Semesterarbeit im Departement Erdwissenschaften … · 2007-04-20 · INHALTSVERZEICHNIS 3 A.2.15...

LiteraturkatalogzuMAP-FORM

Abbildung1: MAP-Targetarea:DasSt.GallerRheintal

Semesterarbeitim DepartementErdwissenschaften

VertiefungsrichtungKlimatologieundHydrologieBetreuer:Prof.Dr. HansRichner, LAPETH

B. Dürr 1

23.12.1999

1FürhilfreicheLiteraturhinweisebedanke ich michbeiP. HächleranderSMA undH. Wernliam LAPETH. Ein besondererDank gilt Martin Bolliger, Doktorandan der SMA, der mir dieRohformseinereigenenFöhnliteraturlistezur Verfügunggestellthat.Zum Schlussbedanke ichmich auchbei Felix Döbeli,dermir ausführlichstüberFöhnsegelflügeberichtethat

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 11.1 Problemstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2 Methodenund Daten 22.1 Bibliotheken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.2 Föhnliteraturim Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.3 Erfahrungsberichtevon Segelfliegern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.3.1 SubjektiveFöhnflugerfahrungen. . . . . . . . . . . . . . . . . 32.3.2 MessdatenvonFöhnflügen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.4 LiteraturlisteanderSMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3 Resultate 53.1 LiteraturamLAPETH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 LiteraturanderETH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.3 LiteraturanderSMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.3.1 ArbeitsberichtederSMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.3.2 MAP-Newsletters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.4 Föhnin wissenschaftlichenPublikationen . . . . . . . . . . . . . . . . 173.5 LiteraturzuSegelflügenbei Föhn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.6 AuswertungeinesFöhnsegelflugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4 Diskussionund Inter pretationen 324.1 GeschichtlicherÜberblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.1.1 AnfängederFöhnforschung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.1.2 ÜbersichtsliteraturzurFöhnforschung. . . . . . . . . . . . . . 33

4.2 Literaturhinweisefür MAP-FORM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.2.1 Theorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.2.2 Föhnim St.GallerRheintal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.2.3 LiteraturzuTeilaspektenderFöhnströmung. . . . . . . . . . . 35

4.3 AllgemeineBemerkungenzuFöhnsegelflügen. . . . . . . . . . . . . . 364.4 BemerkungenzudenSegelflugerfahrungsberichten. . . . . . . . . . . 374.5 DerFöhnflugvonAlois Bissig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.5.1 Ablauf desFöhnflugs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374.5.2 ElementedesFlugmusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

1

INHALTSVERZEICHNIS 2

4.6 Gesprächmit Felix Döbeli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384.6.1 WalenseeundSeeztal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.6.2 FalknisgebietbisGolmerjoch . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.6.3 Zusammenfassungeiniger typischerPositionenvon Hangauf-

winden,WellenrotorenundLee-Wellen . . . . . . . . . . . . . 40

A Abstracts 42A.1 DirekteFöhnpublikationen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

A.1.1 Observationof theairflow over theAlps duringa foehnevent . 42A.1.2 Gleichzeitigkeit vonNord- undSüdföhn. . . . . . . . . . . . . 42A.1.3 Der “Jahrhundertföhn”vom8. November1982 . . . . . . . . . 43A.1.4 TheSurfaceLayerOn TheLeesideOf TheAlps DuringFoehn. 43A.1.5 Mesoscalesurface-windcharacteristicsand potential gravity-

wave formationduringcross-Alpineairflow . . . . . . . . . . . 43A.1.6 Pressuredragandmomentumfluxesdueto theAlps 1: Compa-

risonbetweennumericalsimulationsandobservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

A.1.7 On theeffectof a foehnon cold frontsin thevicinity of theAlps 45A.2 AllgemeineFöhnpublikationen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

A.2.1 A studyof orographicblocking andbarrierwind developmentupstreamof theSouthernAlps, New Zealand . . . . . . . . . . 45

A.2.2 Lidar observationsof abreakingmountainwaveassociatedwithextremeturbulence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

A.2.3 Measurementof thepressurefield on amountain . . . . . . . . 46A.2.4 DopplerLidar Observationsof aDownslopeWindstorm . . . . 46A.2.5 Experimentalstudiesof stronglystratifiedflow pastthree-di-

mensionalorography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47A.2.6 AnotherLook at DownslopeWinds.Part 1: The Development

of Analogsto SupercriticalFlow in an Infinitely Deep,Conti-nuouslyStratifiedFluid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

A.2.7 2-dimensionalsimulationsof mountainwavesobservedduringthePYREX experiment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

A.2.8 Internalgravity-wavegenerationandhydrodynamicinstability . 48A.2.9 Kelvin-Helmholtzinstability in severe

downslopewind flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49A.2.10 Breakdown of Vertically Propagating2-D Gravity WavesFor-

cedby Orography. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49A.2.11 AnotherLook at DownslopeWinds.Part 2: NonlinearAmplifi-

cationbeneathWave-OverturningLayers . . . . . . . . . . . . . . . . 50

A.2.12 Nonlinear3-dimesionaleffectson gravitywave drag- splittingflow andbreakingwaves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

A.2.13 Theorigin of severedownslopewindstormpulsations. . . . . . 50A.2.14 PulsatingDownslopeWindstorms . . . . . . . . . . . . . . . . 51


A.2.15 The Linear Stability of NonlinearMountainWaves:Implicati-onsfor theUnderstandingof SevereDownslopeWindstorms. . 51

A.2.16 SevereDownslopeWindstormCalculationsin Two andThreeSpatialDimensionsUsing AnelasticInteractive Grid Nesting:A PossibleMechanismfor Gustiness . . . . . . . . . . . . . . 51

A.2.17 Thethree-dimensionalizationof stratifiedflow overtwo-dimen-sionaltopography. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

A.2.18 AtmosphericLeewaves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53A.2.19 Reflectionof HydrostaticGravity Waves in a StratifiedShear

Flow. Part 2: Applicationto DownslopeSurfaceWindstorms. . 53A.2.20 Critical Level ReflectionandtheResonantGrowth of Nonlinear

MountainWaves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54A.2.21 Theeffectof critical levelson3D orographicflows:Linearregime 54A.2.22 Stratifiedflow over topography:therole of small-scaleentrain-

mentandmixing in flow establishment . . . . . . . . . . . . . 55A.2.23 OnSevereDownslopeWinds . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55A.2.24 Effectsof amountainwavewindstormat thesurface . . . . . . 55A.2.25 Validation of a non-hydrostaticnumericalmodel to simulate

stratifiedwind fieldsovercomplex topography . . . . . . . . . 56A.2.26 Downslopewindstorms1 Effect of air densitydecreasewith

height . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56A.2.27 Numericalmodelingof borawinds. . . . . . . . . . . . . . . . 57A.2.28 Gapwindsin a fjord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57A.2.29 Wave ducting in a stratifiedshearflow over a 2-D mountain.

Part2: Implicationsfor thedevelopmentof high-dragstatesforseveredownslopewindstorms . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

A.2.30 Spectralestimatesof gravity-wave energy andmomentumflu-xes1: Energy-dissipation,acceleration,andconstraints. . . . . 58

A.2.31 Downslopewindstorms2: Effectof externalwind shear . . . . 58A.2.32 TheRoleof SurfaceFriction in DownslopeWindstorms . . . . 59A.2.33 Examplesof theRoleof SurfaceFriction in DownslopeWind-

storms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59A.2.34 On thesensitivity of downslopewindstormsto theasymmetrie

of themountainprofile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59A.2.35 Influenceof Cold PoolsDownstreamof MountainBarrierson

DownslopeWindsandFlushing . . . . . . . . . . . . . . . . . 60A.2.36 Flow overamesoscaleridge-

pathwaysto regimetransition . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60A.2.37 Permanentandtransientupstreameffectsin nonlinearstratified

flow overa ridge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61A.2.38 Numericalsimulationsof upstreamblocking,columnardistur-

bances,andboresin stablystratifiedshearflowsoveranobstacle 61A.2.39 The natureof upstreamblocking in uniformly stratifiedflow

over longobstacles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62


A.2.40 Upstreamblockingandair-flow overmountains. . . . . . . . . 62

B Föhnordner-Verzeichnis 63

Tabellenverzeichnis

3.1 LiteraturamLAPETH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 LiteraturanderETH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.3 FöhnlisteBolliger: wissenschaftlicheDokumente . . . . . . . . . . . . 63.4 FöhnlisteBolliger: halbwissenschaftlicheDokumente. . . . . . . . . . 143.5 FöhnlisteBolliger: populärwissenschaftlicheDokumente . . . . . . . . 153.6 ArbeitsberichtederSMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.10 PublikationenallgemeinzuFöhn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.7 MAP-Newsletters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.8 Publikationendirekt zuFöhn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.9 InformationenüberdirektePapers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.11 InformationenüberallgemeinePapers . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.12 ÜbersichtZeitschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.13 Artikel in derZeitschrift“AeroRevue” . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.14 Steiggeschwindigkeitengrösserals4 m/s . . . . . . . . . . . . . . . . 303.15 Steiggeschwindigkeitengrösserals3 m/s . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5

Abbildungsverzeichnis

1 MAP-Targetarea:DasSt.GallerRheintal . . . . . . . . . . . . . . . . 1

3.1 FlugroutenaufderWestseitedesRheintales . . . . . . . . . . . . . . . 283.2 FlugroutenaufderOstseitedesRheintales. . . . . . . . . . . . . . . . 283.3 HöhenprofilamMorgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.4 HöhenprofilamNachmittag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

6

Zusammenfassung

In derfolgendenArbeit stehtim Vordergrund,möglichstviel Literaturzu Föhnzusam-menzutragen.DazuwurdeandenBibliothekenderETH, demLAPETH undderSMAgesucht.Im InternetstandeineDatenbanküberwissenschaftlichePublikationenfür dieLiteratursuchezurVerfügung.

Es sind über150 Literaturhinweiseund etwa 50 wissenschaftlichePublikationen,jeweils mit dementsprechendenAbstract,in Tabellenund im Anhangaufgeführt.EinIndex im Anhanggibt eineÜbersichtzuallenzitiertenAutoren.

Ein weitererSchwerpunktliegt in derBeurteilungeinesSegelföhnflugberichtsnachdessenBedeutungzur AnalysederFöhnströmung.Verglichenwurdendie Resultateei-nesFöhnflugsmit denAussageneinesSegelpilotenmit langjährigerFöhnflugerfahrung.

Eswird einekurzeEinführungzur FöhngeschichteundeineAufzählungvon Über-sichtsliteraturzumThemaFöhnwird vorgestellt.Abgerundetwird die vorliegendeAr-beit mit Hinweisenzu Literatur speziellfür MAP-FORM Themenundmit einerAus-wahl vonLiteraturhinweisenüberTeilgebietedesFöhnsallgemein.

Kapitel 1

Einleitung

1.1 Problemstellung

Im Zusammenhangmit der Frageder Auswertungder MAP-FORM1 Messdatenstelltsich die Frage,welchePrimär- und Sekundärliteraturzum ThemaFöhn im allgemei-nen,undzumFöhnim St. GallerRheintalim speziellen,vorhandenist. Dies führt zurfolgendenProblemstellungmeinerSemesterarbeit

� Föhnliteratur, Föhndaten,möglichstauch“graue”Literaturfür MAP-FORMzusuchen

� VerfügbarbeitderDatensicherzustellen.

1.2 Zielsetzung

In derfolgendenSemesterarbeitsollendiefolgendenPunktebesondersbeachtetwerden

� vorhandeneListenaufzuarbeitenundgeeignetdarzustellen

� BibliothekennachFöhndokumentenzudurchsuchen

� wissenschaftlichePublikationenüberFöhnzusuchen

� die Auswertbarkeit von “grauer”LiteraturaneinemBeispielzuuntersuchen

� eine Inhaltsbeschreibung einerAuswahl von Föhndokumentenim Hinblick aufdie Fragestellungenim MAP-FORM anzufertigen.

1MesoscaleAlpineProgram- FOehnin theRhinevalley duringMap

1

Kapitel 2

Methodenund Daten

2.1 Bibliotheken

Als naheliegendeQuellenfür meineLiteraturrecherchezumThemaFöhnunddazuver-wandtenBegriffenwählteich folgendeBibliothekenin Zürich aus

1. Bibliothek desLaboratoriumsfür AtmosphärenphysikanderETHZ1, kurzLAPETH2

2. Bibliothek derSchweizerischenMeteorologischenAnstalt,Zürich,kurzSMA3

3. ZentralbibliothekderETH, Zürich,mit ALEPH-System

Die DatenderZentralbibliothekderETH undderSMA konntenelektronischabgefragtwerden.Bei denanderenBibliothekenhabeich manuellnachFöhnliteraturgesucht.Esist dabeidavon auszugehen,dassich daseinteoderandereWerk übersehenhabe,wes-halb vor allem die Resultateder manuellenLiteratursuchekeinenAnspruchauf Voll-ständigkeit haben.Bei derelektronischenAbfragehängtdie QualitätentscheidendvonderVollständigkeit derDatenunddemSuchalgorithmusder jeweiligenDatenbankab.Daraufkannich natürlichkeinenEinflussausüben.

2.2 Föhnliteratur im Inter net

Die umfangreichsteSammlungvonDokumentenzuMAP befindetsichunterderAdres-se(http://www.map.ethz.ch/Literature%20List%20-%20MDC.html).Darin werdengrundsätzlichzwei Gruppenvon Dokumentenunterschieden:“reviewed papersandbooks”und“gray literature”.DieseLiteraturlistenbeziehensichaufalleMAP-relevantenThemen,u. a.auchaufdenFöhn.

1EidgenössischeTechnischeHochschule,Zürich2Laboratoriumfür Atmosphärenphysik,ETH3SchweizerischeMeteorologischeAnstalt

2

KAPITEL 2. METHODEN UND DATEN 3

EineähnlicheDatenquellekonnteich beim“Institut for ScieneInformation”ausfin-dig machen.DessenDatenbanknenntsich“Webof Science”,welchesunterderAdres-se(http://wos.isiglobalnet.com)zuerreichenist. Esstehendie meistennamhaftenwis-senschaftlichenPublikationenseit1983zurOnline-AbfragezurVerfügung.Ich habedieDatenbanknachdemBegriff “Föhn” durchsucht.Die ausdieserAbfrageresultierendeLiteraturlistebesitztalsoeinendirektenBezugzumBegriff “Föhn”.

Darüberhinausführte ich die Abfragemit zumThemaFöhnverwandtenBegriffenfort. Die Angabevon verwandtenBegriffen ist offensichtlichsubjektiv. Ich habemichdarauffestgelegt,nachdenfolgendenweiteren,zumThemaFöhnverwandten,Begriffenzusuchen

� “upstreamblocking”

� und“downslopewind storms”.

NachdemAufruf derSuchabfrageeröffnetesichmir zudemalsweitereOptiondieMög-lichkeit,nachverwandtenPublikationenzusuchen.Leiderist esmir nichtbekannt,nachwelchenKriteriendiesevonderSuchmaschineausgewähltwurden.Die darausresultie-rendeListe von wissenschaftlichenPublikationenbesitztsomit nur einenallgemeinenBezugzum Begriff Föhn.DieseTatsachewerdeich als Kriterium verwenden,um dieResultatedieserLiteraturrecherchespätergrobvoneinanderunterscheidenzukönnen.

2.3 Erfahrungsberichte von Segelfliegern

2.3.1 Subjektive Föhnflugerfahrungen

Seit den 50-er Jahrensind eine Fülle von Erfahrungsberichtenüber Flüge bei Föhnpubliziertworden.Als wichtigstesPublikationsorganin derSchweizetabliertesichdieAero-Revue4, die Zeitschrift für leichte Luftfahrzeugein der Schweiz.Es war schoneineListe von Artikeln ausdieserZeitschrift bis und mit demJahr1975an der SMAvorhanden.Ich habediesedannbiszumJahr1999aktualisiert.

Als konkretesBeispiel habeich die Eindrücke deserfahrenenSegelpilotenFelixDöbeli bei einemGesprächauf Papierfestgehalten.Er skizziertemir die RegioneninderUmgebungdesSt. GallerRheintals,welcheals typischeAufwindgebietebei Föhngelten,unddie auchalssehrverlässlichgelten,d. h. , der Pilot kanndavon ausgehen,dasser immer ungef̈hr an derselbenStelle brauchbarenAufwind vorfindet. Ich habeseineAussagendannamFöhnflugvon Alois Bissigüberprüft.

2.3.2 Messdatenvon Föhnflügen

GPS-Daten

SeitwenigenJahrenwerdensubjektiveFöhnflugerfahrungenbei modernausgerüstetenSegelflugzeugendurchGPS-Messdatenunterstützt.WährenddesFlugeswerden meist

4ETH-ZentrumunterP21943,SMA unterP42verfügbar

KAPITEL 2. METHODEN UND DATEN 4

im Abstandvon30SekundenMesswerteüberdiehorizontaleundvertikalePositiondesSegelflugzeugsaufgezeichnet.Die Genauigkeit derPositionsangabebeschränktsichimMittel auf � 100m. Diesreichtjedochfür einegrobeLokalisierungin derHorizontalenvollendsaus.DasbarometrischeHöhenmesssystemhatamBodeneineGenauigkeit von� 1hPaundbis2km HöheeineGenauigkeit von � 3 hPa,darüber1%derGesamthöhe.

BeispieleinesFöhnfluges

Als konkretesBeispiel betrachteteich einen Föhnflug von Alois Bissig, den er am6 � 6 � 1998durchgeführthat.Als Grundlagedientemir dieVeröffentlichungdiesesFöhn-flugesaufderHomepagederAkademischenFluggruppeZürich(AFG) unterderAdres-se(http://www.afg.ethz.ch/Flugberichte/wb1000/index.de.html).Ich untersuchtedieGPS-DatennachZeitabschnitten,in denendasSegelflugzeugmit mehrals 4 m/s, re-spektive mehr als 3 m/s aufstieg. DieseErgebnisseermöglichtenes mir dann,grobeRückschlüssezuziehenbezüglichderPositionvon WellenrotorenundWellenaufwind-zonen.Ich beschränktemichbei derAuswertungaufdie RegionenwestlichundöstlichdesSt.GallerRheintals.

2.4 Literaturliste an der SMA

Martin Bolliger5 beschäftigtesichin seinerDiplomarbeitmit derDarstellungdesFöhnsim SchweizerModell der SMA. Er stellte sich eineeigeneLiteraturlistezum ThemaFöhnzusammen,in dererüber200Titel zusammentrug.FüreinegrobeKlassifizierungderWerke wählteer folgendesSchema

1. WissenschaftlicheDokumente:anspruchsvolle Fachliteratur

2. HalbwissenschaftlicheDokumente:wissenschaftlichePublikationen,allgemeinverständlichformuliert

3. PopulärwissenschaftlicheDokumente:Einführungsliteraturfür Interessierte.

Martin Bolliger selbsthat dieseListe nicht veröffentlicht. Er hat sich aberdamit ein-verstandenerklärt,dassich seineListe in meinenLiteraturkatalogaufnehmendarf. IchhabeseineListe insofernmodifiziert,dasssie jetzt auchnochalle Titel beinhaltet,dieMartin Bolliger speziellzumThema“Föhn im St.GallerRheintal”zusammengetragenhat.DasResultatdavon ist abderSeite(6) in mehrerenTabellenzusammengetragen.

Die Arbeitsberichteder SMA und die MAP-newsletterssind von diesenTabellengetrenntaufgelistet.

[email protected]

Kapitel 3

Resultate

In diesemKapitelfolgt nuneineAuflistungderResultatemeinerLiteraturrecherchenamLAPETH, anderETHZ, undanderSMA. WeiterssindeineReihevon wissenschaftli-chenPublikationenzumThemaFöhn,unddazuverwandtenBegriffen,in verschiedenenTabellenaufgelistet,zusammenmit einemHinweisaufdasdazugehörigeAbstract.ZumSchlussdiesesKapitel folgt die Auswertungeinesmit GPS1 aufgezeichnetenFöhnse-gelflugs.

3.1 Literatur am LAPETH

Am LAPETH beschäftigensich nur sehrwenigeBüchermit dem ThemaFöhn.DiemeistenDokumenteamLAPETH beschränkensichauf Teilkapitelvon umfassenderenBändernüber “Fluid Dynamics”.Dazu gehörenStandardwerke wie die von Pichler,Malberg oderLing (sieheTabelle(3.1)).

Tabelle3.1:LiteraturamLAPETHTitel Autor Jahr Nr.a

HundertJahreMeteorologiein derSchweiz1864- 1963

diverseAutoren 1964 3-05

Barrierwavesin theatmosphere Sh.A. Musaeyan 1962 3-30Einführungin die Meteorologie Ch.Ch.Ling 1978 3-59DynamikderAtmosphäre H. Pichler 1984 3-93MeteorologieundKlimatologie H. Malberg 1985 3-146

aBibliothek im HPPL4amHönggerberg

Darüberhinausverfügtdie Bibliothek amLAPETH übereinegrosseAnzahlPubli-kationsreihen.EineAuflistungderjenigerPublikationsreihen,in denenDokumenteüberföhnrelevanteProzesseaufgefundenwurden,befindetsichin derTabelle(3.12).

1GlobalPositioningSystem

5

KAPITEL 3. RESULTATE 6

3.2 Literatur an der ETH

Die GrösseeinerBibliothek sagtnochnichtsdarüberaus,ob esauchentsprechendvielLiteratur zu einemgewissenSachbegriff gibt. Auf jedenFall ergabdie RecherchemitdemneuenALEPH- Systemganze18 Treffer zum Begriff Föhn,wovon die meistensichmit dererweitertenLiteraturlistevonM. Bolliger überschneiden.Übrig bleibendieTitel in Tabelle(3.2).

Tabelle3.2:LiteraturanderETHTitel Autor Jahr Bibliothek

Dr. Streiff-Becker D. Streiff 1985 ETH-HDBFöhn(1901 � 1930) W. Brückmann 1930 ETH-GEODerFöhn K. Frey 1996 ETH-HDBAtmosphärischeGrenzschichtinAlpentälern

C. Freytag 1985 ETH-BIB

3.3 Literatur an der SMA

Die grössteund umfassendsteSammlungvon Föhndokumentenbefindetsich an derSchweizerischenMeteorologischenAnstalt (SMA) am Zürichberg. Besonderserwäh-nenswertsinddielangenklimatologischenReihendesFöhnsin Altdorf undBad-Ragaz,sonstigelangjährigeBeobachtungsreihen,dieautomatischerfasstenDatenderANETZ2-Stationen,die internenArbeitsberichteu. v. m. . EinenÜberblickdazugebendieerwei-tertenLiteraturlistenvon M. Bolliger, die in denTabellen(3.3, 3.4 und3.5) zu findensind.Weitersexistiert eineSammlungvon Föhndokumenten,welchein einemgrossenOrdnerabgelegt sind.Der Inhalt diesesOrdnersist im Föhnordner-Verzeichnisim An-hang(B) beschrieben.

Tabelle3.3:FöhnlisteBolliger: wissenschaftlicheDokumen-te

Autoren Jahr Titel Publikation

St. Bader,Th. Guter-mann,M. Imhof

1992 Foehn frequenciesin Alt-dorf (Reusstal,CH) from1864to 1991 (128 years)-aclimatologicalapproach

ALPEX REGIONALBulletin, Nr. 19,S.22 � 23

St. Bader,Th. Guter-mann,M. Imhof,Ch.Lütolf

1994 Foehn series in Altdorf(Reusstal,CH) from 1864to 1993

ALPEX REGIONALBulletin, Nr. 23,S.32 � 35

2AutomatischesMessnetz


Tabelle3.3:Fortsetzung. . .


P. A. Bäris-wyl

1992 Evolution des concentrati-ons d’ozone et des oxy-desd’azotepar situationdefoehndansunesectiondelavall

�eedu RhoneenValais

Publications del’Association Interna-tionale de Climatologie,5,S.323 � 333

R. Billwiller 1904 DerBergellerNordföhn Dissertation. Annalen derSchweizerischenMeteoro-logischen Centralanstalt,Jahrgang1902.56 S.

M. Bouët 1954 Coup de foehn sur le LacL�eman

Bulletin Murithienne,Soc. Valais, sc. nat. 71,S.52 � 55

M. Bouët 1958 Notesurle foehn Verh. Schweiz. Na-turf. Ges.138,S.102 � 103

M. Bouët 1961 Sur le foehndansla vall�ee

duRhoneenSuisseM�et�eorologie 4, S. 309 �

313M. Bouët 1964 Le foehn

�a Sierre Bull. Murithienne,

Soc. Valais, sc. nat. 81,S.1 � 13

W. Damman 1952 Der Föhnals Randproblemder atmosphärischenDyna-mik

GeofisicaPurae Applicata23,S.162 � 173

J.Egger 1989 Foehnand quasi-stationaryfronts

Beiträgezur PhysikderAt-mosphäre,62,S.20 � 29

E. Ekhart 1932 Einiges zur Statistik desInnsbruckerFöhns

Meteorol.ZeitschriftNr. 49,S.452 � 459

E. Ekhart 1942 ZumInnsbruckerFöhn Meteorol. Rundschau 2,9�10,S.276 � 280

H. Felkel 1967 Untersuchungenüber dasDruck- und Temperaturfeldsowie die Vertikalge-schwindigkeit in der freienAtmosphäre bei SüdföhnüberdenAlpen

Dissertation , Scriptum,ÖsterreichischeNationalbi-bliothek,Wien

H. Ficker 1912 Temperaturund Feuchtig-keit bei Föhn in der freienAtmosphäre

SitzungsberichteK. Akad. Wiss. Wien121,S.1 � 9

H. Ficker,B. deRudder

1943 FöhnundFöhnwirkungen Leipzig,112S




F. Fliri 1973 Statistische Untersuchun-gen über den Zusammen-hang von Südföhn undGesamtklimain Innsbruck

Arb. Geogr. Institut Uni-versitätSalzburg, S.45 � 57

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Tabelle3.4:FöhnlisteBolliger: halbwissenschaftlicheDoku-mente


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Tabelle 3.5: Föhnliste Bolliger: populärwissenschaftlicheDokumente


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SAC-Verlag, Zürich,S.60 � 65,87,94,99

F. Bagattini 1975 FöhnundWetterfühligkeit Die Heilkunst,Jg. 88, Heft8, Berlin, 6 S.

K. Burri 1995 Schweiz Lehrmittelverlag des Kan-tonsZürich,Zürich,S.52 �55,306

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1982 Wetter, Klima und Föhnin Süddeutschland beiUrlaubs- und Daueraufent-halt

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H. Ficker 1952 Wetter und Wetterentwick-lung

Berlin, S.54-65

H. J. Flecht-ner

1953 Du unddasWetter Berlin, S.132ff.

H. Flohn 1968 Vom Regenmacher zumWettersatelliten

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B. Gustav 1896 DerFöhn Göttingen,346S.Th. Guter-mann

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Th. Guter-mann

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Th. Guter-mann

1982 DerBodensee Sonderdruck aus denSchriften des Vereins fürGeschichtedes BodenseesundseinerUmgebung,Heft99�100, Friedrichshafen,

S.114 � 116K. H. Hack 1993 Meteorologiefür Piloten Verlag Aero Club

der Schweiz, Luzern,S.188 � 193

P. Kohler 1978 Pr�evoir le tempsen 10 le-

consParis,S.48,230

G. D. Roth 1990 Wetterkundefür alle München, S. 51 ff., 183,260

M. H. Scher-tenleib,K. Burri

1995 Geographie2, Lektion4 AKAD, S.11 � 27

M. H. Scher-tenleib,K. Burri

1995 Geographie2, Lektion5 S. AKAD, S.26 � 27

A. Schneider 1961 Unser Wetter heute undmorgen

Obst-undGartenbauverlag,München,S.43 � 44

S.Schöpfer 1976 Wie wird dasWetter? KOSMOS Naturführer,Stuttgart,S.96 � 100

M. Slongo 1995 Wo findet denndasWetterstatt?

Bern,145S.




B. Sutter,Ch.Rohrer

1982 Wetter VerlagdesSchweizerischenVereinsfür HandarbeitundSchulreform; Verlag derZürcher Kantonalen Mit-telstufenkonferenz,Liestal,S.151 � 153

H. J.Tanck 1969 Meteorologie Reinbek bei Hamburg,S.65 � 67

Unions-verlag

1983 Föhnfieber Zürich,152S.

I. Virgatchik 1981 Le guide marbout de laM�et�eorologie et des Mi-

croclimats

Verviers,S.126

P. von Ey-nern

1976 DasWetterim Gebirge München,S.57 � 62

H. Wachter 1969 Wie entstehtdasWetter? Frankfurta.M., S.78 � 81Wie funktio-niert was?

1989 WetterundKlima Meyers Lexikonverlag,S.112 � 113

H. Wild 1868 Ueber Föhn und Eiszeit.DerSchweizerföhn

Zeitschrift für SchweizerStatistik

3.3.1 Arbeitsberichte der SMA

Im LaufederZeit wurdenanderSMA mehrereinterneArbeitsberichtepubliziert,diesichmit TeilfragenzumAlpenföhnbeschäftigen.EineÜbersichtgibt Tabelle(3.6).

3.3.2 MAP-Newsletters

Währendder MAP-Vorbereitungsphase,die von 1995 bis und mit 1999 angedauerthat,sindviele Publikationenzu speziellenFragestellungenim MAP erschienen.Tabel-le (3.7) gibt eineÜbersichtzu denjenigenPublikationen,die im engerenoderweiterenSinnemit derFöhnströmungzutunhaben.Die Auswahlist subjektiv. WomöglichfindensichnochweitereArtikel, diesichmit demFöhnbeschäftigen.

3.4 Föhn in wissenschaftlichenPublikationen

Weil essichalssehraufwendiggezeigthat,dieListevonFöhnpublikationenmit derLi-steaufdemMAP-Server (sieheKapitel 2.2) zuvergleichen,habeich daraufverzichtet,die schonin der MAP-Liste vorhandenenTitel auszuscheiden.Dafür könnenim An-hang(sieheSeite42) die jeweils zugehörigenAbstractseingesehenwerden,waseinen


Tabelle3.6:ArbeitsberichtederSMA

Autoren Nr. Jahr Titel

WissenschaftlicheBerichteH. W. Courvoi-sier und Th. Gu-termann

21 1971 Zur praktischenAnwendung desFöhntestsvonWidmer(vergriffen)

E. Zenone 55 1976 Über die TemperaturvoraussagesüdlichderAlpenbei Nordföhn

A. Güller 69 1977 Der aussergewöhnlicheFöhnsturmvom 13. Februar1976in der Ost-schweiz

Th.Gutermannetal.

90 1979 Der Föhn vom 14. bis 18. Januar1975im Bodenseeraum

G. Truog 138 1986 URFEX (Urnersee Föhnexperi-ment)

HalbwissenschaftlicheBerichteK. Waibel undTh. Gutermann

68 1976 Föhnhäufigkeiten und Föhnwarn-möglichkeitenim Bodenseegebiet

K. Waibel 118 1984 Statistik desFöhnsim Bodensee-raumim Vergleich mit demReus-stal(Altdorf)

K. Burri,P. Hächler,M. Schüepp,R. Werner

196 1999 DerFöhnfall vonApril 1993

schnellenEinblick in einePublikationerlaubt.Die erstenTabellen(3.8) gebeneineÜbersichtzu Literaturmit einemdirektenBe-

zugzuFöhn.Danachfolgt eineAuflistungvonPublikationen,diesichim weiterenSin-nemit derFöhnströmungbefassen(Tabelle3.10). ZumSchlussgibt Tabelle(3.12) eineZusammenstellungder in denvorhergehendenTabellen(3.9 und 3.11) referenziertenZeitschriften.

Tabelle 3.10: Publikationenmit allgemeinemBezug zurFöhnströmung

Thema Ver- Titel Autor(en)weis

EmpirischeDatengrundlage



Thema Ver- Titel Autor(en)weis

Upstreamblocking

A.2.1 A study of orographic blockingandbarrierwind developmentups-treamof the SouthernAlps, NewZealand

M.P. McCauleyA.P. Sturman

Breakingwa-ves: LIDARmeasure-ments

A.2.2 Lidar observations of a breakingmountainwaveassociatedwith ex-tremeturbulence

F.M. Ralph,P.J. Neiman,D. Levinson

Pressurevariations

A.2.3 Measurementof the pressurefieldona mountain

S.B. Vosper,S.D.Mobbs

Windfield:Doppler-LIDAR

A.2.4 Doppler lidar observations of adownslopewindstorm

P.J. Neiman,R.M. Hardesty,M.A. Shapiro,R.E.Cupp

3-D flowfield:Tank experi-ment

A.2.5 Experimental studies of stron-gly stratified flow past three-dimensionalorography

S.B. Vosper,I.P. Castro,W.H. Snyder,S.D.Mobbs

TheoretischeischeDatengrundlage

Waves, Lee-waves

A.2.6 Another look at downslopewind-storms.1.Thedevelopmentof ana-logsto supercritical-flow in aninfi-nitely deep,continuouslystratifiedfluid

D.R.Durran

A.2.7 2-dimensional simulations ofmountain waves observed duringthePYREXexperiment

A. Elkhalfi,M. Georgelin,E. Richard

A.2.8 Internal gravity-wave generationandhydrodynamicinstability

B.R. Sutherland,C.P. Caulfield,W.R.Peltier

A.2.9 Kelvin-Helmholtzinstability in se-veredownslopewind flow

R.B. Smith

A.2.10 Breakdown of vertically propaga-ting two-dimensionalgravity- wa-vesforcedby orography

J.T. BacmeisterM.R. Schöberl

Breakingwaves, pulsa-tions

A.2.11 Another look at downslopewind-storms.2. Nonlinearamplificationbeneathwave-overturninglayers

D.R. Durran,J.B.Klemp



Thema Ver- Titel Autor(en)weisA.2.12 Nonlinear3-dimensionaleffectson

gravity-wave drag– splitting flowandbreakingwaves

P.M.A. Miranda,I.N. James

A.2.13 The origin of severe downslopewindstormpulsations

W.R. Peltier,J.F. Scinocca

A.2.14 Pulsatingdownslopewindstorms J.F. Scinocca,W.R.Peltier

A.2.15 The linear-stability of nonlinearmountainwaves- implicationsfortheunderstandingof severedowns-lopewindstorms

R. Laprise,W.R.Peltier

A.2.16 Severe downslopewindstormcal-culations in 2 and 3 spatial di-mensionsusinganelasticinteracti-vegrid nesting:A possiblemecha-nismfor gustiness

T.L. Clark,R.D.Farley

A.2.17 The three-dimensionalizationof stratified flow over two-dimensionaltopography

Y.D. Afanasyev,W.R.Peltier

A.2.18 AtmosphericLeewaves M.G. Wurtele,R.D. Sharman,A. Datta

Reflection ofwavesandcr-ital level

A.2.19 Reflection of hydrostaticgravity-wavesin a stratifiedshear-flow .2.Application to downslopesurfacewindstorms

W. Blumen,C.S.Hartsough

A.2.20 Critical-level reflectionandthere-sonantgrowth of nonlinearmoun-tainwaves

T.L. Clark,R.D.Farley

A.2.21 The effect of critical levels on 3Dorographicflows:Linearregime

V. Grubisic,P.K. Smolarkie-wicz

Downslopewindstorm

A.2.22 Stratified flow over topography:therole of small-scaleentrainmentandmixing in flow establishment

D. Farmer,L. Ar-mi

A.2.23 On severedownslopewinds R.B. SmithA.2.24 Effectsof a mountainwave wind-

stormat thesurfaceC.F. Dierking



Thema Ver- Titel Autor(en)weisA.2.25 Validationof anon-hydrostaticnu-

mericalmodelto simulatestratifiedwind fields over complex topogra-phy

C. Montavon

A.2.26 Downslopewindstorms.1. Effectof air densitydecreasewith height

L.N. Gutman

Bora, Gap-wind

A.2.27 Numericalmodelingof borawinds J.B. Klemp,D.R.Durran

A.2.28 Gapwindsin a fjord .1. Observati-onsandnumerical-simulation

P.L. Jackson,D.G. Steyn

Momentumflux, pressuredrag

A.2.29 Wave ducting in a stratifiedshearflow overa twodimensionalmoun-tain. Part 2: Implications for thedevelopmentof highdragstatesforseveredownslopewindstorms

T.A. Wang,Y.L. Lin

A.2.30 Spetralestimatesof gravity-waveenergy and momentumfluxes .1.Energy-dissipation, acceleration,andconstraints

D.C. Fritts,T.E.Vanzandt

Vertical windshear

A.2.31 DownslopeWindstorms.2. Effectof externalwind shear

L.N. Gutman,I. Apterman

Influenceof surfacefriction

A.2.32 The role of surface friction indownslopewindstorms

E. Richard,P. Mascart,E.C.Nickerson

A.2.33 Examplesof the role of surfacefriction in downslopewindstorms

E. Richard,P. Mascart,E.C.Nickerson

Asymmetry,pool of coolair

A.2.34 On the sensitivity of downslopewindstormsto the asymmetryofthemountainprofile

P.P. Miller,D.R.Durran

A.2.35 Influence of cold pools down-stream of mountain barriers ondownslopewindsandflushing

R.C. Kes-sler, T.J. Lee,R.A. Pielke,J.Weaver

Regime tran-sition

A.2.36 Flow over a mesoscaleridge– pa-thwaysto regimetransition

J.Trub,H.C. Da-vies

Upstreamblockingeffects

A.2.37 Permanentand transientupstreameffects in nonlinearstratifiedflowovera ridge

S.T. Garner



Thema Ver- Titel Autor(en)weisA.2.38 Numericalsimulationsof upstream

blocking, columnar disturbances,andboresin stablystratifiedshearflowsoveranobstacle

C. ChenJ.W. RottmanS.E.Koch

A.2.39 Thenatureof upstreamblockinginuniformly stratifiedflow over longobstacles

P.G. Baines,F. Guest

A.2.40 Upstream blocking and air-flowovermountains

P.G. Baines

3.5 Literatur zu Segelflügenbei Föhn

Seitdem2 Weltkrieg sindvieleArtikel mit subjektivenErfahrungenbeiSegelflügenimFöhnerschienen.EineÜbersichtgibt Tabelle(3.13). Diesestellt abergewissnur einenunvollständigenAusschnittausdemganzenSpektrumderFöhnfliegereidar.

Ein weitererinteressanterArtikel stammtvon W. Jucker undist im Mai 1952in derZeitschrift“LebenundUmwelt” erschienen.Er behandeltdarineinigecharakteristischeElementederFöhnströmungim LeederAlpen.

3.6 AuswertungeinesFöhnsegelflugs

Alois Bissigstarteteam6 � 6 � 98um05� 56vomFlugplatzBuochsim KantonNidwalden.Um 06� 13 klinkte er sich auf 1700m Höheausund kurz danachkonnteer schonmitSteigenbeginnen.SeineFlugrouteim BereichdesRheintalsist in denFiguren(3.1)und (3.2) gezeigt.Die beidenbetrachtetenRegionenliegen westlich und östlich desSt.GallerRheintals,der“Target-Area”desMAP-FORM.

Mit Roteingezeichnetist dieProjektionderFlugroute,welchemit einemGPS-Gerätaufgezeichnetwurde.Die südlicheRouteüberAltdorf, Elm, Bad-Ragaz,u. s.w. flog eramMorgen,amspätenNachmittagkehrteer auf dernördlichenRoute,überFeldkirch,denSäntis,Nesslau,Schänis,u. s. w. zurück.Die Resultateder Analyseder höchstenSteiggeschwindigkeitensind in denTab. (3.14) und (3.15) aufgelistet.Offensichtlichbeschränken sich gute Aufwindgebieteauf wenigeStellenauf der Nordseiteder Ge-birgskettevom Urner Haupttalbis nachBad-Ragaz.Wie erwartet tretenGebietemitmindestens3 m/s Steiggeschwindigkeit häufigerauf als diejenigenmit mindestens4m/s.

In derNähedesPizolssteigtA. BissiganeinerStellemit über4 m/s,undist dabeimit einerhohenGeschwindigkeit vonetwa43m/s,resp.155km/hunterwegs.DieseGe-schwindigkeit wurdeberechnet,indemdieKoordinatendifferenzin Minutenin östlicher


Tabelle3.7:PublikationenzuFöhnin denMAP-Newsletters

Autoren Nr. Jahr TitelG. Mayr 5 1996 Of Foehn,cold Poolsin a Valley,

andBifurcationsA. Gohm,G. Mayr

5 1996 Summaryof Alpine South-FoehnClimatologies

M. Sprenger,Ch.Schär

7 1997 TheDynamicsof Shallow Foehn

M. Georgelin 7 1997 Simulationof theFoehnCaseof 12January1996:Unstationarityof theWaveBreakingArea

P. Parson,H. Pümpel,I. Vergeiner

7 1997 TheSouthFoehnEpisodeof 10 �13 November1996 in the CentralAlps: A CaseStudy

C. Cassardo,D. Anfossi,P. Natale undC. Cacciamani

7 1997 Descriptionof a FoehnEpisodeinanUrbanEnvironment(Turin)

G. Zängl 11 1999 Three-dimensionalgravity-wavesandtheir relationto gapflow

G. Zängl 11 1999 Numerical simulations of theFoehnin theregionof Innsbruck

T. Exner,G. J.Mayr

11 1999 TheSouthFoehnof March3, 1999– portraitsby MC2 andobservati-ons

Richtungmit

d �� 2 � � 1 ��

60 � 360cos��

in die horizontaleDistanzd mit derEinheitMeterumgerechnetwurde. �� 47� ist dienördlicheBreiteund

� � 4 � 0 � 107 derErdumfangamÄquatorin Metern.Die nördlicheBreitewurdein diesemFall alskonstantangenommen.Die Geschwindigkeit lässtsichmit �

� d�t

berechnen.�

t � 30 s ist beidiesemFöhnfluggenerellderZeitschrittderMessdaten.Für denZusammenhangzwischencharakteristischenElementenderFlugroute,wie

etwa engemKurvenflugoderDirektflug, und dentabelliertenOrtenmit denhöchstenSteiggeschwindigkeiten,verweiseich aufdasUnterkapitel(4.3) unddie folgenden.


Tabelle3.8:WissenschaftlichePublikationenmit direktemBezugzuFöhn

Thema Verweis Titel Autor(en)

EmpirischeDatengrundlage

Fallstudieall-gemein

A.1.1 Observation of the air-flow overthealpsduringa foehnevent

K.P. Hoinka

Fallstudie:Solenoid-theorie

A.1.2 The simultaneousoccurence ofnorthandsouthfoehnduringawe-sterlyflow overCentral-Europe

K. Frey

A.1.3 The extraordinaryfoehn-stormonNovember8, 1982

K.Frey

Fallstudie:Kaltluftsee

A.1.4 Thesurface-layeron theleesideofthealpsduringfoehn

K.P. Hoinka

TheoretischeDatengrundlage

Windfeld undSchwerewel-len

A.1.5 Mesoscalesurface-windcharacte-ristics and potential gravity-waveformationduring cross-Alpineair-flow

D. Heimann

A.1.6 Pressuredragandmomentumflu-xes due to the alps : Comparisonbetweennumericalsimulationandobservation

K.P. Hoinka,T.L. Clark

Effekt aufKaltfront

A.1.7 On the effect of a foehn on coldfrontsin vicinity of thealps

K.P. Hoinka

Tabelle3.9: Informationenzudenin Tabelle(3.8) aufgeführtenDokumenten

Verweis Jahr Vol. IS Seiten Publikation

A.1.1 1985 111 467 199- 224 QJRMSA.1.2 1986 34 3-4 349- 366 AMGBSA.1.3 1984 37 6 209- 220 MRA.1.4 1987 37 4 245- 258 MAPA.1.5 1997 62 1-2 49 - 70 MAPA.1.6 1991 117 499 495- 525 QJRMSA.1.7 1987 40 1-2 199- 203 BLM


Tabelle3.11:Informationenzudenin Tabelle (3.10) aufgeführtenDokumentenVerweis Jahr Vol. IS Seiten Publikation

A.2.1 1999 70 3-4 121- 131 MAPA.2.2 1997 24 6 663- 666 GRLA.2.3 1997 123 537 129-144 QJRMSA.2.4 1988 116 11 2265- 2275 MWRA.2.5 1999 390 223-249 JFMA.2.6 1986 43 21 2527- 2543 JASA.2.7 1995 123 7 2149-2164 MWRA.2.8 1994 51 22 3261- 3280 JASA.2.10 1989 46 14 2109- 2134 MWRA.2.11 1987 44 22 3402- 3412 JASA.2.12 1992 118 508 1057- 1081 QJRMSA.2.13 1990 47 24 2853- 2870 JASA.2.14 1989 46 18 2885- 2914 JASA.2.15 1989 46 4 545- 564 JASA.2.16 1984 41 3 329- 350 JASA.2.17 1998 55 1 19 - 39 JASA.2.18 1996 28 429- 476 ARFMA.2.19 1985 42 21 2319- 2331 JASA.2.20 1984 41 21 3122- 3134 JASA.2.21 1997 54 15 1943- 1960 JASA.2.22 1999 455 1989 3221- 3258 PRSLAA.2.23 1985 42 23 2597- 2603 JASA.2.24 1998 13 3 606- 616 WFA.2.25 1998 74-6 273- 282 JWEIAA.2.26 1991 48 24 2545- 2551 JASA.2.27 1987 36 1-4 215- 227 MAPA.2.28 1994 122 12 2645- 2665 MWRA.2.29 1999 56 3 437- 452 JASA.2.30 1993 50 22 3685- 3694 JASA.2.31 1992 49 14 1173- 1180 JASA.2.32 1989 28 4 241- 251 JAMA.2.33 1990 43 1-4 163- 172 MAPA.2.34 1991 48 12 1457- 1473 JASA.2.35 1989 117 9 2041- 2058 MWRA.2.36 1995 47 4 502- 524 TADMOA.2.37 1995 52 2 227- 246 JASA.2.38 1994 122 11 2506- 2529 MWRA.2.39 1988 188 23 - 45 JFMA.2.40 1987 19 75 - 97 ARFM


Tabelle3.12:AbkürzungenundFundortederverschiedenenPublikationsreihen

Publikation Abkürzung Ort

Archives for meteorolo-gy geophysicsandbiocli-matologyseriesA – Me-teorology and atmosphe-ric physics

AMGBS LAPETH, ETH P 713127

Annual review of fluidmechanics

ARFM ETH P713033

Boundary layer meteoro-logy

BLM LAPETH, ETH P 713127

Geophisicalresearchlet-ters

GRL LAPETH, ETH P 815611

Journalof appliedmeteo-rology

JAM LAPETH, ETH P 712415

Journalof theatmosphericsciences

JAS LAPETH, ETH P 712432

Journalof fluid mechanics JFM ETH P711497Journalof wind enginee-ring andindustrialaerody-namics

JWEIA ETH P714031

Meteorology and atmos-phericphysics

MAP LAPETH, ETH P 710835

Meteorologische Rund-schau

MR LAPETH, ETH P 713470

Monthly weatherreview MWR LAPETH, ETH P 72952Proceedingsof the roy-al society of London se-ries A – Mathematicalphysical and engineeringsciences

PRSLA ETH P713933

Quarterly journal of theroyal meteorologicalso-ciety

QJRMS LAPETH, ETH P 815018

TellusseriesA – Dynamicmeteorologyand oceano-graphy

TADMO LAPETH, ETH P 710947

Weatherandforecasting WF LAPETH


Tabelle3.13:ErschieneneArtikel in derZeitschriftAero Revue

Jahr Nr. Titel Bemerkungen Autor/Pilot1947 ? Die neuenGrund-

lagendesSegelflu-ges

tönt kurz Wellensegelflugan

WalterGeorgii

1947 1 Die Föhnwelle indenAlpenundihreBedeutungfür denSegelflug

Föhnbegriff, Bewölkung,Leewellen und Walzen:qualitativeBehandlung

F. Prohaska

1961 1 Föhn Konkreter Föhnflug imGebietSchänis,Alpstein,RheintalundBodensee

RudolphSeiler

1961 1 Föhnflüge imRheintal

KonkreterFöhnflug EugenÄberli

1961 3 Der Föhn im Ge-biet vonRagaz

Föhnflug im Raum Bad-Ragaz

RudolphSeiler

1975 11 Föhnstreckenflugüber 500 km bisvor Wien

Erlebnisbericht,mit syn-optischerGrosswetterlage

WernerStraub

1986 8 Den Tausenderum84 km verfehlt. . .

Detailierte Flugbe-schreibung, synoptischeGrosswetterlage

Felix Döbeli

1992 7 Im Standardflug-zeug1040km überdie Alpen

Detailierte Flugbeschrei-bung,mit Satellitenbild

Felix Döbeli

1993 7 Spitzenleistungenim Jahrhundert-föhn

3 FlugbeschreibungenundBodenwetterkarte

Felix Döbeli,Tom Badum,WernerDanz


Abbildung3.1:FlugroutenaufderWestseitedesRheintales

Abbildung3.2:FlugroutenaufderOstseitedesRheintales


Abbildung3.3:HöhenprofilamMorgen

Abbildung3.4:HöhenprofilamNachmittag


Tabelle3.14:Flugpassagenmit Steiggeschwindigkeiten � 4 m/s

Zeit geograph.Breite geograph.Länge baro.Höhe[hh.mm.ss] [GradMin. Dez.-Min.] [GradMin. Dez.-Min.] [m]

2 � 3 km östlichvon Altdorf6.20.37 46 53540N 8 39520E 19286.21.07 46 53510N 8 39570E 20536.21.37 46 53700N 8 39680E 21706.22.07 46 53660N 8 39700E 23136.22.37 46 53760N 8 39950E 24176.23.07 46 53730N 8 40220E 26016.23.37 46 53780N 8 40100E 2721

ÖstlichvonUnterschächen6.25.07 46 52720N 8 40780E 28926.25.37 46 52700N 8 40840E 30296.26.07 46 52720N 8 41200E 31066.26.37 46 52590N 8 41220E 3228

Pizol (GebieteingekreistalsNr. 3 in Figur (3.1))7.01.07 46 55970N 9 21760E 35367.01.37 46 55900N 9 22620E 37357.02.07 46 56190N 9 22230E 3878

Auch Nr. 3. Mittl. Geschwindigkeita etwa42m/s!7.06.07 46 56400N 9 23150E 39737.06.37 46 56390N 9 24180E 4114

NaheGolmerjoch(GebieteingekreistalsNr. 5 in Figur (3.2))7.20.07 47 03890N 9 50050E 28627.20.37 47 03920N 9 50540E 2982

aBerechnungsieheim Text!


Tabelle3.15:Flugpassagenmit Steiggeschwindigkeiten � 3 m/s

Zeit geograph.Breite geograph.Länge baro.Höhe[hh.mm.ss] [GradMin. Dez.-Min.] [GradMin. Dez.-Min.] [m]

Östlichvon Altdorf in RichtungKlausenpass6.20.37 46 53540N 8 39520E 19286.21.07 46 53510N 8 39570E 20536.21.37 46 53700N 8 39680E 21706.22.07 46 53660N 8 39700E 23136.22.37 46 53760N 8 39950E 24176.23.07 46 53730N 8 40220E 26016.23.37 46 53780N 8 40100E 27216.24.07 46 53710N 8 40540E 28156.24.37 46 53230N 8 40600E 27986.25.07 46 52720N 8 40780E 28926.25.37 46 52700N 8 40840E 30296.26.07 46 52720N 8 41200E 31066.26.37 46 52590N 8 41220E 32286.25.07 46 52720N 8 40780E 28926.25.37 46 52700N 8 40840E 30296.26.07 46 52720N 8 41200E 31066.26.37 46 52590N 8 41220E 3228

Nördlich vomHausstockzwischendenKreisen1. und2. in Figur (3.1)6.49.07 46 53930N 9 04080E 30606.49.37 46 54040N 9 04420E 3164

Südwestlichvon Elm (GebieteingekreistalsNr. 2. in Figur (3.1)6.51.37 46 54750N 9 08240E 30726.52.07 46 54930N 9 09440E 31816.52.37 46 5590N 9 10430E 32906.53.37 46 5570N 9 11050E 33076.54.07 46 54980N 9 10400E 34146.54.37 46 55300N 9 10700E 35156.55.07 46 5530N 9 11120E 3632

Pizol (GebieteingekreistalsNr. 3 in Figur (3.1))7.01.07 46 55970N 9 21760E 35367.01.37 46 55900N 9 22620E 37357.02.07 46 56190N 9 22230E 38787.02.37 46 56040N 9 22230E 3972

Auch Nr. 3. Mittl. Geschwindigkeita etwa42m/s!7.06.07 46 56400N 9 23150E 39737.06.37 46 56390N 9 24180E 4114

NaheGolmerjoch(GebieteingekreistalsNr. 5 in Figur (3.2))7.20.07 47 03890N 9 50050E 28627.20.37 47 03920N 9 50540E 2982

aBerechnungsieheim Text!

Kapitel 4

Diskussionund Inter pretationen

4.1 GeschichtlicherÜberblick

4.1.1 Frühe Anfängeder Föhnforschung(G. Kutzbach[1])

Bis vor 1860war wenigbekanntüberdie Prozesse,die im Zusammenhangmit abstei-gendenLuftströmenauftreten.

Espy hatteetwa um 1830ausLaborexperimentengeschlossen,dasssich Luft er-wärmt und die relative Feuchteabnimmt,wenn sie absinktund in GebietehöherenDruckskommt.Die ErkenntnisseEspy’s um 1830warenaberihrer Zeit nochzu weitvoraus.Es fehltenihm verlässlicheatmosphärischeFeldmessungen,um konkreteHy-pothesenzu Föhnprozessenin der Atmosphäreausden thermodynamischeGesetzenabzuleiten.Erstin den60-erJahrendesletztenJahrhundertsakzeptiertendannaucheu-ropäischeForscher, dassdiephysikalischenGesetze,vor allemdiederThermodynamik,für auf- undabsteigendeLuft gelten.

Im Alpenraumwar derFöhnschonlangedavor intensiv untersuchtworden.Seitet-wa1850herrschtediegängigeMeinungvor, dassderFöhnwindausderSaharastammenmüsse.Auch ConradEschervon der Linth unterstütztedieseTheorie,die er mit demAuftretenderEiszeitenin Verbindungbrachte.Er glaubte,dasswährenddenEiszeitendie Saharamit Wasserbedecktgewesensei,unddasswegendemdeswegenfehlendenFöhn sich dasEis in den Alpen habeanhäufenkönnen.Ein andererWissenschaftlerdieserZeit, Dove, vertratdie Ansicht,dassderFöhnausderKaribischenSeestamme,unddementsprechendfeuchtundwarmsei.DieseAussagelässtsichleichterverstehen,wennmanbedenkt,dasszu jenerZeit in der Schweizalle Winde aussüdlichenodersüdwestlichenRichtungen“Föhn” genanntwurden.

DerjungeösterreichischePhysikerJuliusHannversuchteerstmalsanhandderTheo-rie deradiabatischenZustandsänderungenvon Luft denFöhnwindzu erklären.Die in-spirierendeIdeedazuholteersichnicht im Alpenraum,sondernvoneinemverwandtenLokalwindphänomenan der OstseiteGrönlands,welchesvergleichbareCharakteristi-ken wie der Alpenföhnaufzeigte.Im RaumeGrönlandswar aberweit und breit keinQuellgebietfür einewarmeWindströmungzu finden.DeshalbschlossHann,dassessich bei diesemabnormalwarmenWind an der OstküsteGrönlandsund auchbeimAlpenföhnum lokaleEffekte handelnmüsse,welchesich beidemit rein thermodyna-

32

KAPITEL 4. DISKUSSIONUND INTERPRETATIONEN 33

mischenÜberlegungenerklärenlassensollten.Wenn feuchteLuft ausSüdenüber die Alpen strömt,kühlt sie sich trockenadia-

batisch,d. h. mit 1 K/100 m, soweit ab,bis sie denSättigungspunkterreicht.Danachkühlt sich die Luft wegender freiwerdendenKondensationswärmenur nochfeuchta-diabatisch,d. h. mit ungefähr0 � 6 K/100 m, ab,und daskondensierteWasserverlässtdie Luftströmungals flüssigeroder festerNiederschlag.Im Nordenerwärmtsich dieLuft aberwiederumtrockenadiabatischund die relative Feuchtigkeit nimmt starkab.In dentypischenFöhnortenwerdenbei Föhnregelmässigrelative Feuchtigkeitenvonnur 30 bis 40%gemessen.Die Differenzzwischender reduziertenAbkühlungauf derAlpensüdseiteundderErwärmungauf derNordseiteführt zu einemWärmeüberschussauf der Alpennordseite.DieseProzessvorstellungdecktesichsehrgut mit dendamalsvorhandenenBeobachtungen.

Die SchweizerMeteorologen,undspäterauchDove,folgtenHann‘sTheorie,dieerim Jahre1866in Wien vorstellte.

UnerwarteteUnterstützungerhielter vonH. v. Helmholtz,derschon1865aneinemöffentlichenAuftritt überthermodynamischeEffektevonauf-undabsteigenderLuft re-feriert hatte,aberniemandhattedabeiauf Anhieb die TragweiteseinerErkenntnisseerkannt.Hann’sneuesFöhnkonzept,basierendaufphysikalischenGesetzen,setztesichdurchundwurdevon ihm selbstaucherfolgreichin meteorologischenKreisenverbrei-tet.

4.1.2 Hinweisezu weiterer Übersichtsliteratur zur Föhnforschung

NachdererstenFormulierungeinesphysikalischenModellsdurchJ.Hannfolgtenvie-le Arbeiten zur Frage,wieso der Föhn in die Täler herabsteigt.Einen Überblick zurLiteraturzudiesemundweiterenThemenumdieJahrhundertwendegibt Lehmann[2].

EineDokumentationvonweiterenArbeitenzumFöhnnachdem2 � Weltkrieg liefertM. Schlegel [3].

Eine Auswahl von Dokumentenzur gesamtenGeschichteder FöhnforschunggibtM. Kuhn[4]. Er berücksichtigtdabeiArbeitenvondenAnfängenderFöhnforschungbisin die80-erJahredes20� Jahrhunderts.SeinBuchbeinhaltetsowohl Artikel vomAutorselbst,als aucheine Auswahl von Publikationenzu Föhn von anderenAutoren.DieLiteraturhinweisedereinzelnenArtikel summierensichdabeizueinerArt GesamtschauderFöhnforschungdes19� und20� Jahrhunderts.

Um einenschnellenEinblick in die Föhngeschichtezuerhalten,empfehltsichauchdiechronologischeAuflistungderwichtigstenArbeitenzuFöhnvonK. Frey [5] in einerseinerPublikationen.Dabeiist jedochzubeachten,dassK. Frey selbstVerfechtereinerspeziellenFöhntheorie,der Solenoidtheorie,ist. Deshalbmussman die Auswahl derLiteraturseinerAufzählungmit Vorsichtgeniessen.


4.2 Diskussionder Literatur in Hinblick auf Fragestel-lungen im MAP-FORM

In dennunfolgendenAbschnittenmöchteich nochspeziellaufeineAuswahlvonInhal-tenausderreichhaltigenPalettevonLiteraturhinweisenzurückkommen.Zuerstmöchteich einenallgemeinenÜberblickzudenverschiedenenFöhntheorienaufzeigen.Danachstehtdannvor allemderBezugzu Fragenrundum denFöhnim St.GallerRheintalimVordergrund.Zuletzt gebeich nochHinweisezu Literatur zu speziellenTeilaspektendesThemasAlpenföhn.

4.2.1 Theorien

Die erstephysikalischeTheoriezumFöhnstellteJ. Hannvor (4.1.1). Diesesogenann-te “Thermodynamische”oder“KlassischeFöhntheorie”ist bis heutedie amweitestenverbreiteteFöhntheorie.Die meistenSchullehrmittelbenutzendieseTheoriein ihrerur-sprünglichenFormzurErklärungdesAlpenföhns.Weit verbreitetist dabeidieAnsicht,dassvor allem die freiwerdendelatenteWärmedenTemperaturunterschiedzwischender Alpennord-und Südseiteausmacht.Die Theoriesagtalsofür dasWindfeld einenSüdwindsowohl für die Süd-,als auchfür die Nordseiteder Alpen voraus,und dasmehroderwenigerbiszumBodenhin.Messungenkonntendiesabernie in dieserFormbestätigen.L. Lammert(1920)undP. Seibert(1990)präsentierenin ihrenArbeitenMes-sungen,die in denunteren1 � 5 km der Atmosphärenicht der klassischenthermodyna-mischenModellvorstellungentsprechen( sieheTabelle(3.3)). EineweitereDiskussionzudiesemThemagibt P. Seibert(1990).

Hann‘s Theoriebefasstesich nur mit der thermodynamischenBeschreibung desFöhns.NeuereArbeitenbetrachtendieFöhnströmungalsdasÜberströmeneinesFluidsübereinorographischesHindernis.Im UnterschiedzueinerWasserströmungkommtbeiderBeschreibungeinerLuftströmungkomplizierendhinzu,dassLuft mehroderweni-gerstabilgeschichtetist undbeiderÜberströmungeinesGebirgeslatenteWärmedurchKondensationfreigesetztwerdenkann.Danebenkönnensich Störungenin der Strö-mungin Form von Wellensowohl horizontal,alsauchvertikal ausbreitenmit dement-sprechendenTransportvon Impuls.NebendentheoretischenÜberlegungensind auchempirischeErkenntnisseausder Hydrodynamikeine wichtige Grundlagezur Erklä-rungvon Föhnprozessen.HeutzutagewerdentheoretischeModelledurchphysikalisch-numerischeModellbeschreibungenauf Hochleistungscomputerngerechnet.Untermau-ertwerdensolcheSimulationendurchFeldmessungen,wieetwadasALPEX-Experiment1982oderdurchdieUntersuchungvoneinzelnenFöhnereignissen.Als denwohl ambe-stenuntersuchtenFöhnfall im AlpenraumkannmandenschwerenFöhnsturmvom 8 �November1982bezeichnen.Die numerischenModelle sind sehraufwendig.Für dieDarstellungder Strömungin denAlpentälernmussein sehrengmaschigesGitter ge-wählt werden.DasbedeuteteinesehrgrosseAnzahl an Rechenoperationenpro Zeit-schritt. Danebenfehlt teilweiseauchdasVerständnisfür viele Prozessein der Föhn-dynamik.Dasgilt vor allemfür die subskaligenProzesse,die im numerischenModellparametrisiertwerdenmüssen.Um die AussagenderphysikalischenModelleüberprü-


fenzukönnen,sollteaucheinentsprechendengmaschigesBeobachtungsnetzvorhandensein.Diesist jedochoperationellnichteinmalim AlpenraumderFall, undnurwährendgrossangelegtenFeldexperimentenwerdenhochaufgelösteMessdatenerhoben.

Eine weitereTheoriezum Föhn, welcheweitherumBeachtunggefundenhat, istdie Solenoidtheorievon K. Frey [5]. Er hat bei der Untersuchungvon etlichenFöhn-fällen festgestellt,dassauf der Alpennordseitebei Föhn ein ausgeprägtesbaroklinesTemperatur- undDruckfeldauftritt. FürFrey stehtfest,dassdiesesSolenoidfür dieAb-wärtsbeschleunigungder FöhnluftüberdemAlpenkammverantwortlich ist. EineDis-kussionundBerichtigungausphysikalischerSichterfährtdieseTheoriein derDisser-tationsschriftvonJ.C. Quiby [6].

AbgesehenvondenobenerwähntenModellenundTheorienexistierenvieleVarian-tenundModifikationenzu diesen,welcheeinigeAspektederFöhnströmungzumTeilandersbeschreiben.EineguteÜbersichtdazugibt dieBerichtesammlungvonM. Kuhn[4].

4.2.2 Föhn im St. Galler Rheintal

Einige Arbeitenbeziehensichdirekt auf dasRheintal.Th. Gutermann(1970),der Di-rektorderSMA, hatseineDissertationsabhandlungüberdieFöhnhäufigkeit im Rheintalabgefasst(sieheTabelle(3.3)). Er hat eine statistischeMethodedargestellt,mit wel-cherFöhnbeobachtungstermineausgeschiedenwerdenkönnen.DieseMethodehat erauf die langjährigenklimatologischenReihenin Bad-RagazundVaduzangewandtunddie Föhnhäufigkeit mit derStationAltdorf verglichen.Weitershater mesoklimatischeUntersuchungenzumWind- undTemperaturfeldim ChurerundSt.GallerRheintalan-gestellt.Er hatunteranderempostuliert,dassdieFöhnluftim ChurerRheintalkälteristalsbeispielsweisein Vaduz,weil dieseLuft eineFöhnmischluftdarstellt,dieauseinemgrossenAnteil vonLuft ausdenkaltenBündnerSeitentälernbesteht.EineweiterenAu-genmerkin seinerArbeit legte er auf denEinflussdesTag/Nacht-Talwindsystemsaufdie Föhnströmungim Rheintal.

P. Hächlerund M. Schüepp(1994)inTabelle(3.4) gebeneinegenerelleÜbersichtzum Föhn im Rheintal.Zusätzlichverweisensie exemplarischauf den Föhnfall vonEndeApril 1993,einemderlängstenjemalsdokumentiertenFälle.

Weitersgibt esnoch3 ArbeitsberichtederSMA, die sichspeziellauf denFöhnimBodenseeraumbeziehen(Tabelle(3.6)). Es sind diesdie Berichtemit denNummern68� 90und118.

4.2.3 Literatur zu Teilaspektender Föhnströmung

Im folgendenschlageich eineAuswahl von Literatur vor, die wiederumHinweisezuweitererLiteraturzum jeweiligenThemabeinhalten.DieseAuswahl ist sehrsubjektivunddecktbeiweitemnichtalleThemenab. Im AnhangbefindetsichnocheineAngabealler zitiertenAutorenin dieserArbeit.


Föhn und Kaltluftsee

EinewissenschaftlichePublikationvon K. P. Hoinka(A.1.4) befasstsichmit denStrö-mungs-undWindverhältnissenin einemKaltluftseeim Alpenvorland.

EineweitereArbeit (A.2.35) beschreibtein theoretischesModell, um denEinflusseinesKaltluftseesauf die Föhnströmungabzuschätzen.Die Orographieist dabeiabersehrvereinfacht.

LokalesDruck- und Temperatur- und Windfeld bei Föhn

P. Seibert(1990)dokumentierteineFülle von Druck- undTemperaturmessungenrundumInnsbruckwährendFöhn(sieheTabelle(3.3)). Sehrschönist dieBeschreibungeineslokalenDruckhochsüberInnsbruck,amAusgangdesWipptals.ÄhnlicheEffektesindauchim Rheintaldenkbar, beispielsweiseamGonzen.

Grossräumigeund regionaleWindfelderwerdenvon Vergeiner(1976),(1976)und(1978)beschrieben.EineetwasältereArbeit vonLammert(1920)behandeltdasWind-feld aufderAlpensüdseitebeiFöhn(sieheTabelle(3.3)).

Niederschlagsverteilung bei Föhn

F. Fliri (1983)ermittelteinelangjährigeStatistikderVerteilungderNiederschlägebeiFöhnzwischendenStationenAltdorf und Innsbruck(sieheTabelle(3.3)). Eine seinerHauptaussagenbestehtdarin,dassim OstalpenraumbeiFöhnmeistsehrwenigNieder-schlagaufderAlpensüdseiteauftritt.

BiometeorologischeArbeiten zu Föhn

Ich möchtehier nur zwei Werke hervorheben,welchewiederumauf eineFülle von an-derenDokumentenzu diesemThemahinweisen.BernharddeRudder[7] beschreibtinseinerArbeit dasFöhnproblemausder medizinischenSicht. Speziellmit dem mög-lichen Auftretenvon Druckschwankungenbefasstsich H. Richer[8]. Dabeispielt vorallemdieWechselwirkungvomFöhnmit demKaltluftseeim MittellandeineRolle.

4.3 AllgemeineBemerkungenzu Föhnsegelflügen

Segelfliegerinteressierensichnatürlichfür Aufwindzonenmit ergiebigenSteiggeschwin-digkeiten.Für eine“normale” Föhnströmungscheintescharakteristischzu sein,dassdieseAufwindzonensehrortstreusind.ErfahreneSegelflugpilotensteuernbeiFöhnim-merdieselbenBerghängeundLeezonenvon Gebirgszonenanim “blinden Vertrauen”,andieserStelleeinengünstigenAufwind zuerwischen.

Alois Bissig flog im erwähntenBeispielmit derselbenTaktik RichtungWien los.SeinelangjährigeRoutineerlaubteesihm, seinenFlug optimalzugestalten

� möglichstraschanHöhezugewinnen

� unddanachim DirektflugstarkeAbwindbereichezumeiden.


Aufwindregionen,die für Föhnflügeinteressantsind, teilen sichauf die folgendendrei Hauptgruppenauf

1. Hangwind:

� � laminaresÜberfliesseneinesBergkammes� AufwindzoneaufderLuv-Seite� Windeinflussbis � 500m überKretenniveaumöglich

2. Wellenrotor, WolkenwalzeoderhydraulischerSprung:

� sehrturbulenteZoneuntereinerLee-Welle� Einflussbisüber4000m. ü. M. möglich� die horizontaleAusdehnungist meistgering(1 � 3 km)

3. Lee-Welle:

� AufwindbereichaufderVorderseiteeinerLee-Welle� könnensichhorizontalüberDutzendevonKilometernerstrecken

Die Hangaufwindesind meistwenig turbulent und erlaubenein angenehmesFliegen.Wolkenrotorendagegenkönnenz.T. gefährlichstarke Turbulenzenmit bis zu 10 m/sAuf- oderAbwind aufweisen.Lee-Wellen erlaubenzum Teil ausgedehnteDirektflügebei gleichzeitigemSteigen.

4.4 Bemerkungenzu denSegelflugerfahrungsberichten

Viele Artikel kommentierenausgedehnteLangstreckenflügewährendFöhnlagen.Eini-gebeschreibenauchHöhenflügein den50-erund60-erJahren,alsdasVerkehrsaufkom-menaufdenLuftstrassenüberdenAlpeneinAufsteigenin grosseHöhennocherlaubte.HeutzutagebeschränkensichsolcheFöhnflügemeistauf die untersten4 KilometerderTroposphäre.BesonderesInteressegalt demAufwindbereichausgedehnterLeewellen.Manerhoffte sichausdenbeiFöhnflügengemachtenErfahrungenGrundregelndarüberableitenzukönnen,wo,wannundwie günstigeAufwindzonenim AlpengebietbeiFöhnauftreten.

4.5 Der Föhnflug von Alois Bissig

4.5.1 Ablauf desFöhnflugs

Wennwir die Kurve derbarometrischenHöhemit derZeit betrachten,sehenwir, dassAlois Bissig schonkurz nachdemAusklinkenbei 1700m. ü. M. sehrraschauf 3400m. ü. M. steigt,danachdieseHöhebis nachElm in etwa haltenkann,und überdemPizol bis auf über4000m. ü. M. steigt.Aus denResultatenin derTabelle(3.14) lassen


sichöstlichvon Altdorf undsüdlichdesPizolsSteiggeschwindigkeitenvon über6 m/snachweisen.Die TraversierungdesRheintalskostetihn aberwiederetwa 1000m anHöhe,d.h.direktüberdemTal scheinteskeinegünstigenAufwindezugeben,wasauchandereSegelpilotenin ihren Aussagenbestätigen(4.6). Am Golmerjoch,im Lee desRätikons,gelingtesihm, wiederaufüber4000m. ü. M. zusteigen.

Auf dem Rückflug findet er noch einmal 3 günstigeAufwindzonenmit Steigge-schwindigkeiten � 2 m/svor

� knappsüdlichdesSäntis

� in derNähevonNesslau,im LeederChurfirsten

� amSchäniserberg amAusgangdesGlarnerHaupttales

Alois BissiggelingtesandiesemTag,eineStreckevonübereintausendKilometernzurückzulegen.

4.5.2 ElementedesFlugmusters

Wenn Föhnflugroutenaufgezeichnetwerden,ergibt sich meist ein charakteristischesMustervon Regionenmit Direktflug, wasentwederauf ein geringesSteigen,oderöf-ters auf einenSinkflug hinweist,odervon Regionen,wo dasSegelflugzeugin engenSchlaufenlokal sehrbegrenzteAufwindzonenerfliegt. Dementsprechendgibt derauf-gezeichneteVerlaufeinesFöhnflugesHinweiseaufRegionenmit günstigenAufwindenundRegionen,welchebeidenSegelfliegernals“Durststrecken” bekanntsind,undsomitmöglichstraschdurchquertwerdensollten.Interessantist alsodieFrage,obdieGebietemit denhöchstenSteiggeschwindigkeitenmit denauffälligen Schlaufender Flugbahnkorrelieren.In denTabellen(3.14) und(3.15) habeich dieseStellenschongroblokali-siert.Wennich dieseLokalitätenmit denSchlaufenderFlugbahn,welcheich teilweiseeingekreisthabe,vergleiche,dannzeigtsich,dassdie Schlaufenin derFlugbahnoffen-sichtlichStellenandeuten,wo derPilot lokal begrenzteHang-,Rotor- oderWellenauf-winde mit grossenSteiggeschwindigkeitenausgenutzthat.Doch werdenso nicht alleFälle abgedeckt.Die Aufwindzonenin Lee-Wellen könnenz.T. im Direktflug genutztwerden,undverratensichsomitnicht in derProjektionaufderErdoberfläche.

4.6 Gesprächmit Felix Döbeli

Felix Döbeli ist einpassionierterSegelflugpilotmit Nationalmannschaftserfahrung.Am31� 3 � 1992gelangesihm dasersteMal, bei FöhnaneinemTageineStrecke von mehrals1000Kilometernzurückzulegen.In derZwischenzeitgelangihm sogareinFlugvonfast1300Kilometern,wasbei einerFlugzeitvon etwa 12 StundeneinenDurchschnittvon mehrals100km/h ergibt!

BeiunseremGesprächkonzentriertenwir unsvorwiegendaufdieRegiondesSt.Gal-ler Rheintals.Interessantwar vor allemdie Frage,obseineErkenntnisseüberverlässli-cheAufwindbereichemit denResultatendesFöhnflugsvon Alois Bissigübereinstim-


men.Nachfolgendmöchteich die wichtigstenAussagenzu denverschiedenenFöhnei-genheitenrundumdasRheintalkurzzusammenstellen.

4.6.1 Walenseeund Seeztal

Häufig fungiert der Segelflugplatzin Schänisals Startpunktfür einenFöhnflug. ImSchleppgehtesbis zumSchäniserberg, dersichschonim Unterkapitel(4.5.1) alsAuf-windlokalität entpuppthat. Dort klinkt er ausund steigt im Luv der ChurfirstenimHangwindbisaufetwa3000bis3500m. ü. M. . DieserHangwindist immermehroderwenigerstarkvorhanden,unddie LuvseitederChurfirstenfungiertausDöbeli’s Erfah-rung NIE als AbwindbereicheinerdarüberliegendenLee-Welle. Sollte die Höhedannnochnicht ausreichen,fliegt Felix zum Gonzenweiter, demklassischenNotanker fürSegelflieger. Bereitsab 1000m. ü. M. gibt esAufwinde bis zu 5 � 6 m/s.Die Föhn-luft mussalsodiesesmächtigeHinderniszumTeil überströmen.DerTalbodenbefindetsich etwa auf 500 m. ü. M. , der Gonzenselbstist knapp1900m hoch.Der direkteEinflussdesGonzenauf die Windströmungist bis etwa 2400 m. ü. M. im Flugzeugspürbar, im Extremfall sogarbis auf 3300m. ü. M. . DieseHöhereicht dannaus,umRichtungMalbun und Golmerjochloszufliegen.Denn überdem Rheintalgibt esaufdieserHöhekaumAufwinde,erstabetwa 4000m. ü. M. könnteer im AufwindbereicheinerLeewelle fliegen.DeswegenmussFelix immermit einemgenügendgrossenHö-henpolsterdieTraversierungdesRheintalsin Angriff nehmen.Im LeedesGonzens,aufder Seeztalseite,erwähnter unterhalbder Kammhöhe(� 2200m. ü. M. ) einenrechtstarkenAbwindbereich.Esist abernichtganzklar, obdieservomEinflussdesGonzensstammt,oderobdieserdenAbwindbereicheinerdarüberliegendenLee-Welle darstellt.

4.6.2 Falknisgebietbis Golmerjoch

NachderTraversierungdesRheintalskannFelix meistüberdemGebietdesTriesener-berges– Steg einenturbulentenWellenrotorausnutzen.Manchmalbefindetsichdieseraucheherüber dem Ort Malbun, im Lee desRätikons.Danachfliegt er weiter zumZimbaundzumGolmerjoch(4.5.1und3.2(Nr. 5)), dersichknappsüdöstlichdesZimbabefindet.DieserBerg ist wohl jedemFöhnfliegerbekannt.Unmittelbardarüberbefindetsichbei Föhnein sehrstarkturbulenteZoneim LeedesSulzfluh.Wie in Tabelle(3.14)angedeutet,könnenhiersehrhoheSteiggeschwindigkeitenerreichtwerden.WennFelixdasGolmerjochvon Südenher im Lee desDrusenfluhanfliegt, registriert er im Ex-tremfall bis zu 10 m/sAbwind, d.h. die Föhnluftergiesstsichwie ein Wasserfall überdenRätikon.Esist somitnichtganzklar, obsichüberdemGolmerjocheinWellenrotorbefindet,oderob essicheherum dasPhänomeneineshydraulischenSprungshandelt.DiesesehrturbulenteAufwindzoneist, nachseinenErfahrungen,sehrortstreuundver-lässlich.Praktischalle Pilotennutzenhier denAufwind alsLift bis in denBereichvon4000� 4500m.ü. M. . VonhierausgehtdieReiseweiterüberdieBielerHöheoderdenAlberg RichtungParseier, die nächstesehrgünstigeAufstiegsgelegenheit.DieserBergbefindetsichknappnordwestlichvonLandeck.


4.6.3 Zusammenfassungeiniger typischer Positionenvon Hangauf-winden, Wellenrotorenund Lee-Wellen

Wie schonim Unterkapitel(4.3) erwähnt,lassensichdie Aufwindgebietein 3 Gruppenunterteilen.Hier möchteich die schongenanntenAufwindpositionenzusammenfassenundnochweitereBeispielezudeneinzelnenAufwindkategorienausmeinemGesprächmit Felix Döbeli anfügen.

KlassischeLokalitätenvon RotorenunterLee-Wellenbefindensichüber

� demGolmerjoch(siehe4.6.2)

� Gaflei-Steg, Malbun (siehe4.6.2)

� Bad-Ragaz,Vilters: sehrergiebigerRotor im LeedesPizols,deresmeistenser-laubt,insWellensystemüberBad-Ragazeinzusteigen

� Elm: sehrturbulenterRotor ( sieheFigur (3.1, Nr.2), undTabelle(3.15)) im LeederTschingelhörner, dervonderCharakteristikmit demGolmerjochrotorzuver-gleichenist

� Netstal:starker Rotor mit Einstiegsmöglichkeit ins Wellensystemab etwa 3500m. ü. M. .

StarkeHangaufwindzonenbefindensicham

� Gonzen(siehe4.6.1)

� Sichelkamm,Gamsberg: diesezwei Berge liegenzwischenWalenstadtunddemGonzenundihre SüdflankensindschöngegenSüdenausgerichtet

� Rauti-Spitz:liegt amöstlichenAusgangdesKlöntals,in derNähevonNetstal

� HoherKasten:BergketteziehtamSüdostendedesAlpsteinsRichtungWildhaus,oft Direktflugmit Steigenmöglich

� Naafkopf: DreiländereckSchweiz-Österreich-LichtensteinamWestendedesPrät-tigaus,derFöhnwird im DreieckVilan-Naafkopf-Schesaplanarichtiggehendka-nalisiert

TypischeLeewellen-Positionenbeschreibter

� zwischenLinthal undBad-Ragaz

� zwischenNetstalundFlums

� zwischenEbnat-KappelbisBuchsundweiterbis zumGolmerjoch

� zwischendemHohen-KastenundBludenz


DieseAngabensind natürlichnur als sehrgrob zu betrachten,und die Wellenpositio-nenvariierenauchvon Föhnfall zu Föhnfall. Die Wellenachsenordnensich oft in et-wa parallelzur erzeugendenBergkettean,d.h.zwischenElm undBad-Ragazin leichtsüdwestlicher-nordöstlicherRichtungundim LeedesRätikonsin leicht nordwest-süd-östlicherRichtung.

Zum Prättigauist zu sagen,dassnachderErfahrungvon Felix Döbeli erstabetwa2000m. ü. M. . mit Aufwind zurechnenist, zumBeispielanderSüdflankedesSassau-na (2300m. ü. M. ). Darunterbefindetsich eineverhältnismässigruhigeLuftschicht.Daskönntedaraufhindeuten,dassdieseLuftmassevonderallgemeinenFöhnströmungentkoppeltist.

Anhang A

Abstracts

A.1 Dir ekteFöhnpublikationen

Im Anhangfolgen nun noch- wennvorhanden- die Abstractszu den in denTabel-len (3.8) und(3.10) aufgelistetenPublikationen.

A.1.1 Observation of the airflow over the Alps during a foehnevent

A detailedanalysisis presentedof the large-scale,mesoscaleand local featuresof asouth-foehneventin theAlps on8November1982.Onthisday, with asubstantialcross-mountainflow, instrumentedaircraftmadeprogrammedflightsbackandforth acrosstheAlps betweensouthernGermany andnorthernItaly. Rawinsondeobservationswereusedto completethedataset.A mesoscaledoublemountainwavewith anamplitudeof 1 kmwasfoundin theuppertroposphere.In themid troposphereabovetheInn valley aratherpronouncedwavewith anamplitudeof 2 km anda wavelengthof 50 km wasanalysed.This wave wascloseto overturning.The foehnturnedout to be accompaniedby lowwavedragathighlevelsandwith strongwavedragat lowerlevels.Downwardsoutherly(westerly)momentumflux wasevaluatedto 0 � 3 0 � 1� Pa.Mountaindragwasestimatedto be between1 � 6 and6 � 7 Pa. Light to moderateturbulencewasobserved immediatlyto the lee in a low-level turbulencezoneover theregion of stronggustysurfacewinds.Finally, specialattentionhasbeendevotedto the similaritiesandpossibledifferencesbetweenfoehnin theAlps andchinookin theRocky Mountains.

A.1.2 Gleichzeitigkeit von Nord- und Südföhnbei einer Westlage

Am 13.Dezember1981- beiausgeprägterWestlage- vollziehtsichderUebergangeinerNordföhn-in eineSüdföhnlage.Bei diesemWandelderWetterlageim alpinenBereichist der sehrselteneFall bemerkenswert,dassder Nordföhnin Locarno-MontiundderSüdföhnin Altdorf währendungefährvier Stundengleichzeitigwehen.Von wesentli-cher Bedeutungfür die EntwicklungdesSüdföhnsist eineAbsinkinversion,die sichnördlichdesAlpenkammsameindrucksvollstenentwickelt. Da die InversionsüdwärtsderAlpen in einergrösserenHöheverbleibt,stellt sichüberdemAlpenkammein von

42

ANHANG A. ABSTRACTS 43

NordennachSüdengerichtetesisobaresTemperaturgefälleein. Dieseswird verstärktdurchdie aufkommendensüdlichenWinde, wobei die auf der LuvseiteangehobenenLuftmassenauf dem Alpenkammeine adiabatischbedingteAbkühlung verursachen.UnterAusbildungeinesausserordentlichenbaroklinenSolenoidfeldeserreichtdieSpit-zengeschwindigkeit desSüdföhnsin Altdorf denhöchstenseit1967festgestelltenWertvon 157km/h.

A.1.3 Der “J ahrhundertföhn” vom 8. November1982

Am 8. November1982 kam es im nördlichenVoralpengebietder Schweizzu einemFöhnsturmvon aussergewöhnlicherHeftigkeit. Die auf 400 m ü.M. bezogeneDruck-differenzzwischenden StationenLocarno-Montiund Kloten erreichteein bis heutenochnie festgestelltesAusmassvonnahezu24Millibar. Die Entwicklungdieser“Jahr-hundertföhn”wird anhandder räumlichenFeldervon Luftdruck, Temperatur, relativerFeuchtigkeit, Windrichtungund Windstärke beidseitsder Alpen untersucht,insbeson-dereentlangeinesQuerschnittsprofils,dasvon SSEnachNNW überdasAlpenmassivverläuft. Die wesentlichenQuellenfür die gewaltige kinetischeEnergie diesesFöhn-sturmssindderaussergewöhnlicheDruckgradientunddasbaroklineSolenoidfeldüberdem nördlichenVoralpengebiet.Es bestandin denuntersten3000m auf der Leesei-te ein isobaresTemperaturgefällegegendenAlpenkamm,wie es in diesemAusmassseltenauftritt.

A.1.4 TheSurfaceLayer On TheLeesideOf TheAlps During Foehn

This paperdescribesanddocumentsthemeteorologicalconditionswhich occurin as-sociationwith a cold surfacelayeron thenorthernleesideof theAlps duringfoehn.Aclimatologicalstudyusingfour years’rawinsondedatashows thatduring many foehneventsa weak advection from the eastoccursin the cold surface layer beneaththesoutherlyfoehn flow. Threecasesof foehn in the northernAlps were studiedusingdatatakenby instrumentedaircraft.Theanalysisof variousverticalsoundingsbetweenthebaselineof theAlps andMunich indicatethatthecold surfacelayer is erodedup to50km northof thebaselinebut thatfurthernorth,thefoehnhasnot touchedtheground.Theanalysisof datatakenin theurbanplumewestof Munich shows that thepollutionis trappedby theinversionin thecold air leadingto high levelsof air pollution westofMunich.

A.1.5 Mesoscalesurface-windcharacteristicsandpotential gravity-wave formation during cross-Alpineairflow

Mesoscaleflow characteristicsin theAlpine regionarededucedfromasetof daily large-scaleanalyses(1981-1990)bymeansof statistical-dynamicaldownscaling.Thismethodutilizestheresultsof alargenumberof mesoscalenumericalsimulationsin combinationwith knownstatisticsof theforcinglarge-scaleconditions.Theinvestigationis restrictedto cross-Alpinelarge-scaleflow from 165to 265degreesat500hPa. Suchtypesof flow


arefavourableto southfoehn.Theresultsprovidemodel-basedclimatologicalestimatesof surfacewind directionandupper-level gravity-wave formationat a horizontalreso-lution of 20 km and10 km. Simulatedsurfacewind rosesagreewell with observationsandshow a dominanceof low-level how aroundtheAlps with bimodalfrequency dis-tributionsof wind directionnorthandsouthof themountains.Theareaswheresplittedhows preferablymergeareidentified.Gravity wavesaremostlikely to occurabove thewesternpartsof theAlps. A secondarymaximumof likelihoodwasfoundabove Tyroland Trentino.Surfacewind rosesand gravity-wave formation are both checked withrespectto their sensitivity to season(springvs. autumn)andlarge-scaleflow direction(southto southwestvs.southwestto west).

A.1.6 Pressuredrag and momentumfluxesdueto the Alps 1: Com-parison betweennumerical simulationsand observation

A three-dimensional,non-hydrostatic,anelasticmodelusinginteractive grid nestingisemployedto simulatetheairflow overandaroundtheAlps duringa strongfoehneventon 8 November1982.In themodel,a singleupstreamsoundingis usedto initialize themeanflow. This singlesoundingwasobtainedfrom theoutputof a three-dimensionalobjectiveanalysisof rawinsondedata.Themodelresultsshow thatin low levelstheair-flow is forcedaroundtheAlps, in particularatits westernedges,whereasabove700hPatheflow is over theAlps. AbovenorthernItaly a convergenceline betweentheeasterlyflow andthefoehnforcedby theApennineMountainsis simulatedin accordancewithobservations.To thewestof Milan verticalvorticesaresimulatedin agreementwith thecomplex circulationobservedin this region.Thesimulationsshow that thereis signifi-canthorizontalvariability in the local vectorsof thepressuredragandthemomentumflux. Thisvariability complicatesthecomparisonbetweenmodelandobservationaldataaswell asrestrictingone’s ability to extrapolateaccuratelylocal cross-sectionalobser-vationsof pressuredragandmomentumflux to valuesrepresentative for theentireAl-pinecomplex. Unfortunately, therewereno measurementsof surfacepressuredragforthe entireAlps on 8 November1982.However, measurementsduring ALPEX duringfour foehneventsobtainedmeridionalandzonalvaluesof � 4 � 3 and1 � 8 x 10 11� N.The currentvaluesof � 4 � 7 and1 � 7 x 10 11� N obtainedfor the simulationsof the 8November1982caseusing5 km horizontalresolutionarevery closeto the previousobservations.Therewereobservationsona cross-sectionbetweenVicenzaandMunichon this day. Thevaluesobtainedwere � 0 � 67 x 10 6� Nm � 1 for thesurfacepressuredragand � 0 � 75x 10 5� Nm � 1 for themomentumflux averagedbetween5 and10kmabovemeansealevel. Thesimulatedvaluesfor thesamecross-sectionwere � 0 � 62 and� 0 � 50 x 10 6� Nm � 1 for the pressuredragandmomentumflux, respectively. Over-all, theaveragedsimulatedmeridionalmomentumflux between5 and10 km was � 2 � 2x 10 11� N which is about47% of the surfacepressuredrag.Theseresultsandcom-parisonswith observationssuggestthatwhile the modelappearsto predictreasonablevaluesfor thesurfacepressuredragtheamplitudeof themomentumflux valuesis toolarge.Thesimulatedvaluesare,for example,six timesthoseobservedfor theVicenza


to Munichcross-section.Simulationsusingevenfiner resolutionovera reducedregionsuggestthat poorly simulateddissipative forcesby the modelmay be responsibleforsomeof this discrepancy. Someotherfactorssuchassurfacefriction arealsodiscussedin thetext.

A.1.7 On the effect of a foehn on cold fr onts in the vicinity of theAlps

Thepresentnotediscussesphysicalmechanismswhichmaycontributeto coldair chan-nellingcloseto theAlps.Thisinvolvesthemodificationof theprefrontalair by thewarmfoehnair andof thepostfrontalair by blockingeffectsresultingin anincreasein preci-pitation.Additionally theinfluenceof a slopingsurfacein thevicinity of theorographyis considered.Theproblemsaredicussedin termsof anorth-south-orientatedcold frontbehaving asanatmosphericgravity currentpropagatingalongtheeast-westorientatedAlps.

A.2 AllgemeineFöhnpublikationen

A.2.1 A study of orographic blocking and barrier wind develop-ment upstreamof the Southern Alps, NewZealand

Upperlevelandsurfacewind datafor 1994areusedto provideaninitial identificationoftheorographiceffecton regionalairflow patternsupwindof themountainbarrier. A ca-sestudyof thedevelopmentof upstreamblockingandbarrierjetsis alsoprovided.Thepredominanceof gradientairflow from betweennorthwestandsouthwestthroughthisregionresultsin frequenttrans-mountainwinds.Themountainsareseento haveamajoreffectonairflow in thelowest2000m abovesealevel,with clearevidenceof orographicblockingandbarrierwind development.Somevariability in theextentof this blockingwasnotedduring1994,which appearedto be associatedwith changesin thesynopticcirculationandair masscharacteristics.Thefrequentoccurrenceof southwesterlywindsbetween300m and2000m indicatessignificantdefectionof thepredominantwinds tofollow thesouthwest-northeastorientationof themountains.Thesesouthwesterlybar-rier winds occurin oppositionto the apparentpressuregradient.Northeasterlybarrierwinds occurmainly below 300m, andrepresenta down- gradient,localisedflow thatis frequentlyseparatedfrom overlying northwesterlygradientwinds by a transitionallayer, within which the wind backswith height.The controlsof the extent of orogra-phic blocking areonly assessedsuperficially, dueto the lack of goodthermodynamicdataupstreamof themountains,althoughacombinationof wind speedandatmosphericstability is obviously important.Theseinitial resultsprovideausefulinsightinto theex-tentof orographiceffectsonregionalwindfields,whichwill serveasthebasisfor futureobservationalandmodellingstudies.


A.2.2 Lidar observations of a breaking mountain wave associatedwith extremeturb ulence

Observationsfrom a Dopplerlidar, which areenhancedby stratosphericaerosolsfromMount Pinatubo’s eruption,provide uniquemeasurementsof mountainwavesover theRocky Mountains,includingnearlyinstantaneousobservationsof wave breakingin thelower stratosphere.The wave breakingis revealedby a flow-reversalaloft that marksa localizedcritical layer createdwhenthe wave amplitudewasgreatenoughto causeoverturning.Thealtitude,spatialscale,anddurationof this wave-inducedcritical layeraredocumented.The mountainwavesled to turbulenceaffectingcommercialaircraft,includingoneaccidentin whichacargo jet lostanengineandpartof awing in extremeturbulenceat thesametime thelidar wasmakingobservationsnearby. Althoughearlierobservationsof mountain-wavedragassumedwavestationarityover3 � 5 h,significantchangesoverlessthan2h aredocumentedhere.Suchnonstationaritycouldcontributetodiscrepanciesremainingbetweenobservationsandsimulationsof mountain-wavedrag.

A.2.3 Measurementof the pressurefield on a mountain

Four microbarographs,accompaniedby wind vanesandanemometers,weredeployedonamountaincalledBlackCombe(height600m) in Cumbriaduringafield experimentthat took placein November1991.The aimsof the experimentwere to measurethesmallflow-inducedpressuredifferencesacrossthemountainandrelatetheseto thelocalwind. Thesepressuredifferencesmay be usedto calculatedirectly the drag exertedby the atmosphereon Black Combe.The meanpressuredifferencebetweenpairs ofsitescalculatedover periodswhen the wind speedis small is due to the hydrostaticpressuredifferencecausedby theheightdifferencesbetweentheinstruments.Removingthis componentrevealspressuredifferencesacrossthe mountainof up to 2 hPa. Themain resultof the experimentis the high correlationof the pressuredifferenceswithdifferencesof the quantity � u2

2 , where � is the air densityandu is the wind speed.Itis shown that this resultholdsfor a stratifiedfluid whenfar upstreamthe streamlinesoriginatefrom levelsof similar wind speed.Althoughreliabledatawereonly obtainedat threeof the four stations,making the assumptionthat the dynamicpressurevarieslinearly acrossthe mountainsurfaceenablesan estimateof the dragto be made.TheaveragedragexertedonBlack Combeover theperiodof theexperimentis estimatedtobe3 � 6Pa.

A.2.4 Doppler Lidar Observationsof a DownslopeWindstorm

During JanuaryandFebruary1987,theNOAA/WPL pulsedDopplerlidar wasdeploy-ed in the foothills west of Boulder, Colorado,to study orographicallyinducedflowsover theContinentalDivide.On 29 January1987,the lidar, with its uniquespatialandtemporaldata-gatheringcapabilities,documenteda downslopewindstormaffectingtheBoulderareaandtherestof theFrontRange.Thelidar recordedin detail

1. a low-level leesidewind maximum


2. propagatingwind gustsexhibiting two distinctperiodicities

3. the easternedgeof a mountainwave featurewherea jumplike flow reversaloc-curred

Suchstructureshave not previously beenobservedwith comparabledetail by conven-tional in situ andremotesensinginstruments.Theobservedphenomenaweresimilar toresultsobtainedfrom mountain-wavenumericalmodels.Themostnotableof thestruc-tural similaritieswasbetweentheobservedandmodeledwind gusts.

A.2.5 Experimental studiesof strongly stratified flow pastthr ee-di-mensionalorography

Stablystratifiedhows pastthree-dimensionalorographyhave beeninvestigatedusingastratifiedtowing tank.Flowspastidealizedaxisymmetricorographyin which theFrou-denumber, F � h � U

Nh (whereU is the towing speed,N is thebuoyancy frequencyandh is the heightof the obstacle)is lessthanunity have beenstudied.The orogra-phy consideredconsistsof two sizesof hemisphereandtwo conesof differentslope.For all theobstaclesmeasurementsshow thatasF � h decreases,thedragcoefficientincreases,reachingbetween2 � 8 and5 � 4 timesthevaluein neutralflow (dependingonobstacleshape)for F � h lessthanor similar to 0 � 25. Local maximaandminima inthedragalsooccur. Thesearedueto thefinite depthof the tankandcanbeexplainedby lineargravity-wave theory. Flow visualizationrevealsa leewave train downstreamin which thewave amplitudeis O F h� h� , thesmallestwave amplitudeoccurringforthesteepestcone.Measurementsshow thatfor all theobstacles,thedividing-streamlineheight,z s� , is describedreasonablywell by theformula z � s�

h � 1 � F � h. Flow visua-lization andacousticDopplervelocimetermeasurementsin the wake of the obstaclesshow thatvortex sheddingoccurswhenF-h lessthanor similar to 0 � 4 andthat thepe-riod of thevortex sheddingis independentof height.Basedon velocity measurementsin thewake of bothsizesof hemisphere(plustwo additionalsmallerhemispheres),it isshown that a blockage-correctedStrouhalnumber, S � 2c � f L � 2

U � c , collapsesonto a

singlecurve whenplottedagainsttheeffective Froudenumber, F � hc � U � cNh . Here,

U � c is theblockage-correctedfree-streamspeedbasedon mass-fluxconsiderations,f is the vortex sheddingfrequency and L � 2 is the obstaclewidth at a height z � s�

2 .Collapseof thedatais alsoobtainedfor thetwo differentshapesof coneandfor addi-tional measurementsmadein thewake of triangularandrectangularhatplates.Indeed,the valuesof S � 2c for all theseobstaclesaresimilar andthis suggeststhat despitethe fact that theobstaclewidthsvary with height,a singlelengthscaledeterminesthevortex-streetdynamics.Experimentsconductedusinga splitter plate indicatethat thesheddingmechanismprovidesamajorcontributionto thetotaldrag(N similar to 25%).Theadditionof anupstreampointing“verge region” to a hemisphereis alsoshown toincreasethedragsignificantlyin stronglystratifiedflow. Possiblemechanismsfor thisarediscussed.


A.2.6 Another Look at DownslopeWinds.Part 1: The Developmentof Analogsto Supercritical Flow in an Infinitely Deep,Conti-nuouslyStratified Fluid

Numericalsimulationsareconductedto examinethe role playedby differentamplifi-cationnechanismsin thedevelopmentof large-amplitudemountainwaves.It is shownthatwhenthe staticstability hasa two-layerstructure,thenonlinearresponsecandif-fer significantlyfrom thesolutionto theequivalentlinearproblemwhentheparameterNh�U is assmallas0 � 3. In thecaseswherethenonlinearwavesaremuchlarger than

their linear counterparts,the higheststability is found in the lower layer andthe flowresemblesa hydraulic jump. Simulationsof the 11 January1972BoulderWindstormarepresentedwhich suggestthat the transitionto supercriticalflow, forcedby thepre-senceof a low-level inversion,playsanessentialrole in triggeringthewindstorm.Thesimilaritiesbetweenbreakingwavesandnonbreakingwaveswhichundergoatransitionto supercriticalflow arediscussed.

A.2.7 2-dimensional simulations of mountain waves observed du-ring the PYREX experiment

Two-dimensionalnumericalsimulationsof mountainwaves observed during the Py-reneesExperimenthave beenperformed.Two intensive observingperiods(IOP) havebeensimulated,IOP 3, which lastedlessthanoneday, and IOP 9, which lastedtwoandone-halfdays.The time evolution of the large-scaleflow wasincorporatedin themodel throughtime-dependentboundaryconditionsthat wereupdatedusing the clo-sestupwindsounding.Thenumericallysimulatedmountainwavesagreewell with theavailableaircraftobservations.Goodagreementis alsoobtainedbetweenthesimulatedandobservedverticalmomentumflux profiles.In addition,themodel-generatedcross-mountainpressuredragaccuratelyfollows the time evolution of theobserveddrag.Togetsuchagoodagreementbetweenobservationsandcomputations,it hasbeennecessa-ry to takeinto accountin themodelsurfacelayertheeffectsof subgrid-scaleorographicelements.

A.2.8 Inter nal gravity-wavegenerationand hydrodynamic instabi-lity

Two mechanismsareproposedwherebyinternalgravity waves(IGW) mayradiatefromalinearlyunstableregionof BoussinesqparallelBow thatis characterizedin thefarfieldby constanthorizontalvelocityandBrunt-Vaisalafrequency. Throughwhatis hereinre-ferredto as“primary generation”;IGW maybedirectly excitedby linear instability oftheinitial-stateparallelshearflow. Characteristically, thesewavespropagatewith hori-zontalphasespeedandwavenumberequalto thatof themostunstablemodeof linearstability theory. Throughthesecondmechanism,referredto as“secondarygeneration”,IGW may be excited via nonlinearmodificationof the initial instability into a formthat couplesstrongly to a large amplitudeoutgoinginternal wave field. The authors


proposethat the primary generationof IGW may occurprovideda penetrationcondi-tion, which is derived on the basisof linear theory, is satisfied.The penetrationcon-dition providesa limit on thegrowth rateof a disturbanceof any particularfrequencythat is capableof propagatinginto the far held.This hypothesisis supportedby a se-quenceof representativenonlinearnumericalsimulationsin two spatialdimensionsforboth freemixing layerandjet flows with horizontalvelocity profilesU z� � tanh z�andU z� � sech 2� z� ,respectively. For the purposeof theseanalyses,the fluid den-sity is taken to be such that the squareof the Brunt-Vaisalafrequency is given byN � 2 2� � Jtanh 2� z� R� . Suchstratificationallows both for the developmentoflarge-scaleeddiesin theregion of low staticstability and,in thefar field whereN � 2approximateto J is positive andapproximatelyconstant,for the radiationof a broadfrequency spectrumof IGW.

A.2.9 Kelvin-Helmholtz instability in severedownslopewind flow

To testtheideathatobservedoscillationsin severedownslopewindsaredueto Kelvin-Helmholtz instability, the eigenvaluesfor the Taylor-Goldsteinequationarefound fora family of shearflows arisingfrom local hydraulic theory. Thesetwo theories,localhydraulic theoryand linear Kelvin-Helmholtztheory, provide a reasonablepredictionof theperiodandspeedof movementof thewind of oscillationsbut underestimatetheirgrowth. The rule-of-thumbcritical Richardsonnumberof 0 � 25 agreesbetterthan thelineartheoryvaluefoundhere,0 � 1,possiblyindicatinganonlinearsubcriticalinstability.

A.2.10 Breakdown of Vertically Propagating 2-D Gravity WavesForcedby Orography

The propagationof orographicgravity waves into an atmospherewith exponentiallydecreasingdensityis simulatedwith a two-dimensional,nonlinear, time-dependentnu-mericalmodel.After the stationarywave is establishedover the mountain,the modelpredictsthatwave breakingcausesa large reductionof theverticalmomentumflux inthe flow, not only at levelswherewave breakingis present,but alsofar below the lo-westoccurrenceof overturning.More thanhalf of the decreasein momentumflux isexplainedby thepresenceof largeamplitude,downwardpropagatingwaves,which aregeneratedin regionsof wavebreaking.Thedownwardpropagatingwavesappearalmostsimultaneouslywith overturning,andhavenonzerophasespeeds,suggestingastronglynonlineargenerationmechanismthat dependson local wave properties.The generati-on of thesedownward propagatingwavesis a robust process,insensitive to mountainheight,mountainwidth, or densityscaleheight.Theseresultshave importantimplicati-onsfor observationalstudiesof orographicallygeneratedwavesaswell asfor schemesthatseekto parameterizetheeffectsof orographyin large-scalemodels.


A.2.11 Another Look at DownslopeWinds. Part 2: Nonlinear Am-plificationbeneathWave-Overtur ning Layers

Numericalmountainwave simulationshave documentedthat intenselee-slopewindsfrequentlyarisewhenwave-overturningoccursabove the mountain.Explanationsforthis amplificationprocesshave beenproposedby Clark andPeltier in termsof a re-sonanceproducedby linear-wave reflectionsfrom a self-inducedcritical layer, andbySmith in termsof solutionsto Long’s equationfor flow beneatha stagnantwell-mixedlayer. In this paper, we evaluatethe predictionsof thesetheoriesthroughnumericalmountain-wavesimulationsin which thelevel of wave-overturningis fixedby acriticallayer in themeanflow. Theresponseof simulatedflow to changesin thecritical-layerheightandthemountainheightis in goodagreementwith Smith’stheory. A comparisonof Smith’s solutionwith shallow-watertheorysuggeststhat thestronglee-slopewindsassociatedwith wave-overturnigarecausedby a continuouslystratifiedanalogto thetransitionfrom subcriticalto supercriticalflow in conventionalhydraulictheory.

A.2.12 Nonlinear 3-dimesional effectson gravitywave drag - split-ting flow and breaking waves

A studyhasbeenmadeof someaspectsof frictionlessstratifiedflow pastthree-dimensionalisolatedmountains.Thestudyusesa three-dimensionalnon-hydrostaticnumericalmo-del to investigatethe behaviour of the flow asa function of the Froudenumber, andproducesa pictureof the dependenceof the gravity-wave dragon the Froudenumberfor awiderangeof thatparameter. At thesametime,theresultsof thenumericalexperi-mentsclarify thebehaviour of theflow in thetransitionfromhighto low Froudenumber,showing therelative importanceof wave breakingandflow splitting in thetransitionalregime.

A.2.13 The origin of severedownslopewindstorm pulsations

RecentlyreportedDopplerlidar observationsof thedownslopecomponentof flow ve-locity madeduringtheoccurrenceof amountainwindstromatBoulder, Colorado,haveestablishedthatsuchstormsarecharacterizedby anintensepulsationof windspeedwithcharacteristicperiod(s)near10minutes.ScinoccaandPeltier(1989)have independent-ly shown suchpulsationsto bepredictedonthebasisof two-dimensionalnonhydrostaticnumericalsimulationsin which internalwaveslaunchedby stratifiedflow over smoothtopographyareforcedto exceedcritical steepnessand,therefore,“break.” In thepresentpaperwe analyzethe physicalmechanismthat supportsthis pulsation.As we demon-strate,it is dueto Kelvin- Helmholtzinstabilityof thenew (quasiparallel)meanflow thatis establishedin theleeof theobstacleby thewave,mean-flow interactioninducedbywave breaking.As suchthepulsationrepresentsa secondaryinstability of thestratifiedflow in which theprimaryinstability is thatassociatedwith theinitial transitioninto thehigh drag,severedownslopewindstormstate.This secondaryinstability alsoappears


to play a role in determiningthe maximumintensity that the windstrommay achieveand,therefore,is a crucial ingredientin the wave-turbulenceinterplaythat constitutesthemountainwindstormphenomenon.

A.2.14 Pulsating DownslopeWindstorms

Theflow configurationsthatobtainin severalseveredownslopewindstormeventsgene-ratedover isolatedtopographyarestudiedusinga two-dimensionalnonlinearanelasticmodel.A new high resolutionsimulationof the 11 January1972windstormin Boul-der, Colorado,constructedusinga very large modeldomain,is shown to qualitativelyreproducethestrong,quasi-periodic,5 - 15 min transiencein surfacewind speedto thelee of the topographythat wasactuallyobserved during this event. It is demonstratedthatthis transienceis causedby thecontinuousgenerationof strongpulsesof enhancedsurfacewind ontheleeslope,which thereafterpropagatedownstreamwith individuallyconstantspeeds.An identicalphenomenonis shown to becharacteristicof thehighdragregime in severedownslopewindstormssimulatedin flows characterizedby upstreamprofileshaving constantwind andstability. This newly discoveredpulsationphenome-nonis thereforea genericpropertyof flows inducedby thebreakingof topographicallyforcedinternalwaves.

A.2.15 The Linear Stability of Nonlinear Mountain Waves: Impli-cations for the Understanding of Severe DownslopeWind-storms

Two-dimensionalvertically propagatingsteadystateinternal waves launchedby theflow of stratifiedunboundedfluid over an obstacleof finite heightaresubjectedto alinear stability analysis.Solutionof the associatednonseparableboundaryvaluepro-blemrevealsanabruptchangein thestability of smallamplitudefluctuationswhentheobstacleis sufficiently high to causestreamlinesto locally overturn.In additionto theconvectivemodewhich is expectedonthebasisof eventhesimplestphysicalreasoning,a deepresonantmodeis alsodiscovered.This resonantmodeis, in fact, thedominantform of instability at small supercriticality, andit is trappedin the cavity betweenthegroundandthelevel of maximumsteepeningof thestreamlines,in which it growsat theexpenseof thekineticenergy of theshearedflow whichconstitutesthefinite-amplitudemountainwave. This trappedmodeis instrumentalin the transitionwhich takesplacein breakingmountainwavesthat resultsin the occurrenceof severedownslopewind-storms.

A.2.16 SevereDownslopeWindstorm Calculationsin TwoandThr eeSpatialDimensionsUsingAnelasticInteracti veGrid Nesting:A PossibleMechanismfor Gustiness

The Clark nonhydrostaticanelasticcodeis extendedto allow for interactive grid ne-sting in both two and threespatialdimensions.Testsarepresentedwhich investigate


theaccuracy of threedifferentquadraticinterpolationformulaewhichareusedto deriveboundaryconditionsfor thefinemeshmodel.Applicationof theconservationconditionof Kuraharaandothersis shown to resultin significantimprovementsin the treatmentof interactive nesting.A significantimprovementin thesolutionsfor interactive versusparasiticnestingis alsoshown in thecontext of forcedgravity waveflow. Thisresult,fortheanelasticsystem,is in agreementwith theearlierresultsof PhillipsandShukla,whoconsideredthe hydrostaticshallow watersystemof equations.The interactive nestingmodel is appliedto the simulationof the severedownslopewindstormof 11 January1972 in Boulderusingboth two and threespatialdimensions.The three/dimensionalsimulationresultsin a gustinesssignaturein thesurfacewind speed.Thecauseof thisgustinessis attributedto the developmentof turbulent eddiesin convectively unstableregionof thetopographicallyforcedwave.Theseeddiesaretransportedto thesurfacebydowndraftsformedin theleadingedgeof theconvectively unstableregion.A processesof wavebuild upvia forcedgravity wavedynamicsandwavebreakdown via convectiveinstability. The actualsource/sinktermsfor the turbulencearestill underinvestigati-on.Somepreliminarycomparisonsbetweenthetwo- andthree-dimensionalwindstormsimulationsarealsopresented.

A.2.17 The thr ee-dimensionalizationof stratified flow over two- di-mensionaltopography

Theauthorspresenta seriesof new analysesof theproblemof stratifiedflow overa lo-calizedtwo-dimensionalobstacle,focusinguponthedetaileddynamicalcharacteristicsof thehowsthatdevelopwhentheFroudenumberis suchthattheforcedinternalwaves“break” above their topographicsource.Resultsdemonstratethatwhenthe flow is re-strictedto evolve in two spacedimensions,thentheintensityof theKelvin- Helmholtz-like (KH) perturbationsthat form in thedownstreamshearlayer that separatestheac-celeratedlow-level jet in theleeof theobstacleandtheoverlying region of deceleratedflow increasesdramaticallywith the governingparameterNU

g (U and N are,respec-tively, thevelocityandbuoyancy frequency characteristicof theupstreamincidentflow,while g is thegravitationalacceleration).Thisnondimensionalparameterrepresentstheratioof theaccelerationthatafluid particlefeelsin thewave to thegravitationalaccele-rationandmeasurestheimportanceof non-Boussinesqeffects.A markedchangein theglobalcharacteristicsof theflow is shown to occurwith increasingNU

g , characteristicsthat include the speedof downstreampropagationof the so-calledchinook front, thedragexertedby theflow on theobstacle,andthe intensityof theK-H instability indu-cedpulsationsof thesurfacevelocityfield. Whentheflow is allowedto accessthethirdspatialdimension,the authorsdemonstratethat it developsintensethree-dimensionalmotionsin theregionswhereoverturningof theisentropesin theotherwisestablystra-tified fluid takesplace.An instability of convective type first appearsin the form ofstreamwise-orientedvorticesof alternatingsign.This instabilityerodesthedownstreampropagatingK-H billows, eventually leadingto the completearrestof their continuedpropagationasthey “dissolve” into fully developedturbulentflow.


A.2.18 Atmospheric Leewaves

The atmosphericlee wave is a disturbancepropagatedby buoyancy andarisingfromanisolatedsource,usuallyby flow over ridgesandmountains.Part of this review treatstwo- dimensionalsolutions,bothBoussinesqandnon-Boussinesq,linearandnonlinear.Thesediscussionsemphasizetrappedwaves,thedownslopewindstorm,thedragon theearthandtheupwardmomentumflux, thehydrostaticapproximationandits limitations,effects of critical layers,and middle atmosphericwave breaking.Three-dimensionalBoussinesqlinearandnonlinearsolutionsarealsodiscussed;shown arethevarietyofregimespossible,from ship waves to sheddingvortices.Photographsof naturalphe-nomenaarepresentedasrealizations,togetherwith relevantnumericalsimulationgra-phics.Thedifficultiesandachievementsof simulationmodelsarealsooutlined.

A.2.19 Reflectionof Hydr ostaticGravity Wavesin a Stratified She-ar Flow. Part 2: Application to Downslope Surface Wind-storms

A modelof continuouspartialreflectionof hydrostaticgravity waves,developedin Part1, is appliedto theKlempandLilly modelof downslopesurfacewindstorms.It is shownhow themagnitudeandthe locationof thedownslopewindsbothdependon detailsintheverticalstructureof thebackgroundbasicflow andstaticstabilityprofiles.Moreover,maximumspeedstendto belocatedbetweenthehalf-widthandthepeakof abellshapedobstacle,and decayrapidly downslopeto relatively small magnitudesat the baseofthe orography. Vertical profilesof the reflectioncoefficient aredetermined,usingdatafrom rawinsondesoundingsfor threedifferentcasesof moderateto strongwindstormsobservedattheFrontRangeof theColoradoRockiesandin theleeof thePyrenees.Thepresentresultstendto supporttheresultsobtainedby KlempandLilly:

1. the atmosphericstructureconducive to wind enhancementis associatedwith arelatively low static stability in the middle and upper tropospherewith higherstaticstabilitiesaloft andin a relatively shallow ground-basedlayer

2. the magnitudesof the reflectioncoefficients associatedwith this characteristicatmosphericstructurearesufficient to producerelatively highwind speeds

A principalweaknessin themodelis theabsenceof a mechanismthatcanaccountforthe observed wind speedsat the baseof the orography. Practicaldifficulties in modelevaluationareassociatedwith

1. theextremesensitivity of themodelpredictionsto atmosphericstructure,particu-larly low wind speeds

2. theinclusionof upstreamblockingeffects

3. theinclusionof conditionallyunstablelayersin thedeterminationof thereflectioncoefficient


However, the presentstudy bridgesthe gap betweenlayeredand continuousmodelsof wave reflectionandprovidesa firmer foundationuponwhich the partial reflectionmechanismcanbe evaluatedagainstotherquite differentmodelsof surfacewind en-hancement.

A.2.20 Critical Level Reflectionand the ResonantGrowth of Non-linear Mountain Waves

We examinetheevolution of a field of internalwaveslaunchedby stratifiedflow oversymmetrictopographyin meanflows which reversedirectionat someheightabove thesurface.With thegradientRichardsonnumberat this “critical level” in theundisturbedflow restrictedto valuesgreaterthan0 � 25,thenonlinearinteractionin theregion is suchthatthesurfacestronglyreflectslargeamplitudeinternalwavesincidentuponit. Whenthe critical level is locatednearcertaindiscreteheightsabove the groundthe incidentandreflectedwavesinterfereconstructively andthewaveamplitudein thelow levelsisresonantlyenhancedby a largefactor. Theseresultsarerelatedto our previousanalysisof theprocessby which breakinginternalwavesareableto induceintensedownslopewindstorms.

A.2.21 The effect of critical levels on 3D orographic flows: Linearregime

Theeffectof acritical level onairflow pastanisolatedaxially symmetricobstacleis in-vestigatedin thesmall-amplitudehydrostaticlimit for meanflows with linearnegativeshear. Only flowswith meanRichardsonnumbers(Ri) greateror equalto 1

�4 areconsi-

dered.Theauthorsexaminetheproblemusingthelinear, steady-state,inviscid,dynamicequations,whicharewell known to exhibit asingularbehavior atcritical levels,aswellasanumericalmodelthathasthecapabilityof capturingbothnonlinearanddissipativeeffectswherethesearesignificant.Lineartheorypredictsthe3D wave patternwith in-dividual wavesthatareconfinedto paraboloidalenvelopesbelow thecritical level andstronglyattenuatedanddirectionallyfilteredabove it. Asymptoticsolutionsfor thewa-ve field far from the mountainandbelow the critical level show large shear-inducedmodificationsin theproximity of the critical level, wherewave envelopesquickly wi-denwith height.Abovethecritical level, theperturbationfield consistsmainlyof waveswith wavefrontsperpendicularto themeanflow direction.A closed-formanalyticfor-mula for themountain-wave drag,which is equallyvalid for meanflows with positiveandnegativeshear, predictsa dragthat is smallerthanin theuniform wind case.In thelimit of Ri SEarrow 1

�4, in which lineartheorypredictszerodragfor aninfinite ridge,

dragonanaxisymmetricmountainis nonzero.Numericalsimulationswith ananelastic,nonhydrostaticmodelconfirm andqualify the analytic results.They indicatethat thelinearregime,in which analyticsolutionsarevalid everywhereexceptin thevicinity ofthecritical level, existsfor a rangeof mountainheightsgiven Ri � 1. For Ri SEarrow1�4 this sameregime is difficult to achieve, asthe flow is extremelysensitive to non-

linearitiesintroducedthroughthe lower boundaryforcing that inducestrongnonlinear


effectsnearthecritical level. Evenwell within thelinearregime,flow in thevicinity ofa critical level is dissipative in natureasevidencedby the developmentof a potentialvorticity doubler.

A.2.22 Stratified flow over topography: the role of small-scaleent-rainment and mixing in flow establishment

Stratifiedflow overtopographyis examinedin thecontext of its establishmentfrom rest.A key elementof numericalandsteady-stateanalyticalsolutionsfor largeamplitudeto-pographicflow is the splitting of streamlines,which thenenclosea trappedwedgeofmixedfluid above therapidly moving deeperlayer. Measurementshave beenacquiredthat illustrate the developmentof this wedgeand the role playedby small- scalein-stabilitiesandmixing formedinitially by the accelerationof subcriticalstratifiedflowover the obstaclecrest.The volume of trappedfluid progressively increasesWith ti-me,permittingtheprimaryflow to descendbeneathit over theleefaceof theobstacle.Throughoutthe evolution of this flow, small-scaleinstability andconsequententrain-mentwould seemto be a prime candidatefor producingthe weakly stratifiedwedge,thusallowing establishmentof thedownslopeflow to take place.Velocity structureofinstabilitieswithin theentrainmentzoneis observedandtheassociatedentrainmentratedetermined.Theentrainmentis sufficient to producea slow downstreammotionwithinthe upperlayer anda densitystepbetweenthe layersthat decreaseswith downstreamdistance.Theresultinginternalhydraulicresponseis explainedin termsof a theorythataccommodatesthespatiallyvariabledensitydifferenceacrosstheshearedinterface.Themeasurementsdescribedherewereacquiredin acoastalinlet subjectto graduallychan-ging tidal currents.It is proposedthat theobservedmechanismfor flow establishmentalsohasapplicationto atmospherichow overmountains.

A.2.23 On SevereDownslopeWinds

Recentobservationsandnumericalexperimentsindicatethatduringseveredownslopewindstorms,a large region of slow turbulentair developsin themiddleanduppertro-pospherewhile strongwindsplungeunderneath.A mathematicalmodelof this severewind stateis developedusingLong’s equation.This theorypredictsthealtitudeof theturbulent air, the strengthof the winds, and the mountaindrag. In the presenceof awind reversal,thetheoryindicateswhichwind reversalaltitudeswill leadto windstormconditions.

A.2.24 Effectsof a mountain wavewindstorm at the surface

A mountainwave windstormin 1993is documentedfor theTakuRiverValley nearJu-neau,Alaska.Themountainwaveproducesamesoscalepressureresponsethatappearsto enhancelocal gapflow andcomplicatesefforts to separatethe two forcing mecha-nisms.In addition,theNestedGrid Model is evaluatedin termsof its ability to predictatmosphericstructurefavorablefor thedevelopmentof a mountainwave,sincecurrent


modelresolutionsarenot smallenoughto predicttheeventitself. In the1993case,nu-mericalguidanceis shown to havesomevaluein thepredictionof anatmosphericstateconducive to thedevelopmentof thewindstorm.

A.2.25 Validation of a non-hydrostaticnumerical modelto simulatestratified wind fieldsover complextopography

A non-hydrostaticnumericalmodeldevelopedfrom a generalpurposeNavier-Stokessolver (CFDS-FLOW3D) hasbeenproposedin order to simulateatmosphericflowsover complex topography. In thevalidationtestspresentedhere,the3D numericalmo-del hasbeenrun to simulateneutraland stratifiedwind fields over a 2D theoreticalbell-shapedmountain.Model resultshavebeencomparedto analyticalsolutions,obtai-nedfrom linear mountainwave theoryfor the two approximationsof (a) neutralflowand(b) stratifiedhow with atmosphericconditionsleadingto hydrostaticwavesproduc-tion. In both cases,themodelresultswerein very goodagreementwith theanalyticalsolution.For atmosphericconditionswherenonhydrostaticeffectsbecomedominant,the model also proved to be able to reproducetrappedlee waves locateddownwindof the mountain.For highly nonlinear atmosphericconditions,we have tried to re-producethewell-documentedseverewindstormwhich wasregisteredin January1972in the region of Boulder(Colorado),during which extremehorizontalwind valuesofmorethan60m

�s weremeasured.To this purpose,themodelwasinitialisedwith tem-

peratureandwind speedprofilesfrom themeteorologicalsoundingsregisteredatGrandJunction-station,located300 km upwind of Boulder. A comparisonof the modelcal-culatedpotentialtemperatureandhorizontalwind componentwith theobservationsforthis eventshowsthemodelability to reproducetheverystrongtroposphericair descentandflow accelerationover themountain.

A.2.26 Downslopewindstorms 1 Effect of air densitydecreasewithheight

In 1985Smithpublisheda solutionof a nonlinear, steady-state,two-dimensional,me-soscaleproblemconcerningairflow crossinga mountainridge.He usedhis solutiontoexplain themechanismof severedownslopewinds.In particular, Smithconsideredthe11January1972windstormin Boulder, whenanundisturbedflow approachingtheridgeembracedalmosttheentirethicknessof thetroposphere.It is known thatin thiscasethecontinuity equationshouldallow for the fact thatair densitydecreaseswith height.Inthe presentpaperwe generalizeSmith’s solutionby retaininga term in the continuityequation,which in thefirst approximationtakesinto accountthedecreaseof air densi-ty with height.Thesolutionobtainedis analyzedin detail andcomparedwith Smith’ssolution.Theerrorof solutiondueto neglectof theaforementionedfactoris evaluated.Somephysicalconclusionsaredrawn.


A.2.27 Numerical modeling of bora winds

Ist nicht verfügbar.

A.2.28 Gapwinds in a fjord 1: Observation andnumerical-simulation

Gapwinds in Howe Sound,British Columbia,aredescribedandplacedin context byreviewing studiesof similar phenomenain other locations.An observationalprogramconsistingof a surfacemesonetwork andvertical soundingsshows thatgapwinds va-ry considerablyalongandacrossthe channel,aswell asvertically. Wind strengthge-nerally increasesdown channel,and strongestwinds are found below 1000m depth.Resultsfrom applicationof a 3D mesoscalenumericalmodelto a gapwind casecom-parereasonablywell with observations.Modeloutputrevealsmoredetailsof horizontalandespeciallyverticalflow structurethanis possiblefrom observations.ModelverticalcrosssectionsandFroudenumberoutputindicatesimilarity with hydraulicdow. This isfurthersubstantiatedby a force-balanceanalysisof modeloutput.

A.2.29 Waveducting in a stratified shearflow over a 2-D mountain.Part 2: Implications for the developmentof high- drag statesfor severedownslopewindstorms

In this study, it is found that thediscrepanciesamongearlierstudiesof severedowns-lope windstormsare causedby the useof the critical level height z c�� , insteadofthe low-level uniform flow-layerdepth z 1�� , asanindicatorto determinetheoptimalconditionsfor the occurrenceof high-dragstates.It is determinedthat oncethe wavebreakingoccurs,it inducesa critical level andestablishesa flow configurationfavora-ble for wave ductingin the lower uniform wind layer, which determinesthe phaseofreflectedwaves.Flow regimesof high-andlow-dragstatesfor a two-dimensional,non-rotatinghow with uniformstaticstabilityandabasic-statecritical level overamountainwerealsodeterminedasfunctionsof nondimensionalmountainheight �h, Richardsonnumber z 1�� , andnondimensionalz 1� in theterrain-following coordinates�� 1� . Theauthorsfoundthat

1. thecritical �h for high-dragstareincreasesasRi increaseswhen ��! 1� is fixed

2. the critical �h for high-dragstateincreasesas ��! 1� increasesfrom 0 � 175 " n to1 � 175 " n whenRi is fixed

3. thelow-level responserepeatsperiodicallyat oneverticalwavelength

It was found that the nonlinearand critical level effects make the selectionof high-drag states ��! 1� � 0 � 175 " n� from the linear wave duct modes ��! 1� � 0 � 175 "n�2� . If a very stablelayer is inducedabove �� 1� , then the linear wave duct mode

tendsto be suppressedandthe flow cannotdevelop into a high-dragstatebecausethewave-ductingstructureis destroyed. On the other hand,if a strongunstablelayer is


inducedabove �! 1� , thenthe linear wave ductmodemay furtherdevelop into a high-dragstate.Therefore,it is proposedthatthedevelopmentof ahigh-dragor severewindstateis supportedby the nonlinearwave-ductingmechanism,whereasthe high-dragstateatthematurestageis maintainedby thehydraulicmechanismasproposedby someearlierstudies.II wasfound that nonlinearityplaysan essentialrole in the downwardanddownstreamexpansionof theturbulentmixing regionduringthedevelopmentstageof aseveredownslopewindstorm,which forcesthefluid below this region to accelerateandpropagatedownstreamasahydraulicjump.

A.2.30 Spectral estimatesof gravity-wave energy and momentumfluxes1: Energy-dissipation,acceleration,and constraints

The spectralcharacteristicsof atmosphericgravity wave motionsareremarkablyuni-form in frequency and wavenumberdespitewidely disparatesources,filtering envi-ronmentsandaltitudesof observation.This permitsa convenientandusefulmeansofdescribingmeanspectralparameters,includingenergy density, anisotropy, energy andmomentumfluxes,andwave influenceson their environment.The purposehereis toprovide a generalformulationof themeanenergy spectrumaswell asestimatesof thewaveenergy andmomentumfluxesandtheflux divergencesexpressedastheenergy dis-sipationrateandthe inducedaccelerationsin the lower andmiddleatmosphere.Theseresultsshow spectralobservationsto beconsistentwith independentestimatesof ener-gy dissipationratesandto suggestahighdegreeof anisotropy of thegravity wavefieldunderconditionsof strongwavefiltering by large-scale,low- frequency motions.In twocompanionpapers,theseresultsareemployedto constructaparameterizationof gravitywave forcing andto testthis schemein steadyandtransientflow conditions.

A.2.31 Downslopewindstorms 2: Effect of external wind shear

The nonlinear, two-dimensionalsteady-state,mesoscaleproblemof a stablestratifiedairflow above a mountainridge is considered.The influenceof turbulenceis disregar-ded.It is assumedthattheatmosphereabovethisflow is neutralandperturbationsof thepressurein it aresmall.Generalizingfrom Smith,with the aim of approachingobser-vationaldata,we assumethatwind speedin anundisturbedflow approachingtheridgeincreaseslinearly with height.Theproblemis solvedanalyticallythroughtheuseof agraphicalmethod.By sometransformations,nonlinearequationsof mesometeorologyarereducedto alinearordinaryequationof thethird orderwith constantcoefficientsandto sometranscendentalalgebraicequationthatcanbesolvedgraphically. As a resultofthe solution, the shapeof the flow surfaceand meteorologicalfields in the flow canbeobtained.We analyzeonly thesolutionthatdescribestheflow with a zoneof severedownslopestormwinds.Criteriafor theexistenceof suchsolutionarefoundandformu-lasfor evaluationof themaximalpossiblewind speedanddragareconstructed.On thebasisof thesolutionobtained,somephysicalconclusionshave beendrawn andanex-ampleof theflow with astormzone(whichwascalculatedonthebasisof observationaldata)is presented.


A.2.32 The Roleof SurfaceFriction in DownslopeWindstorms

Numericalsimulationsof the 11 January1972windstormin Boulder, Colorado,werecarriedout usinga hydrostaticmodelwith a turbulentkinetic energy parameterizationto investigatetheroleof frictional effectsin thedevelopmentof nonlinearmountainwa-ves.Sensitivity teststo the roughnesslengthspecificationandto the turbulent mixinganddissipationlength formulationsshow that surfacefriction delaysthe onsetof thestrongsurfacewindsandalsopreventsthedownstreampropagationof thezoneof ma-ximumwindspeed.Shearproductionwithin convectively stableregionsis thedominantmechanismfor the productionof the turbulent kinetic energy. Moreover, theseresultsareconsistentwith thehypothesisthatahydrostaticamplificationmechanismis capableof accountingfor thedevelopmentof strongdownslopewinds.

A.2.33 Examplesof theRoleof SurfaceFriction in DownslopeWind-storms

Numericalsimulationsof four mountainwave eventsover theColoradoRockieswerecarriedout with a two-dimensionalhydrostaticmodelincludinga turbulentmixing pa-rameterizationin orderto investigatetheeffect of surfacefriction. Surfacefriction wasfound to play a major role in modulatingandeven in somecasespreventingthewaveamplificationmechanismfrom producingseveredownslopewindstorms.

A.2.34 On the sensitivity of downslopewindstorms to the asymme-trie of the mountain profile

The influenceof terrain asymmetryon the developmentand strengthof downslopewindstormswasexaminedthroughthenumericalsimulationof threebasicatmosphericconfigurations:

1. flow beneathamean-statecritical layer

2. flow in thepresenceof breakingwaves

3. flow in a two-layeratmospherewithout wave breakingor a mean-statecriticallayer

Whena mean-statecritical layerwaspresentin theflow andthewind speedandstabi-lity beneaththatcritical layerwereessentiallyconstant,themaximumdownslopewindspeedwasnearlyindependentof mountainasymmetry. Suchinsensitivity to mountainshapeis consistentwith hydraulictheoryandsupportstheideathatthereis a closema-thematicalanalogbetweenstratifiedflow beneatha mean-statecritical layer andcon-ventionalshallow-waterhydraulic theory. Whendownslopewinds weregeneratedbybreakingwaves,andtheupstreamstability andwind speedwereconstantwith height,the dependenceof lee-slopevelocitieson terrain asymmetryremainedweak. Whendownslopewinds were producedin a two- layer atmospherewithout wave breaking


or a mean-statecritical layer, theflow exhibiteda noticeable,but not dominating,sen-sitivity to mountainasymmetry. Theprecedingresultswereobtainedfrom simulationswithout surfacefriction. Whena surfacefriction parameterizationwasincludedin thenumericalmodel,thesensitivity of thedownslopewind speedto mountainasymmetrywassignificantlyenhanced.It appearsthat in thesurfacefriction simulations,themostsignificantshapeparameteris notmountainasymmetryperse,but simply thesteepnessof theleeslope,with steepleeslopesbeingmostfavorablefor strongwinds.

A.2.35 Influence of Cold Pools Downstreamof Mountain Barrierson DownslopeWinds and Flushing

Theinfluenceof cold poolsdownstreamof mesoscalemountainbarrierson downslopewindsandflushingis investigatedin this studyby meansof anumericalmesoscalemo-del.Themodelis comparedwith existinganalyticalandnumericalsolutions.It is foundthatthenumericalmodelproducesphasesandamplitudesof nonlinearmountainwavesreasonablywell. Thesolutionsshow thatthestructureof mountainwavescanbemodi-fied greatlyby thepresenceof thecold pool. Whena cold pool is presentdownstreamof the mountain,the developmentof a large amplitudemountainwave is inhibited. Intheabsenceof surfaceheating,downslopewindsassociatedwith a mountainwave canbe preventedfrom penetratingthe cold pool to reachthesurfaceandflush out the ve-ry stablecold air, particularlywhenthesynopticpressuregradientis orientedso astocontinuouslyreplenishthe cold air. Resultsalso suggestthat shear-inducedturbulentmixing at thetop of thecold air haslittle effect on flushing.Basedon theobservationsandthenumericalresults,in theabsenceof significantsurfaceheatingafavorablelarge-scalesurface-pressuregradientforcemustbe involvedto remove the cold pool beforethedownslopewindscanactuallyreachthesurface.

A.2.36 Flow over a mesoscaleridge -pathwaysto regimetransition

A theoreticaland modelling study is undertaken of an airstreamof uniform flow UandstratificationN impinging normally upona two-dimensionalbell-shapedridge ofhalf-width L andheightH thatis locatedonanf-plane.TheassociatedRossbynumberR o� � U

f L and inverseFroudeNumber F � NHU are taken to be suchthat the ef-

fectsof boththeearth’s rotationandnon-linearprocessescansignificantlyinfluencethenatureof the flow response.It is shown that within this intermediatemeso-alpha/betascalesub-domainof R o� � F � parameterspacethereareseveraldistinctivesignaturesto theflow response,andeachsignatureis associatedwith thegenerationof appreciablebuoyancy wave energy. As R o� decreasesacrossthe sub-domain,the sourcefor thiswave energy changescontinuouslyfrom theconventionaldirect orographicforcing ofvertically propagatingwaves(for R o� � 1), to that linkedwith the cuspingof a lee-wardtrain of low-level near-inertial waves(for R o� similar to 1), andthereafterto theforcing inducedby the adjustmentthataccompaniesthe scalecontractionof balancedflow (for R o�$# 1). In effect this changehighlights the variouspathwaysto regime


transitionwithin theintermediatedomain.

A.2.37 Permanentand transient upstreameffectsin nonlinear stra-tified flow over a ridge

The “high drag” stateof stratifiedhow over isolatedterrain is still an impedimenttotheoreticalandexperimentalestimationof topographicwave dragandmean-flow mo-dification. Linear theory missesthe transitionto the asymmetricalconfigurationthatproducestheenhanceddrag.Steady-statenonlinearmodelsrely on anadhocupstreamconditionlikeLong’shypothesisandcan,asaresult,beinconsistentwith theflow esta-blishednaturallyby transients,especiallyif blocking is involved.Numericalsolutionsof thestratifiedinitial Valueproblemhave left considerableuncertaintyabouttheups-treamalteration,especiallyasregardsits permanence.A time-dependentnumericalmo-del with openboundariesis usedin an effort to distinguishbetweenpermanentandtransientupstreamflow changesandto relatetheseto developmentsnearthemountain.A nonrotatingatmospherewith initially uniform wind andstaticstability is assumed.It is found that permanentalterationsareprimarily due to an initial surge not direct-ly relatedto wave breaking.Indeed,thereareno obvious parameterthresholdsin thetime-meanupstreamstateuntil “orographicadjustment”(deepblocking) commences.Wave breaking,in additionto establishingthe downstreamshootinghow, generatesapersistent,quasi-periodic,upstreamtransience,which apparentlyinvolvesthe ductingpropertiesof thedownslopemixedregion. This transienceis slow enoughto beeasilyconfusedwith permanentchanges.To understandthe inflow alterationandtransience,the energy andmomentumbudgetsareexaminedin regionsnearthe mountain.Highdragconditionsrequirepermanentchangesin Row forcedifferenceacrossthemountainand,consequently, anongoinghorizontalflux of energy andnegative momentum.Thesourceof theupstreamtransienceis localizedat theheadof themixedregion.Blockingallowsthetotaldragto exceedthesaturationvalueby morethananorderof magnitude.Theimplicationsfor nonlinearsteady-statemodelsandwave dragparameterizationarediscussed.

A.2.38 Numerical simulations of upstream blocking, columnar di-sturbances,and boresin stably stratified shearflowsover anobstacle

A two-dimensional,nonhydrostatic,elasticnumericalmodelhasbeenusedto studythegenerationof gravity waves for a stablystratifiedshearflow over an obstacle.Whena low-level wind shearis includedin the simulation,we find that the predictionsfornoticeableupstreameffectsbasedon Froudenumberfor a uniform flow areno longeraccurate.Upstreameffects are encounteredin the form of upstreampropagatingco-lumnardisturbancesandinternalboresaway from theobstacle.The limited parameterspacestudiesconductedin this study suggestthat the ratio of the sheardepthto theobstacleheightd

�H , the obstacleaspectratio H

�L, and the FroudenumberU

�N H

areinstrumentalin determiningthestrengthandtheexistenceof theseupstreamdistur-


bances.Thus,thepresenttheoreticalandempiricalunderstandingof the importanceofthe Froudenumberfor determiningthe natureof upstreameffectsshouldbe modifiedsubstantiallyto includeadditionalnondimensionalparameterswhenshearis present.

A.2.39 The natureof upstreamblocking in uniformly stratified flowover long obstacles

Nicht vorhanden.

A.2.40 Upstreamblocking and air-flow over mountains

Nicht vorhanden.

Anhang B

Föhnordner-Verzeichnis

Viele Datenzu FöhnanderSMAsindim Kompaktus15 abgelegt. Dieserbefindetsichim neuenArchiv derSMA.

TITEL: Foehnarbeiten 1993/94

Inhalt:1. Chur 1973-97: Foehntermin Tabelle 1971-2000,

Statistische Monatsauswertu ngen

2. Landquart 1973-82: Foehntermin Tabelle 1971-2000,Statistische Monatsauswertu ngen

3. Bad Ragaz 1970-97: Foehntermin Tabelle 1971-2000,Anwendung eines Feuchtigkeits-G ren zwer te s

4. Vaduz 1970-97: Foehntermin Tabelle 1971-2000, 3-D-Grafik

5. Altdorf 1970-97: Foehntermin Tabelle 1971-2000,April 1993: Die laengste Foehnperiode

6. Guttannen 1983-96: Kommentar, Foehntermin Tabelle1971-2000, Statistische Monatsauswertu ngen,Foehntermin gewichtet, 3-D-Grafik

7. Sion 1973-82: Auswirkung versch. Grenzwerte, Kommentar(inkl.Stationsgeschi ch te ), Foehntermin Tabelle 1971-2000,Statistische Monatsauswertu ngen

8. Vergleiche: Mittlere Anzahl Foehntermine pro Jahr (div.),Foehntermine Guttannen-Altd or f, Statistische AuswertungenallerFoehntermin-Ta bell en, Jahres-Foehnst unden Altdorf-Vaduz,Foehntermine Chur-Sion

63

ANHANG B. FÖHNORDNER-VERZEICHNIS 64

9. Unwetter Brig: Foehnsituation Schweiz,TIDOMES-Auswer tu ngen,MESOMOD- Rechn ungen (von Peter Binder)

10. Hochreichende Foehnfälle 1972-1982

11. Automatisierun g Foehntermine (Konzepte, Layouts,Testfiles ...)

Relevanz für MAP: Foehn Klimatermine der Stationen im Rheintal---------------- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -

TITEL: Foehntermine Monatsblätter ab 1993,Vorlage für Monatsblatt

Inhalt:Klimaterminauswe rt ungen diverser Stationen (Vaduz, Altdorf,Bad Ragaz etc.) bez. Foehn von 1993 bis heute(sofern aufgearbeitet) .

Relevanz fuer MAP: Foehn Klimatermine der Stationen im Rheintal---------------- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -

TITEL: Foehn VII, lange Reihen Altdorf und Vaduz

Inhalt:1. Altdorf2. Langjaehrige Vergleiche3. -4. -5. -6. Stundenauswert ungen ab 19557. Vaduz8. -9. Synoptabellen

10. Stundenauswert ungen ab1983

Relevanz fuer MAP: Foehnstunden Vaduz/Altdorf---------------- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -

TITEL: Foehn III A (bis 1970)

Inhalt:Klimaterminauswe rt ungen diverser Stationen (Vaduz, Altdorf,Bad Ragaz etc.) bez. Foehn von 1872 bis 1970.

Relevanz fuer MAP: Foehn Klimatermine der Stationen im Rheintal


---------------- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -

TITEL: Foehn III B (ab 1971)

Inhalt:Klimaterminauswe rt ungen diverser Stationen (Vaduz, Altdorf,Bad Ragaz etc.) bez. Foehn von 1872 bis 1992 (Rest im OrdnerFoehntermine Monatsblaetter ab 1993, Vorlage Monatsblatt).

Relevanz fuer MAP: Foehn Klimatermine der Stationen im Rheintal---------------- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -

TITEL: Foehnarbeiten ab ca. 1993

Inhalt:1. Allgemeines, Korrespondenz, pers. Notizen2. Aktennotizen Foehn Bodensee-Rheinta l3. Uebrige Unterlagen Foehn Bodensee-Rhein ta l4. Arbeiten mim5. Arbeiten clu6. Arbeiten tgu7. Foehnreihe Altdorf (1864-1993)8. NAOI Unterlagen9. Fall Brig: 21. 9. 1993

Relevanz fuer MAP: ----------------- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -

TITEL: Monatsblaetter A-Netz Stao [2 Ordner]

Inhalt:Monatsblaetter von ANETZ Standorten fuer Foehntermin Auswertungen


TITEL: Foehnunterlagen mim, Computerunterl agen (FM, Wingz)

Inhalt:- Interpolation Altdorf- Arbeitsbericht Foehn- Stao Geschichten- FM und Wingz Unterlagen- Homogenisierung- Verschiedenes- Inhaltsverzeichn is Klimabaende- Vorlagen



TITEL: Foehnordner Bolliger

Inhalt:1. Inhaltsverzeic hnis aller Foehnordner2. Mittlere jaehrliche Anzahl Foehntermine von 25 Stationen von

1973-19823. Altdorf und Vaduz: mittlere monatliche Anzahl Foehntermine

von 1971 bis 1995 (Graphik)4. Auszuege Diplomarbeit Martin Bolliger:

- Dynamik des Foehns- Dimmerfoehn- Schweizer Modell und Foehn

5. Versuch einer Ermittlung der mittleren AnzahlFoehnstunden von7 Messstationen der SMA ueber zehn Jahre (1983-1992).

6. Foehnsturmhaeu fi gk ei ten Ł 75km/h Stationen Vaduz undAltdorf 1983-1995

7. Foehnspitzen Station Altdorf 1965-1995(inkl. Gumbel Darstellung)

8. Der Foehn (eine allgemeinversta end li ch e Zusammenfassung)9. Der Foehn in Sarnen: Erkenntnisse anhand

Klimatermin-Au swer tu ngen von 1973-198210. Tabelle: gleichzeitige starke Foehnwindfaelle an den

Stationen Guetsch und in Sarnen (1973-1982)11. Klimatermine mit Foehn 1973-1982 von Sarnen,

Montreux-Clare ns , Elm, Goeschenen, Interlaken,Grindelwald, Adelboden, Rapperswil, Zuerich SMA

12. MAP newsletter Abstract (bol, pbi): Some considerationson South Foehn in the Rhine Valley

13. Foehn in Vaduz- Graphik: Sum of climatological observations for each

Foehn case at Vaduz from 1971-1996- Graphik: Number of Days with Foehn at Vaduz from

1971-1996- Graphik: Monthly sums of Foehn hours at Vaduz from

1983-199614. Vaduz, Bad Ragaz und Altdorf: Auswertungen bez. MAP SOP

Zu jeder der drei Stationen folgende Graphiken:- Sum of climatological Foehn observations at

Vaduz/Bad Ragaz/Altdorf from 1971-1996 from15.8.-15.11. (MAP SOP)- Estimations of Foehn event ocurrence during MAP SOP

based on data from Vaduz/Bad Ragaz/Altdorf (1971-1996)


Dazu wurden fuer die drei Stationen die jeweiligenMAP SOP Monate nach einzelnen Monaten differenziert d.h.Mitte August-Mitte September, Mitte September-MitteOktober etc. und ebenfalls mittels Graphiken dargestellt.

15. ENET und Foehn: Stationen und gemessene Parameter(WAS fuer Daten liegen fuer WELCHEENET Station ab WANNvor und WIE kann auf die Daten zurueckgegriffen werden?)

16. High reaching Foehn cases in the Rhine Valley- Investigations on climatological observations with

Foehn over 24 years (1973-1996) at Vaduz from15. 8.-15. 11

17. -18. Literaturliste n "Foehn"

- Foehn Publikationen ab 1976 (METLIS Recherche des DWD)- Literaturliste Foehn Schweiz/Rheinta l- Der Alpenfoehn. Eine Dokumentation neuerer Arbeiten

(1945-1975). Bibliographien des DWD, Nr. 30.- Literaturliste n Foehn. 115 Titel unterteilt in

wissenschaftli ch e, halbwissenschaf tl ic he undpopulaerwissen sc haftl ic he Dokumente.

19. Fachliteratur, Protokolle AG Foehnforschung

Relevanz fuer MAP: speziell 13 und 14, fuer Foehnklimatologi e2 bis 12.---------------- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -

TITEL: Foehn I, II, IV, V und Foehn VI [5 Ordner]

Inhalt:Dissertationsunt er la gen tgu


TITEL: Foehntermine (grosser Ordner)

Inhalt:- Foehntermine Guttannen: 1878-1992- Foehntermine Glarus: 1955-1958, sowie 1874, 1875,

Juni 1877-Mai 1878- Foehntermine Vaduz: 1992-1993- Foehntermine Bad Ragaz: 1977-1982/ 1983-1992, sowie 1874,

1875, Juni 1877-Mai 1878- Foehntermine Altdorf: 1864-1990/ 1901-1903/ 1910/

1955-1958/ 1992-1993- Foehntermine Sion: 1973-1982



TITEL: Foehnprojekt Bodensee, Saemtliche Kopien

Inhalt:Daten des "Foehnprojekte s Bodensee" von 1973 bis 1982.

Relevanz fuer MAP: Foehn Klimatermine von vielen Stationenim Rheintal(inkl. Nachbarlaender) von 1973-1982.---------------- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -

TITEL: Foehnfaelle Bodensee Nr. 001-014/Korres pondenz

Inhalt:Daten: "Foehnprojekt Bodensee"Bemerkung: ausschliesslich KorrespondenzRelevanz fuer MAP: ----------------- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -

TITEL: Bodensee Foehn, Formulare, Auswertungen

Inhalt:Daten: "Foehnprojekt Bodensee", Foehnauswertun gen vonRuethi-Oberriet


TITEL: Foehn Bodensee ~ 1985

Inhalt:- Protokolle- Projektunterlage n- Unterlagen Foehntermine, Dokumentation- Zeitungsartikel- Tabellen- Zahlenunterlage n/ Bearbeitungen- Textunterlagen Bearbeitungen- Stationsunterlag en- Registrierungsbe is pi el e- Literatur

Bemerkungen: Ordnerinhalt bezieht sich auf das"Foehnprojekt Bodensee" und enthaelt keineigentliches Datenmaterial.



TITEL: Foehntermine (kleiner Ordner)

Inhalt:Daten zum "Foehnprojekt Bodensee" ab 1972-1982.

Relevanz fuer MAP: Daten ev. fuer Foehnhaeufigkei ts unte rs uch ungen---------------- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -- -- -- --- -- -

TITEL: Foehn zum Nachtrag

Inhalt:Foehnfaelle im "Foehnprojekt Bodensee"


Literatur verzeichnis

[1] G. Kutzbach:Thethermaltheoryof cyclones, Kapitel 3. ISBN 0-933876-48-3.

[2] O. Lehmann:Zur Geschichte der Föhntheorie, Vierteljahresschriftder Naturfor-schendenGesellschaftZürich,1937.

[3] M. Schlegel: Der Alpenföhn, Bibliographie des DeutschenWetterdienstes,Nr. 30,1975.

[4] M. Kuhn:Föhnstudien, WissenschaftlicheBuchgesellschaft,Darmstadt,1989.

[5] K. Frey: Entwicklung und EigenschaftendesSüdföhns, GeographicaHelvetica,Nr. 2, 1992.

[6] J.C. Quiby: Someconsiderationson Foehnwinds, Dissertation,London,1970.

[7] B. deRudder:FöhnundFöhnwirkungen.Der gegenwärtigeStandderFrage, Pro-blemederBioklimatologie,Band1, Leipzig,1948.

[8] H. Richner: Neuere Erkenntnisseüber die physikalischen Ursachen der Föhn-beschwerden, SchweizerischeGesellschaftfür Balneologieund Bioklimatologie,Rheinfelden,1983.

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Semesterarbeit im Departement Erdwissenschaften … · 2007-04-20 · INHALTSVERZEICHNIS 3 A.2.15...

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