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18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

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  • 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

    In der modernen Föhntheorie - bereits 1866 von Julius v. Hann postuliert, aber leider in Vergessenheit geraten, und dann durch Heinrich von Ficker (ja, der hieß wirklich so, kann ich auch nix für) in die bekannte Theorie umgewandelt, die man bis heute in den meisten Schul- und Lehrbüchern findet, und die in dieser Form falsch ist - ist nicht der Niederschlag Voraussetzung für den Föhn, sondern Temperaturunterschiede zwischen Luv und Leeseite eines Gebirges.

    Zur Begrifflichkeit: Wenn die Alpen von Süden angeströmt werden, dann liegt die Alpensüdseite im Luv (windzugewandt), die Alpennordseite im Lee (windabgewandt).

    Voraussetzung für Föhn sind potentiell kühlere Luftmassen im Luv, die ins Lee strömen und sich dabei mit konstant 1 Grad Celsius pro 100 m ( = trockenadiabatischer Temperaturgradient) erwärmen. Sorgt dies im Tal für einen Temperaturanstieg, spricht man von Föhn, bei Temperaturabfall von Bora. Bora tritt daher bevorzugt dort auf, wo die Leeseite in Meeresnähe liegt (Adria, Schwarzes Meer), gelegentlich auch inneralpin (Inntal, Südalpen).

    Der Clou ist nun, dass dies auch funktioniert, wenn im Luv kein Niederschlag fällt. Es ist sogar in Österreich, speziell östlich des Salzkammerguts recht häufig der Fall, während in der Schweiz die meisten Föhnereignisse mit Niederschlag im Luv verbunden sind.

    ****

    In meiner Studienzeit hab ich diese Handskizze angefertigt, sie spiegelt den Stand der Föhnforschung im Jahr 2010 wieder:



    Sie zeigt einen Berg und ein Tal, der Wind weht von links nach rechts.

    Beispiel: Südföhn, dann repräsentiert der Berg den Alpenhauptkamm und das Tal rechts die Alpennordseite, das Tal links die Alpensüdseite (Poebene).

    In blau dargestellt ist die Kaltluft, die auf der Alpensüdseite liegt. Sie bleibt dort liegen und gelangt bei Föhn nicht (!) über den Hauptkamm nach Norden. Das zeigen auch diverse Feldstudien/Messkampagnen. Weil sie dort liegen bleibt, spricht man auch von Totluft. Nur bei seichtem Föhn gelangt die Kaltluft über niedrig gelegene Alpenpässe (z.B. Brenner) ins Lee.

    Kaltluft gibt es auch im Lee. Wenn diese Kaltluft ausgeräumt ist, hat die Föhnluft den Talboden erreicht. Zuvor weht im Inntal der vorföhnige Westwind (in der Kaltluft).

    Die roten Linien/Pfeile verkörpern die wärmere Luft in der Höhe. Das entspricht dem Normalzustand der Atmosphäre (je weiter rauf, desto potentiell wärmer) bei einer stabilen Luftschichtung. Auf der Luvseite herrscht eine stabile Schichtung, im Lee wird sie instabil, erst dadurch kann die Föhnluft absteigen (durch Turbulenz). Auf dem Gebirgskamm und knapp dahinter im Lee treten die stärksten Winde auf, da hier die Stromlinien (die roten Linien) eng beieinander sind. Die warme Föhnströmung wird förmlich an den Berg gepresst, die Luft muss aber irgendwo hin, sie wird daher schneller.

    Die Skizze ist komplex, ich weiß, sie lässt sich auf folgende Paintskizze vereinfachen:



    Die Stromlinien steigen im Lee ab, damit sinkt die auch die Föhnströmung ab. Da die Föhnströmung aber wärmerer Luft entspricht, die auf kälterer Luft aufliegt, sinkt auch die Inversion (= Temperaturumkehr) ab.

    Und das ist, was man sich für die kommenden Landschaftsfotos merken muss: Die Föhninversion sinkt im Lee ab.

    ***
    In der Theorie hab ich das verstanden, es lässt sich sogar auf sehr komplexe Art und Weise ausrechnen, wodurch dieses Absinken zustande kommt. Wie das in der Praxis aussieht, konnte ich aber noch nicht beobachten, und die Hochwechsel-Fernsicht am 18. Oktober lieferte diesbezüglich den Aha-Effekt:

    Bild 1 zeigt Teile des unter Dunst liegenden Grazer Beckens. Ein bedeutender Anhaltspunkt zur Bestimmung der Dunstobergrenze (= Inversion) ist der Schöckl (1445m), der freistehende Berg in der Bildmitte, dessen Gipfelbereich noch aus dem Dunst herausragt. Im Hintergrund ist noch der Große Speikkogel (Koralpe) zu sehen. Die Obergrenze liegt bei etwa 1200 bis 1300 m, was Vertikalmessungen in der Früh (5.00 MESZ) belegen (das Foto wurde wesentlich später um ca. 14.30 MESZ aufgenommen).



    Bild 2 zeigt die Situation am Alpenostrand (Wiener Becken), wo die Dunstobergrenze tiefer liegt. Die Hohe Wand (links) ragt noch knapp aus dem Dunst heraus. Die Vertikalmessung um 14.00 MESZ in Wien zeigt den Temperaturanstieg in ca. 950 m.



    Genau zwischen beiden Inversionsregionen liegt das oststeirisch-burgenländische Hügelland (Günser Gebirge, Bucklige Welt, Wechsel, Semmering...), und hier wehte um die Mittagszeit lebhafter, föhniger Südwind.

    Im Bild 3 sieht man den Niederwechsel und das Günser Gebirge dahinter. Rechts (im Südwesten) befindet sich die höhere Inversionsgrenze, links (im Nordosten) die tiefere Inversionsgrenze. Erkennbar daran, dass die niedrigere Inversion links eine scharfe Obergrenze aufweist, während die höhere Inversion mit dem Himmelsblau darüber zu verschmelzen scheint (extreme Kontrastbearbeitung zeigt auch einen schrägen Abfall von rechts nach links).



    Die Bilderserie beweist, dass dieses Absinken der Inversion über und nach dem Gebirge tatsächlich stattfindet. Dies erklärt die lebhaften Winde am Gipfel des Hochwechsels sowie auf benachbarten Gipfeln.

    Und es zeigt außerdem, dass für Föhnentstehung kein Niederschlag auf der Luvseite Voraussetzung ist, denn gab es außer Dunst nicht einmal Bewölkung im oststeirischen Hügelland.

    Was ist hier passiert?

    Großräumig lag der tiefere Luftdruck und die potentiell wärmere Luft nördlich der Alpen, das hat eine südliche Anströmung bedingt. Dahinein pflanze ich den Wechsel. Das Gebirge sorgt für eine Anpassung der südlichen Strömung, sie sinkt im Lee des Gebirges (= Steinfeld, Bucklige Welt) ab (ohne Gebirge würde nix absinken), durch das Absinken wird die Strömung auf dem Wechsel schneller, und die Luft erwärmt sich zugleich mit 1 Grad pro 100 m => FÖHN.

    Gruß,Felix
    Zuletzt geändert von Exilfranke; 21.10.2011, 05:35.
    http://www.wetteran.de

  • #2
    AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

    Danke für die Erklärung der Föhn - Entstehung. War sehr eindrucksvoll.
    Wäre sicher interessant, wenn du dem Forum auch die Entstehung des "Rauchenden Berges" erklären würdest.
    So wie hier der Watzmann.
    Watzmann 1992.JPG
    LG Gerold

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    • #3
      AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

      Hallo Felix!

      Zuerst einmal vielen Dank für Deine Erklärungen! Ich hätte da aber noch eine Frage zum Unterschied zwischen Föhn und Bora:
      Wieso kommt es bei der Bora zu einer Temperaturabnahme? Beim Föhn kennen wir ja alle die Erwärmung. Hat das nur mit der lokalen Strömungssituation zu tun? Oder spielt vielmehr die Ausgangstemperatur der Luft für den Fallwind die ausschlaggebende Rolle?

      LG
      Matthias
      Zuletzt geändert von Ansahias; 21.10.2011, 13:15. Grund: Ergänzung um eine weitere Frage

      Kommentar


      • #4
        AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

        Zitat von Exilfranke Beitrag anzeigen
        Heinrich von Ficker (ja, der hieß wirklich so, kann ich auch nix für)
        Gruß,Felix
        Übrigens Felix!
        "Von Ficker" ist ein recht bekannter Name. Die in Innsbruck geborene Cenzi von Ficker ist in der Geschichte als das "Uschba Mädel" eingegangen: Fürst Tatarchan Dadeschkeliani von Swanetien, der vom Können und vom Mut Cenzi von Fickers tief beeindruckt war, schenkte ihr den Berg Uschba! (Die Schenkungsurkunde bekam später das alpine Museum in München.) Julius von Ficker, der Vater von Heinrich, war ein berühmter Historiker. In Wien wurde auch eine Strasse nach ihm benannt.
        Gerold

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        • #5
          AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

          ... und dann durch Heinrich von Ficker
          Ich erinnere mich an ihn - ich war ein kleines, neugieriges Kind - als "Heini". Und der Heini war ein gern gesehener Gast auf dem Bauernhof, auf dem ich aufgewachsen bin.
          Er war oft in Neukirchen und wohnte dann in einem kleinen Häuschen in Rosental.

          m+hf.JPG
          Man sah es ihr nicht an, aber meine Urgroßmutter war eine sehr intelligente Frau, die alles in der Natur genau beobachtete und Schlüsse daraus zog (auch für das Wetter ...). Ein Hoagascht (= Gespräch) mit gescheiten Leuten, wie z.B. Dr. Heinrich von Ficker konnte sie nicht in Verlegenheit bringen.
          Servus!
          baru

          http://www.sagen.at

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          • #6
            AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

            Zitat von Gerold B Beitrag anzeigen
            Danke für die Erklärung der Föhn - Entstehung. War sehr eindrucksvoll.
            Wäre sicher interessant, wenn du dem Forum auch die Entstehung des "Rauchenden Berges" erklären würdest.
            So wie hier der Watzmann.
            [ATTACH]371478[/ATTACH]
            LG Gerold
            Hallo Gerold!

            Ich glaube, das liegt an Folgendem: (falls das nicht stimmt, bitte berichtigt mich)

            Wird ein Berg von Luft angeströmt, entsteht auf der Luvseite ein Überdruck, auf der Leeseite dagegen ein Unterdruck. Durch das Sinken des Luftdruckes kühlt die Luft dort ab, kann folglich nicht nicht mehr soviel Wasserdampf speichern wie wärmere Luft. Daher kondensiert auf der Leeseite der Wasserdampf, der dann in Form von Wolken sichtbar ist. Vom Wind dann noch entsprechend versetzt, schauts aus, als ob der Berg "raucht"...

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            • #7
              AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

              d.h. bei Südföhn weht der Wind von Süd nach Nord und es ist auf der Nordseite warm und auf der Südseite kalt.
              Und bei Nordföhn ist es umgekehr?
              Vielleicht merke ich mir das irgendwann mal richtig....

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              • #8
                AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

                also das interessiert mich nun sehr:

                die klassische erklärung/definition des föhns ist mir ziemlich klar (anregnen im luv, langsame abkühlung durch freiwerden der latenten wärme, dann trocken erwärmen bei absenkung im lee..)

                was mich immer gestört hat war die 'warme Föhnluft' und es hat in luv gar nicht geregnet (also kein feuchtadiabatischer prozess) !! was du hier mit den zwei inversionsniveaus zeigst, ist mir neu und erklärt die lage - super (ich würde disem system nur einen anderen namen geben)

                danke Geo
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                'man ist nie zu alt um eine glückliche Kindheit zu haben'
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                • #9
                  AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

                  @Gerold - B. - annifly hat Dir die Antwort schon korrekt gegeben :-)

                  Die Watzmannwolke entsteht auf dieselbe Weise wie die Schneebergwolke am 18. August diesen Jahres:



                  Bannerwolken bilden sich bei Überströmung steil emporragender Bergspitzen im Lee des Gipfels. Sie können sich über Stunden hinweg ortsfest halten, wobei der obere Wolkenbereich mit der Überströmung stetig weggeweht wird. Am wahrscheinlichsten ist der Erklärungsversuch, wonach die Bannerwolke durch erzwungene Hebung im aufsteigenden Ast eines Leewirbels entsteht.

                  Je höher und steiler das Hindernis, umso wahrscheinlicher sind Bannerwolken. Die Überströmung des Gipfelbereichs erzeugt leeseitig einen Unterdruck, Luft wird aus der Tiefe angesaugt und kondensiert beim Aufstieg (Wolkenbildung). Ist die Luft im Leebereich sehr feucht, begünstigt dies die Bannerwolkenbildung, es ist aber keine notwendige Voraussetzung.

                  Quelle: http://meetings.copernicus.org/dach2...07_A_00049.pdf

                  @Matthias1:

                  Zuerst einmal vielen Dank für Deine Erklärungen! Ich hätte da aber noch eine Frage zum Unterschied zwischen Föhn und Bora:
                  Wieso kommt es bei der Bora zu einer Temperaturabnahme? Beim Föhn kennen wir ja alle die Erwärmung. Hat das nur mit der lokalen Strömungssituation zu tun? Oder spielt vielmehr die Ausgangstemperatur der Luft für den Fallwind die ausschlaggebende Rolle?
                  Genau, die Ausgangstemperatur ist entscheidend. Zwar erwärmt sich in beiden Fällen die Luft durch das Absinken, an der Adria ist es aber oft noch wärmer als die ankommende Luft, weshalb es zu einem Temperaturrückgang kommt. Im Winter ist es dagegen in den Nordalpen durch die nächtliche Auskühlung oft kälter als die nachströmende Föhnluft, weswegen es dann wärmer wird.

                  Professor Steinacker (Institut für Meteorologie in Wien) bezeichnet Föhn auch als maskierte Bora (so wie es maskierte Kaltfronten gibt, mit denen es wärmer statt kälter wird).

                  d.h. bei Südföhn weht der Wind von Süd nach Nord und es ist auf der Nordseite warm und auf der Südseite kalt.
                  Und bei Nordföhn ist es umgekehr?
                  Vielleicht merke ich mir das irgendwann mal richtig....
                  Genau, wobei Südföhn auch in den Südalpen auftritt (z.B. in Unterkärnten: Jauk genannt) und Nordföhn in den Nordalpen (z.B. Inntal, Gurgltal).

                  @geofix

                  die klassische erklärung/definition des föhns ist mir ziemlich klar (anregnen im luv, langsame abkühlung durch freiwerden der latenten wärme, dann trocken erwärmen bei absenkung im lee..)

                  was mich immer gestört hat war die 'warme Föhnluft' und es hat in luv gar nicht geregnet (also kein feuchtadiabatischer prozess) !! was du hier mit den zwei inversionsniveaus zeigst, ist mir neu und erklärt die lage - super (ich würde disem system nur einen anderen namen geben)
                  Das Problem bei der klassischen Erklärung ist, dass die Temperaturen nicht zusammenpassen. Es werden ja oft Bozen und Innsbruck hergenommen, aber es wurde nie überprüft, ob sich das rechnerisch so ausgeht wie in den Beispielen erklärt. Tatsächlich ist Innsbruck oft viel wärmer als nach der Methode der Freisetzung der latenten Wärme. Wenn man zudem davon ausgeht, dass bei der klassischen Theorie Kaltluft aufsteigt und über den Brenner schwappt, dann müsste Steinach am Brenner (1000 m) immer 3,5 °C wärmer sein als der Brenner (1350 m). In Wirklichkeit beträgt der Temperaturunterschied zwischen beiden Stationen oft 5-6 Grad, d.h. Steinach kann die Luft nicht vom Brenner erhalten, sondern von weiter oben.

                  Und die Erklärung versagt völlig, wenn auf der Luvseite nicht einmal Bewölkung auftritt, oder nur eine dünne Hochnebeldecke (von vielleicht 400 m vertikaler Erstreckung), wo also nur minimal latente Wärme freigesetzt wird.
                  Messungen haben ergeben, dass selbst bei Niederschlag die latente Wärme nur 1-2 Grad ausmacht.

                  Das 'System' hat aber dennoch den Namen Föhn, es handelt sich einfach um einen Überströmungseffekt mit der Ausbildung von Schwerewellen (Schwingen, die durch die linsenförmigen Föhnwolken sichtbar werden).
                  Das lässt sich auch mathematisch herleiten, möchte ich aber niemanden zumuten

                  Gruß,Felix
                  http://www.wetteran.de

                  Kommentar


                  • #10
                    AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

                    Zitat von Exilfranke Beitrag anzeigen
                    Das Problem bei der klassischen Erklärung ist, dass die Temperaturen nicht zusammenpassen. Es werden ja oft Bozen und Innsbruck hergenommen, aber es wurde nie überprüft, ob sich das rechnerisch so ausgeht wie in den Beispielen erklärt. Tatsächlich ist Innsbruck oft viel wärmer als nach der Methode der Freisetzung der latenten Wärme. Wenn man zudem davon ausgeht, dass bei der klassischen Theorie Kaltluft aufsteigt und über den Brenner schwappt, dann müsste Steinach am Brenner (1000 m) immer 3,5 °C wärmer sein als der Brenner (1350 m). In Wirklichkeit beträgt der Temperaturunterschied zwischen beiden Stationen oft 5-6 Grad, d.h. Steinach kann die Luft nicht vom Brenner erhalten, sondern von weiter oben.

                    Und die Erklärung versagt völlig, wenn auf der Luvseite nicht einmal Bewölkung auftritt, oder nur eine dünne Hochnebeldecke (von vielleicht 400 m vertikaler Erstreckung), wo also nur minimal latente Wärme freigesetzt wird.
                    Messungen haben ergeben, dass selbst bei Niederschlag die latente Wärme nur 1-2 Grad ausmacht.

                    Das 'System' hat aber dennoch den Namen Föhn, es handelt sich einfach um einen Überströmungseffekt mit der Ausbildung von Schwerewellen (Schwingen, die durch die linsenförmigen Föhnwolken sichtbar werden).
                    Das lässt sich auch mathematisch herleiten, möchte ich aber niemanden zumuten

                    Gruß,Felix
                    danke felix, iss hochinteressant - hat da da herr vergeiner in den 70ern falsch oder einfach - der damaligen rechnerleistung folgend - zu grob gerechnet?

                    lg Geo
                    ----------------------------------------------------------------------------------
                    'man ist nie zu alt um eine glückliche Kindheit zu haben'
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                    Geo-Foto-fix: www.geo-lights.at
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                    • #11
                      AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

                      Zitat von geofix Beitrag anzeigen
                      danke felix, iss hochinteressant - hat da da herr vergeiner in den 70ern falsch oder einfach - der damaligen rechnerleistung folgend - zu grob gerechnet?

                      lg Geo
                      Welche Veröffentlichung meinst Du?
                      http://www.wetteran.de

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                      • #12
                        AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

                        hab dir eine PN geschickt
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                        • #13
                          AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

                          Das 'System' hat aber dennoch den Namen Föhn, es handelt sich einfach um einen Überströmungseffekt mit der Ausbildung von Schwerewellen (Schwingen, die durch die linsenförmigen Föhnwolken sichtbar werden).
                          Wären die untenstehenden Bilder passend zu der Art von "Föhnlinsen"?

                          Sie sind vom 11. Okt. 2011, Blick ins Untersulzbachtal zum Großvenediger.
                          Die Zahlen rechts oben geben die Uhrzeit an, in MEZ (ich stelle die Kamera nicht auf Sommerzeit um)
                          11.okt.11 16.49.JPG
                          11.okt.11 17.20.JPG
                          11.okt.11 17.30.JPG
                          11.okt.11 17.33.JPG
                          11.okt.11 17.34.JPG
                          11.okt.11 17.39.JPG
                          Servus!
                          baru

                          http://www.sagen.at

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                          • #14
                            AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

                            exakt!
                            http://www.wetteran.de

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                            • #15
                              AW: 18/10/11: Föhn in der Praxis: Ein Beispiel

                              Hallo Felix

                              Als Tiroler weiß ich nur allzugut was Föhn ist.
                              Vor 25 Jahren gab es Föhn nur im Herbst und Frühling. Heute kommt mir vor weht der Föhn das ganze Jahr über.
                              Wenn es so ist würd mich interessieren warum. "In Folge des Klimawandels" ist mir allerdings zuwenig.

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