Temp

Zur Erklärung ob eine Schichtung der Atmosphäre stabil oder labil ist, habe ich zwei Grafiken gemacht, die verdeutlichen sollen, wie man aus Temps herauslesen kann ob es zu Schauern kommen kann oder nicht. Ich habe allerdings das Stüve-Format genommen, weil ich es eher gewohnt bin damit zu arbeiten.

Als erste Grafik kommt ein ziemlich stabil geschichteter Temp. Die Bodentemperatur beträgt 18 Grad, der Taupunkt 17 Grad. Ein dass durch Sonneneinstrahlung und daraus resultierender Erwärmung zum Aufsteigen gebracht wird, steigt auf, bis es 100 % Feuchte aufweist, dann ist das Kondenstionsniveau erreicht. Im Temp kann man diesen Punkt bestimmen, indem man den Bodentaupunkt hernimmt, dann parallel zu den Linien gleichen Sättigungsmischungsverhältnisses solange nach oben fährt (rot gestrichelte Linie), bis man die weiße Temperaturlinie kreutz. Dies ist die Basis der Quellwolken (KKN= Cumulus-Kondensations-Niveau). Entlang dieser Sättigungsmischungslinien (violett) kann ein Luftquantum die gleiche Menge Wasserdampf aufnehmen. Angegeben wird dies in g/kg.

Die zweite gestrichelte rote Linie geht vom KKN entlang der Trockenadiabaten bis zum Bodenpunkt, der große rote Punkt zeigt, welche Temperatur erreicht werden muss, damit eine Luftblase bis zum KKN aufsteigen kann, damit Cumulus-Bildung einsetzt. Man nennt dies die Auslösetemperatur. Im obigen Temp wären dies 22 Grad.

Um zu erkennen, wie mächtig nun die Entwicklung der Konvektion werden kann, dafür braucht man die blaugrün gezeichnete Feuchtadiabate. Leider ist es mit der Maus nicht möglich gewesen, sie etwas gerader zu zeichnen. Man sehe es mir nach ! :-)) Jedenfalls nimmt man nun das KKN her und geht exakt von diesem Punkt aus (im oberen Temp liegt er bei 16 Grad in etwa 900 Metern) entlang einer der Feuchtadiabaten nach oben. Diese gedachte Linie habe ich blassgelb gemalt. Feuchtadiabatisch deswegen, weil ja ab der erreichten Sättigung des Luftpakets selbiges nicht mehr mit 1 Kelvin/100 Meter aufsteigen kann sondern mit dem feuchtadiabatischen Temperaturgradient (gedachte gelbe Linie).

Solange nun diese gedachte gelbe Linie RECHTS von der tatsächlichen weiß gezeichneten Temperaturkurve liegt, ist die Schichtung der Atmosphäre labil geschichtet. In dem Moment wo aber die tatsächliche Temperaturkurve RECHTS von unserer gedachten gelben feuchtadiabatischen Linie liegt, wird es stabil !! Dies ist bei Inversionen dann der Fall. Ich habe im oberen Temp eine Absinkinversion gemalt, die also unseren Cumulus gerade bis etwa 1800 Meter Höhe aufsteigen lässt, da hats ungefähr 11 Grad. Die violette Linie kenzeichnet die Gipfelhöhe des Cumulus. Schauer wären nach diesem Temp nicht möglich, es gäbe ab dem Erreichen der Auslösetemperatur einen Himmel mit kleinen Quellies.

Zur besseren Ansicht habe ich die labile Zone, wo das Luftquantum feuchtadiabatisch aufsteigen kann, oragne gekennzeichnet, man nennt dies übrigens die Labilitätsfläche.

Zum besseren Verständnis der Labiltät: Ein Luftquantum kann solange aufsteigen, solange es wärmer ist als seine Umgebungsluft, dann ist es labil geschichtet. Ist die Umgebungsluft wärmer als die eines Luftpakets, wird es nicht aufsteigen können, es ist stabil geschichtet.

In der folgenden Grafik nun ein Temp, der eine labil geschichtete Atmosphäre zeigt. Beim Erreichen der Auslösetemperatur von etwas über 20 Grad könnten sich Konvektionen bis etwa 6 Kilometern Höhe bilden (siehe Labilitätsfläche, die orange gemalt ist).

Schauer wären hiernach gut denkbar. Übrigens ist eine relativ trockene Schicht in 3 bis 4 Kilometern Höhe für Cb´s gar nicht so schlecht (darf natürlich nicht zu dick sein, sonst verhungert die Quellwolke), denn wenn ein Cb oder ein Cumulus bei labiler Schichtung in diese Trockenzone hineinwächst, führen Verdunstungsprozesse an den Außenseiten der Wolke zu zusätzlicher Verdunstungsabkühlung, was die Atmosphäre außerhalb der Wolke noch zusätzlich labilisieren würde.

Marco Puckert, 30.08.2001