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Gewitterzelle

 
     
  anhand eines deutlich ausgeprägten Hauptaufwindgebietes identifizierbare, minimale räumliche Elementarstruktur eines Gewitters (Konvektionszellen). Eine Gewitterzelle setzt sich zusammen aus dem Hauptaufwindgebiet, dem unmittelbar benachbarten Gebiet starken Niederschlags und dem Amboss, als Ausflussgebiet der im Hauptaufwindgebiet aufsteigenden Luft. Die Breite des Hauptaufwindgebietes variiert zwischen 3 km bei einer gewöhnlichen Zelle und 15 km bei einer Superzelle. Gewitter reichen i.a. bis zur Tropopause, die genaue Höhe wird durch die Höhe feuchtlabiler Schichtung gut repräsentiert. Über dem Hauptaufwindgebiet kann die Luft aufgrund ihrer kinetischen Energie 2-4 km über dieses Niveau hinaus schiessen und in die untere Stratosphäre eindringen. Die Wolkenobergrenze findet man daher in mittleren Breiten zwischen 8 und 15 km Höhe, in tropischen Gewittern bis 20 km. In dem überschiessenden Gewitterturm werden sehr niedrige Temperaturen beobachtet, in tropischen Gewittern bis unter -80°C. Der Lebenszyklus einer Gewitterzelle gliedert sich in drei Phasen: Wachstum, Reifestadium und ihre Auflösung. In der Wachstumsphase dehnt sich der Hauptaufwind immer weiter nach oben aus. Die Wolke wächst rasch und Niederschlag entwickelt sich über die Eisphase. Der fallende Niederschlag verdunstet und führt zu ersten Abwinden (engl. downdrafts), die zumeist unmittelbar neben dem Hauptaufwind lokalisiert sind und charakteristisch für das Reifestadium sind. Niederschlag (Regen, Graupel, Hagel) erreicht den Boden, die kühlere Luft des Abwindes breitet sich als Kaltluftausfluss horizontal divergierend mit den typischen Merkmalen einer Dichteströmung aus. Die Abwindgeschwindigkeiten können bis zu 25 m/s erreichen und beträchtlichen Schaden am Boden anrichten. Es bildet sich eine als Böenfront bezeichnete Kaltfront aus, die oftmals von hebungsbedingter Bewölkung in Form eines Böenkragens oder einer Böenwalze begleitet wird und dem Gewitter bis zu 100 km vorauseilen kann. Die starken Abwindgebiete (engl. downbursts) sind für hindurchfliegende Flugzeuge extrem gefährlich, da zusammen mit abrupten Windrichtungsänderungen das Flugzeug rasch an Höhe verliert (Scherung, engl. shear). Während des Reifestadiums werden die kräftigsten Aufwinde von maximal 60 m/s beobachtet. Niederschlagsrate und Blitzrate erreichen dann ebenfalls ihr Maximum. Wird das Hauptaufwindgebiet zunehmend durch Abwinde verdrängt, so beginnt die Zelle zu zerfallen, der Wind schwächt sich ab und der Niederschlag lässt nach. Der Lebenszyklus einer Gewitterzelle beträgt 20-60 Minuten. Eine gewöhnliche Gewitterzelle verlagert sich mit den Höhenwinden, in die sie eingebettet ist, um typischerweise 20 km. Ein Gewitter setzt sich aus einer oder mehreren Zellen zusammen, die sich immer wieder erneuern und so zu einer wesentlich längeren Lebensdauer des Gewitters von mehreren Stunden führen können.  
 

 

 

 
 
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