Frage zur Dopplergeschwindigkeit

[Willi]

@Damian: sorry etwa 20 Grad falsch...
Ich erklärs später

Gruss Willi

[Peter,Walchwil ZG]

Hoi Dämu,

Ich verstehe einfach nicht, weshalb in der Höhe Nordwind weht und in tiefen Luftschichten fast schon Westwind! Könnte der Westwind durch die Rotation des Höhentiefs zu erklären sein? Warum dann aber Nordwind? Irgend ein Jet über uns?

Der Nordwind in der Höhe hat mit der Position des Höhentiefs zu tun.Wie bei den Bodentiefs zirkuliert auch in der Höhe die Luft im Gegenuhrzeigersinn um das Druckgebilde.



Der West/Nordwestwind in den tieferen Luftschichten hat folgende Ursachen:

1.Druckanstieg durch das vorstossen des Azorenhochkeils von Westen,gleichzeitig Bodentiefentwicklung über Ungarn->die Luft fliesst vom höhern zum tiefern Druck banal gesagt.

2.Durch die Lage des Alpenbogens wurde der Bodennahe Nordwestwind links abgelenkt->Westwind
Auf der folgenden Karte schön zu sehen:

https://www.sturmforum.ch/forum_uploads ... 190304.pwi

Grüsse Peter

[Marco (Oberfrick)]

Hoi Zämme

Danke auch für die sehr Infomative Beiträge!

Konnte es heute auch feststellen das die hohen Wolken von Nord nach Süden zogen udn die tiefen Wolken fast in die gegen Richtung zogen ( West nach Ost)!

Jetzt ist mi rauch alles klar

Gruss Marco

[Federwolke]

Hoi Dämu

Die Antworten auf deine Fragen wurden ja zum grössten Teil und sogar richtig beantwortet, dennoch ist es durch die vielen Beiträge etwas unübersichtlich geworden. Was ich mit meiner kleinen Denkaufgabe anstossen wollte: In der Meteorologie kann man mit den wichtigsten Grundkenntnissen sehr viele Rätsel selber lösen, ohne Physik bis ins letzte Detail studiert zu haben. Das ist meine Vorgehensweise seit 20 Jahren: Von dem was man schon weiss, logische Zusammenhänge suchen und Erklärungen finden für das, was man in Lehrbüchern nicht unbedingt vorgesetzt bekommt. Für dich (und andere interessierte Laien) daher eine kleine Anleitung anhand deines Beispiels, wie man solche Rätsel selber lösen kann. Man muss dabei nur systematisch vorgehen und natürlich logisch denken

Ausgangslage: Du hast festgestellt, dass das Niederschlagsradar (Loop) die Verlagerung eines Niederschlagsgebietes von Nord nach Süd zeigt, das Dopplerbild jedoch eine NW-Strömung. Deine Frage dazu war:

ist die Höhenströmung halt doch westlicher als die Niederschlagsströmung?

Nun die Schritte zur Beantwortung dieser Frage:

1. überlegen, mit was für einem Niederschlagssystem wir es zu tun haben. Ist es
a) konvektiver Niederschlag (Schauer, Gewitter) oder
b) stratiformer (flächiger, regelmässiger) Niederschlag?

Die Antwort lässt sich anhand des Radarbildes leicht geben: Die regelmässige Struktur in der Intensität lässt auf b) schliessen.

2. Aus was für einer Wolkenart fällt stratiformer Niederschlag?
a) aus hochreichenden Wolkentürmen oder
b) aus eher tiefen Wolken?

Wenn man es nicht sicher weiss, reicht ein Blick aus dem Fenster: Die Wolken hängen tief, es ist eine regelmässige Schicht, keine deutlichen Strukturen oder gar Quellungen zu erkennen, also muss es sich um b) handeln: tiefe Wolken

3. In welcher Höhe befinden sich diese Wolken, und können sie somit von der Höhenströmung getrieben sein?

Antwort: Die Wolken sind tief, reichen also sicher nicht bis ins 500 hPa-Niveau (ca. 5500 Meter) hinauf. Also muss ich die 850 hPa-Karte (ca. 1500 m) und - falls vorhanden - die 700 hPa-Karte (ca. 3000 m) zu Rate ziehen. In meinem ersten Beitrag oben habe ich die Windfelder in 500 und 850 hPa gezeigt. Da wir nun (auch dank Willis RHI-Radarbild) wissen, dass die Wolken nicht ins 500 hPa-Niveau reichen, können wir die Höhenströmung vernachlässigen und uns die 850-er Karte genauer anschauen. Dabei müsste einem ein Detail auffallen, das zur nächsten Frage führt:

4. Warum weht der Wind von Deutschland bis nach Norditalien mehr oder weniger gerade von Nord nach Süd, nur knapp nördlich der Alpen weht er von West nach Ost?

Schaut man die Windpfeile genau an, so sieht man zwei Wirbel im Gegenuhrzeigersinn (wir wissen, dass Gegenuhrzeigersinn auf der Nordhalbkugel Tiefdruck bedeutet): Einer im Grenzgebiet Österreich/Tschechien und einer über Kroatien. Wir haben es also mit einem Tiefdrucksystem östlich von uns zu tun, das zwei Tiefdruck-Kerne besitzt. Der nördlichere davon saugt die bodennahe Luft nördlich der Alpen zu sich her, der südlichere jene südlich der Alpen. Die Alpen bilden somit ein Hindernis, das die Strömung um die beiden kleinen Tiefdruckkerne unterstützt. Der Wind wird nördlich der Alpen nach Osten in den Tiefkern bei Österreich gelenkt. Wären die Alpen nicht da, würde der Wind ungehindert in den zweiten Kern südlich hineinfliessen.

5. Was bedeutet diese Erkenntnis nun für die Verlagerung des Regens bei uns?

Das Niederschlagsgebiet wird von Deutschland mit der Strömung zu den Alpen getrieben und hängt dort fest (Nordstau), da gleichzeitig in den untersten Luftschichten der Wind nach Osten abgelenkt wird, zeigt das Dopplerradar eine mittlere Verlagerung der Niederschlagsteilchen von Nordwest nach Südost an. Man muss sich das nun im dreidimensionalen Raum vorstellen: Die Tropfen werden im oberen Teil der Wolken noch nach Süden getrieben, und je weiter nach unten sie fallen, umso mehr werden sie vom Westwind erfasst. Genau das zeigen auch die Windfähnchen im Profiler an, den uns Willi oben gezeigt hat.

Damit wär unser Rätsel gelöst. Für jene, die das gerne üben möchten, folgende Aufgabe:

Angenommen, der zweite (südliche) Tiefdruckkern läge nicht über Kroatien, sondern über dem Golf von Genua. Wie würde sich die Windströmung in 850 hPa verhalten, und was hätte das für einen Einfluss auf das Wetter auf der Alpennordseite? Viel Spass beim Knobeln, und nicht vergessen: Schön systematisch vorgehen

Grüsslis

[Dämu, Buchrain LU]

Hallo Fabienne

Cool, danke für die Erklärung! Also dein Rätsel werde ich morgen anschauen, jetzt muss ich schlafen gehen.. Doch jetzt erscheint's mir sehr logisch.

Gruss
Damian

[Willi]

@Fabienne: schöne Erklärung, aber nicht doch ein bisschen tiefgestapelt?

a) Die Radarechos im RHI reichen bis 7 km über Meer (6.5 km über Boden, das Radar ist auf 600m)

b) Also bildet sich der Niederschlag auf 5-7 km, behaupte ich mindestens mal. Der Wind in dieser Höhe ist dann massgebend für die Verlagerung, die man im Radar sieht.

c) Und oh Wunder, dort oben ist (fast) Nordwind. Genau die Bewegung, die man im Radar sieht.

Gruss Willi

[Willi]

@Damian: Anbei meine Interpretation. Dort wo blau zu gelb wechselt, bläst der Wind tangential zum Radar. Muss er, da ja die Windkomponente vom/zum Radar Null ist. Dazu kommt, dass der Radarstrahl schräg in die Höhe steigt. Nah beim Radar ist man tief unten, dann immer höher.

Also:
Ganz tief: SW-Wind
Höher: WNW-Wine
Noch höher: NW-Wind.

Gruss Willi

[Federwolke]

Hoi Willi

@Fabienne: schöne Erklärung, aber nicht doch ein bisschen tiefgestapelt?
a) Die Radarechos im RHI reichen bis 7 km über Meer (6.5 km über Boden, das Radar ist auf 600m)

Ja schon, aber was sind das für Echos oberhalb von 5000 Metern? Ich habe das Blaue und Grüne mal grosszügig übersehen, da erstens fragwürdig, ob es sich bei so schwachen Echos überhaupt um "Niederschlag" handelt, und zweitens es sich ja nur um lokale Ausreisser handelt (etwa kleinere konvektive Einlagerungen?). Im Grossen und Ganzen reicht das Echo meiner Meinung nach nur knapp bis auf 5000 Meter rauf, selten darüber.



Was mich in diesem Zusammenhang noch interessieren würde: Ist das Komposit-Radar der MeteoSchweiz nicht so dargestellt, dass der Niederschlag der jeweils intensivsten Höhe gezeigt wird? Und da zeigt ja dein RHI, dass dies auf etwa 2500 Metern der Fall war.

Grüessli

[Willi]

Hallo Fabienne

Doch doch, blau/grün ist durchaus Niederschlag, sieht man auch am Doppler-Bild (unten), die Echos haben eine plausible Doppler-Geschwindigkeit. Und man ist im Nahbereich zum Radar, wo die räumliche Auflösung gut ist. Auf 500 hPa ist man im Schneefall-Bereich, es sind also kleine trockene Schneekristalle, die dann beim (langsamen) Runterfallen allmählich wachsen und so das Echo verstärken. Trockene Partikel geben ein schwächeres Echo als nasse.

Dann kommt die Schmelzzone (das "helle Band") auf knapp 2 km. Die nun recht grossen Schneeflocken werden nass, das Echo wird stärker, dann brechen die Flocken auf und zurück bleiben kleinere Regentropfen, also wird das Echo wieder schwächer.

Ja, und jetzt nochmals zur Bewegung der Radarechos. Man stelle sich vor, man hätte auf 7 km Höhe einen Ballon, der verliert dauernd Brotschnipsel oder so was ähnliches. Wie kommen die Brotschnipsel am Boden an? Richtig, genau mit der Geschwindigkeit des Ballons, was dazwischen passiert ist unwichtig, es passiert ja immer das gleiche ("stratiformer Niederschlag!"). (man beachte: nicht der Ort ist gefragt, sondern die Aenderung des Ortes pro Zeiteinheit, also die Geschwindigkeit).

Das ist sicher auch eine vereinfachte Welt, sollte die Natur aber doch einigermassen treffen, oder?

Gruss Willi

[Federwolke]

Hoi Willi

Merci für die Ausführungen, das mit den schwachen Echos von trockenen Schneekristallen leuchtet ein. Auch das mit den stärksten Echos im Schmelzbereich - hatte ich doch schon mal irgendwo gelesen...

Aber da habe ich noch ein kleines Problem:

Man stelle sich vor, man hätte auf 7 km Höhe einen Ballon, der verliert dauernd Brotschnipsel oder so was ähnliches. Wie kommen die Brotschnipsel am Boden an?

Gar nicht, die werden nämlich unterwegs von den Vögeln aufgeschnappt!

Nein, Witz beiseite:

genau mit der Geschwindigkeit des Ballons, was dazwischen passiert ist unwichtig,

*amkopfkratz* Bin ich jetzt bereits physikalisch überfordert? Ich würde davon ausgehen, dass der Ballon in 7 km Höhe in Geschwindigkeit und Richtung der Höhenströmung weiterfliegt. Aber die Brotschnipsel fallen doch in eine Höhe, wo der Wind ändert, also müssten die doch eigentlich (in unserem Fall nach Osten) abtreiben? Und je nachdem wie der Wind in den unteren Schichten bläst, verändert sich doch auch die Geschwindigkeit des Niederschlags? Kommt die Trägheit dazu - aus der Hydrologie wissen wir, dass es bei Niederschlagsmessungen von leichten Niederschlagsteilchen (Schnee, Sprühregen) in windexponierten Gebieten (Gipfellagen) massive negative Abeweichungen gibt. Weil die "Brotschnipsel" eben nicht senkrecht ins Töpfchen fallen, sondern waagrecht an den Rand des Behälters geklatscht werden. Also sind leichte Niederschlagsteilchen stärker von diesen Geschwindigkeits- und Richtungsänderungen betroffen als schwere. Oder reden wir irgendwie aneinander vorbei?

Grüessli