Es wurden einige Methoden zur Abschätzung der Geschwindigkeit von Windböen entwickelt, die von einem Gewitter erwartet werden können, doch keine Methode kann alle Einzelheiten einer meteorologischen Lage berücksichtigen. Deswegen sollten solche geschätzten Böengeschwindigkeiten nicht wortwörtlich genommen werden. Dennoch ist es möglich, eine Fundament zu formulieren, auf dem Vorhersagen der Windböen, die mit Konvektion verbunden sind, begründet werden können, indem man sich die physikalischen Mechanismen anschaut, die sie verursachen.
Folgende Effekte, unter anderen, sind für die Erzeugung schwerer Windböen von besonderer Wichtigkeit
Die Größenordnung dieses Effekts kann durch einen Parameter namens DCAPE oder konvektiv verfügbare potentielle Energie für den Abwind abgeschätzt werden. DCAPE ist theoretisch gleich der kinetischen Energie, das ein Paket der mittleren Troposphäre erhalten kann, wenn es absinkt. Natürlich gelten die üblichen Einschränkungen bei CAPE-artigen Parametern (siehe 1.2.3). Of course, the usual restrictions with CAPE-like parameters apply (see 1.2.3.). Wenn dieser Parameter nicht verfügbar ist, wird oft die Differenz zwischen der äquivalentpotentiellen Temperatur (qe) zwischen der mittleren Troposphäre und des Bodens verwendet, obwohl dies genau genommen nicht nur den negativen Auftrieb eines Abwindes misst. Kräftige Downbursts treten nahezu mit Gewissheit bei einer Differenz von Dque > 20 auf. Bei Dque < 13K sind Downbursts selten.
Zusätzlich zur Verdunstung von Regenwasser kann die Abwindluft auch bedeutend als Ergebnis von Eisschmelze (Graupel oder kleiner Hagel) abkühlen.
Besonders wenn der Feuchtegehalt, der in einen Gewitteraufwind einfließt, hoch ist und sich große Mengen an Flüssigwasser in der Gewitterwolke bilden, kann dessen Gewicht stark zum negativen Auftrieb des Abwinds beitragen. Man ist der Ansicht, dass der Effekt des Wassergewichts eine wichtige Rolle bei der Auslöse von Downbursts spielt.
Abb. 2.4. Ein Microburst erreicht die Oberfläche und breitet sich aus. Quelle : NOAA photo library.
Ein weiterer , sehr wichtiger Aspekt von konvektiven Windböen ist die horizontale Geschwindigkeit, die sie zum Erdboden transportieren. Das bedeutet, dass kräftigere Windböen bei konvektiven Stürmen erwartet werden dürfen, wenn bereits kräftige Winde in einer gewissen Höhe vorhanden sind. Es erweist sich als wertvoll, den Wind beispielsweise in 1500m über dem Boden zu betrachten, um eine Vorstellung darüber zu erhalten, wie stark dieser Effekt sein könnte.
In Bogenechosystemen bildet der aufsteigende Vorne-nach-hinten-Strom darunter einen kleinen Tiefdruckkern und bewirkt eine Vorwärtsbeschleunigung der Luft in mittleren Höhen gegen die Vorderkante, die den rückseitig einströmenden Jet bildet. Diese Wirkung ist für die Windgeschwindigkeiten ebenso von großer Wichtigkeit.
Abb. 2.5. Ein feuchter Downburst. Quelle: NOAA photo library.
In Superzellen können können Druckstörungen von bedeutender Wichtigkeit bei der Erzeugung sehr kräftiger Abwinde zusätzlich zu den zuvor erwähnten Auswirkungen sein.
Kräftige konvektive Aufwinde werden durch...
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