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Vertikalgeschwindigkeit

Die Vertikalgeschwindigkeit der Luft ist eine wichtige Größe, da sie massgeblich für die Bildung von Wolken und damit für das Wettergeschehen verantwortlich ist. Will man die Vertikalgeschwindigkeit in der Praxis messen, so ist man vor ein Problem gestellt, denn eine direkte Messung mit einfachen Mitteln gibt es nicht. Daher bedient man sich verschiedener indirekter Methoden.

Eine Möglichkeit, die großräumig einen guten Schätzwert liefert, ist eine Anwendung der Kontinuitätsgleichung (Massenerhaltung!). Dabei ermittelt man die horizontale Divergenz des gemessenen Windfeldes für ein Gebiet. Falls die Divergenz ungleich 0 ist, ist auch der Vertikalwind ungleich 0. Wie gross er genau ist, muss man mathematisch durch eine Integration berechnen.

Eine andere bekannte Methode ist die Anwendung der Omega-Gleichung, bei der aus den horizonatalen Verteilungen der Schichtdicken- und Vorticityadvektion auf die Vertikalgeschwindigkeit geschlossen werden kann.

Eine mathematisch sehr elegante Methode stellt der Q-Vektor dar. Er ermöglicht die Bestimmung der Vertikalgeschwindigkeit auch nur einer unabhängigen Feldgröße.

Auf der synoptischen, großräumigen Skala liegt die durchschnittliche Vertikalgeschwindigkeit in der Größenordnung von 1 cm/s. In Gewitterwolken kann sie mehrere Dekameter/s erreichen, so dass z.B. auch große Niederschlagselemente wie Hagel in der Schwebe gehalten werden können.


Starke, turbulente Vertikalwinde führen hier zur Bildung von Gewitterwolken
Bild © Dipl. Met. Björn Beyer

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