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Satellitenbilder

Stand, 01.02.2010

Ein nützliches Werkzeug für Analyse und Nowcasting ist das Satellitenbild. Anwendungsgebiete sind u.a.:

Seit 2008 existiert als spezielles Analyse-Werkzeug die Webseite Satrep Online, welches von EUMETSAT gesponsert ist. Durch die Überlagerung von Satellitenbildern mit den Analysen des EZMWF-Modells können konzeptionelle Modelle angewandt und verstanden werden. Derzeit existieren bis zu 60 dieser konzeptionellen Modelle, die im Handbuch der synoptischen Satellitenmeteorologie vollständig beschrieben sind. Verfügbar sind zahlreiche Satellitenbildprodukte neben den klassischen Features (VIS; IR; WV), die mit einer Palette an Basis- und abgeleiteten Modellfeldern überlagert werden können.

Als relativ nützlich haben sich dabei die Querschnittsanalysen erwiesen. Sie beinhalten grundsätzlich in schwarzen, durchgezogenen Linien die Feuchtisentropen, d.h. die Linien gleicher äquivalent-potentieller Temperatur (engl.: Theta-e). Theta-e ist die Lufttemperatur, die ein Luftpaket hätte, wenn es solange gehoben wird, bis (theoretisch) die gesamte Feuchte ausgefallen ist, und man es anschließend trockenadiabatisch bis auf 1000 hPa herabbringt.
Theta-e hat folgende Eigenschaften:

Ein Stabilitätsmaß für vertikale Auslenkungen ist die sogenannte Brunt-Väisälä-Frequenz NBV.

Sie setzt sich aus der Schwerebeschleunigung g, der (trockenen!) potentiellen Temperatur Θ und dem Temperaturgradienten ∂Θ/∂z zusammen. Je stärker der Temperaturgradient (je dichter gedrängt also die Isentropen), desto höher ist die Brunt-Väisälä-Frequenz und desto stabiler die Schichtung. Bei geringem Temperaturgradient (großer Abstand der Isentropen) ist die Frequenz entspricht vermindert und die Stabilität herabgesetzt.

Im Querschnitt vom 09. November 2008, 12 UTC, ist zwischen 60°N und 54°N unterhalb 600hPa ein Bereich erkennbar, wo niedrigere Theta-e über höheren Theta-e am Boden liegen. Eine Abnahme von Theta-e mit der Höhe zeigt potentielle Instabilität an, d.h. erst wenn die gesamte Luftsäule gehoben wird, kann durch Hebungskondensation die potentielle Instabilität in bedingte Instabilität umgewandelt werden.

Der Querschnitt wurde entlang der blau markierten Linie im obigen RGB-Satellitenbild vorgenommen und verläuft vom Zentrum des Tiefdruckwirbels durch dessen Trogsektor bis in den Bereich einer wellenden Kaltfront und auf die warme Seite des Jets über dem Mittelmeer.

Der Vergleich von der unteren weiß umrahmten Fläche im Querschnitt mit dem Satellitenbild zeigt, dass die potentielle Instabilität genau dort vorliegt, wo hochreichende Feuchtkonvektion beobachtet wurde. Während im labil geschichteten Bereich die Abstände der Feuchtisentropen sehr groß sind, stellt man in 300-400hPa Höhe eine dichte Drängung der Isentropen fest. Hier herrscht eine potentiell stabile Schichtung: am Oberrand der Troposphäre.

Legt man die relative Feuchte noch über die Isentropen, sieht man einen trockenen Keil entlang der dichter gedrängten Isentropen von dem oberen weiß umrahmten Bereich bis auf 700hPa in 48°N. Hier verläuft die Dry Intrusion. Der untere Bereich mit den dicht gedrängten Isentropen unterhalb 700hPa deutet auf den Übergang vom kaltseitigen Teil der Frontalzone zur warmen Seite (warm conveyor belt) hin.

Fallbeispiele

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