Frost-Risiko-Index

Ein Rechner für den Frost-Risiko-Index schätzt aus drei Abendbeobachtungen — Lufttemperatur, Taupunkt und Bewölkung —, wie wahrscheinlich ein Strahlungsfrost nach Sonnenuntergang ist. In einer klaren, trockenen Nacht verlieren Boden und unterste Luft Wärme als langwellige Strahlung ins All; Wolken geben einen großen Teil dieser Energie zurück, sodass dieselbe Abendablesung je nach Himmel als harter Frost oder als sichere Nacht enden kann. Dieses Werkzeug wendet eine Strahlungskühlungsheuristik im Stil von Ångström an: Zuerst bildet es einen klarhimmeligen Nachtabfall aus einer Basis von 3.5 °C plus einem Trockenluftterm von 0.30 °C je Grad Taupunktdepression, multipliziert diesen Abfall mit eins minus 0.84 mal den Wolkenanteil und zieht das Ergebnis von der Abendtemperatur ab, um das nächtliche Minimum zu schätzen. Dieses Minimum wird auf einen Frost-Risiko-Index 0–100 mit veröffentlichten Bändern von keinem bis schwerem Risiko abgebildet.

Was der Frost-Risiko-Index ist und wie die Strahlungskühlung geschätzt wird

Strahlungsfrost ist der nächtliche Abfall der untersten Luft und der strahlenden Fläche unter den Gefrierpunkt bei klarem Himmel, nicht die Ankunft einer Kaltluftmasse. Nach Sonnenuntergang emittiert der Boden langwellige Strahlung; in einer wolkenlosen Nacht entweicht ein großer Teil dieser Energie ins All und die Temperatur in Hüttenhöhe fällt bis zum Morgengrauen um mehrere Grad. Wasserdampf in der Luft emittiert ebenfalls langwellige Strahlung nach unten, sodass eine große Taupunktdepression (trockene Luft) mehr Nettokühlung zulässt als ein feuchter Abend bei derselben Trockenkugeltemperatur.

Wolken wirken als Gewächshausdeckel: Sie absorbieren den ausgehenden langwelligen Fluss und strahlen einen großen Bruchteil zurück, deshalb bleibt eine bedeckte Nacht mit kühlem Abend oft über der Frostschwelle, während eine klare Nacht mit derselben Abendtemperatur das nicht tut. Dieser Rechner kodiert jene Geschichte als kompakte Heuristik. Die Taupunktdepression δ ist die Abendtemperatur minus den Taupunkt, beide in Celsius umgerechnet.

Der Wolkenanteil n ist die Bewölkung geteilt durch einhundert. Der Ångström-Wolkenfaktor (1918), der in vielen Formeln der langwelligen Nettostrahlung vorkommt, ist eins minus 0.84 mal n, sodass ein klarer Himmel die volle Kühlung behält und eine vollständige Bedeckung nur sechzehn Prozent davon lässt. Der klarhimmelige Nachtabfall ist 3.5 °C plus 0.30 mal δ: ein typischer mittelbreiter 2-m-Abfall von einer Beobachtung nahe Sonnenuntergang bis zum Morgengrauen, plus Extra-Kühlung bei trockener Luft.

Der tatsächliche Abfall ist jener Klarhimmelwert mal den Wolkenfaktor. Das geschätzte nächtliche Minimum Tmin ist die Abendtemperatur minus diesen Abfall. Der Frost-Risiko-Index ist eine beschnittene lineare Abbildung von Tmin: vier Grad Celsius und wärmer ergeben null, minus vier Grad und kälter ergeben einhundert, und das Intervall zwischen diesen Ankern ist 100 mal (4 minus Tmin) über 8.

Die Bänder sind keines bei null, niedrig unter 25, mäßig unter 50, hoch unter 75 und schwer bei 75 und darüber. Frost wird als wahrscheinlich gekennzeichnet, wenn Tmin unter null liegt. Ein Taupunkt über der Abendtemperatur würde eine relative Feuchte über einhundert Prozent bedeuten; das Modell weist jene Ablesung zurück, statt eine negative Depression zu erfinden.

Obsteinsatz, Grenzen und Suchen, die diese Seite nicht beantwortet

Obstbauern, Weinbergleiter und kommunale Straßendienste nutzen einen Frost-Risiko-Index-Rechner am Abend, wenn eine Vorhersage ihnen bereits eine Trockenkugel, einen Taupunkt und einen Wolkenanteil geliefert hat und sie eine einzige Zahl 0–100 plus ein geschätztes Morgenminimum brauchen, bevor sie entscheiden, ob sie Windmaschinen starten, Heizgeräte anzünden oder ein Brückendeck salzen. Unterrichts- und Prüfungsgeneratoren brauchen ein deterministisches Orakel des Ångström-modulierten Abfalls, damit ein Bewerter sowohl die Klarhimmelgrenze (Wolkenfaktor eins) als auch die Zurückweisung eines Taupunkts über der Abendtemperatur bewerten kann.

Sie ist kein Taupunktlöser aus Temperatur und Feuchte, kein Werkzeug für das Dampfdruckdefizit, kein Vereisungsmodell für gefrierenden Regen an Leitern und keine numerische Wettervorhersage. Bevorzugen Sie diese Fähigkeit, wenn Sie bereits eine Abendtemperatur, einen Taupunkt und eine Bewölkung haben und nur das geschätzte Minimum und den Index 0–100 brauchen.