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1 Inversionswetterlage und deren Auswirkungen Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen Bearbeiter:Sebastian Weichelt Matrikelnr.:25201091.

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1 1 Inversionswetterlage und deren Auswirkungen Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen Bearbeiter:Sebastian Weichelt Matrikelnr.: Ingenieurhydrologie 1

2 2 Inhaltsverzeichnis Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Inhaltsverzeichnis 1.BEDEUTUNG UND GRUNDLAGEN DER INVERSIONSWETTERLAGE3 1.1Auswirkungen5 2.FORMEN UND DEREN ENTSTEHUNG6 2.1Tropopause7 2.2Strahlungsinversion8 2.3Absinkinversion10 2.4Aufgleitinversion12 3.BEISPIELE14 3.1Reliefgebundene Inversionswetterlage – Nikolausberg14 3.2Inversionswetterlagen im Rheintal16 3.3Wintersmog Lochcarron Bratislava 20 4.QUELLEN21

3 3 1. Bedeutung und Grundlagen Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Bedeutung und Grundlagen der Inversionswetterlage Eine Inversionswetterlage ist eine Wetterlage, die durch eine Umkehr (Inversion) des atmosphärischen Temperaturgradienten geprägt ist. Eigenschaften von Inversionswetterlagen: steigende Lufttemperatur mit zunehmender Höhe steigende Lufttemperatur mit zunehmender Höhe Schichtungsstabilität der Troposphäre Schichtungsstabilität der Troposphäre Beeinflussung konvektiver Prozesse Beeinflussung konvektiver Prozesse Feuchteabnahme Feuchteabnahme warme und damit leichte Luftschicht mit niedriger Dichte warme und damit leichte Luftschicht mit niedriger Dichte liegt über einer kälteren Luftschicht mit hoher Dichte liegt über einer kälteren Luftschicht mit hoher Dichte Entstehen bevorzug im Herbst und Winter Entstehen bevorzug im Herbst und Winter

4 4 1. Bedeutung und Grundlagen Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Bedeutung und Grundlagen der Inversionswetterlage Stabile Schichtung: vertikale Temperaturabnahme < Temperaturabnahme des aufsteigenden Luftpakets vertikale Temperaturabnahme < Temperaturabnahme des aufsteigenden Luftpakets unteradiabatischer Temperaturgradient unteradiabatischer TemperaturgradientSchichtungszustände StabileSchichtungLabileSchichtungIndifferente (neutrale) Schichtung Inversionsschicht = Stabile Schichtung

5 5 1.1 Auswirkungen Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Bedeutung und Grundlagen der Inversionswetterlage Einfluss des Erdbodens Einfluss des Erdbodens Smog über Ballungszentren Smog über Ballungszentren Kälterekorde durch Kaltluftblasen Kälterekorde durch Kaltluftblasen großflächige Dunstbildung großflächige Dunstbildung Signalerhöhungen von Funkwellen Signalerhöhungen von Funkwellen Beeinflussung der Schalgeschwindigkeit Beeinflussung der Schalgeschwindigkeit Strahlungsinversion

6 6 2. Formen und deren Entstehung Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren Entstehung Parameter für Auftreten und Dauer von Inversionen: Strahlungsinversion Strahlungsinversion Absinkinversion Absinkinversion meteorologische Faktoren(Großwetterlagen) meteorologische Faktoren(Großwetterlagen) geographische bzw. topographische Gegebenheiten(Tal, Mulde, Becken) geographische bzw. topographische Gegebenheiten(Tal, Mulde, Becken) Zeit(Jahres- / Tageszeit) Zeit(Jahres- / Tageszeit) Inversionsunterscheidung nach der Entstehung: Inversionsunterscheidung nach der Erscheinungsform: Bodeninversion Bodeninversion abgehobene Inversion abgehobene Inversion Höheninversion Höheninversion

7 7 2.1 Tropopause Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren Entstehung Stabile Inversion wird durch die Tropopause gebildet Charakteristika: Wichtigste Grenzschicht der Erdatmosphäre Wichtigste Grenzschicht der Erdatmosphäre Trennt wettergeprägte Troposphäre von ruhiger Stratosphäre Trennt wettergeprägte Troposphäre von ruhiger Stratosphäre Deutliche Änderung im Temperaturverlauf Deutliche Änderung im Temperaturverlauf hält Wasser quasi in der Troposphäre gefangen hält Wasser quasi in der Troposphäre gefangen Die Tropopause ist eine dünne, aber beständige über den ganzen Globus verlaufende Inversionsschicht. Langsam zunehmende Ozonkonzentration

8 8 Erhöhte Sonneneinstrahlung & Erdoberflächenerwärmung Überadiabatischer Temperaturgradient & labile Atmosphärenschichtung Konvektive Prozesse Mittag bis 15Uhr 2.2 Strahlungsinversion Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren Entstehung ZunehmendeTageszeit Rückgang Sonneneinstrahlung und Erdoberflächenerwärmung Negative Strahlungsbilanz Auskühlung Abendstunden Langwellige Ausstrahlung Entstehung schwacher Inversion Unterbindung von konvektiven Luftaustausches BisMorgenstunden Kaltluftsee / Entstehung Inversionsschicht Synoptischer Wind nocturnal jet BisMittagsstunden Erhöhung der Sonneneinstrahlung Abbau der Inversionswetterlage Strahlungsinversion wird als Bodeninversion bezeichnet, da i. d. R. nur die unmittelbare Nähe zum Erboden betroffen ist. Entstehung: Entstehung:

9 9 2.2 Strahlungsinversion Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren Entstehung Fumigation – Lage beim Abbau der Inversionsschicht beim Abbau der Inversionsschicht labile Schichtung am Boden labile Schichtung am Boden besteht nur kurze Zeit besteht nur kurze Zeit AbgehobeneBodeninversion Strahlungsnebel erhöhte Albedo erhöhte Albedo Strahlungsinversion an der Oberseite Strahlungsinversion an der Oberseite von Dunstschichten von Dunstschichten stark ausstrahlende Wassertröpfchen stark ausstrahlende Wassertröpfchen kann über lange Zeit bestehen kann über lange Zeit bestehen Höheninversion

10 Absinkinversion Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren Entstehung Effekt der unterschiedlichen Weglängen von einzelnen Luftpaketen von mächtigen, höhenversetzten und geschlossenen Luftschichten. Luftschichtabsenkung Luftdruckerhöhung Abnahme der Schichtdicke Erhöhung der Luftdichte Absinkinversion = Höheninversion Trockenadiabatisch geschichtete Atmosphäre

11 Absinkinversion Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren Entstehung Auswirkungen: Stabilisierung der Atmosphäre Stabilisierung der Atmosphäre Abschwächung des Temperaturgradienten Abschwächung des Temperaturgradienten komplexe Schichtungsstruktur komplexe Schichtungsstruktur Passatinversion Passatinversion dauerhaft ausgeprägt, großräumig, stabil dauerhaft ausgeprägt, großräumig, stabil Verhinderung hochreichender Wolkenbildung Verhinderung hochreichender Wolkenbildung Wolkensperre Wolkensperre Unterschiede der Luftfeuchtigkeit an Unter – und Oberseite Unterschiede der Luftfeuchtigkeit an Unter – und Oberseite der Absinkinversion der Absinkinversion

12 Aufgleitinversion Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren Entstehung Advektion: horizontale Bewegung der Luft horizontale Bewegung der Luft Heranführen von Luftmassen in der Horizontalen Heranführen von Luftmassen in der Horizontalen Eine Aufgleitinversion wird durch Advektion hervorgerufen. Ablauf: Annäherung des Temp.–gradienten an adiabatische Schichtung in Durchmischungszone Temperaturgradient oberhalb dieser Durchmischungszone weiter unteradiabatisch Inversion zunächst unteradiabatisch geschichtete Atmosphäre Durchmischung der Atmosphäre durch starken Wind

13 Aufgleitinversion Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren Entstehung Auswirkungen Unterhalb der Inversion kommt es häufig, durch Unterschiede der Luftfeuchtigkeit Unterhalb der Inversion kommt es häufig, durch Unterschiede der Luftfeuchtigkeit an Ober- und Unterseite, zur Bildung von: an Ober- und Unterseite, zur Bildung von: Stratocumuluswolken CumulusLenticulariswolke(Föhnwolken) Bei starker Turbulenz Bei schwacher Turbulenz

14 14 3. Beispiele Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Beispiele 3.1 Reliefgebundene Inversionswetterlage – Nikolausberg Vorraussetzungen: Hochflächen mit darin Hochflächen mit darin eingeschnittenen Tälern eingeschnittenen Tälern Wolkenlosigkeit und Windstille Wolkenlosigkeit und Windstille Bodennahe Luftschichten kühlen sich in höheren Lagen stärker ab als im Tal Wärmespeichernde Wasserdampf- polster (Isolierschicht) in hohen Lagen dünner als im Tal

15 15 3. Beispiele Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Beispiele Endergebnis: Im Leinetal (Göttingen) Im Leinetal (Göttingen) Kaltluftablagerung Kaltluftablagerung In Nikolausberg höhere In Nikolausberg höhere Temperatur als im Tal Temperatur als im TalInversionsgrenzschicht: stabil stabil thermische und akustische thermische und akustische Sperrschicht Sperrschicht Temperaturabnahme beginnt erst wieder über der Inversionsschicht 3.1 Reliefgebundene Inversionswetterlage – Nikolausberg

16 Inversionswetterlage im Rheintal Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Beispiele Jan.Febr.MärzAprilMaiJuniJuliAug.Sept.Okt.Nov.Dez Temperaturabnahme mit Temperaturabnahme mit zunehmender Höhe zunehmender Höhe Ungehinderter Aufstieg von Luftpaketen Ungehinderter Aufstieg von Luftpaketen Inversionswetterlage über Koblenz Inversionswetterlage über Koblenz Warmfront von Hunsrück zum Westerwald Warmfront von Hunsrück zum Westerwald Unterbindung des Luftaustausch (Smogbildg.) Unterbindung des Luftaustausch (Smogbildg.) Ganztagsinversion Koblenz

17 Wintersmog Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Beispiele Wintersmog (London-Smog) = reduzierender Smog Charakteristika: Mischung aus Ruß, Schwefeldioxid, Staub und Nebel Mischung aus Ruß, Schwefeldioxid, Staub und Nebel hält Schadstoffe in Bodennähe hält Schadstoffe in Bodennähe umwelt– und gesundheitsschädigend umwelt– und gesundheitsschädigend Beispiele für Wintersmog: Wintersmog in Quebec

18 Wintersmog Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Beispiele Weitere Beispiele für Wintersmog: Wintersmog in Montreal Wintersmog in Chicago

19 Lochcarron Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Beispiele Rauchaufstieg in Lochcarron wird durch eine darüber liegende wärmere Luftschicht unterbunden.

20 Bratislava Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Beispiele Strahlungsinversion mit Nebel in Bratislava Brücke ohne Inversionsschicht in Bratislava

21 21 4. Quellen Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Quellen Entstehung%20einer%20Inversionswetterlage.html

22 22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen


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