Original paper
Eine nächtliche Kaltfront über orographisch gegliedertem Gelände und die Veränderung der Ozonkonzentration am Boden
[A nocturnal cold front over complex terrain and its influence on the ozone concentrations at the ground]
Löffler-Mang, M.; Kunz, M.; Kossmann, M.
Meteorologische Zeitschrift Vol. 5 No. 6 (1996), p. 308 - 317
15 references
published: Dec 10, 1996
published online: Aug 2, 2018
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Kurzfassung
Am Beispiel einer Kaltfront, die in der Nacht vom 11. auf den 12. September 1992 das TRACT-Gebiet (Ostfrankreich, Süddeutschland und Nordschweiz) passierte, wird in der vorliegenden Arbeit eine synoptische Analyse unter Hinzunahme der bodennahen Ozonkonzentrationen durchgeführt. Beginnend mit einer Frontanalyse auf der Basis der Stationsmeldungen des Europäischen Wetterberichtes wird die Analyse auf zwei Arten erweitert: Zum einen werden alle verfügbaren meteorologischen Bodenmeßstationen im TRACT-Gebiet hinzugenommen, zum anderen wird der plötzliche Ozonsprung im dichten Netz der chemischen Bodenstationen ausgewertet. An den meisten tiefer gelegenen Stationen (z < 400 m ü. NN) wurde dabei ein Ozonanstieg (Sekundärmaximum) beobachtet, an höheren Stationen und Reinluftstationen dagegen ein plötzlicher Ozonrückgang. Die Untersuchungen belegen einen engen zeitlichen Zusammenhang von Frontpassage und Ozonsprung am Boden. Dieser Zusammenhang wird hervorgerufen durch eine starke Intensivierung der vertikalen Durchmischung der stabil geschichteten nächtlichen Grenzschicht und einen Luftmassenaustausch zwischen verschiedenen Höhen durch Aufgleit- und Absinkvorgänge. Es ergab sich eine deutliche Deformation der Front durch die Mittelgebirge und damit verbunden eine Verzögerung der Frontpassage um bis zu zwei Stunden. Insgesamt ergibt der Vergleich von meteorologischer Analyse und Auswertung der Spurengaskonzentrationen eine gute Übereinstimmung, wobei im Süden des Untersuchungsgebietes, am Alpenrand, die Abweichungen etwas größer sind als im Norden.
Abstract
In the night from 11 to 12 September 1992 a cold front passed through the TRACT area (eastern France, southern Germany and northern Switzerland). This frontal system is used as an example for a synoptical analysis including ozone concentrations at the ground. Beginning the analysis on the basis of the data from the European Weather Report, an extension follows in two ways: First all available ground-based meteorological stations within the TRACT area are included; second the sudden ozone jumps at the stations of the dense chemical operational networks are examined. Most stations at low altitudes (z < 400 m agl) show a sudden ozone increase (secondary maximum) whilst the high altitude stations and clean air sites express a decrease. The investigations prove a strong correlation between front passage and ozone jump. This correlation is caused by an intensive vertical mixing of the initially stable stratified nocturnal boundary layer and an exchange of air masses between different heights due to subsidence and glide-up mechanism. A clear deformation of the cold front by sub-alpine and alpine mountains is found leading to a time delay of the passage of up to two hours. All together the evaluation of the ozone jump is in good agreement with the meteorological analysis of the frontal system; this agreement is slightly decreasing in the south of the investigation area near the Alps.
Keywords
Kaltfront • Ozonkonzentration • Ozonsprung • TRACT-Gebiet • Ostfrankreich • Süddeutschland • Nordschweiz • cold front • ozone concentration • ozone jump • TRACT area • eastern France • southern Germany • northern Switzerland