Thermik im Mikroraum

[luaas]

Hallo Thermikflieger,

bei meinen Internet-Recherchen rund ums Gleitsegelwetter bin ich auf einer englischen Seite auf einen interessanten Hinweis gestoßen. Es ging dabei allgemein um Thermik: Was und vor allem wo kann eine typische Thermikblase auslösen? Im speziellen ging es - und das war für mich das interessante - um die Frage von Hindernissen als Auslöser.

Beispielsweise sagt die Lehrbuchmeinung, dass Baumreihen, Häuser, Bahndämme o.ä. als Thermikauslöser dienen können. Begründet wird dies damit, dass die vom Boden erwärmte Luft an solchen Hindernissen zum Aufsteigen gezwungen wird, weshalb sich dort eine Blase vom Boden "ablösen" kann.

In dem englischen Thread wurde diese Theorie allerdings um eine für mich sehr interessante Komponente erweitert: Nicht das Hindernis selbst sei der Hauptauslöser (Bäume beispielsweise seien bei geringen Windgeschwindigkeiten viel zu durchlässig für die Luft, als dass diese sich wirklich zum Heben zwingen ließe), sondern die mit dem Hindernis verbundene Kaltluft am Boden: Im Schatten von Bäumen, auf der Nordseite von Bahndämmen, auf der sonnenabgewandten Seite von Häusern etc. hält sich ein Kaltluftsee. Erst wenn die warme Luft wie eine Mikrowarmfront auf diese kühlere Luft aufgleitet, wird sie sich vom Boden lösen und dann in der kühleren Luft über diesem Schattenfleck entsprechend schnell nach oben steigen.

Mir erscheint diese Theorie durchaus schlüssig und v.a. sehr interessant (auch wenn sie nicht als alleinige Erklärung für die thermischen Phänomene verstanden werden sollte!!). Ich erlebe immer wieder , dass sich in der Natur großräumige Phänomene i.d.R. auch im kleinen widerspiegeln. Warum also Thermik nicht auch wie das großräumige Wettergeschehen in Miniaturformat betrachten?

Über einem warmen Feld bildet sich ein Mikrohoch, im feuchten, kühlen Wald daneben ein Mikrotief. Dadurch kommt es zu Ausgleichbewegungen der Luft (lokaler Wind), d.h. die warme Luft im Mikrohoch fließt zum Mikrotief. An der Grenze von beiden bilden sich Fronten.

Auf Basis dieser Theorie gäbe es Thermik, die eher einen Warmfrontcharakter hat (breitflächig gleitet die warme Blase auf die Luft über kühlerem Untergrund auf). Aber auch Mikrokaltfronten sind vorstellbar, mit turbulenten und heftigen Luftbewegungen wie bei einem Gewitter...

Noch ein weiteres Phänomen ließe sich auf diese Weise deuten: Gegen mittag schläft die Thermik häufig etwas ein. Erklärt wird dies lehrbuchmäßig damit, dass durch die starke Konvektion mehr Wolken am Himmel stehen und somit die Sonneneinstrahlung behindern. (Der Sonnenscheiner hat dazu mal einen schönen Artikel geschrieben).

Auf Basis der Mikro-Theorie ist aber noch eine andere Lösung denkbar (gilt insbesondere, wenn wenig Wolken am Himmel sind): Wenn die Sonne mittags senkrecht vom Himmel scheint, sind die Schatten weg oder sehr kurz. Damit bilden sich im "Mikroraum" die Temperaturunterschiede weniger stark aus, es kommt gewissermaßen zu einer flacheren Druckverteilung und zu einem geringeren Ausgleich der Luftmassen und somit zu weniger Thermik.

Nun sind das alles doch sehr theoretische Überlegungen, die in der Praxis auch schwer nachprüfbar sind. Sehr häufig werden Makro-Einflüsse (überregionaler Wind, Wetter, Orographie etc.) diese Zusammenhänge bis zur Unkenntlichkeit überlagern und verchaotisieren.

Dennoch lohnt es sich m.E. für uns Gleitschirmflieger, die vom Verständnis kleinräumiger Thermik besonders profitieren, dieses Thema etwas eingehender zu betrachten. Wer also Material, Erfahrungen oder eigene Gedanken zu diesem Thema hat: her damit. Nur so können wir gemeinsam lernen, ein bisschen mehr von dieser unsichtbaren Materie zu verstehen, durch die wir uns so gerne fortbewegen.

Lucian

[sonnenscheiner]

AW: Thermik im Mikroraum

Hallo Lucian,

(danke für den gesendeten Link, werde ihn nachher ausprobieren)

auch ich finde solche theoretischen Gedankenmodelle sehr interessant!

In Deinen Überlegungen taucht der Wind nicht auf! Ich denke dass Hindernisse im Wind (Baumreihen, Häuser, Bahndämme o.ä.) die Ablösung der Warmluftschicht auslösen. An geneigten Hängen verursacht das hinaufkriechen der Warmluft auch einen leichten Wind.
Daher würde ich zZt nicht soweit gehen und mit Mikrofronten argumentieren (gibts aber bei Wolkenschatten und an der Schneegrenze).

Ich denke, dass (im Flachland) bei absolut Nullwind solch kleine Störungen in der Grundschicht (Baumreihen, Häuser) kaum ausschlaggebend für die Ablösung sind (vielleicht wenn weit und breit keine andere Auslösestelle sich anbietet = Wüste/Salzsee oder so).


Zitat: Ich erlebe immer wieder , dass sich in der Natur großräumige Phänomene i.d.R. auch im kleinen widerspiegeln

Da gebe ich Dir absolut recht, das verblüfft mich auch immer wieder!! (Bin seit einiger Zeit am Überlegen ob Super-Gewitter-zellen und mit-dem-Wind-mitwandernde-Thermikbärte nicht auf dem selben Prinzip beruhen - zu solchen Gewittern kann Stefan sicher geneueres schreiben - ich schlafe bei Gewittern wunderbahr und jage sie nicht )

In dem Gleitschirm-Artikel über die Mittagspause hab ich etwas vereinfachen müssen (wollte den Low Level Jet nicht auch noch reinbringen). Aber bei uns im Mittelgebirge ist das ein fast regelmäßiger Effekt den ich mittlerweile auch in meine Startentscheidung/Windbeurteilung an bestimmten Tagen einfließen lasse. Übrigens bei uns mit der Abschwächung des Grundwindes auch eine leichte, aber mitunter entscheidende, Winddrehung verbunden (ablenkung der Bodenreibung ist vormittags abgeschwächt durch die Reste der Bodeninversion).

Mal schauen was sonst noch für Gedanken kommen.

Gruß Volker

[Cumulos]

AW: Thermik im Mikroraum

.
Sehr interessanter Beitrag!

Wahrscheinlich ist es wie so oft in der Natur, daß beide Erscheinungen gleichzeitig auftreten.

Zum Thema Mittagszeit-Thermik kann ich noch folgendes beitragen:
An Bergen tritt häufig zu einer bestimmten Tageszeit so gg. Mittag eine Umschichtung der Thermiksituation auf.
Dies ist mit dem Tagesgang der Sonne leicht erklärbar.
Während der Umschichtphase ist ein Thermikeinstieg zum Hochkommen häufig kritisch, da weder die eine noch
andere Seite genug Dynamik entwickelt.

Grüße, Roland
.

[Stefan Hörmann]

AW: Thermik im Mikroraum

bei meinen Internet-Recherchen rund ums Gleitsegelwetter

Hmmm, www.gleitsegelwetter.de? Kann net sein, wird gerade erst neu aufgelegt und kommt wieder.

Mir erscheint diese Theorie durchaus schlüssig und v.a. sehr interessant (auch wenn sie nicht als alleinige Erklärung für die thermischen Phänomene verstanden werden sollte!!). Ich erlebe immer wieder , dass sich in der Natur großräumige Phänomene i.d.R. auch im kleinen widerspiegeln. Warum also Thermik nicht auch wie das großräumige Wettergeschehen in Miniaturformat betrachten?

Über einem warmen Feld bildet sich ein Mikrohoch, im feuchten, kühlen Wald daneben ein Mikrotief. Dadurch kommt es zu Ausgleichbewegungen der Luft (lokaler Wind), d.h. die warme Luft im Mikrohoch fließt zum Mikrotief. An der Grenze von beiden bilden sich Fronten.

Das ist absolut richtig, und auch schon länger bekannt. Wir hatten letztes Jahr im Forum das Thema schon einmal eindringlich behandelt und es wurde dort in einem langen Thread sehr viel Wisssen über die Thermikentwicklung und deren Auslösung zusammengetragen. Vielleicht sich einfach mal der Suchfunktion bedienen.

Allerdings muss man bisschen unterscheiden. Die Thermikentwicklung mit dem Auslöseprozess in den Bergen funktioniert anders als im Flachland, da dort die Orographie anderen Bedingungen schafft. Ein Beispiel ist da die Hangthermik, die schon sehr früh am Tag auf der Einstrahlungsseite entsteht. Im Flachland gibt es das nicht. Dort muss zuerst die bodennahe Luftschicht soweit aufgeheizt werden, damit wir einen sauberen Temperaturgradient von 1K haben, damit sich später Warmluftblasen auf den Weg zur Inversion machen können. Entsprechend sind auch die Auslösezeiten im Gebirge teilweise bis zu zwei Stunden zeitiger als im Flachland. Ausgenommen Mittelgebirge, hier bekommt dann die Orographie wieder entscheidenden Einfluss.

Hier greift die von Dir aufgegriffene Theorie mit der unter die Warmluftblase wandernde Kaltluftmasse. Ein am Boden haftendes Warmluftpaket hat aufgrund der geringeren Dichte gegenüber der Umgebungsluft den Drang aufzusteigen. Mit der wabernden Aufwärtbewegung - die Blase reisst noch nicht gleich bei der ersten geringer Aufwärtbewegung ab - wird am Rande der Warmluftblase durch Absinkvorgänge trockene und kühlere Luft in Bodennähe gebracht. Sie wird schlussendlich nach und nach ins Steigzentrum befördert und so wird das Warmluftpaket von Boden abgekoppelt; durch die Kaltluft abgeschnürt. Nun kommt es darauf an, wie hoch der Temperaturvorsprung des Warmluftpaketes gegenüber der Umgebungsluft ist.

Der Vergleich mit dem Wald funktioniert hier sehr gut, da aus den Wäldern immer Kaltluft (die zudem noch feucht ist) ausströmt und bodennah vorhandene Warmluftpakete zur Auslösung gebracht werden können. Das Bodentief und Bodenhoch funktioniert hier sehr gut, bleibt allerdings zumeist auf die Grundschicht beschränkt. Die Grundschicht geht vom Boden bis etwa 1500m.

Auf Basis dieser Theorie gäbe es Thermik, die eher einen Warmfrontcharakter hat (breitflächig gleitet die warme Blase auf die Luft über kühlerem Untergrund auf). Aber auch Mikrokaltfronten sind vorstellbar, mit turbulenten und heftigen Luftbewegungen wie bei einem Gewitter...

Bei der Physik der Atmosphäre - die unser Wetter beschreibt - herrschen Gesetzmässigenkeiten, die im Medium Luft zu einem gewissen Teil im Großen wie auch im Kleinen funktionieren. Allerdings fehlen in unserer mikroklimatischen Umgebung wichtige Element die uns ausreichend Volumen zu Verfügung stellen.

W0asserdampf, neben Luft überhaupt das wichtigste Element das wir benötigen, damit es in der Troposphäre zu thermischen Luftmassenumlagerungen kommen kann und damit Fronten entstehen können, brauchen wir Konvektion die durch Luftmassenadvektion entsteht. Keine lokale und eng begrenzte Trockenkonvektion, wie wir sie bei der Thermik vorfinden, sondern Feuchtekonvektion. Ohne Feuchtekonvektion würde es kaum zur Entwicklung von Tiefdruckgebieten kommen können.

Es funktioniert sehr viel im Kleinen, das auch im Großen funktioniert. Die Steigerung von Thermik mit der Trockenkonvektion wäre das Luftmassengewitter mit der Feuchtekonvektion und die Steigerung hiervon wäre dann das Tiefdruckgebiet.

Feuchtekonvektion und Trockenkonvektion. Jetzt habe ich wieder etwas angestellt. Nagut....

Feuchtekonvektion:

Unter Feuchtekonvektion versteht mal den vertikalen Luftmassenaustausch, wobei der Aufwind allein durch die durch Kondensationswärme freiwerdende Energie am Leben gehalten werden kann. Wir benötigen keine Einstrahlung der Sonne damit der Aufwind bestehen kann. Das absolut wichtigste Element ist das Wasser. Je feuchter, desto besser. Je feuchter die Luft, desto mehr potentielle Energie ist latent vorhanden, die bei der Kondensation frei wird. Je wärmer das Luftpaket zur Umgebungstemperatur, desto kräftiger sind die Vertikalgeschwindigkeiten, Je nach Auslösehöhe zur Feuchtekonvektion, beträgt der Temperaturgradient innerhalb der Feuchtekonvektion unterschiedliche Werte. In Bodennähe beträgt er etwa 0.65K.

Trockenkonvektion:

Mit Trockenkonvektion wird der Vorgang beschrieben, bei dem ein Luftpaket ohne Kondensationsvorgänge aufzusteigen vermag. Ein aufsteigendes Luftpaket kühlt sich dadurch nicht um 0.65K ab, sondern gleich um 1K. Da dieses Luftpaket schneller abkühlt als das bei der Feuchtekonvektion, reicht Trockenkonvektion auch nur unter bestimmten Bedingungen sehr hoch. -> Trockenlabil. Trockenkonvektion kommt typischerweise nur bei Einstrahlung in der thermisch Aktiven Zeit zustande, also zwischen Mitte/Ende März und Mitte/Ende September.

Nun kann es aber auch zu einem fliessenden Prozess kommen, in dem sich aus der Trockenkonvekttion heraus Feuchtekonvektion entwickelt. Dazu benötigen wird an einem thermischen Tag die Zufuhr (Advektion) von feuchteren Luftmassen, die entsprechend labil sind. Den fliessende Übergang von Trocken- zu Feuchtekonvektion kann man im Sommerhalbjahr als "Überentwicklung" bezeichnen.

Dies zeigt, dass es nie "den" Ist-Zustand gibt. Die Atmosphäre ist in jedem noch so kleinen Zeitfenster ständigen Veränderungen unterworfen, denen der Pilot ausgesetzt ist bzw. die er zu seinen Gunsten ausnutzen will/möchte.

Noch ein weiteres Phänomen ließe sich auf diese Weise deuten: Gegen mittag schläft die Thermik häufig etwas ein. Erklärt wird dies lehrbuchmäßig damit, dass durch die starke Konvektion mehr Wolken am Himmel stehen und somit die Sonneneinstrahlung behindern. (Der Sonnenscheiner hat dazu mal einen schönen Artikel geschrieben).

Nun, das ist ein Aspekt. Ein weiterer Aspekt ist der, dass in den Bergen in den oberen Luftschichten schon früh am Tag die thermische Zirkulation einsetzt, während der Talsockel noch mit dicker, kalter und dichter Kaltluft gefüllt ist. Während auf den Bergen schon Hangthermik auftritt, braucht die Sonne erheblich länge, um die Talluft soweit aufzuheizen, damit die Inversion weggeheizt ist. Ist dies der Fall, bricht die thermische Zirkulation für kurze Zeit zusammen.

Ursache hierführ ist wahrscheinlich die, dass plötzlich das obere Windsystem durch das sich einstellende thermische Talwindsystem zusammenbricht und nun plötzlich sehr viel mehr Luftmasse zur Verfügung steht, das erwärmt werden will. Das dauert seine Zeit und so erkläre u.a. mit diesem Aspekt die Thermikpause um die Mittagszeit. Sicherlich spielt hier dann auch noch die Bewölkung stark mit herein.

Auf Basis der Mikro-Theorie ist aber noch eine andere Lösung denkbar (gilt insbesondere, wenn wenig Wolken am Himmel sind): Wenn die Sonne mittags senkrecht vom Himmel scheint, sind die Schatten weg oder sehr kurz. Damit bilden sich im "Mikroraum" die Temperaturunterschiede weniger stark aus, es kommt gewissermaßen zu einer flacheren Druckverteilung und zu einem geringeren Ausgleich der Luftmassen und somit zu weniger Thermik.

Das kommt so nicht zustande. Denn hier kommt das alpenländische Hitzetief zum Einsatz, das in der thermisch aktiven Jahreszeit an jedem Tag mit ausreichender Einstrahlung vorhanden ist, und das nicht zu knapp. Es entsteht ein grossräumiger Druckgradient im Bereich des Hitzetiefs. Er ist in und an den Alpen vorhanden und beeinflusst das Windsystem noch 50km weit weg von den Alpen erheblich. Das Hitzetief hat typischerweise zwei bis drei Zentren. Eines liegt in den Ostalpen im Bereich des Pinzgaus. Nach Westen zu entwickelt sich der Teilkern gerne im Bereich der Ötztaler Alpen/Landeck/Arlberg und in der Schweiz ist es das Engadin. Dieses Tiefdruckzentrum ist übrigens der Auslöser für den Bayerischen Wind.

Nun sind das alles doch sehr theoretische Überlegungen, die in der Praxis auch schwer nachprüfbar sind. Sehr häufig werden Makro-Einflüsse (überregionaler Wind, Wetter, Orographie etc.) diese Zusammenhänge bis zur Unkenntlichkeit überlagern und verchaotisieren.

In der Präxis sind die Theorien durch viel Beobachtung wiederleg- oder beweisbar. Ich habe meinen Spass daran, denn es mein Hobby seit ich denken kann und die vielen Aha-Effekte fixen mich immer wieder an, am Ball zu bleiben. :-)

Dennoch lohnt es sich m.E. für uns Gleitschirmflieger, die vom Verständnis kleinräumiger Thermik besonders profitieren, dieses Thema etwas eingehender zu betrachten. Wer also Material, Erfahrungen oder eigene Gedanken zu diesem Thema hat: her damit. Nur so können wir gemeinsam lernen, ein bisschen mehr von dieser unsichtbaren Materie zu verstehen, durch die wir uns so gerne fortbewegen.

Ja, such einfach mal das Forum ab, da findest Du sicherlich noch weitere Infos dazu. Ich hoffe, ich hab jetzt nicht zuviel geschrieben - ich weiss, das kann ich gut - und die Leute haben zu gemacht.

tschüssle
Stefan

http://www.gleitsegelwetter.de - Gleitsegelwetter Flugwetter Service

[Michael Bauer]

AW: Thermik im Mikroraum

Hallo zusammen!

Auch ich fand den Beitrag interessant, weiß aber über Thermik zu wenig, als dass ich fundiert mitreden könnte. Mich bringt der Text zu der Frage, wieviel von dem, was man in Büchern über Thermik-Entwicklung nachlesen kann, gesammelte Vermutungen sind und wieviel tatsächlich physikalisch fundiert ist. Kennt sich da jemand aus?

Ich stutze nämlich immer an der selben Stelle: Auf günstigem Untergrund erwärmt sich die Luft und es bildet sich eine sogenannte "Thermikblase", die angeblich durch "Adhäsionskräfte" am Aufsteigen gehindert wird. Erst ein "Auslöseimpuls" bewirkt die "Ablösung". Keine Frage: Da steckt viel Erfahrung drin. Auch ich habe in meiner kurzen Gleitschirmkarriere erfahren dürfen, wie sich die Luft über einer Wiese anfühlt, wo ein Bauer gerade das Heu wendet. Aber kann mir irgendjemand erklären, was das für rätselhafte Kräfte sein sollen, die die warme Luft festhalten? "Adhäsionskräfte" wie diejenigen zwischen Wasser und Glaskapillare sind's jedenfalls ganz sicher nicht!

Michel

[luaas]

AW: Thermik im Mikroraum

In Deinen Überlegungen taucht der Wind nicht auf! Ich denke dass Hindernisse im Wind (Baumreihen, Häuser, Bahndämme o.ä.) die Ablösung der Warmluftschicht auslösen. An geneigten Hängen verursacht das hinaufkriechen der Warmluft auch einen leichten Wind.
Daher würde ich zZt nicht soweit gehen und mit Mikrofronten argumentieren (gibts aber bei Wolkenschatten und an der Schneegrenze).

Bei (stärkerem) Wind überlagern sich die verschiedenen Effekte sicherlich. Aber trägt der Wind nicht auch dazu bei, dass die warme Luft besser auf die kalte beim Hindernis (Baumschatten) aufgleiten kann? Und was ist bei relativ ruhigen Bedingungen? Auch da stehen die Bärte häufig an solchen Hindernissen an. Wenn dann die Ablösung kommt, gibt es natürlich spürbaren Wind. Aber was war zuerst da?

In dem Gleitschirm-Artikel über die Mittagspause hab ich etwas vereinfachen müssen (wollte den Low Level Jet nicht auch noch reinbringen). Aber bei uns im Mittelgebirge ist das ein fast regelmäßiger Effekt den ich mittlerweile auch in meine Startentscheidung/Windbeurteilung an bestimmten Tagen einfließen lasse. Übrigens bei uns mit der Abschwächung des Grundwindes auch eine leichte, aber mitunter entscheidende, Winddrehung verbunden (ablenkung der Bodenreibung ist vormittags abgeschwächt durch die Reste der Bodeninversion).

Auch ein interessantes Thema. Wobei der LLJ aus thermischer Sicht ja wohl eher störenden Charakter haben dürfte und das Starten zu Thermikflügen in Mittelgebirgen eh erst Sinn macht, wenn die Inversion aufgebrochen ist, oder?

Lucian

[Stefan Hörmann]

AW: Thermik im Mikroraum

Hallo Volker,

In Deinen Überlegungen taucht der Wind nicht auf! Ich denke dass Hindernisse im Wind (Baumreihen, Häuser, Bahndämme o.ä.) die Ablösung der Warmluftschicht auslösen. An geneigten Hängen verursacht das hinaufkriechen der Warmluft auch einen leichten Wind.
Daher würde ich zZt nicht soweit gehen und mit Mikrofronten argumentieren (gibts aber bei Wolkenschatten und an der Schneegrenze).

Nein, des sind gewiss keine Microfronten, denn es fehlt da einfach die nötige latent vorhandene Energie in Forum von Wasserdampf. Wenn wir hier anstatt von Fronten, von Luftmassen reden, sind wir sehr nahe an der Realität und es stellen sich im Kleinen wunderbare Prozesse ein die wir auch im Grossen schon oft gesehen und erlebt haben.

Ich denke, dass (im Flachland) bei absolut Nullwind solch kleine Störungen in der Grundschicht (Baumreihen, Häuser) kaum ausschlaggebend für die Ablösung sind (vielleicht wenn weit und breit keine andere Auslösestelle sich anbietet = Wüste/Salzsee oder so).

Man darf den Einfluss net ganz vernachlässigen. Denn neben der Kaltluft die der Wald selbst durch Verdunstung des UNtergrundes verursacht, spielt auch die Verdunstung durch die Pflanze eine wichtige Rolle. Sie verhindert, dass sich die "Oberfläche" des Waldes ausreichend erwärmen kann. Der Kaltluftsee mit dem Abwindfeld über dem Wald ist ein häufig beobachter Zustand der Flachlandfliegerei. Im Winter allerdings wenn alles mit Schnee zugeschüttet ist, bildet ein trockener Wald richtig geile Bedingungen für feinde Hangthermik an Südseiten, da die Einstrahlung durch Rückstrahlung am Schnee den Wald "zum glühen" bringt.

Da gebe ich Dir absolut recht, das verblüfft mich auch immer wieder!! (Bin seit einiger Zeit am Überlegen ob Super-Gewitter-zellen und mit-dem-Wind-mitwandernde-Thermikbärte nicht auf dem selben Prinzip beruhen - zu solchen Gewittern kann Stefan sicher geneueres schreiben - ich schlafe bei Gewittern wunderbahr und jage sie nicht

Leider war die Gewittersaison für mich wenig ergiebig und Superzellen konnte ich nicht eine einzige einfangen. Das letzte Jahr war einfach zu gut. Da blieb Zeit, mich mit der Struktur von Gewittern zu befassen und eben auch Vergleiche mit den Vorgängen in unserer Thermik anzustellen. Wenn ich Thermik mit einem Gewitter vergleich, so gibt es sehr viele Parallelen. Allerdings sind die Vorgänge in Gewittern bei Feuchtekonvektion nicht mehr mit denen bei der Thermik (Trockenkonvektion) zu vergleichen, da dort plötzlich viel mehr latent vorhandene Energie freigesetzt wird, was zu viel heftigeren Atmosphärenerscheinungen führt die wir uns in unserer Thermik nicht vorstellen können.

Was allerdings immer sehr gut funktioniert, ist die Beobachtung von Cumuluswolken, die sich über sehr hohe vertikale Distanzen erstrecken und die horizontal kaum breiter sind wie Schönwetter-Cumuli. Diese hochaufschießenden Cumuluswolken werden auch TCU (Towering CUmulus) genannt. Wenn man sich dort die Luftbewegungen und die Umlagerungenen der Luftmasse anschaut, kann man sich sehr gut einen Thermikbart vorstellen und welche Vorgänge dort stattfinden.

tschüssle
Stefan

[sonnenscheiner]

AW: Thermik im Mikroraum

Auch ein interessantes Thema. Wobei der LLJ aus thermischer Sicht ja wohl eher störenden Charakter haben dürfte und das Starten zu Thermikflügen in Mittelgebirgen eh erst Sinn macht, wenn die Inversion aufgebrochen ist, oder?

Bei den 50-200m Mittelgebirgs-Hügeln braucht es schon einen Grundwind, der wenigstens ein paar Soaringschleifen ermöglicht um Thermik zu finden. Und bricht dieser Wind mittags (vorübergehend) ein, so ist der Thermikeinstieg Glückssache. An schwachwindtagen ist kurz vor der Thermikpause die beste Zeit zum Starten, und wenn man die ersten 200m überhöht hat, ists meist recht nleicht oben zu bleiben.

Ich versuch mal eine Grafik anzuhängen( von www.ultraleicht.de - Kassel-Calden), die den angesprochenen Windverlauf zeigt (die oberste Kurve zeigt nur die reine Windgeschwindigkeit. Man sieht deutlich den Einbruch mittags)

[luaas]

AW: Thermik im Mikroraum

An schwachwindtagen ist kurz vor der Thermikpause die beste Zeit zum Starten, und wenn man die ersten 200m überhöht hat, ists meist recht nleicht oben zu bleiben.

Hallo Volker,

das klint für mich widersprüchlich. Warum ist es recht leicht oben zu bleiben, wenn ich kurz vor der Thermikpause starte, d.h. wenig später bei Thermikpause (also ohne Steigen) in der Luft hänge?

Und was den Windverlauf und den Einbruch am Mittag betrifft: Hat das wirklich was mit dem Lowleveljet zu tun? Der LLJ bläst doch "über" einer Inversion und dort stärker, weil er keinen "Bodenkontakt" hat. Innerhalb der Bodeninversion gibt es ja so gut wie keinen Wind. Das heißt doch (auch gerade für KS-Calden, der ja als Flughafen nicht unten im Tal liegt sondern eher auf einer Art mittelgebirgigen Hochebene), dass bei stärkerem Wind am vormittag dort am Boden schon keine Inversion mehr sein kann, die dann mittags aufbricht und den Wind abbremsen würde.

Ist es nicht vielleicht so - um nochmal die Frage der Mikrothermik aufzuwerfen - dass sich mittags bei senkrechter Sonneneinstrahlung über den betonierten Flächen und dem kurzgeschorenen Rasen ein großflächiges "Mikrohoch" aufbaut, dass den Fluss der Luftmassen dort bremst?

Lucian

[manfred.ullrich]

AW: Thermik im Mikroraum

Ist es nicht vielleicht so - um nochmal die Frage der Mikrothermik aufzuwerfen - dass sich mittags bei senkrechter Sonneneinstrahlung über den betonierten Flächen und dem kurzgeschorenen Rasen ein großflächiges "Mikrohoch" aufbaut, dass den Fluss der Luftmassen dort bremst?

Lucian

Hallo Lucian,

wieso Mikrohoch, ich meine, es ist ein Mikrotief, das sich dadurch ergibt, dass wenn oberhalb
der erwärmten Luftblase der Luftdruck in der Horizontalen (auch über die Luftblase hinaus) gleich
ist, in der Luftblase nach unten der Druck weniger zunimmt als nebendran. Und somit ist unten
am Boden der Luftdruck geringer in der Blase.

Gruß, Manfred

[luaas]

AW: Thermik im Mikroraum

wieso Mikrohoch, ich meine, es ist ein Mikrotief ...,

Hallo Manfred,

Du hast natürlich recht, sollte - wenn es das denn gibt - ein Mikrotief darstellen

Lucian

[sonnenscheiner]

AW: Thermik im Mikroraum

hi luaas,

>Warum ist es recht leicht oben zu bleiben, wenn ich kurz vor der
>Thermikpause starte, d.h. wenig später bei Thermikpause (also ohne Steigen) in >der Luft hänge?

Ein Hauptpunkt ist im Mittelgebirge (sehr wenig Höhendifferenz: 50-200m) fast immer der "Grundwind" neben den Ablösungen. Schwächt es sich (an einem Schwachwindtag) ab, ist der Thermikeinstieg deutlich unsicherer. Hat man sich aber schon einige Überhöhung herausgearbeitet ist der Soaringfaktor beim Obenbleiben nur noch gering. Außerdem ist Thermik mit jedem Meter mehr Höhe über Grund besser nutzbar -und das zusammen machts halt oft aus.


>Und was den Windverlauf und den Einbruch am Mittag betrifft: Hat das
>wirklich was mit dem Lowleveljet zu tun? Der LLJ bläst doch "über" einer Inversion und dort stärker, weil er keinen "Bodenkontakt" hat.

Mit dem LLJ bin ich mir sicher. Die Windgrafik von KS-Calden nehme ich, da wir am Berg keine Station haben.
Prinzipiell ist Dein Gedanke schon richtig, aber ich glaube, dass neben restlichen Kaltluftseen auch die Massenträgheit der Luft (1m3=1,2 Kg - das summiert sich ganz schön!!) dafür sorgt, dass in der Übergangszeit bis zur vollständigen thermischen Durchmischung der LLJ auch noch Einfluß auf die Anfangszeit der "normalen" Thermikzeit hat. Wir müssen halt bedenken, dass es um Windeffekte von nur 5-15 km/h geht!

>großflächiges "Mikrohoch" aufbaut, dass den Fluss der Luftmassen dort bremst?

Mit dem "großflächigen Mikrohoch" bzw -tief kann ich mich eigentlich nicht anfreunden... Die bodennahe Schicht (auch wenn sie homogen ist u. gleichmäßig erwärmt wird) wird sich in in einzelnen Zellen erwärmen (kochendes Wasser blubbt auch nicht im ganzen, sondern nur in "Ablösungen"). Siehe dazu auch eine Grafik, die ich in einer älteren Diskussion geposteh hatte (die alte Antwort ist auch noch drauf): http://www.thermikwetter.com/downloa...Forumfrage.jpg

Letztendlich sind wir damals auch zu einem Punkt gekommen, an dem man "glauben" muss.

Gruß Volker

[flugmotte]

AW: Thermik im Mikroraum

Hallo zusammen!
Ich stutze nämlich immer an der selben Stelle: Auf günstigem Untergrund erwärmt sich die Luft und es bildet sich eine sogenannte "Thermikblase", die angeblich durch "Adhäsionskräfte" am Aufsteigen gehindert wird. Erst ein "Auslöseimpuls" bewirkt die "Ablösung".
Aber kann mir irgendjemand erklären, was das für rätselhafte Kräfte sein sollen, die die warme Luft festhalten? "Adhäsionskräfte" wie diejenigen zwischen Wasser und Glaskapillare sind's jedenfalls ganz sicher nicht!
Michel

Hy Michael,

ich finde das Thema auch interessant, die ausführungen der Wetterexperten sind mir etwas zu hoch.

Dein "stutzen" finde ich ausgesprochen verständlich.
Hier http://www.shv-fsvl.ch/d/wetter/archiv/0501.htm ists nett illustriert.
Die Linien sind wohl Linien gleicher Temperatur, wie Höhenlinien auf 'ner Karte.
Die gezeichnete Blase "klebt" nicht durch Adhäsionskräfte am Boden fest und ich denke das sie abreißt weil sie schneller steigt, nicht umgekehrt. Das heißt, das die "Ablösung" ein Symptom ist für die aufsteigende Luft, wenn mans wörtlich nimmt, oder? ( Oder "Gibt es Bärte die am Boden beginnen?" Ist'n Dustdevil was ganz anderes? Gibt es rotierende und nicht rotierende Bärte?, Ist die Drehrichtung auch hier stärker durch die Initialprozesse und die Umgebung etc. begründet und nicht durch coriolis-kräfte wie auch beim Abflußstrudel?)

Störimpulse ermöglichen größere Temperaturdifferenzen an einer Grenzfläche. Dorthin beschleunigt sich die bewegung. Turbulenzen entstehen ziehen wieder stärkere Luftbewegungen nach sich, der Konvektionsmotor wird angeschmissen, wenn ich's richtig verstehe. In der Natur wird sicher irgendwann eine Störung eintreten, die dann den Prozess auslöst. Daher bewirkt ein Auslöseimpuls das stärkere, merkliche aufsteigen der Luftmassen, verglichen zum aufsteigen in absolut ruhiger Umgebungsluft.
(Leider wird nicht überall besonders auf die überhitzte Luft in der Blase hingewiesen. Bei den Ablösungen denke ich auch an Kondenationskeime und Blasenkammer)

Hätt' ich früher mit der fliegerei angefangen, hätt' ich mich vielleicht doch mal mit edn unangenehmen, weil komplizierten Themen hydrodynamik, turbulenzen und chaos(hier hat mans doch bestimmt mit nichtlinearitäten zu tun) beschäftigt und wüßt nun mehr.

Uli


Auch nett: hier das mikrotief einer starken Blase als Auslöser eines dustdevils:

http://www.top-wetter.de/themen/staubteufel.htm

[luaas]

AW: Thermik im Mikroraum

Die gezeichnete Blase "klebt" nicht durch Adhäsionskräfte am Boden fest und ich denke das sie abreißt weil sie schneller steigt, nicht umgekehrt. Das heißt, das die "Ablösung" ein Symptom ist für die aufsteigende Luft, wenn mans wörtlich nimmt, oder?

Hallo Uli,
wahrscheinlich liegt die Wahrheit mal wieder irgendwo in der Mitte. Was war zuerst da, die Henne oder das Ei?

Thermik ist immer (!) ein chaotischer Prozess, v.a. in den entscheidenden Randbereichen verschieden warmer Luftmassen. Luft klebt nicht durch Adhäsionskräfte am Boden fest, sondern durch das eigene Gewicht. Sie wird erst aufsteigen können, wenn etwas schwereres (=kühlere Luft) ihren Platz einnehmen kann (Thermik hinterlässt niemals ein Vakuum!). Darum brauche ich neben einer Quelle warmer Luft für meine Blase auch immer eine Masse kühlerer Luft, quasi als Lückenfüller.

Fakt ist: Eine abgerissene Blase kann schneller steigen als der noch intakte Schlauch. Das beruht darauf, dass die abgeschnürte Blase einfacher = schneller von kühlerer Luft umflossen werden kann und zudem nur die warme Luft intern "rotieren" lässt (vgl. Wirbelring). Da ist dann weniger Masse in Bewegung.

Der intakte Thermikschlauch hingegen, der sich nach oben hin ausdehnt, "saugt" von unten her noch warme Luft nach. Da am Boden der Thermikquelle die Temperaturunterschiede nicht so groß sind, laufen die dafür notwendigen chaotischen Diffusionsprozesse langsamer ab und verteilen sich auf mehr Masse, wodurch alles etwas träger wird.

Damit der Schlauch irgendwo überm Boden "abreißt" und zur Blase wird, muss der Zustrom kühler Luft aus der Umgebung schneller bzw. massiger sein als der von warmer Luft aus dem warmen Bodenpolster. Das bedeutet: Der Schlauch reißt nicht allein deswegen ab, weil er steigt, sondern auch, weil kalte Luft ihm den Nachschub abschneidet. Und mit dem kalten Polster unterm Hintern ändern sich sofort die Strömungsverhältnisse um die Blase.

Eine Störung (wodurch auch immer hervorgerufen), kann diese Prozesse beschleunigen.

Störimpulse ermöglichen größere Temperaturdifferenzen an einer Grenzfläche. Dorthin beschleunigt sich die bewegung. Turbulenzen entstehen ziehen wieder stärkere Luftbewegungen nach sich, der Konvektionsmotor wird angeschmissen, wenn ich's richtig verstehe.

Es sind nicht die Störimpulse, die größere Temperaturdifferenzen an einer Grenzfläche ermöglichen! Denn die Temperaturdifferenzen werden allein von der Sonneneinstrahlung und dem Untergrund bestimmt. Störimpulse können allerdings die Grenzfläche zwischen zwei unterschiedlich temperierten Luftmassen vergrößern, zum Beispiel wenn der Wind ein warmes Luftpaket am Boden gegen ein kaltes drückt, so dass es darauf aufgleitet. Dadurch wird der Turbo im Konvektionsmotor angeschmissen.

Sind die Störimpulse allerdings zu stark (z.B. starker Bodenwind), kommt es an den Grenzflächen zu schnell zu einer chaotischen Durchmischung. Dadurch können sich gar nicht die Temperaturdifferenzen aufbauen, die für eine gute Thermik nötig wären.

Lucian