Storm Relative Helicity

Um sowohl die Richtungs- als auch die Geschwindigkeitsscherung des Windes mit zunehmender Höhe in einem Parameter zu kombinieren, wurde die sogenannte sturm-relative Helizität (SRH) eingeführt. Sie gibt Auskunft über das Potential von rotierenden Aufwinden innerhalb von Gewitterzellen. Die lokale Helizität ist das Skalarprodukt von Windgeschwindigkeit und Vorticity:

Demnach ist die Helizität maximal, wenn eine Parallelität des Geschwindigkeits- und Vorticityvektors vorliegt. Unter Miteinbeziehung einer sturm-relativen Strömung und unter Anwendung eines Integrals folgt aus Gleichung:

Es konnte gezeigt werden, dass es beim Kippen der Vorticity in die Vertikale im Falle einer Parallelität der sturm-relativen Strömung und der horizontalen Vorticity zu einer Korrelation zwischen Aufwind und vertikaler Vorticity kommt (Abb. 1, a). Falls die Vektoren der sturm-relativen Strömung und horizontalen Vorticity senkrecht zueinander stehen, erfährt die Gewitterzelle vertikale Vorticity an ihren Flanken (Abb. 1, b). Als obere Integralgrenze für die Berechnung der SRH (in m²/s²) wird typischerweise eine Höhe von 1 oder 3 km verwendet, in dessen Bereich sich der Einströmbereich einer konvektiven Zelle befindet.

Abb. 1: Schema der Auswirkung eines Aufwindes auf horizontale Vortex-Linien, wenn sturm-relativer Strömungsvektor parallel (a) bzw. senkrecht (b) zum horizontalen Vorticity-Vektor liegt.