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Regionale Windsysteme
Der Föhn ist ein warmer trockener Fallwind, der bei der Überströmung von Gebirgen auftreten kann. Dabei kühlt sich im Zuge des Aufstieges die Luft im Luv des Gebirges (dem Wind zugewandte Seite) trockenadiabatisch ab (ca. 1°C je 100 m) und die relative Luftfeuchtigkeit nimmt zu. Je kälter Luft ist, desto weniger Wasserdampf kann sie aufnehmen bzw. halten. Wenn die Luft beim Aufsteigen so kalt wird, dass die enthaltene Feuchte die Aufnahmekapazität der Luft (bei der jetzt ja viel niedrigeren Temperatur) überschreitet, kommt es zur Kondensation, also zum Übergang des Wasserdampfs vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand, sprich zur Wolkenbildung. Die Höhe, in der dies geschieht, nennt man Kondensationsniveau. Bei weiterem Aufsteigen kühlt sich die Luft nun feuchtadiabatisch ab (ca. 0,6°C je 100 m). Die freiwerdende Kondensationswärme verstärkt das Aufsteigen und der Steigungsregen setzt ein. Der Luft wird damit Wasser entzogen.
Im Lee des Gebirges (der dem Wind abgewandten Seite) sinkt die Luft wieder ab, wobei sie sich wieder erwärmt. Dies geschieht anfänglich noch feuchtadiabatisch (ca. 0,6°C je 100 m), solange bis der Sättigungspunkt der Luft unterschritten wird und sich die Wolken schnell wieder auflösen, also das Wolkenwasser wieder in die gasförmige Phase übergeht. Durch den Verlust des Regenwassers auf der Luvseite liegt nun das Kondensationsniveau auf der Leeseite deutlich höher. Die im Lee des Gebirges abströmende Luft wird als Föhn bezeichnet. Charakteristische Merkmale des Wetters bei Föhn sind hohe Lufttemperatur, geringe Luftfeuchtigkeit und gute Sicht auf der Leeseite. Unter Umständen kann es zu hohen Windgeschwindigkeiten, dem sogenannten Föhnsturm kommen.
Die Zugspitze ist ca. 2900 m hoch. Im Luv wird Luft mit einer Temperatur von 9°C ausgehend von einer Höhe von 0 m zum Aufstieg gezwungen, wobei das Kondensationsniveau auf 500 m Höhe liegt. Welche Temperatur hat die im Lee abströmende Luft am Boden, der Einfachheit halber auch wieder bei einer Höhe von 0 m, wenn hier das Kondensationsniveau auf einer Höhe von 2800 m liegt?
Nach dem Absinken der Luftmassen beträgt die Lufttemperatur im Lee der Zugspitze 18,2°C.
Erklärung:
Beginnend auf einer Höhe von 0 m kühlt sich die 9°C warme Luftmasse bis zum Kondensationsniveau auf 500 m um 1°C pro 100 m ab (trockenadiabatisch).
(1) 9°C - 5*1°C = 4°C
Bei dem weiteren Aufstieg auf 2900 m (= Höhendifferenz 2400 m) kühlt sich die Luft um 0,6°C pro 100 m ab (feuchtadiabatisch).
(2) 4°C - 0,6°C*24 = 4°C - 14,4°C = -10,4°C
Nach dem Überqueren des Gebirgskammes sinkt die Luft ab und erwärmen sich feuchtadiabatisch (0,6°/100 m) bis zum Erreichen des Kondensationsniveaus auf 2800 m.
(3) -10,4°C + 0,6*1 = -9,8°C
Bei dem weiteren Absinken erwärmt sich die Luft trockenadiabatisch (1°/100 m) bis zum Erreichen des Talbodens auf 0 m Höhe.
(4) -9,8°C + 1*28 = 18,2°C