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Modifikation der Strömung über Mittelgebirgen und die Auswirkungen auf das Auftreten hochreichender Konvektion

Modifikation der Strömung über Mittelgebirgen und die Auswirkungen auf das Auftreten hochreichender Konvektion
Typ:Diplomarbeit
Datum:2012
Betreuer:

Kunz, M., Kottmeier, Ch.

Bearbeiter:

Brombach, Joris

Links:Volltext (PDF)

Das Ziel dieser Arbeit war die systematische Identifikation von Strömungseffekten über Südwestdeutschland, die die Auslösung oder Verstärkung von Konvektion begünstigen können. Das Untersuchungsgebiet umfasste dabei große Teile Baden-Württembergs mit dem Schwarzwald und der Schwäbischen Alb als orografisch bestimmende Mittelgebirge. Zur Analyse der Strömungseffekte wurden semi-idealisierte Modellsimulationen mit dem Wettervorhersagemodell COSMO durchgeführt, die mit einem mittleren Vertikalprofil der atmosphärischen Bedingungen an Hageltagen initialisiert wurden. Dabei war gerade das bessere Verständnis dieser intensiven Ereignisse, die zu hohen Schäden führen können, von großem Interesse. Sensitivitätsanalysen mit Simulationen unter jeweils leicht veränderten Randbedingungen, vor allem der Anströmung, der Stabilität der atmosphärischen Schichtung sowie der Orografie, sollten zeigen in welchem Parameterbereich die identifizierten Strömungseffekte auftreten. Auf diese Weise konnten in Baden-Württemberg drei orographische Strömungseffekte identifiziert werden, die bei den betrachteten typischen atmosphärischen Verhältnissen an Hageltagen systematisch auftreten.
Zum einen kommt es durch die Umströmung des Südschwarzwalds zu einer bodennahen Konvergenz der Strömung im Lee nordöstlich davon. Außerdem ist eine Überströmung der Schwäbischen Alb von Süden her zu beobachten, die zur Ausbildung eines großräumigen Bereichs mit bodennaher Strömungskonvergenz nördlich der Schwäbischen Alb führt. Zusätzlich kommt es hier zur Auslösung von Schwerewellen, die die bodennahe Konvergenz verstärken. Am Nord- und Südschwarzwald werden ebenfalls Schwerewellen mit noch höheren Vertikalgeschwindigkeiten ausgelöst. Neben deren Auswirkungen auf die bodennahen Strömungsvergenzen beispielsweise im Kinzigtal zwischen Nord- und Südschwarzwald können die Aufwindbereiche dieser Wellen auch in höheren Atmosphärenschichten Konvektion auslösen oder verstärken.