Kleinraummeteorologische Studien im Federseegebiet in Strahlungsnächten

Zusammenfassung

Die vorliegende Studie befaßt sich mit den meteorologischen Vorgängen in einer extrem stabil aufgebauten Kaltluft, wie sie sich in Strahlungsnächten in einem abgeschlossenen Becken mit ebener, horizontaler Talsohle von einigen Kilometern Ausdehnung und im wesentlichen einheitlichem Untergrund einer Moorlandschaft herausbildet.

Untersucht wird in erster Linie das “Eigenleben” der so abgeschlossenen Luftmasse. Dabei zeigt sich, daß der Zustand eines “ruhenden Kaltluftsees” zumeist erst im Endstadium des nächtlichen Prozesses näherungsweise erreicht wird. Während des größten Teiles der Nacht kommen vielmehr überraschend lebhafte und weitreichende angenähert horizontale Bewegungen leicht zustande, die sich im thermischen Gefüge wie in der Windstruktur kundtun und in dem Verhalten der Nebel- und Dunstfelder sichtbar werden. Unter der Wirkung von Schwerkraft, Druckgefälle und Reibung entstehen einfache Gleitvorgänge, Schaukelbewegungen, fortschreitende Wellen und Seiches, die in einzelnen Beispielen beschrieben werden. Ähnlich wie in der Großraummeteorologie bilden sich durch das quantenhafte Verhalten der Energieumsätze Luftkörperindividuen, deren Deformation hier einfacheren Gesetzen folgt. Trotz ihrer sehr verschiedenen Größenordnung von einigen Dekametern bis zu mehreren Kilometern Ausdehnung bei geringer vertikaler Mächtigkeit zeigen sie auf ihrer Vorderseite einheitlich die Form des vonW. Schmidt in Modellversuchen gefundenen “Böenkopfes”.

Der Einfluß höherer Luftschichten auf die stabilisierte Bodenkaltluft äußert sich in aufgeprägten Wellen und Frendlufteinschüben. Das Beispiel eines nächtlichen Wärmeeinbruchs aus der Höhe wird eingehend beschrieben.

Summary

The present study deals with the meteorological processes in an extremely stable cold air, formed in clear nights in a confined basin with a plane, horizontal basis extended for some kilometres, and with an essentially uniform ground in a fen-country.

In the first place the “proper life” of the so limited air is studied. It becomes evident, that the state of a “resting lake of cold air” generally is approximately reached but in the final phase of the night-time process. Moreover, for the greater part of the night surprising active and extended movements of nearly horizontal course easily occur, becoming evident in the structure of wind and temperature stratification and also visible in the behaviour of fog and haze fields. Produced by gravitation, pressure gradient and friction, simple gliding and swinging motions, proceeding waves and seiches result which are described in single examples. Corresponding to the large scale meteorology individual air bodies form by the quantum-like behaviour of energy transformations. Their deformation in this case however, takes course according to simpler laws. In spite of their much various magnitude of the dimensions of some decametres up to several kilometres, while being of small vertical extension they show in their fore part in all cases the shape of a “Böenkopf” as found byW. Schmidt by model experiments.

The influence of upper atmospheric layers on the stable cold air near the ground manifests itself by impressed waves and by influxes of heterogeneous air. An example of a nocturnal invasion of warm air from aloft is described in detail.

Résumé

Cette étude traite des processus météorologiques dans un air froid d'une stratification extrêmement stable, qui se développent pendant des nuits claires dans un bassin fermé, ayant une base plane et horizontale, d'une étendue de quelques km, et recouverte par le sol essentiellement homogène d'une région marécageuse.

C'est surtout la «vie propre» de cette masse d'air limitée qui est étudiée. Il se trouve que, le plus souvent, l'état d'un «lac immobile d'air froid» n'est atteint approximativement qu'à la fin du processus nocturne. Pendant la plus grande partie de la nuit, se produisent au contraire facilement des mouvements presque horizontaux étonnamment actifs et étendus, qui se manifestent dans la structure thermique et du vent, et qui deviennent visibles par le comportement des couches de brouillard et de brume. De simples processus de glissement, des oscillations, des ondes progressives et des seiches se forment sous l'influence de la gravitation, du gradient de pression et du frottement; ils sont décrits par des exemples particuliers. Comme cela se produit dans la météorologie à grande échelle, il se forme des corps atmosphériques individuels à la suite du comportement en quanta des transformations d'énergie. Leur déformation a lieu cependant selon des lois plus simples. En dépit de leur étendue très variable allant de quelques decamètres à plusieurs km, et leur épaisseur peu considérable, ils montrent tous à leur partie antérieure la forme d'un «Böenkopf», pareil à celui queW. Schmidt a trouvé à la suite de ses expériences qu'il fit avec des modèles.

L'influence des couches supérieures de l'atmosphère sur l'air froid stable au sol se manifeste par l'impression d'ondes et par des apports d'air étranger. On décrit ensuite en détail une invasion nocturne d'air chaud depuis les couches supérieures.