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Synoptisch - klimatologische Analyse von Temperaturtagesgängen an Strahlungstagen

Manuel Safner

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Meteorologie

Betreuer*in

Reinhold Steinacker

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DOI

10.25365/thesis.38579

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29459.33492.945664-8

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die Temperatur als eine zentrale meteorologische Größe ist abhängig von einer Vielzahl verschiedener, zum Teil wechselwirkender Prozesse und Faktoren. Ziel dieser Arbeit ist es, die Tagesgänge der Lufttemperatur (DTR) anhand einer statistischen Analyse in Abhängigkeit dieser diversen Einflussfaktoren, wie etwa der Strömungswetterlage oder Luftmasse zu untersuchen. Das Hauptaugenmerk liegt hierbei auf Strahlungstagen, welche über eine relative Sonnenscheindauer von mindestens 85 % definiert werden. Grundlage der Auswertung bilden Klimadatensätze, welche für insgesamt 15 verschiedene Stationen innerhalb Österreichs analysiert werden und somit auf regionale Charakteristika schließen lassen. Eine Korrelationsanalyse sowie eine Stratifizierung der Daten erlauben zudem eine jahreszeitlich abhängige Betrachtung der Tagesgänge nach unterschiedlichen Kriterien. Anhand der Auswertungen sollen maßgebende qualitative wie quantitative Beziehungen abgeleitet werden, welche u. a. in der Temperaturvorhersage eingesetzt werden können. Die gewonnen Ergebnisse zeigen, dass allgemein eine starke Abhängigkeit der Temperaturtagesgänge von der Globalstrahlung besteht, da diese als Energieinput fungiert und somit die Erwärmung tagsüber steuert. Die an Strahlungstagen auftretende Durchmischung ist je nach Jahreszeit unterschiedlich gut ausgeprägt, weshalb die Temperaturverhältnisse in 850 hPa besonders im Frühling und Sommer einen guten Schätzer für die zu erwartenden Maximatemperaturen darstellen. Der Feuchtegehalt der Luft weist nur geringe Einflüsse auf die Temperaturtagesgänge auf und hebt das Temperaturniveau generell an. Der Einfluss des Windes ist v. a. während der Nächte von Bedeutung, da Wind die Ausprägung von Strahlungsinversionen hemmt und Minimatemperaturen somit höher verbleiben. Die höchsten Temperaturtagesgänge werden an gradientschwachen sowie Süd- bzw. Südwestströmungswetterlagen erreicht und sind im Frühjahr und Sommer zu finden, wenn sowohl die nächtlichen Inversionen als auch die Durchmischung tagsüber gut ausgeprägt sind. Aus dem regionalen Vergleich lässt sich schließen, dass die Tagesgänge der Temperatur im Einzelnen stark von den lokalen Einflüssen abhängig sind und eine stabilitätsabhängige Amplifizierung der Tagesgänge durch die Volumsreduktion in alpinen Tälern beobachtbar ist. Effekte aufgrund einer inversionsbegünstigenden Lage führen jedoch häufig zu deutlich höheren Tagesgängen, so beispielsweise in Weitra oder Klagenfurt. Stationen, welche sich in unmittelbarer Nähe zu Städten oder Gewässern befinden, zeigen einen gedämpfteren Temperaturtagesgang. Letzteres trifft auch auf die Bergstationen zu, wobei es aufgrund des höhenbedingt stärkeren Windeinflusses zu einer ausgesprochen markanten Reduktion der Tagesgänge kommt.--- [1 CD-ROM im Print vorhanden]

Abstract

(Englisch)

Temperature, as one of the most important meteorological variables, depends on various, partly interacting processes and factors. The main aim of this work is a statistical analysis of diurnal temperature ranges (DTR) upon these influencing factors, such as lower tropospheric flow patterns or air masses, focusing primarily on radiation days defined by means of an 85 %-threshold of relative sunshine duration. The analysis is based on climate data sets for 15 different sites in Austria, which in each case can be considered to represent their specific region. In order to get more detailed results, a correlation analysis as well as a stratification of the data is performed allowing for a description of diurnal temperature ranges on a seasonal basis. For this reason, the analysis provides qualitative and quantitative relationships which can be also used for temperature forecasts. The gained results emphasize the strong dependence of diurnal temperature range on global radiation as the main forcing term governing the daytime warming of air in the general case. The extent of turbulent mixing of the air adjacent to the ground shows strong seasonal dependence, resulting in a high skill of the temperature in 850 hPa as a predictor for daily maximum temperature on radiation days, most of all in spring and summer. The atmospheric moisture content shows little effect on DTR because moisture mainly acts to increase both, minimum and maximum temperatures. The influence of the wind is more pronounced with respect to nighttime cooling as it inhibits the formation of radiative inversions near the ground and thus the reduction of temperatures. High DTR are associated with weak gradient situations or situations with predominant southerly to southwesterly flow, especially in spring and summer, when both, radiative inversions during night and mixing during day are well developed. The regional comparison of DTR shows that there is a high dependence on influences on a local scale. A seasonal varying amplification of DTR due to the effects of a reduced air volume can be observed to some extent for alpine valleys, nevertheless there may be higher DTR produced by regional or local wind shading favoring radiative nighttime inversions, like in Weitra or Klagenfurt. The vicinity to urban areas or lakes results in a damping of DTR, which is also the case for sites on mountains, where stronger winds tend to reduce DTR effectively.

Autor*innen

Manuel Safner

Haupttitel (Deutsch)

Synoptisch - klimatologische Analyse von Temperaturtagesgängen an Strahlungstagen

Paralleltitel (Englisch)

Synoptic - climatological analysis of diurnal temperature range on radiation days

Publikationsjahr

2015

Umfangsangabe

X, 79, XI-XIX Seiten : Illustrationen

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Reinhold Steinacker

Klassifikationen

38 Geowissenschaften > 38.82 Klimatologie ,

38 Geowissenschaften > 38.84 Meteorologie: Sonstiges

AC Nummer

AC13043576

Utheses ID

34176

Studienkennzahl

UA | 066 | 614 | |

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