Page - 13 - in Änderung des Gewitter- und Hagelpotentials im Klimawandel

2.1MeteorologischeGrundlagen dw dt = −1 ρ ∂p′ ∂z︸ ︷︷ ︸ vertikalerGradientderDruckstörung − ρ ′ ρ g︸︷︷︸ Aufrieb . [2.13] Kessler(1985)bezeichnetdenletztenTermalsthermischenAuftriebB(engl.buoyancy). ImAllgemeinen ist esausreichend,ρ durchρ zuersetzen,wodurchunterBerücksichti- gungdes feuchtenAnteils ineinemLuftpaketdurchTV folgt: B= ρ′ ρ g≈ ( T ′V TV − p ′ p ) g . [2.14] Emanuel (1994)zeigte,dass fürGeschwindigkeiten,diekleineralsdieSchallgeschwin- digkeit sind, die Druckstörungen gegenüber den Temperaturstörungen vernachlässigbar sind (d.h.ρ′/ρ≈−T ′/T).MitderGasgleichungergibt sich B≈gT ′ V TV =g TVP−TVU TVU . [2.15] Ist das Luftpaket wärmer als seine Umgebung, erfährt das Paket eine Beschleunigung nachoben.DoswellundMarkowski (2004)zeigten,dasses insbesondere inSuperzellen in Einzelfällen durchaus wichtig sein kann, bei der Berechnung des Auftriebs in Mo- dellsimulationendenBeitragdurchdievertikalenDruckstörungenzuberücksichtigen. Der Effekt durch die Reibung der Hydrometeore in Form von Niederschlag kann in Gleichung (2.15) ebenfalls mit berücksichtigt werden (Markowski und Richardson, 2010): B≈ ( T ′V TV − p ′ p − rh ) g , [2.16] wobeirhdasMischungsverhältnisvonHydrometeoren(typischeWerte ineinemstarken Aufwind liegenbei8–18gkg−1)undsomitg ·rhdieAbwärtsbeschleunigungaufgrund des Widerstands der Hydrometeore sind. Beispielsweise wird ein positiver Auftrieb, verursacht durch 3K Temperaturabweichung, durch rh=10gkg−1 ausgeglichen. Rei- bungdurchHydrometeorekannimMittelbiszu20%zumnegativenAuftriebbeitragen, die restlichen 80% werden vorwiegend durch latente Wärmeübergange (Verdunstung, Schmelzen,Sublimation)verursacht (Houze,1993). 13