4.4 Einschränkungen und Anwendungen

Die in Kapitel 4.1 getroffenen Annahmen schränken die praktische Anwendbarkeit dieses Modell sehr stark ein. Es muß berücksichtigt werden, dass es sich nur um ein zweidimensionales Modell handelt, dass keine nichtlinearen Phänomene wie Blocking, Channeling etc. berücksichtigt. Eine Überströmung von eng aufeinanderfolgenden Gebirgszügen bzw. das Überströmen hoher Berge bringt nichtlineare Effekte mit sich, die in diesem einfachen Modell unberücksichtigt bleiben.

Weiters wurde eine sinusförmigen Topographie angenommen. Viele Gebirge bestehen allerdings nicht aus zahlreichen, zueinander parallel verlaufenden Bergketten. Im allgemeinen ist die Distanz zwischen orographischen Hindernissen sehr viel größer als der Scale des Hindernisses selbst. Zweidimensionale Modelle, in denen die Orographie mit einem seitlich unendlich ausgedehnten, glockenförmigen Profil dargestellt ist, liefern dieselben Ergebnisse wie das in Kapitel 4.1 erläuterte Modell (Holton, 1992)

Trotz dieser Einschränkungen ist der oben beschriebene, sehr vereinfachte Gleichungssatz Grundlage für die in numerischen Vorhersagemodellen verwendeten nichthydrostatischen, nichtlinearen Modelle. Eine aus dem stark vereinfachten Modell gewonnene Erkenntnis ist, dass sich bei der Ausbildung von Gebirgs -bzw. Leewellen zwei Typen von Wellen bilden, nämlich die Vertically Propagating Waves und die Trapped Waves.

Nach Scorer (1953) ist eine vertikale Abnahme des Scorerparameters mit der Höhe notwendig, damit Wellen auftreten können. Scorer`s Leewellentheorie basiert auf einem Zweischichtmodell, wobei in jeder Schicht der Scorerparameter, also Stabilität und Windgeschwindigkeit, konstant ist. Anhand dieses Modells wurde gezeigt, dass der vertikale Verlauf von Stabilität und Windgeschwindigkeit für das Auftreten von Leewellen von wesentlicher Bedeutung ist. Die Verhältnisse für die Ausbildung von Trapped Waves sind umso günstiger, je stärker der Scorerparameter mit der Höhe abnimmt.

Nach Scorer (1951) gibt es eine Grenzbedingung für das Aufreten von Leewellen:

l₁ und l₂ ist der Scorerparameter in der unteren bzw. oberen Schicht. H ist die vertikale Mächtigkeit der unteren Schicht. Gl. 4.18 sagt aus, dass für die Bildung von Trapped Leewaves eine gewisse Mindestabnahme des Scorerparameters mit der Höhe notwendig ist, wobei diese umso geringer sein kann, je mächtiger die untere Schicht ist.

Ist die Abnahme des Scorerparameters mit der Höhe so gering, sodaß Gl. 4.18 nicht mehr erfüllt ist, so wird die Bildung von Ausbreitungswellen begünstigt (Durran und Klemp, 1982). Ein nach oben hin kontinuierlich zunehmender Scorerparameter bedeutet, dass keine Bedingungen zur Ausbildung von Wellen vorliegen (Scorer, 1951). Aufgrund der Komplexität der Topographie kann aus einem Profil des Scorerparameters nicht generell die Entscheidung getroffen werden, ob nun eher die Tendenz von hochreichenden Ausbreitungswellen oder von flachen, horizontal stromabwärts weit ausgedehnten Trapped Waves gegeben ist.

In Kapitel 6 werden mit dem Scorerparameter vertikale Wind -und Stabilitätsprofile an Wetterlagen untersucht, an denen das Auftreten von Leewellen durch die Auswertung von Segelflugdaten nachgewiesen wurde. Es soll festgestellt werden, inwiefern es möglich ist, mit Hilfe der Vertikalprofile des Scorerparameters, Aussagen über das Auftreten von Leewellen treffen zu können.

Neben der Entscheidungsfrage, ob Leewellen nun zu erwarten sind oder nicht, soll es auch möglich sein zu beurteilen, in welchen Teilen Österreichs Wellen mit bestimmten Eigenschaften, ob vertikal hochreichende (Vertically Propagating Waves) oder horizontal, stromabwärts weit ausgedehnte Wellen (Trapped Waves), zu erwarten sind.

Davor wird in Kapitel 5 die Analyse von Wellenaufwindgebieten durch Auswertung von Segelflugdaten näher erläutert.