A novel quasi-Lagrangian perspective on the potential vorticity dynamics of blocked weather regime life cycles in the North Atlantic-European region - Hauser, Seraphine (KIT-Bibliothek, Karlsruhe, 2023)
In den mittleren Breiten kommt es gelegentlich zu einer Strömungskonfiguration, bei welcher eine quasistationäre antizyklonale Zirkulationsanomalie (oftmals als „Block" bezeichnet) eine Umkehrung der großräumigen westlichen Strömung hervorruft. Diese Situation wird im Englischen als „Blocking" bezeichnet und kann in angrenzenden Regionen zu Extremwetter führen. Die korrekte Darstellung von Blocking stellt eine große Herausforderung in aktuellen numerischen Wettervorhersagemodellen dar. Ein Grund dafür liegt im mangelnden dynamischen Verständnis von Blocking. In der Vergangenheit wurden zahlreiche Theorien zur Dynamik von Blocking entwickelt, von denen jede einen bestimmten Aspekt der Dynamik betrachtet. Bis heute konnten die verschiedenen feuchtdynamischen und trockendynamischen Theorien noch nicht miteinander verbunden werden und lieferten sogar widersprüchliche Ergebnisse. Noch immer fehlt eine konsistente Sicht auf die relative Rolle trockener und feuchter Dynamik in den Lebenszyklen von Blocking. Diese Arbeit zielt darauf ab, die Dynamik von Blocking zu erfassen und insbesondere die relativen Beiträge trockener und feuchter Prozesse zu entflechten. Dazu wird eine neuartige quasi-Lagrangsche Methode auf Basis der potenziellen Vortizität (PV) entwickelt. Da Vorhersagefehler in Verbindung mit Blocking vor allem in Europa vorkommen, liegt der Fokus auf Blocking über dem Nordatlantik und über Europa. Anhand der hochmodernen ERA5-Reanalyse für den Zeitraum 1979–2021 werden negative PV Anomalien in der oberen Troposphäre (PVAs−) verfolgt, die mit Blocking in Verbindung stehen. Mithilfe stückweiser PV-Tendenzen werden die relativen Beiträge trockener und feuchter Dynamik zur Amplitudenentwicklung von PVAs− quantifiziert. Blocking wird in dieser Arbeit aus Sicht von Wetterregimen betrachtet, die großräumige, anhaltende und wiederkehrende Zustände der außertropischen Zirkulation darstellen. Eine einzigartige Definition von Wetterregimen ermöglicht die Untersuchung der Lebenszyklen von vier verschiedenen „blockierten“ ...