AMMA: Konvektive Systeme über Westafrika und dem Atlantik in der selben African Easterly Wave

Ansprechperson:
Dr. J. Schwendike, Prof. Dr. S. Jones
Projektgruppe:
Wettersysteme: Modellierung und Gefährdungsanalyse

Die Wechselwirkung zwischen den afrikanischen östlichen Wellen (engl.: African Easterly Waves (AEWs)) und darin eingebetteter konvektiver Systeme wird untersucht. Dabei liegt der Schwerpunkt auf folgenden Fragestellungen: In wie weit stellt die AEW eine günstige Umgebung für die Enstehung von Konvektion bereit und wie modifiziert die Konvektion die AEW. Über dem Land tritt die Konvektion in Form von mesoskaligen konvektiven Systemen (MCSs) auf, die über Westafrika hinwegziehen und eine ausschalgegebende Rolle im Wasserkreislauf von West Afrika spielen. Eine gewisse Anzahl von MCSs entwickelt sich und zerfällt wieder innerhalb einer AEW über Westafrika. Über dem Atlantik hingegen kann sich die organisierte Konvektion innerhalb der AEW zu einer tropischen Zyklone entwickeln.

Beschreibung

Konvektive Systeme über Westafrika und dem östlichen Atlantik, die in der AEW eingelagert sind aus der sich Hurrikan Helene (2006) entwickelt hat, werden mit Hilfe des COSMO Modells, dass eine horizontale Auflösung von 2.8 km hat, untersucht. Unsere Analysie legt ihren Schwerpunkt auf den Zeitraum vom 9. bis 14. September 2006. Der Modellcode wurde angepasst, um den Haushalt der potentiellen Temperatur, der relativen Feuchte, des Impulses, der relativen und potentiellen Vorticity zu berechnen. Die konvektiven Systeme über dem Land und über dem Wasser werden basierend auf den Hasuhaltsrechnungen charakterisiert und miteinander verglichen.

Ein Staubausbruch ereignete sich in den Nachmittagsstunden des 9. Septembers 2006 über der Sahara und ein zweiter in den Abendstunden des 11. Septembers über dem Senegal. Die trockene und mit Mineralstaub angereichter Luft, die man als Saharan Air Layer (SAL) bezeichnet, wird durch die AEW nach Westen transportiert. Hohe SAL Werte treten besonders im Norden und Westen des konvektiven Systems über dem östlichen Atlantik auf, aus dem sich auch Hurrikan Helene entwickelt hat. Während der gesamten Enstehungsphase des tropischen Sturms traten hohe SAL Werte nord-nordwestlich davon auf. Als Helene ein ausgereifter Hurrikan war konnte trockene Luft sogar bis nahe an das Sturmzentrum heran beobachtet werden. Das Modellsystem COSMO-ART wurde verwendet, um den Einfluss der SAL auf die Umgebung des konvektiven Systems und die Wechselwirkung zwischen dem konvektiven System und der AEW zu untersuchen. Der Transport des Mineralstaubes wurde mit Hilfe von Trajektorien analysiert.

Schwendike, J., and S.C. Jones, 2009: Convection in an African Easterly Wave over West Africa and the eastern Atlantic: a model case study of Helene (2006). Accepted for the AMMA Special Issue of the Q. J. R. Meterol. Soc..

Hurricane Helene

Abbildung 1: Hurrikan Helene am 18. September 2006. (http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov/gallery/?2006261-0918/GordonHelene.A2006261.1645.2km.jpg)



Abbildung 2: Links: Meteosat 8 Infrarotbilder (10.8 µm Kanal) bei denen die konvektiven Objekte oberhalb von -64°C grau schattiert sind, orange–rot zwischen -64° und -82°C, und schwarz unterhalb von -82°C. Rechts: COSMO Modellläufe zu ausgewählten Zeitpunkten, die oberhalb der Abbildung angegeben sind. ST gibt den Startpunkt der Simulation an und VT die Verifikationszeit. Das vertikale Integral von Wolkenwasser, Wolkeneis und Luftfeuchte (kg m⁻²) zusammen mit dem Horizontalwind (m s⁻¹ ) auf 975 hPa basierend auf 2.8–km COSMO Läufen sind dargestellt.

saharan-air-layer_12-09-2006

Abbildung 3: Die gelb-roten Bereiche stellen die trocken Luftmassen der SAL am 12 September 2006 um 12 UTC. Vor der Westküste Afrikas befindet sich eine tropische Depression, die sich zu Hurrikan Helene entwickeln wird. Die Abbildung wurde freundlicherweise von Jason Dunion zur Verfügung gestellt (http://cimss.ssec.wisc.edu/tropic/real-time/wavetrak/sal.html).