Original paper

Analysis of mountain-valley precipitation differences in the Alps

Wastl, Clemens; Zängl, Günther

Meteorologische Zeitschrift Vol. 17 No. 3 (2008), p. 311 - 321

published: Jun 23, 2008

DOI: 10.1127/0941-2948/2008/0291

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ArtNo. ESP025011703009, Price: 29.00 €

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Abstract

This paper investigates altitudinal precipitation differences in the northern Alps, based on routine observations and simulations with the MM5 model for the time period between 1991 and 2000. The analysis is performed for four station pairs, consisting of a mountain station and a nearby valley station each. The results are discussed for three different temperature levels (snow line > 2500 m, 1000 m-2500 m and < 1000 m). The climatological precipitation distribution shows that the mountain stations usually receive substantially more precipitation than the valley stations, especially for northwesterly and northerly ambient flow in 700 hPa. However, the differences are regionally variable and indicate a strong influence of the local topography. Moreover, precipitation enhancement over mountains tends to be substantially more effective for low temperatures than for high temperatures. A more detailed investigation of some parameters affecting orographic precipitation enhancement is conducted for stratiform precipitation events. We find that the magnitude of orographic precipitation enhancement markedly increases with the wind speed at 700 hPa. Moreover, precipitation enhancement increases with the depth of the moist layer in the approaching airflow.

Kurzfassung

In diesem Paper werden Höhendifferenzen des Niederschlags in den Nordalpen untersucht. Die Studie basiert auf Wetterdaten von Beobachtungsstationen und Simulationen mit dem MM5 Modell für den Zeitraum zwischen 1991 und 2000. An Hand von vier Stationspaaren (jeweils bestehend aus einer Bergstation und einer nahegelegenen Talstation) wurde die orographische Niederschlagsverstärkung untersucht. Ferner wurde eine Unterteilung in drei verschiedene Temperaturniveaus (Schneefallgrenze > 2500 m, 1000 m-2500 m und < 1000 m) durchgeführt. Die klimatologische Niederschlagsverteilung zeigt, dass die Bergstationen üblicherweise mehr Niederschlag erhalten als die Talstationen. Die Differenz ist bei einer Nordwest- bzw. Nordanströmung in 700 hPa am größten. Es gibt jedoch sehr große regionale Unterschiede, die teilweise auf lokale topographische Effekte zurückzuführen sind. Zudem zeigt sich, dass die orographische Niederschlagsverstärkung bei niedrigen Temperaturen viel ausgeprägter ist als bei hohen Temperaturen. Für nichtkonvektive Niederschlagsereignisse wurde eine nähere Analyse einiger Parameter mit großem Einfluss auf die orographische Niederschlagsverstärkung durchgeführt. Es ergibt sich zum einen eine deutliche Zunahme der orographischen Niederschlagsverstärkung mit der 700-hPa Windgeschwindigkeit. Zum anderen nimmt die Niederschlagsverstärkung mit der Mächtigkeit der feuchten Schicht der anströmenden Luftmasse zu.