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Hitzegewitter und ausreichende Labilitätswerte

Grundlagen und Expertenwissen.
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Microwave
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Hitzegewitter und ausreichende Labilitätswerte

Beitrag von Microwave » Mi 25. Jul 2018, 21:10

Markus Pfister hat geschrieben:Bei minus 10 und wärmer auf 500hPa wird es sehr schwer, etwas Längerlebiges zu produzieren, denn die (Hitze-)Gewitter zerstören in der Regel sehr rasch den benötigten Labilitäts-Gradienten.
1.) Gute und interessante Bemerkung. Doch wie kurz ist eigentlich "sehr rasch"? Am Boden ist das deutlich merk- und messbar, und man kann einigermassen fühlen, wann "die Luft raus ist".
Von der Temperatur auf 5500 m aber reden die Wenigsten und gemessen wird da bestenfalls 2 mal am Tag.
Auch für wetterbegeisterte Laien dürfte die Endlichkeit des Kaltluft-Reservoirs in der Regel wenig präsent sein.
"GFS/ECMWF haben ja diese und diese Temperatur angegeben, also bleibt das auch so mit oder ohne Gewitter, denn den
Gegenbeweis gibt's erst um 00Z ;) . Und ausserdem kühlt sich ein Gas ja immer ab, wenn es entspannt wird wie hier von 1 bar auf 0.5 bar, oder...?"
Und doch stimmt es - es wird Wärme transportiert, also muss es sich oben aufwärmen, weil der Wärmestrom in diese Richtung geht. Selbst wenn man das am Boden nicht merkt.
Erfolgt das auch innerhalb von 10 bis 20 min oder verträgt es da mehr? Wie ist die Abkühlung bei der Entspannung zu bewerten?

2.) Du gibst -10 Grad C als kritischen Wert an. Wäre aber wieder unkritisch, wenn auch der 850er > 20 Grad C hätte?

3.) Du schreibst "Hitzegewitter", vielleicht, weil die Luftmassen da einfach stehen und nicht erneuert werden.
Etwas weiterüberlegt, wäre ein Gewitter bei 28 K Temperaturunterschied und 30 km/h in 500 hPa heftiger als eines bei 30 K Unterschied und Windstille in 500 hPa?

Grüsse - Microwave
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Thomas Jordi (ZH)
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Re: Mittelfrist / Langfrist Sommer 2018

Beitrag von Thomas Jordi (ZH) » Do 26. Jul 2018, 09:43

Microwave hat geschrieben: Von der Temperatur auf 5500 m aber reden die Wenigsten und gemessen wird da bestenfalls 2 mal am Tag.
Nein, da wird massiv häufiger gemessen, sei es indirekt via Satellit oder durch AMDAR, Profiler etc.
Microwave hat geschrieben: Und doch stimmt es - es wird Wärme transportiert, also muss es sich oben aufwärmen, weil der Wärmestrom in diese Richtung geht. Selbst wenn man das am Boden nicht merkt.
Erfolgt das auch innerhalb von 10 bis 20 min oder verträgt es da mehr? Wie ist die Abkühlung bei der Entspannung zu bewerten?
Die Abkühlung durch Entspannung ergibt ja die lapse rate. Der Wärmestrom verläuft über Koduktion, Emission und Konvektion. Konvektion ist für den Transport in der Troposphäre entscheidend. DIe Frage, ob die Konvektion aber hochreichend genug ist, kannst du via Emagramm beantworten,
Microwave hat geschrieben: 2.) Du gibst -10 Grad C als kritischen Wert an. Wäre aber wieder unkritisch, wenn auch der 850er > 20 Grad C hätte?
Markus gibt da eine grobe Faustregel wieder. In der Regel steckst du ja, wenn T(500 hPa) > -10 °C ist, unter einem Rücken und hast tendenziel Subsidenz. Ergo ist es auch eher trocken. Alles nicht so Dinge, die Gewitter mögen. Schau dir mal ein Emagramm von Nordafrika an, oder vom Iran, wenn die wieder heiss haben, Da ist teils bis zum 500 hPa trockenadiabatisch durchmischt..
Microwave hat geschrieben: Etwas weiterüberlegt, wäre ein Gewitter bei 28 K Temperaturunterschied und 30 km/h in 500 hPa heftiger als eines bei 30 K Unterschied und Windstille in 500 hPa?
In der Regel ja, was Wnd und Hagel und Langlebigkeit betrifft. Eines ohne Höhenwind bleibt ja Ortsfest und killt sich selber wieder.
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Markus Pfister
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Re: Mittelfrist / Langfrist Sommer 2018

Beitrag von Markus Pfister » Do 26. Jul 2018, 13:42

Hallo,

danke für die Antworten Thomas, bin etwas verpätet. Ja diese obigen Angaben, auch die -10 auf 500hPa sind Faustregeln für unsere Breiten aus der Erfahrung. Bei -10 auf 500 hPa brauchst Du in der Regel gegen +20 Grad auf 850hPa für ausreichend (trocken-adiabatischer) Labilität, was dann wiederum die Konvektion von der Grundschicht aus schwierig macht, weil die (Auslöse-)Temperaturen am Boden bei uns in der Schweiz selten weit über 30 gehen. Falls doch, dann ist es in den meisten Fällen zu trocken, und man bekommt irrsinnig hohe Konvektionslevel weit über den Alpen. Dann stossen die warmen Bergflanken die Inversion (den "Deckel") nicht mehr so einfach kaputt und die Gewittertätigkeit nimmt ab. Die Faustregeln kann man beim Betrachen von Vertikalprofilen (Soundings, Emagramme) am besten nachvollziehen.

Aktuell: Nun hat GFS einen Vorschlag für Ende nächster Woche (Donnerstag 18z) von -5 Grad auf 500hPa drin über der Schweiz, genau zentriert, mit vollem Absinken in der Höhe. Das wäre dann doch recht selten, und würde uns vor allem in den Bergen sehr hohe Temperaturen und gleichzeitig sehr niedrige Feuchtewerte bringen. Da können die Taupunkte in den Alpen gerne mal bei -30 oder -40 Grad liegen, sprich: Nur noch wenig absolute Feuchte, und wegen der Wärme auch nur noch einige wenige Prozent relative Feuchte. Dann wäre es, alleine aufgrund dieser einen Angabe, also -5 Grad auf 500hPa, unegeachtet aller anderer Wetterparameter (also zB. wie feucht ist es am Boden) bei uns in der Schweiz komplett aus mit Gewittern.

Bei -5 wird es übrigens selbst in Texas inklusive Golffeuchte und 25 Grad Bodentaupunkt schwierig mit Gewittern. Die warme Höhenluft bzw. das Absinken sind ja der Hauptgrund, warum es überhaupt auf der Erde so schwül werden kann ohne konvektive Umlagerung.

Zu Punkt 3 ein origineller Erklärungsversuch: Etwas Wind und damit Bewegung in der Atmosphäre sind besser für Gewitter, wie Thomas schon geschrieben hat. Gut für Gewitter sind entweder Lowlevel-Jet, oder Mid/Upperlevel-Jet, am besten beides, am besten gegeneinander.

Lowlevel-Jet: Stell Dir vor Du bist ein Gewitter, sitzt in der Sushi-Bar und deine Energie holst Du aus rohem Fisch. Du kannst mehr Energie aufessen, wenn das Band mit den Tellern ständig fliesst. Das einzige, was Du tun musst, ist den Inhalt der vorbeiziehenden Teller hochzuheben und zu essen. Selbst wenn Du also stationär am Tisch bleibst, ohne Zugrichtung, wirst Du ziemlich satt, dank der tellernahen (bodennahen) Strömung. Steht das Band still, wird das nichts mit dem Sushi-Abend.

Midlevel-Jet: Du hilfst nun selbst nach den Abend noch zu retten und läufst einmal um die ganzen Tresen und isst alle Teller leer. Dir ist es, dank deiner eigenen Bewegung, nun ziemlich egal, ob das Band ebenfalls zieht oder nicht. Sprich: ein Gewitter kann auch gut ohne (absoluten) Lowlevel-Jet, wenn es selbst zieht. Es erzeugt sich seinen (relativen) Inflow durch die eigene Bewegung, dank des Windes in mittlerer und hoher Höhe.

Gruss

Markus
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Re: Hitzegewitter und ausreichende Labilitätswerte

Beitrag von Federwolke » Do 26. Jul 2018, 20:48

Das Beispiel des kleinen Giftzwerges heute am frühen Abend zwischen Le Noirmont und La Chaux-de-Fonds zeigt, wie komplex die Sache ist, und dass der von manchen Gewitterexperten verschmähte Begriff "Hitzegewitter" eben doch seine Berechtigung hat. Da trocknet also eine zügige Bise die Grundschicht derart aus, dass es die Modelle im Jura knochentrocken zeigen, das Payerne-Sounding zeigt -10 in 500 hPa und +19 in 850 hPa. Der Himmel ist nahezu wolkenlos, und trotzdem steigt im Grenzgebiet Jura/Frankreich ein einsamer Turm in die Höhe, regnet sich auf kleinster Fläche eine halbe Stunde lang aus und blitzt dabei auch noch. Nun ist ja die Gegend nicht gerade berühmt für steile Berge, vielmehr handelt es sich dabei um eine wellige Hochebene mit einem etwa 400 m tiefen Graben (Doubs) drin. Orographische Hebung ist also kaum vorhanden, kommen noch lokale Windkonvergenzen durch Verwirbelungen der Bise in Frage. Und natürlich die Frage nach der Feuchtigkeitsquelle: Im bewaldeten Doubs-Graben wird sich wohl noch ein Nest gefunden haben, das angezapft werden konnte. Für mich der Klassiker eines Hitzegewitters. Einsam, winzig, extrem kurzlebig, aber durchaus intensiv. Auch unter einem starken und warmen Höhenrücken jederzeit möglich, wenn andere - oft extrem lokal begrenzte - Zutaten stimmen.

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Re: Hitzegewitter und ausreichende Labilitätswerte

Beitrag von zti » Fr 27. Jul 2018, 06:31

Federwolke hat geschrieben:Das Beispiel des kleinen Giftzwerges heute am frühen Abend zwischen Le Noirmont und La Chaux-de-Fonds zeigt, wie komplex die Sache ist, und dass der von manchen Gewitterexperten verschmähte Begriff "Hitzegewitter" eben doch seine Berechtigung hat. Da trocknet also eine zügige Bise die Grundschicht derart aus, dass es die Modelle im Jura knochentrocken zeigen, das Payerne-Sounding zeigt -10 in 500 hPa und +19 in 850 hPa. Der Himmel ist nahezu wolkenlos, und trotzdem steigt im Grenzgebiet Jura/Frankreich ein einsamer Turm in die Höhe, regnet sich auf kleinster Fläche eine halbe Stunde lang aus und blitzt dabei auch noch. Nun ist ja die Gegend nicht gerade berühmt für steile Berge, vielmehr handelt es sich dabei um eine wellige Hochebene mit einem etwa 400 m tiefen Graben (Doubs) drin. Orographische Hebung ist also kaum vorhanden, kommen noch lokale Windkonvergenzen durch Verwirbelungen der Bise in Frage. Und natürlich die Frage nach der Feuchtigkeitsquelle: Im bewaldeten Doubs-Graben wird sich wohl noch ein Nest gefunden haben, das angezapft werden konnte. Für mich der Klassiker eines Hitzegewitters. Einsam, winzig, extrem kurzlebig, aber durchaus intensiv. Auch unter einem starken und warmen Höhenrücken jederzeit möglich, wenn andere - oft extrem lokal begrenzte - Zutaten stimmen.

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Deine Erklärungen finde ich immer sehr überzeugend aber in diesen Fall bin ich etwas skeptisch. So lokal war es nicht, hat es doch auf einer Fläche von etwa 25Km Länge geregnet. Und dazu, es hätte bereits 2 Stunden vorher bei Basel geregnet. Zwischen Basel und La Chaux-de-Fonds gab es in der Zwischenzeit auch schwache Niederschlage. Gemäss Radiosondierungen Payerne Stuttgart von 12UTC reichte der NO Wind bis mindestens 7500müM. Könnte es nicht ein kleines Kaltlufttropfen der Grund gewesen sein der mit der hochrechnende Bise transportiert wurde?



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Re: Hitzegewitter und ausreichende Labilitätswerte

Beitrag von Federwolke » Fr 27. Jul 2018, 08:26

Den Einwand verstehe ich nicht ganz, vorallem weiss ich nicht, worauf er abzielt. Dass es kein Hitzegewitter war? Was ist daran nicht lokal, wenn ein Gewitter knapp 5 km breit ist und in seiner Lebensdauer von einer Stunde 25 km zieht (700 hPa-Wind etwa 30 km/h aus ENE)? Es war eine Einzelzelle, rundherum weit und breit nichts (hatte die Szenerie vor meinem Fenster).
Zu Basel: Hier gibt es bei Nordostanströmung Konvergenzen durch das Umfliessen des Schwarzwaldes (Nordwind aus dem Oberrheingraben, Ostwind vom Hochrhein her). Dass es dort nur sehr schwache Schauer gab, spricht dafür, dass dort im Gegensatz zum Jura keine ausreichenden Feuchtequellen vorhanden waren.
Kaltlufttropfen mit der Bise: Im Gegenteil. Die Karten zeigen Warmluftadvektion aus Nordost in 500 hPa.
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Re: Hitzegewitter und ausreichende Labilitätswerte

Beitrag von zti » Fr 27. Jul 2018, 08:43

Ich beziehe mich auf die Niederschlagsignale zwischen Basel und La Chaux-de-Fonds, die Richtung und die Reihenfolge. Auf welcher Messungen berühren die Karten? Radiosondierungen (Stuttgart, München, Payerne,..) Ist es nich möglich dass es dazwischen etwas anders aussieht? Laien Fragen wohlgemerkt!


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Re: Hitzegewitter und ausreichende Labilitätswerte

Beitrag von Federwolke » Fr 27. Jul 2018, 09:34

Ich kann es nur wiederholen: Wir sitzen unter einem fetten Höhenrücken, die höchsten Temperaturen (-10.2°C in 500 hPa Sounding Payerne 12z, deshalb ist die -10 Isotherme zwischen Süddeutschland und Südfrankreich unterbrochen) ziehen am Abend aus Nordosten in die Schweiz:

Bild

Ich weiss wirklich nicht, warum du hier unbedingt einen Kaltlufttropfen suchst (derjenige über Istrien kann ja nicht gemeint sein...).

In den vorherigen Beiträgen habe ich mögliche Auslöser genannt (Konvergenzen durch die Umströmung des Schwarzwaldes, lokale Windkonvergenzen durch Verwirbelungen der Bise. Wenn dich das nicht überzeugt, kann ich auch nicht weiterhelfen.
Zuletzt geändert von Federwolke am Fr 27. Jul 2018, 09:38, insgesamt 1-mal geändert.
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Hitzegewitter und ausreichende Labilitätswerte

Beitrag von zti » Fr 27. Jul 2018, 15:24

Liebe Fabienne,
Vielen Dank für Deine Erklärungen [emoji106]
Ich kann durchaus deine Erklärung akzeptieren dass es lokale Windkonvergenzen durch Verwirbelungen der Bise dieses Gewitter ausgelöst haben können. Und auch dass es keinen Kaltlufttropfen in der Höhe vorhanden war.
Ich verstehe einfach zu wenig und deshalb stelle ich Fragen die ich nochmals stelle. Übrigens, danke für den Hinweis auf dem Kaltlufttropfen über Istrien. Nein, ich habe bestimmt nicht den gemeint [emoji1]
1) Wie werden überhaupt Kaltlufttropfen erkennt? Satelliten Bilder? Radiosondierungen?
2) Kann es auch kleinere Kaltlufttropfen geben die viel kleiner sind als der über Istrien, die nicht erfasst werden können, aber durchaus lokal wetterwirksam sein können?

In informiere mir hauptsächlich via Meteoschweiz (die gebührenfinanzierte.....) und habe in der letzten Zeit häufig feststellen können wie Gewitter oder Schauer unangemeldet vorgekommen sind. Als Bergläufer ist es nicht immer lustig mit Gewitter konfrontiert zu werden.

Gabriele
Zuletzt geändert von zti am Fr 27. Jul 2018, 17:26, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Hitzegewitter und ausreichende Labilitätswerte

Beitrag von Bruno Amriswil » Sa 28. Jul 2018, 11:51

zti hat geschrieben: 1) Wie werden überhaupt Kaltlufttropfen erkennt? Satelliten Bilder? Radiosondierungen?
2) Kann es auch kleinere Kaltlufttropfen geben die viel kleiner sind als der über Istrien, die nicht erfasst werden können, aber durchaus lokal wetterwirksam sein können?
1. Am besten zu erkennen sind Sie in den 500hPa-Karten, z.B. http://www1.wetter3.de/animation.html
Wenn einer mal da ist, dann ist er auf den Satbildern als Wirbel (Höhentief) zu erkennen, meist dann wenn auf den Bodendruckkarten rein gar nichts zu erkennen ist.

2. Ohne mich weit aus dem Fenster lehnen zu wollen, aber ich denke, in der heutigen Zeit werden diese ganz gut in den 500hPa - oder auf den 300hPa- Karten erfasst.


Gruss Bruno
Zuletzt geändert von Bruno Amriswil am Sa 28. Jul 2018, 11:52, insgesamt 1-mal geändert.
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zti (Sa 28. Jul 2018, 13:26)
Cheers
Bruno
http://www.amriswilerwetter.ch
Messstationen in: Amriswil / Uttwil / Roggwil (TG)

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