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Archive for Juli 2010

Telegramm 52: Wetterlage am 28. Juli 2010 – Trog über Westeuropa

Nicht am jeden Tag kann man die Großwetterlage so gut aus dem Satellitenbild erkennen wie heute:

Über Westeuropa liegt ein Höhentrog mit dynamischen Tiefdruckgebieten, gut erkennbar an der Wolkenbegrenzung, die den Verlauf der Höhenluftströmung (Jetstream) nachzeichnet. Innerhalb des Troges herrscht bei nordwestlichen Winden überwiegend Schlechtwetter, da die Luftmassen gehoben werden, woraufhin Wolkenbildung einsetzt. Immer wieder kommt es zu Niederschlägen. Im Osten des Troges schließt sich ein schmaler Hochkeil an. Hier herrscht noch schönes Wetter bei weitgehend wolkenfreiem Himmel. Die absinkenden Luftmassen führen zur Wolkenauflösung.

Über Nordafrika ist ein schöner Tiefdruckwirbel zu erkennen, der aus einem Kaltlufttropfen hevorgegangen ist.

Jens Christian Heuer

Kategorien:Telegramme, Wetter

Telegramm 51: Langsam kippt das Wetter!

Die  Kaltfront eines Tiefdruckwirbels über dem Ostatlantik mit Zentrum über den Britischen Inseln erreicht allmählich Westeuropa und sorgt dort für Unwetter und eine nachhaltige Abkühlung.

Wetterlage am 21. Juli 2010 16:00 UTC : Teilweise okkludierter Tiefdruckwirbel über dem Ostatlantik mit Zentrum bei den Britischen Inseln. Seine Kaltfront hat bereits Westeuropa erreicht. Das Bild des europäischen Wettersatelliten MeteoSat ist in den drei Wellenlängenbereichen rot, grün und blau aufgenommen (Natural Color RGB). Vegetation erscheint grün, da das Chlorophyll der Pflanzen grün deutlich besser reflektiert als rot und blau. Wolken aus kleinen Wassertröpfchen reflektieren alle Wellenlängen und sind daher hellweiß. Eiswolken erscheinen jedoch cyanblau, weil Eis rotes Licht stark absorbiert und so diese Farbe übrigbleibt. Der unbewachsene Boden ist braun, denn rotes Licht wird besser reflektiert als blaues. Die Ozeane absorbieren alle Wellenlängen und erscheinen daher beinahe schwarz. Quelle: EUMETSAT

Die aufwärts gerichteten dynamischen Tiefdruckwirbel (Cyclonen) entstehen aus kleinen Turbulenzen in der Höhenluftströmung (Jetstream), so ähnlich wie Stromschnellen (Verwirbelungen) in einem Fluß mit Gefälle. Auch die Höhenluftströmung wird übrigens durch ein Gefälle angetrieben, dem Temperatur- und damit auch Druckgefälle (Temperatur- und Druckgradient) an der Grenze zwischen polarer Kaltluft und (sub)tropischer Warmluft.

Dynamische Tiefs verwirbeln sehr effektiv polare Kaltluft und (sub)tropische Warmluft: Durch ihre vom Tiefdruckzentrum ausgehende,  auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Drehbewegung strömt warme Luft polwärts gegen die Kaltluft (Warmfront) und im Gegenzug kalte Luft äquatorwärts gegen die Warmluft (Kaltfront). Tiefdruckwirbel 1

Aufbau eines Tiefdruckwirbels. Warmfront, Kaltfront und dahinter zelluläre Bewölkung. Nähere Erklärungen im Text. Quelle: Geo Special Nr. 2 Wetter 1982

An der Warmfront, wo die warme Luft langsam über die kältere Luft nach oben gleitet, bildet sich eine Schichtbewölkung (Stratus). Häufig regnet es dann über längere Zeit (Landregen). In größeren Höhen, wo es kälter ist, bilden sich Eiswolken (Cirrus). Die Kaltfront und die dahinter befindliche Kaltluft bewegen sich wesentlich schneller als die vorauseilende Warmluft, da letztere aufgrund ihrer Aufstiegstendenz eine schwächer ausgeprägte Vorwärtsbewegung hat. Die Warmluft wird so nach und nach von der herannahenden Kaltluft durchdrungen und erfährt dabei, da sie leichter ist, einen starken Auftrieb (labile Luftschichtung). Durch Konvektion bildet sich eine ausgeprägte Quellbewölkung. Bei kräftigen Winden kommt es zu starken Regenfällen, oft auch zu Gewittern mit Hagel (Unwetter). Vom Tiefdruckzentrum her beginnend vereinigen sich Warm- und Kaltfront zu einer Mischfront (Okklusion) bis schließlich der Warmluftsektor ganz verschwunden ist. Nach etwa einer Woche löst sich das Tief dann wieder auf.  An den Kaltfronten älterer Tiefdruckgebiete können wiederum kleine Wellenstörungen auftreten und die Bildung weiterer dynamischer Tiefdruckgebiete (Randtiefs, Tochtertiefs) auslösen.

Die hinter der Kaltfront des dynamischen Tiefs nachströmende Kaltluft ist im Satellitenbild an der typischen zellulären Bewölkung erkennbar. Eine zelluläre Bewölkung entsteht immer dann, wenn kalte Luft über relativ wärmere Luft (z.B. direkt oberhalb einer warmen Wasseroberfläche)strömt. Infolge der labilen Luftschichtung (warme Luftblasen in kalter Luft steigen nach oben) entstehen zahlreiche Konvektionszellen, in sich Quellwolken bilden.

Zum Schluß noch ein Blick auf die Wetterkarte:

Wetterlage am 21. Juli 2010 15:oo UTC: Die Karte zeigt die Temperatur bei 850 hPa (entsprechend ca. 1,5km Höhe), die Höhenströmung (Isohypsen) bei 500hPa (ca. 5,5-6km Höhe und die Druckverteilung am Boden auf Meereshöhe bezogen (Isobaren). Quelle: MeteoGroup

Der ostatlantische Trog ist deutlich erkennbar ein Stückchen weiter nach Westen gewandert (vgl. Telegramm 50), so daß die Kaltfront des Tiefdruckwirbels wie geschildert allmählich Mitteleuropa erreicht. Weiter im Osten  überwiegt noch der Hochdruckeinfluß, so daß die Hitzewelle hier vorerst anhält.

Aber nach und nach wird die Warmluft von der aus westlichen Richtungen einströmenden Kaltluft abgeräumt, und dann wird es nicht nur in den westlichen Teilen, sondern in ganz Europa deutlich kühler.

Jens Christian Heuer 

Kategorien:Wetter

Telegramm 50: Wetterlage am 20. Juli 2010 – Die Hitze ist wieder da

Mit Beginn der Woche begannen die Temperaturen erneut zu klettern. Heute wurden vielfach wieder die 30°C überschritten.

Wetterlage am 20. Juli 2010 18:oo UTC: Die Karte zeigt die Temperatur bei 850 hPa (entsprechend ca. 1,5km Höhe), die Höhenströmung (Isohypsen) bei 500hPa (ca. 5,5-6km Höhe und die Druckverteilung am Boden auf Meereshöhe bezogen (Isobaren). Quelle: MeteoGroup

Die Wetterlage ist so ähnlich wie bei den Hitzewellen zuvor in diesem Monat. Ein Trog über dem Ostatlantik und ein ausgedehnter Hochkeil (Rücken) über Europa. Auf der Vorderseite des Troges (Ostseite) strömt aus südwestlicher warme und feuchte Luft nach West- und Mitteleuropa. Im Einflußbereich des Hochkeils gibt es kaum Wolken, abgesehen von ein paar Wärmegewittern, die entstehen, wenn der stark erhitzte Boden die Luft darüber erwärmt. Es enstehen Konvektionszellen, in denen sich zahlreiche Quellwolken bilden, darunter auch Gewitterzellen. Zur Wolkenbildung kommt es, wenn feuchte Luft erwärmt wird, aufsteigt und abkühlt bis Kondensation einsetzt und winzige Wassertröpfchen entstehen aus denen die Wolke besteht. Die dabei freigesetzte Kondensationswärme entspricht der Wärmeenergie, die notwendig war, um das Wasser zu verdunsten und damit die Luft anzufeuchten. Diese sogenannte latente Wärme verleiht der aufsteigenden Luft zusätzlichen Auftrieb und verstärkt auf diese Weise wiederum die Wolkenbildung (positive Rückkopplung).

In den wolkenfreien Bereichen läßt die ungehinderte Sonneneinstrahlung die Temperaturen weiter steigen.

Wetterlage am 20.Juli 2010 18:00 UTC im Satellitenbild (RGB-Airmass). Der Trog über dem Ostatlantik mit seinem Tiefdruckwirbel ist gut auszumachen, ebenso die überwiegend wolkenarme Hochdruckzone über Europa mit Schönwetter, aber auch einigen Gewitterzellen (Wärmegewitter). Quelle: EUMETSAT

Im Trog befindet sich ein schon etwas älterer Tiefdruckwirbel, der im Satellitenbild schön zu sehen ist. Derartige Tiefdruckwirbel entstehen dynamisch aus Unregelmäßigkeiten in der Höhenströmung, ähnlich wie Stromschnellen in einem Fluß. Die Höhenströmung bestimmt auch die Zugbahnen der Tiefdruckwirbel.

Zum Wochenende hin wird ein Umschwung zu kühlerem Wetter erwartet.

Jens Christian Heuer

Kategorien:Wetter

Telegramm 49: Wetterlage am 17. Juli 2010 – Abkühlung durch Unwetter

Nach einer tagelangen Hitzewelle sorge ein von Westen herannahender Höhentrog für eine nachhaltige Abkühlung.

Wetterlage am 17.Juli 2010 06:oo UTC: Die Karte zeigt die Temperatur bei 850 hPa (entsprechend ca. 1,5km Höhe), die Höhenströmung (Isohypsen) bei 500hPa (ca. 5,5-6km Höhe und die Druckverteilung am Boden auf Meereshöhe bezogen (Isobaren). Über großen Teilen Europas liegen noch warme Luftmassen (rot bis violett) in einem Höhenkeil (Rücken). Aber ein von Westen herannahender Trog mit zwei Tiefdruckwirbeln  führt kühlere Luft heran (gelb, grün). Tiefdruckwirbel entstehen aus Unregelmäßigkeiten in der Höhenströmung, ähnlich wie Stromschnellen in einem Fluß. Sie verwirbeln warme und kalte Luft miteinander, gut erkennbar an der Temperaturverteilung bei 850 hPa. Quelle: MeteoGroup

Im Trog befindet sich zwei Tiefdruckwirbel, darunter einer mit Zentrum nördlich Schottland, dessen Kaltfront in den frühen Morgenstunden den Westen Deutschlands erreichte und für heftige Gewitter sorgte. Die nachströmende kühlere Luft verdrängte die warmen Luftmassen und beendete vorerst die Hitzewelle. Aber auch weiter im Osten, vor der Kaltfront, kam es zu Unwettern. Der unterschiedliche Drehsinn von Tiefdruck- (gegen den Uhrzeigersinn) und Hochdruckwirbel (im Uhrzeigersinn) läßt die Luftmassen am Boden zusammenströmen (Konvergenz). Die Luft muß nach oben ausweichen und kühlt dabei ab, wodurch Quellwolken entstehen, die zu Gewitterzellen heranwachsen können. Diese Gewitter bringen aber im Gegensatz zu Gewittern in einer Kaltfront keine  Abkühlung.

Wetterlage am 17.Juli 2010 06:00 UTC:  RGB-Airmass Quelle: EUMETSAT Im Bereich des Hochkeils ist nahezu wolkenfrei (Schönwetter). In dem auf dem Satellitenbild gut zu erkennenden, von Westen herannahenden Trog bilden sich dynamische Tiefdruckwirbel, erkennbar an der Wolkenbildung. Zahlreiche Gewitterzellen im Osten infolge einer Konvergenz.

Die heftigen Unwetter mit Starkregen (an der Trogvorderseite) passen durchaus ins Bild einer globalen Erwärmung. Ansteigende Temperaturen führen zu einer erhöhten Wasserverdunstung. Die wiederum sorgt für eine verstärkte Zufuhr latenter Wärme, welche bei der Wolkenbildung als Kondensationswärme wieder freigesetzt wird und ihrerseits die Wolkenbildung antreibt (warme Luft stigt nach oben, kühlt ab und die Luftfeuchtigkeit beginnt in winzigen Tröpfchen zu kondensieren). Entsprechend heftiger verlaufen dann auch mögliche Unwetter. 

Jens Christian Heuer

Kategorien:Wetter

Niederlande oder Spanien: Wer wird Fußballweltmeister 2010

Die beiden Mathematiker Dr. Javier López Peña und Dr. Hugo Touchette an der Queen-Mary University of London haben eine Methode entwickelt, den Ausgang von Fußballspielen (relativ)zuverlässig vorherzusagen. Ausgangspunkt der mathematischen Analyse, die auf der Graphentheorie beruht, ist die Frage, wie gut die jeweilige Mannschaft als Netzwerk funktioniert. Das wiederum läßt sich an der Zahl der Pässe ablesen, die sich die Fußballer untereinander zuspielen. Um damit rechnen zu können, wird  jedem Spieler der Parameter „Centrality“  (Zentralität) ermittelt, der anhand der gespielten und zugespielten Pässe beschreibt, wie gut der Spieler in das mannschaftliche Netzwerk eingebunden ist.
 
Mit ihrer mathematischen Analysemethode können Peña und  Touchette beispielsweise erklären, warum Deutschland im Achtelfinale gegen England gewonnen hat. Ein Blick auf die Spielnetzwerke beider Mannschaften gibt die entscheidende Hinweise:

Die Spielnetzwerke der deutschen (links) und der englischen Mannschaft (rechts) Quelle: http://www.maths.qmul.ac.uk/  Die Engländer hatten ein gut organisiertes Mittelfeld um die Spieler Frank Lampard (Nr.8), Steven Gerrard (Nr.4) und Gareth Barry (14). Lampard schoß übrigens das zweite, zu Unrecht nicht anerkannte Tor der Engländer. Der Ball war eindeutig hinter der Linie gewesen, das sahen selbst viele Zuschauer auf der Tribüne, der Schiedsrichter sah es aber nicht! Allerdings haperte es in der englischen Mannschaft am Zusammenspiel zwischen Mittelfeld und Sturm, denn ihr Offensivspiel war zu einseitig auf ihren Stürmerstar Wayne Rooney (Nr.10) am linken Flügel ausgerichtet. Wie man in der Netzwerkgrafik klar erkennt, wurden beinahe alle Pässe auf ihn gespielt. Sein Kollege Jermain Defoe (Nr.19) ging dagegen nahezu leer aus. Er blieb vom spielerischen Netzwerk der Mannschaft isoliert. Das englische Angriffsspiel war somit für die Deutschen leicht ausrechenbar. Es genügte Rooney auszuschalten, und das englische Offensivspiel war vollständig blockiert.

Fußballfeld  Quelle: Wikipedia

Auf deutscher Seite wurden insgesamt auffällig mehr Pässe gespielt als bei den Engländern, alles „flutschte“ einfach besser. Die Angriffe der deutschen Mannschaft wurden von den Verteidigern Philipp Lahm (Nr.16, Kapitän der Mannschaft) und Per Mertesacker (Nr.17), manchmal aber von Arne Friedrich (Nr.3) eingeleitet. Dann lief es meistens weiter über die Drehscheibe im deutschen Spiel, den Mittelfeldspieler Bastian Schweinsteiger (Nr.7), der dann entweder Lukas Poldolski (Nr.10) auf dem linken oder Thomas Müller (Nr.13) auf dem rechten Flügel anspielte. Alternativ wurde auch Mesut Oezil (Nr.8) dazwischengeschaltet. Dieser sorgte für einen schnellen Wechsel des Angriffsspiels von links nach rechts und umgekehrt. Die Deutschen hatten im Gegensatz zu den Engländern eine Sturmspitze, Miroslaw Klose (Nr.11), die immer wieder für Überraschungen gut war und wichtige Tore erzielte. 

Entscheidend für den Sieg Deutschlands war also die häufigeren Pässe und das effektivere, schwerer ausrechenbare Anfgriffsspiel, das sowohl über den linken und rechten Flügel, als auch durch die Mitte vorgetragen wurde.

Doch Deutschland ist im Halbfinale gegen Spanien ausgeschieden, das nun im Endspiel gegen die Niederlande steht. Wer von beiden wird gewinnen und Fußballweltmeister 2010? Die Antwort liefert möglicherweise wiederum ein Vergleich der Spielnetzwerke beider Fußballmannschaften…

Die Spielnetzwerke der niederländischen (links) und der spanischen Mannschaft (rechts) Quelle: http://www.maths.qmul.ac.uk/

… und da verschlägt es einem den Atem! Ein so gut ausbalanciertes und eng gewobenes Spielnetzwerk haben wir bisher noch nicht gesehen. Die Spanier zeigen das komplizierteste und effektivste Zusammenspiel aller an der Weltmeisterschaft teilnehmenden Mannschaften. Sie spielen doppelt so viele Pässe wie die Niederländer und immerhin noch 40% mehr als die so beeindruckenden Deutschen. Entsprechend schwer ausrechenbar ist das spanische Spiel.

Entscheidend für die Stärke der spanischen Mannschaft ist das Spiel im Mittelfeld mit Sergio Busquets (Nr.16), Xavi (Nr.8), Xabi Alonso (Nr.14) und Andres Iniesta (Nr.6). Sie kontrollieren das Spiel durch ihr ausgeklügeltes Kurzpaßspiel und gewinnen auch die meisten Zweikämpfe. Der Sturm ist gut an das Mittelfeld angebunden. Herausragend ist David Villa (Nr.7), der während der Weltmeisterschaft im Durchschnitt 37 Pässe pro Spiel zugespielt bekam, deutlich mehr als alle anderen Stürmer im Tunier. Auch die Verteidiger Joan Capdevilla (Nr.11) und Sergio Ramos (Nr.15) schalten sich oft in das Angriffsspiel ein, erkennbar an ihrem recht häufigen direkten Zusammenspiel mit den Stürmern.

Das Spielnetzwerk der Niederlande ist vergleichsweise schwach entwickelt und insgesamt schlecht ausbalanciert. Das Spiel in Mittelfeld und Sturm ist auf nur wenige Spieler wie Dirk Kuyt (Nr.7) and Wesley Sneijder (Nr.10) konzentriert. Andererseits ist sogar ein Mittelfeldspieler wie Demy de Zeeuw (Nr.14) praktisch überhaupt nicht am Spielgeschehen beteiligt. Es ist daher leicht das niederländische Spiel zu zerstören. Gegnerische Mannschaften brauchen sich nur auf die wenigen aktiven Spieler der Niederlande zu konzentrieren. Die Stärke des niederländischen Spiels liegt auf der linken Seite. Wenige, hauptsächlich offensiv ausgerichtete Pässe, das ist typisch für ein schnelles Konterspiel auf der Basis einer gesicherten Verteidigung. Häufig werden die Tore auch nach Standardsituationen erzielt. Bei Eckbällen oder Freistößen, da sind die Niederlande gefährlich.

Die beiden Mathematiker Dr. Javier López Peña und Dr. Hugo Touchette prognostizieren – wir können es uns inzwischen schon denken – einen Sieg der spanischen Mannschaft. Ob es tatsächlich so kommt, schon bald werden wir es mit eigenen Augen sehen. Anpfiff: 11 Juli 2010, 20:30 Uhr (unsere Zeit) in Johannesburg, Südafrika. 

Quelle: Queen Mary University of London

Jens Christian Heuer

Interessante Links: Weltfußballverband (FIFA), Deutscher Fußball Bund (DFB) 

Telegramm 48: Wetterlage am 9.Juli 2010 – Die zweite Hitzewelle!

Nach einer kurzen kühlen Episode durch einen Kurzwellentrog  in Mitteleuropa , wird erneut ganz Europa  von einer Hitzewelle erfasst. Fast überall klettern die Temperaturen auf über 30°C. Lediglich in Küstennähe bleibt es mit um die 28°C ein wenig kühler.

Wetterlage am 9.Juli 2010 15:00 UTC: Isohypsen und Höhenströmung bei 300 hPa (ca. 9km Höhe) und Isobaren (auf Meereshöhe bezogen). Zwei Tröge schließen einen Hochkeil ein (Omega-Lage). Auch über Südfrankreich liegt ein kleiner Trog, erkennbar an der gekrümmten Isobare.

Über West- und Mitteleuropa liegt ein Hochkeil, wo die Luftmassen großflächig absinken, so daß die Wolken sich auflösen. Die ungehinderte Sonneneinstrahlung führt dann zu den hohen Temperaturen. Der Hochkeil wird von zwei Trögen mit Tiefdruckgebieten eingeschlossen, ein großer über dem Nordatlantik und ein kleiner über Osteuropa. Eine solche Konstellation wird von den Meteorologen Omega-Lage genannt und ist dynamisch sehr stabil. Von daher wird die Hochdrucklage mit den hohen Temperaturen über Europa noch länger anhalten.

Wetterlage am 9.Juli 2010 15:oo UTC: Temperatur bei 850 hPa (entsprechend ca. 1,5km Höhe), Isohypsen 500hPa (ca. 5,5-6km Höhe und Isobaren (auf Meereshöhe bezogen). Über ganz Europa liegen warme Luftmassen (rot bis violett). Nur der atlantische Trog ist mit kühlerer Luft gefüllt.

Auf der Vorderseite des Atlantiktroges gelangt mit einer südwestlichen Strömung feuchtewarme Tropenluft nach Europa.

Wetterlage am 9.Juli 2010 15:00 UTC:  RGB-Airmass Quelle: EUMETSAT Der Hochkeil ist nahezu wolkenfrei, so daß die Temperaturen stark ansteigen. In den beidseitig angrenzenden Trögen bilden sich dynamische Tiefdruckwirbel, erkennbar an der typischen Wolkenbildung.

Über Südfrankreich und den Benelux-Ländern, inmitten des ansonsten wolkenfreien Hochkeils ist eine Zone mit verstärkter Wolkenbildung zu erkennen. Ursache ist ein kleiner Trog, in dem sich ein Tief gebildet hat. Hier sind Niederschläge und auch Gewitter möglich.

Kategorien:Telegramme, Wetter

Telegramm 47: Abkühlung nach der 1.Hitzewelle

Nach der Hitzewelle vom letzten Wochenende mit Temperaturen in Europa von teilweise deutlich über 30°C, bringt ein sich rasch verlagernder Kurzwellentrog in Mitteleuropa eine vorübergehende Abkühlung.

Wetterlage am 6. Juli 2010 12:00 UTC: Isohypsen und Höhenströmung bei 300 hPa (ca. 9km Höhe) und Isobaren (auf Meereshöhe bezogen).

Mit einer nordwestlichen Strömung erreicht uns kühle Luft aus dem Nordatlantik. Im übrigen Europa bleibt es dagegen sehr heiß.

Wetterlage am 6.Juli 2010 12:oo UTC: Temperatur bei 850 hPa (entsprechend ca. 1,5km Höhe), Isohypsen 500hPa (ca. 5,5-6km Höhe und Isobaren (auf Meereshöhe bezogen).

Zu guter Letzt noch das Satellitenbild. Auch hier ist der Trog über Mitteleuropa gut auszumachen:

Wetterlage am 6.7.2010: RGB Airmass Quelle: EUMETSAT

Auffällig auch ein schöner Tiefdruckwirbel über dem Nordatlantik, das Islandtief. Über Italien kommt es zu Unwettern. Im Satellitenbild sind zahlreiche Gewitterzellen zu erkennen.

Jens Christian Heuer

Kategorien:Telegramme, Wetter