Riechers, Michael (1984) Charakterisierung von Zirkulationslagen im 500 hPA - Niveau über dem atlantisch - europäischen Raum. (Diploma thesis), Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel, Germany, 93 pp.

Text Dipl. 1984 Riechers, M.pdf - Reprinted Version Restricted to Registered users only Available under License German copyright act UrhG. Download (7MB) | Contact

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden monatlich gemittelte Zirkulationslagen im 500hPa-Niveau über dem atlantisch-europäischen Raum untersucht mit dem Ziel, diese durch möglichst wenige Parameter zu charakterisieren. Für die Untersuchung standen jeweils 10 Geopotentialfelder der Monate Januar, April, Juli und Oktober 1967-76 zur Verfügung. Nachdem zunächst anhand der zeitlichen Mittelfelder die für jede Jahreszeit typischen Zirkulationsverhältnisse der Atmosphäre vorgestellt wurden, konnte gezeigt werden, wie stark die einzelnen Monatsfelder vom zeitlichen Mittel abweichen und über welchen geographischen Regionen des Feldes die größten Schwankungen des Geopotentials auftreten. Die mittlere Variabilität des Feldes weist erwartungsgemäß einen deutlichen Jahresgang auf mit einem Maximum im Januar und einem Minimum im Juli. Die Variabilität nimmt dabei im allgemeinen nach Norden hin zu. Die Aktivitätszentren konzentrieren sich im Sektor 50°-7°N auf den Raum NE-Kanada, den mittleren N-Atlantik und N-Europa. Das Auftreten dieser Maxima steht in direktem Zusammenhang mit der Verteilung der Höhentröge und -rücken in diesen Gebieten. Mit Hilfe einer Korrelationsanalyse konnten signifikante Beziehungen im Anomalieverhalten der überlagerten Störungen zwischen verschiedenen Regionen des Feldes nachgewiesen werden. Diese haben ihren Schwerpunkt in der N-S-Richtung über dem nordamerikanischen Kontinent und in E-W-Richtung zwischen Amerika bzw. dem Atlantik und Europa. Die aufgezeigten Korrelationen sind fast ausnahmslos negativ, sie weisen auf den starken Einfluß hin, den der amerikanische Trog auf die Zirkulation im atlantisch-europäischen Raum ausübt. Im zweiten Teil der Arbeit erfolgte eine Zerlegung der Geopotentialfelder durch empirische Orthogonalfunktionen. Die Verwendung dieser Funktionen zur objektiven Analyse der Felder bot sich an, da sie geeignet sind komplizierte räumliche und zeitliche Feldstrukturen in komprimierter Form darzustellen. Mit ihrer Hilfe wurden die Hauptstrukturen der überlagerten Geopotentialstörungen in den verschiedenen Monaten untersucht. Auf Grund der geringen Anzahl der zur Verfügung stehenden Monatsfelder war aus statistischen Gründen eine starke Reduzierung der in die Analyse eingehenden Feldinforrnationen notwendig. Zu diesem Zweck wurde der betrachtete Kartenausschnitt in eine geringe Anzahl von Teilflächen zerlegt Nur die Anomaliewerte dieser Flächenmittel wurden in den nachfolgenden Rechnungen berücksichtigt. Die so gewonnenen Anomaliestrukturen der Geopotentialfelder wurden für unterschiedliche Feldeinteilungen ausführlich dargestellt und diskutiert. Die statistische Sicherheit der Ergebnisse und die Übereinstimmungen mit den Ergebnissen anderer Autoren bestätigen die Wirksamkeit und Zweckmäßigkeit des hier angewandten Verfahrens. Bei der Darstellung und Interpretation der Anomaliefelder ist eine Beschränkung auf die beiden ersten Orthogonalfunktionen aus statistischen Gründen sinnvoll. Sie kann als ausreichend angesehen werden, da die beiden Funktionen bereits zwischen 58%-78% der Varianz der Ausgangsfelder erfassen. Für den Nachweis möglicher Zusammenhänge zwischen den monatlich gemittelten Zirkulationslagen im 500hPa-Niveau und anderen meteorologischen Variablen sind die varianzstarken Januar-Monate besonders geeignet. Auf Grund der relativ einfachen Anomaliestruktur im Winter werden die überlagerten Störungen schon durch eine grobe Zerlegung des Feldes in 6 Teilflächen gut erfaßt. In den anderen Monaten ist dagegen eine feinere Einteilung sinnvoll,da die vergleichsweise kleineren Anomaliestrukturen durch eine Erhohung der Flachenanzahl besser aufgelöst werden können. Abschließend wurde gezeigt, daß die rein zeitabhängigen Koeffizienten der empirischen Orthogonalfunktionen eine großzügige Charakterisierung der wesentlichen Zirkulationsereignisse ermöglichen.

Actions (login required)

View Item