Private Wetterstation Attenhofen

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CAPE


Kleines Erklärstück zu CAPE:

CAPE steht für convective available potential energy, was der maximal zur Verfügung stehenden Energie für Konvektion entspricht.

CAPE hat zwei Grundzutaten, die sich Labilität und Feuchte nennen. Durch die Labilität kann ein Luftpaket ungehindert aufsteigen. Wenn dieses Luftpaket zudem noch sehr feucht ist, dann kondensiert es relativ früh, weil es dan Taupunkt mit dem Höhenaufstieg dann immer eher erreicht. Wenn es kondensiert, setzt ein Luftpaket latente Wärme frei. Da der Taupunkt mit der Höhe immer geringer wird, muss immer mehr Wasserdampf im Luftpaket kondensieren, sodass auch immer mehr latente Wärme ensteht.

Latente Wärme ist dabei die Energie, die man gewinnt, wenn man Wasser vom gasförmigen Aggregatzustand (Wasserdampf) in den flüssigen Aggregatzustand (Wassertröpfchen bringt). Diese Wärme ist dabei ein zusätzlicher Hebungsantrieb für die Luftpakete, da wärmere Luft innerhalb kältere Umgebungsluft aufsteigt.

Ist die Luft jetzt weniger feucht, kann sie auch weniger Energie freisetzen, die für Konvektion dann zur Verfügung steht. Wenn die Luftsäule stabil ist, können die Luftpakete nicht aufsteigen und auch keine Konvektionsenergie freisetzen, weil es keine Konvektion gibt. Ist die Luftschicht jedoch sehr labil, werden Luftpakete deutlich schneller in die Höhe gerissen, sodass auch mehr Luft nachströmen muss. Demnach sind mehr Luftpakete an der Konvektion beteiligt, weshalb auch mehr latente Energie freigesetzt wird.

Abschließend lässt sich also festhalten, dass CAPE die Energie ist, die für die Konvektion zur Verfüfung steht. Dabei mus allerdings nicht alle Energie schlagartig und sofort umgewandelt werden, weshalb CAPE die maximale Energie angibt, die für Konvektionsprozesse zur Verfüfung stehen.

Es gibt drei Arten von CAPE in den Modellkarten:

Den SBCAPE (surface based CAPE), der von der Bodentemperatur abhängt. Dieser gibt an, wie viel Energie vom Boden bis zur Tropopause verfügbar ist. Es kann aber sein, dass die CAPE-Werte von bodennahe zu hoch gerechneten Taupunkten deutlich überschätzt werden. Außerdem werden entkoppelte (ohne Einfluss der Grundschicht, also etwa die unteren 1500m) Prozesse dabei kaum berücksicht und somit unterschätzt:

Der MLCAPE (mixed layer CAPE) wird in den gängigen Karten als CAPE dargestellt. Hierbei versucht man die bodennahe Überhitzung und die daraus resultierenden starken vertikalen Temperaturgegensätze auszugleichen, indem man Feuchte- und Temperaturwerte für die unteren 100hPa (1000m) mittelt und diese Werte dann als Ausgangswerte verwendet.

MUCAPE (most unstable CAPE) ist der Ausgangspunkt des LFC, also das Niveau der freien/unabhängigen Konvektionsbildung. Weil sich das LFC über der Grundschicht befindet, wird diese Art von CAPE zur Einschätzung von entkoppelten Gewittern (Nachtgewitter) herangezogen.

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