KO-Index-Karten

Mit Hilfe des KO-Index kann die Entwicklung hochreichender Konvektion in Begleitung von verbreitet auftretenden Gewittern als Folge des Auslösens einer potentiellen Instabilität vorhergesagt werden.
Dargestellt in den Karten ist der KO-Index in Kelvin (Isolinien) und die vom Modell ausgegebene Vertikalbewegung auf der Druckfläche 500 hPa in hPa/h (Farbskalierung). Positive Werte des KO-Index erscheinen dabei in blau, negative in grün. Ausschließlich die Bereiche mit aufsteigender Luft, also negativer Vertikalbewegung, sind eingezeichnet.

Für die Entstehung hochreichender Konvektion ist eine ausreichend labile thermische Schichtung Bedingung. Diese kann dadurch entstehen, dass eine potentiell instabile (potentiell bedeutet hier: Instabilität aufgrund der Temperatur- Feuchte- Schichtung, aber nicht zwingend thermisch instabil) einer großräumigen Hebung, z.B. vorderseitig eines wandernden Höhentroges oder an einer Kaltfront, unterworfen wird. Potentiell instabile Gebiete erkennt man an negativen Werten des KO-Index, welcher über

berechnet wird, wobei q_Ä die äquivalentpotentielle Temperatur darstellt. Sie ist ein Maß sowohl für den Wärme-, als auch den Feuchtegehalt der Luft. Sie besitzt besonders kleine Werte in trockener und gleichzeitig kalter Luft und wächst mit steigender Temperatur und Feuchte an. Bei hoher Temperatur und großem Feuchtegehalt ist sie entsprechend am größten. Der KO-Index beschreibt die vertikale Änderung der äquivalentpotentiellen Temperatur und ist damit negativ, falls, vereinfacht gesagt, kalte und trockene Luft über feuchter und warmer liegt. In einer solchen (häufig tropischen) Luftmasse wird das Auftreten hochreichender Konvektion zwar schon begünstig, die Aufheizung des Untergrundes in den Sommermonaten reicht dafür wegen gegebenenfalls vorhandener thermischer Sperrschichten oftmals nicht aus.

Wird nun eine derartig geschichtete Luftmasse gehoben, kühlt sie sich zunächst trockenadiabatisch, d.h. mit ca. 1 Kelvin pro 100 m Aufsteigen, ab, bis wegen der höheren Feuchte zuerst im unteren Niveau Kondensation einsetzt. Beim weiteren Heben geht die Temperatur in der feuchtwarmen Luft nur noch feuchtadiabatisch, d.h. mit ca. 0,6 bis 0,9 Kelvin pro 100 m Aufsteigen, zurück, während in den oberen trockeneren Schichten weiter trockenadiabatisch gekühlt wird. Dies hat eine rasche Labilisierung der Temperaturschichtung der Luftmasse zufolge, die umso rascher abläuft, je stärker die Hebung und je negativer die Werte des KO-Index sind.
Wird umgekehrt eine Luftmasse mit positivem KO-Index gehoben, so setzt zuerst im oberen Niveau Kondensation ein und die wegen der Hebung eigentlich zu erwartende Labilisierung wird geschwächt oder unterbunden.
In der Praxis ist jedeoch häufig schon ab einem KO-Index < +2 Kelvin der Übergang zu labilen Verhältnissen gegeben.