Bestimmung der Wolkenunter- und obergrenze

[bergamigo]

Servus Felix,

eine Frage zum Bergwetter bzw. Bergwetterbericht:

so gut wie nie ist in einem Wetterbericht was von Wolkenobergrenze zu lesen. Gerade das sind dann aber oft die interesantesten Touren wenn man aus der Suppe in die Sonne kommt. Hab auch schon in Flugwetterberichten (z.B. http://www.austrocontrol.at/content/.../region2.shtml) geschaut, da war was von Wolkenbasis zu lesen, das dürfte aber eher die Wolkenuntergrenze sein. Auf deren speziellen Seiten für Flugwetter kommt man nur mit Fluglizenz rein, hab ich nicht...

Deshalb meine Frage: Kannst du bitte erklären wie sich das mit der Wolkenobergrenze verhält und wo man diese Information herbekommt bzw. wenn nicht, warum es es die nicht oder nur selten gibt.

gruß Bergamigo

[Exilfranke]

AW: Interpretation des GFS-Meteogramms - Tutorial

Hallo Bergamigo,

die Wolkenobergrenze hängt von der Wolkenuntergrenze ab.

Physikalischer Hintergrund:

Nehmen wir einen Sommertag wie heute. Die Talatmosphäre erwärmt sich, aufgeheizte Luftpakete lösen sich vom Boden und steigen auf. Dabei kühlen sie sich mit 1°C/100m ab (trockenadiabatisch), bis sie die Höhe erreichen, ab der die Temperatur dem Taupunkt gleicht (Kondensationsniveau). Die aufsteigende Luft kondensiert und es bilden sich Wolken.

Besagtes Kondensniveau stellt die Wolkenuntergrenze dar, abgekürzt auch LCL (Lifted Condensation Level = erzwungenes Kondensationsniveau) bzw. CCL (Cumulus Condensation Level = Cumulus-Kondensationsniveau), letzteres ist nur gültig an "Schönwettertagen", wo sich an der Luftmasse nichts ändert und sich die Wolken rein durch Sonneneinstrahlung bilden (und nicht z.B. an einer Front).

Vom CCL steigt das Luftpaket mit 0,65°C/100m (feuchtadiabatisch) weiter auf, die Abkühlung ist jetzt geringer, weil ab dem Erreichen des Kondensationsniveau latente Wärme freigesetzt wird und dies die Abkühlung entsprechend verringert. Das Luftpaket wird nun solange aufsteigen, bis seine Umgebung wärmer als die Luft des Luftpakets ist.

Diese Höhe, ab der die Luft des Luftpakets gleich warm wie die seiner Umgebung ist, wird Gleichgewichtsniveau (englisch: Equilibrium Level oder EL) oder Limit of Convection (LOC) genannt.

Weiß man also das Gleichgewichtsniveau, so weiß man auch ungefähr die Wolkenobergrenze. Ungefähr deshalb, weil bei besonders starken Aufwinden das Gleichgewichtsniveau auch überschritten werden kann (spielt vor allem bei starken Gewittern eine Rolle).

Bleiben wir beim heutigen Tag, also ein Schönwettertag unter Hochdruckeinfluss. Ein Hochdruckgebiet am Boden entsteht dann, wenn großräumig Luftmassen absinken. Vereinfacht gesagt hat man in der Höhe einen stärkeren Zufluss an Masse als am Boden wegfließen kann. Der Luftdruck am Boden steigt also, weil sich Masse anhäuft.

Luftmassen, die absinken, erwärmen sich mit 1°C/100m (Schlüsselfaktor für Föhnentstehung), je nach Intensität und Höhe des Absinkens bildet sich eine Absinkinversion aus, d.h. in einer bestimmten Höhe über Grund nimmt die Temperatur mit der Höhe zu (Temperaturinversion).

Hier gilt dasselbe wie oben geschrieben, nur bildet die Absinkinversion je nach Ausprägung (nimmt die Temperatur nur 1°C mit der Höhe zu oder gleich 3°C?) eine Barriere für die aufsteigende Luft, weil es an der Inversion wärmer als das Luftpaket sein kann.

Kennt man also die Höhe der Absinkinversion und gleichzeitig die Lufttemperatur und den Taupunkt am Boden, dann kann man mit graphischen Hilfsmitteln die Wolkenobergrenze bestimmen.

Das ist an Schönwettertagen wie heute vergleichsweise einfach, wenn sich großräumig wenig ändert und die Bewölkung konvektiv (Haufenwolken) bleibt.

Schwieriger wird es, wenn Fronten oder großräumige Hebung beteiligt sind. Dann kann sich mitunter wie bei Warmfronten durchgängige Schichtbewölkung entwickeln, die bis in die obere Troposphäre (8-9 km, manchmal darüber) reicht.

Bergsport wird naturgemäß am Liebsten betrieben, wenn man gute Sicht hat und nicht bei Dauerregen oder Dauerschneefall unterwegs ist, also abseits von Frontdurchgängen. Infolgedessen ist die Bestimmung der Wolkenobergrenze vorwiegend dann interessant, wenn es sich um Schönwettertage wie heute handelt bzw. man das Gewitterrisiko abschätzen will, d.h. es geht um konvektive Bewölkung (Blumenkohlwolken).

Dazu demnächst 4 Fallbeispiele

1) Ein Fall, wo sich gar keine Quellbewölkung entwickelt hat (zu trocken)
2) Ein Fall, wo sich zwar Quellbewölkung entwickelt hat, aber eine Absinkinversion deren Mächtigkeit begrenzt hat
3) Ein Fall, wo zwar eine Temperaturinversion vorliegt, aber das Potential für hochreichende Quellwolken besteht.
4) Ein Fall, wo keine Temperaturinversion vorliegt und sich hochreichende Quellwolken (Gewitter) entwickelt haben.

Gruß,Felix