Begriffserklärung

Großwetterlage

Trog

Kurzwellentrog

Cut-Off

Rücken

Feuchtigkeitsabhängige Parameter

CAPE

Karte mit CAPE  & Windvektor

Die Kurzform für Convective Available Potential Energy (zu deutsch: für Konvektion zur Verfügung stehende potentielle Energie). CAPE ist demnach ein Maß für die Energie J, die ein Luftpaket von einem kg beim Aufstieg in die Höhe potentiell freisetzen kann und wird vom Feuchtigkeitsgehalt der Luft direkt beeinflusst. 
Sie ist eine wertvolle Einheit zur Vorhersage von Instabilität und damit der Entstehung von potentiellen Gewittern, die bereits bei wenigen 100 J/kg entstehen können. 

Die Skala reicht von 0 (sehr stabil) bis 5.000 J/kg (extrem instabil) über Europa, in einigen Gebieten auf der Erde können aber auch Werte über 7.000 J/kg erreicht werden.

Taupunkt

Karte mit Taupunkten

Der Taupunkt gibt die Temperatur °C an, an der eine 100 prozentige Luftfeuchtigkeit existiert und somit Sättigung auftreten würde. Ein Unterschreiten der Temperatur bewirkt ein Abscheiden von Wasser (bspw. als Tau oder Nebel). 

Hohe Taupunkte ab 16 °C werden als schwül empfunden. Luftmassen mit sehr hoher Luftfeuchtigkeit können Taupunkte bis 25 °C erreichen.

Mischungsverhältnis

Karte mit Mixing Ratio (flächige
Farben)

Mit dem Mischungsverhältnis (englisch Mixing Ratio) wird der Wassergehalt als die Masse g angegeben, die in einem trockenem Luftpaket von einem kg enthalten ist. 

Dieser Wert wird benötigt, um eine spezifische Größe für den Wassergehalt zu haben. Der Taupunkt reicht hierfür nicht aus, da mit zunehmender Temperatur die Luft exponentiell mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann und dieses Verhältnis mit einer über einer Prozentzahl definierten Größe nicht wiedergegeben werden kann.

Trockene Luftmassen enthalten Werte unter 8 g/kg, sehr feuchte Luftmassen, die üblicherweise nur über größere Wasserflächen wie Meere oder Ozeane vorhanden sind, können dagegen ein Mischungsverhältnis von bis zu 20 g/kg erreichen.

Ausfällbares Wasser

Karte mit Pwat-Werten

Als ausfällbares Wasser (englisch Precipitable Water, kurz Pwat) wird die Menge Wasser bezeichnet, die auf einen m² fällt, wenn das gesamte Wasser in einer vertikalen Luftsäule mit einem m² Grundfläche wie ein Schwamm ausgedrückt würde. Der Wasserstand wird in mm angegeben, wobei ein mm einem L/m² Wasser entspricht.
Diese Größe ist direkt abhängig von der Lufttemperatur, da mit ihr definiert wird, wie viel Feuchtigkeit in der Luft aufgenommen werden kann.

Luft bei Raumtemperatur (20 °C) mit weniger als 18 mm ausfällbarem Wasser ist nicht dazu in der Lage, Niederschlag zu produzieren, da die 18 mm gerade die Schwelle zur Sättigung bilden. Die Werte bei gleicher Temperatur können aber auch weit über 40 mm erreichen, die zu unwetterartigen Niederschlägen in kurzer Zeit führen.

Atmosphärischer Temperaturgradient

Karte mit Lapse Rates

Bezeichnet die Zu- oder Abnahme der Lufttemperatur mit der Höhe und wird in der Meteorologie Lapse Rates genannt. Im Blog wird dabei der Gradient zwischen 500 und ca. 5.800 m Höhe betrachtet und in °/km angegeben.

Ein Gradient unter 5 gilt dabei als recht stabile Luftmasse bei durchschnittlicher Luftfeuchtigkeit, 5 bis 6 als neutral und alles darüber als instabile Luftmasse. Eine sehr trockene Luftmasse kann jedoch ebenfalls einen Gradienten von 10 °/km erreichen, deswegen aber nach wie vor sehr stabil sein (oft zu sehen über Wüstengebieten). Hier zeigt sich die Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit.

Kondensationslevel

Karte mit LCL

Gibt das Kondensationsniveau (englisch Lifted Condensation Level, kurz LCL) aufsteigender Luftpakete in m an. Ist stark abhängig vom Feuchtigkeitsgehalt der Luft: Sobald die Temperatur eines aufsteigenden Luftpaketes den Taupunkt erreicht hat, ist Sättigung erreicht und es entstehen Wolken.

• Sehr niedrige Werte (unter 600 m) deuten auf Nebel hin, der Sonneneinstrahlung unterbinden kann und damit Gewitterentstehung erschwert. 
• Niedrige Werte (zwischen 600 und 1.000 m) können bei Anwesenheit von Schauer- oder Gewitterzellen die Entstehung von Tornados erleichtern. 
• Hohe Werte (zwischen 1.000 und 2.000 m) deuten bei Anwesenheit von Schauer- oder Gewitterzellen auf Potential für starke Fallwinde hin, da die fallende Luft deutlich kühler als die Umgebungstemperatur ist und dadurch zusätzlich beschleunigt wird.
• Sehr hohe Werte (ab 2.000 m) deuten auf eine Stabilisierung der Luftmasse hin und wirken der Entstehung von Gewitterzellen entgegen.

Wolkenobergrenze

Karte mit Wolkenobergrenze

Mit der Wolkenobergrenze wird diejenige Höhe beschrieben, die ein Luftpaket bei seinem Aufstieg maximal erreichen kann. Ab hier hat es eine Temperatur, die der Umgebung entspricht, wodurch ein Gleichgewicht entsteht (deswegen englisch Equilibrium Level Temperature). Sie wird daher in der Einheit Temperatur °C wiedergegeben. 
Bei Gewittern ist es die Höhe, an der sich der Eisschirm bzw. Amboss bildet. Sie kann bei besonders starkem Auftrieb kurzzeitig durchstoßen werden (sogenannte Overshooting Tops), das Wasser sinkt danach aber zurück auf die Ebene der Wolkenobergrenze.
Mithilfe der Lapse Rates ist es möglich, die Wolkenobergrenze ungefähr in m anzugeben.

Der Wert kann vor allem im Winter wichtig sein, da Gewitter eine Wolkenobergrenze von mindestens -10 °C benötigen, vorzugsweise aber bei Werten von -30 °C und niedriger entstehen. Diese sind zu dieser Jahreszeit jedoch schwer zu erreichen. Im Sommer sind dagegen bei bestimmten Großwetterlagen bis zu -75 °C möglich. 
Seine Angabe in m kann darüber hinaus zeigen wie groß das Potential für Hagel ist, das umso mehr steigt, je länger der Auftrieb gestreckt ist.

Windabhängige Parameter

0-6 km Scherwinde

Karte mit 0-6 km DLS

Beschreibt den Geschwindigkeitsunterschied in m/s zwischen Bodenwinden und Winden auf mittlerer Höhe in etwa 6 km (genau genommen zwischen 5,4 und 5,8 km) (daher englisch Deep-Layer Shear, kurz DLS).
Mit diesen Werten ist es möglich eine potentielle Schwerelage einzuschätzen, da diese proportional mit den Scherwinden zunimmt: Zellen brauchen eine räumliche Trennung von kalter ausfließender und warm-feuchter hereinfließender Luft, die besonders bei hohen Scherwinden gewährleistet wird. Damit kann sich die Zelle stetig weiterentwickeln, womit der Schwerecharakter zunimmt.
Indirekt kann über diesem Wert zudem die Zuggeschwindigkeit der Zellen abgeschätzt werden.

Karte mit 0-6 km DLS & CAPE

• 0 bis 10 m/s sprechen für sehr kurzlebige, pulsierende Zellen, die häufig bei schauerartigem Wetter zu beobachten sind.
• 10 m/s sind nötig, um Zellen permanent neu entstehen lassen zu können. Durch den noch vergleichsweise geringen Wert sind räumlich sehr nah benachbarte Gewitterzellen möglich, die auch zu größeren, zusammenhängenden Clustern (Multizellen oder Mesoscale Convective Systems, kurz MCS) heranwachsen können.
• 15 m/s signalisieren stärker organisierte Zellen mit superzellulärem Charakter.
• 20 m/s und mehr sind bereits ein Hinweis auf ein Potential für stark organisierte, langlebige Zellen, die zu Superzellen heranwachsen können.

0-1 km Scherwinde

Karte mit 0-1 km LLS

Beschreibt den Geschwindigkeitsunterschied in m/s zwischen Bodenwinden und Winden in der untersten Luftschicht auf etwa 1 km Höhe (englisch daher Low-Level Shear, kurz LLS).

Werte, die 10 m/s überschreiten, unterstützen die Entstehung von Tornados, wenn dazu entsprechend CAPE, niedrige Kondensationslevel, 0-1 km Helizität und ausreichend 0-6 km Scherwinde vorhanden sind.
Werte deutlich über 10 m/s können darüber hinaus bei zusammenhängenden Gewitterclustern auf Bowing-Echos, also bogenförmige Segmente, hinweisen, die starke Bodenwinde produzieren können.

0-3 km Helizität

Karte mit 0-3 km Helizität & DLS

Gibt an, wie sehr ein Luftpaket zwischen Boden und etwa 3 km (genau genommen zwischen 3,2 und 3,4 km) Höhe in rotierende Bewegung versetzt wird. Die Zugbahn nimmt dabei einen korkenzieher-ähnlichen Verlauf an. Sie wird von 0-3 km Scherwinden sowie der Ausrichtung der Winde mit zunehmender Höhe beeinflusst und in der Einheit m²/s² angegeben. 

Stabile Luftmassen mit absinkenden Tendenzen können negative Werte annehmen, positive Werte ab 150 m²/s² und besonders ab 250 m²/s² bergen Potential für rotierende Aufwinde, welche kennzeichnend für Superzellen sind.

0-1 km Helizität

Karte mit 0-1 km Helizität

Gibt an, wie sehr ein Luftpaket zwischen Boden und etwa 1 km Höhe in rotierende Bewegung versetzt wird und ist in m²/s² angegeben (siehe dazu auch 0-3 km Helizität). Ist ein sehr wichtiger Parameter für die Entstehung von Tornados.

Positive Werte ab 150 m²/s² unterstützen die Entstehung von Tornados, wenn dazu entsprechend CAPE, niedrige Kondensationslevel und ausreichend 0-1 sowie 0-6 km Scherwinde vorhanden sind.

Sonstige Parameter

Superzellenparameter

Karte mit Superzellenparameter

Der Superzellenparameter (englisch Supercell Composite Parameter, kurz SCP) ist das Produkt aus den Einzelparametern CAPE, 0-3 km Helizität und 0-6 km Scherwinden, die jeweils durch den Mindestwert für Superzellen dividiert werden (1.000 J/kg CAPE, 50 m²/s² 0-3 km Helizität sowie 20 m/s 0-6 km Scherwinde). 

Es werden in den Karten nur Gebiete mit positiven Werten dargestellt. Damit lässt sich eingrenzen, wo die Bedingungen gut genug simuliert werden, das Superzellen denkbar sind. Der SCP darf jedoch nicht allein betrachtet werden, da auch hohe Werte keine Superzellen garantieren, wenn es an Hebung fehlt oder die Gesamtsituation für andere Strukturen spricht.

• 0 bis 2 sprechen für ein geringes Potential.
• 2 bis 4 sprechen für ein erhöhtes Potential.
• 4 bis 8 sprechen für ein hohes Potential.
• ab 8 kann jede entstehende Zelle eine Superzelle werden.

In Deutschland können Werte bis rauf auf 20 beobachtet werden, in anderen Regionen der Erde, allem voran der mittlere Westen der USA, sind auch Werte bis 60 möglich.

Tornadoparameter

Karte mit Tornadoparameter

Der Tornadonparameter (englisch Significant Tornado Parameter, kurz STP) ist das Produkt aus den Einzelparametern CAPE, 0-1 km Helizität und 0-6 km Scherwinden und Kondensationslevel, die jeweils durch den Mindestwert für Tornados dividiert werden (1.500 J/kg CAPE, 150 m²/s² 0-1 km Helizität, 20 m/s 0-6 km Scherwinde sowie höchstens 2.000 m Kondensationslevel). 

Es werden in den Karten nur Gebiete mit positiven Werten dargestellt. Damit lässt sich eingrenzen, wo die Bedingungen gut genug simuliert werden, das Tornados denkbar sind. Der STP darf jedoch nicht allein betrachtet werden, da auch hohe Werte keine Tornado garantieren, wenn es an Hebung fehlt, Zellen an anderen Stellen entstehen oder die Gesamtsituation für andere Strukturen spricht.

• 0 bis 1 sprechen für ein geringes Potential bzw. schwache Tornados (EF-0 bis EF-1).
• 1 bis 2 sprechen für ein erhöhtes Potential bzw. moderate Tornados (EF-1 bis EF-2).
• 2 bis 4 sprechen für ein hohes Potential, ein starker Tornado ist möglich (EF-3 und höher).
• ab 4 kann jeder entstehende Tornado ein starker (EF-3 und höher) sein.

In Deutschland können Werte bis rauf auf 2 beobachtet werden, in anderen Regionen der Erde, allem voran der mittlere Westen der USA, sind auch Werte bis 10 möglich.