Page - 18 - in Änderung des Gewitter- und Hagelpotentials im Klimawandel

2TheoretischerHintergrundundphysikalischeKonzepte – bodennaheStrömungskonvergenz(z.B.Kottmeieretal.,2008;Kalthoffetal.,2009), diegemäßder integriertenKontinuitätsgleichungbei Inkompressibilität direktmit Hebungverbunden ist: w=− ∫ z1 0 ( ∂u ∂x + ∂v ∂x ) dz [2.19] wobei u und v die horizontalen Windgeschwindigkeitskomponenten in x- und y– Richtung sind (z.B. durch Umströmungseffekte oder Schwerewellenbildung an Gebirgen, durch Sekundärzirkulationen wie Hangwinde oder im Bereich eines Tiefs); – großräumige Hebung durch die horizontale Divergent vorderseitig eines Höhentrogs, durch Schichtdickenadvektion oder durch mit der Höhe zunehmen- derpositiverVorticityadvektion (sieheGl.2.23); – QuerzirkulationaneinerFront. AberauchdievertikaleÄnderungdesHorizontalwinds(Windscherung) ist fürdieEnt- wicklung der Gewittersysteme unter anderem durch dynamische Druckstörungen von großerBedeutung(Marwitz,1972b,a;WeismanundKlemp,1982,1984;Rotunnoetal., 1988;Groenemeijer, 2009).DieWindscherung istmaßgeblich fürdieLebensdauerver- antwortlich und beeinflusst die Struktur des konvektiven Systems. Insbesondere bei Su- perzellen und Gewitterlinien spielt sie eine wichtige Rolle (siehe unten). Im Fall von isoliertenZellenkanndieScherungdievertikaleEntwicklungallerdingsauchunterdrü- cken. IndenArbeitenvonKhainetal. (2005)undLeeetal. (2008b) führteineZunahme der Windscherung zu einem zunehmenden Auswaschen und einer Verdunstung der Hy- drometeore, was wiederum bei einem hohen Aerosolgehalt mit kleineren Wolkentröpf- chen und erhöhter Evaporation zu einer Abnahme des Niederschlags führt (Fan et al., 2009).GleichzeitigunterstütztdiezunehmendeWindscherungdurchdasAbkühleneine IntensivierungdesFallwindsundfördertdieEntwicklungweitererWolken(sieheunten). Rasmussen und Blanchard (1998) beobachteten, dass der Grenzbereich zur Unterschei- dung zwischen Superzellen mit und ohne Tornados hinsichtlich der Windscherung sehr klein ist (∼18ms−1)4.EineStudievonCraven(2000)überTornadoereignissezwischen 1950und1998zeigt,dassvonallenuntersuchtenEreignissenetwa97%miteinerWind- scherung>20ms−1 einhergegangensind. 4 WindscherungzwischenderGrenzschichtundderSchicht in6kmHöhe. 18