Wetternews: Gebirgswellen und Leewellen

Beim Stichwort «Wellen» denken die meisten von uns wohl an den Wellengang auf See oder Meer. Aber auch in unseren Atmosphäre sind Wellen häufig anzutreffen, besonders bei uns in der Schweiz.

Im folgenden Blog erfahren Sie, wie die Wellen entstehen, wie man sie beobachten kann und wieso sie für die Aviatik von Interesse sind.

Blick vom La Dôle in Richtung Genf. Mit einer nordwestlichen Strömung stauten sich heute auf der Juranordseite tiefe Wolken. Deren Obergrenze lag ziemlich genau auf Kammniveau und markierte damit auch die Obergrenze einer Inversion. Darüber sind mittelhohe Lenticularis-Wolken zu sehen, ausgelöst durch eine Gebirgswelle. (Quelle: roundshot.com, MeteoSchweiz)

Wann bilden sich Wellen?

Für die Bildung von atmosphärischen Wellen sind grundsätzlich drei Zutaten nötig:

Gebirge / Hügel

Um Schwingungen und somit Wellen auszulösen, sind grundsätzlich topographische Hindernisse nötig. Förderlich für die Wellenbildung ist dabei eine eher flache, strömungszugewandte Seite (=Luv). Die strömungsabgewandte Seite (=Lee) sollte eher steil sein.

Wind

Die Winde sollten auf Kammniveau und auch darüber möglichst senkrecht zum Gebirge wehen. Zudem muss die Strömung eine Geschwindigkeit von mindestens 25-40 km/h aufweisen. Eine Windzunahme mit der Höhe ist zudem von Vorteil.

Stabilität der Atmosphäre

Eine weitere Voraussetzung ist eine eher stabile Schichtung der Atmosphäre auf Kammhöhe. Das heisst, dass die Temperaturabnahme mit der Höhe nur gering ist oder sogar eine Zunahme der Temperatur mit der Höhe vorhanden ist (=Inversion).

Die Form des Gebirges sowie das genaue Wind- und Temperaturprofil der Atmosphäre bestimmen dann die Ausprägung, Länge und Höhe der Wellen. Auch ein mögliches Wellenbrechen ist von diesen Parametern abhängig.

Je nach atmosphärischer Bedingung breiten sich Wellen entweder horizontal stromabwärts aus (A) oder propagieren vertikal nach oben (B). Im ersten Fall spricht man von sogenannten (gefangenen) Leewellen, Wellen des Typs B werden in der deutschen Sprache meist als Gebirgswellen bezeichnet. (COMET, doi.org/10.3390/atmos12060737)

Wie erkennt man atmosphärische Wellen?

Wellen werden nur dann sichtbar, wenn die Atmosphäre in der jeweiligen Höhe über genügend Feuchtigkeit verfügt. Wird ein Luftpaket aufgrund einer Welle vertikal nach oben ausgelenkt, so kühlt dieses bei gleichbleibender Feuchtigkeit ab. Sobald der Taupunkt erreicht wird, kondensiert die Feuchtigkeit zu kleinen Wassertröpfchen, womit eine Wolke entsteht. Sinkt das Luftpaket in der Folge wieder ins Wellental ab, verdunsten die Wassertröpfchen aufgrund der Erwärmung wieder. Entsprechend bleiben die Wellentäler meist wolkenfrei, die Wellenberge werden hingegen durch stationäre Wolken markiert.

Satellitenbild von 8 Uhr: Über den Vogesen und dem Schwarzwald machten heute Morgen tiefe Wolkenfelder die Leewellen sichtbar. Über den Alpen löste die kräftige Nordwestströmung vertikal propagierende Gebirgswellen aus, welche für die hohe Cirrusbewölkung südlich der Alpen mitverantwortlich waren. (MeteoSchweiz, Eumetsat)

Wieso Gebirgs- und Leewellen in der Meteorologie wichtig sind

Wellen können also für mehr oder weniger ausgedehnte Bewölkung sorgen und damit die Sonnenscheindauer und Temperatur beeinflussen. Weiter spielen atmosphärische Wellen auch bei Fallwinden auf der strömungsabgewandten Seite von Gebirgen, also bei Föhnereignissen, eine Rolle.

Von grösserer Relevanz sind Lee- und Gebirgswellen besonders in der Fliegerei. Im Segelflugsport sind sie sehr willkommene Gäste, denn sie ermöglichen dank kräftigen und stationären Aufwinden lange Streckenflüge. Einen meist negativen Einfluss haben Wellen hingegen auf die restliche Fliegerei. So kann die mit Wellen verbundene starke, vertikale Strömung dazu führen, dass die Flieger ihre Flughöhe nicht mehr halten können. Weiter können Gebirgswellen an der Tropopause brechen, was dann teils starke Turbulenzen zur Folge hat.

Durch Gebirgswellen ausgelöste Bewölkung im Morgenlicht. Blick vom Klein Matterhorn in Richtung Südosten. (bag.roundshot.com/matterhornglacierparadise)

Quelle: Bundesamt für Meteorologie MeteoSchweiz / Gebirgswellen und Leewellen
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