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Ein Hoch in Haft: Grazer ForscherInnen beobachten erstmals Blocking-Wetterlage mittels GPS-Signalen

28.04.2016

Hitzeperioden wie etwa im Jahrhundertsommer 2003 in Mitteleuropa, aber auch lang anhaltende Kälte im Winter haben häufig ihre Ursache in einem Hoch, das in der Atmosphäre festhängt und die Weiterbewegung der Druckfelder behindert. Dabei handelt es sich um eine Wetterlage, die als „Blocking“ bezeichnet wird.

ForscherInnen am Wegener Center der Universität Graz haben nun erstmals nachgewiesen, dass sich Blocking mit der satellitengestützten Methode der Radio-Okkultation beobachten lässt. Bis dato konnte das Phänomen nur mit Hilfe von Daten aus Modellrechnungen erfasst werden. Die neuen Erkenntnisse wurden kürzlich im renommierten Fachjournal Atmospheric Chemistry and Physics veröffentlicht.


Blocking-Wetterlage über Russland im Sommer 2010: Die Grafik zeigt die Verteilung der 500-Hektopascal-Druckfläche am 15. Juli. Das Hoch über Russland ist zwischen zwei Tiefdruckgebieten gefangen.

Abbildung: Uni Graz/Wegener Center


Zeitlicher Verlauf der Temperaturanomalien in der Atmosphäre über Russland von Juni bis August 2010: Die hohen Temperaturen reichen über die gesamte Wetterschicht.

Abbildung: Uni Graz/Wegener Center

Die Radio-Okkultation basiert auf Signalen von GPS-Satelliten, die sich zu mehreren Empfänger-Satelliten hin ausbreiten. Auf ihrem Weg durch die Atmosphäre werden die Signale durch Änderungen der Luftdichte gebrochen. Aus der Stärke der Ablenkung lassen sich Informationen über Druck, Temperatur und Luftfeuchte ableiten.

„Da beim Blocking über mehrere Wochen stabile, besonders stark ausgeprägte Druck- und Temperaturverhältnisse herrschen, ist die Methode der Radio-Okkultation gut geeignet, diese Wetterlage nachzuweisen“, fasst Lukas Brunner, MSc, Erstautor der aktuellen Publikation, die neuen Erkenntnisse zusammen.

„Aus der Ablenkung der GPS-Signale und der daraus berechneten Druckverteilung ist es möglich, das Phänomen im Detail zu analysieren“, ergänzt Ass.-Prof. Dr. Andrea Steiner, stellvertretende Leiterin des Wegener Center und der Forschungsgruppe für Atmosphärenfernerkundung und Klimasystem.

„Damit eröffnet die Radio-Okkultation erstmals einen Weg, in die Atmosphäre hineinzuschauen und das Blocking in der Realität zu beobachten“, unterstreicht Steiner die Bedeutung der Forschungen. Auf diese Weise lassen sich Klimaphänomene in Zukunft genauer untersuchen.

Für ihre jüngst veröffentlichte Arbeit zogen die Grazer WissenschafterInnen Radio-Okkultationsdaten aus dem Jahr 2010 heran, als ein über Russland „gefangenes“ Hoch einen Monat lang für Hitze sorgte, sowie Messungen aus 2013, als Großbritannien von einer Kältewelle heimgesucht wurde.

Zur Verfügung standen tägliche Daten in einem Gitter-Abstand von 2,5 mal 2,5 Längen- und Breitengraden. „Diese hohe zeitliche und räumliche Auflösung war Voraussetzung, um exakte Analysen der Blockingstruktur anstellen zu können“, so Steiner.

Publikation:
Exploring atmospheric blocking with GPS radio occultation observations
Lukas Brunner, Andrea K. Steiner, Barbara Scherllin-Pirscher, and Martin W. Jury
Atmospheric Chemistry and Physics, doi:10.5194/acp-16-4593-2016
http://www.atmos-chem-phys.net/16/4593/2016/

Die Arbeit wurde im Rahmen des vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF geförderten Doktoratskollegs Klimawandel durchgeführt und ist im Forschungsschwerpunkt „Umwelt und Globaler Wandel“ der Universität Graz verankert.

Kontakt:
Ass.-Prof. Dr. Andrea Steiner
Wegener Center für Klima und Globalen Wandel
Karl-Franzens-Universität Graz
Tel.: +43 (0)316/380-8432
E-Mail: andi.steiner@uni-graz.at

Weitere Informationen:

http://wegcenter.uni-graz.at Wegener Center für Klima und Globalen Wandel der Uni Graz
http://dk-climate-change.uni-graz.at Doktoratskolleg Klimawandel
http://umwelt.uni-graz.at Forschungsschwerpunkt „Umwelt und Globaler Wandel“ der Uni Graz

Mag. Gudrun Pichler | Karl-Franzens-Universität Graz

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