mit der Höhe groß genug ist, sodass die Wolke vertikal mächtig werden kann.
Sehr heftige Gewitterzelle in der Südsteiermark, mögliche Superzelle über Leibnitz! Die Wetterstation dort hat bereits 94 km/h Böen und 20 mm Niederschlag in 10 Minuten gemessen.
Thema von alpstorm im Forum Wettermeldungen + Wett...
Guten Morgen,
aktuell in Wien noch sehr warm. Über Bayern nun etwas unerwartet recht verbreitet kräftige Entwicklungen, könnte den Norden Österreichs die Nacht über beschäftigen