Physik der Atmosphäre

Prof. Dr. Volkmar Wirth

Eine wichtige Teildisziplin der Atmosphärenphysik widmet sich der Erforschung der atmosphärischen Dynamik. Die „geophysikalische Hydrodynamik” ist durch eine Reihe von Besonderheiten gekennzeichnet und bringt deshalb erhebliche Herausforderungen mit sich. So gibt es zahlreiche Wechselwirkungen mit anderen physikalische Prozessen, die ihrerseits nicht immer vollständig beschrieben werden können. Schwierige Fragen ergeben sich auch durch die Multiskalennatur von geophysikalischen Strömungen.

In der Arbeitsgruppe von Prof. Wirth werden schwerpunktmäßig foldende Themen behandelt:

  • Rossbywellenzüge in der oberen Troposphäre und ihre Rolle für die Wettervorhersage
  • Dynamik orographischer Bannerwolken
  • Die extratropische Tropopausenregion
  • Entstehung und Verstärkung von tropischen Zyklonen
  • Mikrometeorologische Strömungssimulation im urbanen Gelände

Dieser Film zeigt die zeitliche Entwicklung eines Wellenzugs in der oberen Tropophäre (d.h. in ca. 10 km Höhe) über einen Zeitraum von 20 Tagen. Die Graphik stellt die mittleren Verhältnisse für den Wind in Nord-Süd-Richtung dar (rot für Südwind und blau für Nordwind). Man erkennt, wie am Tag -7 ein Wellenzug über dem westlichen Nordamerika entsteht. In den folgenden Tagen breitet sich dieser über den Atlantik aus; er liegt um den Tag 0 herum über Europa und wandert anschließend über Asien hinweg, wobei er sich gleichzeitig abschwächt.

Dieser Film illustriert die numerische Simulation einer Bannerwolke an einem idealisierten, pyramidenförmigen Berg. Dargestellt ist eine Isofläche des Wolkenwassergehalts, die Farbe deutet den Vertikalwind an. Man erkennt, dass eine Bannerwolke ein instationäres Phänomen ist, und dass im zeitlichen Mittel die Wolke hauptsächlich im Lee des Berges liegt.