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Wenn der Hahn kräht auf dem Mist -
Auskunft über die Schichtungsarten bis in große Höhe erhält man vor allem über Radiosondenaufstiege. Die von ihnen übermittelten Daten (Druck, Temperatur, Feuchte beziehungsweise Taupunkt, Wind) werden als sogenannte Temps graphisch dargestellt. Es werden einfach die Meßwerte gegen die Höhe aufgetragen. Dies sind für Piloten sehr nützliche Informationen, die man über Fax oder PC vom Wetterdienst bekommen kann. Sofort fallen Inversionen und Isothermien (gleichbleibende Temperatur mit der Höhe) ins Auge. Auch Wolkenschichten sind sofort an der plötzlich zunehmenden Feuchte (gleich abnehmende Taupunktdifferenz) gut zu erkennen. Was man nicht auf den ersten Blick sieht, ist die Schichtungsart bei mit der Höhe abnehmender Temperatur. Um hier mehr Klarheit zu schaffen, erfand ein schlauer Kopf das Stüve-Diagramm (Ob das wohl der Herr Stüve war ?!?)(siehe Abb. 5) Bei diesem Diagramm sind, unter anderem, Adiabaten mit eingezeichnet, also die Temperaturkurven von aufsteigenden Luftpaketen. Ebenso gibt es Linien, die den Taupunktsverlauf einer aufsteigenden Luftmasse mit gleichbleibender absoluter Feuchte zeigen. Anhand der Lage der gemessenen Temperaturkurve gegenüber der Adiabate kann man sofort sehen, welche Art von Schichtung wir haben. Ist die aktuelle Temperaturkurve steiler als die Adiabate (ein aufsteigendes Luftpaket kühlt sich adiabatisch ab, die Umgebungsluft langsamer), so ist die Schichtung stabil. Liegen die beiden Kurven parallel zueinander, so haben wir einen neutralen Zustand. Bei labiler Schichtung müßte also das gemessene Temperaturprofil weniger stark ansteigen als das Adiabatenprofil. Im Stüve-Diagramm kann man auch sehr schnell ablesen, ab wann Wolkenbildung einsetzen wird, wie hoch sie reichen wird und ob mit Überentwicklung zu rechnen ist. Eine Luftmasse behält ihre Eigenschaften sehr lange bei, da sie nur von unten erwärmt wird. Ein morgens gemessener Temp wird also den Tag über seine Gültigkeit behalten, es sei denn, daß eine andere Luftmasse einströmt.
Gehen wir also davon aus, daß sich die Luft am Boden erwärmt. Die Trockenadiabaten sind im Stüvediagramm Geraden (1°C je 100 Meter). Mittels eines einfachen Lineals oder besser Geodreieckes simulieren wir die Erwärmung am Boden, indem wir die Kante parallel zu den Adiabaten verschieben. Trifft die von unserer Dreieckskante dargestellte Adiabate (die die Abkühlung eines aufsteigenden Luftpaketes mit der wärmeren Anfangstemperatur darstellt) auf die Temperaturkurve, so endet der Aufstieg, bevor Kondensation eintritt. Erst mit weiterer Erwärmung kann das Luftpaket die stabile Schichtung durchbrechen (oftmals eine nächtliche Inversion in Bodennähe) und weiter aufsteigen. Irgendwann wird unsere Adiabate die eingezeichnete Taupunktskurve, die vom Taupunkt am Boden ausgeht, treffen, die ja ebenfalls Bestandteil des Temps ist. Das ist dann der Kondensationspunkt. Wir müssen nur noch berechnen, wann der Boden diese Auslösetemperatur erreicht hat - ein hoffnungsloses Unterfangen, weil Vegetation, Neigung und der ganze Kram mit einbezogen werden müssen. Jeder Acker wird die Auslösetemperatur zu einem anderen Zeitpunkt erreichen. Von der Höhe des Kondensationsniveaus an ändert sich die Temperatur des Luftpaketes feuchtadiabatisch, wir haben die Basishöhe der ersten Wolken bestimmt. Verfolgen wir das aufsteigende Luftpaket weiter, verläuft die Temperaturänderung längs einer gekrümmten Kurve (Oh ja, auch die Gerade ist eine Kurve! Diese ... Mathematiker!). Das liegt daran, daß der adiabatische Temperaturgradient im gesättigten Zustand von der Temperatur abhängt. Trifft die Adiabatenkurve dann irgendwann auf die Temperaturkurve, so haben wir den Oberrand der Wolke erreicht. Andernfalls müssen wir mit sehr hochreichenden Wolken, Schauern und Gewittern rechnen, kurz mit Überentwicklung. Häufig muß hierzu wieder eine bestimmte Bodentemperatur erreicht werden. Weiter: Thermikvoraussetzungen |
