1   Einleitung und Zielsetzung

Die Ausbildung von Leewellen, hervorgerufen durch Überströmung eines Gebirges, führt zu signifikanten Vertikalbewegungen, die um 2-3 Größenordnungen über jener von synoptischskaligen Systemen liegen. Da solche Vertikalbewegungen von Segelflugzeugen als nutzbare Aufwindquelle genützt werden können, andererseits aber auch eine Gefahr für die Luftfahrt darstellen (Sigmet-Kriterium "Marked Mountain Waves", nach ICAO, 1998) bzw. die an und für sich laminare Wellenströmung zu plötzlichem Wellenbrechen und damit verbundener Turbulenz führen kann, sind Leewellen von wesentlicher flugmeteorologischer Bedeutung.

Über die bevorzugten Positionen von Leewellen in den Alpen ist derzeit allgemein noch wenig bekannt. Kenntnisse darüber beruhen auf Erzählungen von erfahrenen Segelflugpiloten. (Trimmel, 1989) Eine auf Meßdaten basierende systematische Quantifizierung der Wellenaufwindgebiete wurde bisher noch nicht durchgeführt. Aus Flugdokumentationen von Segelflügen stehen im Rahmen der Dezentralen Österreichischen Staatsmeisterschaft im Streckensegelflug Daten von insgesamt sechs verschiedenen Terminen zur Verfügung. Allerdings sind nur Daten von Südföhnflügen vorhanden. Von Nordföhnlagen gibt es kein Datenmaterial.

Die Segelflugdaten entstammen einem sogenannten GPS - Datenloggersystem, das in einem 1 - 4 Sekundenintervall die geographischen Koordinaten und Flughöhe (Druckhöhe nach Standardatmosphäre) des Flugzeuges und fallweise auch den Horizontalwind aufzeichnet. Da es sich bei diesen Flügen um keine gezielten meteorologischen Forschungsflüge handelt, und die oben genannten Meßgrößen quasi als "Nebenprodukt" anfallen, müssen diese Meßdaten einer bestimmten Prozedur unterzogen werden, um daraus den meteorologisch gewünschten Output zu erhalten.

Mit Hilfe von decodierten Radiosondendaten soll eine entsprechende Auswertung zu einem besseren Verständnis der aerologischen Eigenschaften einer Strömung mit Gebirgswellen führen.

 

Eine erste Zielsetzung dieser Arbeit ist die Erstellung einer "Wellenklimatologie". Durch Auswertung der Segelflugfiles sollen die durch Gebirgswellen bedingten Aufwinde lokalisiert werden. Eine Zusammenschau der von allen Flügen vorgefundenen Wellenaufwindgebieten soll ein Gesamtbild der aufwärtsgerichteten Vertikalbewegung und so die gewünschte Wellenklimatologie liefern. (Aufgrund der geringen Datendichte kann von einer klimatologischen Auswertung im eigentlichen Sinn nicht gesprochen werden). Der Sinn einer solchen Wellenklimatologie liegt darin, die unter Segelflugpiloten bekannte Erfahrung, dass Wellen häufig an der selben Stelle auftreten, untermauern zu können und für den Segelflug eine erstmals auf Meßdaten basierende Zusammenstellung der Wellenaufwinde zu bieten.

Durch Untersuchung vertikaler Wind -und Stabilitätsprofile mit dem Scorerparameter (Scorer, 1949, 1951, 1953) soll ein besseres Verständnis über die zur Ausbildung von Gebirgswellen notwendigen Eigenschaften der Atmosphäre eine Hilfestellung für die praktische Vorhersage im Routinedienst liefern. Dazu werden zu jenen Terminen Radiosondendaten ausgewertet, an denen durch Segelflugdaten das Auftreten von Wellen bestätigt ist. Besonderes Hauptaugenmerk wird auf den 20. 9. 1999 gelegt, da zu diesem Termin neben den Segelflugdaten eine zusätzliche Datenmenge zur Verfügung steht, die im Rahmen der IOP 2b des Mesoscale Alpine Programme (MAP, 1999) gewonnen wurde. (Meßflug mit NCAR-Electra, zusätzliche Radiosondierungen)

Übergeordnetes Ziel dieser Arbeit ist es, den derzeitigen Stand der Vorhersage von Wellen im Routinedienst erleichtern bzw. unterstützen zu können. Neben der Entscheidungsfrage, in welchen Teilen Österreichs Leewellen erwartet werden können, soll es auch möglich sein zu beurteilen, ob eine vertikal hochreichende oder nur auf untere Atmosphärenschichten beschränkte Wellenströmung zu erwarten ist.

Im Zuge dieser Arbeit wird sowohl der Ausdruck "Leewelle" (lee waves), als auch der Ausdruck "Gebirgswelle" (mountain waves) verwendet. Während Leewellen Schwerewellen sind, die im Lee einer einzelnen Gebirgskette ausgelöst werden, so werden die Wellen oberhalb eines komplexen Gebirges als Gebirgswellen bezeichnet. Da physikalisch kein Unterschied zwischen einer Leewelle und einer Gebirgswelle besteht, werden beide Ausdrücke verwendet, ohne den hier angesprochenen Unterschied zu berücksichtigen.