Der "Miniföhn" und andere lokale Windsysteme im Isartal

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.