Tropical convection and severe storms
Final Report Abstract
Die Intensität eines Gewitters wird vor allem durch zwei Parameter – Windscherung und Instabilität der Atmosphäre – bestimmt. Sind diese beiden Paramter groß, so kommt es zu ,,schweren Gewittern”, wie Böenfronten, Multi- oder Superzellen. Darwin im tropischen Nordaustralien wird während der Regenzeit im Durchschnitt von zwölf solch schweren Gewittern heimgesucht. Die Vorhersage jener schweren Gewitter gestaltet sich jedoch mitunter als schwierig, da sich bisherige Studien darüber hauptsächlich auf die Mittleren Breiten konzentriert haben, und es nur wenige konzeptionelle Gewittermodelle für die Tropen gibt. Mit Hilfe zweier idealisierter numerischer Modelle wurde der Einfluss von vertikaler Windscherung auf tropische Konvektion untersucht, und mit den Ergebnissen von Simulationen von Gewittern in den Mittleren Breiten verglichen. Das Hauptaugenmerk wurde dabei auf das ,,Aufspalten”der anfänglichen Gewitterzelle gelegt. Letzteres führt gemäß früherer Studien zur Entwicklung von rotierenden, langlebigen Zellen – den Superzellen. Die Modelle zeigen, dass eine größere Windscherung notwendig ist um Gewitter in den Tropen zu spalten, als für jene in den Mittleren Breiten, wobei die Neigung eines Gewitters sich zu Spalten von der Geschwindigkeit, mit der sich der Gewitter-Kaltluftausfluss ausbreitet, abhängt. Aus Beobachtungen ist bekannt, dass Seewinde eine entscheidende Rolle in der Entwicklung von Multizellen spielen. Mit einem idealisierten Modell konnte die gesamte Entwicklung jener Gewittersysteme gut simuliert werden (Entstehung einer ersten Gewitterzelle über dem Seewind, Bildung von neuen Zellen an der Kaltluftausflusskante jener ersten Zelle). Die neuen Zellen formten einen Gewitterkomplex mit Eigenschaften wie sie von Böenfronten bekannt sind. Änderungen an dem ursprünglichen Experiment offenbarten, dass zwar ein Seewind die erste Gewitterzelle intensivieren kann, jedoch die weitere Entwicklung, d.h. ob sich ein Gewitterkomplex bestehend aus mehreren Zellen bildet, von der Stärke der horizontalen Bodenkonvergenz an der Kante des Kaltluftausflusses abhängt. Vorschläge wie die Ergebnisse dieser Arbeit zur Verbesserung der Vorhersage von Gewittern beitragen können wurden gemacht. Obgleich die Studien speziell für das Gebiet um Darwin in Nordaustralien durchgeführt wurden gelten die Ergebnisse mitunter auch für andere Regionen in den Tropen oder Mittleren Breiten. Ulrike Wißmeier hat für ihre Posterpr¨äsentation uber ,,The formation of a multicell thunderstorm behind a sea breeze front” auf der ,,European Conference on Severe Storms 2009“ in Landshut den Young Scientist Travel Award (EMS) erhalten. http://www.uni-muenchen.de/aktuelles/publikationen/mum/mum_aktuell/pdf/mum_010/preise_010.pdf
Publications
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2009. A comparison of tropical and mid-latitude thunderstorm evolution in response to wind shear. J. Atmos. Sci., 66, 2385 – 2401
Wissmeier, U., and R. Goler
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2009. The physics of tropical convection. Ph.D. thesis, Ludwig-Maximilians Universität München, 124 pp
Wissmeier, U.
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2010. The formation of a multicell thunderstorm behind a sea breeze front. Q. J. R. Meteorol. Soc. 136, 2176 – 2188
Wissmeier, U., R. K. Smith and R. Goler
