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Re: Was ist das neben dem Atompilz?

von Phil am 18.12.2012 18:58

Ich halte das für etwas anderes. Stehende Wellen stehen ja nicht wirklich, sondern sind überlagerte Wellen, die sich durcheinander hindurch bewegen. Das sieht man gut beim Tank im obigen Video. Wenn es Wellen wären, müssten sie sich sofort nach der Entstehung ausbreiten. Für mich sieht das mehr nach einer aufgewühlten Oberfläche aus, eventuell durch die Druckschwankung und den entstandenen Wind. Das wären dann kleine Wellen (sehr klein, mm bis cm), die das Reflexionsverhalten der Oberfläche stark beeinflussen. Das gleiche Phänomen wie im Tank ist es auf keinen Fall.

Re: Was ist das neben dem Atompilz?

von Phil am 14.12.2012 10:42

Meinst du die Effekte bei ca 1:00-1:10?

Re: Was ist das neben dem Atompilz?

von Phil am 13.12.2012 19:18

Sieht mir stark nach Rauchsäulen von kleinen Raketen aus. Warum man sie vor der Explosion nicht sieht, weiß ich auch nicht. Aber möglichwerweise wollten sie damit die Luftbewegungen sichtbar machen. Hochgeschossene Sonden sind auch kein schlechter Tip.

Blitze in einem Atompilz sind nicht überraschend. Immerhin reißt die heiße Luft auch Staub mit nach oben. Genauso kann es in Aschewolken von Gewittern blitzen.

Die stehenden Wellen sehe ich nicht. Was meinst du da genau?

Re: Elektrisches Wetter?

von Phil am 13.12.2012 18:57

Büchertips:

http://www.amazon.de/Die-Atmosph%C3%A4re-Erde-Einf%C3%BChrung-Meteorologie/dp/3540206566/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1355421058&sr=8-1
Gut für eine Übersicht, für ein solches Buch relativ wenig Gleichungen und viel ist abgedeckt.

http://www.amazon.de/Introduction-Dynamic-Meteorology-James-Holton/dp/0123848660/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1355421135&sr=8-1
Standardwerk der Theoretischen Meteorologie. Darin werden z.B. verschiedene Arten von Wellen beschrieben, deren Rückstellende Kraft erklärt (die bei jeder Schwingung vorhanden sein muss) und ihre Gleichungen hergeleitet. Man sieht auch sehr gut, wie die Gleichungen vereinfacht werden können, ohne allzu große Fehler einzubauen.

Ohne Mathematikkentnisse auf Maturaneveau (mit guter Note und Neugier) ist aber sicher nicht alles verständlich bzw. kann es sehr zäh werden. Die Formeln sind jedoch für das Verständnis des Textes nicht immer notwendig.

http://www.amazon.de/Physik-unserer-Umwelt-Die-Atmosph%C3%A4re/dp/3642157289/ref=sr_1_cc_1?s=aps&ie=UTF8&qid=1355421344&sr=1-1-catcorr
Noch ein Standardwerk mit schönem Überblick.

Alle diese Bücher enthalten mehr Stoff als eine Einführungsvorlesung im Meteorologiestudium. Wenn man den Stoff von allen verstanden hat, dann ist man schon halber Diplommeteorologe. Trotzdem sind gerade am Anfang der Kapitel auch noch Teile, die man auch versteht, wenn man das Fach nicht studiert.

Oli:

Der Blitz, den du gezeichnet hast, erscheint mir mindestens 10-20 km lang zu sein - zumindest wenn er im Maßstab zur Gewitterwolke richtig gezeichnet ist. Normalerweise ist an der Stelle, wo dein Blitz in der klaren Luft endet, noch der Zirrusschirm des Gewitters. Am Rand ist der jedoch sehr dünn. Da du von Sternenklar redest, nehme ich an, dass es Nacht war. Da kann man den schon einmal übersehen bzw. sich in seinen Ausmaßen verschätzen. Diese Wolken sind extrem dünn (wenn man direkt darunter steht, dann sieht man so gut hindurch, dass man sie nicht ohne weiteres sehen kann. Die Eiskristalle können durchaus beactliche Ladungen tragen. Genau dadurch entstehen die Blitze.

Und 0.7 - 1 sekunde erscheint mir extrem lang, war er wirklich so viel länger als alle anderen Blitze? Grundsätzlich können Blitze auch in der Luft enden, es ist nicht wahrscheinlich aber auch nicht unmöglich. Genaueres müsste man aber einen Experten für Blitze fragen.

Am ehesten war es ein positiver Blitz. Solche treten auch ausserhalb der eigentlichen Wolke auf und sind stärker und leuchten länger als gewöhnliche Blitze. Bist du absolut sicher, dass er den Boden nicht erreicht hat?

Re: Elektrisches Wetter?

von Phil am 07.12.2012 03:23

Ja, bei gleichen Bedingungen wird es jedes Mal auftreben. Und nicht nur dort, jeder isolierte Hügel kann solche Wolken verursachen.


Das ist mehr eine Zellen- als eine Wellenstruktur. Die Bewölkung ist konvektiver Natur, wenn auch sehr viel weniger Spektakulär als Superzellen und noch flacher als klassiche "Schönwetterwolken". Am nächsten kommt wohl das, was im Volksmund "Schäfchenwolken" heißt. Wo man wolken sieht, steigt die Luft auf, dort wo man keine sieht, sinkt sie ab.


Da hast du völlig recht!


Tolles Bild, das wusste ich nicht. Und sieh sehen wirklich ähnlich aus.


Kurz gesagt: Hebung ist großflächig und meist Laminar. Beispiele wären das Aufgleiten von warmer Luft auf schwerer Kalte in einer Warmfront oder die An- und Überströmung eines Berges. Konvektion ist auch eine Form von Hebung, aber eben turbulent. Turbulenz selbst bezieht sich auf die ganzen Verwirbelungen, die in der Luft stattfinden (können). Wichtig ist, dass die Zeit- und Raumskala bei Turbulenz eher klein ist verglichen mit dem System, das sie verursacht. Wenn du die Windrichtung in einem Sturm sehr nahe am Boden oder einem Hindernis betrachtest, wird sie stark schwanken in kurzer Zeit. Wenn du aber einen Durchschnitt über mehrere Minuten nimmst, hast du plötzlich viel weniger änderung, die Turbulenz ist herausgemittelt.


Da stimme ich dir zu.


Interessante Theorie. Etwas gewagt, aber nicht von vornherein unplausibel. Ich habe mir die Videos sehr genau angeschaut und für mein (Laien-)Auge sieht es nicht wie Bildfehler oder Kompressionsartefakte aus. Aber da bin ich nun wirklich kein Experte

So jetzt hatte ich etwas mehr Zeit, sorry fürs Warten lassen.

Phil

Re: Elektrisches Wetter?

von Phil am 30.11.2012 12:28

"Ich bin bisher davon ausgegangen, dass sich alle Superzellen auf Nordhalbkugel (mit Ausnahme jener nahe am Äquator) aufgrund der Corioliskraft gegen den Uhrzeigersinn bewegen. Danke für die Info."

Das ist einer der Gründe, aber nicht der Hauptgrund. Einen stärkeren Einfluss hat die drehung des Windscherungsvektors mit der Höhe. Aber das ist wirklich etwas kompliziert. Vereinfacht: Wenn sich die Windrichtung mit der Höhe so ändert, dass die Differenz zwischen zwei Höhen nicht immer in die gleiche Richtung zeit, sondern sich mit der Höhe auch im Uhrzeigersinn dreht, wird bei Superzellen (welche immer aus sich spaltenden Zellen entstehen) die Rechte Seite bevorzugt entwickelt. Wenn sich die Windscherung umgekehrt dreht mit der Höhe, wird die Linke Zelle stärker und deswegen rotiert der Sturm dann andersrum. Die Corioliskraft trägt ihren Teil dazu bei, aber der Einfluss ist eher gering.

Vollständige Antwort:

Rotunno, Richard, Joseph B. Klemp, 1982: The Influence of the Shear-Induced Pressure Gradient on Thunderstorm Motion. Mon. Wea. Rev., 110, 136–151.
http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/1520-0493%281982%29110%3C0136%3ATIOTSI%3E2.0.CO%3B2

Davies-Jones, Robert, 1984: Streamwise Vorticity: The Origin of Updraft Rotation in Supercell Storms. J. Atmos. Sci., 41, 2991–3006.
http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/1520-0469%281984%29041%3C2991%3ASVTOOU%3E2.0.CO%3B2

Diese beiden Quellen sind Veröffentlichung in Amerikanischen meteorologischen Journals und wirklich nicht ganz leicht zu verstehen. Falls du aber Interesse und etwas Wissen über Physik hast, dann kannst du die Grundzüge durchaus nachvollziehen. Die Mechanismen sind wie gesagt nicht ganz intuitiv, deshalb hat es auch bis in die späten 70er bzw frühen 80er gedauert, bis man überhaupt verstanden hat, warum sich Superzellen so bewegen, wie sie es tun.

Ich habe gerade recht wenig Zeit, deswegen muss ich auf die anderen Sachen später eingehen.

Phil

P.S.: Ich kann auch stundenlang Wolken anstarren

Re: Elektrisches Wetter?

von Phil am 29.11.2012 18:26

Hallo Norman!

Ich verfolge ab und zu diese Seite aus Neugier (auch wenn ich mit vielen hier verbreiteten Theorien nicht uebereinstimme). Um auf deine Frage zu kommen:

Warum wird das elektrische bzw. magnetische Feld der Erde nicht berücksichtigt bei den Theorien der atmophärischen Dynamik?

Der Grund ist simpel, die existierenden Theorien erklären fast alle bisher gefundenen Phänomene. Jene, die man noch nicht verstanden hat, widersprechen ihnen aber auch nicht. Als Meteorologe habe ich mich durch deine Videos geklickt und tatsächlich nur bei zweien ein "Phänomen" gefunden, das mich stutzig machte. Alles andere sind völlig normale Wetterphänomene. Man muss vorsichtig sein beim sammeln von Belegen bzw. Widersprüchen. Nur weil man nicht versteht, wie etwas mit der etablierten Theorie übereinstimmen kann, heißt es noch lange nicht, dass es dieser Widerspricht. Aber um etwas mehr ins Detail zu gehen:

1. Wolken können sich sehr wohl gegen den Wind bewegen oder in einem Windfeld still stehen. Ein sehr schönes Beispiel von dir: http://www.youtube.com/watch?v=nEtbh13Lej0
Hier ist die Luft relativ feucht. An der Stelle, wo sich die Wolke befindet, ist darunter ziemlich sicher ein Hindernis, das von der Luft überströmt wird. Die Luft wird gehoben, der druck unter dem sie sich befindet nimmt also ab. Kühlere Luft kann weniger Wasserdampf enthalten und der Überschuss kondensiert. Hinter dem Hindernis senkt sich die Luft wieder, der Druck steigt und die gebildeten Tröpfchen verdampfen wieder. Die Wolke bewegt sich also nicht wirklich gegen den Wind. Die Luft bewegt sich nur etwas nach oben, wo sich die Wolke bildet, und dann wieder nach unten, wo sie sich wieder auflöst.

2. Das letzte Video ist ein Vortexring. Es stammt von einem Vulkan, was aber in der Beschreibung nicht erwähnt wird. Ich kenne das Video aus anderen Quellen.

3. "Bei diesem Video kann man ab der 3 bis 7 Sekunde gut erkennen, dass sich Wolken auf ein und derselben Schicht in entgegen gesetzte Richtungen bewegen. Die obere Pilzform ab Sekunde 22 ist auch sehr interessant."

Wenn man genau weiß, wie sich Wolken i.d.R. verhalten, dann wird klar, dass sie nicht auf der selben höhe sein können. Das ineinander- oder durcheinanderhindurchbewegen von Wolken ist möglich, aber dann sehen sie anders aus. Schwerewellen können z.B. dafür sorgen.

4. Die Röhrenförmigen wolken in manchen der Videos sind übrigens genau das: Wellen. Genau so wie auf der Wasseroberfläche können auch in der Luft schwingungen entstehen, bedingt durch den Dichteunterschied zwischen darüber- und darunterliegenden Luft. Weil die Dichteunterschiede sehr viel niedriger sind als zwischen Luft und Wasser, schwingen solche Wellen aber sehr viel langsamer. Ein maß dafür ist die Brunt-Väisälä-Frequenz. Sie ist auch gleichzeitig ein Maß für die Stabilität der Atmosphäre. (http://de.wikipedia.org/wiki/Brunt-V%C3%A4is%C3%A4l%C3%A4-Frequenz, Wikipedia ist hier leider nicht sehr aufschlussreich :/ )

5. http://www.youtube.com/watch?v=1Z_-uK5Btik&feature=related
DAS ist nun wirklich interessant, und ich habe so etwas noch nie gesehen. Die Bewegungen sind enorm schnell und ich habe eine mögliche Erklärung dafür parat: Lichtbrechung bzw. -streuung.
Eispartikel (bei dem Gebilde über der Quellwolke handelt es sich um einen Pileus, also eine dünne Eiswolke) streuen und brechen Licht auf spezielle Weise. Die Eiswolke ist hier äußerst dünn und wird relativ schnell nach oben gedrückt. Du hast ein paar andere beeindruckende irisierende Wolken verlinkt, auf denen man deutlich sieht, wie prächtig das aussehen kann. Bei allen anderen Beispielen ist die Wolke aber relativ horizontal ausgerichtet und bewegt sich mit dem mittleren Wind.

Im obigen Video jedoch ist die Wolke durch spontane Hebung entstanden und wird nicht nur horizontal bewegt, sondern auch geneigt. Und weil solche Leuchterscheinungen in Eiswolken sehr stark vom Betrachtungswinkel abhängen, könnte die schnelle drehung diese plötzlichen Erscheinungen erklären. Ich kann hier jetzt keine Formeln zitieren, die das untermauern, da ich kein Experte für Leuchterscheinungen bin.

6. http://www.youtube.com/watch?v=wZYMCE3qbrE&feature=related
Sehr interessante Formation. Ein Kommentar erwähnt eine Front als möglichen Grund für die klare Trennlinie. Das ist auf jeden Fall eine Möglichkeit. Solche klaren und schnurgeraden Linien sind selten, aber nicht unmöglich. Dem aussehen Nach handelt es sich bei diesen Wolken um Altocumuli (http://de.wikipedia.org/wiki/Altocumulus). Solche Wolken bilden sich normalerweise deutlich über 3 km Höhe und befinden sich somit in einem Bereich, wo die Atmosphäre nur in den wenigsten Fällen turbulent ist. Eine fast gerade Strömung über viele hundert Kilometer ist da nichts seltenes. Das großräumige auftreten erklärt sich durch den Mechanismus, der solche Wolken erzeugt - Konvektion in einer instabilen relativ dünnen Schicht. Durch Hebung kann eine eigentlich stabile Schicht instabil werden. Das zu erklären würde etwas länger dauern, habe selbst einige Zeit gebraucht, bis ich es verstanden habe.

7. http://www.youtube.com/watch?v=MO7W5iP46Ms&feature=related
Superzellen bewegen sich nicht mit dem mittleren Wind und es hat lange gedauert, bis die Meteorologen herausgefunden haben, warum das so ist. Es liegt u.A. daran, dass sie rotieren. Da sie nur in Luftmassen mit starker vertikaler Windscherung (das heißt die Windrichtung und -geschwindigkeit schwankt sehr stark mit der Höhe) entstehen, ist die Zugbahnvorhersage nicht immer ganz einfach. Superzellen rotieren auf der Nordhalbkugel meistens gegen den Uhrzeigersinn, bewegen sich relativ zum mittleren Wind langsamer und nach rechts, daher auch der Ausdruck Right Moving Storm (http://en.wikipedia.org/wiki/Supercell, hier lege ich dir den englischen Artikel ans Herz, da er wesentlich ausführlicher ist).

8. http://www.youtube.com/watch?v=JvwO4H2U5zU&feature=relmfu
Wunderschöne Schwerewellen, wie du schon sagst. Durch Hebung und Sekung ändert sich die Temperatur der Luft und bei Hebung kommt es zu Kondensation.

9. http://www.youtube.com/watch?v=qzXC6xiE3jQ
Die Spiralform deutet auf ein kreisendes Flugzeug hin, vermutlich ist es ein Kondensstreifen. Aber das ist schwer zu sagen, wenn man die Wetterlage zum dem Zeitpunkt nicht kennt.

10. http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=VE_UFJWQcZk#!
Turbulenzen sind es i.d.R. nicht, die zu Wolkenbildung führen, sondern Hebung. Was man hier sieht, ist ein Staubteufel. So etwas kann über 1000 Meter hoch werden und muss aber trotzdem keine Wolken erzeugen. Der hochgewirbelte Staub deutet auf eine relativ trockene Gegend hin. Unter solchen Bedingungen muss man Luft mehrere Kilometer heben, bevor Kondensation eintritt.

11. http://www.youtube.com/watch?v=yCkyQUkMWfc
Das sind Mammatus-Wolken. Es handelt sich dabei und abwärtsgerichtete Konvektion, schwere Kalte Luft mit Eiskristallen sinkt nach unten in leichtere und wärmere Luft. Die runden Gebilde sind im prinzip sinkende "Kaltlufttropfen". So etwas ist z.B. in der Umgebung von sehr starken Gewittern zu beobachten. Im Zusammenhang mit einer untergehnden Sonne entstehen wunderschöne Bilder. (http://de.wikipedia.org/wiki/Mammatus)

12. Zu den Löchern in Wolken: http://de.wikipedia.org/wiki/Hole_Punch_Cloud
Der Grund, warum Eis eine Wolke trocknen kann, ist nicht ganz intuitiv. Der Sättigungsdampfdruck (ein Maß dafür, wieviel Wasserdampf Luft aufnehmen kann) ist über Eis niedriger als über Wasser. Die Energie, die frei wird, wenn Wasser resublimiert (von Dampf direkt zu Eis wird) ist größer, als wenn Wasser nur kondensiert. Somit ist dieser Vorgang bevorzugt. Sobald in einer ehemals aus Wassertropfen bestehenden Wolke Eiskristalle auftauchen, ziehen sie sehr viel Schneller Wasserdampf an sich, als die Wassertröpfchen. Die Luft ist für flüssiges Wasser damit untersättigt und die Wassertropfen beginnen zu verdunsten. Die Wolke wird durchsichtiger. Die Eiskristalle dagegen wachsen, werden schwerer und fallen nach unten. Es entsteht die trichterförmige Struktur in der Mitte.

13. Und nun zur großen Frage: Was ist mit all den Blitzen?
Tatsächlich zucken jede Sekunde hunderte Blitze über die ganze Erde. Aber wichtig ist, dass sie durch das (Un)Wetter verursacht werden - und nicht andersrum.


Es ist also tatsächlich sehr unwahrscheinlich, dass bei der existierenden Theorie bezüglich des Wetters ein wichtiger elektromagnetischer Term unberücksichtigt bleibt. Natürlich haben die Felder eine Auswirkung auf das Wetter und es wird auch nicht verneint (auch der Mond mit seiner gravitation wirkt auf die Atmosphäre). Nur ist das Wetter an sich so ein komplexes System, dass man für dessen Vorhersage einfach unwichtige Sachen weglassen muss. Nur weil man weiß, dass ein Einfluss da ist, muss dieser noch lange nicht relevant sein oder gar nachweisbar. Das Wetter funktioniert also sicher nicht so, wie es in der Videoserie zum Plasmaversum dargestellt wird.

Ich hoffe ich konnte etwas zum Verständnis beitragen.