Was ist eigentlich Wetter?
Das Wetter auf unserer Erde entsteht durch das Zusammenwirken unserer einzigartigen Atmosphäre, der Sonne und der unterschiedlichen Erdoberfläche. Wettererscheinungen sind Luftdruck, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Nebel, Regen, Schnee, Wind, Wolken, Blitz und Donner.
Die Wirkung der Sonne: Schon in der Atmosphäre, der Luft, wird Sonnenlicht in Wärme umgewandelt. Auch die Erdoberfläche wandelt Sonnenlicht in Wärme um. Sie gibt diese Wärme wieder an die Luft ab. Das geschieht nicht gleichmäßig rund um die Erde. Denn die Erde dreht sich ständig und umkreist die Sonne. Deshalb ist es immer an anderen Stellen am wärmsten. Die Wirkung der Atmosphäre: Luft dehnt sich beim Erwärmen aus. Sie steigt in kalter Luft hoch, weil 1 Liter warme Luft leichter ist als 1 Liter kalte Luft. In der Höhe kühlt die Luft wieder ab, weil sie weniger Wärme von der Erde bekommt. Dadurch sinkt sie ab. Also strömt Luft ständig auf und ab. Die Wirkung der Erdoberfläche: Durch die Drehung der Erde verschiebt sich die Luft gegen die Erde. Berge oder Täler lenken sie ab. Über dem Meer nimmt die Luft mehr Feuchtigkeit auf als über dem Land. So lagert sich manchmal viel Luft übereinander. Sie drückt stark auf die Erde: Man spricht von einem Hoch. Wird weniger Luft übereinander geschoben, ist der Luftdruck niedrig: man spricht von einem Tief.
Warum ist das Wetter nicht immer gleich?
Wir leben in der Zyklonenzone. Zyklonen sind große Luftwirbel, die in den gemäßigten Breiten mit dem Westwind nach Osten wandern. Sie sind für unser unbeständiges Wetter, mal mit Sonnenschein, mal mit Regen, verantwortlich.
Die Luftzirkulation der gemäßigten Breiten wird durch das Luftdruckgefälle zwischen den subtropischen und den subpolaren Gebieten in Gang gehalten – starke Westwinde versuchen die Luftdruckunterschiede auszugleichen. Doch beim Zusammentreffen der heißen Tropenluft und der kalten Polarluft entsteht in der schmalen Zone höchster Temperaturunterschiede eine Polarfront. Sie bildet keine einheitliche Linie, sondern wird von den großen Luftwirbeln der Zyklonen durchsetzt, die Durchmesser von bis zu 1000 km erreichen. Sie driften mit dem Westwind nach Osten.
Woher weiß man, wie das Wetter wird?
Die Wettervoraussage hängt eng mit den Abläufen in der unteren Atmosphäre zusammen. Kurzfristige Voraussagen lassen sich relativ einfach aufstellen, wenn man die jeweiligen Wetterelemente zu bekannten Erscheinungen, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Atmosphäre auftreten, in Beziehung bringt. Längerfristige Voraussagen lassen sich erheblich schwerer machen. Hilfe bringen von Großrechnern aufgestellte Simulationsmodelle, die atmosphärische Vorgänge nachahmen.
Übrigens: „Wetter“ bezeichnet nur den augenblicklichen physikalischen Zustand der Atmosphäre, dagegen umfasst „Witterung“ den Wetterverlauf über mehrere Tage bis Monate. „Klima“ ist eine weitere Verallgemeinerung, die den mittleren Zustand der Witterung beschreibt, der aus jahrelangen Datenreihen abgeleitet wird.
Woher bekommen Meteorologen ihre Daten?
Für die Wettervorhersage benötigen die Meteorologen eine große Anzahl von exakten Daten über den Zustand der unteren Atmosphäre. Diese physikalischen Daten werden von Wetterstationen laufend ermittelt. Mit Helium oder Wasserstoff gefüllte Wetterballons steigen bis in Höhen von 30 bis 35 km auf und gewinnen mithilfe von Radiosonden auch Messwerte aus der oberen Atmosphäre.
Wettersatelliten beobachten auch die Ozeane und Polargebiete. Dort gibt es nur wenige Wetterstationen, die Wetterdaten ermitteln könnten. Aus der auf Satellitenbildern erkennbaren Verlagerung von Wolkenformationen lassen sich Windrichtung und Windgeschwindigkeit voraussagen, ebenso Tiefdruckwirbel und der Verlauf von Kalt- und Warmfronten.
Wo spielt sich das Wetter ab?
Für das Wetter von entscheidender Bedeutung ist die je nach Breitenlage 9 bis 18 km hohe untere Schicht, die Troposphäre. Je 100 Höhenmeter nimmt die Temperatur um 0,5 °C bis 0,6 °C ab. In der oberen Grenzschicht, der Tropopause, schwankt die Temperatur zwischen -50 °C und -60 °C. Darüber schließt sich bis in Höhen von etwa 50 km die Stratosphäre an. Die Temperatur ändert sich mit zunehmender Höhe nur wenig. In der oberen Stratosphäre steigt sie sogar um 10 °C an, weil das Ozongas die UV-Strahlung der Sonne aufsaugt.
Über der Grenzschicht Stratopause folgt die gut durchmischte Mesosphäre, in der die Temperatur wieder abnimmt. An der oberen Grenzschicht, der Mesopause, die in einer Höhe von etwa 85 km liegt, beträgt die Temperatur -80 °C. Die nachfolgende Thermosphäre reicht bis in Höhen von 450 km. Die Einwirkung der Sonnenstrahlen lässt die Temperatur auf 1700 °C ansteigen. Mit den unteren Luftschichten findet kaum noch ein Wärmeaustausch statt
Wie bewegt sich die Luft um den Globus herum?
Die Luftmassen der unteren Atmosphäre gleiten in gewaltigen Strömen um die Erde. So steigen sie am Äquator in die Höhe und strömen von dort nach Norden und Süden. Motor und Steuerung der Luftmassen ist der Luftdruck. Dieser hängt vor allem von der unterschiedlichen Erwärmung der Erde in den verschiedenen Breitenlagen der Erde ab, da warme Luft auf- und kalte Luft absteigt. Das weltweite Rotieren der Luftmassen wird als atmosphärische Zirkulation bezeichnet. Durch Auf- und Abstieg ordnen sich die Luftmassen zu Luftdruckgürteln.
Gibt es unterschiedliche Arten von Wolken?
Wolken bestehen aus Luft, in der sich Wasserdampf zu Wasser verflüssigt bzw. zu Eis verfestigt hat.Vereinzelt ziehende, weiße Federwolken, sogenannte Cirren, kommen in Höhen von 5 bis 13 km vor. Bei uns kündigen die aus Eiskristallen bestehenden Wolken oftmals die Warmfront eines Tiefdruckgebiets an. Allerdings können die kleinen Federwolken auch als Schönwettercirren bei stabilen Wetterlagen auftreten. Zu den hohen Wolken zählen auch die sogenannten Cirrostratuswolken. Das sind Schleierwolken, die einen durchscheinenden, weißlichen Wolkenschleier bilden. Durch sie können Sonne und Mond mit einem Halo erscheinen. Dieser weiße Ring umgibt die Himmelskörper, wenn sie durch die Wolken zu sehen sind. Cumulonimbuswolken zeigen ein Gewitter an. Massig und dicht erscheinen sie wie ein riesenhaftes Himmelsgebirge. Der obere Bereich breitet sich oftmals in der Form eines Ambosses aus.
Wie viele Klimazonen gibt es?
Fünf große Klimazonen spannen sich um die Erde: die polare Zone, die boreale Zone, die gemäßigten Breiten, die Subtropen und die Tropen. Nicht nur die Breitenlage bestimmt die Lage der Klimazonen, sondern auch die Höhenlage, die Verteilung von Land und Meer, der Verlauf von Gebirgen und der Weg von Meeresströmungen.
Wie wird Niederschlag gemessen?
Die Niederschlagsmenge in einer Region wird in Millimeter pro Zeitraum und Fläche berechnet: Die Zahl gibt also an, wie hoch eine Wassersäule auf einem Quadratmeter in einem bestimmten Zeitraum steht. Wegen des Flächenmaßes von einem Quadratmeter liefert die Zahl bei den Millimetern automatisch auch die Literzahl an Niederschlag. Für Berlin mit einem Jahresniederschlag von etwa 600 mm bedeutet dies, dass statistisch auf einen Quadratmeter in Berlin pro Jahr 600 Liter Niederschlag fallen.
Wann fällt Hagel vom Himmel?
Außer Regen und Schnee können auch Eiskörner als Niederschlag aus den Wolken kommen. Sind sie größer als 5 Millimeter im Durchmesser, so heißen sie Hagel. Kleinere Eiskörner nennt man Graupel oder Griesel. Hagel entsteht oft im Sommer bei Gewittern in Quellwolken. Dort setzen sich kalte Wasserteilchen an Eiskristallen an. Sie werden durch Luftwirbel hoch- und niedergerissen und setzen immer neue Eisschichten an. So werden die Körner immer dicker, bis sie zur Erde fallen.
Was ist Nebel?
Wenn Wasserdampf abkühlt oder mit feinen Staubteilchen zusammentrifft, entstehen winzige Wasserteilchen. Sie sind viel kleiner als Tropfen und schweben deshalb noch in der Luft. Geschieht das in großer Höhe, so bilden sich aus den Wasserteilchen Wolken. Passiert dasselbe nahe am Erdboden, so nennt man die in der Luft schwebenden Wasserteilchen Nebel. Nebel ist also eine am Boden liegende Wolke. Gefrorener Nebel wird zu Reif.
Wie funktioniert ein Thermometer?
Thermometer heißen Geräte zur Messung von Temperaturen. Die Technik nutzt dazu verschiedene Naturerscheinungen aus. In Flüssigkeitsthermometern dehnen sich Flüssigkeiten aus, wenn sie erwärmt werden. Kühlen sie ab, so ziehen sie sich wieder zusammen. Ein Röhrchen mit Alkohol zum Beispiel ist also mehr oder weniger gefüllt, je nachdem, wie warm es ist. So kann man die Temperatur ablesen. In modernen Thermometern wird die Temperatur in elektrische Signale umgewandelt und als Zahl angezeigt.
