Was ist der Unterschied zwischen Föhnlinse und Föhnwelle?
Beide kommen ja offensichtlich durch den Föhn Zustande, jedoch ist mir nicht ganz klar wie das geschieht.
2 Antworten
Eine Föhnlinse, unter Wolkenguckern wohlvertraut als lenticularis, die Ufo-Wolke schlechthin bekannt, weithin auch als Linsenwolke oder Föhnfisch geläufig, ist die optische Erscheinung innerhalb des Wellenbergs einer Föhnwelle.
Beim Überströmen einer zur Strömungsrichtung quasi-orthogonal gelegenen topographischen Erhebung, einem Gebirgszug wie die Alpen, wird der Strömungskanal der Luft in der Atmosphäre eingeengt. Auf dieselbe Weise wie der Strom des Wassers eines Flusses beim Überströmen oder Umströmen eines Hindernisses beschleunigt wird, um in der gleichen Zeit wie ohne Hindernis durch den verringerten Querschnitt dasselbe Volumen zu durchströmen (anderenfalls würde das Wasser rückgestaut werden), muss auch die Luft in derselben Zeit gleichviel Volumen durchströmen. Im Wasser entstehen so stromabwärts Stromschnellen, in der Atmosphäre analog Rotoren.
Ein Luftstrom in der Atmosphäre verhält sich annähernd wie ein Fluid wie Wasser eines ist.
Nun passiert folgendes:
Nachdem die Luft den Gebirgskamm passiert hat, wird sie aufgrund der erniedrigenden Topographie stromabwärts in niedere Höhen strömen. Die Luft erwärmt sich infolgedessen trockenadiabatisch um etwa 1 Grad pro hundert Höhenmeter Abfall und erreicht talwärts Geschwindigkeiten von gut und gern 80–110 km/h, in Extremfällen um die 200 km/h.
Im Tal trifft die herabfallende erwärmte trockene Luft auf die relativ ruhende kalte Luft vor Ort. Dabei driftet die warme zunächst auf die kalte Luft auf und setzt so eine Rotation in der unteren Troposphäre in Gang. Diese Rotation lässt sich klassischerweise an einer tiefliegenden höchst turbulenten Kumuluswolke oder an einer walzenförmigen Stratokumuluswolke (namentlich Stratocumulus volutus) erkennen, zuweilen jedoch, d.h. wenn die Luft zu trocken ist, mitunter überhaupt nicht.
Für Piloten verheisst sowohl die Präsenz als auch die Absenz einer solchen Vortex-Wolke vorerst gar nichts Gutes. Allerdings gilt sie für Segelflieger gemeinhin als verlässliches Omen für den perfekten Tag — warum?
Weil die Rotation als eine Art Sprungbrett (der Luftstrom vollzieht hier einen hydraulischen Sprung… so eine Art troposphärischer Quantensprung) für die nachströmenden Luftpakete fungiert!
Nämlich induziert der bodennahe Vortex eine Wellenbewegung in der gesamten Luftsäule, und dies wiederholt durch weitere, stromabwärts sich entwickelnde Rotoren: Eine Föhnwelle (generell als Leewelle bezeichnet) entsteht*.
Eine Föhnwelle umfasst die gesamte Luftsäule, mit dem Rotor als auslösendes Hindernis in Bodennähe. Eine Föhnwelle reicht von einem Wellenberg zum stromabwärts nächsten.
Am stärksten sind die vertikalen Auslenkungen nahe eines Rotors ausgeprägt, in Richtung der Stratosphäre sowie stromabwärts verringern sich die Amplituden sukzessive.
In den Wellenbergen kondensiert nun durch die angehobene Luftströmung der überschüssige Wasserdampf und lässt so eine zwar scheinbar stehende, jedoch sich in permanentem Wandel befindende Altocumulus lenticularis, die Föhnlinse, entstehen; weiter oben analog Cirrocumulus lenticularis; auch Cirrostratus und manchmal auch Cirrus spissatus können bei Föhn nahe der Tropopause den Himmel zieren.
Diese rotor-induzierten stehenden Wellen können, solange die Föhn-Strömung anhält, stundenlange überdauern: quasi nie endende Thermik — ein Eldorado für Segelflieger!
Übrigens, bei sehr kräftiger Föhn-Strömung und entsprechend grosser Elongation kann sogar Wasserdampf bis in die höhere Stratosphäre gepumpt werden, wodurch sich später Perlmuttwolken, irisierende stratosphärische Wolken, bilden können.
* Leewellen können sich auch ohne Föhn entwickeln, umgekehrt kann Föhn auch ohne Leewellen auftreten.
Dies gilt analog für das Auftreten von lenticulari; wenn die Luft sehr trocken ist, können sich trotz Leewellen auch gar keine Wolken bilden. In diesem Fall ist jedem Segelflieger — völlig egal ob erfahren oder unerfahren — unbedingt abzuraten, stromabwärts des überströmten Gebirges zu manövrieren. Die vorherrschenden Auf- und Abwinde, insbesondere in einem Schlauch eines hydraulischen Sprungs können das Segelflugzeug — auch Propeller- und grosse Düsenflugzeuge — plötzlich zerbersten.
Nähere Einzelheiten auch auf der Website von Gerd Pfeffer exzellent erklärt und anschaulich präsentiert:
Zuerst musst du wissen, was sich bei der Föhnlage überhaupt abspielt.
Auf der Luvseite strömt feuchte Luft gegen das Gebirge. Sie muss aufsteigen und kühlt sich dabei ab, bis die relative Luftfeuchte 100% überschreitet und das überschüssige Wasser abregnet. Auf der Leeseite des Gebirges fällt die Luft wieder ins Tal hinunter und erwärmt sich dabei. Durch das vorherige Abregnen beim Aufstieg ist die Luft nun trockener und erwärmt sich somit stärker, dadurch ist der Föhn wärmer als die feuchte Luft auf der Luvseite (trockene Luft braucht zum Erwärmen weniger Energie).
Föhnwelle: Luft, die beim Abfallen am Gebirge durch Wirbel am Boden Wellen bildet.
Föhnlinse: Kleine runde Wolken, die sich am oberen Rand der Föhnwelle durch Abkühlung und Kondensation bildet und quasi an Ort stehenbleibt.