Temperatur-Gradienten (Lapse Rates)
Lapse Rate = Temperaturabnahme pro Höheneinheit. Drei Hauptarten in der Meteorologie: Environmental Lapse Rate (ELR), Dry Adiabatic Lapse Rate (DALR), Saturated Adiabatic Lapse Rate (SALR).
Quelle: AMS Glossary; WMO; FAA-H-8083-25B PHAK Kap. 12.
Environmental Lapse Rate (ELR)
- Tatsächliche Temperaturabnahme der Umgebungsluft mit Höhe an einem Ort und Zeit.
- Variabel, wird durch Wetter und Tageszeit beeinflusst.
- ISA-Wert: 0,65 °C / 100 m (Standardwert).
Dry Adiabatic Lapse Rate (DALR)
- Temperaturabnahme einer trockenen Luftpackung beim adiabatischen Aufstieg.
- Konstant: 1,0 °C / 100 m (= 9,8 °C/km, = 3 °C/1000 ft).
- "Adiabatisch" = ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung.
Saturated Adiabatic Lapse Rate (SALR)
- Temperaturabnahme einer gesättigten Luftpackung (mit Kondensation) beim Aufstieg.
- Niedriger als DALR, weil Kondensationswärme freigesetzt wird.
- Typisch: 0,5–0,6 °C / 100 m (variabel mit T und Druck).
ISA-Lapse Rate
Die angenommene Temperaturabnahme mit der Höhe in der ICAO-Standardatmosphäre beträgt 0,65 °C / 100 m — verbindlich für ISA-Berechnungen.
Stabilität durch Vergleich ELR vs DALR/SALR
- ELR < SALR (z.B. ELR = 0,3 °C/100 m): absolut stabil — keine vertikale Konvektion.
- SALR < ELR < DALR (z.B. ELR = 0,7 °C/100 m): bedingt instabil — instabil für gesättigte Luft, stabil für trockene.
- ELR > DALR (z.B. ELR = 1,2 °C/100 m): absolut instabil — starke Konvektion, Cb-Bildung möglich.
(Stabilität-Detail in nächster Lesson "Stabilität".)
Isothermische Schichten und Inversionen
Schichten in der Troposphäre, in denen die Lufttemperatur konstant bleibt, sind isothermische Schichten, während Schichten, in denen sie mit der Höhe zunimmt, Inversionen sind, kategorisiert als Boden-Inversionen oder freie/Höhen-Inversionen ("layers in the troposphere where air temperature remains constant are isothermal layers, while those where it increases with altitude are inversions, categorized as surface inversions or free/altitude inversions"):
| Typ | Beschreibung |
|---|---|
| Isothermisch | Temperatur konstant mit Höhe |
| Surface Inversion (Boden-Inversion) | Tempäratur steigt in den ersten Metern/Hunderten Fuß ab Boden |
| Free / Altitude Inversion (Höhen-Inversion) | Temperatur steigt in höheren Schichten — z.B. Subsidenz-Inversion in Hochdruck |
| Frontale Inversion | An einer Front (warme Luft über kalter) |
Wolkenbasis-Höhe Faustregel
Die Wolkenbasis-Höhe in thermischem Auftrieb kann näherungsweise mit 400 Fuß pro Grad Celsius Temperatur-Taupunkt-Spread am Boden geschätzt werden ("the cloud base altitude in thermal lift can be approximated as 400 feet per degree Celsius of temperature-dewpoint spread at the surface, yielding about 8000 ft AGL for a 20 K spread"):
- Spread 5 °C → Wolkenbasis ~2000 ft AGL.
- Spread 10 °C → ~4000 ft.
- Spread 20 °C → ~8000 ft.
Physikalische Grundlage: trockene Luft kühlt mit ca. 1 °C/100 m = 1 °C/300 ft beim Aufstieg, Taupunkt fällt mit 0,2 °C/100 m → Spread schließt sich mit ca. 0,8 °C/100 m ≈ 1 °C/120 m ≈ 1 °C/400 ft.