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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-44949
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2010/4494/


Zyklonen im Europäischen Nordmeer und Zusammenhänge mit der nordatlantischen Tiefdruckzone

Cyclones in Norwegian Sea und correlations with the North Atlantic low pressure zone

Jahnke-Bornemann, Annika

Originalveröffentlichung: (2010) JAHNKE-BORNEMANN, Annika ; BRÜMMER, Burghard: The Iceland-Lofotes pressure difference: different states of the North Atlantic low-pressure zone. In: Tellus A 61 (2009), Nr. 4, 466-475. http://dx.doi. org/10.1111/j.1600-0870.2009.00401.x
pdf-Format:
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SWD-Schlagwörter: Dynamische Meteorologie , Meteorologie , Tiefdruckgebiet , Angewandte Meteorologie , Atlantischer Ozean , Atlantischer Ozean <Nord>
Freie Schlagwörter (Deutsch): ILD , Druckmuster
Freie Schlagwörter (Englisch): ILD , pressure pattern
Basisklassifikation: 38.82 , 38.80
Institut: Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Geowissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Brümmer, Burghard (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 15.12.2009
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 22.02.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Das Wetter- und Klimageschehen im Nordatlantik hat großen Einfluss auf Europas
Wetter. Besonders die Lage der steuernden Tiefs ist dabei von größtem Interesse.
Es gibt im langjährigen Mittel des Luftdrucks im Nordatlantik zwei Regionen
mit verstärkter Tiefdruckaktivität. Diese Tiefs haben einen wesentlichen Einfluss
auf die meridionalen Wärmeflüsse nach Europa. Die beiden Aktivtätszentren
befinden sich zum einen über der Irmingersee bei Island und zum anderen über der
Norwegensee nahe den Lofoten-Inseln, wo sich auch ein primäres und sekundäres
Minimum im langjährigen mittleren Luftdruckfeld auf Meeresniveau zeigen.
Diese Arbeit untersucht die Zyklonenaktivität in der Lofotenregion, sowie die
zeitliche und räumliche Variabilität des dortigen Luftdruckminimums und dessen
Zusammenhänge mit der großskaligen atmosphärischen Zirkulation.
Es werden meteorologische Phänomene auf verschiedenen räumlichen und
zeitlichen Skalen betrachtet: Zum einen einzelne Zyklonen in der Lofotenregion,
mit Lebensdauern von bis zu zwei Wochen, zum anderen die Zustände der
nordatlantischen Tiefdruckrinne und deren Zusammenhänge mit großräumigen
Mustern auf der Nordhalbkugel in monatlich gemittelten Luftdruckfeldern. Beiden
Untersuchungen liegen Luftdruckfelder aus ERA-40 Reanalyse-Daten des ECMEF
für den Zeitraum von 1957 bis 2002 zugrunde. Es werden zwei verschiedene
Methoden zur Analyse der Zyklonen und Zyklonenzugbahnen verglichen, die
eine Methode funktioniert vollautomatisch, die andere teilweise manuell. Der
Vergleich der Ergebnisse dieser Methoden im Rahmen dieser Arbeit zeigt eine gute
Übereinstimmung.
Charakteristische Eigenschaften und die zeitliche Entwicklung der Zyklonen in
der Lofotenregion vor der Westküste Norwegens werden untersucht. Die Analyse
der Zugbahnen dieser Lofotenzyklonen zeigt, dass sie oft über dem Atlantik
entstehen und sich in den arktischen Regionen auflösen. In den Wintermonaten
treten in der Lofotenregion mehr Zyklonen auf als im Sommer und zusätzlich
haben sie imWinter einen niedrigeren Kerndruck als im Sommer.
Zur Analyse von großräumigen Zusammenhängen wird ein Klimaindex definiert
und als Island-Lofoten-Druckdifferenz (ILD) bezeichnet. Der Index beschreibt
die Luftdruckdifferenz innerhalb der nordatlantischen Tiefdruckrinne zwischen
der Island- und Lofotenregion. Er wird für eine umfassende Kompositanalyse
verschiedener meteorologischer Parameter genutzt.
Mithilfe des ILD-Index wird ein Island-Lofoten-Druckmuster identifiziert,
das sich bis in die Stratosphäre erstreckt. Zusätzlich wird der Zusammenhang
der Island-Lofoten-Druckschaukel mit weiteren meteorologischen Parametern
untersucht. Das ILD-Druckmuster wirkt sich deutlich auf die Lufttemperatur im
gesamten Gebiet von Nordamerika bis Sibirien, auf das arktische Meereis und auf
den Niederschlag im nordatlantisch-europäischen Raum aus. Einen Zusammenhang
des ILD-Index mit dem Index der nordatlantischen Oszillation (NAO) gibt
es nicht durchgehend über den ganzen Zeitraum, sondern er konnte nur für die
Periode 1957 bis 1976 hergestellt werden.
Aus den Ergebnissen dieser Arbeit folgt ein besseres Verständnis der atmosphärischen
Zustände der nordatlantischen Tiefdruckrinne, deren Veränderlichkeiten
auf verschiedenen Zeitskalen und deren Zusammenhängen mit großräumigen atmosphärischen
Variationen der Nordhalbkugel.
Kurzfassung auf Englisch: The North Atlantic weather and climate, especially the position of the dominant
cyclone, has a strong influence on the weather situation in Europe. In the North Atlantic
exist two regions with high cyclone activity, which affect the meridional heat
fluxes directed to Europe. These centers of activity are located over the Irminger
Sea near Iceland and over the Norwegian Sea near the Lofotes Islands. The centers
are nearly at the position of a primary and secondary minimum in mean sea level
pressure (SLP). The cyclone activity in the Lofotes region, the variability in time and
space of the Lofotes pressure minimum and its connection to large scale circulation
of the atmosphere are subject of this study.
This work focuses on meteorological phenomena with different timescales and
spatial extensions. On the one hand these are single cyclones in the Lofotes region,
that have lifetimes of up to two weeks. On the other hand this work focusses on
different states of the North Atlantic low pressure zone and their connections to
large scale northern hemisphere circulation patterns in monthly means of SLP.
The mean SLP fields used for all analyses in this study are taken from the ERA-40
re-analysis data set and cover the time period 1957 - 2002. Two different methods
for analysis of cyclones and cyclone tracks are used and compared to each other.
Each method is following a different approach: the first is a partly manual method
and the second a totally automated method. The comparison of the results of these
methods in the context of this work shows a good agreement.
The characteristics of the Lofotes cyclones and their cyclone tracks are examined.
The analysis of the Lofotes cyclone tracks shows that they often occur over the
Atlantic and dissolve in the Arctic regions. Compared to summer, the number of
Lofotes cyclones increases during winter months and its pressure decreases.
Furthermore a climate index is defined, describing the Iceland-Lofotes pressure
difference (ILD) in the North Atlantic low pressure zone. Based on this ILD-index,
a composite analysis of different meteorological parameters was performed and
an ILD-pattern was identified. During winter, this pattern extends through the
troposphere into the stratosphere. The connection between the different states of
the North Atlantic low pressure zone, characterized by the ILD-index, and other
meteorological parameters is shown. The ILD pressure pattern has an effect on air
temperatures in the regions ranging from Northamerica to Siberia, on the arctic sea
ice and the precipitation in the area of North Atlantic and Europe. The ILD-index
is until the year 1976 strongly correlated with the index of the North Atlantic
oscillation (NAO), but nearly not correlated afterwards.
From the results of this work we get a better understanding of the atmospheric
states of the North Atlantic low pressure zone, its variability with time and its
connection to large scale atmospheric variations of the northern hemisphere.

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