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

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

2. V.1 Allgemeines zur Synoptik • Definition und Grundlagen • Definition • wissenschaftliche und technische Grundlagen • Geschichte • Darstellung synoptischer Felder • Bodenkarten • Höhenkarten • Stationsmodell • Thermische Verknüpfung von Boden- und Höhenwetterkarten • thermischer Wind • Barotrope und barokline Felder

3. VII.1.2 Darstellung synoptischer Felder (Wetterkarten) • Kodierung synoptischer Beobachtungen • Aufbau des „Stationsmodells“ • Bodenwetterkarten • Höhenkarten • Relative Topographie

4. ddff a N W h NL TdTd Aufbau des Stationssymbols Beispiel: 22°C Lufttemperatur, 18°C Taupunkt, 1021,2 hPa Luftdruck, um 0,5 hPa in den letzten 3 Stunden gestiegen, 2/8 Bewölkung, nur niedrige Wolken (2/8) der Unterkantenklasse 4 (<600 m), Cumulus, 3 mm Niederschlag in letzten 6 Std.,Wind aus Ostsüdost mit 10 Knoten (langer Strich), die Sichtweite ist gering (kodiert), es gibt und ab keine signifikanten Wettererscheinungen,… 1 kn = 1 sm/h = 1,852 km/h = 0,514 m/s

5. synoptische Wetterbeobachtung (?) • IIiiiNddffVVwwW PPPTT NLCLhCMCHTdTdapp 7RRTnTn 7RRTxTx • 81020 ccccc 12754 4cccc 55+06 7cc57 7cc51 6 UTC 18 UTC • II Zonenbezeichnung • iii Stationskennung • N Bedeckungsgrad • dd Windrichtung in Dekagrad • ff Windgeschwindigkeit in Knoten (1 kn =ca. 0,5 m/s) • VV Sichtweite (kodiert) • ww Wetter zum Beobachtungszeitpunkt • W Wetter seit letztem Haupttermin (6 oder 3 Stunden) • PPP Luftdruck ohne 100er, reduziert, in 10tel hPa • TT Lufttemperatur in°C • NL Bedeckungsgrad der tiefen Wolken • CL,M,H Art der tiefen, mittelhohe, hohen Wolken (kodiert) • h Unterkantenhöhe der tiefsten Wolken (kodiert) • TD Taupunkttemperatur in °C • a Verlauf der Barographenkurve • pp Luftdruckänderung in 10tel hPa der letzten 3 Stunden • RR Niederschlag der vergangenen 12 Stunden (kodiert) • Tn,x Minimum bzw. Maximumtemperatur

6. synoptische Wetterbeobachtung (!) • II i iiiRixhVVNddff 00fff 1sTTT 2sTTT 3PPPP 4PPPP 5appp 6RRRt 7wwWW • 11ccc 81020 10272 20198 30014 40117 52016 60011 7cccc • IIZonenbezeichnung • iii Stationskennung • iR Regenkennung • ixStationstyp und Wetterkennung • h Unterkantenhöhe der tiefsten Wolken (kodiert) • VV Sichtweite (kodiert) • NBedeckungsgrad in Achtel • dd Windrichtung in Dekagrad • ff Windgeschwindigkeit in Knoten (1 kn =ca. 0,5 m/s) • 00fff optional für Windgeschwindigkeiten größer als 100 • 1sTTTLufttemperatur in 0.1°C mit Vorzeichen • 2sTTTTaupunkttemperatur in 0.1°C mit Vorzeichen • 3PPPP Luftdruck ohne 1000er, gemessen, in 10tel hPa • 4PPPP Luftdruck ohne 1000er, reduziert, in 10tel hPa • 5appp Verlauf der Barographenkurve, Luftdruckänderung in 10tel hPa (3h) • 6RRRt Niederschlag (kodiert 001=1mm) mit Meßzeitraum t (kodiert 1=6h) • ww Wetter zum Beobachtungszeitpunkt • WW Wetter seit letztem Haupttermin (6 oder 3 Stunden)

7. Einige Charakteristika der Bodenwetterkarte 27.10.2002 00 UTC

8. Charakteristika der Bodendruckkarte • Die Linien stellen den auf Meeresniveau reduzierten Druck dar im Abstand von 5 hPa dar. • Winde sind parallel zu Isobaren mit dem niedrigeren Druck links und einer Richtungstendenz zum niedrigeren Druck. • Je enger die Isobaren, desto stärker ist der Wind. • In Tiefs ist die Strömung links herum (zyklonal) in Hochs rechts herum (antizyklonal). • 1-3 folgen aus der geostrophischen Windrelation (Ausgleich von Druckgradient und Coriolisbeschleunigung). • Fronten als Grenzen zwischen Kalt- und Warmluft sind durch dicke Linien mit Symbolen gekennzeichnet, welche Charakter und Zugrichtung der Fronten andeuten. • Tiefs haben Frontalzonen (Warm- und Kaltfronten), an denen die Isobaren (und der Wind) einen zyklonalen Sprung aufweisen (Margulessche Grenzflächenneigung). • In Tiefs – besonders an Fronten – tritt vermehrt Bewölkung und Niederschlag auf (folgt u.a. aus Konvergenz (=Zusammenströmen) der Luftströmung verbunden mit Aufsteigen) (Aufgleiten, Querzirkulation).

9. Frontenkennzeichnung

10. Höhenkarten • sind Topographien von isobaren Flächen, angegeben in geopotentiellen Metern (gpm) h=(g/g0)z • absolute Topographien, z.B. 850 hPa, 700 hPa, 500 hPa, 300 hPa, … enthalten • h850, h700, … als Isolinien (sog. Isohypsen) in gpd(eka)m • Isothermen • relevante Messwerteintragungen (Radiosonden, Flugzeuge, Satellit) als reduziertes Stationsmodell • relative Topographien, z.B. h300 – h700 • geben Informationen über die mittlere virtuelle Temperatur in den Schichten (niedrige Höhendifferenz = kalt, große Höhendifferenz = warm, siehe später)

11. Beispiel einer 500 hPa Höhenkarte (oben, ohne Stationseintragungen) mit Bodenkarte • Kennzeichen: • Isohypsen in gpm (~550 gpm bei 500 hPa) • kaum abgeschlossene Isohypsen • Drängung der Isohypsen im Bereich der Polarfront • keine eingezeichnete Fronten • Tröge gegenüber Bodentiefs am Boden nach Westen oder Nordwesten verschoben • Rückenzentren gegenüber Bodenhochs nach Westen oder Südwesten verschoben • Frontenneigung durch Vergleich mit Bodenkarte erkennbar.

12. z+Δz Δp=-ρgΔz z Δx p-Δp p Zusammenhang Isobaren - Isohypsen • Beim Übergang zu Isohypsen vereinfacht sich die Gleichung für den geostrophischen Wind weil die Dichte entfällt. • Dadurch entsprechen der gleichen Isohypsendrängung der gleiche geostrophische Wind – und zwar unabhängig von der Höhe.

13. Zusammenhang Relative Topographie – mittlere virtuelle Schichttemperatur Die (geopotentielle) Dicke einer Schicht zwischen zwei festen Druckflächen ist direkt proportional zur mittleren virtuellen Temperatur der Schicht.

14. Wetterkarten gibt es u.a. unter • http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_spezielle_nutzer_hobbymeteorologen_karten&activePage=&_nfls=false • http://profi.wetteronline.de/ • http://www.wetter3.de/

15. Übungen zu VII.1.2 • Wievielen geopotenziellen Metern entsprechen 5000 geometrischen Metern in 45° Breite? • Wieviele geopotenzielle Meter dick ist die relative Topographie 500/1000 hPa bei einer isothermen Atmosphäre von Tv=-10°C? Um wieviele geopotenzielle Meter ändert sie sich, wenn sich die Temperatur um 10°C verändert? • Um welches Mittel (arithmetisch, geometrisch,…) der virtuellen Temperatur handelt es sich in ?