TEMP Analyse

Gebrauch des TEMPS zur Thermikvorhersage

Das thermodynamische Diagrammpapier (kurz TEMP) basiert auf einigen physikalischen Gesetzmäßigkeiten, die im folgenden erläutert werden sollen:

Auswirkungen auf die Temperatur der Luft

Zu den wesentlichen Eigenschaften der Luft gehört, dass sie sich bei Erwärmung ausdehnt und dass sie bei Abkühlung komprimiert wird. Gleichzeitig nimmt jedoch die Lufttemperatur bei Ausdehnung wieder etwas ab, bei der Komprimierung etwas zu. Während des Vorgangs der Ausdehnung nimmt auch der Druck ab, während der Komprimierung nimmt er zu. Da der Druck für diese Art des Temp-Gebrauchs eine untergeordnete Rolle spielt, wird hier nicht weiter darauf eingegangen.

 

Wasserdampf in der Luft

Je nach Temperatur kann die Luft mehr oder weniger Wasserdampf aufnehmen. Kalte Luft kann weniger aufnehmen als warme. Wenn sich die Temperatur ändert, ändert sich auch die Aufnahmefähigkeit. Die absolute Feuchte ist die Menge Wasserdampf, die die Luft bei einer bestimmten Temperatur maximal aufnehmen kann (z.B. kann ein Kubikmeter Luft bei 20 Grad C maximal 17,3g Wasserdampf aufnehmen). Dies wird auch Sättigungs-Mischungsverhältnis genannt und ist annähernd konstant. Wenn mehr Wasserdampf vorhanden ist, kondensiert der Wasserdampfüberschuss zu kleinen Wassertröpfchen.
Die relative Feuchte gibt das Verhältnis von dem tatsächlich vorhandenen Wasserdampf zum maximal möglichen Wasserdampfgehalt an.

 

Kondensation/Verdunstung

Bei der Kondensation wird Wärme freigesetzt, die das Luftpaket erwärmt. Umgekehrt wird zur Verdunstung von Wassertröpfchen Wärmeenergie benötigt, so dass das Luftpaket abgekühlt wird. Da warme Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann und somit mehr Wasserdampf zu Wassertröpfchen kondensieren kann, sobald die Temperatur abnimmt, wird auch mehr Wärme dem Luftpaket bei Kondensation zugeführt. Deshalb kühlt sich warme, gesättigte Luft  weniger mit der Höhe ab (wenn es sehr heiß ist und hoher Druck herrscht mit 0,3 Grad C/100 m Höhe).
Der Temperaturgradient von kalter Luft, die wenig Wasserdampf aufnehmen kann und aufgrund dessen nur wenig Wärmeenergie freisetzen kann, ist relativ groß, d. h. fast 1,0 Grad C/100 m Höhe. Trockene, nicht gesättigte Luft kühlt sich immer mit 1,0 Grad C/100 m Höhe ab.

 

Linien des TEMPS

Der TEMP besteht aus folgenden Linien, die hier erläutert werden.
Isobaren: Linien gleichen Luftdrucks
Isothermen: Linien gleicher Temperatur
Trockenadiabaten: Linien gleicher Temperaturabnahme von trockener, ungesättigter Luft. Beim Aufstieg eines solchen Luftpakets findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft statt (adiabatischer Aufstieg) mit 1,0 Grad C Temperaturabnahme pro 100 m Höhe.
Feuchtadiabaten: Linien gleicher Temperaturabnahme von Luft, die mit Wasserdampf gesättigt ist. In der Standardatmosphäre beträgt sie 0,65 Grad C/100 m Höhe. In sehr warmer Luft tritt aber ein Temperaturgradient von 0,3 Grad C/100 m Höhe auf – bei sehr kalter ein Gradient von bis zu 1,0 Grad C/100 m Höhe.
Sättigungs-Mischungsverhältnis: Linien gleichen maximal möglichen Wasserdampfgehalts In Gramm pro kg trockener Luft.

 

Deutung der Temperatur- und Taupunktkurve

Bei den Messungen werden die aktuelle Lufttemperatur und die Taupunkttemperatur gemessen. Der Taupunkt gibt die Temperatur an, auf die sich die Luft abkühlen muss, um gesättigt zu sein, d. h. um zu kondensieren.
Liegen die beiden weit auseinander, ist die Luftschicht an dieser Stelle sehr trocken. Wenn Lufttemperatur und Taupunkt fast gleich sind, kann man dort mit einer Wolkenschicht rechnen.

 

Rückschlüsse auf die atmosphärische Schichtung

Mit Hilfe der Linien des Diagramms kann nun die Schichtung und dann evtl. das sog. Konvektions-Kondensations-Niveau (KKN) ermittelt werden. Das KKN gibt die Basishöhe der Quellwolken an.
Eine stabile Schichtung herrscht bei Inversion (Temperaturzunahme statt Abnahme in der Höhe) und wenn die Lufttemperatur mit der Höhe wenig abnimmt, d. h. wenn es unten kalt ist und oben relativ warm.
Nur die labile Schichtung ist für Segelflieger interessant. Die Temperatur in den unteren Luftschichten ist relativ hoch und in den oberen Schichten relativ gering. Wenn sich ein Luftpaket In der unteren Schicht durch Sonneneinstrahlung noch mehr erhitzt als die Umgebungsluft, steigt es auf und ist lange Zeit wärmer als die Umgebung. Es steigt solange auf, bis es dieselbe Temperatur wie die Umgebung hat. Zuerst steigt es trockenadiabatisch auf bis zur Kondensation, danach feuchtadiabatisch.

 

Ermittlungsmethode für Thermikwolken

Die einzelnen Schritte werden hier der Anwendung nach geschildert:
1. Basishöhe: Man folgt von der Taupunkttemperatur (td) am Boden entlang einer Linie gleichen Sättigungs-Mischungsverhältnisses bis zum Punkt, wo sich diese Linie mit der Temperaturkurve schneidet. In diesem Druckbereich liegt dann das KKN. Die Höhe in m kann man auch berechnen. h – 12 5 x (Temperatur – Taupunkt).

 

 

 

 

2. Auslösetemperatur: Um die Auslösetemperatur (ta), die Temperatur, die ein Luftpaket haben muss, um so warm zu sein, dass es bis zum KKN aufsteigt, zu bestimmen, folgt man vom Schnittpunkt Temperaturkurve/ Sättigungs-Mischungsverhältnis der Trockenadiabate bis zum Boden.

 

 

 

 

3. Wolkenarten: Vom KKN aus steigt das Luftpaket feuchtadiabatisch weiter, bis die Feuchtadiabate wieder die Temperaturkurve schneidet. Passiert das erst in sehr hohen Schichten, entwickeln sich dementsprechend hohe Wolken, die u.U. zu Schauer- oder Gewitterwolken werden. Stoßen diese Wolken an eine Inversion, kommt es zu Ausbreitungen, wenn es dort auch gleichzeitig relativ feucht ist. Je nach der vertikalen Erstreckung bilden sich: Cumulus humifis (flache Quellwolken), Cumulus medlocris (Haufenwolke bzw. Kachelmann’scher Blumenkohl), Cumulus congestus (aufgetürmte Wolke, Schauer), Cumulonimbus (Gewitterwolke).
Ein kompletter TEMP enthält natürlich viel mehr Linien und meistens ist gerade an der Stelle keine, wo man eine braucht. Deshalb nimmt man einfach eine benachbarte und folgt dieser parallel dazu.

Der Liniensalat des TEMPS ist allerdings noch lange keine Garantie für gutes Wetter. Ein Blick aus dem Fenster kann viel Arbeit ersparen!

– Marlene Paletta –

 

DG Group Website