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Hornsteiner, Matthias (2005): Der "Miniföhn" und andere lokale Windsysteme im Isartal. Dissertation, LMU München: Faculty of Physics
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Abstract

Ein Hauptziel dieser Dissertation ist es, die Dynamik und Thermodynamik der lokalen Föhnströmung bei Mittenwald mit Hilfe von Meßkampagnen und räumlich hochaufgelösten numerischen Simulationen zu untersuchen. Diese "Miniföhn" genannte Strömung besitzt Eigenschaften, die im Widerspruch zu den Charakteristiken des hochreichenden Föhns stehen. Beispielsweise braucht der Miniföhn als Voraussetzung keine großräumige Anströmung der Alpen, sondern tritt häufig auch dann auf, wenn ein Hochdruckgebiet mit nur geringen Luftdruckgegensätzen und stabiler Atmosphärenschichtung die synoptische Situation im Alpenraum kennzeichnet. Mit Hilfe der sog. objektiven Wetterlagenklassifikation ergibt sich zudem, daß sämtliche Wetterlagen im Winter eine größere Föhnwirksamkeit besitzen als im Sommer. Beobachtungen in einem dreijährigen Zeitraum belegen, daß Miniföhn besonders oft bei großräumiger südlicher Anströmung auftritt, doch verhindern (im Gegensatz zu hochreichendem Föhn) Wetterlagen mit nördlichen Winden nicht unbedingt die Miniföhnentwicklung, falls die Anströmung entweder nur schwach ist oder Windscherungen zu südlichen Winden in niedrigeren Atmosphärenschichten führen. Die Resultate der zwischen 2000 und 2002 durchgeführten Meßkampagnen im Isar- und Leutaschtal zeigen, daß während der nächtlichen Phase des lokalen Windsystems nächtlich abgekühlte Luftmassen vom Seefelder Plateau durch das Leutaschtal und dem Tal zwischen Seefeld und Scharnitz nach Norden abfließen und sich in der Umgebung von Mittenwald wieder vereinigen. Während die untere Schicht der Leutascher Strömung durch die Talenge am Nordende des Leutaschtales ins Isartal südlich von Mittenwald hinausfließt, strömt die obere Schicht über einen schmalen Bergrücken ins Isartal hinab und verursacht dort die föhnigen Effekte, da sie potentiell wärmere Luft aus größeren Höhen ins Tal transportiert. Trotz der geringen Breite des Bergrückens kann dieser vertikal ausbreitende Schwerewellen anregen, die ein lokales Druckminimum im Lee des Berges bewirken und somit eine bodennahe Gegenströmung vor Einsetzen des Miniföhns erzeugen. Zudem bewirkt der Miniföhndurchbruch ins Tal eine Art Wärmeinseleffekt, besonders in Fällen mit starken Absinkinversionen und sehr warmen Luftmassen über bodennaher Kaltluft. Diese lokale Wärmeinsel verursacht einen leichten nächtlichen Taleinwind zwischen dem Mittenwalder Talbecken und den nördlicheren Gebieten des oberen Isartales, da diese vom Miniföhn nicht erreicht werden und somit deutlich kälter verbleiben, wodurch hydrostatisch eine in Richtung Mittenwald gerichtete Druckgradientkraft induziert wird. Des weiteren wird das Verhalten des Bodenwindfeldes in der Region Walchensee – Kochelsee – mittleres Isartal bei hochreichenden Föhnströmungen untersucht. Aus Beobachtungen ist bekannt, daß am Walchensee bei hochreichendem Föhn kaum bodennaher Südwind auftritt, wohl aber am benachbarten Kochelsee. Es zeigt sich, daß dafür Schwerewellen verantwortlich sind, die durch das zwischen Walchensee und Kochelsee gelegene Gebirgsmassiv angeregt werden. Diese Schwerewellen beschleunigen die Strömung in Richtung zur Talregion am Kochelsee. Dagegen gibt es unmittelbar südlich des Walchensees keine Berge, die Wellenbewegungen in der Atmosphäre anregen könnten, entsprechend schwach ist im Bereich dieses Sees der Bodenwind selbst bei stärkeren Föhnlagen. Die thermische Zirkulation zwischen dem oberen Isartal und dem angrenzenden Alpenvorland erfolgt jedoch hauptsächlich entlang der Achse oberes Isartal – Walchenseebecken – Kesselbergpaß. Das Talwindsystem im mittleren Isartal ist dagegen relativ schwach ausgeprägt, zeigt in der Nähe der Rißtalmündung jedoch tagsüber eine Konvergenz und nachts Divergenz. Im Rahmen dieser Untersuchungen wird auch eine neu entwickelte Methode zur Bestimmung der Tagesmitteltemperatur vorgestellt. Diese auf einem Regresssionsmodell basierende Methode approximiert das wahre Tagesmittel wesentlich besser als die herkömmliche Tmin-Tmax-Methode, die als Spezialfall in der neuen Methode enthalten ist.