Page - 14 - in Änderung des Gewitter- und Hagelpotentials im Klimawandel

2TheoretischerHintergrundundphysikalischeKonzepte Artender Instabilität DaseinfachsteMaßfürdie thermischeStabilität einerSchichtung istdievertikaleTem- peraturänderungbeziehungsweisedervertikaleTemperaturgradient(γ=−∂T/∂z).Wird nun,wie inder„LiftedParcel“Theoriebeschrieben,einvomBodenaufsteigendesLuft- paketbetrachtet,wirdsichdiesesgemäßdem1.HauptsatzderThermodynamik(Gl.2.1) durch die am Volumen verrichtete Arbeit δabei Hebung abkühlen. Steigt es trockena- diabatischauf, gilt fürden trockenadiabatischenTemperaturgradienten −Γd= ∂T∂z=− g cp ∼–0,0098Km−1 . [2.17] ImFallvonSättigung ist derpseudoadiabatischeTemperaturgradient (AMS,2000) Γs=g 1+LdrdRLT cpL+ L2drdε RLT , [2.18] wobei rd das Wasserdampfmischungsverhältnis,Ld die Verdampfungswärme und ε das VerhältnisderGaskonstantenvontrockenerundfeuchterLuftsind.Generell istaufgrund der freiwerdenden latenten Energie Γs>Γd. Die Werte für Γs liegen zwischen etwa 0,004und0,0098Km−1. Bedingte Instabilität Nach Haurwitz (1941) sind nach der Auslenkung eines Luftpakets aus seinem Ruhezu- stand folgendeFällemöglich: 1. γ>Γd Die Umgebungstemperatur nimmt mit der Höhe stärker ab als die des aufsteigen- denLuftpakets.Folglich istdasPaketwärmeralsseineUmgebungundkanndurch Auftriebweiterhinungehindert aufsteigen.Es liegtabsolute Instabilitätvor. 2. γ<Γs Das Luftpaket ist nach einem Aufstieg kälter als seine Umgebung und tendiert dazu, inseineAusgangslagezurückzukehren.DieserFallwirdabsoluteStabilität genannt. 14