DACH2019 Abstracts (PDF)
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Kurzfassungen der Meteorologentagung DACH Garmisch-Partenkirchen, Deutschland, 18.–22. März 2019 DACH2019-1 © Author(s) 2018. CC Attribution 4.0 License. 100 Jahre sind genug - zum Sinn und Unsinn des Bjerknes0schen Fronten- und Zyklonenkonzepts Manfred Kurz Germany ([email protected]) Vor beinahe 100 Jahren präsentierten Bjerknes und Mitarbeiter die erste komplette Beschreibung der Zyklone- nentwicklung über dem Nordatlantik und Westeuropa. Sie führten dazu die "Polarfront" ein als linienhafte Diskontinuität zwischen Polarluft und Tropikluft. Zyklonen entstehen, wenn sich an dieser Front Wellenstörungen bilden und instabil werden. Sie durchlaufen dann einen typischen Lebenszyklus, bei dem der Warmsektor zwischen Warm- und Kaltfront immer mehr schrumpft und sich die sogenannte Okklusionsfront bildet. Das Konzept der Frontlinien wurde sofort von den Synoptikern übernommen und wird bis heute benutzt. Aber auch die anderen Teile der Polarfront-Theorie prägen nach wie vor das Wissen um die großräumigen Wetter- vorgänge, insbesondere auch in Aus- und Fortbildung an Schulen und Universitäten. Das ist sehr bedauerlich , da einige der Original-Vorstellungen von Bjerknes sich als unzutreffend oder falsch erwiesen haben. Das gilt z.B. für die Bindung der aufwärts gerichteten Vertikalbewegungen an die Bodenfronten. Im Warmsektor der Zyklonen sollte es deshalb keine Regenfälle geben, was in vielen Fällen nicht zutrifft. Im Vortrag werden anhand von Beispielen die Defizite der Bjerknes0schen Konzepte angesprochen, und es wird gezeigt, wie mit Hilfe der nach Bjerknes entwickelten Verfahren der synoptischen Diagnose die Physik der Zyklogenese korrekt beschrieben werden kann. Das gilt insbesondere für die Diagnostik, die auf den quasi-geostrophischen Gleichungen basiert. Es wird deshalb höchste Zeit, die uralten Bjerknes-Schemata durch diese Diagnostik zu ersetzen. Kurzfassungen der Meteorologentagung DACH Garmisch-Partenkirchen, Deutschland, 18.–22. März 2019 DACH2019-2 © Author(s) 2018. CC Attribution 4.0 License. A numerical process study on the rapid transport of stratospheric air down to the surface over western North America and the Tibetan Plateau Michael Sprenger (1), Heini Wernli (1), Bojan Skerlak (1), and Stephan Pfahl (2) (1) ETH Zurich, Atmospheric and Climate Science, Zurich, Switzerland ([email protected]), (2) FU Berlin, Institut für Meteorologie, Berlin, Germany ([email protected]) Upper-level fronts are often associated with the rapid transport of stratospheric air along tilted isentropes to the middle or lower troposphere, there leading to significantly enhanced ozone concentrations. Only occasionally these plumes of originally stratospheric air can be observed at the surface, because (i) stable boundary layers prevent an efficient vertical transport down to the surface, and (ii) if boundary layer turbulence is strong enough to enable this transport, the originally stratospheric air mass is strongly diluted by mixing such that only a weak stratospheric signal can be recorded at the surface. Most documented examples of stratospheric air reaching the surface are from mountaineous regions. This study investigates two such events, using a passive stratospheric air mass tracer in a mesoscale model to address the processes that enable the transport down to the surface. The events occurred in early May 2006 in the Rocky Mountains and in mid June 2006 on the Tibetan Plateau. In both cases, a tropopause fold associated with an upper-level front enables stratospheric air to enter the troposphere. In our model simulation of the North American case, the strong frontal zone reaches down to 700 hPa and leads to a fairly direct vertical transport of the stratospheric tracer along the tilted isentropes to the surface. In the Tibetan Plateau case, however, no near-surface front exists and a reservoir of high stratospheric tracer concentrations forms at 300-400 hPa, without further isentropic descent. Entrainment at the top of the very deep boundary layer (reaching to 300 hPa over the Tibetan Plateau) and turbulence within the boundary layer fosters downward transport of stratospheric air to the surface. Interestingly, despite the strongly differing dynamical processes, stratospheric tracer concentrations at the surface reach peak values of 10-20% in both cases, indicating the potential of deep stratosphere-to-troposphere transport events to significantly influence surface ozone concentrations in these regions. Kurzfassungen der Meteorologentagung DACH Garmisch-Partenkirchen, Deutschland, 18.–22. März 2019 DACH2019-3 © Author(s) 2018. CC Attribution 4.0 License. Historische Meßreihen und ihre Qualität Peter Winkler Weilheim, Germany ([email protected]) Im Kloster Fürstenfeld wurden von 1781 bis 1814 meteorologische Beobachtungen vorgenommen. Vier Beobach- tungsbände konnten 2014 von der Bayerischen Staatsbibliothek als Cgm 9512 übernommen werden, wenigstens zwei Bände scheinen verloren zu sein. Da in der langen Reihe von Hohenpeißenberg die Jahrgänge 1811 und 1812 fehlen, wird mittels der Daten von Fürstenfeld ein Rekontruktionsversuch unternommen (Stationsabstand 40 km Luftlinie). 1811 und 1812 waren sehr warm und ihre Rekonstruktion ist von besonderem Interesse. Derartige Versuche wurden wiederholt unternommen, wozu nur weiter entfernte Stationen verwendet werden konnten. Korrelationen der Tagesmitteltemperaturen beider Stationen wurden für die zwei Jahrgänge 1810 und 1813 vorgenommen. Die Temperatur in Fürstenfeld wird nachts durch eine Bodeninversion geprägt, während der Hohe Peißenberg darüber hinausragt. In winterlichen Kaltluftseen ist Hohenpeißenberg im Tagesmittel um fast 10◦C wärmer als Fürstenfeld, was zu berücksichtigen war. ZDie Kriterien zum Erkennung von winterlichen Kaltluftseen waren: sehr niedrige Temperaturen bei nahezu Windstille und geringer Bewölkung. Dafür wurde die Temperatur von Hohenpeißenberg um 9,6◦C höher als die von Fürstenfeld angesetzt. – Es gibt andere meteorologische Situationen, in denen wegen unterschiedlicher Bewölkung oder Einfluss durch Bodennebel Temperaturunterschiede entstehen, die vom Mittelwert der Korrelation abweichen. Eine taggenaue Rekonstruktion ist daher nicht möglich. Ferner ist zu berücksichtigen, dass die historischen Thermometer mit einem säkularen Nullpunktsanstieg behaftet waren. Die rekonstruierte Temperatur ergab sich für 1811 zu 7,4◦C (gegenüber 7,7◦C aus bisherigen Versuchen) und für 1812 6,3◦C (gegenüber ebenfalls 6,3◦C). In der HISTALP-Datenbank sind die beiden Jahresmittel mit 8,0 bzw. 5,6◦C angegeben. Ein Vergleich historischer Dampfdruckmessungen von Hohenpeißenberg und München für die Ablesungen zur Mittagszeit bei gut durchmischter Atmosphäre ergab eine erstaunlich gute Korrelation (Luftlinienabstand 54 km) Dies zeigt, dass die 14-Uhr Messung mit den nur natürlich ventilierten Lamont-Psychrometern brauchbare Ergeb- nisse lieferte. Der Wasserdampfdruck charakterisiert die regionalen Eigenschaften einer Luftmasse besser als die relative Feuchte. Historische Dampfdruckmessungen sind deshalb von Interesse, da nach heutiger Erkenntnis der Wasserdampf 30% zur Gletscherschmelze beiträgt und aus historischen Daten zumindest eine grobe Abschätzung möglich wird, ob sich dieser Beitrag langfristig verändert hat. In einer dritten Auswertung wurden Temperaturen von St. Emmeram in Regensburg und von dem nur 3,5 km entfernten Kloster Prüfening aus dem Zeitraum 1789 bis 1803 herangezogen. Die Beobachtungswerte von St. Emmeram wurden bereits von Schmöger überarbeitet, die von Prüfening liegen nur handschriftlich vor. Die Korrelation der Temperaturen beider Stationen ist gut, doch zeigt sich bei einer Aufspaltung in die Zeiträume 1789-1795 und 1796-1803 eine Verringerung der Steigung der Korrelationsgeraden: bei tiefen Temperaturen lag Prüfening im zweiten Zeitraum höher als St. Emmeram, bei hohen Temperaturen trat keine Veränderung ein. Ein säkularer Anstieg des Nullpunktes beim Prüfeninger Thermometer ist dafür eine naheliegende, aber keine ausreichende Erklärung, da die Steigung der Korrelation unverändert bleiben müsste. Die Ursache dafür ist noch unklar. Kurzfassungen der Meteorologentagung DACH Garmisch-Partenkirchen, Deutschland, 18.–22. März 2019 DACH2019-4-2 © Author(s) 2018. CC Attribution 4.0 License. Satellitengestützte Untersuchung des Trends der Globalstrahlung und der Bewölkung in Europa und über dem Ostatlantik Hein Dieter Behr, Jörg Trentmann, Steffen Kothe, and Uwe Pfeifroth Deutscher Wetterdienst, Offenbach (Main), Germany, CM SAF ([email protected]) Die Globalstrahlung (SIS) ist ein Schlüsselparameter des Klimasystems der Erde. Daher ist es erforderlich, nach der Erfassung der Daten von SIS diese zu analysieren, um mögliche Langzeitänderungen zu erkennen und anschließend ihre Beziehung zu anderen meteorologischen Größen zu berechnen. Im Rahmen dieser Ar- beit wurden die von EUMETSAT Satellite Application Facility on Climate Monitoring (CM SAF) erzeugten satellitengestützten Datensätze hoher Qualität für die Untersuchung von Langzeittrends herangezogen. Die hier vorgestellten Ergebnisse stützen sich dabei auf Datensätze (a) der Monats- wie auch der Tagessummen der Global- strahlung (SIS) der Jahre 1983-2015, ausgedrückt in W/m2 und (b) der Monatsmittel des Gesamtbedeckungsgrades (CFC) der Jahre 1991-2015, ausgedrückt in Prozent. Drei Gebiete mit erkanntem Langzeittrend von SIS wurden untersucht. Die Berechnung des Langzeittrends von SIS liefert für die Gebiete (i) östliche Türkei und (ii) Schwarzes Meer eine markante Zunahme, für