Welcome und Carpe Diem


 priv. Homepage mit Wetter und Mee(h)r von der er Förde / Altenholz
 

" Begriffe der Meteorologie "

Auf dieser Seite möchte ich interessierten Besucher Begriffe rund um das Wetter erklären.

Wetter Witterung Klima
 momentaner Zustand der Atmosphäre
 (1 Stunde, 1 Tag)
 Charakter des Wetters über einige Tage
 oder eine Jahreszeit
 mittlerer Zustand der Atmosphäre
 (z.B. 30-40 Jahre)

Das Klima wird nach seiner räumlichen Ausbreitung in drei Bereiche geteilt:
Markoklima (Großklima) Mesoklima (Regional- und Lokalklima) Mikroklima
 Nach ihm wird die Erde in
 Klimaregionen geteilt
 Klima in einer Region (Norddeutschland,
 Mittelmeerraum) oder an einem
 kleineren bestimmtem Ort
 (Tal, Siedlung, Insel)
 Klima in Bodennähe oder z.B. in
 einem Wald


Bisherige Begriffe / Thema dieser Seite: (Diese Seite befindet sich im Aufbau!)
Tageslängen/Sonnenscheindauer Taupunkt Nebel Wolkenbildung
Temperatur- & Druck-Abnahme in der Höhe Seewind/Landwind   Regionale Windsysteme  

Tageslängen/Sonnenscheindauer in Abhängigkeit der Breitengrade innerhalb Deutschlands

Die Änderungen der Tageslänge basiert auf einer Sinus-Funktion.

In den Polar-Diagrammem der einzelnen Städte werden die kleinen und großen Änderungen der Tageslänge gut sichtbar.
Kiel München Tunis

  Quellen und Copyright:   Stadtkima Stuttgart   Sternwarte Bonn

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Taupunkt
In der Meteorologie gibt der Taupunkt die Grenztemperatur an, bei der, in Abhängigkeit von Luftdruck, der in der Luft enthaltende Wasserdampf gerade beginnt Kondensat (Tropfen, Eiskristalle) zu bilden.
Der Taupunkt als Maß für die Luftfeuchtigkeit ist eine abgeleitete, keine real vorliegende Temperatur und solche normalerweise niedriger oder gleich der tatsächlichen Lufttemperatur. Sind beide gleich, so ist die Luft mit Wasserdampf gesättigt. Wird mit Wasserdampf gesättigte Luft unter den Taupunkt abgekühlt, so tritt Kondensation ein, welche sich in Beschlagen, Nebel, Tau bzw. allgemein in Niederschlag äußert. Je größer die Differenz zwischen Temperatur und Taupunkt ist, desto trockener ist die Luft.

Ist der Taupunkt bekannt, kann mit verschiedenen Faustregeln der zukünftige Wetterverlauf bestimmt werden:

  • Sofern keine größeren Änderungen am Wetter auftreten, kann die Taupunkttemperatur am Abend als ungefähr zu erwartende Minimum-Temperatur der Nacht angesehen werden (z.B. hilfreich zur Bodenfrost-Vorhersage).
  • Liegen die Luft- und Taupunkt-Temperatur am Abend dicht beieinander ist die Wahrscheinlichkeit von Nebelbildung am folgenden Morgen sehr hoch.(bei wenig Wind)
  • Weiterhin gibt die Taupunkt-Temperatur Hinweise auf Schwüle, da hohe Werte des Taupunktes auch einen hohen Wasserdampfgehalt in der Luft bedeuten. Ab einer Taupunkt-Temperatur von ungefähr 20°C wird das Wetter als schwül empfunden.
  • Aus der Differenz von Luft- und Taupunkt- Temperatur kann bei erzwungener Hebung die Höhe der Wolkenuntergrenze in Metern bestimmt werden. [(Temperatur)- (Taupunkt-Temmperatur)x 120] Anhand dieser Formel berechnen die Wetterstationen (wie meine Davis Vantage Pro) die Wolkenuntergrenze.


  Berechnung Taupunkt ohne Luftdruck   Berechnung Taupunkt mit Luftdruck  

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Nebel und Nebelarten
Bei Nebel handelt es sich um tief liegende bzw. auf dem Erdboden aufliegende Wolken. Nebel und Wolken bestehen aus kondensierten Wasserdampf. Er kann zu jeder Jahreszeit auftreten, allerdings tritt er bei uns vor allem im Herbst und Winter auf. Von Nebel spricht man ab einer Sichtweite von unter einem Kilometer.

Strahlungsnebel bildet sich oft während klarer Nächte mit wenig Wind. Der Boden und später auch die untersten Luftschichten kühlen sich dabei stark ab. Sinkt die Lufttemperatur im Laufe der Nacht unter die Taupunkttemperatur, so muss die Luft den in ihr enthaltenen Wasserdampf in Tröpfchenform ausschneiden. Die Tröpfchen lagern sich dabei an hygroskopische Staubteilchen der Luft an. Es entsteht Nebel.
Die Abkühlung des Erdbodens unterscheidet sich häufig von Ort zu Ort und kann kleinräumig sehr unterschiedlich sein. So ist auch die Sichtminderung unterschiedlich stark ausgeprägt oder es entstehen isolierte Nebelbänke.
Am schnellsten entsteht Strahlungsnebel über Wiesen, denn Gras kühlt sich schnell ab und Wiesen liefern zusätzliche Feuchtigkeit.
Die Straßenoberfläche kühlt sich dagegen nicht so rasch ab. Außerdem sorgt der rollende Verkehr für die Durchmischung der unteren Luftschichten. So können sich von einer benachbarten Wiese hereintreibende Nebelschwaden teilweise wieder auflösen. Wenn am nächsten Tag die Temperaturen wieder ansteigen, löst sich dieser Nebel meist rasch auf. Bei ruhigen winterlichen Hochdrucklagen reicht die Erwärmung am Tage oft nicht aus und der Nebel kann so lange erhalten bleiben.

Advektionsnebel entsteht durch den Transport von relativ warmer und feuchter Luft über eine kältere Oberfläche hinweg.
Dies geschieht häufig im Winter, wenn das Meerwasser noch relativ warm ist. Die Luft trifft dann mit einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit auf kältere Landflächen. Sie kühlt sich ab und bei Unterschreiten der Taupunkttemperatur entsteht Nebel. Dies kann auch bei bewölktem Himmel geschehen.
Auch über dem Meer /See kann Nebel entstehen, wenn kalte Luft über eine deutlich wärmere Wasseroberfläche strömt. Aufgrund des großen Feuchtigkeitsangebotes über der warmen Meeresoberfläche nimmt die kalte Luft so viel Feuchtigkeit auf, das der Taupunkt erreicht wird und sich feine Tröpfchen bilden.(Warmwassernebel) Besonders wenn im Herbst und Frühjahr kontinentale Kaltluft über die Ostsee geführt wird, entstehen hier ausgedehnte Nebelfelder.
Wenn im Frühjahr feuchtwarme Luftmassen über die eine kalte Wasseroberfläche strömt, kühl sich diese ab und der Wasserdampf kondensiert zu dem sogenanten Kaltwassernebel aus.

Raureifnebel kann bei Temperaturen zwischen 0°C und minus 20°C entstehen, der dann in der Luft kleine unterkühlte Wassertröpfchen enthält. Ein Wassertropfen muss bei einer Temperatur unter 0°C nicht zwangsläufig gefrieren. Dabei spielt die Form der Oberfläche und der sogenannte Kondensationskern, um den sich der Tropfen bildet, eine Rolle. Auch die meisten Wolken enthalten unterkühlte Wassertropfen.
Schlagen sich die Nebeltropfen durch Wind oder ihr Eigengewicht an Gegenständen nieder, so gefrieren sie spontan und es entsteht Reif. In extremen Fällen kann der Reifansatz an Bäumen oder Stromleitungen sogar zu Eisbruch führen. Auch auf Straßen und Gehwegen ist bei solchen Wetterlagen starke Reifglätte möglich.

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Wolkenbildung und Entstehung
Wolken bestehen wie Nebel aus kondensierten Wasserdampf. Steigt ein Luftpaket auf, so kühlt es sich dabei aufgrund der kälteren Temperaturen in den Höhenschichten ab. Außerdem sinkt auch die Luftdruckabnahme in der Höhe. Diese beiden Faktoren nehmen Einfluss auf die Taupunkttemperatur in der Höhe. Wird die Taupunkttemperatur erreicht, beginnt der Wasserdampf zu kondensieren und die Wolkenbildung setzt ein. Bei der Kondensation wird zusätzliche Wärmeenergie frei, so dass das Aufsteigen des Luftpaketes beschleunigt fortgesetzt wird bis nahezu die gesamte Feuchtigkeit kondensiert ist oder der weitere Aufstieg durch eine wärmere Luftschicht (inversion) gestoppt wird.
Die Länge des zurückgelegten Aufstieges und damit die Menge der Kondensation, hängen von der jeweils aktuellen vertikalen Temperaturverteilung in der Atmosphäre ab.
Trifft das Luftpaket beim Aufsteigen auf ausreichend wärmere Luftpakete in der Umgebung, wird die Aufwärtsbewegung gestoppt, es bilden sich erst gar keine Wolken. Solche Luftschichten kommen in Hochdruckgebieten vor. Hat bereits Kondensation eingesetzt, wird die Aufwärtsbewegung gestoppt. Es bilden sich zwar Wolken, doch fällt aus diesen kein Regen. Dies ist bei den "Schönwetterquellwolken" der Fall.
Zunächst entstehen in der Wolke nur sehr kleine, zum Teil auch unterkühlte Wassertröpfchen, die durch den Aufwind in der Wolke gehalten werden. Fallen sie aus, dann verdunsten sie schon vor Erreichen des Erdbodens. Schließlich bringt nicht jede Wolke Niederschlag.
Stößt die Wolke in Höhen mit unter 0°C vor, können sich neben den Wassertröpfchen auch immer mehr Eiskristalle bilden. Es entsteht eine Mischwolke, wobei die Eiskristalle mit zunehmender Höhe überwiegen. In der Wolke entsteht Schnee. Durch turbulente Bewegungen in der Wolke können Tropfen und Schneeflocken weiter wachsen. Sind die Aufwinde nicht mehr groß genug um die Partikel zu halten, so fallen sie aus der Wolke aus. Es setzt Niederschlag ein.

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Temperatur- und Druckänderungen in der Atmosphäre

Abnahme der Temperatur in der Höhe
Die Lufttemperatur nimmt mit der Höhe je nach Feuchtigkeitsgehalt der Luft ab. Man unterscheidet den trocken- und den feuchtadiabatischen Temperaturgradienten, wobei adiabatisch ohne Wärmeaustausch bedeutet. In trockener Luft nimmt die Temperatur um 0,98°C pro 100 Meter, in feuchter Luft je nach Feuchtigkeitsgehalt zwischen 0,4 und 0,9°C ab. Die Abnahme der Lufttemperatur erfolgt bis zur Tropopause (Abgrenzung zwischen Troposphäre und Stratosphäre). Im Schnitt kühlt sich die Luft um 6,5°C je Kilometer bis in eine Höhe von 11 Kilometern ab. In einer Höhe von 11 bis 20 Kilometern bleibt die Temperatur annähernd gleich bei etwa minus 55 Grad. In einer Höhe von 20 bis 47 Kilometern erwärmt sich die Temperatur wieder aufgrund der Absorption der UV-Strahlung durch das Ozon auf nahe null Grad, danach folgt wieder ein Temperaturrückgang.

Abnahme des Luftdruckes in der Höhe
Der Luftdruck nimmt mit zunehmender Höhe ab. Je weiter man hinauf kommt, desto weniger Luft liegt noch über einem und desto geringer ist daher auch der Druck (hydrostatisches Gleichgewicht). Faustregel: Pro 1000 Höhenmeter nimmt der Druck um etwa 100 hPa ab. In etwa 5500 m Höhe ist der Druck nur noch halb so hoch wie auf Meereshöhe, entsprechend bekommt man mit einem Atemzug auch nur noch halb so viel Sauerstoff. Mit unserer Faustregel wären wir da übrigens auf 5000 m gekommen, das ist also gar nicht so schlecht (aber natürlich streng genommen falsch).

Die Abnahme des Luftdrucks mit der Höhe erfolgt, genauer betrachtet nicht linear, sondern (annähernd) exponentiell. Das bedeutet:
Der Luftdruck nimmt bis 5500 m auf die Hälfte ab. Wenn man jetzt noch einmal 5500 m weiter hinauf kommt ist der Luftdruck nicht Null (lineare Abnahme), sonder halb so groß wie auf 5500 m. Der Luftdruck hat also immer noch ein Viertel des Wertes auf Meereshöhe. Die Druckabnahme mit der Höhe ist um so größer, je geringer die Temperatur ist.

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Lokale Tagesperiodische Winde

Auflandiger Wind (Seewind) kann nur bei einer
windschwachen Schönwetterlagen entstehen, wenn kaum Windeinfluß durch die Großwetterlage vorhanden ist. Das ist nur bei sehr schwachen Druckgradienten der Fall, d.h. bei relativ großen Isobarenabstand über diesem Gebiet. Weiterhin muß die Sonne die küstennahen Landregionen stark aufheizen können; es darf also keine Wolkendecke vorhanden sein. Seewind bildet sich nicht aus, wenn am Vormittag eine Wolkendecke die Aufheizung der Landmassen verhindert.
Bild A: Eine Landfläche erwärmt sich wesentlich schneller als eine Wasserfläche, da Wasser eine größere spezifische Wärmekapazität c hat. Im Falle einer starken Sonneneinstrahlung kommt es daher auf dem Land zu Konvektionserscheinungen und der damit verbundenen Konvergenz am Boden. Diese ist eine Ausgleichsströmung von Luftmassen, verursacht durch die sich herausbildende Luftdruckdifferenz in der Größenordnung von 2 hPa zwischen dem thermischen Bodentief über der Landoberfläche und dem Bodenhoch über der Wasseroberfläche.
Ablandiger Wind (Landwind)
Bild B: Am Abend kühlt sich das Land viel schneller ab als die/der See, wegen der viel geringeren Wärmekapazität c. Am späten Nachmittag nimmt der Seewind langsam ab und mit dem Einbruch der Nacht kehrt sich dieser Kreislauf um: Nun ist das Wasser relativ wärmer, nun steigt über der/dem See die warme Luft auf und kühlere Luftmassen fließen vom Land weg zur/zum See nach. Da aber diese Temperaturunterschiede bei uns meist nur sehr schwach ausgeprägt sind, ist der Landwind auf See hier kaum zu spüren.

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