Über den Tagesgang des Niederschlags

Zusammenfassung

Die starke Veränderlichkeit des Niederschlags macht es notwendig, zur Darstellung der charakteristischen Eigenheiten des Tagesganges sehr lange Beobachtungsreihen zu verwenden. Auf Grund von 63jährigen Registrierungen der Niederschlagsmengen in Wien werden die Tagesgänge der Niederschlagsmenge, der Häufigkeit der Stunden mit ≧0.1 mm und der Stunden mit ≧1,0 mm Niederschlag und der Niederschlagsdichte für jeden Monat abgeleitet und diskutiert.

Die Tagesgänge von Niederschlagsmengen und Niederschlagshäufigkeiten zeigen im allgemeinen eine Doppelwelle. Das vorwiegend auf die Wirkung der thermischen Konvektion zurückzuführende Hauptmaximum am Nachmittag zeigt sich nur in den Monaten von Mai bis August deutlich; in den Monaten Oktober bis März tritt das Hauptmaximum nachts auf, und zwar vorwiegend in der ersten Nachthälfte, und ein sekundäres Maximum gegen Ende der Nacht oder am Morgen. April und September sind Übergangsmonate mit einem unregelmäßigen Tagesgang. Die Gegenüberstellung der durchschnittlichen Tagesgänge des Winters und des Sommers macht die Unterschiede zwischen beiden Jahreszeiten deutlich.

Die Tagesgänge der Niederschlagsmengen und der Niederschlagshäufigkeiten werden einer harmonischen Analyse unterworfen. Aus der Summierung der drei ersten Glieder ergibt sich eine gute Glättung und Approximierung der Tagesgänge. Zur besseren Übersicht über die Änderungen der Tagesgänge im Laufe des Jahres werden Isoplethen der Niederschlagsmengen, der Niederschlagshäufigkeiten und der Niederschlagsdichte gezeichnet. Daraus wird ersichtlich, daß das Morgenmaximum in allen Monaten auf die Zeit um Sonnenaufgang fällt und sich mit diesem im Laufe des Jahres verschiebt; ein Minimum im Tagesgang tritt ungefähr um 6 Stunden später auf und verschiebt sich im Laufe des Jahres parallel zur Verschiebung des Morgenmaximums. In den Sommermonaten überlagern sich am Nachmittag die Maxima der ganztägigen und der halbtägigen Welle.

Die Tagesgänge der Häufigkeit von Stunden mit meßbarem Niederschlag zeigen eine geringere Schwankungsweite als die Tagesgänge der Niederschlagsmengen. Die Zahl der Stunden mit meßbarem Niederschlag ist in den Monaten Oktober bis April merklich größer als in den Monaten Mai bis September; in den Monaten Oktober bis März ist sie in der zweiten Nachthälfte übernormal, in den Monaten Mai bis August dagegen am Nachmittag und Abend. Die Tagesgänge der Stunden mit ≧1,0 mm Niederschlag und der Niederschlagsdichte verlaufen ähnlich wie die Tagesgänge der Niederschlagsmengen.

Auf Grund von Jahreszeitenmitteln werden zum Vergleich den Tagesgängen des Niederschlags in Wien die Tagesgänge in der inneralpinen niederschlagsreicheren Station Badgastein gegenübergestellt, die sowohl in den Niederschlagsmengen wie auch in den Niederschlagshäufigkeiten wesentlich größere Tagesschwankungen aufweisen.

Im letzten Abschnitt werden Beiträge zur Erklärung des Tagesganges des Niederschlags gebracht.

Summary

On account of the strong variability of precipitation it is necessary to use very long series of data to represent the characteristic properties of the diurnal variation. For the discussion of the diurnal variations of the precipitation totals, of the frequencies of hours with precipitation ≧0.1 mm and of hours with precipitation ≧1.0 mm, and of the precipitation density at Vienna the data for each month were derived from recordings from 63 years.

Generally the diurnal variations of precipitation totals and frequencies show the picture of a double wave. The main maximum in the afternoon which is due to the effects of thermal convection appears distinctly only from May to August. In the months October to March the main maximum sets in mostly during the first half of the night and a secondary maximum appears about the end of the night or in the morning. April and September are transitional months with irregular diurnal variations. The confrontation of the average diurnal variations of winter and summer shows clearly the differences between both seasons.

The diurnal variations of the precipitation totals and frequencies are then subjected to a harmonic analysis. The sums of the first three terms of the series give a good smoothing and approximation of the diurnal variation. To get a better survey of the alteration of the diurnal variations in the course of the year isopleths of the precipitation totals, precipitation frequencies and precipitation densities are drawn. From them one can see that in all months the morning maximum sets in about sunrise and shifts with it in the course of the year. A minimum in the diurnal variation appears approximately six hours later and shifts parallelly to the shifting of the morning maximum during the year. During the summer months the maximum of the 24 hours and 12 hours waves superpose in the afternoon.

The diurnal variations of the frequency of hours with measurable precipitation possess a smaller range than the diurnal variations of the precipitation totals. The number of hours with measurable precipitation is noticeably larger in the months of October to April than in the months of May to September. It is above normal in the second half of the night from October to March, however in the afternoon and the evening from May to August. The diurnal variations of the hours with precipitation ≧1.0 mm and of the precipitation density have a shape similar to the diurnal variations of the precipitation totals.

Seasonal means are used for a comparison of the diurnal variation of precipitation in Vienna and in Badgastein which is an inner-alpine station with higher precipitation totals than Vienna. The ranges of the diurnal variations of precipitation totals as well as of precipitation frequencies are essentially higher in Badgastein than in Vienna.

In the last part of the paper the author contributes explanations for the diurnal variation of precipitation.

Résumé

Le fait que les précipitations sont soumises à de très fortes variations rend l'utilisation de très longues séries d'observations indispensable pour en déduire les caractéristiques de leur répartition au cours de la journée. Sur la base d'enregistrements couvrant une période de 63 ans, on détermine et discute pour chaque mois et pour Vienne (Autriche) la marche diurne des précipitations, de la fréquence des heures durant lesquelles on a enregistré ≧0,1, respectivement ≧1,0 mm de précipitations et de la densité de ces précipitations.

Les variations diurnes des quantités de précipitations et de leur fréquence présentent en général une double onde. Le maximum principal de l'après-midi, maximum qu'il faut attribuer surtout à un effet de convection thermique, ne se rencontre de façon marquée que de mai à août. Durant les mois d'octobre à mars, le maximum principal se situe durant la nuit et plus spécialement au début de la nuit. On rencontre alors un maximum secondaire en fin de nuit ou au début du matin. Les mois d'avril et de septembre présentent un état de transition et ont des variations diurnes irrégulières. La confrontation des variations diurnes moyennes met en évidence les différences existant entre l'été et l'hiver.

On soumet ensuite les variations diurnes des quantités de précipitations et de leur fréquence à une analyse harmonique. Par l'addition des trois premiers termes de cette analyse, il est possible d'obtenir une atténuation et une bonne approximation de la courbe diurne. Afin d'obtenir une meilleure vue d'ensemble des variations de la marche diurne tout au long de l'année, on a tracé les isoplèthes de la quantité d'eau tombée, de la fréquence des précipitations et de leur densité. On en peut déduire que le maximum du matin se produit tout au long de l'année environ le lever du soleil. Il se décale donc de mois en mois ensemble avec le lever du soleil. Un minimum se rencontre 6 heures après le lever du soleil et se décale au cours de l'année parallèlement au maximum du matin. Durant les mois d'été, les maximums de l'onde journalière et de l'onde semi-journalière s'accumulent à l'après-midi.

La marche diurne de la fréquence des heures avec des précipitations mesurables indique une amplitude moindre que celle des quantités mesurées. Le nombre d'heures avec des précipitations mesurables est, d'octobre à avril, nettement supérieur que de mai à septembre. D'octobre à mars, la fréquence en dépasse la normale durant la seconde moitié de la nuit; de mai à août c'est l'après-midi et le soir qu'on rencontre une telle augmentation. La marche diurne des heures présentant ≧1,0 mm de précipitations et celle de la densité des précipitations ont une forme analogue à celle des quantités mesurées.

En partant des moyennes saisonnières, on compare les variations diurnes des précipitations de Vienne avec celles de la station de Badgastein située dans une vallée intérieure des Alpes, où les précipitations sont plus abondantes. On en déduit que les amplitudes diurnes aussi bien des quantités mesurées que de la fréquence des précipitations sont beaucoup plus importantes dans le second cas que dans le premier.

L'auteur contribue dans le dérnier chapitre, des explications pour la marche diurne de la précipitation.