Meteo Lab / M04 · Stabilität, Auftrieb & Konvektion / K04
M4K4 · LCL

Das Lifting Condensation Level markiert den Übergang vom trockenen zum gesättigten Parcelpfad.

Ein ungesättigtes Luftpaket kühlt beim Aufstieg zunächst trockenadiabatisch ab. Sein Wasserdampf-Mischungsverhältnis bleibt dabei näherungsweise konstant, während der Sättigungsdampfdruck stark mit der Temperatur sinkt. Am LCL erreicht das Parcel erstmals Sättigung: ab dort reicht die trockene Parcelthermodynamik allein nicht mehr aus.

vor LCL: rv ≈ konstantLCL: e = esw(T)danach: Kondensation + latente Wärme
01 · Physikalische Idee

Das Parcel kühlt schneller ab, als sein Wasserdampfgehalt verschwindet.

Solange das Parcel ungesättigt bleibt und weder Wasser austauscht noch kondensiert, ist sein Wasserdampf-Mischungsverhältnis rv näherungsweise konserviert. Beim Aufstieg fällt der Druck; zugleich kühlt das Parcel trockenadiabatisch ab.

T(p)=T0(p/p0)Rd/cp

Der aktuelle Dampfdruck sinkt mit dem Druck, aber esw(T) sinkt wegen der Abkühlung typischerweise schneller. Deshalb steigt die relative Feuchte des Parcels.

Trockener Parcelaufstieg: Temperatur und Taupunkttemperatur nähern sich mit zunehmender Höhe an, bis am LCL Sättigung erreicht wird.
M4K4 · Trockener Aufstieg mit konserviertem Wasserdampfgehalt führt zur Sättigung am LCL.
02 · LCL-Bedingung

Am LCL trifft der aktuelle Dampfdruck die Wasser-Sättigungskurve.

Aus T0, RH0 und p0 folgt zunächst:

e0 = RH0/100 · esw(T0)
r0 = εe0/(p0−e0)

Während des ungesättigten Aufstiegs bleibt r0 konstant. Damit gilt e(p)=pr0/(ε+r0). Das LCL ist der erste Zustand mit:

e(pLCL) = esw(TLCL)
03 · LCL-Höhe

Die trockenadiabatische Temperaturänderung liefert die Parcel-Höhenrelation.

Γd=g/cp
zLCL≈(T0−TLCL)/Γd

Als schnelle meteorologische Abschätzung wird häufig zusätzlich zLCL≈125·(T0−Td,0) m/K verwendet. Diese Faustformel ersetzt nicht die Zustandsrechnung.

04 · Druckkoordinate

Das LCL kann als Druckniveau oder als Höhe angegeben werden.

pLCL=p0(TLCL/T0)cp/Rd

In Radiosonden- und Skew-T-Diagrammen ist die Druckkoordinate besonders praktisch. Die geometrische Höhe ist modellabhängiger.

Zustandsbrücke am LCL: unterhalb trockener ungesättigter Parcelpfad, am LCL Sättigung, oberhalb Übergang zur feuchten Thermodynamik.
M4K4 · Das LCL ist eine Zustandsgrenze zwischen trockenadiabatischem und gesättigtem Parcelpfad.
05 · LCL Ascent Lab

Initialzustand und Aufstiegshöhe getrennt verändern.

Das Lab berechnet aus T0, RH0 und p0 das wasserbezogene LCL. Ein Höhenregler verfolgt den trockenen Parcelpfad. Oberhalb des LCL wird er nur noch als diagnostische Extrapolation angezeigt.

ungesättigter Parcelaufstieg · Wasserreferenzrv = const. · T(p)=T₀(p/p₀)R_d/c_pT₀ = 0…35 °C · RH₀ = 20…100 % · p₀ = 700…1050 hPa · Probe z = 0…4000 m
Trockener Parcelaufstieg bis zum LCLTemperatur und Taupunkttemperatur werden mit Höhe dargestellt; eine Linie markiert das LCL.LCL · TROCKENER PARCELPFADParcel TT_d aus e——
Td,0—
r0—
TLCL—
pLCL—
zLCL—
125·(T−Td)—
RH an Probe—
p an Probe—
Probe-Zustand——
Interpretation—
06 · Verbindung zum Taupunkt

Der Anfangstaupunkt kodiert den initialen Wasserdampfgehalt.

M3K7 definierte den Taupunkt über e=esw(Td). Je kleiner T0−Td,0, desto niedriger liegt typischerweise das LCL.

07 · Übergang

Am LCL endet die Gültigkeit des rein trockenen Parcelpfads.

Sobald Sättigung erreicht ist, führt weitere Hebung zu Kondensation. Latente Wärme wird frei, und der Parcelgradient weicht von Γd ab. Das ist Thema von M4K5.

Das LCL allein sagt noch nicht, ob das Parcel positiv beschleunigt wird. Sättigung und Auftrieb sind verschiedene Diagnosen.

08 · Modellgrenzen

Das Kapitel verwendet ein idealisiertes wasserbezogenes LCL.

Das Modell setzt adiabatischen Aufstieg, konserviertes Wasserdampf-Mischungsverhältnis und sofortige Druckanpassung voraus. Entrainment, Niederschlag, Aerosolaktivierung und Mischphasenmikrophysik bleiben außen vor.

Unter 0 °C kann die Eis-Sättigungsgrenze abweichen; hier bleibt das LCL wasserbezogen.

09 · Ergebnis

Das LCL ist die Zustandsgrenze zwischen trockenem und gesättigtem Parcelpfad.

1 · Vor dem LCL

r_v bleibt näherungsweise konstant.

2 · RH steigt

e_s(T) sinkt rasch mit der Abkühlung.

3 · LCL

e=e_sw(T) markiert Sättigung.

4 · Druck & Höhe

Das Niveau kann als p_LCL oder z_LCL angegeben werden.

5 · Nicht gleich Auftrieb

Sättigung bedeutet nicht automatisch positive Beschleunigung.

6 · Nächster Schritt

M4K5 behandelt den feuchtadiabatischen Gradienten.

Cross-References

Nächster Schritt · M4K5Feuchtadiabatischer Gradient

Wie verändert freigesetzte latente Wärme die Temperaturänderung eines gesättigten aufsteigenden Luftpakets?