Regionale Windsysteme

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Gebirges auftritt, wenn er dieses überströmt. Die Leeseite ist die Seite des Gebirges, die dem Wind zugewandt ist. Der Föhn ist warm und trocken und ist an ausgewählten Tagen der Auslöser für sehr hohe Temperaturen und wolkenloses Wetter, in den Regionen, in der er sich befindet. Der Alpenföhn tritt in Föhntälern auf, das sind Täler mit Nord-Süd-Ausrichtung, wie beispielsweise das Inntal in Bayern, das Haslital in der Schweiz und das Zittertal in Österreich. In der Beschreibung der Entstehung des Alpenföhns gibt es eine klassische Theorie. In dieser können allerdings nicht alle beobachteten Phänomene des Föhns ausreichend erklärt 7 werden, weshalb es zu alternativen Lösungsansätzen kam. Im Folgenden werden die klassische Theorie sowie alternative Lösungsansätze genauer ausgeführt. Abbildung 1 Arbeitsblatt 2.4 Regionale Windsysteme: ,,Fallbeispiel Böhmischer Wind" S. 63 2Forkel, Matthias und Pape, Maxie: Infoblatt Regionale Windsysteme, Geografie Infothek Klett, 18.09.2019, Leipzig: https://www.klett.de/alias/1018325 Letzter Zugriff: 10.01.2021, 16:46 Uhr Arbeitsblatt 2.4 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn" S. 64 *Lernhelfer, Der Alpenraum im Überblick: https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/geografie/artikel/der- alpenraum-im-ueberblick Letzter Zugriff 07.01.2021, 13:52 Uhr Arbeitsblatt 2.4 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn", S. 64, Z. 5-8 "Nadine in ,,Skifahren", ,,Was ist Föhn und wie entsteht dieses Wetterphänomen?", 25. März 2019: https://www.snowplaza.de/weblog/16039-wetter-phaenomen- foehn/#:~:text-Obwohl%20der%20Alpenf%C3%B6hn%20mit%20Fernsicht, Schnee%20regelrecht%20zum %20Schmelzen%20bringen. Letzter Zugriff 09.01.2021, 12:02 Uhr 'Arbeitsblatt 2.4 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn“, S. 65, Z. 22f. Seite 1 11g Nach der klassischen Theorie wird auf der Luvseite des Gebirges die erwärmte Luft nach oben gezwungen, bevor sie sich schließlich trockenadiabatisch abkühlt bis sie den Taupunkt erreicht. Der Taupunkt ist erreicht, wenn die relative Luftfeuchtigkeit einen Wert von 100% erreicht hat und somit die Luft vollkommen gesättigt ist. Vorher ist die Luft nicht gesättigt. Es kann bei dem Vorgang der trockenadiabatischen Abkühlung des Luftpakets zu Wolkenbildung kommen, es müssen sich aber keine Wolken bilden. Ob das geschieht oder nicht hängt davon ab, wie hoch der Gehalt der Feuchtigkeit in der aufsteigenden Luft ist und auch die Höhe des Gebirges, in welcher das Luftpaket nach oben gezwungen wird. Sobald das Kondensationsniveau, also die Höhe des Taupunkts, erreicht wird und das Luftpaket weiter aufsteigen muss, erfolgt die weitere Abkühlung feuchtadiabatisch. Das liegt an der Wärme, die bei der Kondensation frei wird. Die absolute Abbildung 2 Geographie Luftfeuchtigkeit wird verringert, deshalb 8 entstehen Stauniederschläge und Wolken, die von der Leeseite des Gebirges am Gebirgskamm als eine Art Mauer zu erkennbar sind, die man Föhnmauer nennt. Dieser Gebirgskamm wird von der Luft überströmt und diese beginnt, sich wieder erst feuchtadiabatisch, dann trockenadiabatisch aufzuwärmen, während sie auf der Leeseite des Gebirges absinkt. Die Luft beginnt im Tal auf der Luvseite etwa mit einer Temperatur von 20°C aufzusteigen. Bei der erzwungenen Hebung kühlt sie sich ab, erreicht beim Kondensationsniveau in einer Höhe von 1100 Metern etwa 9°C und erreicht die Spitze des Gebirges in 3000 Metern Höhe mit - 2,4°C. Sie sinkt wieder ab, überquert das Kondensationsniveau in 2800 Metern mit -1,2°C, das heißt, die relative Luftfeuchtigkeit sinkt wieder unter 100%, und kommt schließlich mit einer Temperatur von 26,9°C im Tal auf der Leeseite an." Doch wie bereits erwähnt, erfüllt die klassische Theorie der Entstehung des Alpenföhns nicht alle bekannten Phänomene oder die Theorie stimmt nicht mit allen Erscheinungen in dem echten Gebirge überein. Als Beispiel kann angebracht werden, dass in den österreichischen Alpen nicht unbedingt ein Niederschlag auf der Luvseite zu beobachten ist und es ist nicht geklärt, wie und warum absteigende Luft die Kältere untendrunter verdrängen kann. Es wird davon ausgegangen, dass der Föhn das Resultat eines dynamisch-thermodynamischen Vorgangs ist und dass dadurch einzelne Luftwirbel dafür sorgen, dass sich die warme Luft von oben nach unten einen Weg schaffen kann. 10 Aufgrund der ungeklärten Ereignisse und der Ungleichheit dieser mit der klassischen Entstehungstheorie, wurden mit der Zeit auch andere mögliche Erklärungen und Entstehungsmethoden gefunden und herausgearbeitet. Eine bereits erwähnte Vermutung ist, dass sich auf der dem Wind abgewandten Seite des Gebirges kleine Luftwirbel der wärmeren Luft, die über der kalten strömt, Wege schaffen, damit die warme Luft nach unten vordringen kann. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Föhnströmung auf der Leeseite wie ein Wasserfall nach unten stürzt. Diese Strömung ist hydraulisch und sie sorgt dafür, dass sich die Luft erwärmt, dies wird Kompressionserwärmung genannt. Ein letzter alternativer Lösungsansatz ist, dass Luft mit dem Näherkommen eines Tiefdruckgebiets nördlich der Arbeitsblatt 4.2 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn", S. 65, Z. 1-21 "Arbeitsblatt 4.2 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn", S. 65, Nr. 5 10 Arbeitsblatt 4.2 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn", S. 65, Z. 22-32 Seite 2 11g 11 Wie schon Alpen abgesaugt wird und dadurch wärmere Höhenluft nach unten strömen kann. angebracht, ist der Alpenföhn warm und trocken. An manchen Tagen sorgt er für höhere Temperaturen als gewohnt und auch zu wolkenlosem Wetter. Auf der Luvseite, also der dem Wind zugewandten Seite der Alpen, sorgt der Föhn für Bewölkung und Niederschläge, die durch die gezwungene Hebungen der Luft und das Passieren des Kondensationsniveaus hervorgerufen werden. Es gibt eine Staubewölkung, da sich feuchte, gesättigte Luft aufstaut. Auf der Leeseite kommt des Öfteren die Sonne heraus. Hier ist es tendenziell wärmer als auf der Luvseite, die Temperaturen sind höher und es kommt nur selten zu Niederschlägen. Ein bekanntes Phänomen ist Abbildung 3 außerdem die Fernsicht, die der Föhn verursacht. Geographie Es ist möglich, mehrere hundert Meter in die Ferne zu sehen, wenn der Staub auf der Alpensüdseite hängt. Trotz der positiven Auswirkungen auf das Wetter, gibt es auch Wettererscheinungen, die durch den Föhn auftreten und dennoch nicht von Vorteil sind. So kommt es beispielsweise häufig zu Stürmen und starken Winden, manchmal auch zu Orkanböen, vor allem an den Berggipfeln und in den Leetälern. Der Alpenföhn kann eine hohe Lawinenbewegung verursachen. Für die Skibranche ist das eine schwierige Angelegenheit, die warmen Temperaturen und Winde können die Skilifte und auch die Beschneiungsanlagen außer Betrieb setzen und durch die Lawinengefahr können Menschen bedroht werden. ¹2 3. Böhmischer Wind Ein weiteres Fallbeispiel für ein regionales Windsystem neben dem Alpenföhn ist der Böhmische Wind. Der Böhmische Wind wird als ein kalter Fallwind beschrieben und tritt ganzjährig auf. Lokalisiert werden kann er vom Oberpfälzer Wald bis zum Bayrischen Wald im Bundesland Bayern in Süddeutschland. Außerdem tritt er vom sächsischen Mittelgebirge bis zur Oberlausitz in Sachsen auf. ¹3 Der Böhmische Wind ist in Bayern vor allem in Tälern zu beobachten, die eine Ost-West-Ausrichtung haben, in Sachsen hingegen zum Beispiel an der Spree oder der Neiße.14 Für die Entstehung eines Böhmischen Windes muss vorerst ein ortsfestes Hochdruckgebiet über dem Osten des Mittelgebirges herrschen. Dort muss die Luft großräumig nach unten absinken. Im Böhmischen Becken, einem Hügelland im benachbarten Tschechien ¹5, besteht damit ein höherer Luftdruck als im Westen davon. Dieser hohe Luftdruck über dem Böhmischen Becken kann im Winter mehrere Wochen anhalten. In den Wintermonaten kommt es im mittelgebirgischen Hochdruckgebiet zu einer Inversion, die mehrere Tage anhält. Die Temperatur steigt mit zunehmender Höhe und im Böhmischen Becken sammelt "Arbeitsblatt 4.2 Atmosphärische Prozesse: „Fallbeispiel Alpenföhn“, S. 65, Nr. 6 12Nadine in ,,Skifahren", ,,Was ist Föhn und wie entsteht dieses Wetterphänomen?", 25. März 2019: https://www.snowplaza.de/weblog/16039-wetter-phaenomen- foehn/#:~:text-Obwohl%20der%20Alpenf%C3%B6hn%20mit%20Fernsicht, Schnee%20regelrecht%20zum %20Schmelzen%20bringen. Letzter Zugriff 09.01.2021, 12:02 Uhr 13Deutscher Wetterdienst, Wetterlexikon ,,Böhmischer Wind": Wetter und Klima - Deutscher Wetterdienst - Glossar - B - Böhmischer Wind (dwd.de) Letzter Zugriff 10.01.2021, 13:40 Uhr 14Dwd, Wetter-Lexikon: So entsteht der Böhmische Wind, 22.11.2019 um 11:01 Uhr: https://www.wetter.de/cms/wetter-lexikon-so-entsteht-der-boehmische-wind-2103324.html Letzter Zugriff 10.01.2021, 13:36 Uhr 15Böhmisches Becken: https://de.wikipedia.org/wiki/B%C3%B6hmisches Becken 17.11.20, 19:56, Letzter Zugriff 10.01.2021, 13:46 Uhr Seite 3 11g sich Kaltluft. Diese sinkt, bis sie den Boden erreicht und ein kleinräumiges Kältehoch entsteht. Es bilden sich Nebel und Hochnebel, da zwischen der Kaltluft und den höheren Luftschichten kein Austausch stattfinden kann. Die Kaltluft bleibt in der Beckenregion, sie breitet sich wegen des Reliefs der Oberfläche nicht nach Sachsen oder Bayern aus, somit herrscht dort ein geringer Luftdruck. Ein Wind, der sich von einem Hochdruckgebiet zu einem Tiefdruckgebiet bewegt, versucht nun die uneinheitlichen Luftdruckverhältnisse auszugleichen. Böhmen, eine Region in Tschechien, ist von Randgebirgen umgeben. Diese Randgebirge verhindern den einfachen Ausgleich des Luftdrucks durch den Wind. Es bestehen jedoch zwei Möglichkeiten um trotz der Barrieren einen Luftdruckausgleich zu vollenden. Die erste Möglichkeit, wie die Natur ihr Ziel durchsetzen kann ist wenn die Inversionsobergrenze in einer größeren Höhe liegt als der Gebirgskamm im Osterzgebirge. Die Kaltluft kann problemlos den Gebirgskamm passieren und sorgt dann für starken Nebel. In den westlichen Gebieten des Erzgebirges sind die Kämme und Gipfel höher gelegen, weshalb es dort eher üblich ist, ein sonniges und wolkenloses Wetter beobachten zu können. Die kalte Luft passiert das Gebirge und „fällt“ in die Täler, dieser Wind wird Fallwind genannt. Die zweite Möglichkeit ist, wenn die Inversionsobergrenze niedrig liegt. Dann kann die Kaltluft in die Durchbruchtäler greift und wird dort stärker, verstärkt durch lokale Kanalisationseffekte. Der starke Wind fließt im Tal mit zunehmender Geschwindigkeit. Die Gefahr bei dieser Art des Windes, sich fortzubewegen ist, dass er zu Sturmböen sowie im Winter auch zu Schneeverwehungen führen kann, wodurch sich die Schneedecke lockert. Temperaturmäßig ist es im Elbtal im Erzgebirge, vor allem im Winter auffällig kühler als in umliegenden Regionen, da diese Region fast dauerhaft der sich bewegenden Kaltluft ausgesetzt ist. Das was hierbei entsteht, in beiden Varianten wird als Ausgleichsströmung bezeichnet. Diese ist solange in Bewegung, bis sich der Luftdruck über dem Böhmischen Becken verringert. Der Böhmische Wind ist so stark, dass selbst warme Ströme und Fronten es oft nicht schaffen, die Kaltluft aufzumischen. Deshalb kann er nur unter schweren Bedingungen, wie einer stärkeren Kaltfront durchmischt und damit zum Stillstand und Erliegen gebracht werden." 16 10.01.2021, 13:36 Uhr Sachsen Bayern Seite 4 Böhmischer Wind Abbildung 4 Geographie Hoch 16Dwd, Wetter-Lexikon: So entsteht der Böhmische Wind, 22.11.2019 um 11:01 Uhr: https://www.wetter.de/cms/wetter-lexikon-so-entsteht-der-boehmische-wind-2103324.html Letzter Zugriff 11g Quellen: 1. Texte Arbeitsblatt 2.4 Regionale Windsysteme: ,,Fallbeispiel Böhmischer Wind" S. 63 2Forkel, Matthias und Pape, Maxie: Infoblatt Regionale Windsysteme, Geografie Infothek Klett, 18.09.2019, Leipzig: https://www.klett.de/alias/1018325 Letzter Zugriff: 10.01.2021, 16:46 Uhr ³ Arbeitsblatt 2.4 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn" S. 64 *Lernhelfer, Der Alpenraum im Überblick: https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/geografie/artikel/der-alpenraum-im-ueberblick Letzter Zugriff 07.01.2021, 13:52 Uhr Arbeitsblatt 2.4 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn", S. 64, Z. 5-8 "Nadine in ,,Skifahren“, ,,Was ist Föhn und wie entsteht dieses Wetterphänomen?", 25. März https://www.snowplaza.de/weblog/16039-wetter-phaenomen- foehn/#:~:text-Obwohl%20der%20Alpenf%C3%B6hn%20mit%20Fernsicht, 2019: Schnee%20r egelrecht%20zum%20Schmelzen%20bringen. Letzter Zugriff 09.01.2021, 12:02 Uhr Arbeitsblatt 2.4 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn", S. 65, Z. 22f. Arbeitsblatt 4.2 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn“, S. 65, Z. 1-21 'Arbeitsblatt 4.2 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn", S. 65, Nr. 5 10 Arbeitsblatt 4.2 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn", S. 65, Z. 22-32 1¹Arbeitsblatt 4.2 Atmosphärische Prozesse: ,,Fallbeispiel Alpenföhn", S. 65, Nr. 6 ¹2Nadine in ,,Skifahren", ,,Was ist Föhn und wie entsteht dieses Wetterphänomen?", 25. März 2019: https://www.snowplaza.de/weblog/16039-wetter-phaenomen- foehn/#:~:text-Obwohl%20der%20Alpenf%C3%B6hn%20mit%20Fernsicht, Geographie Schnee%20r egelrecht%20zum%20Schmelzen%20bringen. Letzter Zugriff 09.01.2021, 12:02 Uhr 13Deutscher Wetterdienst, Wetterlexikon ,,Böhmischer Wind": Wetter und Klima - Deutscher Wetterdienst - Glossar - B - Böhmischer Wind (dwd.de) Letzter Zugriff 10.01.2021, 13:40 Uhr ¹4Dwd, Wetter-Lexikon: So entsteht der Böhmische Wind, 22.11.2019 um 11:01 Uhr: https://www.wetter.de/cms/wetter-lexikon-so-entsteht-der-boehmische-wind- 2103324.html Letzter Zugriff 10.01.2021, 13:36 Uhr 15Böhmisches Becken: https://de.wikipedia.org/wiki/B%C3%B6hmisches_Becken 17.11.20, 19:56, Letzter Zugriff 10.01.2021, 13:46 Uhr 16Dwd, Wetter-Lexikon: So entsteht der Böhmische Wind, 22.11.2019 um 11:01 Uhr: https://www.wetter.de/cms/wetter-lexikon-so-entsteht-der-boehmische-wind-2103324.html Letzter Zugriff 10.01.2021, 13:36 Uhr 2. Bilder: Abbildung 1, S.1: Grafik: Erklärung des Entsehens eines Föhnwindes | Bild: BR https://www.br.de/wissen/meteorologie-wetter-foehn-106.html (11.01.2021, 14:56 Uhr) Abbildung 2, S. 2: wengerd https://www.fotocommunity.de/photo/foehnmauer- wengerd/36502872 (11.01.2021, 14:53 Uhr) Abbildung 3, S. 3: https://wetter-eggerszell.de/naturbilder/herbst/05112011---exzellente- fernsicht-dank-alpenfoehn.html (11.01.2021, 15:04 Uhr) Abbildung 4, S. 4: https://wetterkanal.kachelmannwetter.com/lokale-windsysteme-der- boehmische-wind/ (11.01.2021, 15:06 Uhr) Seite 5