Mechanismen orographisch induzierter Niederschlagsverstärkung im nördlichen Alpenraum
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das vorliegende Projekt untersucht die klimatologische Bedeutung verschiedener Mechanismen orographischer Niederschlagsverstärkung für räumliche Niederschlagsgradienten im nördlichen Alpenraum. Dabei werden Niederschlagsgradienten zwischen dem nördlichen Alpenvorland und nordalpinen Tallagen, Höhengradienten innerhalb der Alpen und Gradienten zwischen nordalpinen und inneralpinen Tallagen betrachtet. Die Datenbasis umfasst zum einen räumlich hochaufgelöste Niederschlagsdaten aus Bayern und Westösterreich (ca. 1000 Stationen) und zum anderen numerische Simulationen mit dem mesoskaligen Modell MM5, die im Klimamodus gerechnet wurden. Beide Datensätze erstrecken sich auf den Zeitraum von 1991-2000. Der Zweck der MM5-Simulationen liegt dabei im wesentlichen darin, die zum jeweiligen Niederschlagsereignis zugehörige Wettersituation zu ermitteln und insbesondere die Niederschlagsart (Kaltfront-, Warmfront- und konvektiver Niederschlag sowie sonstige Fälle) zu bestimmen. Außerdem erlauben die MM5-Daten eine Aufschlüsselung der einzelnen Niederschlagsereignisse nach der Windrichtung im Kammniveau der Alpen (700 hPa), die eine wichtige Rolle für die regionalen Niederschlagsmuster spielt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unterschiede des klimatologischen Niederschlages zwischen dem Alpenvorland und dem Alpennordrand großteils auf sommerliche Konvektion bei Südwestlagen sowie auf orographische Hebung bei Fronten aus Nordwest oder Nord zurückgeführt werden können. Sommerliche Konvektion tritt am häufigsten auf der Vorderseite von Kaltfronten oder während des Durchzugs von Kaltfronten aus westlichen Richtungen auf, wobei Konvektionszellen bevorzugt im Alpenraum entstehen. Die Zellen werden zwar anschließend mit der (unter solchen Bedingungen typischen) südwestlichen Höhenströmung ins Alpenvorland advehiert, schwächen sich dabei aber tendenziell ab, so dass im klimatologischen Mittel ein Niederschlagsgradient zwischen dem Alpenrand und dem Alpenvorland entsteht. Bei Nordwest- oder Nordanströmung sorgt orographische Hebung beim Überströmen der Alpen für zusätzliche Wolkenbildung und eine Verstärkung der Niederschläge, so dass auch unter diesen Bedingungen die Niederschläge im Mittel zu den Alpen hin zunehmen. Bei exakt westlicher Anströmung besteht jedoch im Winter eine Tendenz zu höheren Niederschlagsmengen im Alpenvorland. Bei den Höhengradienten innerhalb der Alpen (d.h. zwischen Berg- und Tallagen) zeigt sich eine Dominanz der Niederschlagsverstärkung durch orographische Hebung bei Nordwest- und Nordlagen. Sommerliche Konvektion verursacht hingegen in der Regel keine systematischen Höhengradienten. Für Niederschlagsgradienten zwischen nordalpinen und inneralpinen Tallagen ergab sich schließlich ein deutlicher Unterschied zwischen Kaltfronten und Warmfronten, wobei bei letzteren der Niederschlag tendenziell weiter in inneralpine Regionen durchgreift. Außerdem spielen das atmosphärische Feuchteprofil in der anströmenden Luftmasse, die Windgeschwindigkeit und die Stärke der synoptischskaligen Hebung eine Rolle.
