Artikel: Hammerthermik im Winter - Der Kaltlufttropfen
Hallo,
anlässlich der überaus guten Winterthermik des letzten Wochenendes habe ich einen Artikel darüber geschrieben, wie warum und weshalb es am Samstag, besonders aber am Sonntag so stark thermisch wurde. Winterthermik in dieser Stärke ist dann doch eher selten anzutreffen und es hat einen guten Grund für Arbeitshöhen von bis zu 2800NN und meteorologische Steigwerte über 5m/sek.
Wir hatten über unseren Köpfen ein ganz besonderes Wetterelement, den Kaltlufttropfen, der in dieser Form nicht oft auftritt.
Hier nun der Artikel, der ebenfalls unter http://www.gleitsegelwetter.de nachzulesen sein wird.
->
Das erste Wochenende der noch jungen Flugsaison 2005 das mit Winterthermik vom Feinsten einlud war jenes zwischen dem 04.02. und 6.02.2005. In diesem Artikel möchte ich möglichst einfach erklären wie es zu so ausserordentlich guten thermischen Bedingungen gekommen ist. Sehr wichtig, das möchte ich an dieser Stelle besonders erwähnen, sind immer auch die Rückmeldungen von Piloten aus allen Teilen der Alpen, die erheblich dazu beitragen können, mikroklimatische Bedingungen in den Fluggebieten noch besser analysieren zu können.
Das Wochenende, besonders aber der Sonntag, war predestiniert für hervorragende Flugbedingungen bei nur sehr schwachem Höhenwind. Schon in der GFS Detail-Flugwetterprognose wies ich am Donnerstag auf den Kaltlufttropfen hin, dass er am Wochenende recht sicher für gute Winterthermik sorgen dürfte. Die Erwartungen sind in Erfüllung gegangen, wenngleich es auch Fleckchen gab wo ein lokales Wolkenfeld - der Kaltlufttropfen hatte hier auch seine Finger im Spiel - jeden Sonnenstrahl erfolgreich reflektierte. Dort wo es gut einstrahlen konnte und bevorzugt über höher gelegenen Startplätzen ging es ausserordentlich gut. Die Erwartungen wurden sogar noch deutlich übertroffen. In Vorarlberg wurden Arbeitshöhen zwischen 2400m und 2800m erreicht bei max. Steigwerten etwas über 5 m/sek. was meteorologischem Luftmassensteigen von ca. 6m/sek. entspricht. Ein Wert, der für Anfang Februar nicht ganz alltäglich ist.
Es hat einen ganz besonderen Grund warum es an diesem Wochenende, speziell aber am 06.02.2005 überregional zu so ausserordentlich guter Thermik gekommen ist. Das Stichwort heisst Kaltlufttropfen. Zunächst möchte ich erklären was ein Kaltlufttropfen ist.
Der Kaltlufttropfen (kurz KLT):
Der Kaltlufttropfen ist ein abgeschlossener Bereich von sehr kalter Luft (Polarluft) in der mittleren und oberen Troposphäre. Meist kommt es dazu, wenn in den Bereich abziehender Höhenkaltluft sehr plötzlich warme Luft zugeführt wird und ein Bereich der Kaltluft isoliert zurück bleibt. Analysieren lässt sich der KLT weder auf der Bodendruckkarte noch auf der Frontenkarte. Wir benötigen hierzu also die Höhenwetterkarte um dem Schlingel auf die Schliche zu kommen. Er kann eine Ausdehnung von nur 100km oder auch 1000km haben. Im aktuellen Fall war dies also ein sehr kleiner KLT der für erheblichen Wettereinfluss gesorgt hat. Normalerweise lebt ein KLT nicht sehr lange, da aus der oberen Troposphäre im Bereich der Konvektion ständig trockene Höhenluft herabgemischt wird und durch Niederschlag die Gesamt-Feuchtebilanz stetig abnimmt..
-> Ein KLT ist ein konvektives (durch vertikal thermische Gegensätze) Wetterelement.
Als Beispiel liefere ich hier einen Auschnitt die Höhenwetterkarten zu besagtem Fall mit:
Anhand dieser kleinen Animation erkennt man wie sich über den Alpen ein sehr kleiner Bereich höhenkalter Luft abschnürt und sein Eigenleben führt. Gerade bei einer Schwachwindlage wie sie zu dieser Zeit herrschte (schwache östliche Höhenwinde), ist eine Prognose über die weitere Entwicklung des Kaltlufttropfens für die Wettermodelle sehr schwierig und auch die diensthabenden Meteorologen müssen auf der Hut vor ihm sein. Was man an dieser Höhenwetter leider nicht erkennt sind Temperaturabstufungen im 1K-Bereich. Das Modell, hier im Beispiel GFS, löst damit den Kaltlufttropfen nur anhand des abgeschlossenen Geopotentialfeldes mit den Isohypsen auf (Farbflächen). Auf einer weiteren Modellkarte die ich selbst generiert habe erkennt man dann sehr gut, wie im Bereich des KLT die Temperatur zum Zentrum hin abnimmt.
Noch eine kurze Bemerkung zur Interpretation der Wetterkarte. Die Farbflächen zeigen das Geopotential an. Je kälter die Farben der Farbflächen, desto geringer ist der Luftdruck in der Höhe und desto tiefer sind i.d.R. auch die Temperaturen. Es muss also nicht ausschliesslich ein KLT sein der im Winter sehr starke Winterthermik auslösen kann. Rel. tiefes Geopotential über hohem Bodenluftdruck bei geringer Feuchte (Hoch sollte recht nah sein) ist ebenso gut geeignet um gute Winterthermik entstehen zu lassen. Dies gilt für die strahlungsarme Jahreszeit mit stabiler, inversiver Grundschicht. Im Sommer bedeutet tiefer Luftdruck, also tiefes Geopotentia,l potentiell immer die Gefahr viel zu labiler Luftschichten in mittlerer und großer Höhe (Gewittergefahr). In der thermisch aktiven Jahreszeit (Mitte/Ende März bis Anfang Oktober) ist also eher ein hoher Luftdruck in der Höhe gewünscht.
Das aktuelle Beispiel für einen KLT:
Was passiert nun in einem KLT?
Der junge KLT ist zunächst wetterunwirksam. Zieht er in ein Gebiet, in dem die Luftfeuchte in den Höhenschichten erhöht ist, kann sich zunächst Altocumulusbewölkung ausbilden, da aufgrund der Labilität im Bereich des KLT die Luftmasse angehoben wird. Es kommt zur Kondensation und somit zur Wolkenbildung. Je nach vertikalem Temperaturgradienten kann durch Kondensation (Feuchtelabilität) freiwerdende Wärmeenergie zu einer weiteren Labilisierung führen. Auch das Vorhandensein einer Windscherung begünstigt die Entwicklung eines KLT's. Die Hebung verstärkt sich, die Wolken wachsen höher und höher (bis zur Tropopause) und schliesslich setzt Tröpchenbildung ein was später in Niederschlag resultiert, aber immer ist das Feuchteangebot so hoch, dass es zu Niederschlag reicht der bis zum Boden fällt. Dieses Szenario kann regional bis überregional (mesoskalig) auftreten und für böse Überrschungen sorgen. Um beim diesem zu bleiben: In der Nacht von Sonntag auf Montag traten im Bereich des KLT's teils sehr starke Niederschläge meist in Form von Schnee auf. Die Niederschläge waren dabei schauerartig, was ein deutliches Zeichen für Konvektion ist. Die Konvektion hätte viel heftiger ausfallen können, trotz dem hohen Luftdruck am Boden, aber da die unteren Luftschichten aufgrund der kalten bodennahen Luftmasse viel zu kalt waren, beschränkte sich die Labilität im Anfangsstadium auf die Luftschicht zwischen etwa 1500m und 6000m. Im Verlauf der Entwicklung wurde im Bereich des Hochdruckgebietes der Gradientwind in der Höhe durch den KLT beeinflusst und mit Winddrehung auf West wurden etwas mildere und feuchtere Luftmassen vor allem in tieferen Luftschichten mit eingebracht. Damit arbeitete sich die Labilität in der Troposphäre nach unten. Es wurde noch labiler, was in der Nacht von Sonntag auf Montag örtlich sogar zur Gewitterauslöse reichte. So sind Meldungen bekannt geworden, wo im Bereich Wiesbaden kurze Gewitter mit Starkschneefall und recht viel Neuchnee in kurzer Zeit niedergegangen sind. Mit Einbezug der etwas wärmeren Luft fiel dann örtlich sogar Regen in die unterkühlte Grundschicht. Gefrierender Regen trat auf.
Auswirkungen auf den Flugsport:
Im Fall des vergangenen Wochenendes war die Entwicklung des KLT gemächlich vonstatten gegangen und zu keiner Zeit wäre eine Gefahr des KLT für den Flugsport entstanden. Vielmehr lieferte er (zunächst) die nötige Trockenlabilität um die Thermik im sich entwickelnden KLT durch die Hebung deutlich zu begüsntigen. Man sieht auch anhand der OLC-Flüge und Pilotenberichten, dass Arbeitshöhen zwischen 2400m und 2800m möglich waren. An nach Süd ausgerichteten Startplätzen die etwas tiefer lagen (Niedere, Bezau), konnte sich die Hangthermik aufgrund der Nähe zur stark ausgekühlen Grundschicht nicht so stark und hochreichend entwickeln wie an Südhängen, die deutlich über 2000m (Hochjoch, Schruns) hoch sind. Je höher der Startplatz, desto besser kann sich bei Trockenlabilität die Hangthermik entwickeln. Das Temperaturprofil war in der freien Atmosphäe mit 0.85 Grad je 100m zwischen 2000m und 3000m ideal dafür geeignet, um durch Hangauslöse verursachte kräftige Thermik an den Kämmen abreisen zu lassen und bis weit in die freie Atmosphäre aufsteigen zu lassen. Auf der zweiten Grafik ist zu erkennen, wie klein der "Hotspot" der tiefsten Temperatur und damit der Bereich der höchsten Labilität ist. Am Sonntag war dieser Bereich noch wesentlich kleiner und konzentrierte sich hauptsächlich auf den Bereich Westösterreich, Zentral- und Ostschweiz. Eine hochauflösende Karte zun Sonntag liegt mir hierzu liegt leider nicht vor.
Fazit:
Der letzte mir bekannte Fall mit sehr starker Winterthermik liegt bereits zwei Jahre zurück. Im Januar 2003 wurden bei einer ähnlich höhenkalten Wetterlage mit hoher Labilität im Tiroler Lechtal Steigwerte und Arbeitshöhen erreicht, wie sie an manchen guten Tagen im Frühjahr nicht erreicht werden. Damals gab es Pilotenberichte von 7m/sek. Gerätesteigen und Arbeitshöhen von über 3000m. Das Lechtal überhaupt ist bekannt für die Thermikbombe und nicht ganz makellos zu befliegen.
Die Labilität machts, aber nicht nur. Zusätzlich zur Labilität kann wie jetzt neuerlich gesehen ein unscheinbar daherwabernder Kaltlufttropfen mit Hebung aufgrund des "Tiefdrucks in der Höhe" erheblich zur thermischen Entwicklung beitragen. Die wirklich starken Tage mit Winterthermik sind aufgrund besonderer Labilitätsgüte möglich und nich alltäglich, wenngleich es besonders gute Fluggebiete für früh im Jahr nutzbare Hangthermik gibt.
Bei Fragen zu dem Artikel könnt Ihr Euch gerne an mich wenden.
Liebe Grüße
Stefan
http://www.gleitsegelwetter.de - Dem Wetter einen Schritt voraus
anlässlich der überaus guten Winterthermik des letzten Wochenendes habe ich einen Artikel darüber geschrieben, wie warum und weshalb es am Samstag, besonders aber am Sonntag so stark thermisch wurde. Winterthermik in dieser Stärke ist dann doch eher selten anzutreffen und es hat einen guten Grund für Arbeitshöhen von bis zu 2800NN und meteorologische Steigwerte über 5m/sek.
Wir hatten über unseren Köpfen ein ganz besonderes Wetterelement, den Kaltlufttropfen, der in dieser Form nicht oft auftritt.
Hier nun der Artikel, der ebenfalls unter http://www.gleitsegelwetter.de nachzulesen sein wird.
->
Das erste Wochenende der noch jungen Flugsaison 2005 das mit Winterthermik vom Feinsten einlud war jenes zwischen dem 04.02. und 6.02.2005. In diesem Artikel möchte ich möglichst einfach erklären wie es zu so ausserordentlich guten thermischen Bedingungen gekommen ist. Sehr wichtig, das möchte ich an dieser Stelle besonders erwähnen, sind immer auch die Rückmeldungen von Piloten aus allen Teilen der Alpen, die erheblich dazu beitragen können, mikroklimatische Bedingungen in den Fluggebieten noch besser analysieren zu können.
Das Wochenende, besonders aber der Sonntag, war predestiniert für hervorragende Flugbedingungen bei nur sehr schwachem Höhenwind. Schon in der GFS Detail-Flugwetterprognose wies ich am Donnerstag auf den Kaltlufttropfen hin, dass er am Wochenende recht sicher für gute Winterthermik sorgen dürfte. Die Erwartungen sind in Erfüllung gegangen, wenngleich es auch Fleckchen gab wo ein lokales Wolkenfeld - der Kaltlufttropfen hatte hier auch seine Finger im Spiel - jeden Sonnenstrahl erfolgreich reflektierte. Dort wo es gut einstrahlen konnte und bevorzugt über höher gelegenen Startplätzen ging es ausserordentlich gut. Die Erwartungen wurden sogar noch deutlich übertroffen. In Vorarlberg wurden Arbeitshöhen zwischen 2400m und 2800m erreicht bei max. Steigwerten etwas über 5 m/sek. was meteorologischem Luftmassensteigen von ca. 6m/sek. entspricht. Ein Wert, der für Anfang Februar nicht ganz alltäglich ist.
Es hat einen ganz besonderen Grund warum es an diesem Wochenende, speziell aber am 06.02.2005 überregional zu so ausserordentlich guter Thermik gekommen ist. Das Stichwort heisst Kaltlufttropfen. Zunächst möchte ich erklären was ein Kaltlufttropfen ist.
Der Kaltlufttropfen (kurz KLT):
Der Kaltlufttropfen ist ein abgeschlossener Bereich von sehr kalter Luft (Polarluft) in der mittleren und oberen Troposphäre. Meist kommt es dazu, wenn in den Bereich abziehender Höhenkaltluft sehr plötzlich warme Luft zugeführt wird und ein Bereich der Kaltluft isoliert zurück bleibt. Analysieren lässt sich der KLT weder auf der Bodendruckkarte noch auf der Frontenkarte. Wir benötigen hierzu also die Höhenwetterkarte um dem Schlingel auf die Schliche zu kommen. Er kann eine Ausdehnung von nur 100km oder auch 1000km haben. Im aktuellen Fall war dies also ein sehr kleiner KLT der für erheblichen Wettereinfluss gesorgt hat. Normalerweise lebt ein KLT nicht sehr lange, da aus der oberen Troposphäre im Bereich der Konvektion ständig trockene Höhenluft herabgemischt wird und durch Niederschlag die Gesamt-Feuchtebilanz stetig abnimmt..
-> Ein KLT ist ein konvektives (durch vertikal thermische Gegensätze) Wetterelement.
Als Beispiel liefere ich hier einen Auschnitt die Höhenwetterkarten zu besagtem Fall mit:
Anhand dieser kleinen Animation erkennt man wie sich über den Alpen ein sehr kleiner Bereich höhenkalter Luft abschnürt und sein Eigenleben führt. Gerade bei einer Schwachwindlage wie sie zu dieser Zeit herrschte (schwache östliche Höhenwinde), ist eine Prognose über die weitere Entwicklung des Kaltlufttropfens für die Wettermodelle sehr schwierig und auch die diensthabenden Meteorologen müssen auf der Hut vor ihm sein. Was man an dieser Höhenwetter leider nicht erkennt sind Temperaturabstufungen im 1K-Bereich. Das Modell, hier im Beispiel GFS, löst damit den Kaltlufttropfen nur anhand des abgeschlossenen Geopotentialfeldes mit den Isohypsen auf (Farbflächen). Auf einer weiteren Modellkarte die ich selbst generiert habe erkennt man dann sehr gut, wie im Bereich des KLT die Temperatur zum Zentrum hin abnimmt.
Noch eine kurze Bemerkung zur Interpretation der Wetterkarte. Die Farbflächen zeigen das Geopotential an. Je kälter die Farben der Farbflächen, desto geringer ist der Luftdruck in der Höhe und desto tiefer sind i.d.R. auch die Temperaturen. Es muss also nicht ausschliesslich ein KLT sein der im Winter sehr starke Winterthermik auslösen kann. Rel. tiefes Geopotential über hohem Bodenluftdruck bei geringer Feuchte (Hoch sollte recht nah sein) ist ebenso gut geeignet um gute Winterthermik entstehen zu lassen. Dies gilt für die strahlungsarme Jahreszeit mit stabiler, inversiver Grundschicht. Im Sommer bedeutet tiefer Luftdruck, also tiefes Geopotentia,l potentiell immer die Gefahr viel zu labiler Luftschichten in mittlerer und großer Höhe (Gewittergefahr). In der thermisch aktiven Jahreszeit (Mitte/Ende März bis Anfang Oktober) ist also eher ein hoher Luftdruck in der Höhe gewünscht.
Das aktuelle Beispiel für einen KLT:
Was passiert nun in einem KLT?
Der junge KLT ist zunächst wetterunwirksam. Zieht er in ein Gebiet, in dem die Luftfeuchte in den Höhenschichten erhöht ist, kann sich zunächst Altocumulusbewölkung ausbilden, da aufgrund der Labilität im Bereich des KLT die Luftmasse angehoben wird. Es kommt zur Kondensation und somit zur Wolkenbildung. Je nach vertikalem Temperaturgradienten kann durch Kondensation (Feuchtelabilität) freiwerdende Wärmeenergie zu einer weiteren Labilisierung führen. Auch das Vorhandensein einer Windscherung begünstigt die Entwicklung eines KLT's. Die Hebung verstärkt sich, die Wolken wachsen höher und höher (bis zur Tropopause) und schliesslich setzt Tröpchenbildung ein was später in Niederschlag resultiert, aber immer ist das Feuchteangebot so hoch, dass es zu Niederschlag reicht der bis zum Boden fällt. Dieses Szenario kann regional bis überregional (mesoskalig) auftreten und für böse Überrschungen sorgen. Um beim diesem zu bleiben: In der Nacht von Sonntag auf Montag traten im Bereich des KLT's teils sehr starke Niederschläge meist in Form von Schnee auf. Die Niederschläge waren dabei schauerartig, was ein deutliches Zeichen für Konvektion ist. Die Konvektion hätte viel heftiger ausfallen können, trotz dem hohen Luftdruck am Boden, aber da die unteren Luftschichten aufgrund der kalten bodennahen Luftmasse viel zu kalt waren, beschränkte sich die Labilität im Anfangsstadium auf die Luftschicht zwischen etwa 1500m und 6000m. Im Verlauf der Entwicklung wurde im Bereich des Hochdruckgebietes der Gradientwind in der Höhe durch den KLT beeinflusst und mit Winddrehung auf West wurden etwas mildere und feuchtere Luftmassen vor allem in tieferen Luftschichten mit eingebracht. Damit arbeitete sich die Labilität in der Troposphäre nach unten. Es wurde noch labiler, was in der Nacht von Sonntag auf Montag örtlich sogar zur Gewitterauslöse reichte. So sind Meldungen bekannt geworden, wo im Bereich Wiesbaden kurze Gewitter mit Starkschneefall und recht viel Neuchnee in kurzer Zeit niedergegangen sind. Mit Einbezug der etwas wärmeren Luft fiel dann örtlich sogar Regen in die unterkühlte Grundschicht. Gefrierender Regen trat auf.
Auswirkungen auf den Flugsport:
Im Fall des vergangenen Wochenendes war die Entwicklung des KLT gemächlich vonstatten gegangen und zu keiner Zeit wäre eine Gefahr des KLT für den Flugsport entstanden. Vielmehr lieferte er (zunächst) die nötige Trockenlabilität um die Thermik im sich entwickelnden KLT durch die Hebung deutlich zu begüsntigen. Man sieht auch anhand der OLC-Flüge und Pilotenberichten, dass Arbeitshöhen zwischen 2400m und 2800m möglich waren. An nach Süd ausgerichteten Startplätzen die etwas tiefer lagen (Niedere, Bezau), konnte sich die Hangthermik aufgrund der Nähe zur stark ausgekühlen Grundschicht nicht so stark und hochreichend entwickeln wie an Südhängen, die deutlich über 2000m (Hochjoch, Schruns) hoch sind. Je höher der Startplatz, desto besser kann sich bei Trockenlabilität die Hangthermik entwickeln. Das Temperaturprofil war in der freien Atmosphäe mit 0.85 Grad je 100m zwischen 2000m und 3000m ideal dafür geeignet, um durch Hangauslöse verursachte kräftige Thermik an den Kämmen abreisen zu lassen und bis weit in die freie Atmosphäre aufsteigen zu lassen. Auf der zweiten Grafik ist zu erkennen, wie klein der "Hotspot" der tiefsten Temperatur und damit der Bereich der höchsten Labilität ist. Am Sonntag war dieser Bereich noch wesentlich kleiner und konzentrierte sich hauptsächlich auf den Bereich Westösterreich, Zentral- und Ostschweiz. Eine hochauflösende Karte zun Sonntag liegt mir hierzu liegt leider nicht vor.
Fazit:
Der letzte mir bekannte Fall mit sehr starker Winterthermik liegt bereits zwei Jahre zurück. Im Januar 2003 wurden bei einer ähnlich höhenkalten Wetterlage mit hoher Labilität im Tiroler Lechtal Steigwerte und Arbeitshöhen erreicht, wie sie an manchen guten Tagen im Frühjahr nicht erreicht werden. Damals gab es Pilotenberichte von 7m/sek. Gerätesteigen und Arbeitshöhen von über 3000m. Das Lechtal überhaupt ist bekannt für die Thermikbombe und nicht ganz makellos zu befliegen.
Die Labilität machts, aber nicht nur. Zusätzlich zur Labilität kann wie jetzt neuerlich gesehen ein unscheinbar daherwabernder Kaltlufttropfen mit Hebung aufgrund des "Tiefdrucks in der Höhe" erheblich zur thermischen Entwicklung beitragen. Die wirklich starken Tage mit Winterthermik sind aufgrund besonderer Labilitätsgüte möglich und nich alltäglich, wenngleich es besonders gute Fluggebiete für früh im Jahr nutzbare Hangthermik gibt.
Bei Fragen zu dem Artikel könnt Ihr Euch gerne an mich wenden.
Liebe Grüße
Stefan
http://www.gleitsegelwetter.de - Dem Wetter einen Schritt voraus
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