Abb.: Nebelmeer über dem Albvorland zwischen Balingen und Hechingen. Inversionsobergrenze bei ca. 700m NN.
Herbstliche und winterliche Inversionswetterlagen können wochenlang andauern. Die Sonnenstrahlung reicht in dieser Jahreszeit nicht mehr aus, die Inversion über konvektive Prozesse aufzulösen. Dies geschieht dann erst durch einen Witterungswechsel mit advektivem Zustrom von Luftmassen. Die Inversionsobergrenze wirkt als Sperrschicht für aufsteigende warme Luftpakete, z.B. aus Schornsteinen oder anderen Wärmequellen.
Abb.: Vereinfachter Vertikalschnitt der Temperaturschichtung in einer Hochzelle während einer sogenannten Absinkinversion.
Die absinkende Luft erwärmt sich im Hoch infolge ihrer Kompression adiabatisch, d.h. nach außen energetisch abgeschlossen, um 1°C je 100m Abstieg. Eine
Warmluftglocke lagert dann über der ausgekühlten bodennahen Kaltluft. Entgegen den normalen Verhältnissen nimmt die Temperatur nach oben zu (Temperaturumkehr oder Inversion) Die absinkende Luft muss infolge ihrer geringeren Dichte seitlich ausweichen, so wie sie die Temperatur, der unter ihr
lagernden Luftschicht erreicht hat. Der Vertikalaustausch ist bei dieser stabilen Schichtung blockiert. Nächtliche Wärmeabstrahlung des Erdbodens sorgt für
weitere Abkühlung in Erdbodennähe sowie für zunehmende relative Feuchte. Die Konzentration von Aerosolen nimmt mangels Vertikalaustausch ebenfalls zu.
Meteorologie: Bildung einer dynamische Hochdruckzelle:
Im Höhenwestwindband der planetarischen Zirkulation entstehen infolge von Gebirgszügen und anderen Inhomogenitäten der Erdoberfläche großräumige Mäanderwellen rund um den Globus mit Divergenzen und Konvergenzen im Strömungsfeld.
So kommt es im Falle einer Strömungsdivergenz hinter hohen Gebirgszügen (Strömungsdelta) zum Luftmassenversatz in Richtung des über das Jahr hindurch thermisch bedingten hohen Luftdrucks der Subtropenzone (s. Abbildung) und der Bildung dynamischer Hochdruckgebiete.
Bei isobarer Strömung halten sich Druckgradientkraft FP und Corioliskraft FC das Gleichgewicht. Im Strömungsdelta wird die Gradientkraft FP infolge größer werdender Abstände der Isobaren jedoch geringer, die geschwindigkeitsabhängige Corioliskraft aber bleibt infolge des Trägheitsverhaltens der strömenden Luftmasse erhalten, so dass sie überwiegt und die Luftmasse, wie in der Skizze dargestellt, dadurch abgelenkt wird (anisobare Strömung). Im Kontext mit einer dritten Kraft, der Reibungskraft in der bodennahen Reibungszone verstärkt sich der Drehsinn der Strömung. In der so entstandenen Hochzelle sinkt die von
oben absinkende erwärmte Luftmasse kreisförmig im Uhrzeigersinn (Nordhalbkugel) nach unten. Verbunden damit ist neben der adiabatischen Erwärmung auch die Austrocknung der Luftmasse, verbunden mit Wolkenauflösung.
W. Roos, wetter-herrenberg.de, 4.11.2024