6.2.3

Einfluß des Windes und der Stabilität auf die Variabilität des Scorerparameters

Die vertikale Abnahme des Scorerparameters sollte hauptsächlich durch die Windzunahme bedingt sein, weniger durch die Stabilitätsabnahme, da sich große Veränderungen in der Stabilität zumeist auf schmale Schichten beschränken. (Scorer, 1951)

Wie in den Abb. 6.4a bis 6.4c (Kapitel 6.2.2) zu sehen ist, so wird der Trend des Vertikalverlaufes des Scorerparametes hauptsächlich durch den Wind bewirkt, während der Einfluß der Stabilität sich auf schmale Schichten beschränkt. Ein scharfe Inversion über eine schmale Schicht hat geringeren Einfluß als eine vertikal mächtigere weniger stabile Schicht. (Scorer, 1951). (Vergleiche dazu die Inversion in 1500m Höhe im Aufstieg von Udine, Abb. 6.1a). Ferner ist eine Inversion in Kammniveau eine günstige, jedoch eine nicht notwendige Bedingung für das Auftreten von Wellen. (Scorer, 1951)

In fiktiven Idealprofilen von Wind und Temperatur soll nun der alleinige Einfluß des Windes bzw. der Stabilität auf das Profil des Scorerparameters untersucht werden. Abb. 6.5 zeigt ein idealisiertes Profil von Windgeschw., Temperatur, Stabilität und Scorerparameter.

Die Atmosphäre sei polytrop mit 0,0065 °C / m und der Wind nimmt linear von 10kt (Bodenwind) mit 10 kt/1000m zu. Die Brunt-Väisälä-Frequenz wurde für 500m-mächtige Schichten berechnet. Die Abnahme von l folgt entsprechend nach x^-1.

 

Abb. 6.5:

Idealsiertes Wind -und Temperaturprofil, nähere Erklärung im Text

 

In Abb. 6.6 sei nun der Wind konstant (40kt) und der Temperaturgradient nimmt von anfangs = - 0,5°C/100m (Inversion) um 0,1°C/500m ab. D.h. in der Schicht von 2500m bis 3000m liegt eine Isothermie vor. Die trocken-indifferente Schichtung ( = 1°C/100m) wird in 7500m erreicht.

 

Abb. 6.6:

Idealsiertes Wind -und Temperaturprofil, nähere Erklärung im Text

 

Bei der Abnahme der Stabilität wurde bewußt übertrieben, d.h. in Wirklichkeit fällt diese ja viel geringer aus. Dies soll zeigen, das die allein durch die Stabilität bedingte Abnahme von l wesentlich geringer ist, als die durch den Wind bedingte Abnahme. Eine Ausnahme ist jedoch, wenn die Stabilität relativ klein ist ( > 0,9°C/100m). Siehe dazu Abb. 6.7.

 

Abb. 6.7:

Idealsiertes Wind -und Temperaturprofil, nähere Erklärung im Text

 

Die Stabilität nimmt wie in Abb. 6.6 nach oben hin ab und der Wind bleibt bis 2500m mit 40 kt konstant. Ab 2500m nimmt der Wind mit 3kt/500m ab. Erkennbar ist, dass der abnehmende Wind die Abnahme der Stabilität überkompensiert, allerdings nur solange, bis der Temperaturgradient den Wert = 0,9°C/100m erreicht bzw. überschreitet. Ab 7000m übertrifft die Stabilitätsabnahme die Windzunahme und der Scorerparameter nimmt rasch ab und strebt gegen Null, da ab 7500m trockenisentrope Schichtung vorliegt.

Nach Scorer (1951) ist der Einfluss der Stabilität nur dann wesentlich, wenn sich dieser über eine vertikal mächtigere Schicht erstreckt. Vergleiche dazu Abb. 6.4c (Udine), wo die Stabilität in der oberen Troposphäre deutlich abnimmt. Der vertikale Temperaturgradient bewegt sich in diesen Bereichen um bzw. knapp über 0,9°C/100m, wodurch der Einfluß des Windes (Windminimum in der oberen Troposphäre) überkompensiert wird (siehe auch Kap. 6.3).

Im wesentlichen wird also die in der Literatur vertretende Aussage unterstützt, dass die Abnahme des Scorerparameters hauptsächlich durch den zunehmenden Wind und weniger durch die abnehmende Stabilität bewirkt wird. Eine Ausnahme ist jedoch, wenn die Stabilität sehr klein wird (Temperaturgradient > 0,9°C/100m).