Wolkenuntergrenze-Rechner

Ein Wolkenuntergrenze-Rechner schätzt, wie hoch die unterste konvektive oder stratiforme Wolkenschicht über dem Boden liegt, aus zwei Bodenablesungen: Lufttemperatur und Taupunkt. Die Standardformel der Gradientenannäherung behandelt die Trockenkugeltemperatur so, als fiele sie mit etwa 9.8 °C je Kilometer entlang eines trockenen Adiabaten, und den Taupunkt so, als fiele er mit etwa 1.8 °C je Kilometer in ungesättigter Luft, sodass die Taupunktdepression mit 8 °C je Kilometer schließt. Diese Rate sind genau 125 Meter Höhe je Celsiusgrad Spreizung: die Höhe der Untergrenze in Metern ist 125 mal (T minus Td), nachdem beide Beobachtungen nach Celsius umgerechnet wurden. Gleiche Temperaturen liefern eine Untergrenze von null Metern, den Fall von Nebel am Boden.

Was die Gradienten-Spreizungsformel ist und warum 125 Meter je Grad

Das Hebungskondensationsniveau ist die Höhe, in der ein ungesättigtes Luftpaket, trockenadiabatisch vom Boden angehoben, die Sättigung erreicht. In jener Höhe ist die Trockenkugeltemperatur auf den Taupunkt gefallen und eine Wolke kann entstehen. In der üblichen Lehrnäherung nimmt die Trockenkugeltemperatur mit der trockenadiabatischen Temperaturabnahme von etwa 9.8 °C je Kilometer ab, während der Taupunkt ungesättigter Luft deutlich langsamer fällt, mit etwa 1.8 °C je Kilometer.

Die Taupunktdepression schließt daher mit 8.0 °C je Kilometer, das sind 0.008 °C je Meter. Die Umkehrung dieser Rate ergibt die klassischen 125 Meter Wolkenuntergrenze je Celsiusgrad Bodenspreizung: die Höhe ist 125 mal (T minus Td), mit beiden Temperaturen in Celsius, oder gleichwertig die Höhe ist (T minus Td) geteilt durch 0.008. Das ist die Gradienten-Spreizungsformel, die in der Luftfahrtberatung, der Geländemeteorologie und in Unterrichtsschätzungen des Hebungskondensationsniveaus verwendet wird.

Sie ist kein vollständiges Paketmodell mit Mischungsverhältnis und kein numerisch integriertes LCL; sie ist die geschlossene Spreizungsregel, die Piloten und Beobachter seit Jahrzehnten nutzen, weil sie nur ein Thermometer und eine Taupunktablesung braucht. Wenn die beiden Bodentemperaturen gleich sind, liefert die Formel null Meter: Nebel oder Stratus auf dem Boden.

Wenn der Taupunkt höher ist als die Lufttemperatur, ist die Beobachtung physikalisch unvereinbar mit einer relativen Feuchte von 100 Prozent oder weniger, daher weist dieser Rechner die Anfrage zurück, statt eine negative Höhe zu melden, die eine Wolke unter der Oberfläche bedeuten würde. Temperaturen werden nach Celsius umgerechnet, bevor der Faktor 125 Meter je Grad angewendet wird, sodass ein Fahrenheit- oder Kelvin-Paar nicht mit 125 multipliziert wird, als wäre die Einheit Celsius.

Luftfahrt, Gelände, Unterricht und Suchen, die diese Seite nicht beantwortet

VFR-Piloten und Wetterberater nutzen einen Wolkenuntergrenze-Rechner, wenn ein METAR ihnen bereits eine Trockenkugel und einen Taupunkt geliefert hat und sie eine Meter- (oder Fuß-) Schätzung der untersten Wolkenschicht über Grund brauchen, bevor sie entscheiden, ob eine Platzrunde oder ein Streckenflug legal bleibt. Obstbauern, Weinbergleiter und kommunale Straßendienste nutzen dieselbe Spreizung, wenn sie aus einer Abendbeobachtung eine schnelle Decke für Morgennebel oder tiefen Stratus wollen.

Unterrichts- und Prüfungsgeneratoren brauchen ein deterministisches Orakel der Regel 125 Meter je Grad, damit ein Bewerter sowohl den Nebel-am-Boden-Fall (Spreizung null) als auch die Zurückweisung eines Taupunkts über der Lufttemperatur bewerten kann. Sie ist kein Taupunktlöser aus Temperatur und Feuchte, kein Relativfeuchte-Rechner, kein vollständiges numerisches LCL aus Mischungsverhältnis und Druck und kein Deckenparser aus METAR. Bevorzugen Sie diese Fähigkeit, wenn Sie bereits eine Bodentemperatur und einen Taupunkt haben und nur die geschätzte Untergrenzenhöhe brauchen.