Podcasts about luftmassen

«Der April macht, was er will.» Dies ist wahrscheinlich eine der bekanntesten Redewendungen. Und tatsächlich passt sie recht gut zu unserem Frühlingswetter. Im Frühling und speziell im April sind wird in der Übergangsphase zwischen dem Winter und dem Sommer. Die Sonneneinstrahlung wird rasch stärker und kann den Boden und die unteren Luftschichten schon stark aufwärmen. Gleichzeitig sind die kalten Luftmassen aber noch relativ nah. Aufgrund dieser grossen Temperaturunterschiede kann das Wetter innerhalb eines Tages, aber auch innerhalb des Aprils stark variieren.

Das Ziel der alpinen Ski-WM in Saalbach in Österreich liegt auf nur gerade 1000 Meter über Meer. Wieso liegt dort Schnee, während unsere Skigebiete in ähnlicher Höhe oft mit Schneemangel kämpfen? In der Schweiz sorgen maritime Luftmassen auch im Winter manchmal für Wärmeeinbrüche. Das Klima in Österreich ist kontinentaler geprägt, man liegt etwas näher an der Kaltluft über Sibirien. Als Faustregel gilt, pro 100 km weiter östlich wird es im Winter im Mittel um 0.6 bis 1 Grad kälter. In Saalbach im Salzburgerland ist es im Januar etwa 2.5 Grad kälter als in Engelberg auf etwa gleicher Höhe.

Gehörst Du zu den Mutigen, die schon mal mit einem Gleitschirm geflogen sind? Ich habe nur schon gehört, dass es ein gewaltiges Erlebnis sein muss. Ich weiss nicht, ob ich den Mut hätte, falls sich mir die Gelegenheit böte, dies auszuprobieren. Was ich aber meine verstanden zu haben ist, dass es für einen guten Flug Kenntnisse über die aktuellen thermischen Bedingungen braucht. Damit meine ich, wo gewisse Luftmassen wie aktiv sind. Kalte und warme Luft bewirken ja einiges, wenn sie aufeinander treffen und je nach Temperaturunterschiede in den Luftmassen, kann dies zu heftigen Wetterverhältnissen oder -phänomenen führen. Wer dann also fliegt, vertraut sich in einer gewissen Weise diese Naturgegebenheiten an. Ist man in der Luft, hilft nur noch Vertrauen, dass es gut kommt und die Einschätzung vor dem Flug korrekt war. Bist Du mit Menschen, denen Du Vertrauen schenkst ähnlich vorsichtig? Hast Vertrauen in einen guten Gott? Weshalb oder weshalb nicht? Ich wünsche Dir einen aussergewöhnlichen Tag!

Im Rahmen der Forschungskampagne PHILEAS untersucht das Forschungsflugzeug HALO den Transport verschmutzer Luftmassen über dem Pazifik. Deren Einfluss reicht sogar bis zu uns nach Europa. Wir sprechen über die Forschung mit Peter Hoor, dem Leiter der Gruppe für Flugzeugmessungen am Mainzer Institut für Physik der Atmosphäre, Martin Riese, dem Direktor des Jülicher Instituts für Stratosphäre und Thomas Sprünken vom Projektmanagement Flugexperimente (DLR).

Kennen wir alle: Top motiviert in die Fahrradtour und dann ständig Gegenwind. Nervig! Aber: Auf dem Heimweg gehts ja leichter: Rückenwind! Denkste, denkt der Wind und dreht sich. Dann heißt es weiter abstrampeln. Wieso tut der Wind das? Klären wir.mit RykeDirekter Link zur Audiodatei

Richtig viel Neuschnee gibt es im Flachland nur selten. Häufig wechseln sich Schnee und Regen ab und es bleiben nur wenige Zentimeter liegen. Aber warum ist das so? Ist die Luft einmal genügend kalt für Schnee bis ins Flachland, ist sie oft auch relativ trocken und es fällt nur wenig Schnee. Und wenn uns vom Atlantik her feuchtere Luftmassen erreichen, sind diese oft auch milder. Und so geht der Schnee im Flachland zeitweise in Regen über. 

In diesen Tage hört man immer mal wieder von Wirbelstürmen wie ein Hurrikan oder Tropensturm. Diese können mit enormer Kraft grosse Zerstörungen anrichten und Menschenleben fordern. Sie entstehen durch von der Erddrehung hervorgerufene Ablenkungskraft. Dort kommt eine Verwirbelung der Luftmassen um ein zentrales Drehzentrum in Gang, aus welchem sich später das typische Auge des Sturmes herausbildet. Die stärksten Winde und damit die grösste Zerstörung ist am Rand des Auges also des Zentrums, das häufig einige Kilometer Durchmesser hat. Im Auge ist der Wind am geringsten und damit ist man dort am sichersten. Wenn Du heute in eine sozusagen erdgebundene stürmische Situation kommst, ermutige ich Dich, ihr wirklich ins Auge zu sehen und nicht wegzulaufen. Im Auge, im direkten Angehen ist es möglicherweise analog zum Sturm für Dich am sichersten und Distanz dazu kann vielleicht viel zerstörerischer sein als Du vermutest. Hab Mut, dem Sturm ins Auge zu blicken - vielleicht löst er sich dann schneller auf als Du denkst. Ich wünsche Dir einen aussergewöhnlichen Tag! --- Send in a voice message: https://anchor.fm/audiostretto/message

#130: Die 36 °C verfehlt, aber dennoch war es vielerorts heiß, im Westen dazu auch unangenehm schwül. Das wird morgen nochmal eine Spur unangenehmer, im Osten bleibt es bei der trockenen Hitze. Da, wo die beiden Luftmassen aufeinandertreffen, genauer rund um Paderborn, drohen morgen Unwetter.

Hartmut Peters fliegt seit 21 Jahren auf Madeira. Fast täglich. Und fast immer im Lee. Ein Gespräch über die Freuden und Tücken des Fliegens auf einer Insel. +++ Madeira. Das ist die Insel des ewigen Frühlings, rund eine Flugstunde von Portugal entfernt. Es handelt sich um ein beeindruckendes Felsmassiv, das sich bis zu rund 1800 Meter hoch aus dem Atlantik erhebt und dem Nordost-Passat als vorherrschendem Wind in den Weg stellt. An der Nordseite, im Luv, stauen sich die feuchten Luftmassen, es regnet häufig. Die Südseite wiederum liegt im Lee, ist trockener, fällt aber auch sehr steil in Meer hinab und kennt nur vereinzelte schmale Kiesstrände. Wer dort mit dem Gleitschirm fliegen will, sollte schon wissen, wo und wie er das am besten tun und auch wann er es lassen sollte. Einer, der das besonders gut weiß, ist Harmut Peters. Er ließ vor über 20 Jahren seinen gut bezahlten Job im Rheinland sausen, um nach Madeira zu ziehen und sich fortan vor allem der Fliegerei zu widmen. Er kaufte sich ein Stück Land, installierte darauf einen Start- und Toplandeplatz, baute ein Haus mit Gästezimmern aus und flog bzw. fliegt seither an jedem Tag, an dem es das Wetter erlaubt. Auf Madeira könne man leicht auf mindestens 300 Flugtage pro Jahr kommen, sagt er. Allerdings setzt das voraus, dass man das komplexe Wetter- und Windsystem von so einer Insel versteht. Vieles widerspricht der klassischen Lehrmeinung. Geflogen wird in der Regel im Lee und bei Föhnlage, Schaumkronen und Wolkenwalzen als sichtbare Grenzen im Blick. Sogar Streckenflüge sind da zuweilen möglich – wenn auch mit einem ganz anderen Charakter und Anspruch als in den Alpen. Im Podcast erzählt Hartmut Peters unter anderem über die Anfänge seiner Fliegerei, wie es ihn nach Madeira verschlug, wie er über die Jahre lernte, das besondere Inselwetter zu verstehen und fliegerisch zu nutzen und warum es ihm auch nach 21 Jahren nicht langweilt, sich vom immer gleichen Fleck in die Lüfte zu schwingen. Natürlich sind auch ein paar Tipps und wichtige Hinweise dabei für Pilotinnen und Piloten, die selbst mal mit dem Gleitschirm auf Madeira fliegen wollen. +++ Wenn Du Podz-Glidz und den Blog Lu-Glidz fördern möchtest, so findest Du alle zugehörigen Infos unter: https://www.lu-glidz.blogspot.com/p/fordern.html +++ Musik dieser Folge: Song: Mission Dub | Künstler: TrackTribe No Copyright Audio Library, Download: https://www.youtube.com/watch?v=BHoFdDOuv9c

Die Corona-Pandemie ist eine Katastrophe, deren Folgen wohl auch die nächsten Jahre noch spürbar überdauern dürften. Doch es gibt bei allem Grund zur Sorge um gesundheitliche wie wirtschaftliche Schäden auch Effekte, die nur durch diese Krise entstanden oder befördert worden sind. Oder hätte man noch vor 14 Monaten gedacht, dass sich mal jeder Dritte Deutsche inzwischen einen dauerhaft flexiblen Arbeitsort vorstellen kann? Krisen sind manchmal auch ein Katalysator für Veränderungen. Für die Forscher des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (Tropos) in Leipzig aber noch mehr. "Uns hat Corona mit dem Lockdown im Frühjahr 2020 ein Fenster geöffnet, das uns einen Blick in eine Zukunft mit geringeren Emissionen erlaubt", sagt Dominik van Pinxteren im CoronaCast, dem Podcast von Sächische.de zur Pandemie. Der 45-jährige Atmosphärenchemiker befasst sich bei Tropos in Leipzig seit fast 20 Jahren mit wissenschaftlichen Fragen zur Luftreinheit. Als Ende März vergangenen Jahres Deutschland gezwungenermaßen zur Ruhe gekommen war, beobachten er und seine Kollegen anhand von Werten von Messtationen in Leipzig, wie sich die Luft in der Großstadt veränderte. "Auf den ersten Blick gar nicht", so van Pinxteren. Der Anteil an Stickoxiden und Rußpartikeln habe sich nicht merklich verändert trotz des Umstands, dass die Straßen leer blieben. Aber das habe an zwei sich überlagernden Effekten gelegen. Denn genau in den Tagen, als der Lockdown begann, änderte sich die Großwetterlage. Statt feuchter Luftmassen und Westwind vom Atlantik drehte es auf trockenere kontinentale Luft aus Osten. "Letztere lädt sich auf ihrem Weg über belebtes Gebiet zu uns bereits mit Schadstoffen auf, anders als die Atlantikluft." Anhand eines über Jahre entwickelten Algorithmus' konnten die Forscher um van Pinxteren schließlich den Einfluss der Witterung genau herausrechnen. "Und dann sieht man eben doch, dass im Lockdown etwa 30 Prozent weniger Schadstoffe in der Luft waren", als es bei gleicher Witterung unter normalen Bedingungen ohne Corona-Beschränkungen gewesen wären, so der Forscher. Einen für die Luftreinheit derart deutlich spürbaren Lockdown wie im Frühjahr 2020 hat es nicht noch einmal gegeben. Auch mehrere Analysen von Mobilitätsdaten zeigen, dass die Deutschen in den reisebeschränkten Zeiten seit Herbst trotzdem vergleichsweise mehr unterwegs waren. Dennoch sei auch aus Messungen in dieser Zeit ein positiver Effekt erkennbar, wenngleich die Daten noch nicht in einer Studie erfasst worden seien. Und was bringt die Erkenntnis? "Bessere Luft ist natürlich ein positiver Nebeneffekt der Corona-Zeit. Allerdings ist der Preis, den wir dafür zahlen, doch sehr hoch." Auch er selbst wolle endlich wieder Normalität in seinem Privat- und Forscherleben. Van Pinxteren schätzt auch deshalb, dass nach der Pandemie noch "viele Anstrengungen" nötig seien, damit der Verkehr emissionsarm oder Angebote im ÖPNV attraktiver würden. "Aber dieser Blick darauf, wie sich die Luft verbessern kann, hat vielleicht gezeigt, dass es sich lohnt, wenn Menschen schadstoffarm unterwegs sind." Außerdem erklärt der Forscher in dem Podcastgespräch die Auswirkungen von Schadstoffemissionen auf das Klima, welche Unterschiede es bei der Luftqualität in Städten und auf dem Land auch infolge der Lockdowns gibt und wie seine Forscher-Kollegen des Tropos-Instituts mitten in der Pandemie ein halbes Jahr lang isoliert auf dem Schiff Polarstern in wissenschaftlicher Mission am Nordpol unterwegs waren. Die Podcastfolge hören Sie direkt über den hier eingebetteten Player. Das Podcast-Gespräch wurde über einen Videoanruf aufgezeichnet. Alle am Gespräch beteiligten Personen saßen ausreichend weit voneinander getrennt an verschiedenen Orten.

Viele Menschen reagieren allergisch auf Pollen von Birken, Erlen und Hasel. Für Allergiker gibt es Alternativen für den Garten. Birken, Erlen und Hasel gehören zur Familie der Birkengewächse. Sie werden durch den Wind bestäubt und produzieren viel feinen Blütenstaub. Dieser Blütenstaub beinhaltet ein hochallergisch wirkendes Protein, das die Pflanzen als Reaktion bei Stress bilden. Die Klimaerwärmung trägt in Europa dazu bei, dass der Flug der Pollen bereits zwei Wochen früher beginnt, und wärmere Luftmassen tragen den Blütenstaub weiter als bisher. Dazu wirkt die Erhöhung der CO2-Konzentration in der Luft wie begünstigender Dünger für die Pollen. So tragen viele Faktoren dazu bei, dass der Blütenstaub länger in der Luft bleibt und aggressiver wirkt. Doch es gibt Alternativen zu Hasel, Birke und Erlen, die trockene und wärmere Zeiten besser überstehen und von Insekten bestäubt werden. Diese einheimischen Gehölze fördern die Biodiversität * Feldahorn (Acer campestre) * Europäischer Zürgelbaum (Celis australis) * Kornelkirsche (Cornus mas) * Blumenesche (Fraxinus ornus) * Zerreiche (Quercus cerris) * Flaumeiche (Quercus pubescens) * Traubeneiche (Quercus petraea) * Mehlbeere (Sorbus aria) Nicht einheimische Alternativen * Felsenbirne (Amelancier arborea) 'Robin Hill' * Gleditschie (Gleditsia triacanthos) 'Sunburst' * Blasenbaum (Koelreuteria paniculata) * Amberbaum (Liquidambar styraciflua) * verschiedene Sorten von Zierapfel (Malus Hybriden); Rudolph, Red Sentinel, Evereste * Scharlach-Apfel (Malus tschonoskii) * Mehlbeere (Sorbus aria), Magnifica

Frau Santeler aus dem Appenzellerland möchte wissen, wieso bei klarem Wetter alles viel näher wirkt. Manchmal scheint der Säntis von Herisau aus zum Greifen nah. Handelt es sich um ein Wetterphänomen oder um eine optische Täuschung? In klarer und trockener Luft ist die Sicht viel besser als in feuchter und/oder dreckiger Luft. Ist die Luft sauber und extrem trocken, kann man vom Säntis aus beispielsweise mit einem Feldstecher den Münchner Olympiaturm erblicken. Dass der Säntis von Herisau aus manchmal zum Greifen nah scheint, hat dagegen mit einer optischen Täuschung zu tun. Beim Dichteübergang zwischen zwei verschiedenen Luftmassen wird der Lichtstrahl gebrochen, der Berg wird scheinbar angehoben. Dies ist unter anderem bei Föhnlagen der Fall, wenn milde Föhnluft über einen Kaltluftsee aufgleitet.

Stephan Hemri hat an der ETH in Zürich einen Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften absolviert und sein Studium mit einem Master in Statistik abgerundet. Seine Masterarbeit entstand an der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL). Hierbei hat er auch statistisches Postprocessing kennengelernt. Mit diesem Wissen und dem vorhandenen Interesse übernahm er ein Promotionsthema von Tilmann Gneitling am Lehrstuhl für Computational Statstics an der KIT-Fakultät für Mathematik und am Heidelberger Institut für Theoretische Studien. Zu den Höhepunkten dieser Zeit zählt er die vier Monate, die er am Europäischen Wetterzentrum (Zentrum für Mittelfristprognose) in Reading mitforschen konnte. Schon seit langem werden für die Wettervorhersage numerische Modelle eingesetzt. Dabei werden Größen wie zum Beispiel Temperatur und Niederschlag auf einem globalen 3-dimensionale Gitter durch das Lösen von großen gekoppelten und nichtlinearen Gleichungssystemen bestimmt, die aus physikalischen Modellen hergeleitet sind, nach denen sich Luftmassen und Wasser in der Atmosphäre in etwa bewegen und dabei unser Wetter erzeugen. Ebenso wichtig - wenn auch weniger bekannt - sind hydrologische Vorhersagen zu Pegelständen an Flüssen, die mit ähnlichen Methoden für einige Zeit im voraus berechnet werden. Zu Beginn waren die damit verbundenen Rechnungen rein deterministisch, was den großen Nachteil hatte, dass die Ergebnisse der Modellläufe nichts über Unsicherheiten der Vorhersage aussagen konnten. Eine Idee, um Ungenauigkeiten der Modellrechnungen zu bestimmen, ist zu Ensemblevorhersagen überzugehen. Das heißt, man berechnet nicht nur eine Vorhersage, sondern mehrere Modelläufe, jeweils zu abgeänderten (gestörten) Anfangsbedingungen oder mit verschiedenen Modellen, um zu sehen, wie stark sie sich in den Ergebnissen unterscheiden. Sind sich die verschiedenen Rechnungen weitestgehend einig, ist die Vorhersage recht sicher zutreffend. Weichen sie stark voneinander ab, sind sie entsprechend wenig sicher. Die Datenlage in der Wettervorhersage ist sehr gut. Insofern, kann man natürlich im Nachgang immer abgleichen, inwiefern Vorhersagen eingetroffen sind und dies zur Verbesserung der Modelle benutzen. Aber trotzdem bleiben konkrete Aussagen wie z.B. Hochwasservorhersagen oder Vorhersagen zu Pegeln anhand von Niederschlags-Daten sehr schwierig, weil die Modelle nicht ausgereift sind und die Verbesserung nicht auf der Hand liegt. Zum Beispiel am Europäischen Wetterzentrum in Reading ist derzeit ein Ensemble bestehend aus 51 Modellenvarianten verfügbar. Zusammen mit einem deterministischen Modell höherer Auflösung, führt dies zu einem recht großen Ensemble von Vorhersagen. In der statistischen Nachbearbeitung (dem Postprocessing) wird vor allem nach systematischen Fehlern Ausschau gehalten. Dabei werden bedingte Wahrscheinlichkeits-Vorhersagen auf das Ensemble bezogen und parametrische Dichtefunktionen erzeugt. Als Trainingsperiode werden dabei z.B. die letzten 30 Tage gewählt. Bei hydrologischen Abschätzungen sind jahreszeitliche Trainingsperioden (gleiche Jahreszeiten, aber andere Jahre) häufig sehr hilfreich. Dieses Vorgehen führt in der Regel zu einer besseren Schätzung des zukünftigen Wetters und Pegelständen. Für die Temperatur kann man sich das Vorgehen am einfachsten vorstellen: Es gibt einen Ensemble-Mittelwert, dessen Fehler in etwa normalverteilt ist. Bei der Nachbearbeitung wird z.B. der Mittelwert-Parameter an den Mittelwert des Ensembles in linearer Weise angepasst. Auch die Varianz ist in erster Näherung eine lineare Funktion der Varianz des Ensembles. Das ist ein sehr einfaches Modell, aber schon hilfreich. Zwei grundlegende Ideen gehen in der Parameterschätzung ein. Zum einen nichthomogene Regression, die gut verstanden aber nicht so flexibel ist - zum anderen Baysean Model averaging. Über allen statistischen Verfahren und Verbesserungen bleibt jedoch auch die Forderung, dass die Nutzbarkeit der Ergebnisse für den Endnutzer gegeben sein muss. Deshalb wird - gerade bei Wasserstandsvorhersagen - manchmal dann doch nur ein zu erwartender Pegelstand übermittelt ohne alle im Prozess gewonnenen Erkenntnisse über mögliche Abweichungen von diesem approximativen Wert mitzuteilen. Literatur und weiterführende Informationen Cloke, H. L. and F. Pappenberger (2009). Ensemble flood forecasting: a review. Journal of Hydrology 375, 613--626. Gneiting, T., A. E. Raftery, A. H. Westveld, and T. Goldman (2005). Calibrated probabilistic forecasting using ensemble model output statistics and minimum CRPS estimation. Monthly Weather Review 133, 1098--1118. Raftery, A. E., T. Gneiting, F. Balabdoui, and M. Polakowski (2005). Using Bayesian model averaging to calibrate forecast ensembles, Monthly Weather Review 133, 1155--1174. Thorarinsdottir, T. L. and T. Gneiting (2010). Probabilistic forecasts of wind speed: ensemble model output statistics by using heteroscedastic censored regression, Journal of the Royal Statistical Society (Series A) 173, 371--388.

Eiswolken und insbesondere hohe Zirruswolken bedecken im globalen jährlichen Mittel bis zu 30 % der Erde und haben deshalb einen signifikanten Einfluß auf das Klima. Eine Besonderheit hoher Eiswolken ist, dass sie einen wärmenden Effekt auf das System Erde und Atmosphäre besitzen können. Dieser wärmende Effekt wird u. a. durch tägliche und saisonale Variationen der optischen Eigenschaften beeinflußt. Um genaue Messungen der optischen Eigenschaften von Aerosolen und Zirruswolken zu erhalten, wurde 2006 die "Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations" (CALIPSO) Mission in einen polaren Orbit gestartet. Mit Hilfe des Hauptinstrumentes, des "Cloud- Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization" (CALIOP), können nun optische Eigenschaften von Aerosol- und dünnen Wolkenschichten mit bisher unerreichter Genauigkeit und Sensitivität bestimmt werden. Allerdings erlaubt dieser Orbit mit einer Wiederkehrdauer von mehr als zwei Wochen keine Ableitung von Tagesgängen der optischen Eigenschaften und des Bedeckungsgrades von Zirruswolken, weshalb in dieser Arbeit der Wolkensensor "Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager" (SEVIRI) auf dem geostationären "METEOSAT Second Generation" (MSG) Satelliten benutzt wird. SEVIRI deckt mit seinen Messungen fast ein Drittel der Erde ab und reicht von 80 N bis 80 S und von 80 W bis 80 E bei einer räumlichen Auflösung von bis zu 3 km x 3 km im Nadir und einer zeitlichen Auflösung von 15 Minuten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein gänzlich neuer Ansatz verfolgt, um die Vorteile beider Instrumente (die hohe Sensitivität und Genauigkeit von CALIOP und die hohe zeitliche und räumliche Auflösung von SEVIRI) miteinander zu verbinden: Der "Cirrus Optical properties derived from CALIOP and SEVIRI during day and night" (COCS) Algorithmus basiert auf dem Prinzip künstlicher Neuronaler Netze und leitet die optischen Dicken von Zirruswolken und deren Oberkantenhöhen aus Messungen der Infrarotkanäle des Instrumentes SEVIRI ab, was Beobachtungen sowohl in der Nacht als auch am Tage ermöglicht. Dieses Neuronale Netz wurde mit gleichzeitigen Messungen der optischen Dicken und Höhen der Wolkenoberkante von CALIOP trainiert. In dieser Arbeit wird die Entwicklung von COCS und die Validierung mit zwei unterschiedlichen Lidar-Messungen beschrieben, mit denen von CALIOP und mit denen des flugzeuggetragenen "High Spectral Resolution Lidar" (HSRL). Die Validierungen zeigen die hohe Genauigkeit des hier entwickelten Algorithmus in der Ableitung der optischen Dicken und Höhen der Wolkenoberkante von Zirruswolken. Zusätzlich wurden auch Vergleiche der COCS-Ergebnisse mit zwei weiteren auf SEVIRI basierenden Algorithmen durchgeführt: Zum einen mit dem "METEOSAT Cirrus Detection Algorithm 2" (MECiDA-2), welcher ebenfalls die thermischen Infrarotkanäle benutzt, zum anderen mit dem "Algorithm for the Physical Investigation of Clouds with SEVIRI" (APICS), welcher zur Ableitung der optischen Eigenschaften von Wolken sowohl auf den Infrarotkanälen als auch auf Kanälen im sichtbaren Spektralbereich basiert. Die Validierung zeigt hervorragende Ergebnisse für die Erkennung von Zirruswolken mit einer Fehldetektionsrate von unter 5 % und einer Detektionseffizienz von bis zu 99 % ab einer optischen Dicke von 0.1. Ebenfalls wird eine Standardabweichung von 0.25 für die optische Dicke und 0.75 km für die Höhe der Wolkenoberkante nachgewiesen. Basierend auf fünf Jahren prozessierter COCS-Daten werden die Tagesgänge von Zirruswolken in verschiedenen Regionen der Erde analysiert und diskutiert. Die Ergebnisse zeigen ausgeprägte Tagesgänge des Zirrusbedeckungsgrades und der optischen Dicke, welche sich von den Vorhersagen des "European Centre for Medium-range Weather Forecasts" (ECMWF) unterscheiden. Eine Betrachtung des Bedeckungsgrades hoher Wolken, vorhergesagt durch das ECMWF, und der Ergebnisse des COCS Algorithmus zeigt gut übereinstimmende Tagesgänge in konvektiven Regionen, während Unterschiede in nichtkonvektiven Regionen über dem Nord- (NAR) und Südatlantik (SAR) sichtbar werden. Generell wird vor allem in diesen Regionen ein höherer Bedeckungsgrad mit Unterschieden von 3-10 % durch COCS errechnet. Abschließend werden die Unterschiede der NAR und SAR diskutiert, da im Nordatlantik einer der meist frequentierten ozeanischen Flugkorridore liegt. Hier mischen sich die heißen Flugzeugabgase mit kalten Luftmassen und führen zur Bildung von Kondensstreifen. Diese Kondensstreifen verlieren mit der Zeit ihre lineare Form und können anschließend nicht mehr von natürlich entstandenen Zirruswolken unterschieden werden. Grundsätzlich zeigt sich hier eine starke Korrelation des Tagesganges von Bedeckungsgrad und optischer Dicke der Zirruswolken mit der Luftverkehrsdichte. Es werden Unterschiede von bis zu 3 % im Bedeckungsgrad zwischen NAR und SAR detektiert.

Wolken entstehen auch in solchen Gebieten, in denen Luftmassen aufsteigen. Sie fallen erst dann richtig schnell hinunter, wenn sich die kleinen Tröpfchen zu immer größeren zusammenfügen. Der Fachausdruck dafür heißt: Regen. Von Gábor Paál

Der in den letzten Jahrzehnten zu beobachtende globale Temperaturanstieg wurde teilweise durch anthropogene Emissionen verursacht. Der Flugverkehr trägt durch den Eintrag von direkt oder indirekt strahlungswirksamen Gasen und der Änderung der hohen Bewölkung ebenfalls zum Klimawandel bei. Die größte Unsicherheit besteht momentan bei der Bewertung des Strahlungsantriebs durch gealterte Kondensstreifen, die auch als flugzeuginduzierte Zirren klassifiziert werden. In der vorliegenden Arbeit wurde der Übergang von Kondensstreifen in Zirren mittels numerischer Methoden untersucht und die Entwicklung der geometrischen, mikrophysikalischen und optischen Eigenschaften beleuchtet. Dazu wurde die Entwicklung der Kondensstreifen während der Wirbelphase und der Dispersionsphase separat betrachtet. Unter Verwendung eines vorhandenen LES-Modells mit Eismikrophysik wurde ein 2D-Modell zur Kondensstreifenmodellierung entworfen, das aufgrund seiner Konzipierung eine Vielzahl von Simulationen zuläßt. Somit kann der Einfluß von vielen Parametern wie z.B. der relativen Feuchte, Temperatur, Windscherung oder des Strahlungsszenarios systematisch untersucht werden. Insbesondere wurde ein Modul entwickelt, das im 2D-Modell einen realistischen Wirbelzerfall während der Wirbelphase sicherstellt. Während des Wirbelabsinkens tritt im primären Nachlauf Eiskristallverlust auf und abhängig von der Feuchte (Eisübersättigung) und Temperatur der Umgebungsluft verdampft ein Großteil der Eiskristalle. Bei bestimmten Feuchte- und Temperaturkombinationen hängt die Anzahl überlebender Eiskristalle sensitiv von der Schichtung der Atmosphäre und der Hintergrundturbulenz ab, da diese Größen den Wirbelzerfall beeinflußen. Im Maximalfall überleben 70% der Eiskristalle die Wirbelphase. Bei geringen Übersättigungen und hohen Temperaturen verdampfen alle Eiskristalle im primären Nachlauf und der Kondensstreifen besteht dann nur aus dem sekundärem Nachlauf. Während der Dispersionsphase verbreitern sich Kondensstreifen durch Scherung und in geringerem Maße durch turbulente Diffusion und es findet der Übergang in flugzeuginduzierte Zirren statt. Eine substanzielle Verbreiterung der Kondensstreifen ist nur bei Umgebungsfeuchten größer 120% sichtbar. Die Klimawirksamkeit der Kondensstreifen hängt hauptsächlich von der relativen Feuchte und in kleinerem Maße von der Temperatur und der Scherung ab. In den Standarduntersuchungen sind im Modell die Hintergrundbedingungen statisch angenommen und es tritt kein großräumiges Aufgleiten oder Absinken der Luftmassen auf. In diesem Fall ist die Lebenszeit der Kondensstreifen aufgrund der Sedimentation begrenzt und beträgt zwischen 4-6 Stunden. Der Strahlungseinfluß führt bei geeigneten Umgebungsbedingungen zu einem Aufgleiten der Kondensstreifen, wodurch deren Auflösung aufgrund des zusätzlichen Wasserdampfangebotes verlangsamt wird. Sofern die Kondensstreifen nicht durch synoptischskaliges Aufgleiten der gesamten Luftschicht gestärkt werden, nimmt die optische Dicke der Kondensstreifen mit der Zeit ab, weil die Eiskristallkonzentrationen sowie Eiswassergehalte verdünnt werden und das Höhenwachstum des Kondensstreifens gering ist.

Ein Hauptziel dieser Dissertation ist es, die Dynamik und Thermodynamik der lokalen Föhnströmung bei Mittenwald mit Hilfe von Meßkampagnen und räumlich hochaufgelösten numerischen Simulationen zu untersuchen. Diese "Miniföhn" genannte Strömung besitzt Eigenschaften, die im Widerspruch zu den Charakteristiken des hochreichenden Föhns stehen. Beispielsweise braucht der Miniföhn als Voraussetzung keine großräumige Anströmung der Alpen, sondern tritt häufig auch dann auf, wenn ein Hochdruckgebiet mit nur geringen Luftdruckgegensätzen und stabiler Atmosphärenschichtung die synoptische Situation im Alpenraum kennzeichnet. Mit Hilfe der sog. objektiven Wetterlagenklassifikation ergibt sich zudem, daß sämtliche Wetterlagen im Winter eine größere Föhnwirksamkeit besitzen als im Sommer. Beobachtungen in einem dreijährigen Zeitraum belegen, daß Miniföhn besonders oft bei großräumiger südlicher Anströmung auftritt, doch verhindern (im Gegensatz zu hochreichendem Föhn) Wetterlagen mit nördlichen Winden nicht unbedingt die Miniföhnentwicklung, falls die Anströmung entweder nur schwach ist oder Windscherungen zu südlichen Winden in niedrigeren Atmosphärenschichten führen. Die Resultate der zwischen 2000 und 2002 durchgeführten Meßkampagnen im Isar- und Leutaschtal zeigen, daß während der nächtlichen Phase des lokalen Windsystems nächtlich abgekühlte Luftmassen vom Seefelder Plateau durch das Leutaschtal und dem Tal zwischen Seefeld und Scharnitz nach Norden abfließen und sich in der Umgebung von Mittenwald wieder vereinigen. Während die untere Schicht der Leutascher Strömung durch die Talenge am Nordende des Leutaschtales ins Isartal südlich von Mittenwald hinausfließt, strömt die obere Schicht über einen schmalen Bergrücken ins Isartal hinab und verursacht dort die föhnigen Effekte, da sie potentiell wärmere Luft aus größeren Höhen ins Tal transportiert. Trotz der geringen Breite des Bergrückens kann dieser vertikal ausbreitende Schwerewellen anregen, die ein lokales Druckminimum im Lee des Berges bewirken und somit eine bodennahe Gegenströmung vor Einsetzen des Miniföhns erzeugen. Zudem bewirkt der Miniföhndurchbruch ins Tal eine Art Wärmeinseleffekt, besonders in Fällen mit starken Absinkinversionen und sehr warmen Luftmassen über bodennaher Kaltluft. Diese lokale Wärmeinsel verursacht einen leichten nächtlichen Taleinwind zwischen dem Mittenwalder Talbecken und den nördlicheren Gebieten des oberen Isartales, da diese vom Miniföhn nicht erreicht werden und somit deutlich kälter verbleiben, wodurch hydrostatisch eine in Richtung Mittenwald gerichtete Druckgradientkraft induziert wird. Des weiteren wird das Verhalten des Bodenwindfeldes in der Region Walchensee – Kochelsee – mittleres Isartal bei hochreichenden Föhnströmungen untersucht. Aus Beobachtungen ist bekannt, daß am Walchensee bei hochreichendem Föhn kaum bodennaher Südwind auftritt, wohl aber am benachbarten Kochelsee. Es zeigt sich, daß dafür Schwerewellen verantwortlich sind, die durch das zwischen Walchensee und Kochelsee gelegene Gebirgsmassiv angeregt werden. Diese Schwerewellen beschleunigen die Strömung in Richtung zur Talregion am Kochelsee. Dagegen gibt es unmittelbar südlich des Walchensees keine Berge, die Wellenbewegungen in der Atmosphäre anregen könnten, entsprechend schwach ist im Bereich dieses Sees der Bodenwind selbst bei stärkeren Föhnlagen. Die thermische Zirkulation zwischen dem oberen Isartal und dem angrenzenden Alpenvorland erfolgt jedoch hauptsächlich entlang der Achse oberes Isartal – Walchenseebecken – Kesselbergpaß. Das Talwindsystem im mittleren Isartal ist dagegen relativ schwach ausgeprägt, zeigt in der Nähe der Rißtalmündung jedoch tagsüber eine Konvergenz und nachts Divergenz. Im Rahmen dieser Untersuchungen wird auch eine neu entwickelte Methode zur Bestimmung der Tagesmitteltemperatur vorgestellt. Diese auf einem Regresssionsmodell basierende Methode approximiert das wahre Tagesmittel wesentlich besser als die herkömmliche Tmin-Tmax-Methode, die als Spezialfall in der neuen Methode enthalten ist.

In dieser Arbeit werden anhand von drei Datensätzen (MLS, MOZAIC, korrigierten Radiosonden) sogenannte eisübersättigte Regionen (Ice SuperSaturated Regions, ISSRs) beschrieben, wolkenfreie Regionen in der oberen Troposphäre bzw. unteren Stratosphäre, in denen die relative Feuchte über Eis die Sättigung überschreitet. ISSRs sind Gebiete, in denen Zirren entstehen können. Zunächst werden die Häufigkeitsverteilungen der relativen Feuchte im Tropopausenbereich untersucht. Diese folgen im Allgemeinen exponentiellen Verteilungen, mit unterschiedlichen Signaturen in Troposphäre und Stratosphäre. Durch eine Anpassung der Verteilungen mit einem exponentiellen Modell können Signaturen von Wolken in den Daten erkannt und getrennt ausgewertet werden. Anhand von MLS und MOZAIC Daten werden globale Häufigkeitsverteilungen von ISSRs aufgestellt, diese werden zusätzlich mit Verteilungen von Zirren und subvisible cirrus (SVC, aus SAGE II Daten) verglichen. Dabei wird eine qualitative Übereinstimmung der Verteilungen von ISSRs f¨ur MLS und MOZAIC Daten festgestellt. Außerdem kann eine hohe Korrelation der Verteilungen von ISSRs und SVC nachgewiesen werden. Anhand von Radiosonden können zum ersten Mal Vertikalprofile von eisübersättigten Schichten untersucht werden, dabei werden Häufigkeitsverteilungen erstellt und einige Eigenschaften wie Temperatur und vertikale Ausdehnungen bestimmt. Mit Hilfe dieser drei Datensätze werden die Eigenschaften von ISSRs im Gegensatz zu der sie umgebenden untersättigten Luft untersucht. ISSRs sind im allgemeinen kälter und/oder feuchter als untersättigte Luftmassen. Daraus kann auf mögliche Entstehungsformen der ISSRs in den verschiedenen geographischen und dynamischen Regionen geschlossen werden. Außerden werden zus¨atzlich mittlere Übersättigung und Pfadlängen der ISSRs untersucht. Anhand von zwei ausgewählten Fällen wird die sehr unterschiedliche Entstehung und Entwicklung von ISSRs mit Hilfe des Lagrange' schen Modells LAGRANTO, operationellen ECMWF Analysen und METEOSAT Bildern dargestellt.