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

Inhaltsverzeichnis BEDEUTUNG UND GRUNDLAGEN DER INVERSIONSWETTERLAGE 3 1.1 Auswirkungen 5 FORMEN UND DEREN ENTSTEHUNG 6 2.1 Tropopause 7 2.2 Strahlungsinversion 8 2.3 Absinkinversion 10 2.4 Aufgleitinversion 12 BEISPIELE 14 3.1 Reliefgebundene Inversionswetterlage – Nikolausberg 14 3.2 Inversionswetterlagen im Rheintal 16 3.3 Wintersmog 17 3.4 Lochcarron 19 3.5 Bratislava 20 4. QUELLEN 21 Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Inhaltsverzeichnis

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

1. Bedeutung und Grundlagen Inversionsschicht = Stabile Schichtung Stabile Schichtung: vertikale Temperaturabnahme < Temperaturabnahme des aufsteigenden Luftpakets unteradiabatischer Temperaturgradient Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Bedeutung und Grundlagen der Inversionswetterlage

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

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

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

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

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

höhenversetzten und geschlossenen Luftschichten.“ 2.3 Absinkinversion „Effekt der unterschiedlichen Weglängen von einzelnen Luftpaketen von mächtigen, höhenversetzten und geschlossenen Luftschichten.“ Absinkinversion = „Höheninversion“ Luftschichtabsenkung Luftdruckerhöhung Abnahme der Schichtdicke Erhöhung der Luftdichte Trockenadiabatisch geschichtete Atmosphäre Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Formen und deren Entstehung

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

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

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

3. Beispiele 3.1 Reliefgebundene Inversionswetterlage – Nikolausberg Vorraussetzungen: Hochflächen mit darin eingeschnittenen Tälern 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 Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Beispiele

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

3.2 Inversionswetterlage im Rheintal Temperaturabnahme mit zunehmender Höhe Ungehinderter Aufstieg von Luftpaketen Inversionswetterlage über Koblenz Warmfront von Hunsrück zum Westerwald Unterbindung des Luftaustausch (Smogbildg.) Ganztagsinversion Koblenz Jan. Febr. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. 5 6 9 - 1 Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Beispiele

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

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

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

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

4. Quellen Entstehung%20einer%20Inversionswetterlage.html http://www2.lubw.baden-wuerttemberg.de/public/abt5/klimaatlas_bw/inversion/grundlagen/index.html http://www.wetter-express.de/Artikel/Inversion01.htm http://www.fkg.goe.ni.schule.de/links/wetter/Diverses/Inverse%20Wetterlage/ Entstehung%20einer%20Inversionswetterlage.html http://www.umweltlexikon-online.de/fp/archiv/RUBluft/Inversionswetterlage.php http://www.geographie.net/klima/ http://www.m-forkel.de/klima/schichtung.html http://de.wikipedia.org/wiki/Inversionswetterlage http://www.wetteran.de/soundings/explanations/radiation.htm Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen – Quellen

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ingenieurhydrologie 1 Inversionswetterlage und der Auswirkungen