Literaturkatalog zu MAP-FORM Semesterarbeit im Departement

Transcrição

Literaturkatalog zu MAP-FORM
Abbildung 1: MAP-Targetarea: Das St. Galler Rheintal
Semesterarbeit im Departement
Erdwissenschaften
Vertiefungsrichtung Klimatologie und Hydrologie
Betreuer: Prof. Dr. Hans Richner, LAPETH
B. Dürr 1
23.12.1999
1
Für hilfreiche Literaturhinweise bedanke ich mich bei P. Hächler an der SMA und H. Wernli
am LAPETH. Ein besonderer Dank gilt Martin Bolliger, Doktorand an der SMA, der mir die
Rohform seiner eigenen Föhnliteraturliste zur Verfügung gestellt hat. Zum Schluss bedanke ich
mich auch bei Felix Döbeli, der mir ausführlichst über Föhnsegelflüge berichtet hat
Inhaltsverzeichnis
1
Einleitung
1.1 Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Methoden und Daten
2.1 Bibliotheken . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Föhnliteratur im Internet . . . . . . . .
2.3 Erfahrungsberichte von Segelfliegern . .
2.3.1 Subjektive Föhnflugerfahrungen
2.3.2 Messdaten von Föhnflügen . . .
2.4 Literaturliste an der SMA . . . . . . . .
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Resultate
3.1 Literatur am LAPETH . . . . . . . . . .
3.2 Literatur an der ETH . . . . . . . . . . .
3.3 Literatur an der SMA . . . . . . . . . . .
3.3.1 Arbeitsberichte der SMA . . . . .
3.3.2 MAP-Newsletters . . . . . . . . .
3.4 Föhn in wissenschaftlichen Publikationen
3.5 Literatur zu Segelflügen bei Föhn . . . . .
3.6 Auswertung eines Föhnsegelflugs . . . .
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Diskussion und Interpretationen
4.1 Geschichtlicher Überblick . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 Anfänge der Föhnforschung . . . . . . . .
4.1.2 Übersichtsliteratur zur Föhnforschung . . .
4.2 Literaturhinweise für MAP-FORM . . . . . . . . .
4.2.1 Theorien . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2 Föhn im St. Galler Rheintal . . . . . . . .
4.2.3 Literatur zu Teilaspekten der Föhnströmung
4.3 Allgemeine Bemerkungen zu Föhnsegelflügen . . .
4.4 Bemerkungen zu den Segelflugerfahrungsberichten
4.5 Der Föhnflug von Alois Bissig . . . . . . . . . . .
4.5.1 Ablauf des Föhnflugs . . . . . . . . . . . .
4.5.2 Elemente des Flugmusters . . . . . . . . .
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INHALTSVERZEICHNIS
4.6
Gespräch mit Felix Döbeli . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6.1 Walensee und Seeztal . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6.2 Falknisgebiet bis Golmerjoch . . . . . . . . . . . .
4.6.3 Zusammenfassung einiger typischer Positionen von
winden, Wellenrotoren und Lee-Wellen . . . . . . .
2
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Hangauf. . . . . .
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39
A Abstracts
A.1 Direkte Föhnpublikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.1.1 Observation of the airflow over the Alps during a foehn event .
A.1.2 Gleichzeitigkeit von Nord- und Südföhn . . . . . . . . . . . . .
A.1.3 Der “Jahrhundertföhn” vom 8. November 1982 . . . . . . . . .
A.1.4 The Surface Layer On The Leeside Of The Alps During Foehn .
A.1.5 Mesoscale surface-wind characteristics and potential gravitywave formation during cross-Alpine airflow . . . . . . . . . . .
A.1.6 Pressure drag and momentum fluxes due to the Alps 1: Comparison between numerical simulations
and observation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.1.7 On the effect of a foehn on cold fronts in the vicinity of the Alps
A.2 Allgemeine Föhnpublikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.1 A study of orographic blocking and barrier wind development
upstream of the Southern Alps, New Zealand . . . . . . . . . .
A.2.2 Lidar observations of a breaking mountain wave associated with
extreme turbulence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.3 Measurement of the pressure field on a mountain . . . . . . . .
A.2.4 Doppler Lidar Observations of a Downslope Windstorm . . . .
A.2.5 Experimental studies of strongly stratified flow past three- dimensional orography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.6 Another Look at Downslope Winds. Part 1: The Development
of Analogs to Supercritical Flow in an Infinitely Deep, Continuously Stratified Fluid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.7 2-dimensional simulations of mountain waves observed during
the PYREX experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.8 Internal gravity-wave generation and hydrodynamic instability .
A.2.9 Kelvin-Helmholtz instability in severe
downslope wind flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.10 Breakdown of Vertically Propagating 2-D Gravity Waves Forced by Orography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.11 Another Look at Downslope Winds. Part 2: Nonlinear Amplification
beneath Wave-Overturning Layers . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.12 Nonlinear 3-dimesional effects on gravitywave drag - splitting
flow and breaking waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.13 The origin of severe downslope windstorm pulsations . . . . . .
A.2.14 Pulsating Downslope Windstorms . . . . . . . . . . . . . . . .
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51
INHALTSVERZEICHNIS
A.2.15 The Linear Stability of Nonlinear Mountain Waves: Implications for the Understanding of Severe Downslope Windstorms . .
A.2.16 Severe Downslope Windstorm Calculations in Two and Three
Spatial Dimensions Using Anelastic Interactive Grid Nesting:
A Possible Mechanism for Gustiness . . . . . . . . . . . . . .
A.2.17 The three-dimensionalization of stratified flow over two- dimensional topography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.18 Atmospheric Lee waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.19 Reflection of Hydrostatic Gravity Waves in a Stratified Shear
Flow. Part 2: Application to Downslope Surface Windstorms . .
A.2.20 Critical Level Reflection and the Resonant Growth of Nonlinear
Mountain Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.21 The effect of critical levels on 3D orographic flows: Linear regime
A.2.22 Stratified flow over topography: the role of small-scale entrainment and mixing in flow establishment . . . . . . . . . . . . .
A.2.23 On Severe Downslope Winds . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.24 Effects of a mountain wave windstorm at the surface . . . . . .
A.2.25 Validation of a non-hydrostatic numerical model to simulate
stratified wind fields over complex topography . . . . . . . . .
A.2.26 Downslope windstorms 1 Effect of air density decrease with
height . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.27 Numerical modeling of bora winds . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.28 Gap winds in a fjord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.29 Wave ducting in a stratified shear flow over a 2-D mountain.
Part 2: Implications for the development of high- drag states for
severe downslope windstorms . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.30 Spectral estimates of gravity-wave energy and momentum fluxes 1: Energy-dissipation, acceleration, and constraints . . . . .
A.2.31 Downslope windstorms 2: Effect of external wind shear . . . .
A.2.32 The Role of Surface Friction in Downslope Windstorms . . . .
A.2.33 Examples of the Role of Surface Friction in Downslope Windstorms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.34 On the sensitivity of downslope windstorms to the asymmetrie
of the mountain profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.35 Influence of Cold Pools Downstream of Mountain Barriers on
Downslope Winds and Flushing . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.36 Flow over a mesoscale ridge pathways to regime transition . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.37 Permanent and transient upstream effects in nonlinear stratified
flow over a ridge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2.38 Numerical simulations of upstream blocking, columnar disturbances, and bores in stably stratified shear flows over an obstacle
A.2.39 The nature of upstream blocking in uniformly stratified flow
over long obstacles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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60
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61
62
INHALTSVERZEICHNIS
A.2.40 Upstream blocking and air-flow over mountains . . . . . . . . .
B Föhnordner-Verzeichnis
4
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63
Tabellenverzeichnis
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3.3
3.4
3.5
3.6
3.10
3.7
3.8
3.9
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3.12
3.13
3.14
3.15
Literatur am LAPETH . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Literatur an der ETH . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Föhnliste Bolliger: wissenschaftliche Dokumente . . . .
Föhnliste Bolliger: halbwissenschaftliche Dokumente . .
Föhnliste Bolliger: populärwissenschaftliche Dokumente
Arbeitsberichte der SMA . . . . . . . . . . . . . . . . .
Publikationen allgemein zu Föhn . . . . . . . . . . . . .
MAP-Newsletters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Publikationen direkt zu Föhn . . . . . . . . . . . . . . .
Informationen über direkte Papers . . . . . . . . . . . .
Informationen über allgemeine Papers . . . . . . . . . .
Übersicht Zeitschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Artikel in der Zeitschrift “Aero Revue” . . . . . . . . . .
Steiggeschwindigkeiten grösser als 4 m/s . . . . . . . .
Steiggeschwindigkeiten grösser als 3 m/s . . . . . . . .
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31
Abbildungsverzeichnis
1
MAP-Targetarea: Das St. Galler Rheintal . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1
3.2
3.3
3.4
Flugrouten auf der Westseite des Rheintales
Flugrouten auf der Ostseite des Rheintales .
Höhenprofil am Morgen . . . . . . . . . .
Höhenprofil am Nachmittag . . . . . . . .
6
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Zusammenfassung
In der folgenden Arbeit steht im Vordergrund, möglichst viel Literatur zu Föhn zusammenzutragen. Dazu wurde an den Bibliotheken der ETH, dem LAPETH und der SMA
gesucht. Im Internet stand eine Datenbank über wissenschaftliche Publikationen für die
Literatursuche zur Verfügung.
Es sind über 150 Literaturhinweise und etwa 50 wissenschaftliche Publikationen,
jeweils mit dem entsprechenden Abstract, in Tabellen und im Anhang aufgeführt. Ein
Index im Anhang gibt eine Übersicht zu allen zitierten Autoren.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Beurteilung eines Segelföhnflugberichts nach
dessen Bedeutung zur Analyse der Föhnströmung. Verglichen wurden die Resultate eines Föhnflugs mit den Aussagen eines Segelpiloten mit langjähriger Föhnflugerfahrung.
Es wird eine kurze Einführung zur Föhngeschichte und eine Aufzählung von Übersichtsliteratur zum Thema Föhn wird vorgestellt. Abgerundet wird die vorliegende Arbeit mit Hinweisen zu Literatur speziell für MAP-FORM Themen und mit einer Auswahl von Literaturhinweisen über Teilgebiete des Föhns allgemein.
Kapitel 1
Einleitung
1.1
Problemstellung
Im Zusammenhang mit der Frage der Auswertung der MAP-FORM 1 Messdaten stellt
sich die Frage, welche Primär- und Sekundärliteratur zum Thema Föhn im allgemeinen, und zum Föhn im St. Galler Rheintal im speziellen, vorhanden ist. Dies führt zur
folgenden Problemstellung meiner Semesterarbeit
Föhnliteratur, Föhndaten, möglichst auch “graue” Literatur für MAP-FORM zu
suchen
Verfügbarbeit der Daten sicherzustellen.
1.2
Zielsetzung
In der folgenden Semesterarbeit sollen die folgenden Punkte besonders beachtet werden
vorhandene Listen aufzuarbeiten und geeignet darzustellen
Bibliotheken nach Föhndokumenten zu durchsuchen
wissenschaftliche Publikationen über Föhn zu suchen
die Auswertbarkeit von “grauer” Literatur an einem Beispiel zu untersuchen
eine Inhaltsbeschreibung einer Auswahl von Föhndokumenten im Hinblick auf
die Fragestellungen im MAP-FORM anzufertigen .
1 Mesoscale
Alpine Program - FOehn in the Rhine valley during Map
1
Kapitel 2
Methoden und Daten
2.1
Bibliotheken
Als naheliegende Quellen für meine Literaturrecherche zum Thema Föhn und dazu verwandten Begriffen wählte ich folgende Bibliotheken in Zürich aus
1. Bibliothek des Laboratoriums für Atmosphärenphysik an der ETHZ 1 , kurz
LAPETH 2
2. Bibliothek der Schweizerischen Meteorologischen Anstalt, Zürich, kurz SMA3
3. Zentralbibliothek der ETH, Zürich, mit ALEPH-System
Die Daten der Zentralbibliothek der ETH und der SMA konnten elektronisch abgefragt
werden. Bei den anderen Bibliotheken habe ich manuell nach Föhnliteratur gesucht. Es
ist dabei davon auszugehen, dass ich das einte oder andere Werk übersehen habe, weshalb vor allem die Resultate der manuellen Literatursuche keinen Anspruch auf Vollständigkeit haben. Bei der elektronischen Abfrage hängt die Qualität entscheidend von
der Vollständigkeit der Daten und dem Suchalgorithmus der jeweiligen Datenbank ab.
Darauf kann ich natürlich keinen Einfluss ausüben.
2.2
Föhnliteratur im Internet
Die umfangreichste Sammlung von Dokumenten zu MAP befindet sich unter der Adresse (http://www.map.ethz.ch/Literature%20List%20 -%20MDC.html). Darin werden
grundsätzlich zwei Gruppen von Dokumenten unterschieden: “reviewed papers and
books” und “gray literature”. Diese Literaturlisten beziehen sich auf alle MAP-relevanten
Themen, u. a. auch auf den Föhn.
1 Eidgenössische
Technische Hochschule, Zürich
für Atmosphärenphysik, ETH
3 Schweizerische Meteorologische Anstalt
2 Laboratorium
2
KAPITEL 2. METHODEN UND DATEN
3
Eine ähnliche Datenquelle konnte ich beim “Institut for Sciene Information” ausfindig machen. Dessen Datenbank nennt sich “Web of Science”, welches unter der Adresse (http://wos. isiglobalnet.com) zu erreichen ist. Es stehen die meisten namhaften wissenschaftlichen Publikationen seit 1983 zur Online-Abfrage zur Verfügung. Ich habe die
Datenbank nach dem Begriff “Föhn” durchsucht. Die aus dieser Abfrage resultierende
Literaturliste besitzt also einen direkten Bezug zum Begriff “Föhn”.
Darüber hinaus führte ich die Abfrage mit zum Thema Föhn verwandten Begriffen
fort. Die Angabe von verwandten Begriffen ist offensichtlich subjektiv. Ich habe mich
darauf festgelegt, nach den folgenden weiteren, zum Thema Föhn verwandten, Begriffen
zu suchen
“upstream blocking”
und “downslope wind storms”.
Nach dem Aufruf der Suchabfrage eröffnete sich mir zudem als weitere Option die Möglichkeit, nach verwandten Publikationen zu suchen. Leider ist es mir nicht bekannt, nach
welchen Kriterien diese von der Suchmaschine ausgewählt wurden. Die daraus resultierende Liste von wissenschaftlichen Publikationen besitzt somit nur einen allgemeinen
Bezug zum Begriff Föhn. Diese Tatsache werde ich als Kriterium verwenden, um die
Resultate dieser Literaturrecherche später grob voneinander unterscheiden zu können.
2.3
2.3.1
Erfahrungsberichte von Segelfliegern
Subjektive Föhnflugerfahrungen
Seit den 50-er Jahren sind eine Fülle von Erfahrungsberichten über Flüge bei Föhn
publiziert worden. Als wichtigstes Publikationsorgan in der Schweiz etablierte sich die
Aero-Revue4 , die Zeitschrift für leichte Luftfahrzeuge in der Schweiz. Es war schon
eine Liste von Artikeln aus dieser Zeitschrift bis und mit dem Jahr 1975 an der SMA
vorhanden. Ich habe diese dann bis zum Jahr 1999 aktualisiert.
Als konkretes Beispiel habe ich die Eindrücke des erfahrenen Segelpiloten Felix
Döbeli bei einem Gespräch auf Papier festgehalten. Er skizzierte mir die Regionen in
der Umgebung des St. Galler Rheintals, welche als typische Aufwindgebiete bei Föhn
gelten, und die auch als sehr verlässlich gelten, d. h. , der Pilot kann davon ausgehen,
dass er immer ungefḧr an derselben Stelle brauchbaren Aufwind vorfindet. Ich habe
seine Aussagen dann am Föhnflug von Alois Bissig überprüft.
2.3.2
Messdaten von Föhnflügen
GPS-Daten
Seit wenigen Jahren werden subjektive Föhnflugerfahrungen bei modern ausgerüsteten
Segelflugzeugen durch GPS-Messdaten unterstützt. Während des Fluges werden meist
4 ETH-Zentrum
unter P21943, SMA unter P42 verfügbar
KAPITEL 2. METHODEN UND DATEN
4
im Abstand von 30 Sekunden Messwerte über die horizontale und vertikale Position des
Segelflugzeugs aufgezeichnet. Die Genauigkeit der Positionsangabe beschränkt sich im
Mittel auf 100 m. Dies reicht jedoch für eine grobe Lokalisierung in der Horizontalen
vollends aus. Das barometrische Höhenmesssystem hat am Boden eine Genauigkeit von
1 hPa und bis 2 km Höhe eine Genauigkeit von 3 hPa, darüber 1% der Gesamthöhe.
Beispiel eines Föhnfluges
Als konkretes Beispiel betrachtete ich einen Föhnflug von Alois Bissig, den er am
6 6 1998 durchgeführt hat. Als Grundlage diente mir die Veröffentlichung dieses Föhnfluges auf der Homepage der Akademischen Fluggruppe Zürich (AFG) unter der Adresse (http:// www.afg.ethz.ch/Flugberichte/wb1000/index.de.html). Ich untersuchte die
GPS-Daten nach Zeitabschnitten, in denen das Segelflugzeug mit mehr als 4 m/s, respektive mehr als 3 m/s aufstieg. Diese Ergebnisse ermöglichten es mir dann, grobe
Rückschlüsse zu ziehen bezüglich der Position von Wellenrotoren und Wellenaufwindzonen. Ich beschränkte mich bei der Auswertung auf die Regionen westlich und östlich
des St. Galler Rheintals.
2.4
Literaturliste an der SMA
Martin Bolliger5 beschäftigte sich in seiner Diplomarbeit mit der Darstellung des Föhns
im Schweizer Modell der SMA. Er stellte sich eine eigene Literaturliste zum Thema
Föhn zusammen, in der er über 200 Titel zusammentrug. Für eine grobe Klassifizierung
der Werke wählte er folgendes Schema
1. Wissenschaftliche Dokumente: anspruchsvolle Fachliteratur
2. Halbwissenschaftliche Dokumente: wissenschaftliche Publikationen, allgemein
verständlich formuliert
3. Populärwissenschaftliche Dokumente: Einführungsliteratur für Interessierte.
Martin Bolliger selbst hat diese Liste nicht veröffentlicht. Er hat sich aber damit einverstanden erklärt, dass ich seine Liste in meinen Literaturkatalog aufnehmen darf. Ich
habe seine Liste insofern modifiziert, dass sie jetzt auch noch alle Titel beinhaltet, die
Martin Bolliger speziell zum Thema “Föhn im St. Galler Rheintal” zusammengetragen
hat. Das Resultat davon ist ab der Seite (6) in mehreren Tabellen zusammengetragen.
Die Arbeitsberichte der SMA und die MAP-newsletters sind von diesen Tabellen
getrennt aufgelistet.
5 [email protected]
Kapitel 3
Resultate
In diesem Kapitel folgt nun eine Auflistung der Resultate meiner Literaturrecherchen am
LAPETH, an der ETHZ, und an der SMA. Weiters sind eine Reihe von wissenschaftlichen Publikationen zum Thema Föhn, und dazu verwandten Begriffen, in verschiedenen
Tabellen aufgelistet, zusammen mit einem Hinweis auf das dazugehörige Abstract. Zum
Schluss dieses Kapitel folgt die Auswertung eines mit GPS1 aufgezeichneten Föhnsegelflugs.
3.1
Literatur am LAPETH
Am LAPETH beschäftigen sich nur sehr wenige Bücher mit dem Thema Föhn. Die
meisten Dokumente am LAPETH beschränken sich auf Teilkapitel von umfassenderen
Bändern über “Fluid Dynamics”. Dazu gehören Standardwerke wie die von Pichler,
Malberg oder Ling (siehe Tabelle (3.1)).
Tabelle 3.1: Literatur am LAPETH
Titel
Autor
Hundert Jahre Meteorologie in der diverse Autoren
Schweiz 1864 - 1963
Barrier waves in the atmosphere
Sh. A. Musaeyan
Einführung in die Meteorologie
Ch. Ch. Ling
Dynamik der Atmosphäre
H. Pichler
Meteorologie und Klimatologie
H. Malberg
a Bibliothek
Jahr
1964
Nr.a
3-05
1962 3-30
1978 3-59
1984 3-93
1985 3-146
im HPPL4 am Hönggerberg
Darüber hinaus verfügt die Bibliothek am LAPETH über eine grosse Anzahl Publikationsreihen. Eine Auflistung derjeniger Publikationsreihen, in denen Dokumente über
föhnrelevante Prozesse aufgefunden wurden, befindet sich in der Tabelle (3.12).
1 Global
Positioning System
5
KAPITEL 3. RESULTATE
3.2
6
Literatur an der ETH
Die Grösse einer Bibliothek sagt noch nichts darüber aus, ob es auch entsprechend viel
Literatur zu einem gewissen Sachbegriff gibt. Auf jeden Fall ergab die Recherche mit
dem neuen ALEPH- System ganze 18 Treffer zum Begriff Föhn, wovon die meisten
sich mit der erweiterten Literaturliste von M. Bolliger überschneiden. Übrig bleiben die
Titel in Tabelle (3.2).
Tabelle 3.2: Literatur an der ETH
Titel
Autor
Jahr
Dr. Streiff-Becker
D. Streiff
1985
Föhn (1901 1930)
W. Brückmann 1930
Der Föhn
K. Frey
1996
Atmosphärische Grenzschicht in C. Freytag
1985
Alpentälern
3.3
Bibliothek
ETH-HDB
ETH-GEO
ETH-HDB
ETH-BIB
Literatur an der SMA
Die grösste und umfassendste Sammlung von Föhndokumenten befindet sich an der
Schweizerischen Meteorologischen Anstalt (SMA) am Zürichberg. Besonders erwähnenswert sind die langen klimatologischen Reihen des Föhns in Altdorf und Bad-Ragaz,
sonstige langjährige Beobachtungsreihen, die automatisch erfassten Daten der ANETZ 2 Stationen, die internen Arbeitsberichte u. v. m. . Einen Überblick dazu geben die erweiterten Literaturlisten von M. Bolliger, die in den Tabellen (3.3, 3.4 und 3.5) zu finden
sind. Weiters existiert eine Sammlung von Föhndokumenten, welche in einem grossen
Ordner abgelegt sind. Der Inhalt dieses Ordners ist im Föhnordner-Verzeichnis im Anhang (B) beschrieben.
Tabelle 3.3: Föhnliste Bolliger: wissenschaftliche Dokumente
Autoren
Jahr
St.
Bader, 1992
Th. Gutermann,
M. Imhof
St.
Bader, 1994
Th. Gutermann,
M. Imhof,
Ch. Lütolf
2 Automatisches
Messnetz
Titel
Foehn frequencies in Altdorf (Reusstal, CH) from
1864 to 1991 (128 years) a climatological approach
Foehn series in Altdorf
(Reusstal, CH) from 1864
to 1993
Publikation
ALPEX
REGIONAL
Bulletin, Nr. 19, S. 22 23
ALPEX
REGIONAL
Bulletin, Nr. 23, S. 32 35
7
Tabelle 3.3: Fortsetzung . . .
Autoren
Jahr
P. A. Bäris- 1992
wyl
Titel
Evolution des concentrations d’ozone et des oxydes d’azote par situation de
foehn dans une section de la
vallee du Rhone en Valais
Der Bergeller Nordföhn
R. Billwiller
1904
M. Bouët
1954
M. Bouët
1958
M. Bouët
1961
M. Bouët
1964
W. Damman
1952
J. Egger
1989
E. Ekhart
1932
E. Ekhart
1942
H. Felkel
1967
H. Ficker
1912
H.
Ficker,
B. de Rudder
1943
Publikation
Publications
de
l’Association
Internationale de Climatologie, 5,
S. 323 333
Dissertation. Annalen der
Schweizerischen Meteorologischen
Centralanstalt,
Jahrgang 1902. 56 S.
Coup de foehn sur le Lac Bulletin
Murithienne,
Leman
Soc. Valais, sc. nat. 71,
S. 52 55
Note sur le foehn
Verh.
Schweiz.
Naturf. Ges. 138, S. 102 103
Sur le foehn dans la vallee Meteorologie 4, S. 309
du Rhone en Suisse
313
Le foehn a Sierre
Bull.
Murithienne,
Soc. Valais, sc. nat. 81,
S. 1 13
Der Föhn als Randproblem Geofisica Pura e Applicata
der atmosphärischen Dyna- 23, S. 162 173
mik
Foehn and quasi-stationary Beiträge zur Physik der Atfronts
mosphäre, 62, S. 20 29
Einiges zur Statistik des Meteorol. Zeitschrift Nr. 49,
Innsbrucker Föhns
S. 452 459
Zum Innsbrucker Föhn
Meteorol. Rundschau 2,
9 10, S. 276 280
Untersuchungen über das Dissertation , Scriptum,
Druck- und Temperaturfeld Österreichische Nationalbisowie
die
Vertikalge- bliothek, Wien
schwindigkeit in der freien
Atmosphäre bei Südföhn
über den Alpen
Temperatur und Feuchtig- Sitzungsberichte
keit bei Föhn in der freien K. Akad. Wiss. Wien
Atmosphäre
121, S. 1 9
Föhn und Föhnwirkungen
Leipzig, 112 S
8
Autoren
F. Fliri
Jahr
1973
F. Fliri
1983
H. Fortak
K. Frey
1982
1944
K. Frey
1945
K. Frey
1948
K. Frey
1950
K. Frey
1953
K. Frey
1953
K. Frey
1957
K. Frey
1984
K. Frey
1984
K. Frey
1992
M. Furger,
H. Wanner
und J. Engel
1986
Titel
Statistische Untersuchungen über den Zusammenhang von Südföhn und
Gesamtklima in Innsbruck
Die Niederschlagsverteilungen in den Alpen an
Tagen mit starkem Südföhn
in Innsbruck und in Altdorf
Meteorologie
Zur Entwicklung des Föhns
Publikation
Arb. Geogr. Institut Universität Salzburg, S. 45 57
Wetter
S. 154
und
162
Leben,
3,
Berlin, S. 166 179
Verh. Schweiz. Naturfor. Ges. in Sils, 90
Diss. Trimbach-Olten
Beiträge zur Entwicklung
des Föhns und Untersuchungen über Hochnebel
Zur Theorie des Föhns
Experientia, Basel 4, Nr. 1,
S. 36 37
Der Dimmerföhn vom Geofisica Pura e Applicata
18. Dezember 1945
17, S. 167 182
Die Entwicklung des Süd- Archiv Met. Geoph. Biound des Nordföhns
kl. A5, S. 432 477
Der Uebergang einer anti- Tag. Dt. Meteorol. Ges. in
zyklonalen in eine zyklona- Berlin
le Föhnlage
Zur Diagnose des Föhns
Meteorol. Rundschau 10, 6,
S. 181 185
Südföhn – eine südliche Bo- Beiheft zum Jahrbuch der
ra
Schweizerischen
Naturforschenden Gesellschaft
1983, S. 7 14
Der “Jahrhundertföhn” vom Meteorologische
Rund220,
8. November 1982
schau, 37, 209
Berlin/Stuttgart
Entwicklung und Eigen- Geographica
Helvetica,
schaften des Südföhns
Heft 2, S. 57 63
Meso - scale analyses of Int. Counc. Sci. Unions,
temperature, pressure and GARP Publ. Ser. Nr. 27,
wind fields over Switzer- Genf, S. 603 61 3
land: a case study of a
Foehn
9
Autoren
C. Gandino
und M. de
Bortoli
Jahr
1967
G. Gensler
1972
Th. Gutermann
Titel
Andamenti della velocita
del Foehn ad Ispra
Föhn- oder Wetterfühligkeit
und Bioklima
1970
Vergleichende
Untersuchungen zur Föhnhäufigkeit
im Rheintal zwischen Chur
und Bodensee
Th. Guter- 1994
mann,
E. Held und
J. Joss
Einfluss der Orographie auf
die Starkniederschläge bei
Südföhn am 22. September
1993 während der Vorphase
des Hochwassers von Brig
Wind- und Temperatureigenschaften beim Föhnsturm vom 7. / 8. November
1982
Föhn im St. Galler Rheintal und in den Nachbarregionen
P. Hächler
1984
P.
Häch- 1994
ler
und
M. Schüepp
Publikation
Veröffentlichung
der
Schweizerischen Meteorologischen Anstalt, Nr. 4,
S. 255 260
Beiheft zu den Annalen zu
den Annalen der Schweizerischen Meteorologischen
Zentralanstalt, Heft 13,
S. 121 134, Zürich
Dissertation,
Zürich.
Veröffentlichung
der
Schweizerischen
Meteorologischen Zentralanstalt
Sonderausgabe NOUVELLES der LHG 94 1: 6 8
International Conference
for Alpine Meteorology,
Opatija, S. 185 187
Berichte der St. Gallischen
Naturwissenschaftlichen
Gesellschaft, Band 87,
S. 69 78, St . Gallen
Zeitschrift der österreichischen Gesellschaft für Meteorologie 1, S. 257 263
Meteorol.
Zeitschrift,
S. 393
J. Hann
1866
Zur Frage über den Ursprung des Föhns
J. Hann
1885
J. Hann
D. Heimann
1901
1992
Einige Bemerkungen zur
Entwicklungsgeschichte
der Ansichten über die
Entwicklung des Föhns
Lehrbuch der Meteorologie Leipzig, S. 598 600
Numerical simulations of Meteorol. Zeitschrift Nr. 6,
mesoscale structures in nor- Vol. 1, p. 290 306
thern Alpine foreland during front passages: a dry
cold front with prefrontal
foehn
10
Autoren
K. P. Hoinka
Jahr
1984
K. P. Hoinka
1991
R.
Kanit- 1932
scheider
H. G. Koch
1960
A. Kopfmül- 1926
ler
W. Kuhn
1947
M. Kuhn
L. Lammert
1989
1920
G. H. Liljequist, K. Cehak
I. Mayer
1984
F. Möller
1973
1976
W. Möriko- 1950
fer
W.
Mörikofer
und
E. Fritzsche
E. Obenland 1956
W. Peppler
W. Peppler
1926
1930
Titel
Data catalog for the 1982
DFVLR
observational
foehn experiment
On looming during alpine
foehn
Publikation
Köln, 146 p
Boundary Layer Meteorology Nr. 3, Vol. 57, p. 289
294
Beiträge zur Mechanik des Beiträge zur Physik der freiFöhns
en Atmosphäre 23, S. 27
49
Zum Begriff des Mittelge- Zeitschrift für Meteorologie
birgföhns
14, 2, S. 29 46
Der Alpenföhn am 22. Ok- Das Wetter 43, Berlin,
tober 1925
S. 121 126
Bemerkungen zu K. Freys Experientia Bd. 111 110,
Föhntheorie
Basel
Föhnstudien
Darmstadt, 494 S
Der mittlere Zustand der Veröff. Geoph. Institut
Atmosphäre bei Südföhn
Leipzig, 2, 2. Ser
Allgemeine Meteorologie
Braunschweig, 396 S
Leewellen hinter Gebirgen,
Modelle und Berechnungen
Einführung in die Meteorologie
Zur Meteorologie und Meteorobiologie des Alpenföhns
Glarner Föhnuntersuchungen
Untersuchungen zur Föhnstatistik des Oberallgäus
Zur Aerologie des Föhnes
Meteorol. Rundschau 29,
S.97 109 und S. 161 180
Mannheim, Band 1, S. 81,
179f
Verh. Schweiz. Naturfor. Ges., 130, S. 11 32
Bull. Schweiz. Akad. Med. Wiss. 6, Nr. 1,
S. 23 33
Br. Dt. Wetterdt. 4
Beiträge zur Physik der freien Atmosphäre 12, Leipzig,
S. 198 214
Schema eines Föhnaus- Das Wetter, Bd. 47, S. 78
bruchs aus dem Rheintal
84
11
Autoren
Jahr
R. Phillips, 1979
H. Richner,
W. Nater
P.
Phil- 1978
lips
und
H. Richner
H. Pichler
1984
F. Prohaska
1947
J. C. Quiby
1970
H. Richner
1974
Ch.
Schär
und
H. C. Davies
A. SaunierPicard und
G. Le Berre
W. Rödel
F. Rossmann
M. Schlegel
1987
1969
1994
1950
1975
Titel
Collected data of selected
foehn periodes in the Reuss
Valley during the winters
1976 77 and 1978
Lee side wind profiles during Foehn
Publikation
LAPETH, Vol. 1.2, V, 235
S.
Dynamik der Atmosphäre
Neuere Anschauungen über
die Meteorologie und Klimatologie des Föhns
Some considerations on
Foehn winds
Interne Grenzschichten als
Quelle von raschen Druckschwankungen
Mannheim, S. 284 297
Experientia, 3, S. 232 237
ITAM 1978, S. 80
rich
1913
A. Schmauss
1926
W. Schüepp
1952
83, Zü-
Dissertation, London, 58 S
Verhandlungen der Schweizerischen Naturforschenden
Gesellschaft, 154, S. 147
150
Diabatic effects in air-flow ITAM 1987, S. 115 119,
over mountains and its rele- Wien
vance to Alpine Foehn
Le foehn a Altdorf et a Meteorologie, Nr. 10 11,
Innsbruck en 1963 1964 S. 198 216
et 1965
Physik unserer Umwelt
Heidelberg, 448 S
Über das Absteigen des Berichte des deutschen
Föhns in die Täler
Wetterdienstes der USZone 12, S. 94 98
Der Alpenföhn, eine Doku- Bibliographien des Deutmentation neuerer Arbeiten schen
Wetterdienstes
1945 1975
Nr. 30, S. 25, Offenbach
a. M.
Der Föhn in Lindau
Beob. d. met. Stat. im
Königreich Bayern XXXV,
S. H1-H3, München
Föhn in Partenkirchen
Deutsch. Met. Jhrb. für
Bayern, S. E1-E8, München
Die qualitative und quanti- Meteorol. Rundschau 5,
tative Bedeutung der Föhn- S. 136 138
mauer
A. Schmauss
12
Autoren
M. Schüepp
Jahr
1963
M. Schüepp
1983
H. Schweitzer
H. Schweitzer
1952
P. Seibert
1982
P. Seibert
1984
1953
P. Seibert
1985
P. Seibert
1990
G. Skoda
1969
R.
Steinacker
1983
R. StreiffBecker
1925
R. StreiffBecker
R. StreiffBecker
R. StreiffBecker
1931
1931
1933
Titel
Die Häufigkeit der starken
Höhenwinde bei verschiedenen Wetter- und Witterungslagen
Auswirkungen der verschiedenen Wetterlagen auf
die Strömungsverhältnisse
beidseits der Alpen: Föhn
und Nordföhn
Wie entsteht der Föhn?
Versuch einer Erklärung
des Föhns als Luftströmung mit überkritischer
Geschwindigkeit
The South Foehn Cases at
Innsbruck during the ALPEX SOP
Feinanalysen der Temperatur bei Südföhn
Publikation
Geofisica Pura e Applicata,
11, S. 94 96
Innsbrucker geographische
Studien,
Bd.
8,“FliriFestschrift”, Innsbruck
Die Umschau 52, S. 586
Archiv Met. Geoph. Biokl. A5, S. 350 371
GARP-ALPEX 7, S. 155
167
International Conference
for Alpine Meteorology,
Opatija, S. 203 206
Untersuchungen zum Süd- Dissertation an der Univerföhn
sität Innsbruck
South foehn studies since Meteorology and Atmosthe ALPEX experiment
pheric Physics 43, S. 91
103
Statistische Kriterien für Wetter und Leben 21, 5 6,
das Erlöschen des Föhns in S. 98 103
Westösterreich
Fallstudie eines Süd- und AeroRevue 8, S. 41 44
eines Nordföhns über den
Alpen
Über den Glarner Föhn
Vierteljahresschrift der Naturforschenden Gesellschaft
Zürich, 70, S. 85 103
Zur Dynamik des Föhns
Meteorologische
Zeitschrift, 48, S. 149 152
Warum steigt der Föhn in Meteorol. Zeitschrift, 48,
die Täler herab?
S. 393 394
Die Föhnwinde
Meteorologische
13
Autoren
R. StreiffBecker
R. StreiffBecker
R. StreiffBecker
Jahr
1933
Titel
Nochmals über den Föhn
1935
71 Jahre Glarnerföhn
1942
R. StreiffBecker
1947
Neue Untersuchungen über
den Föhn in den Schweizer
Alpen
Der Dimmerföhn
R. StreiffBecker
J. Strobel
1948
Disputanda über den Föhn
1967
La tempete de foehn et les Veröffentlichung
der
precipitations colorees des Schweizerischen Meteoro17 et 18 avril 1962
logischen Anstalt, Nr. 4,
S. 189 196
Meteorologie des Föhns
Med. Met. Hefte 13, Hamburg, S. 97 111
Zur Statistik des Föhns im Ber. Dt. Wetterd. US-Zone
Voralpengebiet
6, S. 117 120
A numerical model of three- Riv. It. di Geofisica 1,
dimensional mountain indu- S. 15 35
ced gravity wave flow
Föhn und Leewellenströ- Ber. nat. med. Ver. Innsmung in einem dreidimen- bruck 63, S. 11 56
sionalen numerischen Modell
Foehn Flow in the Alps- ITAM, Zentralanstalt für
Three Dimensional Nume- Met. und Geodyn. Wien,
rical Simulations on the 228, S. 63 1 37
Small and Meso-Scale
Meteorologie und Umwelt
Heidelberg, 308 S.
Le foehn des 7 et 8 novem- Geophysik, S. 20 25, Bern
bre 1982 mesure a Gösgen
par la station ANETZ et le
reseau regional SPA
Einführung in die allgemei- Stuttgart, 250 S.
ne Klimatologie
Ueber den gegenwärtigen Meteorol. Zeitschrift, S. 1
Stand der Föhntheorie
W. Undt
1958
H. Ungeheuer
I. Vergeiner
1952
I. Vergeiner
1976
I. Vergeiner
1978
G. Warecke
P. Wasserfallen
1991
1982
W. Weischet
1977
W. Wenger
1916
1975
Publikation
Meteorologische
Meteorologische
Denkschrift
der
Schweiz. Naturforschenden
Ges.,74, S. 241 278
Vierteljahresschrift der Naturforschenden Gesellschaft
Zürich, S. 195 198
Experientia, 4, S. 359
14
Autoren
E. Widmer
Jahr
R. Widmer
1967
Titel
Föhnerscheinungen
Rheintal
im
Statistische Untersuchungen über den Föhn im
Reusstal und Versuch einer
objektiven Föhnprognose
für die Station Altdorf
Publikation
Zusammenfassung
erster Unter- suchungsergebnisse.
Manuskript,
unveröffentlicht
Dissertation. Vierteljahresschrift der Naturforschenden Gesellschaft Zürich,
111, p. 331 375, Verlag
Leemann Zürich
Tabelle 3.4: Föhnliste Bolliger: halbwissenschaftliche Dokumente
Autoren
M. Bouët
Jahr
1972
Titel
Le foehn du Valais
W. Eichenberger
G. Gensler
1990
Flugwetterkunde
1972
P. Hächler,
M. Schüepp
1994
H. Häckl
O. Lehmann
1985
1937
H. Malberg
1994
R.
Mühleisen
R.
Mühleisen
1976
Föhn- oder Wetterfühligkeit Zürich, S. 13 Beiheft zu
und Bioklima
den Annalen der Schweizerischen Meteorologischen
Zentralanstalt, Heft 13
Der Föhn im St. Galler Berichte der St. Gallischen
Rheintal und in den Nach- Naturwissenschaftlichen
Gesellschaft, Band 87,
barregionen
St. Gallen, S. 69 78
Meteorologie
Stuttgart, 358 S.
Zur Geschichte der Föhn- Naturforschende
Gesellforschung
schaft Zürich, S. 45 76,
Zürich
Meteorologie und Klimato- Heidelberg , 323 S.
logie
Föhn am Bodensee
KOSMOS 8 76, Stuttgart,
S. 348 352
Wenn der Föhn kommt: Bild der Wissenschaft
Klare Sicht und Kopfweh
8 1978, Stuttgart, S. 36 45
1978
Publikation
Zürich,
S.12,
Veröffentlichung
der
Schweizerischen Meteorologischen Zentralanstalt
Zürich, S. 82 f., 124 f.
15
Autoren
W. Peppler
Jahr
1926
P. Seibert
1993
R.
Steinacker
1983
R. StreiffBecker
1942
E. Walter
1938
H. Wild
E. Zenone
1901
1951
Titel
Der Föhn im Bodenseegebiet nach aerologischen Beobachtungen der Drachenstation
Der Föhn in den Alpen
Publikation
Schriften des Vereines
f. Geschichte des Bodensees u. s. Umg. 54, Friedrichshafen, S. 334 350
Geogr. Rundschau, Heft 2,
S. 116 123
Fallstudie eines Süd- und AeroRevue 8, S. 141 144
eines Nordföhns über den
Alpen
Neue Untersuchungen über Denkschrift
der
den Föhn in den Schweizer Schw. Nat. Ges. 74, 4,
Alpen
S. 241 278
Der Schweizerföhn
Neujahrsblatt der Naturforschenden Gesellschaft in
Zürich auf das Jahr 1938,
Zürich
Über den Föhn
Zürich, 99 S.
Der Föhn im Tessin
Schweiz. Aero-Revue 26,
Nr. 4, S. 140 143
Tabelle 3.5: Föhnliste Bolliger: populärwissenschaftliche
Dokumente
Autoren
P. Albisser
Jahr
1992
F. Bagattini
1975
K. Burri
1995
DWD, Seewetteramt
1982
H. Ficker
1952
H. J. Flechtner
H. Flohn
1953
1968
Titel
Kleine Wetterkunde für
Bergsteiger
Föhn und Wetterfühligkeit
Publikation
SAC-Verlag,
Zürich,
S. 60 65, 87, 94,99
Die Heilkunst, Jg. 88, Heft
8, Berlin, 6 S.
Schweiz
Lehrmittelverlag des Kantons Zürich, Zürich, S. 52
55, 306
Wetter, Klima und Föhn Hamburg, 20 S.
in Süddeutschland bei
Urlaubs- und Daueraufenthalt
Wetter und Wetterentwick- Berlin, S. 54-65
lung
Du und das Wetter
Berlin, S. 132 ff.
Vom Regenmacher
Wettersatelliten
zum München, S. 125,188
16
Autoren
A. G. Forsdyke
B. Gustav
Th. Gutermann
Jahr
1973
Titel
Das Wetter
1896
1978
Der Föhn
Der Alpenföhn
Publikation
Zürich, S. 111
112
K. H. Hack
1993
P. Kohler
1978
G. D. Roth
1990
M. H. Schertenleib,
K. Burri
M. H. Schertenleib,
K. Burri
A. Schneider
1995
Göttingen, 346 S.
Mitgliederzeitschrift
der
Schweizerischen Krankenkasse Helvetia, Heft 10,
S. 5 10
Wetter und Klima im Bo- Der Bodensee; Landschaftdenseeraum
Geschichte-Kultur,
Jan
Thorbecke Verlag Sigmaringen, S. 99 118
Der Bodensee
Sonderdruck
aus
den
Schriften des Vereins für
Geschichte des Bodensees
und seiner Umgebung, Heft
99 100, Friedrichshafen,
S. 114 116
Meteorologie für Piloten
Verlag
Aero
Club
der
Schweiz,
Luzern,
S. 188 193
Prevoir le temps en 10 le- Paris, S. 48, 230
cons
Wetterkunde für alle
München, S. 51 ff., 183,
260
Geographie 2, Lektion 4
AKAD, S. 11 27
1995
Geographie 2, Lektion 5 S.
1961
S. Schöpfer
1976
M. Slongo
1995
Unser Wetter heute und Obst- und Gartenbauverlag,
morgen
München, S. 43 44
Wie wird das Wetter?
KOSMOS
Naturführer,
Stuttgart, S. 96 100
Wo findet denn das Wetter Bern, 145 S.
statt?
Th. Gutermann
Th. Gutermann
1982
1982
AKAD, S. 26
27
17
Autoren
B.
Sutter,
Ch. Rohrer
Jahr
1982
Titel
Wetter
H. J. Tanck
1969
Meteorologie
Unionsverlag
I. Virgatchik
1983
Föhnfieber
1981
P. von Eynern
H. Wachter
Wie funktioniert was?
H. Wild
1976
Le guide marbout de la Verviers, S. 126
Meteorologie et des Microclimats
Das Wetter im Gebirge
München, S. 57
1969
1989
Wie entsteht das Wetter?
Wetter und Klima
1868
Ueber Föhn und Eiszeit.
Der Schweizerföhn
3.3.1
Publikation
Verlag des Schweizerischen
Vereins für Handarbeit und
Schulreform; Verlag der
Zürcher Kantonalen Mittelstufenkonferenz, Liestal,
S. 151 153
Reinbek bei Hamburg,
S. 65 67
Zürich, 152 S.
62
Frankfurt a. M., S. 78 81
Meyers
Lexikonverlag,
S. 112 113
Zeitschrift für Schweizer
Statistik
Arbeitsberichte der SMA
Im Laufe der Zeit wurden an der SMA mehrere interne Arbeitsberichte publiziert, die
sich mit Teilfragen zum Alpenföhn beschäftigen. Eine Übersicht gibt Tabelle (3.6).
3.3.2
MAP-Newsletters
Während der MAP-Vorbereitungsphase, die von 1995 bis und mit 1999 angedauert
hat, sind viele Publikationen zu speziellen Fragestellungen im MAP erschienen. Tabelle (3.7) gibt eine Übersicht zu denjenigen Publikationen, die im engeren oder weiteren
Sinne mit der Föhnströmung zu tun haben. Die Auswahl ist subjektiv. Womöglich finden
sich noch weitere Artikel, die sich mit dem Föhn beschäftigen.
3.4
Föhn in wissenschaftlichen Publikationen
Weil es sich als sehr aufwendig gezeigt hat, die Liste von Föhnpublikationen mit der Liste auf dem MAP-Server (siehe Kapitel 2.2) zu vergleichen, habe ich darauf verzichtet,
die schon in der MAP-Liste vorhandenen Titel auszuscheiden. Dafür können im Anhang (siehe Seite 42) die jeweils zugehörigen Abstracts eingesehen werden, was einen
18
Tabelle 3.6: Arbeitsberichte der SMA
Autoren
H. W. Courvoisier und Th. Gutermann
E. Zenone
Nr. Jahr Titel
Wissenschaftliche Berichte
21 1971 Zur praktischen Anwendung des
Föhntests von Widmer (vergriffen)
55
1976
Über die Temperaturvoraussage
südlich der Alpen bei Nordföhn
A. Güller
69 1977 Der aussergewöhnliche Föhnsturm
vom 13. Februar 1976 in der Ostschweiz
Th. Gutermann et 90 1979 Der Föhn vom 14. bis 18. Januar
al.
1975 im Bodenseeraum
G. Truog
138 1986 URFEX (Urnersee Föhnexperiment)
Halbwissenschaftliche Berichte
K. Waibel und 68 1976 Föhnhäufigkeiten und FöhnwarnTh. Gutermann
möglichkeiten im Bodenseegebiet
K. Waibel
118 1984 Statistik des Föhns im Bodenseeraum im Vergleich mit dem Reusstal (Altdorf)
K.
Burri, 196 1999 Der Föhnfall von April 1993
P.
Hächler,
M.
Schüepp,
R. Werner
schnellen Einblick in eine Publikation erlaubt.
Die ersten Tabellen (3.8) geben eine Übersicht zu Literatur mit einem direkten Bezug zu Föhn. Danach folgt eine Auflistung von Publikationen, die sich im weiteren Sinne mit der Föhnströmung befassen (Tabelle 3.10). Zum Schluss gibt Tabelle (3.12) eine
Zusammenstellung der in den vorhergehenden Tabellen (3.9 und 3.11) referenzierten
Zeitschriften.
Tabelle 3.10: Publikationen mit allgemeinem Bezug zur
Föhnströmung
Thema
Verweis
Titel
Empirische Datengrundlage
Autor(en)
19
Thema
Upstream
blocking
Verweis
A.2.1
Breaking wa- A.2.2
ves: LIDAR
measurements
Pressure
A.2.3
variations
Windfield:
A.2.4
DopplerLIDAR
3-D flowfield:
Tank experiment
Waves, Leewaves
Breaking
waves, pulsations
Titel
Autor(en)
A study of orographic blocking
and barrier wind development upstream of the Southern Alps, New
Zealand
Lidar observations of a breaking
mountain wave associated with extreme turbulence
M.P. McCauley
A.P. Sturman
Measurement of the pressure field
on a mountain
Doppler lidar observations of a
downslope windstorm
F.M.
Ralph,
P.J.
Neiman,
D. Levinson
S.B.
Vosper,
S.D. Mobbs
P.J.
Neiman,
R.M. Hardesty,
M.A.
Shapiro,
R.E. Cupp
A.2.5
Experimental studies of stron- S.B.
Vosper,
gly stratified flow past three- I.P.
Castro,
dimensional orography
W.H.
Snyder,
S.D. Mobbs
Theoretischeische Datengrundlage
A.2.6
Another look at downslope wind- D.R. Durran
storms .1. The development of analogs to supercritical-flow in an infinitely deep, continuously stratified
fluid
A.2.7
2-dimensional simulations of A.
Elkhalfi,
mountain waves observed during M.
Georgelin,
the PYREX experiment
E. Richard
A.2.8
Internal gravity-wave generation B.R. Sutherland,
and hydrodynamic instability
C.P. Caulfield,
W.R. Peltier
A.2.9
Kelvin-Helmholtz instability in se- R.B. Smith
vere downslope wind flow
A.2.10 Breakdown of vertically propaga- J.T. Bacmeister
ting two-dimensional gravity- wa- M.R. Schöberl
ves forced by orography
A.2.11 Another look at downslope wind- D.R.
Durran,
storms .2. Nonlinear amplification J.B. Klemp
beneath wave-overturning layers
20
Thema
Verweis
A.2.12
A.2.13
A.2.14
A.2.15
A.2.16
A.2.17
A.2.18
Reflection of A.2.19
waves and crital level
A.2.20
A.2.21
Downslope
windstorm
A.2.22
A.2.23
A.2.24
Titel
Autor(en)
Nonlinear 3-dimensional effects on
gravity-wave drag – splitting flow
and breaking waves
The origin of severe downslope
windstorm pulsations
Pulsating downslope windstorms
P.M.A. Miranda,
I.N. James
The linear-stability of nonlinear
mountain waves - implications for
the understanding of severe downslope windstorms
Severe downslope windstorm calculations in 2 and 3 spatial dimensions using anelastic interactive grid nesting: A possible mechanism for gustiness
The
three-dimensionalization
of stratified flow over twodimensional topography
Atmospheric Lee waves
W.R.
Peltier,
J.F. Scinocca
J.F.
Scinocca,
W.R. Peltier
R.
Laprise,
W.R. Peltier
T.L.
Clark,
R.D. Farley
Y.D. Afanasyev,
W.R. Peltier
M.G. Wurtele,
R.D. Sharman,
A. Datta
Reflection of hydrostatic gravity- W.
Blumen,
waves in a stratified shear-flow .2. C.S. Hartsough
Application to downslope surface
windstorms
Critical-level reflection and the re- T.L.
Clark,
sonant growth of nonlinear moun- R.D. Farley
tain waves
The effect of critical levels on 3D V.
Grubisic,
orographic flows: Linear regime
P.K. Smolarkiewicz
Stratified flow over topography: D. Farmer, L. Arthe role of small-scale entrainment mi
and mixing in flow establishment
On severe downslope winds
R.B. Smith
Effects of a mountain wave wind- C.F. Dierking
storm at the surface
21
Thema
Verweis
A.2.25
A.2.26
Bora,
wind
Gap- A.2.27
A.2.28
Momentum
A.2.29
flux, pressure
drag
A.2.30
Vertical wind A.2.31
shear
Influence
A.2.32
of
surface
friction
A.2.33
Asymmetry,
A.2.34
pool of cool
air
A.2.35
Regime tran- A.2.36
sition
Upstream
A.2.37
blocking
effects
Titel
Autor(en)
Validation of a non-hydrostatic nu- C. Montavon
merical model to simulate stratified
wind fields over complex topography
Downslope windstorms .1. Effect L.N. Gutman
of air density decrease with height
Numerical modeling of bora winds J.B.
Klemp,
D.R. Durran
Gap winds in a fjord .1. Observati- P.L.
Jackson,
ons and numerical-simulation
D.G. Steyn
Wave ducting in a stratified shear T.A.
Wang,
flow over a twodimensional moun- Y.L. Lin
tain. Part 2: Implications for the
development of highdrag states for
severe downslope windstorms
Spetral estimates of gravity-wave D.C.
Fritts,
energy and momentum fluxes .1. T.E. Vanzandt
Energy-dissipation, acceleration,
and constraints
Downslope Windstorms .2. Effect L.N.
Gutman,
of external wind shear
I. Apterman
The role of surface friction in E.
Richard,
downslope windstorms
P.
Mascart,
E.C. Nickerson
Examples of the role of surface E.
Richard,
friction in downslope windstorms P.
Mascart,
E.C. Nickerson
On the sensitivity of downslope P.P.
Miller,
windstorms to the asymmetry of D.R. Durran
the mountain profile
Influence of cold pools down- R.C.
Kesstream of mountain barriers on sler, T.J. Lee,
downslope winds and flushing
R.A.
Pielke,
J. Weaver
Flow over a mesoscale ridge – pa- J. Trub, H.C. Dathways to regime transition
vies
Permanent and transient upstream S.T. Garner
effects in nonlinear stratified flow
over a ridge
22
Thema
Verweis
A.2.38
A.2.39
A.2.40
3.5
Titel
Autor(en)
Numerical simulations of upstream
blocking, columnar disturbances,
and bores in stably stratified shear
flows over an obstacle
The nature of upstream blocking in
uniformly stratified flow over long
obstacles
Upstream blocking and air-flow
over mountains
C.
Chen
J.W.
Rottman
S.E. Koch
P.G.
Baines,
F. Guest
P.G. Baines
Literatur zu Segelflügen bei Föhn
Seit dem 2 Weltkrieg sind viele Artikel mit subjektiven Erfahrungen bei Segelflügen im
Föhn erschienen. Eine Übersicht gibt Tabelle (3.13). Diese stellt aber gewiss nur einen
unvollständigen Ausschnitt aus dem ganzen Spektrum der Föhnfliegerei dar.
Ein weiterer interessanter Artikel stammt von W. Jucker und ist im Mai 1952 in der
Zeitschrift “Leben und Umwelt” erschienen. Er behandelt darin einige charakteristische
Elemente der Föhnströmung im Lee der Alpen.
3.6
Auswertung eines Föhnsegelflugs
Alois Bissig startete am 6 6 98 um 05 56 vom Flugplatz Buochs im Kanton Nidwalden.
Um 06 13 klinkte er sich auf 1700 m Höhe aus und kurz danach konnte er schon mit
Steigen beginnen. Seine Flugroute im Bereich des Rheintals ist in den Figuren (3.1)
und (3.2) gezeigt. Die beiden betrachteten Regionen liegen westlich und östlich des
St. Galler Rheintals, der “Target-Area” des MAP-FORM.
Mit Rot eingezeichnet ist die Projektion der Flugroute, welche mit einem GPS-Gerät
aufgezeichnet wurde. Die südliche Route über Altdorf, Elm, Bad-Ragaz, u. s. w. flog er
am Morgen, am späten Nachmittag kehrte er auf der nördlichen Route, über Feldkirch,
den Säntis, Nesslau, Schänis, u. s. w. zurück. Die Resultate der Analyse der höchsten
Steiggeschwindigkeiten sind in den Tab. (3.14) und (3.15) aufgelistet. Offensichtlich
beschränken sich gute Aufwindgebiete auf wenige Stellen auf der Nordseite der Gebirgskette vom Urner Haupttal bis nach Bad-Ragaz. Wie erwartet treten Gebiete mit
mindestens 3 m/s Steiggeschwindigkeit häufiger auf als diejenigen mit mindestens 4
m/s.
In der Nähe des Pizols steigt A. Bissig an einer Stelle mit über 4 m/s, und ist dabei
mit einer hohen Geschwindigkeit von etwa 43 m/s, resp. 155 km/h unterwegs. Diese Geschwindigkeit wurde berechnet, indem die Koordinatendifferenz in Minuten in östlicher
23
Tabelle 3.7: Publikationen zu Föhn in den MAP-Newsletters
Autoren
G. Mayr
Nr. Jahr
5 1996
A.
Gohm,
G. Mayr
M.
Sprenger,
Ch. Schär
M. Georgelin
5
1996
7
1997
7
1997
P.
Parson,
H.
Pümpel,
I. Vergeiner
C.
Cassardo,
D.
Anfossi,
P. Natale und
C. Cacciamani
G. Zängl
7
1997
7
1997
11
1999
G. Zängl
11
1999
T.
Exner,
G. J. Mayr
11
1999
Richtung mit
d
Titel
Of Foehn, cold Pools in a Valley,
and Bifurcations
Summary of Alpine South-Foehn
Climatologies
The Dynamics of Shallow Foehn
Simulation of the Foehn Case of 12
January 1996: Unstationarity of the
Wave Breaking Area
The South Foehn Episode of 10
13 November 1996 in the Central
Alps: A Case Study
Description of a Foehn Episode in
an Urban Environment (Turin)
Three-dimensional gravity-waves
and their relation to gap flow
Numerical simulations of the
Foehn in the region of Innsbruck
The South Foehn of March 3, 1999
– portraits by MC2 and observations
60 360 cos 2
1
in die horizontale Distanz d mit der Einheit Meter umgerechnet wurde.
47 ist die
nördliche Breite und
4 0 107 der Erdumfang am Äquator in Metern. Die nördliche
Breite wurde in diesem Fall als konstant angenommen. Die Geschwindigkeit lässt sich
mit
d
t
berechnen. t 30 s ist bei diesem Föhnflug generell der Zeitschritt der Messdaten.
Für den Zusammenhang zwischen charakteristischen Elementen der Flugroute, wie
etwa engem Kurvenflug oder Direktflug, und den tabellierten Orten mit den höchsten
Steiggeschwindigkeiten, verweise ich auf das Unterkapitel (4.3) und die folgenden.
24
Tabelle 3.8: Wissenschaftliche Publikationen mit direktem Bezug zu Föhn
Thema
Verweis
Fallstudie all- A.1.1
gemein
Fallstudie:
A.1.2
Solenoidtheorie
A.1.3
Fallstudie:
Kaltluftsee
A.1.4
Windfeld und A.1.5
Schwerewellen
A.1.6
Effekt
auf
Kaltfront
A.1.7
Titel
Empirische Datengrundlage
Observation of the air-flow over
the alps during a foehn event
The simultaneous occurence of
north and south foehn during a westerly flow over Central-Europe
The extraordinary foehn-storm on
November 8, 1982
The surface-layer on the leeside of
the alps during foehn
Theoretische Datengrundlage
Mesoscale surface-wind characteristics and potential gravity-wave
formation during cross-Alpine airflow
Pressure drag and momentum fluxes due to the alps : Comparison
between numerical simulation and
observation
On the effect of a foehn on cold
fronts in vicinity of the alps
Autor(en)
K.P. Hoinka
K. Frey
K.Frey
K.P. Hoinka
D. Heimann
K.P. Hoinka,
T.L. Clark
K.P. Hoinka
Tabelle 3.9: Informationen zu den in Tabelle (3.8) aufgeführten Dokumenten
Verweis
A.1.1
A.1.2
A.1.3
A.1.4
A.1.5
A.1.6
A.1.7
Jahr
1985
1986
1984
1987
1997
1991
1987
Vol. IS
Seiten
Publikation
111 467 199 - 224 QJRMS
34 3-4 349 - 366 AMGBS
37
6
209 - 220 MR
37
4
245 - 258 MAP
62 1-2
49 - 70 MAP
117 499 495 - 525 QJRMS
40 1-2 199 - 203 BLM
Tabelle 3.11: Informationen zu den in Tabelle (3.10) aufgeführten Dokumenten
Verweis Jahr Vol.
IS
Seiten
Publikation
A.2.1 1999 70
3-4
121 - 131 MAP
A.2.2 1997 24
6
663 - 666 GRL
A.2.3 1997 123 537
129 -144
QJRMS
A.2.4 1988 116
11 2265 - 2275 MWR
A.2.5 1999 390
223 -249
JFM
A.2.6 1986 43
21 2527 - 2543 JAS
A.2.7 1995 123
7
2149 -2164 MWR
A.2.8 1994 51
22 3261 - 3280 JAS
A.2.10 1989 46
14 2109 - 2134 MWR
A.2.11 1987 44
22 3402 - 3412 JAS
A.2.12 1992 118 508 1057 - 1081 QJRMS
A.2.13 1990 47
24 2853 - 2870 JAS
A.2.14 1989 46
18 2885 - 2914 JAS
A.2.15 1989 46
4
545 - 564 JAS
A.2.16 1984 41
3
329 - 350 JAS
A.2.17 1998 55
1
19 - 39
JAS
A.2.18 1996 28
429 - 476 ARFM
A.2.19 1985 42
21 2319 - 2331 JAS
A.2.20 1984 41
21 3122 - 3134 JAS
A.2.21 1997 54
15 1943 - 1960 JAS
A.2.22 1999 455 1989 3221 - 3258 PRSLA
A.2.23 1985 42
23 2597 - 2603 JAS
A.2.24 1998 13
3
606 - 616 WF
A.2.25 1998 74-6
273 - 282 JWEIA
A.2.26 1991 48
24 2545 - 2551 JAS
A.2.27 1987 36
1-4
215 - 227 MAP
A.2.28 1994 122
12 2645 - 2665 MWR
A.2.29 1999 56
3
437 - 452 JAS
A.2.30 1993 50
22 3685 - 3694 JAS
A.2.31 1992 49
14 1173 - 1180 JAS
A.2.32 1989 28
4
241 - 251 JAM
A.2.33 1990 43
1-4
163 - 172 MAP
A.2.34 1991 48
12 1457 - 1473 JAS
A.2.35 1989 117
9
2041 - 2058 MWR
A.2.36 1995 47
4
502 - 524 TADMO
A.2.37 1995 52
2
227 - 246 JAS
A.2.38 1994 122
11 2506 - 2529 MWR
A.2.39 1988 188
23 - 45
JFM
A.2.40 1987 19
75 - 97
ARFM
25
26
Tabelle 3.12: Abkürzungen und Fundorte der verschiedenen Publikationsreihen
Publikation
Abkürzung
Archives for meteorolo- AMGBS
gy geophysics and bioclimatology series A – Meteorology and atmospheric physics
Annual review of fluid
ARFM
mechanics
Boundary layer meteoroBLM
logy
Geophisical research letGRL
ters
Journal of applied meteoJAM
rology
Journal of the atmospheric
JAS
sciences
Journal of fluid mechanics
JFM
Journal of wind engineeJWEIA
ring and industrial aerodynamics
Meteorology and atmosMAP
pheric physics
Meteorologische RundMR
schau
Monthly weather review
MWR
Proceedings of the royPRSLA
al society of London series A – Mathematical
physical and engineering
sciences
Quarterly journal of the
QJRMS
royal meteorological society
Tellus series A – Dynamic TADMO
meteorology and oceanography
Weather and forecasting
WF
Ort
LAPETH, ETH P 713 127
ETH P 713 033
ETH P 711 497
ETH P 714 031
ETH P 713 933
LAPETH
27
Tabelle 3.13: Erschienene Artikel in der Zeitschrift Aero Revue
Jahr
1947
1947
1961
Nr. Titel
? Die neuen Grundlagen des Segelfluges
1 Die Föhnwelle in
den Alpen und ihre
Bedeutung für den
Segelflug
1 Föhn
1961
1
1961
3
1975
11
1986
8
1992
7
1993
7
Föhnflüge
im
Rheintal
Der Föhn im Gebiet von Ragaz
Föhnstreckenflug
über 500 km bis
vor Wien
Den Tausender um
84 km verfehlt . . .
Bemerkungen
Autor/Pilot
tönt kurz Wellensegelflug Walter Georgii
an
Föhnbegriff, Bewölkung, F. Prohaska
Leewellen und Walzen:
qualitative Behandlung
Konkreter Föhnflug im Rudolph Seiler
Gebiet Schänis, Alpstein,
Rheintal und Bodensee
Konkreter Föhnflug
Eugen Äberli
Föhnflug im Raum Bad- Rudolph Seiler
Ragaz
Erlebnisbericht, mit syn- Werner Straub
optischer Grosswetterlage
Detailierte
Flugbe- Felix Döbeli
schreibung, synoptische
Grosswetterlage
Im Standardflug- Detailierte Flugbeschrei- Felix Döbeli
zeug 1040 km über bung, mit Satellitenbild
die Alpen
Spitzenleistungen
3
Flugbeschreibungen Felix Döbeli,
im
Jahrhundert- und Bodenwetterkarte
Tom Badum,
föhn
Werner Danz
Abbildung 3.1: Flugrouten auf der Westseite des Rheintales
Abbildung 3.2: Flugrouten auf der Ostseite des Rheintales
28
Abbildung 3.3: Höhenprofil am Morgen
Abbildung 3.4: Höhenprofil am Nachmittag
29
30
Tabelle 3.14: Flugpassagen mit Steiggeschwindigkeiten
Zeit
[hh.mm.ss]
4 m/s
geograph. Breite
geograph. Länge
baro. Höhe
[Grad Min. Dez.-Min.] [Grad Min. Dez.-Min.]
[m]
2 3 km östlich von Altdorf
6.20.37
46 53 540N
8 39 520E
1928
6.21.07
46 53 510N
8 39 570E
2053
6.21.37
46 53 700N
8 39 680E
2170
6.22.07
46 53 660N
8 39 700E
2313
6.22.37
46 53 760N
8 39 950E
2417
6.23.07
46 53 730N
8 40 220E
2601
6.23.37
46 53 780N
8 40 100E
2721
Östlich von Unterschächen
6.25.07
46 52 720N
8 40 780E
2892
6.25.37
46 52 700N
8 40 840E
3029
6.26.07
46 52 720N
8 41 200E
3106
6.26.37
46 52 590N
8 41 220E
3228
Pizol (Gebiet eingekreist als Nr. 3 in Figur (3.1))
7.01.07
46 55 970N
9 21 760E
3536
7.01.37
46 55 900N
9 22 620E
3735
7.02.07
46 56 190N
9 22 230E
3878
a
Auch Nr. 3. Mittl. Geschwindigkeit etwa 42 m/s!
7.06.07
46 56 400N
9 23 150E
3973
7.06.37
46 56 390N
9 24 180E
4114
Nahe Golmerjoch (Gebiet eingekreist als Nr. 5 in Figur (3.2))
7.20.07
47 03 890N
9 50 050E
2862
7.20.37
47 03 920N
9 50 540E
2982
a Berechnung
siehe im Text!
Tabelle 3.15: Flugpassagen mit Steiggeschwindigkeiten
Zeit
[hh.mm.ss]
31
3 m/s
geograph. Breite
geograph. Länge
baro. Höhe
[Grad Min. Dez.-Min.] [Grad Min. Dez.-Min.]
[m]
Östlich von Altdorf in Richtung Klausenpass
6.20.37
46 53 540N
8 39 520E
1928
6.21.07
46 53 510N
8 39 570E
2053
6.21.37
46 53 700N
8 39 680E
2170
6.22.07
46 53 660N
8 39 700E
2313
6.22.37
46 53 760N
8 39 950E
2417
6.23.07
46 53 730N
8 40 220E
2601
6.23.37
46 53 780N
8 40 100E
2721
6.24.07
46 53 710N
8 40 540E
2815
6.24.37
46 53 230N
8 40 600E
2798
6.25.07
46 52 720N
8 40 780E
2892
6.25.37
46 52 700N
8 40 840E
3029
6.26.07
46 52 720N
8 41 200E
3106
6.26.37
46 52 590N
8 41 220E
3228
6.25.07
46 52 720N
8 40 780E
2892
6.25.37
46 52 700N
8 40 840E
3029
6.26.07
46 52 720N
8 41 200E
3106
6.26.37
46 52 590N
8 41 220E
3228
Nördlich vom Hausstock zwischen den Kreisen 1. und 2. in Figur (3.1)
6.49.07
46 53 930N
9 04 080E
3060
6.49.37
46 54 040N
9 04 420E
3164
Südwestlich von Elm (Gebiet eingekreist als Nr. 2. in Figur (3.1)
6.51.37
46 54 750N
9 08 240E
3072
6.52.07
46 54 930N
9 09 440E
3181
6.52.37
46 55 90N
9 10 430E
3290
6.53.37
46 55 70N
9 11 050E
3307
6.54.07
46 54 980N
9 10 400E
3414
6.54.37
46 55 300N
9 10 700E
3515
6.55.07
46 55 30N
9 11 120E
3632
Pizol (Gebiet eingekreist als Nr. 3 in Figur (3.1))
7.01.07
46 55 970N
9 21 760E
3536
7.01.37
46 55 900N
9 22 620E
3735
7.02.07
46 56 190N
9 22 230E
3878
7.02.37
46 56 040N
9 22 230E
3972
a
Auch Nr. 3. Mittl. Geschwindigkeit etwa 42 m/s!
7.06.07
46 56 400N
9 23 150E
3973
7.06.37
46 56 390N
9 24 180E
4114
Nahe Golmerjoch (Gebiet eingekreist als Nr. 5 in Figur (3.2))
7.20.07
47 03 890N
9 50 050E
2862
7.20.37
47 03 920N
9 50 540E
2982
a Berechnung
siehe im Text!
Kapitel 4
Diskussion und Interpretationen
4.1
4.1.1
Geschichtlicher Überblick
Frühe Anfänge der Föhnforschung (G. Kutzbach[1])
Bis vor 1860 war wenig bekannt über die Prozesse, die im Zusammenhang mit absteigenden Luftströmen auftreten.
Espy hatte etwa um 1830 aus Laborexperimenten geschlossen, dass sich Luft erwärmt und die relative Feuchte abnimmt, wenn sie absinkt und in Gebiete höheren
Drucks kommt. Die Erkenntnisse Espy’s um 1830 waren aber ihrer Zeit noch zu weit
voraus. Es fehlten ihm verlässliche atmosphärische Feldmessungen, um konkrete Hypothesen zu Föhnprozessen in der Atmosphäre aus den thermodynamische Gesetzen
abzuleiten. Erst in den 60-er Jahren des letzten Jahrhunderts akzeptierten dann auch europäische Forscher, dass die physikalischen Gesetze, vor allem die der Thermodynamik,
für auf- und absteigende Luft gelten.
Im Alpenraum war der Föhn schon lange davor intensiv untersucht worden. Seit etwa 1850 herrschte die gängige Meinung vor, dass der Föhnwind aus der Sahara stammen
müsse. Auch Conrad Escher von der Linth unterstützte diese Theorie, die er mit dem
Auftreten der Eiszeiten in Verbindung brachte. Er glaubte, dass während den Eiszeiten
die Sahara mit Wasser bedeckt gewesen sei, und dass wegen dem deswegen fehlenden
Föhn sich das Eis in den Alpen habe anhäufen können. Ein anderer Wissenschaftler
dieser Zeit, Dove, vertrat die Ansicht, dass der Föhn aus der Karibischen See stamme,
und dementsprechend feucht und warm sei. Diese Aussage lässt sich leichter verstehen,
wenn man bedenkt, dass zu jener Zeit in der Schweiz alle Winde aus südlichen oder
südwestlichen Richtungen “Föhn” genannt wurden.
Der junge österreichische Physiker Julius Hann versuchte erstmals anhand der Theorie der adiabatischen Zustandsänderungen von Luft den Föhnwind zu erklären. Die inspirierende Idee dazu holte er sich nicht im Alpenraum, sondern von einem verwandten
Lokalwindphänomen an der Ostseite Grönlands, welches vergleichbare Charakteristiken wie der Alpenföhn aufzeigte. Im Raume Grönlands war aber weit und breit kein
Quellgebiet für eine warme Windströmung zu finden. Deshalb schloss Hann, dass es
sich bei diesem abnormal warmen Wind an der Ostküste Grönlands und auch beim
Alpenföhn um lokale Effekte handeln müsse, welche sich beide mit rein thermodyna32
KAPITEL 4. DISKUSSION UND INTERPRETATIONEN
33
mischen Überlegungen erklären lassen sollten.
Wenn feuchte Luft aus Süden über die Alpen strömt, kühlt sie sich trockenadiabatisch, d. h. mit 1 K/100 m, soweit ab, bis sie den Sättigungspunkt erreicht. Danach
kühlt sich die Luft wegen der freiwerdenden Kondensationswärme nur noch feuchtadiabatisch, d. h. mit ungefähr 0 6 K/100 m, ab, und das kondensierte Wasser verlässt
die Luftströmung als flüssiger oder fester Niederschlag. Im Norden erwärmt sich die
Luft aber wiederum trockenadiabatisch und die relative Feuchtigkeit nimmt stark ab.
In den typischen Föhnorten werden bei Föhn regelmässig relative Feuchtigkeiten von
nur 30 bis 40% gemessen. Die Differenz zwischen der reduzierten Abkühlung auf der
Alpensüdseite und der Erwärmung auf der Nordseite führt zu einem Wärmeüberschuss
auf der Alpennordseite. Diese Prozessvorstellung deckte sich sehr gut mit den damals
vorhandenen Beobachtungen.
Die Schweizer Meteorologen, und später auch Dove, folgten Hann‘s Theorie, die er
im Jahre 1866 in Wien vorstellte.
Unerwartete Unterstützung erhielt er von H. v. Helmholtz, der schon 1865 an einem
öffentlichen Auftritt über thermodynamische Effekte von auf- und absteigender Luft referiert hatte, aber niemand hatte dabei auf Anhieb die Tragweite seiner Erkenntnisse
erkannt. Hann’s neues Föhnkonzept, basierend auf physikalischen Gesetzen, setzte sich
durch und wurde von ihm selbst auch erfolgreich in meteorologischen Kreisen verbreitet.
4.1.2
Hinweise zu weiterer Übersichtsliteratur zur Föhnforschung
Nach der ersten Formulierung eines physikalischen Modells durch J. Hann folgten viele Arbeiten zur Frage, wieso der Föhn in die Täler herabsteigt. Einen Überblick zur
Literatur zu diesem und weiteren Themen um die Jahrhundertwende gibt Lehmann [2].
Eine Dokumentation von weiteren Arbeiten zum Föhn nach dem 2 Weltkrieg liefert
M. Schlegel [3].
Eine Auswahl von Dokumenten zur gesamten Geschichte der Föhnforschung gibt
M. Kuhn [4]. Er berücksichtigt dabei Arbeiten von den Anfängen der Föhnforschung bis
in die 80-er Jahre des 20 Jahrhunderts. Sein Buch beinhaltet sowohl Artikel vom Autor
selbst, als auch eine Auswahl von Publikationen zu Föhn von anderen Autoren. Die
Literaturhinweise der einzelnen Artikel summieren sich dabei zu einer Art Gesamtschau
der Föhnforschung des 19 und 20 Jahrhunderts.
Um einen schnellen Einblick in die Föhngeschichte zu erhalten, empfehlt sich auch
die chronologische Auflistung der wichtigsten Arbeiten zu Föhn von K. Frey [5] in einer
seiner Publikationen. Dabei ist jedoch zu beachten, dass K. Frey selbst Verfechter einer
speziellen Föhntheorie, der Solenoidtheorie, ist. Deshalb muss man die Auswahl der
Literatur seiner Aufzählung mit Vorsicht geniessen.
4.2
34
Diskussion der Literatur in Hinblick auf Fragestellungen im MAP-FORM
In den nun folgenden Abschnitten möchte ich noch speziell auf eine Auswahl von Inhalten aus der reichhaltigen Palette von Literaturhinweisen zurückkommen. Zuerst möchte
ich einen allgemeinen Überblick zu den verschiedenen Föhntheorien aufzeigen. Danach
steht dann vor allem der Bezug zu Fragen rund um den Föhn im St. Galler Rheintal im
Vordergrund. Zuletzt gebe ich noch Hinweise zu Literatur zu speziellen Teilaspekten
des Themas Alpenföhn.
4.2.1
Theorien
Die erste physikalische Theorie zum Föhn stellte J. Hann vor (4.1.1). Diese sogenannte “Thermodynamische” oder “Klassische Föhntheorie” ist bis heute die am weitesten
verbreitete Föhntheorie. Die meisten Schullehrmittel benutzen diese Theorie in ihrer ursprünglichen Form zur Erklärung des Alpenföhns. Weit verbreitet ist dabei die Ansicht,
dass vor allem die freiwerdende latente Wärme den Temperaturunterschied zwischen
der Alpennord- und Südseite ausmacht. Die Theorie sagt also für das Windfeld einen
Südwind sowohl für die Süd-, als auch für die Nordseite der Alpen voraus, und das
mehr oder weniger bis zum Boden hin. Messungen konnten dies aber nie in dieser Form
bestätigen. L. Lammert (1920) und P. Seibert (1990) präsentieren in ihren Arbeiten Messungen, die in den unteren 1 5 km der Atmosphäre nicht der klassischen thermodynamischen Modellvorstellung entsprechen ( siehe Tabelle (3.3)). Eine weitere Diskussion
zu diesem Thema gibt P. Seibert (1990).
Hann‘s Theorie befasste sich nur mit der thermodynamischen Beschreibung des
Föhns. Neuere Arbeiten betrachten die Föhnströmung als das Überströmen eines Fluids
über ein orographisches Hindernis. Im Unterschied zu einer Wasserströmung kommt bei
der Beschreibung einer Luftströmung komplizierend hinzu, dass Luft mehr oder weniger stabil geschichtet ist und bei der Überströmung eines Gebirges latente Wärme durch
Kondensation freigesetzt werden kann. Daneben können sich Störungen in der Strömung in Form von Wellen sowohl horizontal, als auch vertikal ausbreiten mit dem entsprechenden Transport von Impuls. Neben den theoretischen Überlegungen sind auch
empirische Erkenntnisse aus der Hydrodynamik eine wichtige Grundlage zur Erklärung von Föhnprozessen. Heutzutage werden theoretische Modelle durch physikalischnumerische Modellbeschreibungen auf Hochleistungscomputern gerechnet. Untermauert werden solche Simulationen durch Feldmessungen, wie etwa das ALPEX-Experiment
1982 oder durch die Untersuchung von einzelnen Föhnereignissen. Als den wohl am besten untersuchten Föhnfall im Alpenraum kann man den schweren Föhnsturm vom 8
November 1982 bezeichnen. Die numerischen Modelle sind sehr aufwendig. Für die
Darstellung der Strömung in den Alpentälern muss ein sehr engmaschiges Gitter gewählt werden. Das bedeutet eine sehr grosse Anzahl an Rechenoperationen pro Zeitschritt. Daneben fehlt teilweise auch das Verständnis für viele Prozesse in der Föhndynamik. Das gilt vor allem für die subskaligen Prozesse, die im numerischen Modell
parametrisiert werden müssen. Um die Aussagen der physikalischen Modelle überprü-
35
fen zu können, sollte auch ein entsprechend engmaschiges Beobachtungsnetz vorhanden
sein. Dies ist jedoch operationell nicht einmal im Alpenraum der Fall, und nur während
grossangelegten Feldexperimenten werden hochaufgelöste Messdaten erhoben.
Eine weitere Theorie zum Föhn, welche weitherum Beachtung gefunden hat, ist
die Solenoidtheorie von K. Frey [5]. Er hat bei der Untersuchung von etlichen Föhnfällen festgestellt, dass auf der Alpennordseite bei Föhn ein ausgeprägtes baroklines
Temperatur- und Druckfeld auftritt. Für Frey steht fest, dass dieses Solenoid für die Abwärtsbeschleunigung der Föhnluft über dem Alpenkamm verantwortlich ist. Eine Diskussion und Berichtigung aus physikalischer Sicht erfährt diese Theorie in der Dissertationsschrift von J. C. Quiby [6].
Abgesehen von den oben erwähnten Modellen und Theorien existieren viele Varianten und Modifikationen zu diesen, welche einige Aspekte der Föhnströmung zum Teil
anders beschreiben. Eine gute Übersicht dazu gibt die Berichtesammlung von M. Kuhn
[4].
4.2.2
Föhn im St. Galler Rheintal
Einige Arbeiten beziehen sich direkt auf das Rheintal. Th. Gutermann (1970), der Direktor der SMA, hat seine Dissertationsabhandlung über die Föhnhäufigkeit im Rheintal
abgefasst (siehe Tabelle (3.3)). Er hat eine statistische Methode dargestellt, mit welcher Föhnbeobachtungstermine ausgeschieden werden können. Diese Methode hat er
auf die langjährigen klimatologischen Reihen in Bad-Ragaz und Vaduz angewandt und
die Föhnhäufigkeit mit der Station Altdorf verglichen. Weiters hat er mesoklimatische
Untersuchungen zum Wind- und Temperaturfeld im Churer und St. Galler Rheintal angestellt. Er hat unter anderem postuliert, dass die Föhnluft im Churer Rheintal kälter ist
als beispielsweise in Vaduz, weil diese Luft eine Föhnmischluft darstellt, die aus einem
grossen Anteil von Luft aus den kalten Bündner Seitentälern besteht. Eine weiteren Augenmerk in seiner Arbeit legte er auf den Einfluss des Tag/Nacht-Talwindsystems auf
die Föhnströmung im Rheintal.
P. Hächler und M. Schüepp (1994)in Tabelle (3.4) geben eine generelle Übersicht
zum Föhn im Rheintal. Zusätzlich verweisen sie exemplarisch auf den Föhnfall von
Ende April 1993, einem der längsten jemals dokumentierten Fälle.
Weiters gibt es noch 3 Arbeitsberichte der SMA, die sich speziell auf den Föhn im
Bodenseeraum beziehen (Tabelle (3.6)). Es sind dies die Berichte mit den Nummern
68 90 und 118.
4.2.3
Literatur zu Teilaspekten der Föhnströmung
Im folgenden schlage ich eine Auswahl von Literatur vor, die wiederum Hinweise zu
weiterer Literatur zum jeweiligen Thema beinhalten. Diese Auswahl ist sehr subjektiv
und deckt bei weitem nicht alle Themen ab. Im Anhang befindet sich noch eine Angabe
aller zitierten Autoren in dieser Arbeit.
36
Föhn und Kaltluftsee
Eine wissenschaftliche Publikation von K. P. Hoinka (A.1.4) befasst sich mit den Strömungs- und Windverhältnissen in einem Kaltluftsee im Alpenvorland.
Eine weitere Arbeit (A.2.35) beschreibt ein theoretisches Modell, um den Einfluss
eines Kaltluftsees auf die Föhnströmung abzuschätzen. Die Orographie ist dabei aber
sehr vereinfacht.
Lokales Druck- und Temperatur- und Windfeld bei Föhn
P. Seibert (1990) dokumentiert eine Fülle von Druck- und Temperaturmessungen rund
um Innsbruck während Föhn (siehe Tabelle (3.3)). Sehr schön ist die Beschreibung eines
lokalen Druckhochs über Innsbruck, am Ausgang des Wipptals. Ähnliche Effekte sind
auch im Rheintal denkbar, beispielsweise am Gonzen.
Grossräumige und regionale Windfelder werden von Vergeiner (1976), (1976) und
(1978) beschrieben. Eine etwas ältere Arbeit von Lammert (1920) behandelt das Windfeld auf der Alpensüdseite bei Föhn (siehe Tabelle (3.3)).
Niederschlagsverteilung bei Föhn
F. Fliri (1983) ermittelt eine langjährige Statistik der Verteilung der Niederschläge bei
Föhn zwischen den Stationen Altdorf und Innsbruck (siehe Tabelle (3.3)). Eine seiner
Hauptaussagen besteht darin, dass im Ostalpenraum bei Föhn meist sehr wenig Niederschlag auf der Alpensüdseite auftritt.
Biometeorologische Arbeiten zu Föhn
Ich möchte hier nur zwei Werke hervorheben, welche wiederum auf eine Fülle von anderen Dokumenten zu diesem Thema hinweisen. Bernhard de Rudder[7] beschreibt in
seiner Arbeit das Föhnproblem aus der medizinischen Sicht. Speziell mit dem möglichen Auftreten von Druckschwankungen befasst sich H. Richer[8]. Dabei spielt vor
allem die Wechselwirkung vom Föhn mit dem Kaltluftsee im Mittelland eine Rolle.
4.3
Allgemeine Bemerkungen zu Föhnsegelflügen
Segelflieger interessieren sich natürlich für Aufwindzonen mit ergiebigen Steiggeschwindigkeiten. Für eine “normale” Föhnströmung scheint es charakteristisch zu sein, dass
diese Aufwindzonen sehr ortstreu sind. Erfahrene Segelflugpiloten steuern bei Föhn immer dieselben Berghänge und Leezonen von Gebirgszonen an im “blinden Vertrauen”,
an dieser Stelle einen günstigen Aufwind zu erwischen.
Alois Bissig flog im erwähnten Beispiel mit derselben Taktik Richtung Wien los.
Seine langjährige Routine erlaubte es ihm, seinen Flug optimal zu gestalten
möglichst rasch an Höhe zu gewinnen
und danach im Direktflug starke Abwindbereiche zu meiden.
37
Aufwindregionen, die für Föhnflüge interessant sind, teilen sich auf die folgenden
drei Hauptgruppen auf
1. Hangwind:
laminares Überfliessen eines Bergkammes
Aufwindzone auf der Luv-Seite
Windeinfluss bis
500 m über Kretenniveau möglich
2. Wellenrotor, Wolkenwalze oder hydraulischer Sprung:
sehr turbulente Zone unter einer Lee-Welle
Einfluss bis über 4000 m. ü. M. möglich
die horizontale Ausdehnung ist meist gering (1
3 km)
3. Lee-Welle:
Aufwindbereich auf der Vorderseite einer Lee-Welle
können sich horizontal über Dutzende von Kilometern erstrecken
Die Hangaufwinde sind meist wenig turbulent und erlauben ein angenehmes Fliegen.
Wolkenrotoren dagegen können z.T. gefährlich starke Turbulenzen mit bis zu 10 m/s
Auf- oder Abwind aufweisen. Lee-Wellen erlauben zum Teil ausgedehnte Direktflüge
bei gleichzeitigem Steigen.
4.4
Bemerkungen zu den Segelflugerfahrungsberichten
Viele Artikel kommentieren ausgedehnte Langstreckenflüge während Föhnlagen. Einige beschreiben auch Höhenflüge in den 50-er und 60-er Jahren, als das Verkehrsaufkommen auf den Luftstrassen über den Alpen ein Aufsteigen in grosse Höhen noch erlaubte.
Heutzutage beschränken sich solche Föhnflüge meist auf die untersten 4 Kilometer der
Troposphäre. Besonderes Interesse galt dem Aufwindbereich ausgedehnter Leewellen.
Man erhoffte sich aus den bei Föhnflügen gemachten Erfahrungen Grundregeln darüber
ableiten zu können, wo, wann und wie günstige Aufwindzonen im Alpengebiet bei Föhn
auftreten.
4.5
4.5.1
Der Föhnflug von Alois Bissig
Ablauf des Föhnflugs
Wenn wir die Kurve der barometrischen Höhe mit der Zeit betrachten, sehen wir, dass
Alois Bissig schon kurz nach dem Ausklinken bei 1700 m. ü. M. sehr rasch auf 3400
m. ü. M. steigt, danach diese Höhe bis nach Elm in etwa halten kann, und über dem
Pizol bis auf über 4000 m. ü. M. steigt. Aus den Resultaten in der Tabelle (3.14) lassen
38
sich östlich von Altdorf und südlich des Pizols Steiggeschwindigkeiten von über 6 m/s
nachweisen. Die Traversierung des Rheintals kostet ihn aber wieder etwa 1000 m an
Höhe, d.h. direkt über dem Tal scheint es keine günstigen Aufwinde zu geben, was auch
andere Segelpiloten in ihren Aussagen bestätigen (4.6). Am Golmerjoch, im Lee des
Rätikons, gelingt es ihm, wieder auf über 4000 m. ü. M. zu steigen.
Auf dem Rückflug findet er noch einmal 3 günstige Aufwindzonen mit Steiggeschwindigkeiten 2 m/s vor
knapp südlich des Säntis
in der Nähe von Nesslau, im Lee der Churfirsten
am Schäniserberg am Ausgang des Glarner Haupttales
Alois Bissig gelingt es an diesem Tag, eine Strecke von über eintausend Kilometern
zurückzulegen.
4.5.2
Elemente des Flugmusters
Wenn Föhnflugrouten aufgezeichnet werden, ergibt sich meist ein charakteristisches
Muster von Regionen mit Direktflug, was entweder auf ein geringes Steigen, oder öfters auf einen Sinkflug hinweist, oder von Regionen, wo das Segelflugzeug in engen
Schlaufen lokal sehr begrenzte Aufwindzonen erfliegt. Dementsprechend gibt der aufgezeichnete Verlauf eines Föhnfluges Hinweise auf Regionen mit günstigen Aufwinden
und Regionen, welche bei den Segelfliegern als “Durststrecken” bekannt sind, und somit
möglichst rasch durchquert werden sollten. Interessant ist also die Frage, ob die Gebiete
mit den höchsten Steiggeschwindigkeiten mit den auffälligen Schlaufen der Flugbahn
korrelieren. In den Tabellen (3.14) und (3.15) habe ich diese Stellen schon grob lokalisiert. Wenn ich diese Lokalitäten mit den Schlaufen der Flugbahn, welche ich teilweise
eingekreist habe, vergleiche, dann zeigt sich, dass die Schlaufen in der Flugbahn offensichtlich Stellen andeuten, wo der Pilot lokal begrenzte Hang-, Rotor- oder Wellenaufwinde mit grossen Steiggeschwindigkeiten ausgenutzt hat. Doch werden so nicht alle
Fälle abgedeckt. Die Aufwindzonen in Lee-Wellen können z.T. im Direktflug genutzt
werden, und verraten sich somit nicht in der Projektion auf der Erdoberfläche.
4.6
Gespräch mit Felix Döbeli
Felix Döbeli ist ein passionierter Segelflugpilot mit Nationalmannschaftserfahrung. Am
31 3 1992 gelang es ihm das erste Mal, bei Föhn an einem Tag eine Strecke von mehr
als 1000 Kilometern zurückzulegen. In der Zwischenzeit gelang ihm sogar ein Flug von
fast 1300 Kilometern, was bei einer Flugzeit von etwa 12 Stunden einen Durchschnitt
von mehr als 100 km/h ergibt!
Bei unserem Gespräch konzentrierten wir uns vorwiegend auf die Region des St. Galler Rheintals. Interessant war vor allem die Frage, ob seine Erkenntnisse über verlässliche Aufwindbereiche mit den Resultaten des Föhnflugs von Alois Bissig übereinstim-
39
men. Nachfolgend möchte ich die wichtigsten Aussagen zu den verschiedenen Föhneigenheiten rund um das Rheintal kurz zusammenstellen.
4.6.1
Walensee und Seeztal
Häufig fungiert der Segelflugplatz in Schänis als Startpunkt für einen Föhnflug. Im
Schlepp geht es bis zum Schäniserberg, der sich schon im Unterkapitel (4.5.1) als Aufwindlokalität entpuppt hat. Dort klinkt er aus und steigt im Luv der Churfirsten im
Hangwind bis auf etwa 3000 bis 3500 m. ü. M. . Dieser Hangwind ist immer mehr oder
weniger stark vorhanden, und die Luvseite der Churfirsten fungiert aus Döbeli’s Erfahrung NIE als Abwindbereich einer darüberliegenden Lee-Welle. Sollte die Höhe dann
noch nicht ausreichen, fliegt Felix zum Gonzen weiter, dem klassischen Notanker für
Segelflieger. Bereits ab 1000 m. ü. M. gibt es Aufwinde bis zu 5 6 m/s. Die Föhnluft muss also dieses mächtige Hindernis zum Teil überströmen. Der Talboden befindet
sich etwa auf 500 m. ü. M. , der Gonzen selbst ist knapp 1900 m hoch. Der direkte
Einfluss des Gonzen auf die Windströmung ist bis etwa 2400 m. ü. M. im Flugzeug
spürbar, im Extremfall sogar bis auf 3300 m. ü. M. . Diese Höhe reicht dann aus, um
Richtung Malbun und Golmerjoch loszufliegen. Denn über dem Rheintal gibt es auf
dieser Höhe kaum Aufwinde, erst ab etwa 4000 m. ü. M. könnte er im Aufwindbereich
einer Leewelle fliegen. Deswegen muss Felix immer mit einem genügend grossen Höhenpolster die Traversierung des Rheintals in Angriff nehmen. Im Lee des Gonzens, auf
der Seeztalseite, erwähnt er unterhalb der Kammhöhe ( 2200 m. ü. M. ) einen recht
starken Abwindbereich. Es ist aber nicht ganz klar, ob dieser vom Einfluss des Gonzens
stammt, oder ob dieser den Abwindbereich einer darüberliegenden Lee-Welle darstellt.
4.6.2
Falknisgebiet bis Golmerjoch
Nach der Traversierung des Rheintals kann Felix meist über dem Gebiet des Triesenerberges – Steg einen turbulenten Wellenrotor ausnutzen. Manchmal befindet sich dieser
auch eher über dem Ort Malbun, im Lee des Rätikons. Danach fliegt er weiter zum
Zimba und zum Golmerjoch (4.5.1und 3.2(Nr. 5)), der sich knapp südöstlich des Zimba
befindet. Dieser Berg ist wohl jedem Föhnflieger bekannt. Unmittelbar darüber befindet
sich bei Föhn ein sehr stark turbulente Zone im Lee des Sulzfluh. Wie in Tabelle (3.14)
angedeutet, können hier sehr hohe Steiggeschwindigkeiten erreicht werden. Wenn Felix
das Golmerjoch von Süden her im Lee des Drusenfluh anfliegt, registriert er im Extremfall bis zu 10 m/s Abwind, d.h. die Föhnluft ergiesst sich wie ein Wasserfall über
den Rätikon. Es ist somit nicht ganz klar, ob sich über dem Golmerjoch ein Wellenrotor
befindet, oder ob es sich eher um das Phänomen eines hydraulischen Sprungs handelt.
Diese sehr turbulente Aufwindzone ist, nach seinen Erfahrungen, sehr ortstreu und verlässlich. Praktisch alle Piloten nutzen hier den Aufwind als Lift bis in den Bereich von
4000 4500 m. ü. M. . Von hier aus geht die Reise weiter über die Bieler Höhe oder den
Alberg Richtung Parseier, die nächste sehr günstige Aufstiegsgelegenheit. Dieser Berg
befindet sich knapp nordwestlich von Landeck.
4.6.3
40
Zusammenfassung einiger typischer Positionen von Hangaufwinden, Wellenrotoren und Lee-Wellen
Wie schon im Unterkapitel (4.3) erwähnt, lassen sich die Aufwindgebiete in 3 Gruppen
unterteilen. Hier möchte ich die schon genannten Aufwindpositionen zusammenfassen
und noch weitere Beispiele zu den einzelnen Aufwindkategorien aus meinem Gespräch
mit Felix Döbeli anfügen.
Klassische Lokalitäten von Rotoren unter Lee-Wellen befinden sich über
dem Golmerjoch (siehe 4.6.2)
Gaflei-Steg, Malbun (siehe 4.6.2)
Bad-Ragaz, Vilters: sehr ergiebiger Rotor im Lee des Pizols, der es meistens erlaubt, ins Wellensystem über Bad-Ragaz einzusteigen
Elm: sehr turbulenter Rotor ( siehe Figur (3.1, Nr.2), und Tabelle (3.15)) im Lee
der Tschingelhörner, der von der Charakteristik mit dem Golmerjochrotor zu vergleichen ist
Netstal: starker Rotor mit Einstiegsmöglichkeit ins Wellensystem ab etwa 3500
m. ü. M. .
Starke Hangaufwindzonen befinden sich am
Gonzen (siehe 4.6.1)
Sichelkamm, Gamsberg: diese zwei Berge liegen zwischen Walenstadt und dem
Gonzen und ihre Südflanken sind schön gegen Süden ausgerichtet
Rauti-Spitz: liegt am östlichen Ausgang des Klöntals, in der Nähe von Netstal
Hoher Kasten: Bergkette zieht am Südostende des Alpsteins Richtung Wildhaus,
oft Direktflug mit Steigen möglich
Naafkopf: Dreiländereck Schweiz-Österreich-Lichtenstein am Westende des Prättigaus, der Föhn wird im Dreieck Vilan-Naafkopf-Schesaplana richtiggehend kanalisiert
Typische Leewellen-Positionen beschreibt er
zwischen Linthal und Bad-Ragaz
zwischen Netstal und Flums
zwischen Ebnat-Kappel bis Buchs und weiter bis zum Golmerjoch
zwischen dem Hohen-Kasten und Bludenz
41
Diese Angaben sind natürlich nur als sehr grob zu betrachten, und die Wellenpositionen variieren auch von Föhnfall zu Föhnfall. Die Wellenachsen ordnen sich oft in etwa parallel zur erzeugenden Bergkette an, d.h. zwischen Elm und Bad-Ragaz in leicht
südwestlicher-nordöstlicher Richtung und im Lee des Rätikons in leicht nordwest-südöstlicher Richtung.
Zum Prättigau ist zu sagen, dass nach der Erfahrung von Felix Döbeli erst ab etwa
2000 m. ü. M. . mit Aufwind zu rechnen ist, zum Beispiel an der Südflanke des Sassauna (2300 m. ü. M. ). Darunter befindet sich eine verhältnismässig ruhige Luftschicht.
Das könnte darauf hindeuten, dass diese Luftmasse von der allgemeinen Föhnströmung
entkoppelt ist.
Anhang A
Abstracts
A.1
Direkte Föhnpublikationen
Im Anhang folgen nun noch - wenn vorhanden - die Abstracts zu den in den Tabellen (3.8) und (3.10) aufgelisteten Publikationen.
A.1.1
Observation of the airflow over the Alps during a foehn event
A detailed analysis is presented of the large-scale, mesoscale and local features of a
south-foehn event in the Alps on 8 November 1982. On this day, with a substantial crossmountain flow, instrumented aircraft made programmed flights back and forth across the
Alps between southern Germany and northern Italy. Rawinsonde observations were used
to complete the data set. A mesoscale double mountain wave with an amplitude of 1 km
was found in the upper troposphere. In the mid troposphere above the Inn valley a rather
pronounced wave with an amplitude of 2 km and a wavelength of 50 km was analysed.
This wave was close to overturning. The foehn turned out to be accompanied by low
wave drag at high levels and with strong wave drag at lower levels. Downward southerly
(westerly) momentum flux was evaluated to 0 3 0 1 Pa. Mountain drag was estimated
to be between 1 6 and 6 7 Pa. Light to moderate turbulence was observed immediatly
to the lee in a low-level turbulence zone over the region of strong gusty surface winds.
Finally, special attention has been devoted to the similarities and possible differences
between foehn in the Alps and chinook in the Rocky Mountains.
A.1.2
Gleichzeitigkeit von Nord- und Südföhn bei einer Westlage
Am 13.Dezember 1981 - bei ausgeprägter Westlage - vollzieht sich der Uebergang einer
Nordföhn- in eine Südföhnlage. Bei diesem Wandel der Wetterlage im alpinen Bereich
ist der sehr seltene Fall bemerkenswert, dass der Nordföhn in Locarno-Monti und der
Südföhn in Altdorf während ungefähr vier Stunden gleichzeitig wehen. Von wesentlicher Bedeutung für die Entwicklung des Südföhns ist eine Absinkinversion, die sich
nördlich des Alpenkamms am eindrucksvollsten entwickelt. Da die Inversion südwärts
der Alpen in einer grösseren Höhe verbleibt, stellt sich über dem Alpenkamm ein von
42
ANHANG A. ABSTRACTS
43
Norden nach Süden gerichtetes isobares Temperaturgefälle ein. Dieses wird verstärkt
durch die aufkommenden südlichen Winde, wobei die auf der Luvseite angehobenen
Luftmassen auf dem Alpenkamm eine adiabatisch bedingte Abkühlung verursachen.
Unter Ausbildung eines ausserordentlichen baroklinen Solenoidfeldes erreicht die Spitzengeschwindigkeit des Südföhns in Altdorf den höchsten seit 1967 festgestellten Wert
von 157 km/h.
A.1.3
Der “Jahrhundertföhn” vom 8. November 1982
Am 8. November 1982 kam es im nördlichen Voralpengebiet der Schweiz zu einem
Föhnsturm von aussergewöhnlicher Heftigkeit. Die auf 400 m ü.M. bezogene Druckdifferenz zwischen den Stationen Locarno-Monti und Kloten erreichte ein bis heute
noch nie festgestelltes Ausmass von nahezu 24 Millibar. Die Entwicklung dieser “Jahrhundertföhn” wird anhand der räumlichen Felder von Luftdruck, Temperatur, relativer
Feuchtigkeit, Windrichtung und Windstärke beidseits der Alpen untersucht, insbesondere entlang eines Querschnittsprofils, das von SSE nach NNW über das Alpenmassiv
verläuft. Die wesentlichen Quellen für die gewaltige kinetische Energie dieses Föhnsturms sind der aussergewöhnliche Druckgradient und das barokline Solenoidfeld über
dem nördlichen Voralpengebiet. Es bestand in den untersten 3000 m auf der Leeseite ein isobares Temperaturgefälle gegen den Alpenkamm, wie es in diesem Ausmass
selten auftritt.
A.1.4
The Surface Layer On The Leeside Of The Alps During Foehn
This paper describes and documents the meteorological conditions which occur in association with a cold surface layer on the northern lee side of the Alps during foehn. A
climatological study using four years’ rawinsonde data shows that during many foehn
events a weak advection from the east occurs in the cold surface layer beneath the
southerly foehn flow. Three cases of foehn in the northern Alps were studied using
data taken by instrumented aircraft. The analysis of various vertical soundings between
the baseline of the Alps and Munich indicate that the cold surface layer is eroded up to
50 km north of the baseline but that further north, the foehn has not touched the ground.
The analysis of data taken in the urban plume west of Munich shows that the pollution
is trapped by the inversion in the cold air leading to high levels of air pollution west of
Munich.
A.1.5
Mesoscale surface-wind characteristics and potential gravitywave formation during cross-Alpine airflow
Mesoscale flow characteristics in the Alpine region are deduced from a set of daily largescale analyses (1981-1990) by means of statistical-dynamical downscaling. This method
utilizes the results of a large number of mesoscale numerical simulations in combination
with known statistics of the forcing large-scale conditions. The investigation is restricted
to cross-Alpine large-scale flow from 165 to 265 degrees at 500h Pa. Such types of flow
ANHANG A. ABSTRACTS
44
are favourable to south foehn. The results provide model-based climatological estimates
of surface wind direction and upper-level gravity-wave formation at a horizontal resolution of 20 km and 10 km. Simulated surface wind roses agree well with observations
and show a dominance of low-level how around the Alps with bimodal frequency distributions of wind direction north and south of the mountains. The areas where splitted
hows preferably merge are identified. Gravity waves are most likely to occur above the
western parts of the Alps. A secondary maximum of likelihood was found above Tyrol
and Trentino. Surface wind roses and gravity-wave formation are both checked with
respect to their sensitivity to season (spring vs. autumn) and large-scale flow direction
(south to southwest vs. southwest to west).
A.1.6
Pressure drag and momentum fluxes due to the Alps 1: Comparison between numerical simulations
and observation
A three-dimensional, non-hydrostatic, anelastic model using interactive grid nesting is
employed to simulate the airflow over and around the Alps during a strong foehn event
on 8 November 1982. In the model, a single upstream sounding is used to initialize the
mean flow. This single sounding was obtained from the output of a three-dimensional
objective analysis of rawinsonde data. The model results show that in low levels the airflow is forced around the Alps, in particular at its western edges, whereas above 700h Pa
the flow is over the Alps. Above northern Italy a convergence line between the easterly
flow and the foehn forced by the Apennine Mountains is simulated in accordance with
observations. To the west of Milan vertical vortices are simulated in agreement with the
complex circulation observed in this region. The simulations show that there is significant horizontal variability in the local vectors of the pressure drag and the momentum
flux. This variability complicates the comparison between model and observational data
as well as restricting one’s ability to extrapolate accurately local cross-sectional observations of pressure drag and momentum flux to values representative for the entire Alpine complex. Unfortunately, there were no measurements of surface pressure drag for
the entire Alps on 8 November 1982. However, measurements during ALPEX during
four foehn events obtained meridional and zonal values of 4 3 and 1 8 x 10 11 N .
The current values of 4 7 and 1 7 x 10 11 N obtained for the simulations of the 8
November 1982 case using 5 km horizontal resolution are very close to the previous
observations. There were observations on a cross-section between Vicenza and Munich
on this day. The values obtained were 0 67 x 10 6 N m 1 for the surface pressure
drag and 0 75 x 10 5 N m 1 for the momentum flux averaged between 5 and 10 km
above mean sea level. The simulated values for the same cross-section were 0 62 and
0 50 x 10 6 N m 1 for the pressure drag and momentum flux, respectively. Overall, the averaged simulated meridional momentum flux between 5 and 10 km was 2 2
x 10 11 N which is about 47% of the surface pressure drag. These results and comparisons with observations suggest that while the model appears to predict reasonable
values for the surface pressure drag the amplitude of the momentum flux values is too
large. The simulated values are, for example, six times those observed for the Vicenza
ANHANG A. ABSTRACTS
45
to Munich cross- section. Simulations using even finer resolution over a reduced region
suggest that poorly simulated dissipative forces by the model may be responsible for
some of this discrepancy. Some other factors such as surface friction are also discussed
in the text.
A.1.7
On the effect of a foehn on cold fronts in the vicinity of the
Alps
The present note discusses physical mechanisms which may contribute to cold air channelling close to the Alps. This involves the modification of the prefrontal air by the warm
foehn air and of the postfrontal air by blocking effects resulting in an increase in precipitation. Additionally the influence of a sloping surface in the vicinity of the orography
is considered. The problems are dicussed in terms of a north-south-orientated cold front
behaving as an atmospheric gravity current propagating along the east-west orientated
Alps.
A.2
Allgemeine Föhnpublikationen
A.2.1
A study of orographic blocking and barrier wind development upstream of the Southern Alps, New Zealand
Upper level and surface wind data for 1994 are used to provide an initial identification of
the orographic effect on regional airflow patterns upwind of the mountain barrier. A case study of the development of upstream blocking and barrier jets is also provided. The
predominance of gradient airflow from between northwest and southwest through this
region results in frequent trans-mountain winds. The mountains are seen to have a major
effect on airflow in the lowest 2000 m above sea level, with clear evidence of orographic
blocking and barrier wind development. Some variability in the extent of this blocking
was noted during 1994, which appeared to be associated with changes in the synoptic
circulation and air mass characteristics. The frequent occurrence of southwesterly winds
between 300m and 2000m indicates significant defection of the predominant winds to
follow the southwest-northeast orientation of the mountains. These southwesterly barrier winds occur in opposition to the apparent pressure gradient. Northeasterly barrier
winds occur mainly below 300m, and represent a down- gradient, localised flow that
is frequently separated from overlying northwesterly gradient winds by a transitional
layer, within which the wind backs with height. The controls of the extent of orographic blocking are only assessed superficially, due to the lack of good thermodynamic
data upstream of the mountains, although a combination of wind speed and atmospheric
stability is obviously important. These initial results provide a useful insight into the extent of orographic effects on regional windfields, which will serve as the basis for future
observational and modelling studies.
ANHANG A. ABSTRACTS
A.2.2
46
Lidar observations of a breaking mountain wave associated
with extreme turbulence
Observations from a Doppler lidar, which are enhanced by stratospheric aerosols from
Mount Pinatubo’s eruption, provide unique measurements of mountain waves over the
Rocky Mountains, including nearly instantaneous observations of wave breaking in the
lower stratosphere. The wave breaking is revealed by a flow-reversal aloft that marks
a localized critical layer created when the wave amplitude was great enough to cause
overturning. The altitude, spatial scale, and duration of this wave-induced critical layer
are documented. The mountain waves led to turbulence affecting commercial aircraft,
including one accident in which a cargo jet lost an engine and part of a wing in extreme
turbulence at the same time the lidar was making observations nearby. Although earlier
observations of mountain- wave drag assumed wave stationarity over 3 5 h, significant
changes over less than 2 h are documented here. Such nonstationarity could contribute to
discrepancies remaining between observations and simulations of mountain-wave drag.
A.2.3
Measurement of the pressure field on a mountain
Four microbarographs, accompanied by wind vanes and anemometers, were deployed
on a mountain called Black Combe (height 600m) in Cumbria during a field experiment
that took place in November 1991. The aims of the experiment were to measure the
small flow-induced pressure differences across the mountain and relate these to the local
wind. These pressure differences may be used to calculate directly the drag exerted
by the atmosphere on Black Combe. The mean pressure difference between pairs of
sites calculated over periods when the wind speed is small is due to the hydrostatic
pressure difference caused by the height differences between the instruments. Removing
this component reveals pressure differences across the mountain of up to 2 hPa. The
main result of the experiment is the high correlation of the pressure differences with
2
differences of the quantity u2 , where is the air density and u is the wind speed. It
is shown that this result holds for a stratified fluid when far upstream the streamlines
originate from levels of similar wind speed. Although reliable data were only obtained
at three of the four stations, making the assumption that the dynamic pressure varies
linearly across the mountain surface enables an estimate of the drag to be made. The
average drag exerted on Black Combe over the period of the experiment is estimated to
be 3 6 Pa.
A.2.4
Doppler Lidar Observations of a Downslope Windstorm
During January and February 1987, the NOAA/WPL pulsed Doppler lidar was deployed in the foothills west of Boulder, Colorado, to study orographically induced flows
over the Continental Divide. On 29 January 1987, the lidar, with its unique spatial and
temporal data-gathering capabilities, documented a downslope windstorm affecting the
Boulder area and the rest of the Front Range. The lidar recorded in detail
1. a low-level leeside wind maximum
ANHANG A. ABSTRACTS
47
2. propagating wind gusts exhibiting two distinct periodicities
3. the eastern edge of a mountain wave feature where a jumplike flow reversal occurred
Such structures have not previously been observed with comparable detail by conventional in situ and remote sensing instruments. The observed phenomena were similar to
results obtained from mountain-wave numerical models. The most notable of the structural similarities was between the observed and modeled wind gusts.
A.2.5
Experimental studies of strongly stratified flow past three- dimensional orography
Stably stratified hows past three-dimensional orography have been investigated using a
stratified towing tank. Flows past idealized axisymmetric orography in which the FrouU
de number, F h
Nh (where U is the towing speed, N is the buoyancy frequency
and h is the height of the obstacle) is less than unity have been studied. The orography considered consists of two sizes of hemisphere and two cones of different slope.
For all the obstacles measurements show that as F h decreases, the drag coefficient
increases, reaching between 2 8 and 5 4 times the value in neutral flow (depending on
obstacle shape) for F h less than or similar to 0 25. Local maxima and minima in
the drag also occur. These are due to the finite depth of the tank and can be explained
by linear gravity-wave theory. Flow visualization reveals a lee wave train downstream
in which the wave amplitude is O F h h , the smallest wave amplitude occurring for
the steepest cone. Measurements show that for all the obstacles, the dividing-streamline
1 F h. Flow visuaheight, z s , is described reasonably well by the formula z hs
lization and acoustic Doppler velocimeter measurements in the wake of the obstacles
show that vortex shedding occurs when F-h less than or similar to 0 4 and that the period of the vortex shedding is independent of height. Based on velocity measurements
in the wake of both sizes of hemisphere (plus two additional smaller hemispheres), it is
fL 2
shown that a blockage- corrected Strouhal number, S 2c
U c , collapses onto a
U c
single curve when plotted against the effective Froude number, F hc
Nh . Here,
U c is the blockage-corrected free-stream speed based on mass-flux considerations,
f is the vortex shedding frequency and L 2 is the obstacle width at a height z 2s .
Collapse of the data is also obtained for the two different shapes of cone and for additional measurements made in the wake of triangular and rectangular hat plates. Indeed,
the values of S 2c for all these obstacles are similar and this suggests that despite
the fact that the obstacle widths vary with height, a single length scale determines the
vortex-street dynamics. Experiments conducted using a splitter plate indicate that the
shedding mechanism provides a major contribution to the total drag (N similar to 25%).
The addition of an upstream pointing “verge region” to a hemisphere is also shown to
increase the drag significantly in strongly stratified flow. Possible mechanisms for this
are discussed.
ANHANG A. ABSTRACTS
A.2.6
48
Another Look at Downslope Winds. Part 1: The Development
of Analogs to Supercritical Flow in an Infinitely Deep, Continuously Stratified Fluid
Numerical simulations are conducted to examine the role played by different amplification nechanisms in the development of large-amplitude mountain waves. It is shown
that when the static stability has a two-layer structure, the nonlinear response can differ significantly from the solution to the equivalent linear problem when the parameter
N h U is as small as 0 3. In the cases where the nonlinear waves are much larger than
their linear counterparts, the highest stability is found in the lower layer and the flow
resembles a hydraulic jump. Simulations of the 11 January 1972 Boulder Windstorm
are presented which suggest that the transition to supercritical flow, forced by the presence of a low-level inversion, plays an essential role in triggering the windstorm. The
similarities between breaking waves and nonbreaking waves which undergo a transition
to supercritical flow are discussed.
A.2.7
2-dimensional simulations of mountain waves observed during the PYREX experiment
Two-dimensional numerical simulations of mountain waves observed during the Pyrenees Experiment have been performed. Two intensive observing periods (IOP) have
been simulated, IOP 3, which lasted less than one day, and IOP 9, which lasted two
and one-half days. The time evolution of the large-scale flow was incorporated in the
model through time-dependent boundary conditions that were updated using the closest upwind sounding. The numerically simulated mountain waves agree well with the
available aircraft observations. Good agreement is also obtained between the simulated
and observed vertical momentum flux profiles. In addition, the model-generated crossmountain pressure drag accurately follows the time evolution of the observed drag. To
get such a good agreement between observations and computations, it has been necessary to take into account in the model surface layer the effects of subgrid- scale orographic
elements.
A.2.8
Internal gravity-wave generation and hydrodynamic instability
Two mechanisms are proposed whereby internal gravity waves (IGW) may radiate from
a linearly unstable region of Boussinesq parallel Bow that is characterized in the far field
by constant horizontal velocity and Brunt-Vaisala frequency. Through what is herein referred to as “primary generation”; IGW may be directly excited by linear instability of
the initial-state parallel shear flow. Characteristically, these waves propagate with horizontal phase speed and wavenumber equal to that of the most unstable mode of linear
stability theory. Through the second mechanism, referred to as “secondary generation”,
IGW may be excited via nonlinear modification of the initial instability into a form
that couples strongly to a large amplitude outgoing internal wave field. The authors
ANHANG A. ABSTRACTS
49
propose that the primary generation of IGW may occur provided a penetration condition, which is derived on the basis of linear theory, is satisfied. The penetration condition provides a limit on the growth rate of a disturbance of any particular frequency
that is capable of propagating into the far held. This hypothesis is supported by a sequence of representative nonlinear numerical simulations in two spatial dimensions for
both free mixing layer and jet flows with horizontal velocity profiles U z
tanh z
and U z
sech 2 z ,respectively. For the purpose of these analyses, the fluid density is taken to be such that the square of the Brunt-Vaisala frequency is given by
N
22
J tanh 2 z R . Such stratification allows both for the development of
large-scale eddies in the region of low static stability and, in the far field where N 2
approximate to J is positive and approximately constant, for the radiation of a broad
frequency spectrum of IGW.
A.2.9
Kelvin-Helmholtz instability in severe
downslope wind flow
To test the idea that observed oscillations in severe downslope winds are due to KelvinHelmholtz instability, the eigenvalues for the Taylor-Goldstein equation are found for
a family of shear flows arising from local hydraulic theory. These two theories, local
hydraulic theory and linear Kelvin-Helmholtz theory, provide a reasonable prediction
of the period and speed of movement of the wind of oscillations but underestimate their
growth. The rule-of-thumb critical Richardson number of 0 25 agrees better than the
linear theory value found here, 0 1, possibly indicating a nonlinear subcritical instability.
A.2.10
Breakdown of Vertically Propagating 2-D Gravity Waves
Forced by Orography
The propagation of orographic gravity waves into an atmosphere with exponentially
decreasing density is simulated with a two-dimensional, nonlinear, time-dependent numerical model. After the stationary wave is established over the mountain, the model
predicts that wave breaking causes a large reduction of the vertical momentum flux in
the flow, not only at levels where wave breaking is present, but also far below the lowest occurrence of overturning. More than half of the decrease in momentum flux is
explained by the presence of large amplitude, downward propagating waves, which are
generated in regions of wave breaking. The downward propagating waves appear almost
simultaneously with overturning, and have nonzero phase speeds, suggesting a strongly
nonlinear generation mechanism that depends on local wave properties. The generation of these downward propagating waves is a robust process, insensitive to mountain
height, mountain width, or density scale height. These results have important implications for observational studies of orographically generated waves as well as for schemes
that seek to parameterize the effects of orography in large-scale models.
ANHANG A. ABSTRACTS
A.2.11
50
Another Look at Downslope Winds. Part 2: Nonlinear Amplification
beneath Wave-Overturning Layers
Numerical mountain wave simulations have documented that intense lee-slope winds
frequently arise when wave-overturning occurs above the mountain. Explanations for
this amplification process have been proposed by Clark and Peltier in terms of a resonance produced by linear-wave reflections from a self-induced critical layer, and by
Smith in terms of solutions to Long’s equation for flow beneath a stagnant well-mixed
layer. In this paper, we evaluate the predictions of these theories through numerical
mountain-wave simulations in which the level of wave-overturning is fixed by a critical
layer in the mean flow. The response of simulated flow to changes in the critical-layer
height and the mountain height is in good agreement with Smith’s theory. A comparison
of Smith’s solution with shallow-water theory suggests that the strong lee-slope winds
associated with wave-overturnig are caused by a continuously stratified analog to the
transition from subcritical to supercritical flow in conventional hydraulic theory.
A.2.12
Nonlinear 3-dimesional effects on gravitywave drag - splitting flow and breaking waves
A study has been made of some aspects of frictionless stratified flow past three-dimensional
isolated mountains. The study uses a three-dimensional non-hydrostatic numerical model to investigate the behaviour of the flow as a function of the Froude number, and
produces a picture of the dependence of the gravity-wave drag on the Froude number
for a wide range of that parameter. At the same time, the results of the numerical experiments clarify the behaviour of the flow in the transition from high to low Froude number,
showing the relative importance of wave breaking and flow splitting in the transitional
regime.
A.2.13
The origin of severe downslope windstorm pulsations
Recently reported Doppler lidar observations of the downslope component of flow velocity made during the occurrence of a mountain windstrom at Boulder, Colorado, have
established that such storms are characterized by an intense pulsation of windspeed with
characteristic period(s) near 10 minutes. Scinocca and Peltier (1989) have independently shown such pulsations to be predicted on the basis of two-dimensional nonhydrostatic
numerical simulations in which internal waves launched by stratified flow over smooth
topography are forced to exceed critical steepness and, therefore,“break.” In the present
paper we analyze the physical mechanism that supports this pulsation. As we demonstrate, it is due to Kelvin- Helmholtz instability of the new (quasiparallel) mean flow that
is established in the lee of the obstacle by the wave, mean- flow interaction induced by
wave breaking. As such the pulsation represents a secondary instability of the stratified
flow in which the primary instability is that associated with the initial transition into the
high drag, severe downslope windstorm state. This secondary instability also appears
ANHANG A. ABSTRACTS
51
to play a role in determining the maximum intensity that the windstrom may achieve
and, therefore, is a crucial ingredient in the wave-turbulence interplay that constitutes
the mountain windstorm phenomenon.
A.2.14
Pulsating Downslope Windstorms
The flow configurations that obtain in several severe downslope windstorm events generated over isolated topography are studied using a two-dimensional nonlinear anelastic
model. A new high resolution simulation of the 11 January 1972 windstorm in Boulder, Colorado, constructed using a very large model domain, is shown to qualitatively
reproduce the strong, quasi-periodic, 5 - 15 min transience in surface wind speed to the
lee of the topography that was actually observed during this event. It is demonstrated
that this transience is caused by the continuous generation of strong pulses of enhanced
surface wind on the lee slope, which thereafter propagate downstream with individually
constant speeds. An identical phenomenon is shown to be characteristic of the high drag
regime in severe downslope windstorms simulated in flows characterized by upstream
profiles having constant wind and stability. This newly discovered pulsation phenomenon is therefore a generic property of flows induced by the breaking of topographically
forced internal waves.
A.2.15
The Linear Stability of Nonlinear Mountain Waves: Implications for the Understanding of Severe Downslope Windstorms
Two-dimensional vertically propagating steady state internal waves launched by the
flow of stratified unbounded fluid over an obstacle of finite height are subjected to a
linear stability analysis. Solution of the associated nonseparable boundary value problem reveals an abrupt change in the stability of small amplitude fluctuations when the
obstacle is sufficiently high to cause streamlines to locally overturn. In addition to the
convective mode which is expected on the basis of even the simplest physical reasoning,
a deep resonant mode is also discovered. This resonant mode is, in fact, the dominant
form of instability at small supercriticality, and it is trapped in the cavity between the
ground and the level of maximum steepening of the streamlines, in which it grows at the
expense of the kinetic energy of the sheared flow which constitutes the finite-amplitude
mountain wave. This trapped mode is instrumental in the transition which takes place
in breaking mountain waves that results in the occurrence of severe downslope windstorms.
A.2.16
Severe Downslope Windstorm Calculations in Two and Three
Spatial Dimensions Using Anelastic Interactive Grid Nesting:
A Possible Mechanism for Gustiness
The Clark nonhydrostatic anelastic code is extended to allow for interactive grid nesting in both two and three spatial dimensions. Tests are presented which investigate
ANHANG A. ABSTRACTS
52
the accuracy of three different quadratic interpolation formulae which are used to derive
boundary conditions for the fine mesh model. Application of the conservation condition
of Kurahara and others is shown to result in significant improvements in the treatment
of interactive nesting. A significant improvement in the solutions for interactive versus
parasitic nesting is also shown in the context of forced gravity wave flow. This result, for
the anelastic system, is in agreement with the earlier results of Phillips and Shukla, who
considered the hydrostatic shallow water system of equations. The interactive nesting
model is applied to the simulation of the severe downslope windstorm of 11 January
1972 in Boulder using both two and three spatial dimensions. The three/dimensional
simulation results in a gustiness signature in the surface wind speed. The cause of this
gustiness is attributed to the development of turbulent eddies in convectively unstable
region of the topographically forced wave. These eddies are transported to the surface by
downdrafts formed in the leading edge of the convectively unstable region. A processes
of wave build up via forced gravity wave dynamics and wave breakdown via convective
instability. The actual source/sink terms for the turbulence are still under investigation. Some preliminary comparisons between the two- and three-dimensional windstorm
simulations are also presented.
A.2.17
The three-dimensionalization of stratified flow over two- dimensional topography
The authors present a series of new analyses of the problem of stratified flow over a localized two-dimensional obstacle, focusing upon the detailed dynamical characteristics
of the hows that develop when the Froude number is such that the forced internal waves
“break” above their topographic source. Results demonstrate that when the flow is restricted to evolve in two space dimensions, then the intensity of the Kelvin- Helmholtzlike (KH) perturbations that form in the downstream shear layer that separates the accelerated low-level jet in the lee of the obstacle and the overlying region of decelerated
flow increases dramatically with the governing parameter NU
g (U and N are, respectively, the velocity and buoyancy frequency characteristic of the upstream incident flow,
while g is the gravitational acceleration). This nondimensional parameter represents the
ratio of the acceleration that a fluid particle feels in the wave to the gravitational acceleration and measures the importance of non-Boussinesq effects. A marked change in the
global characteristics of the flow is shown to occur with increasing NU
g , characteristics
that include the speed of downstream propagation of the so-called chinook front, the
drag exerted by the flow on the obstacle, and the intensity of the K-H instability induced pulsations of the surface velocity field. When the flow is allowed to access the third
spatial dimension, the authors demonstrate that it develops intense three-dimensional
motions in the regions where overturning of the isentropes in the otherwise stably stratified fluid takes place. An instability of convective type first appears in the form of
streamwise-oriented vortices of alternating sign. This instability erodes the downstream
propagating K-H billows, eventually leading to the complete arrest of their continued
propagation as they “dissolve” into fully developed turbulent flow.
ANHANG A. ABSTRACTS
A.2.18
53
Atmospheric Lee waves
The atmospheric lee wave is a disturbance propagated by buoyancy and arising from
an isolated source, usually by flow over ridges and mountains. Part of this review treats
two- dimensional solutions, both Boussinesq and non-Boussinesq, linear and nonlinear.
These discussions emphasize trapped waves, the downslope windstorm, the drag on the
earth and the upward momentum flux, the hydrostatic approximation and its limitations,
effects of critical layers, and middle atmospheric wave breaking. Three-dimensional
Boussinesq linear and nonlinear solutions are also discussed; shown are the variety of
regimes possible, from ship waves to shedding vortices. Photographs of natural phenomena are presented as realizations, together with relevant numerical simulation graphics. The difficulties and achievements of simulation models are also outlined.
A.2.19
Reflection of Hydrostatic Gravity Waves in a Stratified Shear Flow. Part 2: Application to Downslope Surface Windstorms
A model of continuous partial reflection of hydrostatic gravity waves, developed in Part
1, is applied to the Klemp and Lilly model of downslope surface windstorms. It is shown
how the magnitude and the location of the downslope winds both depend on details in
the vertical structure of the background basic flow and static stability profiles. Moreover,
maximum speeds tend to be located between the half-width and the peak of a bellshaped
obstacle, and decay rapidly downslope to relatively small magnitudes at the base of
the orography. Vertical profiles of the reflection coefficient are determined, using data
from rawinsonde soundings for three different cases of moderate to strong windstorms
observed at the Front Range of the Colorado Rockies and in the lee of the Pyrenees. The
present results tend to support the results obtained by Klemp and Lilly:
1. the atmospheric structure conducive to wind enhancement is associated with a
relatively low static stability in the middle and upper troposphere with higher
static stabilities aloft and in a relatively shallow ground-based layer
2. the magnitudes of the reflection coefficients associated with this characteristic
atmospheric structure are sufficient to produce relatively high wind speeds
A principal weakness in the model is the absence of a mechanism that can account for
the observed wind speeds at the base of the orography. Practical difficulties in model
evaluation are associated with
1. the extreme sensitivity of the model predictions to atmospheric structure, particularly low wind speeds
2. the inclusion of upstream blocking effects
3. the inclusion of conditionally unstable layers in the determination of the reflection
coefficient
ANHANG A. ABSTRACTS
54
However, the present study bridges the gap between layered and continuous models
of wave reflection and provides a firmer foundation upon which the partial reflection
mechanism can be evaluated against other quite different models of surface wind enhancement.
A.2.20
Critical Level Reflection and the Resonant Growth of Nonlinear Mountain Waves
We examine the evolution of a field of internal waves launched by stratified flow over
symmetric topography in mean flows which reverse direction at some height above the
surface. With the gradient Richardson number at this “critical level” in the undisturbed
flow restricted to values greater than 0 25, the nonlinear interaction in the region is such
that the surface strongly reflects large amplitude internal waves incident upon it. When
the critical level is located near certain discrete heights above the ground the incident
and reflected waves interfere constructively and the wave amplitude in the low levels is
resonantly enhanced by a large factor. These results are related to our previous analysis
of the process by which breaking internal waves are able to induce intense downslope
windstorms.
A.2.21
The effect of critical levels on 3D orographic flows: Linear
regime
The effect of a critical level on airflow past an isolated axially symmetric obstacle is investigated in the small- amplitude hydrostatic limit for mean flows with linear negative
shear. Only flows with mean Richardson numbers (Ri) greater or equal to 1 4 are considered. The authors examine the problem using the linear, steady-state, inviscid, dynamic
equations, which are well known to exhibit a singular behavior at critical levels, as well
as a numerical model that has the capability of capturing both nonlinear and dissipative
effects where these are significant. Linear theory predicts the 3D wave pattern with individual waves that are confined to paraboloidal envelopes below the critical level and
strongly attenuated and directionally filtered above it. Asymptotic solutions for the wave field far from the mountain and below the critical level show large shear-induced
modifications in the proximity of the critical level, where wave envelopes quickly widen with height. Above the critical level, the perturbation field consists mainly of waves
with wavefronts perpendicular to the mean flow direction. A closed-form analytic formula for the mountain-wave drag, which is equally valid for mean flows with positive
and negative shear, predicts a drag that is smaller than in the uniform wind case. In the
limit of Ri SE arrow 1 4, in which linear theory predicts zero drag for an infinite ridge,
drag on an axisymmetric mountain is nonzero. Numerical simulations with an anelastic,
nonhydrostatic model confirm and qualify the analytic results. They indicate that the
linear regime, in which analytic solutions are valid everywhere except in the vicinity of
the critical level, exists for a range of mountain heights given Ri 1. For Ri SE arrow
1 4 this same regime is difficult to achieve, as the flow is extremely sensitive to nonlinearities introduced through the lower boundary forcing that induce strong nonlinear
ANHANG A. ABSTRACTS
55
effects near the critical level. Even well within the linear regime, flow in the vicinity of
a critical level is dissipative in nature as evidenced by the development of a potential
vorticity doubler.
A.2.22
Stratified flow over topography: the role of small-scale entrainment and mixing in flow establishment
Stratified flow over topography is examined in the context of its establishment from rest.
A key element of numerical and steady-state analytical solutions for large amplitude topographic flow is the splitting of streamlines, which then enclose a trapped wedge of
mixed fluid above the rapidly moving deeper layer. Measurements have been acquired
that illustrate the development of this wedge and the role played by small- scale instabilities and mixing formed initially by the acceleration of subcritical stratified flow
over the obstacle crest. The volume of trapped fluid progressively increases With time, permitting the primary flow to descend beneath it over the lee face of the obstacle.
Throughout the evolution of this flow, small-scale instability and consequent entrainment would seem to be a prime candidate for producing the weakly stratified wedge,
thus allowing establishment of the downslope flow to take place. Velocity structure of
instabilities within the entrainment zone is observed and the associated entrainment rate
determined. The entrainment is sufficient to produce a slow downstream motion within
the upper layer and a density step between the layers that decreases with downstream
distance. The resulting internal hydraulic response is explained in terms of a theory that
accommodates the spatially variable density difference across the sheared interface. The
measurements described here were acquired in a coastal inlet subject to gradually changing tidal currents. It is proposed that the observed mechanism for flow establishment
also has application to atmospheric how over mountains.
A.2.23
On Severe Downslope Winds
Recent observations and numerical experiments indicate that during severe downslope
windstorms, a large region of slow turbulent air develops in the middle and upper troposphere while strong winds plunge underneath. A mathematical model of this severe
wind state is developed using Long’s equation. This theory predicts the altitude of the
turbulent air, the strength of the winds, and the mountain drag. In the presence of a
wind reversal, the theory indicates which wind reversal altitudes will lead to windstorm
conditions.
A.2.24
Effects of a mountain wave windstorm at the surface
A mountain wave windstorm in 1993 is documented for the Taku River Valley near Juneau, Alaska. The mountain wave produces a mesoscale pressure response that appears
to enhance local gap flow and complicates efforts to separate the two forcing mechanisms. In addition, the Nested Grid Model is evaluated in terms of its ability to predict
atmospheric structure favorable for the development of a mountain wave, since current
ANHANG A. ABSTRACTS
56
model resolutions are not small enough to predict the event itself. In the 1993 case, numerical guidance is shown to have some value in the prediction of an atmospheric state
conducive to the development of the windstorm.
A.2.25
Validation of a non-hydrostatic numerical model to simulate
stratified wind fields over complex topography
A non-hydrostatic numerical model developed from a general purpose Navier-Stokes
solver (CFDS-FLOW3D) has been proposed in order to simulate atmospheric flows
over complex topography. In the validation tests presented here, the 3D numerical model has been run to simulate neutral and stratified wind fields over a 2D theoretical
bell-shaped mountain. Model results have been compared to analytical solutions, obtained from linear mountain wave theory for the two approximations of (a) neutral flow
and (b) stratified how with atmospheric conditions leading to hydrostatic waves production. In both cases, the model results were in very good agreement with the analytical
solution. For atmospheric conditions where nonhydrostatic effects become dominant,
the model also proved to be able to reproduce trapped lee waves located downwind
of the mountain. For highly nonlinear atmospheric conditions, we have tried to reproduce the well-documented severe windstorm which was registered in January 1972
in the region of Boulder (Colorado), during which extreme horizontal wind values of
more than 60m s were measured. To this purpose, the model was initialised with temperature and wind speed profiles from the meteorological soundings registered at Grand
Junction-station, located 300 km upwind of Boulder. A comparison of the model calculated potential temperature and horizontal wind component with the observations for
this event shows the model ability to reproduce the very strong tropospheric air descent
and flow acceleration over the mountain.
A.2.26
Downslope windstorms 1 Effect of air density decrease with
height
In 1985 Smith published a solution of a nonlinear, steady- state, two-dimensional, mesoscale problem concerning airflow crossing a mountain ridge. He used his solution to
explain the mechanism of severe downslope winds. In particular, Smith considered the
11 January 1972 windstorm in Boulder, when an undisturbed flow approaching the ridge
embraced almost the entire thickness of the troposphere. It is known that in this case the
continuity equation should allow for the fact that air density decreases with height. In
the present paper we generalize Smith’s solution by retaining a term in the continuity
equation, which in the first approximation takes into account the decrease of air density with height. The solution obtained is analyzed in detail and compared with Smith’s
solution. The error of solution due to neglect of the aforementioned factor is evaluated.
Some physical conclusions are drawn.
ANHANG A. ABSTRACTS
A.2.27
57
Numerical modeling of bora winds
Ist nicht verfügbar.
A.2.28
Gap winds in a fjord 1: Observation and numerical-simulation
Gap winds in Howe Sound, British Columbia, are described and placed in context by
reviewing studies of similar phenomena in other locations. An observational program
consisting of a surface mesonetwork and vertical soundings shows that gap winds vary considerably along and across the channel, as well as vertically. Wind strength generally increases down channel, and strongest winds are found below 1000m depth.
Results from application of a 3D mesoscale numerical model to a gap wind case compare reasonably well with observations. Model output reveals more details of horizontal
and especially vertical flow structure than is possible from observations. Model vertical
cross sections and Froude number output indicate similarity with hydraulic dow. This is
further substantiated by a force- balance analysis of model output.
A.2.29
Wave ducting in a stratified shear flow over a 2-D mountain.
Part 2: Implications for the development of high- drag states
for severe downslope windstorms
In this study, it is found that the discrepancies among earlier studies of severe downslope windstorms are caused by the use of the critical level height z c , instead of
the low-level uniform flow-layer depth z 1 , as an indicator to determine the optimal
conditions for the occurrence of high-drag states. It is determined that once the wave
breaking occurs, it induces a critical level and establishes a flow configuration favorable for wave ducting in the lower uniform wind layer, which determines the phase of
reflected waves. Flow regimes of high- and low-drag states for a two-dimensional, nonrotating how with uniform static stability and a basic-state critical level over a mountain
were also determined as functions of nondimensional mountain height h , Richardson
number z 1 , and nondimensional z 1 in the terrain-following coordinates 1 . The
authors found that
! 1 is fixed
2. the critical h for high-drag state increases as !
1 increases from 0 175 " n to
1 175 " n when Ri is fixed
1. the critical h for high-drag stare increases as Ri increases when
3. the low-level response repeats periodically at one vertical wavelength
! " ! "
It was found that the nonlinear and critical level effects make the selection of highdrag states 1
0 175 n from the linear wave duct modes 1
0 175
n 2 . If a very stable layer is induced above 1 , then the linear wave duct mode
tends to be suppressed and the flow cannot develop into a high-drag state because the
wave-ducting structure is destroyed. On the other hand, if a strong unstable layer is
ANHANG A. ABSTRACTS
58
! induced above 1 , then the linear wave duct mode may further develop into a highdrag state. Therefore, it is proposed that the development of a high-drag or severe wind
state is supported by the nonlinear wave-ducting mechanism, whereas the high-drag
state at the mature stage is maintained by the hydraulic mechanism as proposed by some
earlier studies. II was found that nonlinearity plays an essential role in the downward
and downstream expansion of the turbulent mixing region during the development stage
of a severe downslope windstorm, which forces the fluid below this region to accelerate
and propagate downstream as a hydraulic jump.
A.2.30
Spectral estimates of gravity-wave energy and momentum
fluxes 1: Energy-dissipation, acceleration, and constraints
The spectral characteristics of atmospheric gravity wave motions are remarkably uniform in frequency and wavenumber despite widely disparate sources, filtering environments and altitudes of observation. This permits a convenient and useful means of
describing mean spectral parameters, including energy density, anisotropy, energy and
momentum fluxes, and wave influences on their environment. The purpose here is to
provide a general formulation of the mean energy spectrum as well as estimates of the
wave energy and momentum fluxes and the flux divergences expressed as the energy dissipation rate and the induced accelerations in the lower and middle atmosphere. These
results show spectral observations to be consistent with independent estimates of energy dissipation rates and to suggest a high degree of anisotropy of the gravity wave field
under conditions of strong wave filtering by large-scale, low- frequency motions. In two
companion papers, these results are employed to construct a parameterization of gravity
wave forcing and to test this scheme in steady and transient flow conditions.
A.2.31
Downslope windstorms 2: Effect of external wind shear
The nonlinear, two-dimensional steady-state, mesoscale problem of a stable stratified
airflow above a mountain ridge is considered. The influence of turbulence is disregarded. It is assumed that the atmosphere above this flow is neutral and perturbations of the
pressure in it are small. Generalizing from Smith, with the aim of approaching observational data, we assume that wind speed in an undisturbed flow approaching the ridge
increases linearly with height. The problem is solved analytically through the use of a
graphical method. By some transformations, nonlinear equations of mesometeorology
are reduced to a linear ordinary equation of the third order with constant coefficients and
to some transcendental algebraic equation that can be solved graphically. As a result of
the solution, the shape of the flow surface and meteorological fields in the flow can
be obtained. We analyze only the solution that describes the flow with a zone of severe
downslope storm winds. Criteria for the existence of such solution are found and formulas for evaluation of the maximal possible wind speed and drag are constructed. On the
basis of the solution obtained, some physical conclusions have been drawn and an example of the flow with a storm zone (which was calculated on the basis of observational
data) is presented.
ANHANG A. ABSTRACTS
A.2.32
59
The Role of Surface Friction in Downslope Windstorms
Numerical simulations of the 11 January 1972 windstorm in Boulder, Colorado, were
carried out using a hydrostatic model with a turbulent kinetic energy parameterization
to investigate the role of frictional effects in the development of nonlinear mountain waves. Sensitivity tests to the roughness length specification and to the turbulent mixing
and dissipation length formulations show that surface friction delays the onset of the
strong surface winds and also prevents the downstream propagation of the zone of maximum windspeed. Shear production within convectively stable regions is the dominant
mechanism for the production of the turbulent kinetic energy. Moreover, these results
are consistent with the hypothesis that a hydrostatic amplification mechanism is capable
of accounting for the development of strong downslope winds.
A.2.33
Examples of the Role of Surface Friction in Downslope Windstorms
Numerical simulations of four mountain wave events over the Colorado Rockies were
carried out with a two-dimensional hydrostatic model including a turbulent mixing parameterization in order to investigate the effect of surface friction. Surface friction was
found to play a major role in modulating and even in some cases preventing the wave
amplification mechanism from producing severe downslope windstorms.
A.2.34
On the sensitivity of downslope windstorms to the asymmetrie of the mountain profile
The influence of terrain asymmetry on the development and strength of downslope
windstorms was examined through the numerical simulation of three basic atmospheric
configurations:
1. flow beneath a mean-state critical layer
2. flow in the presence of breaking waves
3. flow in a two-layer atmosphere without wave breaking or a mean-state critical
layer
When a mean-state critical layer was present in the flow and the wind speed and stability beneath that critical layer were essentially constant, the maximum downslope wind
speed was nearly independent of mountain asymmetry. Such insensitivity to mountain
shape is consistent with hydraulic theory and supports the idea that there is a close mathematical analog between stratified flow beneath a mean-state critical layer and conventional shallow-water hydraulic theory. When downslope winds were generated by
breaking waves, and the upstream stability and wind speed were constant with height,
the dependence of lee-slope velocities on terrain asymmetry remained weak. When
downslope winds were produced in a two- layer atmosphere without wave breaking
ANHANG A. ABSTRACTS
60
or a mean-state critical layer, the flow exhibited a noticeable, but not dominating, sensitivity to mountain asymmetry. The preceding results were obtained from simulations
without surface friction. When a surface friction parameterization was included in the
numerical model, the sensitivity of the downslope wind speed to mountain asymmetry
was significantly enhanced. It appears that in the surface friction simulations, the most
significant shape parameter is not mountain asymmetry per se, but simply the steepness
of the lee slope, with steep lee slopes being most favorable for strong winds.
A.2.35
Influence of Cold Pools Downstream of Mountain Barriers
on Downslope Winds and Flushing
The influence of cold pools downstream of mesoscale mountain barriers on downslope
winds and flushing is investigated in this study by means of a numerical mesoscale model. The model is compared with existing analytical and numerical solutions. It is found
that the numerical model produces phases and amplitudes of nonlinear mountain waves
reasonably well. The solutions show that the structure of mountain waves can be modified greatly by the presence of the cold pool. When a cold pool is present downstream
of the mountain, the development of a large amplitude mountain wave is inhibited. In
the absence of surface heating, downslope winds associated with a mountain wave can
be prevented from penetrating the cold pool to reach the surface and flush out the very stable cold air, particularly when the synoptic pressure gradient is oriented so as to
continuously replenish the cold air. Results also suggest that shear-induced turbulent
mixing at the top of the cold air has little effect on flushing. Based on the observations
and the numerical results, in the absence of significant surface heating a favorable largescale surface-pressure gradient force must be involved to remove the cold pool before
the downslope winds can actually reach the surface.
A.2.36
Flow over a mesoscale ridge pathways to regime transition
A theoretical and modelling study is undertaken of an airstream of uniform flow U
and stratification N impinging normally upon a two-dimensional bell-shaped ridge of
half-width L and height H that is located on an f-plane. The associated Rossby number
U
NH
R o
f L and inverse Froude Number F
U are taken to be such that the effects of both the earth’s rotation and non-linear processes can significantly influence the
nature of the flow response. It is shown that within this intermediate meso-alpha/beta
scale sub-domain of R o F parameter space there are several distinctive signatures
to the flow response, and each signature is associated with the generation of appreciable
buoyancy wave energy. As R o decreases across the sub-domain, the source for this
wave energy changes continuously from the conventional direct orographic forcing of
vertically propagating waves (for R o
1), to that linked with the cusping of a leeward train of low-level near-inertial waves (for R o similar to 1), and thereafter to the
forcing induced by the adjustment that accompanies the scale contraction of balanced
flow (for R o
1). In effect this change highlights the various pathways to regime
$#
ANHANG A. ABSTRACTS
61
transition within the intermediate domain.
A.2.37
Permanent and transient upstream effects in nonlinear stratified flow over a ridge
The “high drag” state of stratified how over isolated terrain is still an impediment to
theoretical and experimental estimation of topographic wave drag and mean-flow modification. Linear theory misses the transition to the asymmetrical configuration that
produces the enhanced drag. Steady-state nonlinear models rely on an ad hoc upstream
condition like Long’s hypothesis and can, as a result, be inconsistent with the flow established naturally by transients, especially if blocking is involved. Numerical solutions
of the stratified initial Value problem have left considerable uncertainty about the upstream alteration, especially as regards its permanence. A time-dependent numerical model with open boundaries is used in an effort to distinguish between permanent and
transient upstream flow changes and to relate these to developments near the mountain.
A nonrotating atmosphere with initially uniform wind and static stability is assumed.
It is found that permanent alterations are primarily due to an initial surge not directly related to wave breaking. Indeed, there are no obvious parameter thresholds in the
time-mean upstream state until “orographic adjustment” (deep blocking) commences.
Wave breaking, in addition to establishing the downstream shooting how, generates a
persistent, quasi-periodic, upstream transience, which apparently involves the ducting
properties of the downslope mixed region. This transience is slow enough to be easily
confused with permanent changes. To understand the inflow alteration and transience,
the energy and momentum budgets are examined in regions near the mountain. High
drag conditions require permanent changes in Row force difference across the mountain
and, consequently, an ongoing horizontal flux of energy and negative momentum. The
source of the upstream transience is localized at the head of the mixed region. Blocking
allows the total drag to exceed the saturation value by more than an order of magnitude.
The implications for nonlinear steady-state models and wave drag parameterization are
discussed.
A.2.38
Numerical simulations of upstream blocking, columnar disturbances, and bores in stably stratified shear flows over an
obstacle
A two-dimensional, nonhydrostatic, elastic numerical model has been used to study the
generation of gravity waves for a stably stratified shear flow over an obstacle. When
a low-level wind shear is included in the simulation, we find that the predictions for
noticeable upstream effects based on Froude number for a uniform flow are no longer
accurate. Upstream effects are encountered in the form of upstream propagating columnar disturbances and internal bores away from the obstacle. The limited parameter
space studies conducted in this study suggest that the ratio of the shear depth to the
obstacle height d H , the obstacle aspect ratio H L, and the Froude number U N H
are instrumental in determining the strength and the existence of these upstream distur-
ANHANG A. ABSTRACTS
62
bances. Thus, the present theoretical and empirical understanding of the importance of
the Froude number for determining the nature of upstream effects should be modified
substantially to include additional nondimensional parameters when shear is present.
A.2.39
The nature of upstream blocking in uniformly stratified flow
over long obstacles
Nicht vorhanden.
A.2.40
Upstream blocking and air-flow over mountains
Nicht vorhanden.
Anhang B
Föhnordner-Verzeichnis
Viele Daten zu Föhn an der SMA sind im Kompaktus 15 abgelegt. Dieser befindet sich
im neuen Archiv der SMA.
TITEL: Foehnarbeiten 1993/94
Inhalt:
1. Chur 1973-97: Foehntermin Tabelle 1971-2000,
Statistische Monatsauswertungen
2. Landquart 1973-82: Foehntermin Tabelle 1971-2000,
3. Bad Ragaz 1970-97: Foehntermin Tabelle 1971-2000,
Anwendung eines Feuchtigkeits-Grenzwertes
4. Vaduz 1970-97: Foehntermin Tabelle 1971-2000, 3-D-Grafik
5. Altdorf 1970-97: Foehntermin Tabelle 1971-2000,
April 1993: Die laengste Foehnperiode
6. Guttannen 1983-96: Kommentar, Foehntermin Tabelle
1971-2000, Statistische Monatsauswertungen,
Foehntermin gewichtet, 3-D-Grafik
7. Sion 1973-82: Auswirkung versch. Grenzwerte, Kommentar
(inkl.
Stationsgeschichte), Foehntermin Tabelle 1971-2000,
8. Vergleiche: Mittlere Anzahl Foehntermine pro Jahr (div.),
Foehntermine Guttannen-Altdorf, Statistische Auswertungen
aller
Foehntermin-Tabellen, Jahres-Foehnstunden Altdorf-Vaduz,
Foehntermine Chur-Sion
63
ANHANG B. FÖHNORDNER-VERZEICHNIS
9. Unwetter Brig: Foehnsituation Schweiz,
TIDOMES-Auswertungen,MESOMOD-Rechnungen
64
(von Peter Binder)
10. Hochreichende Foehnfälle 1972-1982
11. Automatisierung Foehntermine (Konzepte, Layouts,
Testfiles ...)
Relevanz für MAP: Foehn Klimatermine der Stationen im Rheintal
--------------------------------------------------------------TITEL: Foehntermine Monatsblätter ab 1993,
Vorlage für Monatsblatt
Inhalt:
Klimaterminauswertungen diverser Stationen (Vaduz, Altdorf,
Bad Ragaz etc.) bez. Foehn von 1993 bis heute
(sofern aufgearbeitet).
Relevanz fuer MAP: Foehn Klimatermine der Stationen im Rheintal
--------------------------------------------------------------TITEL: Foehn VII, lange Reihen Altdorf und Vaduz
Inhalt:
1. Altdorf
2. Langjaehrige Vergleiche
3. 4. 5. 6. Stundenauswertungen ab 1955
7. Vaduz
8. 9. Synoptabellen
10. Stundenauswertungen ab1983
Relevanz fuer MAP: Foehnstunden Vaduz/Altdorf
--------------------------------------------------------------TITEL: Foehn III A (bis 1970)
Inhalt:
Bad Ragaz etc.) bez. Foehn von 1872 bis 1970.
65
--------------------------------------------------------------TITEL: Foehn III B (ab 1971)
Inhalt:
Bad Ragaz etc.) bez. Foehn von 1872 bis 1992 (Rest im Ordner
Foehntermine Monatsblaetter ab 1993, Vorlage Monatsblatt).
--------------------------------------------------------------TITEL: Foehnarbeiten ab ca. 1993
Inhalt:
1. Allgemeines, Korrespondenz, pers. Notizen
2. Aktennotizen Foehn Bodensee-Rheintal
3. Uebrige Unterlagen Foehn Bodensee-Rheintal
4. Arbeiten mim
5. Arbeiten clu
6. Arbeiten tgu
7. Foehnreihe Altdorf (1864-1993)
8. NAOI Unterlagen
9. Fall Brig: 21. 9. 1993
Relevanz fuer MAP: --------------------------------------------------------------TITEL: Monatsblaetter A-Netz Stao [2 Ordner]
Inhalt:
Monatsblaetter von ANETZ Standorten fuer Foehntermin Auswertungen
Relevanz fuer MAP: --------------------------------------------------------------TITEL: Foehnunterlagen mim, Computerunterlagen (FM, Wingz)
Inhalt:
- Interpolation Altdorf
- Arbeitsbericht Foehn
- Stao Geschichten
- FM und Wingz Unterlagen
- Homogenisierung
- Verschiedenes
- Inhaltsverzeichnis Klimabaende
- Vorlagen
66
Relevanz fuer MAP: --------------------------------------------------------------TITEL: Foehnordner Bolliger
Inhalt:
1. Inhaltsverzeichnis aller Foehnordner
2. Mittlere jaehrliche Anzahl Foehntermine von 25 Stationen von
1973-1982
3. Altdorf und Vaduz: mittlere monatliche Anzahl Foehntermine
von 1971 bis 1995 (Graphik)
4. Auszuege Diplomarbeit Martin Bolliger:
- Dynamik des Foehns
- Dimmerfoehn
- Schweizer Modell und Foehn
5. Versuch einer Ermittlung der mittleren Anzahl
Foehnstunden von
7 Messstationen der SMA ueber zehn Jahre (1983-1992).
6. Foehnsturmhaeufigkeiten Ł 75km/h Stationen Vaduz und
Altdorf 1983-1995
7. Foehnspitzen Station Altdorf 1965-1995
(inkl. Gumbel Darstellung)
8. Der Foehn (eine allgemeinverstaendliche Zusammenfassung)
9. Der Foehn in Sarnen: Erkenntnisse anhand
Klimatermin-Auswertungen von 1973-1982
10. Tabelle: gleichzeitige starke Foehnwindfaelle an den
Stationen Guetsch und in Sarnen (1973-1982)
11. Klimatermine mit Foehn 1973-1982 von Sarnen,
Montreux-Clarens, Elm, Goeschenen, Interlaken,
Grindelwald, Adelboden, Rapperswil, Zuerich SMA
12. MAP newsletter Abstract (bol, pbi): Some considerations
on South Foehn in the Rhine Valley
13. Foehn in Vaduz
- Graphik: Sum of climatological observations for each
Foehn case at Vaduz from 1971-1996
- Graphik: Number of Days with Foehn at Vaduz from
1971-1996
- Graphik: Monthly sums of Foehn hours at Vaduz from
1983-1996
14. Vaduz, Bad Ragaz und Altdorf: Auswertungen bez. MAP SOP
Zu jeder der drei Stationen folgende Graphiken:
- Sum of climatological Foehn observations at
Vaduz/Bad Ragaz/Altdorf from 1971-1996 from
15.8.-15.11. (MAP SOP)
- Estimations of Foehn event ocurrence during MAP SOP
based on data from Vaduz/Bad Ragaz/Altdorf (1971-1996)
15.
16.
17.
18.
19.
67
Dazu wurden fuer die drei Stationen die jeweiligen
MAP SOP Monate nach einzelnen Monaten differenziert d.h.
Mitte August-Mitte September, Mitte September-Mitte
Oktober etc. und ebenfalls mittels Graphiken dargestellt.
ENET und Foehn: Stationen und gemessene Parameter
(WAS fuer Daten liegen fuer WELCHE ENET Station ab WANN
vor und WIE kann auf die Daten zurueckgegriffen werden?)
High reaching Foehn cases in the Rhine Valley
- Investigations on climatological observations with
Foehn over 24 years (1973-1996) at Vaduz from
15. 8.-15. 11
Literaturlisten "Foehn"
- Foehn Publikationen ab 1976 (METLIS Recherche des DWD)
- Literaturliste Foehn Schweiz/Rheintal
- Der Alpenfoehn. Eine Dokumentation neuerer Arbeiten
(1945-1975). Bibliographien des DWD, Nr. 30.
- Literaturlisten Foehn. 115 Titel unterteilt in
wissenschaftliche, halbwissenschaftliche und
populaerwissenschaftliche Dokumente.
Fachliteratur, Protokolle AG Foehnforschung
Relevanz fuer MAP: speziell 13 und 14, fuer Foehnklimatologie
2 bis 12.
--------------------------------------------------------------TITEL: Foehn I, II, IV, V und Foehn VI [5 Ordner]
Inhalt:
Dissertationsunterlagen tgu
Relevanz fuer MAP: --------------------------------------------------------------TITEL: Foehntermine (grosser Ordner)
Inhalt:
- Foehntermine Guttannen: 1878-1992
- Foehntermine Glarus: 1955-1958, sowie 1874, 1875,
Juni 1877-Mai 1878
- Foehntermine Vaduz: 1992-1993
- Foehntermine Bad Ragaz: 1977-1982/ 1983-1992, sowie 1874,
1875, Juni 1877-Mai 1878
- Foehntermine Altdorf: 1864-1990/ 1901-1903/ 1910/
1955-1958/ 1992-1993
- Foehntermine Sion: 1973-1982
68
Relevanz fuer MAP: --------------------------------------------------------------TITEL: Foehnprojekt Bodensee, Saemtliche Kopien
Inhalt:
Daten des "Foehnprojektes Bodensee" von 1973 bis 1982.
Relevanz fuer MAP: Foehn Klimatermine von vielen Stationen
im Rheintal
(inkl. Nachbarlaender) von 1973-1982.
--------------------------------------------------------------TITEL: Foehnfaelle Bodensee Nr. 001-014/Korrespondenz
Inhalt:
Daten: "Foehnprojekt Bodensee"
Bemerkung: ausschliesslich Korrespondenz
Relevanz fuer MAP: --------------------------------------------------------------TITEL: Bodensee Foehn, Formulare, Auswertungen
Inhalt:
Daten: "Foehnprojekt Bodensee", Foehnauswertungen von
Ruethi-Oberriet
Relevanz fuer MAP: --------------------------------------------------------------TITEL: Foehn Bodensee ~ 1985
Inhalt:
- Protokolle
- Projektunterlagen
- Unterlagen Foehntermine, Dokumentation
- Zeitungsartikel
- Tabellen- Zahlenunterlagen/ Bearbeitungen
- Textunterlagen Bearbeitungen
- Stationsunterlagen
- Registrierungsbeispiele
- Literatur
Bemerkungen: Ordnerinhalt bezieht sich auf das
"Foehnprojekt Bodensee" und enthaelt kein
eigentliches Datenmaterial.
69
Relevanz fuer MAP: --------------------------------------------------------------TITEL: Foehntermine (kleiner Ordner)
Inhalt:
Daten zum "Foehnprojekt Bodensee" ab 1972-1982.
Relevanz fuer MAP: Daten ev. fuer Foehnhaeufigkeitsuntersuchungen
--------------------------------------------------------------TITEL: Foehn zum Nachtrag
Inhalt:
Foehnfaelle im "Foehnprojekt Bodensee"
Relevanz fuer MAP: ---------------------------------------------------------------
Literaturverzeichnis
[1] G. Kutzbach: The thermal theory of cyclones, Kapitel 3. ISBN 0-933876-48-3.
[2] O. Lehmann: Zur Geschichte der Föhntheorie, Vierteljahresschrift der Naturforschenden Gesellschaft Zürich, 1937.
[3] M. Schlegel: Der Alpenföhn, Bibliographie des Deutschen Wetterdienstes,
Nr. 30,1975.
[4] M. Kuhn: Föhnstudien, Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt, 1989.
[5] K. Frey: Entwicklung und Eigenschaften des Südföhns, Geographica Helvetica,
Nr. 2, 1992.
[6] J. C. Quiby: Some considerations on Foehn winds, Dissertation, London, 1970.
[7] B. de Rudder: Föhn und Föhnwirkungen. Der gegenwärtige Stand der Frage, Probleme der Bioklimatologie, Band 1, Leipzig, 1948.
[8] H. Richner: Neuere Erkenntnisse über die physikalischen Ursachen der Föhnbeschwerden, Schweizerische Gesellschaft für Balneologie und Bioklimatologie,
Rheinfelden, 1983.
70

Literaturkatalog zu MAP-FORM Semesterarbeit im Departement

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