Nordseezustand 2003 185 Anhang A: Wetterlagenklassifizierung Das von Jenkinson und Collinson (1977) entwickelte objektive Verfahren zur Klas sifizierung der bodennahen atmosphärischen Zirkulation besticht durch Einfachheit und Effizienz. Aus der Luftdruckverteilung im mittleren Meeresniveau (MSLP) werden zwei für die Nordseeregion repräsentative Indizes für Wind und Vorticity (Wirbelstär ke) abgeleitet. Empirische Relationen zwischen beiden Größen legen anschließend nicht nur den Zirkulationstyp fest (Zyklonal, Nordwest etc.), sondern erlauben zusätz lich die Identifizierung von Sturmereignissen. Grundlage der Bestimmung charakteristischer Größen für Wind und Vorticity aus der Luftdruckverteilung ist die gestrophische Approximation der horizontalen Bewegungs gleichungen, die sich durch Abschätzung der Größenordnung der Gleichungsterme (Skalenanalyse) legitimieren lässt. A.1 Wind Die geostrophische Approximation reduziert die horizontalen Bewegungsgleichungen auf eine diagnostische Gleichgewichtsbeziehung zwischen Coriolisbeschleunigung und Druckgradient fu = -2Qsirupu idp = P % - p-i ^ P Rdcp ~P fv = 2Qsirupv i3p = p £ = p-i ^ RcoscpöA ~P .iE RAcp i A xP RcoscpAA Gl. A-l Hier sind x und y krummlinige Distanzen (Bogenlängen) entlang der Breitenkreise (cp) bzw. Meridiane (X) im sphärischen Koordinatensystem mit R als radialer Entfernung vom Erdmittelpunkt. Die Achsenorientierung ist E-wärts, N-wärts und aufwärts in Richtung der örtlichen Vertikalen positiv vereinbart, so dass u > 0 und v = 0 (u = 0, v > 0) einen reinen Westwind (Südwind) repräsentiert. Weiter sind p und p Luftdichte und Luftdruck im Meeresniveau, Q (= 27t/24h) die Winkelgeschwindigkeit der Erdrotation und f ( = 2Q sirup) der breitenabhängige Co- riolisparameter. Dieser hat den 2-fachen Wert der lokalen Vertikalkomponente des Vektors Q, der parallel zur Erdachse orientiert ist und auf der Nordhalbkugel in die Atmosphäre weist, und kann deshalb als doppelte Winkelgeschwindigkeit der Tangen tialebene im Punkt (X, cp, R) um die örtliche Vertikale infolge der Erdrotation interpre tiert werden (planetarische Vorticity). Die Coriolisbeschleunigung führt auf der Nord halbkugel zu einer Rechtsablenkung des zunächst in Richtung des stärksten Druckgefälles wehenden Windes. Im gestrophischen Gleichgewicht ist die Windrich tung tangential zu den Isobaren (Linien gleichen Drucks) und die Windstärke propor tional zum Druckgradienten bzw. Isobarenabstand. Unter Verwendung der nachfolgend angegebenen Konstanten - der Erdradius wurde so festgelegt, dass eine Bogenminute entlang des Äquators oder eines Meridians der Internationalen Seemeile entspricht -