Wetterlexikon
| Abkühlung Die Lufttemperatur sinkt entweder durch Zufuhr (Advektion) von kühleren Luftmassen, z.B. nach Durchzug einer Kaltfront, oder durch nächtliche Ausstrahlung bei wolkenlosem Himmel und trockener Luft (mit Nebelbildung in der Folge). In der freien Atmosphäre kühlt sich ein "Luftpaket" ab, indem es gehoben wird (Ausdehnung durch geringeren Luftdruck in der Höhe). Verursacht wird die Hebung und die damit verbundene Wolkenbildung durch die Sonneneinstrahlung. Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche, diese wiederum erwärmt die bodennahe Luft. Da warme Luft (geringere Dichte) leichter ist als kalte Luft, steigt die so erwärmte Luft (z.B. über einem Kornfeld) als "Thermikblase" auf. In den meisten Fällen aber erfolgt die Hebung von Luftmassen an Fronten. Auch an Geländehindernissen kann eine Luftmasse zur Hebung gezwungen werden (Stau am Gebirge). Infolge der Abkühlung steigt die relative Feuchtigkeit bis 100% (kalte Luft kann weniger Feuchtigkeit aufnehmen als warme Luft) und der Wasserdampf kondensiert, es bilden sich Wolken. In weiterer Folge kann es zu Niederschlägen kommen. Ablenkung des Windes Die durch die Drehung der Erde verursachte Kraft (Corioliskraft) lenkt jede Luftströmung auf der Nordhalbkugel nach rechts ab, sodaß zum Beispiel eine südliche Luftströmung in ihrem weiteren Verlauf zur Südwestströmung, eine Nordströmung zur Nordostströmung wird. Eine weitere Ablenkung erfährt der Wind in den unteren Luftschichten durch die Reibung am Boden. Sie wirkt der Corioliskraft entgegen, verhindert also, daß z.B. der ursprüngliche Südwind am Boden zum Westwind wird. Absinken Abwärts gerichtete Strömung der Atmosphäre mit Geschwindigkeiten von weniger als 0,1 m/s (darüber: Abwind). Die Abwärtsbewegung der Luft kann großräumig im Zentrum eines Hochdruckgebietes ("dynamisch") oder orographisch bedingt auf der Leeseite eines Gebirges erfolgen, wobei diese sich erwärmt, was zur Auflösung der Wolken führt. Die absinkende Luft (trockenadiabatisch: um 1°C/100m) kommt in einer bestimmten Höhe wärmer an als die dort darunter angrenzende (vom Absinkvorgang nicht mehr erfaßte) Luft und bildet eine Inversion. Absinkinversion Hochdruckgebiete sind gekennzeichnet durch großräumiges Absinken der Luft. Die absinkende Luft (trockenadiabatisch: 1°C/100m) kommt in einer bestimmten Höhe wärmer an als die dort darunter angrenzende, vom Absinkvorgang nicht erfaßte Luft und bildet eine Inversion.Oberhalb der Inversion ist die Luft trocken und es herrscht meist gute Sicht, unterhalb der Inversion wird die Sichtweite durch Dunst vermindert. Absolute Feuchte Gehalt der Luft an Wasserdampf in Gramm pro Kubikmeter; bei 0°C maximal 5 g/ccm, bei 20°C ca. 17 g/ccm. Adiabatisch Werden Luftmassen vertikal bewegt, findet dabei kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt, da die molekulare Wärmeleitung in Luft außerordentlich gering ist. Diesen Vorgang nennt man adiabatisch. Aufsteigende Luft dehnt sich aus (geringerer Luftdruck) und kühlt dabei ab, absinkende wird komprimiert (höherer Luftdruck) und erwärmt sich. Praktisch alle Vertikalbewegungen in der Lufthülle verlaufen adiabatisch, unterhalb des Kondensationsniveaus trockenadiabatisch (Temperaturänderung 1°C/100m), oberhalb feuchtadiabatisch (etwa 0,6°C/100m). Advektion Durch Luftbewegung wird Wärmeenergie (in Warm- oder Kaltluftmassen), auch Wasserdampf, Aerosole, u.a. transportiert. Das Heranströmen von anders temperierten Luftmassen erfolgt überwiegend in horizontaler Richtung, im Gegensatz zur Konvektion, in der sich Luftschichten in senkrecht auf- und absteigender Bewegung befinden. Die im Rahmen der atmosphärischen Zirkulation erfolgende Advektion verursacht längere Wärme- und Kälteperioden im Witterungsgeschehen. Albedo Die Albedo ist der Quotient aus reflektierter Strahlung (von der Erdoberfläche oder von einem bestimmten Teil von dieser) zur einfallende Sonnenstrahlung, aufsummiert über den ganzen Halbraum und über alle Wellenlängen. Das planetarische Albedo der gesamten Erde beträgt 0,30, d.h. 30% der einfallenden Sonnenstrahlung werden in den Weltraum reflektiert. Einige Werte: frischer Schnee 85%, geschlossene Wolkendecke 60-90%, Wiesen 15-35%, Wälder 10-20%, Wasser (Meer) 5-10%. Die Albedo des Mondes beträgt etwa 12%. Altocumulus Die eigentliche "Schäfchenwolke", als Ballen oder Walzen in Haufenform, oft mit schmalen deutlichen Lücken ("Schafherde von oben"); in 2,5-6 km Höhe. Unterscheidet sich von Cirrocumulus dadurch, daß die einzelnen Wolkenteile größer sind und auch Schatten (graue Stellen) aufweisen. Altostratus Eine gleichmäßige, meist strukturlose graue Wolkenschicht in 2,5-6 km Höhe. Die Sonne ist manchmal als heller Fleck erkennbar (ohne Halo). Altweibersommer Spätsommerliche Schönwetterperiode, die mit großer Häufigkeit Ende September, aber auch oft bis Ende November, besonders im östlichen Mitteleuropa auftritt. Ursache ist ein Festlandshoch über Osteuropa, das trocken-kontinentale Luft nach Mitteleuropa einströmen läßt. Mit dem Altweibersommer geht eine plötzliche starke Laubverfärbung und das Auftreten von Spinnfäden einher, an denen sich meist junge Spinnen mit dem Wind forttragen lassen. Eine gleichartige Wetterperiode im östlichen Nordamerika, die oft nur wenige Tage andauert, wird Indianersommer (Indian summer) genannt. Antizyklonal Man bezeichnet die Krümmung der Isobaren als antizyklonal, wenn die konkave Seite der der Isolinie einem Hochdruckgebiet zugewendet ist bzw. ist eine Luftströmung antizyklonal,wenn sie sich auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn um ein Hochdruckgebiet (Antizyklone) herumbewegt. Atmosphäre Die Lufthülle der Erde zeigt in ihrem vertikalen Aufbau unterschiedliche Eigenschaften und wird daher in mehrere "Stockwerke" unterteilt. Das unterste Stockwerk, die Troposphäre, reicht in Mitteleuropa bis ca. 11 km Höhe; in ihr spielt sich das Wetter ab. Die Temperatur nimmt von (im Mittel) +15°C an der Erdoberfläche nahezu gleichmäßig mit der Höhe um durchschnittlich 6,5°C je Kilometer ab bis etwa -57°C (Tropopause). In der darüberliegenden Stratosphäre steigt die Temperatur auf -50°C in 28 km Höhe an. Dann setzt ein kräftiger Anstieg bis auf 0°C in 50 km Höhe ein infolge der Absorbtion der ultravioletten Strahlung durch das Ozon. Die Obergrenze der Stratosphäre stellt ein Temperaturmaximum dar und wird Stratopause genannt. In der anschließenden Mesosphäre sinkt die Temperatur wieder bis auf etwa -100°C in 80 km Höhe. Darüber beginnt die Thermosphäre, die bis zum Rand der Atmosphäre in etwa 500-600 km Höhe reicht. Die Temperatur nimmt infolge der Absorption von Röntgen- und Gammastrahlung der Sonne wieder rasch zu auf über +100°C bis auf +700°C am Rand der Atmosphäre. Jenseits davon beginnt die Exosphäre, der interplanetarische Raum. Die hohen Temperaturangaben sind jedoch infolge der extrem geringen Luftdichte nicht mit denen in der unteren Atmosphäre zu vergleichen. Aufgleiten Bezeichnung für die erzwungene Aufwärtsbewegung (und dadurch verursachte Wolkenbildung) wärmerer Luftmassen an einer schwach geneigten Luftmassengrenzfläche (Warmfront), unterhalb der sich kältere Luft befindet. Dabei bilden sich ausgedehnten Wolkenfeldern (Cirrostratus, Altostratus und Nimbostratus) aus, die meist längere Niederschläge ("Landregen") verursachen. Tritt an der "Vorderseite" der von West nach Ost wandernden Tiefdruckgebiete auf. Auslösetemperatur Man unterscheidet zwischen der Auslösetemperatur für Cumulus-Wolken und der für die Thermik. Die Temperatur, die ein Luftteilchen am Erdboden an sonnigen Tagen annehmen muß, um mindestens bis zum Kondensationsniveau aufzusteigen, d. h. bis zu der Höhe, bei der die Quellwolkenbildung (Cumulus) beginnt. Die Auslösetemperatur wird in der Regel nur erreicht, wenn in den unteren Luftschichten bzw. in Bodennähe genügend Feuchtigkeit vorhanden ist. Bei zu trockener Luft steigt zwar die vom Boden her erwärmte Luft auf, es bilden sich aber keine Wolken ("Blauthermik"). Die sog. Thermikauslösetemperatur ist dann erreicht, wenn die Konvektionsschicht (Umwandlung der Zustandskurve in eine adiabatische Schichtung) eine Mächtigkeit von 1000m über Grund erreicht hat und somit für einen Segelflug nutzbar ist (Thermikanschluß). Azorenhoch Ein im Bereich der Azoren liegendes Hochdruckgebiet, das zum subtropischen Hochdruckgürtel des Nordatlantik zählt und als eines der "Aktionszentren" für das Wetter in Mitteleuropa eine wichtige Rolle spielt; mittlerer Luftdruck 1025 hPa. Oft Ausgangspunkt für längere Schönwetterlagen, besonders im Sommer; fördert aber auch zusammen mit dem "Islandtief" Westwettereinbrüche. Das Azorenhoch wird für uns immer dann wetterwirksam, wenn zwischen Neufundland und Island polare Luftmassen nach Süden vordringen und sein gewaltiges Warmluftreservoir bedrängen, sodaß es nach Nordosten ausweicht - über die Iberische Halbinsel bis nach Mitteleuropa oder auch Skandinavien. Barisches Windgesetz Die Bestimmung der Lage von Tief- bzw. Hochdruckzentren ist gelegentlich für praktische Zwecke wichtig. Eine einfache Regel dafür hat 1856 der holländische Meteorologe Ch. H. D. Buys- Ballot (1817-1890) gefunden: Dreht man (auf der Nordhalbkugel) dem Wind den Rücken zu, so liegt in Blickrichtung des Beobachters vorne links das Tief und rechts hinter dem Beobachter das Hoch. Die Regel ermöglicht es, aus den beobachteten Änderungen der Windrichtung auf die Zugbahn eines Tiefdruckgebietes zu schließen. Buys-Ballot gründete den niederländischen Wetterdienst und schuf das erste europäische Sturmwarnsystem (für die Seefahrt). Barometrische Höhenstufe Höhendifferenz zweier Punkte, bei der der Luftdruck um 1 hPa abnimmt. In Nähe des Meeresspiegels gilt im Mittel 1 hPa = 8m als Höhendifferenz. Mit zunehmender Höhe wächst die barometrische Höhenstufe: in 5000m entspricht die Höhenänderung um 1 hPa etwa 14 m. Bauernregel Gereimte Wetterregeln aus den regionalen Erfahrungen vieler Jahrhunderte; stützen sich meist auf feste "Lostage". Die Regeln lassen sich nicht auf jeden beliebigen Ort anwenden, oft sind Ursprungsort und Ursprungszeit heute nicht mehr bekannt. Gereimte Bauernregeln liegen bereits aus babylonischer Zeit vor. Sie wurden von den Griechen und Arabern zu einem System astrologischer Wetterregeln erweitert. Beaufort Beaufort-Skala. Eine vom englischen Admiral Sir Francis Beaufort (1774-1852) aufgestellte, ursprünglich zwölfteilige (ohne Windstille), später auf 17 Stufen erweiterte Skala der Windstärke, um auch innerhalb der Windstärke 12 (Orkan) noch eine weitere Unterteilung vornehmen zu können. Windstärke 12 war ursprünglich nach oben hin nicht begrenzt. Bedeckung (oder Bewölkungsgrad): Das Ausmaß der Bedeckung des Himmels mit Wolken wird vom Wetterbeobachter geschätzt und im Klimadienst in Zehntel bzw. im Synoptischen Dienst in Achtel angegeben. Die Angaben reichen von 0/8 oder 0/10 (wolkenlos) bis 8/8 oder 10/10 (bedeckt). Im Wetterbericht erfolgt meist folgende Zuordnung: 0/8 = wolkenlos, 1-2/8 = heiter, 3/8 = leicht bewölkt, 4-6/8 = wolkig, 7/8 = stark bewölkt, 8/8 = bedeckt. Im Flugwetterdienst werden die Achtel wie folgt zusammengefaßt: 0/8 "sky clear" (SKC) für wolkenlos, 1-2/8 "few" (FEW) für wenig bewölkt, 3-4/8 "scattered" (SCT) für aufgelockert bewölkt, 5-7/8 "broken" (BKN) für eine durchbrochene und 8/8 "overcast" (OVC) für eine geschlossene Wolkendecke. Bewölkung Bedeckung des Himmels mit Wolken; Angabe in Achteln von 0/8 (wolkenlos) bis 8/8 (bedeckt). Im Flugwetterdienst werden die Achteln zusammengefaßt: 0/8 "sky clear" (SKC) für wolkenlos, 1-2/8 "few" (FEW) für wenig bewölkt, 3-4/8 "scattered" (SCT) für aufgelockert bewölkt, 5-7/8 "broken" (BKN) für durchbrochene Wolkendecke, 8/8 "overcast" (OVC) für bedeckt bzw. geschlossene Wolkendecke. Blauer Himmel Die Sonnenstrahlen werden auf ihrem Weg durch die Atmosphäre zur Erde an den Molekülen der Luft gestreut. Dabei ist die Streuung bei kürzeren Wellenlängen (blau) stärker als bei längeren (rot). Der Effekt ist umso größer, je reiner die Luft ist (wenig Staub und Wasserdampf). Die Luftteilchen lenken also am meisten das blaue Licht ab, am wenigsten das gelbe, fast gar nicht das rote. Das blaue Licht, das durch die Streuung aus seiner ursprünglichen Bahn gelenkt wird, trifft auf andere Luftteilchen und wird von ihnen weiter abgelenkt. Das Blau scheint so für den Beobachter auf der Erdoberfläche nicht direkt von der Sonne zu kommen, sondern aus allen Teilen des Himmelgewölbes. Morgens und abends ist der Weg der Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre wesentlich länger, sodaß auch das gelbe Licht abgelenkt wird. So entsteht die gelbe bis rötliche Färbung des Morgen- und Abendhimmels und auch der Sonnenscheibe selbst. Ist die Luft stark wasserdampfhältig, verstärkt sich dieser Effekt und man spricht vom Abendrot. Die feuchte Luft (in den höheren Schichten) kann Wetterverschlechterung ankündigen. Blitz Ausgleich elektrischer Spannungen (etwa 100 Mio Volt) innerhalb von Gewittern zwischen zwei Wolken mit entgegengesetzter elektrischer Aufladung ("Wolkenblitz") oder zwischen einer Wolke und der Erdoberfläche ("Erdblitz"). Die häufigste Form ist der Linienblitz (verzweigte Zickzackspur); daneben gibt es noch den Flächenblitz, der entsteht, wenn die einzelnen Teilentladungen eines Linienblitzes durch die rasche Bewegung der Luftmasse flächenhaft auseinander gezogen werden. Sehr selten sind Perlschnurblitze und Kugelblitze. Jede Sekunde wird die Erdoberfläche von etwa 100 Blitzen getroffen. Blizzard Schnee- und Eissturm in Nordamerika, der Orkanstärke erreichen kann. Er tritt als Vorstoß polarer Luft an der Rückseite durchziehender Tiefdruckgebiete auf und kann als "Norther" sogar die Länder am Golf von Mexiko erreichen. Er bringt eisigen Wind, starke Schneefälle, Eisregen und Dauerfrost. Bodenfrost Die Temperatur, die 5cm über dem Erdboden gemessen wird, sinkt in der Nacht unter den Gefrierpunkt 0°C, nicht aber die in der Wetterhütte (2m Höhe) gemessene. Wenn die Temperatur am Erdboden unter den Gefrierpunkt sinkt, gefriert auch das Porenwasser im Boden, das dabei sein Volumen um 9% vergrößert (Frostaufbrüche). Bodeninversion Eine meist nachts durch Ausstrahlung auftretende Erscheinung, bei der die Lufttemperatur vom Erdboden bis in eine gewisse Höhe zunimmt und erst darüber abnimmt, wie es der normalen Schichtung der Atmosphäre enspricht. Siehe Inversion. Bodennebel Ein am Erdboden aufliegender Nebel, der nicht über etwa 1m Höhe ansteigt; entsteht in Niederungen bei ruhigem Wetter und klarem Himmel, wenn die Ausstrahlung des Bodens groß ist und damit eine rasche Abkühlung der untersten Luftschicht bis zum "Taupunkt" eintritt. Die Bildung wird begünstigt durch eine feuchte Erdoberfläche oder über Seen. Oft Vorstufe eines dichter werdenden und in die Höhe wachsenden Nebels. Siehe Nebel. Bodenwetterkarte Zeichnerische Darstellung der Wetterverhältnisse eines größeren Gebietes (z.B. Europa und Nordatlantik) von einem bestimmten, international festgelegten Zeitpunkt (00, 06, 12, 18 Uhr UTC). In der Wetterkarte werden die Meßdaten der einzelnen Beobachtungsstationen nach einem sog. Stationsmodell mit ebenfalls international festgelegten Wettersymbolen für Temperatur, Taupunkt, Luftdruck, Windverhältnisse, Niederschlag, Wolken dargestellt. Somit sehen auf der ganzen Welt die Wetterkarten gleich aus. Mit Hilfe dieser Eintragungen kann die Wetterlage analysiert werden. Die Bodenkarte ist neben dem Satellitenbild und den Höhenwetterkarten die wichtigste Grundlage für die Beurteilung der Wetterlage und der daraus folgenden Wettervorhersage. Siehe auch Wetterkarte. Bodenwind Nach internationaler Übereinkunft wird der Wind in 10 m Höhe gemessen. Böe Einzelne heftige Windstöße vor einem Gewitter, einem Schauer oder einer Kaltfront bzw. allgemein bei starkem Wind mit markant wechselnder Windgeschwindkeit. Die Böigkeit ist ein Ausdruck für die Turbulenz der Luftströmung. Böenwalze Als Böenwalze ("Gustfront") wird eine besonders ausgeprägte, dunkelfarbige Wolkenform bezeichnet, die unmittelbar vor dem Herannahen einer heftigen Gewitterfront auftritt. Sobald in einer Gewitterwolke Niederschlag einsetzt, kühlen Regen und Graupel oder Hagel den entgegenströmenden Aufwind ab und drehen ihn um. Dieser kalt gewordene Abwind stürzt dann in die Tiefe. An der Erdoberfläche breitet sich die Kaltluft nach allen Seiten in einer flachen Schicht aus und hebt die dort auf die Gewitterwolke zuströmende feuchtwarme Luft an, wodurch es zu Kondensation, also Wolkenbildung kommt; es bildet sich ein sog. Böenkragen, eine bogenförmige Wolkenwalze ("arc cloud"). Die damit verbundene Staubaufwirbelung kann die Bodensichtweite extrem einschränken. Eine Böenwalze gilt für die Luftfahrt als besonders gefährlich (Windscherung, also plötzlicher Rückenwind bei Start und Landung, und starke Turbulenz). Siehe Downburst. Ccastellanus Altocumuluswolken mit türmchenartigen Aufquellungen; Vorboten für Schauer oder Gewitter. Celsius Celsius-Skala. Die heute weit verbreitete, von dem schwedischen Astronomen Anders Celsius (1701-1744) vorgeschlagene, in 100 Grad geteilte Skala zur Temperaturmessung, wonach der Gefrierpunkt des Wassers bei 0 Grad und der Siedepunkt des Wassers (im Meeresniveau) bei 100 Grad liegt. Cirrocumulus Kleine "Schäfchenwolken" aus kleinen Ballen geformt, in 6-10 km Höhe. Cirrostratus Dünne meist unstrukturierte gleichförmige Wolkenschicht aus Eiskristallen in 6-10 km Höhe. Voraussetzung für Halos, Nebensonnen, Irisieren, etc. Cirrus Federartig aussehende feine Wolken aus meist sehr feinen Eis- und Schneekristallen, in 6-10 km Höhe am blauen Himmel (aus lat. "Haarlocke"). Der sog. Cirren-Schirm ist der oberste Teil einer Gewitterwolke ("Amboß"). Corioliskraft Ablenkende Kraft der Erddrehung. Durch die Rotation der Erde um ihre eigene Achse entsteht eine (Trägheits-) Kraft, die bewirkt, daß ein Hoch auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn und ein Tief gegen den Uhrzeigersinn umströmt wird. Auf der Südhalbkugel erfolgt die Umströmung genau umgekehrt. Diese Kraft wird nach ihrem Entdecker Corioliskraft genannt (Gaspard Gustave de Coriolis, französ. Ingenieur und Physiker, 1792-1843). Cumulonimbus Gewitterwolke, abgekürzt CB. In der "Fliegersprache" nach dem internationalen Buchstabieralphabet als "Charly Bravo" bezeichnet. Besonders gefährlich für die Luftfahrt sind in dichte Wolkenfelder eingelagerte Gewitterwolken ("embedded CB"), sodaß das Durchfliegen solcher Zonen nur mit Bordwetterradar ratsam ist. CB-Wolken erstrecken sich bis 7-12 km (in den Tropen bis 17 km) Höhe, reichen also normalerweise maximal bis zur Tropopause; besonders starke Gewitter können allerdings diese Sperrschicht durchstoßen. Die Gewitterzelle im Reifestadium wird Cumulonimbus calvus genannt; das beginnende Zerfallsstadium hat einen "Amboß" aus Eiskristallen und wird als Cumulonimbus incus bezeichnet. Cumulus Isolierte, dichte und scharf begrenzte Wolken, deren quellende Oberteile durch die thermischen Aufwinde oft wie Blumenkohl aussehen. Die von der Sonne beschienenen Teile sind leuchtend weiß, die Untergrenze ist meist dünkler und genau horizontal (Cumulus-Kondensationsniveau). Die Wassertröpfchen steigen so rasch auf, daß sie sich dabei bis auf -20°C abkühlen ohne zu gefrieren. Dann setzt schlagartig die Eisbildung der Wolke ein. Die beim Kondensieren und der Vereisung freiwerdende Wärmemenge verstärkt den Aufwind. Man unterscheidet: Cumulus humulis und der größeren Cumulus congestus; geht bei entsprechender Labilität in einen Cumulonimbus über. Siehe Auslösetemperatur, Kondensationsniveau. Dampfdruck Druckanteil (Partialdruck) des Wasserdampfs am Gesamtluftdruck, Maß für die Luftfeuchtigkeit. Er wird indirekt aus der Psychrometer-Messung (feuchtes und trockenes Thermometer) oder aus der Taupunktsdifferenz bestimmt. Der Druck des Wasserdampfes steigt mit der Temperatur und beträgt maximal (Sättigungsdampfdruck) z.B. bei 0°C etwa 6 hPa, bei 10°C etwa 12 hPa und bei 20°C etwa 23 hPa. Das Verhältnis zwischen dem herrschenden Dampfdruck und dem bei dieser Temperatur maximal möglichen Dampfdruck (Sättigungsdampfdruck) wird relative Feuchte genannt, angegeben in Prozent. Divergenz Das Auseinanderfließen von Luftströmungen in den unteren Schichten; tritt gewöhnlich in Gebieten mit hohem Luftdruck auf und führt wegen des Prinzips der Massenerhaltung zu absinkenden und daher wolkenauflösenden Luftbewegungen. Gegensatz: Konvergenz, das Zusammenfließen von Luftströmungen (in Tiefdruckgebieten). Donner Geräusch bei Gewitter, das entsteht, wenn die Luft durch den Blitz erhitzt wird, wodurch sie zuerst heftig ausdehnt und dann wieder ebenso heftig komprimiert wird, sodaß eine explosionsartige Druckwelle (Schall) entsteht. Das Krachen ist 15-30 km weit hörbar; das "Grollen" oder "Rollen" entsteht durch die Reflexion des Schalls an den Wolken. Die Entfernung des Gewitters in Kilometer kann leicht festgestellt werden: Anzahl der Sekunden zwischen Blitz und Donner, geteilt durch 3. Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt etwa 330 m/s. Dopplereffekt Effekt aus der Physik (Akustik, Wellenoptik), entdeckt 1842 von Christian Doppler, österreichischer Physiker (1803-1853). Scheinbare Veränderung der Frequenz (Schwingungszahl) des Schalls oder einer elektromagnetischen Strahlung (Licht- und Funkwellen) , die auftritt, wenn Beobachter und Wellenzentrum gegeneinander bewegt sind. Allgemein bekannt ist der akustische Doppler-Effekt: Bewegt sich ein Beobachter auf eine (ruhende) Schallquelle zu, dann treffen pro Sekunde mehr Wellen auf sein Ohr, als wenn er ruht, da er den Wellen entgegen geht. Bewegt er sich umgekehrt von der Schallquelle weg, treffen ihn je Sekunde weniger Wellen. Im ersten Fall wird er also einen höheren Ton wahrnehmen, im zweiten einen tieferen als im Fall der Ruhe. Die Frequenzverschiebung ist der Relativgeschwindigkeit proportional. Dies kann bei jeder vorbeifahrenden, pfeifenden Lokomotive beobachtet werden (Beobachter hier in Ruhe, Schallquelle in Bewegung). In der Radarmeteorologie von wichtiger Bedeutung: Von bewegten Niederschlagsteilchen wird die Wellenlänge des auftreffenden Radarimpulses verändert, sodaß die Wellenlänge des vom Empfangsteil aufgenommenen Rückstreusignals gegenüber dem ausgesandten Impuls verschoben erscheint. Da die Größe der Wellenlängenverschiebung durch ein bewegtes Objekt (ein vom Wind vertragenenr Tropfen) von dessen Geschwindigkeit bestimmt wird, kann das Doppler-Radar zur Windmessung herangezogen werden (hier aber auch nur für Bewegungen zur Radarstation hin oder von ihr weg). Der Doppler-Effekt in der Wellenoptik findet zB auch bei den Radargeschwindigkeitskontrollen der Polizei Anwendung. Downburst Ein lokaler, abwärts gerichteter Luftstrom unter einer Gewitterwolke, der in 300 ft über dem Boden eine Geschwindigkeit von 3,6 m/s überschreitet (Definition nach T. FUJITA und F. CARACENA). Tritt i.d.R. bei Gewittern auf und ist ein starker Abwind, der eine gefährliche Böe am Erdboden bzw. in Bodennähe verursacht, die sich konzentrisch nach allen Seiten ausbreitet und das vorhandene Windfeld umkehren kann. Gewitter mit so starken Abwinden treten in Teilen der USA und in Australien häufig auf, sind aber in Europa sehr selten. Ursache: Feuchte warme Luft steigt in der Gewitterzelle auf und wird rasch abgekühlt, so daß sich Eiskristalle bilden. Ein Gemisch aus Eis, Wasser und kalter Luft sinkt dann mit großer Geschwindigkeit zu Boden. Es können Geschwindigkeiten bis zu 240 km/h erreicht werden. Dunst (engl. haze, mist; franz. brume). Trübung der Atmosphäre durch Wasserdampf und/oder Aerosole mit einer Minderung der Sicht auf 5 km oder weniger, jedoch nicht unter 1000 m. Beträgt dabei die relative Feuchtigkeit weniger als 80%, wird die Sichtbehinderung i.d.R. durch Lithometeore hervorgerufen und man spricht vom "trockenen Dunst" (haze). Beträgt die relative Feuchte mindestens 80%, wird die Sichtbehinderung hauptsächlich durch schwebende Wassertröpfchen oder Eiskristalle hervorgerufen; dies bezeichnet man als "feuchten Dunst" (mist). Eisregen Flüssiger Niederschlag mit Temperatur unter 0° C (unterkühltes Wasser), der alle Gegenstände beim Auftreffen mit einem klaren Eispanzer überzieht (Glatteis). Tritt meist auf, wenn sich nach einer längeren winterlichen Hochdrucklage die bodennahe Luftschicht durch nächtliche Ausstrahlung weit unter 0°C abgekühlt hat und dann eine relativ milde atlantisches Schlechtwetterzone ("maskierte" Kaltfront) mit positiven Temperaturen in höheren Schichten (und somit Regen) über die bodennahe Kaltlufthaut zieht. Erst der nachfolgender kräftige und milde Westwind kann diese besonders für die Luftfahrt gefährliche Wettersituation beenden. Eistag Die höchste Temperatur des Tages liegt unter dem Gefrierpunkt 0°C, d.h. es herrscht Dauerfrost. Eiswolker Wolken, die nur aus Eiskristallen bestehen; meist erst ab einer Höhe von mehr als 6000-7000m (unter -35°C). Für die Luftfahrt ungefährlich. Gegensatz: Wasserwolken, Mischwolken. Fallwind Wind, der auf der Leeseite von Gebirgen (durch adiabatische Erwärmung) trocken und erwärmt als Föhn auftritt, aber auch von kalten Hochflächen als kalter Fallwind (Mistral, Bora) in ein wärmeres Gebiet (meist stürmisch) eindringt. Föhn Warmer trockener, meist heftiger Fallwind, der auf der Alpennordseite auftritt. Kommt auch an der Alpensüdseite als sogenannte "Nordföhn" vor, wenn von Norden oder Nordwesten her Kaltluftmassen die Alpen überqueren. Die hohe Temperatur und die Trockenheit des Föhns entsteht dadurch, daß warme feuchte Luft an der Alpensüdseite zum feuchtadiabatischen (Temperaturabnahme um 0,6°C/100m) Aufsteigen gezwungen wird und dabei ein Teil des Wassers ausregnet (Stauniederschläge), sodaß beim anschließenden trockenadiabatischen Absteigen (Temperaturzunahme um 1°C/100m) die Luft in gleicher Höhe wärmer und trockener ankommt. Föhnlagen treten häufig im Winterhalbjahr auf. Bezeichnend dabei ist die außergewöhnliche Fernsicht in der extrem trockenen Luft. Der Föhn ist ein Schlechtwettervorzeichen (Südwestströmung vor Annäherung einer Front aus Westen). Die Staubewölkung an der Luvseite greift als mächtige Wolkenwand etwas über den Gebirgskamm und kann als "Föhnmauer" von der Leeseite aus beobachtet werden. Der wolkenfreie Raum im Lee ist im Satellitenbild deutlich als "Föhnfenster" erkennbar, nur linsenförmige Wolken (Leewellen) treten auf. Föhnwinde treten auch bei anderen Gebirgen auf, z.B. der Chinook in den Rocky Mountains. Front Treffen warme und kalte Luft zusammen, vermischen sie sich nicht sofort. Statt dessen schiebt sich die schwere, kalte Luft unter die wärmere Luft und hebt diese dadurch an. Die Grenze zwischen den beiden Luftmassen ist ziemlich scharf und wird als "Front" bezeichnet. Kaltfront: Dringt kalte Luft am Erdboden vor und ersetzt die vorher vorhandene warme Luft, so nennt man diese Grenze eine Kaltfront. Die warme Luft wird dabei gehoben, kühlt somit ab, Wolken bilden sich, Niederschläge treten auf (meist Regenschauer). Mit dem Durchgang der Kaltfront an einem Ort setzt der Temperaturrückgang ein, begleitet mit böigem Wind. Warmfront: Die leichtere warme Luft schiebt sich über die vorgelagerte Kaltluft, kühlt ab, entlang der ausgedehnten Aufgleitfläche bilden sich durch Hebung (= Abkühlung) Wolken und in weiterer Folge Niederschlag. Der Bewölkungsaufzug beginnt bereits 500-800 km vor der Bodenlage der Warmfront mit Cirrus und Cirrostratus, in dessen Eiskristallen sich häufig als optisches Phänomen ein farbiger Ring um die Sonne, ein "Halo", bildet. Mit Annäherung der Bodenfront geht die Bewölkung in Altostratus über, der sich zu Nimbostratus verdichtet und aus dem anhaltender Niederschlag in Form von Landregen im Sommer und stundenlangem Schneefall im Winter auftritt. Siehe auch Kalfront, Warmfront. Frontgewitter Entstehen an Kaltfronten und ziehen mit diesen meist über weite Strecken mit, oft auch als Gewitterlinie (Sqallline). Im Gegensatz dazu die "Wärmegewitter", die bei starker Tageserwärmung und ausreichender Luftfeuchtigkeit örtlich entstehen und vergehen. Frostgraupel Meist runde, schwer zusammendrückbare, nasse, halbdurchsichtige Bällchen mit milchigem Kern, umgeben von einer sehr dünnen, klaren Eisschicht. Der Durchmesser beträgt 1-5mm; sie fallen nur als Schauer aus mächtigen CB-Wolken, bevorzugt in Polarluft mit geringem Feuchtegehalt im Winter und Frühjahr, und da vor allem über dem Meer und den naheliegenden Küstengebieten. Sie können auch im Sommer als Übergangsform zum Hagel (Eishagel) auftreten. In Nordwesteuropa sind die Frostgraupeln die häufigste Hagelform. Frosttag Die tiefste Temperatur in 2m Höhe liegt unter dem Gefrierpunkt (0°C), die höchste Temperatur aber über 0°C. Fuss Altes Längenmaß (abgeleitet vom menschlichen Fuß); in der Luftfahrt noch gebräuchlich (nach angelsächsischen Vorbild) für die Höhenangabe: 1 foot = 30,48cm bzw. 100 feet (ft) = 30,5m. Gewitter Mit Donner und Blitz einhergehende elektrische Entladung in Cumulonimbus-Wolken oder zwischen Wolke und Erde, meist mit kräftigen Schauerniederschlägen verbunden. Gewitter enstehen durch rasches Aufsteigen feuchtwarmer Luft und deren rasche Abkühlung. Diese Bedingungen sind gegeben bei schneller Erwärmung des Untergrundes durch Sonneneinstrahlung, labiler Schichtung der Atmosphäre und ausreichender Feuchte; sie führen zu "Wärmegewittern", während "Frontgewitter" in Zusammenhang mit Tiefdruckwirbeln entlang von Fronten, besonders an Kaltfronten auftreten. Die Vorgänge, die zur elektrischen Entladung in der Gewitterwolke führen, sind noch nicht restlos geklärt; die starken Aufwinde (bis zu 30 m/s) und das Vorhandensein von Eis (Hagel und Schnee) in der Wolke sind sicherlich die Voraussetzung hierfür. Gewitter-Vorboten: Am frühen Morgen erscheinen Altocumulus-Castellanus-Wolken; ihre türmchenförmigen Auswüchse ragen aus mittelhohen Haufenwolken in etwa 2000 m Höhe. Siehe Frontgewitter, Wärmegewitter. Glatteis Eisüberzug, der durch Gefrieren von Regentropfen am kalten Erdboden oder an kalten Gegenständen entsteht. Tritt meist auf, wenn nach einer winterlichen Kälteperiode eine Warmfront eintrifft. Graupel Niederschlag in Form von Eiskörnern mit 1 bis 5 mm Durchmesser, die meist aus hochreichenden Cumulonimbus-Wolken fallen. Sie entstehen, wenn unterkühlte Tröpfchen mit einem Schnee- oder Eiskristall zusammenstoßen und sofort gefrieren. Typisch für Aprilwetter. Griesel Schneeähnliche, vergraupelte Eisnadeln. Hagel Meist in Verbindung mit Gewittern auftretender Niederschlag in Form von Eiskugeln oder Klümpchen mit 5 bis 50 mm Durchmesser (selten auch mehr); sie entstehen in rasch aufsteigenden, feuchten Luftströmen und sind entweder ganz durchsichtig oder abwechselnd aus klaren und undurchsichtigen, schneeartigen Schichten aufgebaut. Hagel erhält seine schalenförmige Struktur durch wiederholtes Emporgerissenwerden und Fallen in der Turbulenz verschieden temperierter Cumulonimbus-Wolkenschichten. Besonders gefährlich für Luftfahrzeuge. Ob in einer Gewitterwolke vorhandener Hagel bis zur Erdoberfläche durchkommt, hängt von der Höhe der Nullgradgrenze und der Höhe des Terrains ab. Hektopascal Druckeinheit in der Meteorologie ab 1.1.1984 (nach Blaise Pascal, 1623-1662); sie löst das Millibar ab. 1 Hektopascal (hPa) = 1 Millibar (mb). Hoch Ein Hochdruckgebiet oder eine Antizyklone ("Hoch") ist ein Gebiet, in dem der Luftdruck allseitig zum Zentrum hin zunimmt. Das Zentrum wird von einer oder mehreren kreisförmigen Isobaren (= Linien gleichen Luftdrucks) in eher weiteren Abständen zueinander umgeben. Das Hoch wird auf der Nordhalbkugel vom Wind in Richtung des Uhrzeigers umströmt (umgekehrt wie beim Tief). Auf der Südhalbkugel ist die Umströmungsrichtung umgekehrt. Hochdruckgebiete können einige tausend Kilometer Durchmesser haben und sehr lange bestehen bleiben. Die Winde sind im Hoch gewöhnlich schwach, der Himmel ist weniger mit Wolken bedeckt (als im Tief) und im allgemeinen frei von Regenwolken. Die Luft sinkt in Hochdruckgebieten ab und wird dabei trockener, d.h. Wolken werden aufgelöst, neue können sich nicht bilden, es herrscht überwiegend schönes Wetter. Ausnahme: Nebel im Winter. Im Zentrum der Hochs werden in der Regel 1025-1030 hPa (Hektopascal = Millibar) gemessen, gelegentlich auch bis 1050 hPa. Der höchste Bodenluftdruck wurde bisher mit 1082 hPa in einem winterlichen Hoch in Sibirien gemessen. Siehe auch Antizyklone. Hochnebel Durch Ausstrahlung an der Dunstobergrenze einer Inversion bildet sich Hochnebel in Form einer Schichtwolke (Stratus). Kann auch allmählich durch aufsteigenden Bodennebel entstehen. In der Stratusschicht besteht meist Vereisungsgefahr für Luftfahrzeuge! Höhentief Tiedruckgebiet in größerer Höhe, etwa im Niveau von 5km und relativ niedriger Temperatur als seine Umgebung. Auf den Bodenwetterkarten kaum nachweisbar, spielt aber für den Wetterablauf am Boden eine wesentliche Rolle. Hurrikan Tropischer Wirbelsturm im Bereich Mittelamerikas, besonders von Juli bis September auftretend. Siehe Tropische Wirbelstürme. Inversion Eine Luftschicht, in der die Temperatur mit der Höhe zunimmt statt abnimmt. Mit der Temperaturumkehr ist auch eine Feuchteabnahme verbunden. Im Winter meist Ursache für die Bildung von Nebel oder Hochnebel. An der Inversion werden Vertikalbewegungen gebremst, sodaß der Austausch der Luft der unteren Schichten mit der Höhenluft verhindert wird. Sie entsteht dadurch, daß die Temperatur in einer mehr oder weniger dicken Schicht infolge absteigender Luftbewegung und dynamischer Erwärmung zunimmt, meist in Hochdruckgebieten. Da die Inversion als Sperrschicht wirkt, sammeln sich unter ihr Staub- und Dunstteilchen, aber auch Abgase. Isobaren Linien gleichen Luftdrucks (in der Bodenwetterkarte). Isothermen Linien gleicher (Luft-)Temperatur. Jetstream Bezeichnung für die in etwa 10 km Höhe auftretenden Starkwindbänder, die Geschwindigkeiten bis 400km/h erreichen können. Auf jeder Erdhalbkugel treten zwei markante Strahlstromsysteme auf: 1. der Subtropenjet über dem subtropischen Hochdruckgürtel (verläuft in unserem Bereich etwa von den Kanarischen Inseln über Nordafrika zum Persischen Golf); 2. der Polarfrontjet in den gemäßigten Breiten, eng gekoppelt mit der "Polarfront", dem Grenzbereich subtropischer und polarer Luftmassen, mit meist höheren Windgeschwindigkeiten und ständig wechselnder Position (im Vergleich zum Subtropenjet). Der starke Wind entsteht durch den starken Temperaturgradienten in der Frontalzone. Die sich dabei ausbildenden Luftdruckunterschiede sind am ausgeprägtesten in der Übergangsschicht von der Troposphäre zur Stratosphäre (in der "Tropopause"), sodaß hier auch die stärkste Windgeschwindigkeit auftritt. Position und Stärke des Jet-Streams kann aus den Höhenwetterkarten bzw. der sog. Tropopause-Max-Windkarte entnommen werden. Die Isotachenanalyse wird in der Regel ab 60 Knoten Wind vorgenommen. Isotachen sind Linien gleicher Windgeschwindigkeit. Die Existenz der Starkwindbänder wurde erst im 2.Weltkrieg entdeckt. Kaltfront Grenzfläche zwischen warmen und kalten Luftmassen, wenn kältere Luft die wärmere Luft am Boden verdrängt. Beim Durchzug einer Kaltfront dreht der Wind unter Auffrischen nach rechts (meist von SW auf NW), die Lufttemperatur sinkt plötzlich (Temperatursturz) und der Luftdruck beginnt zu steigen. Das Wetter nach Frontdurchgang: windig, kühl, häufig Regenschauer (das sog. "Rückseitenwetter"). Unmittelbar nach Durchzug einer Kaltfront ist es jedoch für einige Stunden wolkenlos infolge einer abwärts gerichteten Kompensationsbewegung in der Atmosphäre ("postfrontale Aufheiterung"; im Satellitenbild oft deutlich erkennbar). Siehe Maskierte Kaltfront, Fronten. Kaltluftsee Ansammlung von kalter Luft in Tälern, Senken und Mulden, die dort bei Windstille stagnieren. Die durch Ausstrahlung an den Hängen einer Mulde entstehende kalte Luft ist schwerer als die sie umgebende und fließt in den tiefsten Teil der Mulde. Bestes Beispiel ist der Funtensee im Berchtesgadener Land, an dem regelmässig die kältesten Temperaturen Deutschlands gemessen werden. Kaltlufttropfen Bezeichnung für ein Höhentief mit einem Durchmesser von 500-1000km und einem Kern aus sehr kalter Luft in der oberen Troposphäre (5-10km Höhe). Im Sommer meist mit starker Labilität und häufigen, heftigen Gewittern verbunden. Diese Schlechtwetterzone ist an keine Fronten gebunden. Klima Durchschnittliche Witterung von mehreren Jahrzehnten. Unter dem Klima eines Ortes versteht man die Gesamtheit der atmosphärischen Zustände oder Vorgänge in einem hinreichend langen Zeitraum (30 Jahre), beschrieben durch den mittleren Zustand (Mittelwerte) und die auftretenden Schwankungen (Extremwerte, Häufigkeitsverteilung, usw.). Entsprechend ihrer geografischen Breite und ihrer Lage innerhalb der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation weisen große Teile der Erde hinsichtlich ihrer Klimaelemente (Temperatur,Verdunstung, Feuchte, Bewölkung, Wind, Niederschlag) ein gleiches oder ähnliches Verhalten auf und lassen sich in eigenständige charakteristische Klimaregionen ("Klimate") einteilen. Hauptklimagebiete sind: tropische Regenklimate (Bereich ITC), Trockenklimate (Steppen und Wüsten), warmgemäßigte Regenklimate (Westwindgürtel), Schnee-Wald-Klimate (nördlicher Westwindgürtel), Schnee-Eis-Klimate (Tundren, ewiger Frost). Weiters erfolgt für jedes Klimagebiet eine Unterteilung in einen maritimen und kontinentalen Typ. Das Meer als Wärmespeicher hat eine ausgleichende Wirkung auf das Klima: Im Sommer langsame Erwärmung und daher kühlende Wirkung auf das Festland; im Winter langsame Abkühlung und mäßigende Wirkung auf die Kontinente; die Gegensätze gleichen sich allmählich aus. Der Kontinent verhält sich genau umgekehrt: Heiß im Sommer, frostig im Winter! Knoten Maßeinheit für die Windgeschwindigkeit in der Schiff- und Luftfahrt: 1 Knoten (kt) = 1 Seemeile pro Stunde. 1 Seemeile (sm) = 1852 Meter. Kondensation Verdichtung des (unsichtbaren) Wasserdampfs zu Wassertröpfchen, die eine Wolke oder Nebel bilden bei Vorhandensein von Kondensationskernen. Ursache: Abkühlung der Luft bis zum Taupunkt, d.h. bis zur vollständigen Sättigung der Luft mit Wasserdampf (100% Luftfeuchtigkeit). Konvektion Vertikale Luftbewegung, speziell das Aufsteigen von am Boden durch Sonneneinstrahlung erwärmter Luft. Die von der Erde ausgehende langwellige Wärmestrahlung ist nicht die einzige Form der Energieübertragung von der Erde zur Atmosphäre. So wird die unmittelbar über dem Boden liegende, nur wenige Zentimeter dicke Luftschicht auch durch sogenannte molekulare Wärmeleitung erwärmt. Wo diese Aufheizung besonders stark ist, wird die Luft leichter als ihre Umgebung und steigt auf. Dafür sinken rundherum kältere Luftpakete ab, werden ebenfalls erwärmt und gelangen wieder in die Höhe. Dieser Vorgang nennt man thermische Konvektion. In Bodennähe ist sie als Hitzeflimmern sichtbar. Bei starker Sonnenstrahlung bilden sich regelrechte Thermikschläuche, in denen sich Vögel wie auch Segelflieger kreisend in die Höhe schrauben. Durch Konvektion entstehen auch Quellwolken wie Cumulus und Cumulonimbus. Konvergenz Zusammenfließen von Luftströmungen; dabei fließt in einem Gebiet in der Zeiteinheit mehr Luft zu- als ab. Am Boden sind Tiefdruckgebiete gewöhnlich Konvergenzgebiete; da eine Konvergenz mit aufsteigender Luftbewegung verbunden ist, kommt es hier zu Wolken- und Niederschlagsbildung. Im Bereich der sog. "Innertropischen Konvergenz" hingegen treffen die Passatströmungen der beiden Erdhalbkugeln aufeinander und es kommt zur Aufwärtsbewegung der Luft und Wolkenbildung. Gegensatz: Divergenz = Auseinanderfließen von Luftströmungen. Labilität Eine labileLuftschichtung der (bodennahen) Luft entsteht durch Heranströmen (Advektion) kalter Luft über wärmerem Boden. Die Luft wird dabei von unter her erwärmt und dadurch labil geschichtet, was zu einem lebhaften, turbulenten Austausch mit höheren Luftschichten und in der Folge zu Schauer- und Gewitterbildung führt. Umgekehrt kann eine Abkühlung in der Höhe zu ähnlichen Effekten führen. Siehe Schichtung, Temperaturgradient. Landregen Langer anhaltender Regen, durch Aufgleiten von warmer auf kühler Luft verursacht (Aufgleitniederschläge), in der Regel an der Warmfront auftretend. Gegensatz: kurzzeitige Regenschauer (in oder nach einer Kaltfront). Latente Wärme Für die Verdunstung von Wasser (desgleichen für das Schmelzen von Eis) ist relativ viel Energie notwendig, ohne daß sich die Temperatur dabei erhöht. Die zugeführte Wärmeenergie verschwindet anscheinend. Luft, die Wasserdampf enthält, besitzt aus diesem Grund auch immer eine große Energiemenge, die sich aber nicht in der Temperatur auswirkt und deshalb latent (verborgen) genannt wird. Der Strom latenter Wärme ist somit eine Form des Transports von Wärmeenergie, der in der Atmosphäre durch die vertikale Beförderung (Konvektion) von Wasserdampf bewirkt wird. Diese Wärmeenergie wird bei der Kondensation wieder frei. Der latente Wärmestrom ist ein wesentlicher Antriebsmotor für die "Wettermaschine". Lee Ein der Seemannssprache entnommener Begriff für die dem Wind abgewandte (windgeschützte) Seite eines Gebirges oder Hindernisses, im Gegensatz zum "Luv", der dem Wind zugewandten (windoffenen) Seite. Luft Das die Erde umgebende Gasgemisch, bestehend aus (Volumsprozente für trockene Luft) ca. 21% Sauerstoff, 78% Stickstoff, 0,9% Argon (Edelgas), 0,03% Kohlendioxid, sowie (für feuchte Luft) im Mittel 2,6 Vol.-% Wasserdampf. Zahlreiche weitere Gase nur in Spuren, zB Ozon. Luftdruck Der Druck, den die Luft infolge der Schwerkraft auf eine Fläche ausübt. Der Druck ist in der Physik als Kraft pro Fläche definiert. Eine gedachte vertikale Luftsäule also, die vom Erdboden bis an den Rand der Atmosphäre reicht, übt auf eine Einheitsfläche im Durchschnitt das Gewicht (die "Gewichtskraft") von 1013,2 Hectopascal (hPa) aus. 1 hPa = 100 Pascal (Pa); 1 Pa = 1 Newton/Quadratmeter. 1 Newton (N) ist die Kraft, die der Masse von 1 Kilogramm (kg) die Beschleunigung von 1 Meter pro Sekundenquadrat erteilt. Der Luftdruck wird meist mit dem Barometer gemessen, wobei oft noch veraltete Einheiten verwendet werden: 1 hPa = 1 Millibar = 0,75 Torr (= mm Hg oder Millimeter Quecksilbersäule). Der Luftdruck beträgt im Meeresniveau durchschnittlich etwa 1013 hPa = 760 Torr oder 760 mm Quecksilbersäule = 1 "Atmosphäre" (atm). Der Luftdruck nimmt mit der Höhe alle 5 km auf etwa die Hälfte ab; er beträgt in 32 km Höhe nur mehr 1% und in 50 km nur mehr 1 %o (Promille) = 1 hPa. Die Abnahme des Luftdrucks mit der Höhe erfolgt also exponentiell und zwar nach der "barometrischen Höhenformel" umso stärker, je niedriger die Lufttemperatur ist. Er schwankt mit den Wettervorgängen im Meeresniveau etwa zwischen 985 und 1035 hPa (absolute Extremwerte sind etwa 880 und 1080 hPa). Damit in der Wetterkarte die wetterbedingten Unterschiede und nicht die Unterschiede infolge der unterschiedlichen Höhenlage der Meßstationen zum Ausdruck kommen, muß der an der Station gemessene Luftdruckwert auf Meeresniveau umgerechnet ("reduziert") werden, wobei noch die aktuelle Lufttemperatur mitberücksichtigt wird (als "QFF" bezeichnet, noch aus der Zeit des Morsefunks stammend). Ferner ist noch eine Umrechnung auf 0°C und die Normalschwere (45°Breite) erforderlich. Umgekehrt kann die Abnahme des Luftdruckes mit der Höhe (auf Meeresniveau etwa 12 hPa pro 100 m) zur barometrischen Höhenmessung benutzt werden. Luftdruckzendenz Änderung des Luftdrucks in den letzten 3 Stunden vor der Beobachtung. In den Wettermeldungen (SYNOPs) werden der Betrag der Luftdruckänderung und die Art (gleichbleibend, fallend oder steigend) angegeben. Die Luftdrucktendenz wird in die Wetterkarte eingetragen und stellt einen wichtigen Parameter für die Wetteranalyse und kurzfristige Wettervorhersage dar. Luftfeuchtigkeit Wasserdampfgehalt der Luft, angegeben als Dampfdruck (in Hectopascal), als relative Feuchtigkeit (in Prozent), absolute Feuchtigkeit (in Gramm Wasserdampf pro Kubikmeter Luft), als Mischungsverhältnis (in Gramm Wasserdampf pro Kilogramm trockener Luft), spezifische Feuchtigkeit (in Gramm Wasserdampf pro Kilogramm feuchter Luft), als Taupunkt bzw. Taupunktsdifferenz (in Grad Celsius). Die Luft kann bei einer bestimmten Temperatur nur eine bestimmte Menge Wasserdampf aufnehmen ("Sättigung"); je höher die Temperatur der Luft, umso mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100% ist die Luft mit Wasserdampf gesättigt; überschüssiger Wasserdampf kondensiert zu Tröpfchen. Absolut trockene Luft (0%) kommt selbst über Wüsten mit sehr tiefer Temperatur nicht vor. Im Wetterdienst wird hauptsächlich der Taupunkt bzw. die Taupunktsdifferenz als Maß für die Luftfeuchtigkeit verwendet. Lufttemperatur Temperatur, die ein von Luft umströmtes, gegen Strahlung geschütztes Thermometer (in der "Wetterhütte" ) in 2 m Höhe (über Rasen) anzeigt. Die Luft wird im wesentlichen durch die Wärmeabgabe der Erdoberfläche erwärmt. Die Temperatur der Luft soll unter Ausschaltung jeglicher Strahlungseinflüsse gemessen werden ("Schattentemperatur"). Ein der Sonne ungeschützt ausgesetztes Thermometer mißt nicht die Temperatur der Luft, sondern die Temperatur des von der Sonne aufgeheizten Thermometers. Die mittlere Lufttemperatur an der Erdoberfläche beträgt etwa +15°C. In der Antarktis wurden bereits Temperaturen von -88°C registriert. Maximale Werte bis zu +55°C wurden gemessen in Arabien, in der Sahara, in Arizona und in Zentralasien. Mit der Höhe nimmt die Lufttemperatur i.a. um rund 0,6°/100m ab. Luv Bezeichnung für die dem Wind zugewandte Seite eines Gebirges, die allgemein reichliche Wolkenbildung und Niederschläge aufweist. Gegensatz: Wolkenarmut auf der im "Lee" liegenden Gebirgsseite. Maskierte Kaltfront Eine Kaltfront, hinter der in Bodennähe Erwärmung eintritt, weil vorher eine Bodeninversion mit meist Minustemperaturen, verursacht durch Ausstrahlung, vorhanden war. In der Höhe ist aber diese Kaltfront mit Temperaturrückgang verbunden. Meist mit gefrierendem Regen und Glatteis verbunden! Meteorologie Meteorologie und ihre Geschichte. Die Bezeichnung Meteorologie (Lehre von den physikalischen Erscheinungen und Vorgängen in der Lufthülle der Erde) geht auf den griechischen Philosophen Aristoteles (384-322 v.Ch.) zurück. Als philosophischer Grundsatz galt im alten Griechenland: "Die Natur würfelt nicht". Nicht der Zufall, sondern Gesetzmäßigkeiten sind es, die die Natur beherrschen, nach denen auch die Vorgänge in der Atmosphäre ablaufen. Wetterbeobachtungen haben die Völker der Erde zu allen Zeiten gemacht. Dabei wurden vor allem regionale Erfahrungen gesammelt, die sich bis heute als Volksweisheiten (Bauernregeln, Lostage) erhalten haben. Vom 14. auf das 15. Jahrhundert beginnen regelmäßige tägliche Wetteraufzeichnungen in Europa über längere Zeit. Den Beginn der wissenschaftlichen Wetterkunde ermöglichte erst die Erfindung des Barometers (Torricelli 1643) und des Thermometers (erstes geeichtes Thermometer: Fahrenheit 1714 ). Der Zusammenhang zwischen Luftdruck und Witterung wird Mitte des 17. Jahrhunderts von mehreren Naturforschern vermutet. 1660 sagt Otto von Guericke erstmals aus Barometerbeobachtungen Unwetter voraus. Regelmäßige Meßreihen begannen im 18. Jahrhundert: 1775 in Österreich, 1780 Ephemeriden mit Wetterberichten zahlreicher europäischer Stationen, 1781 Hoher Peißenberg (988m) in Oberbayern als älteste Bergwetterstation der Welt. 1820 fertigte der deutsche Astronom und Physiker Heinrich Wilhelm Brandes (1777-1834) die erste synoptische Wetterkarte (im Nachhinein) an. Erst die Erfindung des Telegraphen (S. Morse 1837) ermöglichte die rasche Übermittlung von Beobachtungsergebnissen und erlaubte, aktuelle Wetterkarten zu zeichnen. 1848 erster telegrafischer Wetterbericht in der Londoner "Daily News". 1851 wird die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik in Wien gegründet. 1854 Vernichtung der französischen Kriegsflotte durch einen Sturm während des Krimkrieges; man erkannte, daß es mit einer Wetterkarte möglich ist, rechtzeitig vor Unwetter zu warnen bzw. überhaupt das Wetter vorhersagen zu können. 1855 Frankreich: Ausgabe täglicher Wetterkarten.1865 entstand nach einer Studie des französischen Astronomen Leverrier der erste Wetterdienst in Frankreich. Am 1. Juli 1865 wurde die erste österreichische Wetterkarte gezeichnet. 1868 Helmholtz: hydrodynamische Gleichungen der Physik auch als Lösung meteorologischer Probleme anwendbar. 1871 wird die Deutsche Seewetterwarte in Hamburg gegründet. Schon frühzeitig entwickelte sich in Bezug auf den Austausch von Wetterbeobachtungen eine internationale Zusammenarbeit: 1873 Gründung der "Internationalen Meteorologischen Organisation" (IMO) anläßlich des Internationalen Kongresses der Meteorologen in Wien. 1904 Bjerknes V.: Für eine numerische Prognose ist eine genaue Kenntnis vom atmosphärischen Anfangszustand und von den physikalischen Gesetzmäßigkeiten in der Atmosphäre erforderlich. 1905 führte N. Ekholm die Isallobaren ein. Im Ersten Weltkrieg: Entstehung des Flugwetterdienstes. Um 1920 physikalische Deutung wichtiger Vorgänge (wie Luftmassengrenzen, Zyklonenbildung) in der Atmosphäre durch die "Bergener Schule", auf Arbeiten des Österreichers Margules aufbauend. 1920 Richardson: Versuch einer ersten mathematischen Prognosenberechnung von Hand (benötigte 5 Jahre!). 1921 Errichtung der ersten Flugwetterwarte Mitteleuropas in Nürnberg. Zweiter Weltkrieg: Radiosonden, Wetterradar, Strahlstrom wird entdeckt. 1950 Charney, Fjortoft und v. Neumann: Mit Hilfe der ersten elektronischen Schnellrechner gelingt die Erstellung einer numerischen Wettervorhersage innerhalb von 24 Stunden auf der Basis eines (relativ einfachen) physikalisch-mathematischen Modells der Atmosphäre. 1951: Die Aufgaben der IMO übernimmt die "Meteorologische Weltorganisation" (World Meteorological Organization, WMO), eine Fachorganisation der Vereinten Nationen mit Sitz in Genf. 1. April 1960: Start des ersten (amerikanischen) Wettersatelliten (TIROS) auf eine Polumlaufbahn.1977 wird das "Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersagen" in Reading bei London gegründet und der erste europäische Wettersatellit, der geostationäre Meteosat, gestartet. Meteosat Europäischer Wettersatellit, der zu einem weltumspannenden Wettersatelliten-System gehört und am Schnittpunkt von Äquator und Null-Meridian (über dem Golf von Guinea) in 36 000km Höhe stationiert ist und die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit wie die Erde hat. Meteosat sendet halbstündlich im sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich Bilder zur Erde und ermöglicht die ständige Überwachung von etwa 60 Grad Nord bis 60 Grad Süd und von 60 Grad West bis 60 Grad Ost (fast ganz Europa und den Nordatlantik sowie ganz Afrika). Zusätzlich lassen sich aus den Infrarot-Daten die Temperaturen der Erdoberfläche, der Wasseroberflächen und auch der Wolkenoberflächen bestimmen. Mit ihrer Hilfe kann die vertikale Mächtigkeit der Wolken abgeschätzt, sowie die Windgeschwindigkeit in verschiedenen Luftschichten aus den Wolkenbewegungen ermittelt werden. Weiters verbreitet Meteosat als Relais-Station aufbereitete Bilder und andere Wetterinformationen. Der erste Meteosat (von der Europäischen Weltraumorganisation ESA entwickelt) wurde am 23. Nov. 1977 gestartet. Die Höhe seiner Flugbahn beträgt genau 35 870km, die Umlaufzeit des Satelliten ist somit genau identisch mit einer Erdumdrehung, nämlich 23 Stunden und 56 Minuten (1 Sterntag). Da die Satellitenbahn in der Äquatorebene der Erde liegt, gewinnt ein Beobachter auf der Erdoberfläche den Eindruck, der Satellit steht am Himmel still, d.h. er ist "geostationär". Ein geostationärer Satellit kann etwa ein Viertel der Erdoberfläche überwachen (ohne Überschneidungen). Ein System von 5 geostationären Satelliten kann somit die gesamte Erdoberfläche bis etwa 60° nördliche und südliche Breite kontinuierlich beobachten. Die Polgebiete können von sog. sonnensynchronen Satelliten überwacht werden (auf polnaher Umlaufbahn in etwa 700-1500km Höhe). Aus der ESA hervorgegangen ist eine eigene Organisation für die europäischen Wettersatelliten in Darmstadt: EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites). Nebel Eine am Boden aufliegende Wolke aus kleinen Wassertröpfchen (Druchmesser unter 0,12mm) mit Sichweite unter 1 km. Nebel entsteht, wenn sich feuchte Luft, die auch ausreichend Kondensationskerne enthält, unter den Taupunkt abkühlt, also mit Wasserdampf gesättigt ist. Der stärkste Temperaturrückgang setzt am Abend unmittelbar über dem Erdboden ein, sodaß auch hier bei klarem Himmel die Nebelbildung meist erfolgt. Mit zunehmender nächtlicher Ausstrahlung wächst der Bodennebel nach oben an. Strahlungs-Hochnebel bildet sich an der Obergrenze einer Dunstschicht und kann sich mit zunehmender Abkühlung bis zum Boden herabsenken. Allgemein kann man nach der Ursache der Abkühlung folgende Nebelarten unterscheiden: Strahlungsnebel entsteht in klaren (trockenen) und windschwachen Nächten, wenn infolge der ungehinderten Wärmeausstrahlung die bodennahe Luftschicht unter den Taupunkt abkühlt. Die Bildung flacher, am Erdboden aufliegender Bodennebel wird begünstigt durch feuchte Böden (Wiesen, Sümpfe) oder Wasserflächen, wo in Strahlungsnächten eine zusätzliche Abkühlung durch Verdunstung auftritt. Mischungsnebel entsteht durch Mischung verschiedener Luftmassen, z.B. wenn im Winter relativ warme, feuchte Meeresluft auf das Festland strömt, sich mit der dort lagernden Kaltluft mischt und dadurch unter den Taupunkt abkühlt. Advektionsnebel bildet sich, wenn warme und feuchte Luft über eine kalte Unterlage strömt, und dadurch bis zum Taupunkt abgekühlt wir. Dazu gehören die berüchtigten Neufundlandnebel, die entstehen, wenn feuchtwarme (subtropische) Luft aus dem Gebiet des Golfstroms über das kalte Wasser des Labradorstromes geführt wird. Über warmen Küsten, vor denen kalte Meeresströmungen vorbeiziehen, treten ebenfalls Advektionsnebel auf, z.B. in Kalifornien (San Francisco), an der Westküste Südamerikas und Afrikas. Streicht umgekehrt sehr kalte Luft über eine warme Wasseroberfläche, entsteht durch Verdunstung, also Feuchteanreicherung, ein sog. "Dampfnebel" ("Rauchen der Wasseroberfläche"). Zu beobachten auch im Herbst über warmen Seen, oder wenn feuchtmilde Luft über eine Schneedecke streicht. Niederschlag Entsteht durch verschiedene, teils noch nicht gänzlich erforschte Prozesse, bei denen kleine schwebende Wolkentröpfchen zu große Tropfen anwachsen, aus der Wolke ausfallen und den Erdboden erreichen. In unseren Breiten erfolgt die Bildung meist über die Eisphase in sog. Mischwolken, d.h., wenn Eisnadeln oder Schneekristalle durch eine unterkühlte Wasserwolke fallen, und durch Anfrieren von unterkühlten Wassertröpfchen weiter anwachsen. In reinen Wasserwolken (Tropen) entsteht Niederschlag hingegen dadurch, daß verschieden große Wolkentröpfchen zusammenstoßen, solange bis sich genügend große Tropfen bilden, die auch den Erdboden erreichen. Der Niederschlag kann in verschiedener Form aus der Wolke fallen: Regen, Nieseln, Schnee, Graupel oder Hagel. Nieseln Sehr feiner Regen aus Stratus-Wolken (Sprühregen); Durchmesser der Tröpfchen kleiner als 0,5 mm. Nimbostratus Dichte, dunkle Wolkenschicht, aus der anhaltend Regen fällt, Position der Sonne nicht erkennbar; oft mit Wolkenfetzen (Stratus) darunter. Tritt meist bei Warmfronten auf. Okklusion Vereinigung einer Kaltfront mit einer Warmfront, wobei die schneller ziehende Kaltfront die vorangehende Warmfront einholt. Der zwischen den Fronten liegende "Warmsektor" wird dabei immer mehr eingeschnürt und die Warmluft schließlich vom Boden abgehoben. Der sogenannte "Okklusionspunkt" ist auf der Wetterkarte die Gabelungsstelle nahe dem Zentrum des Tiefs (meist verbunden mit dem stärksten Druckfall). Orkan Windstärke 12 nach der Beaufort-Skala. Windgeschwindigkeit von über 118 km/h = 32,7 m/s = 64 Knoten. Tritt in den gemäßigten Breiten relativ selten auf (meist in den Übergangsjahreszeiten). Orkane sind über dem Meer häufiger als über dem Festland. Im Südpazifik ("Südsee") Bezeichnung für den tropischen Wirbelsturm. Der bisher stärkste Orkan soll mit 284 km/h auf Guam (im westlichen Pazifik) beobachtet worden sein. Polarluft Im Polargebiet entstehende sehr kalte Luftmasse, die mit einer nördlichen Luftströmung in Mitteleuropa zu Kälteeinbrüchen führt, bei gleichzeitigem Tiefdruckeinfluß mit Schnee- oder Regenschauern und starken Windböen verbunden. Quellungen Typische Wolken vom Cumulus-Typ, die bei instabiler Schichtung der Atmosphäre entstehen. Das Emporschießen von Wolkenteilchen infolge der aufwärtsgerichteten Luftbewegung (Thermik, Turbulenz) erzeugt das typisch "blumenkohlartige" Aussehen der Cumulus-Wolken. Radar Die Intensität der Wetterradarechos ist nach der sog. "Radargleichung" proportional der Niederschlagsintensität und umgekehrt proportional der Entfernung des Niederschlagsgebietes. In die Gleichung gehen noch die Gerätekonstante, zB die Stärke des ausgesandten Impulses, die verwendete Wellenlänge (zwischen 3 und 10 cm) sowie ein mittlerer Wert für die Rückstreueigenschaft der Regentropfen, Schneekristalle und Eiskörner in der jeweiligen Klimaregion ein. Die Niederschlagsintensitäten werden in logarithmisch ansteigende Bereiche gegliedert: kleine Stufen für schwache, große Stufen für starke Intensitäten. Besonders deutlich sind konvektive Zellen (CB) am Radar erkennbar infolge der größeren Tropfen (bis zu Hagelkörnern) und der kreisförmigen Wolkenstruktur (Draufsicht) sowie ihres meist isolierten Auftretens. Sog. Flächenniederschlag besteht aus meist kleinen Tröpfchengrößen und kann den ganzen Radarbereich ausfüllen, allerdings sind der Reichweite des Radarstrahls durch die Ausbreitungsdämpfung Grenzen gesetzt. Weiter entfernte Echos werden durch die Entfernungsdämpfung nicht in ihrer tatsächlichen Intensität wiedergegeben. Höher gelegene Stationen erfassen natürlich keine Niederschlagsgebiete oder Gewitterwolken, die sich unterhalb der Stationshöhe befinden. Ferner werden infolge der Krümmung der Erdoberfläche bei weit entfernten Gewitterwolken nur deren obere Teile vom Radarstrahl ("Radarhorizont") erfasst. Auch die atmosphärische Brechung des Radarstrahls muß natürlich berücksichtigt werden, kompensiert aber erfreulicher Weise zum Teil den nachteiligen Effekt der Erdkrümmung. Bei der Interpretation von Radarbildern ist also Vorsicht geboten. Radiosonde Meßgerät der Aerologie, das an einen Ballon befestigt, beim Austieg mit einer Steiggeschwindigkeit von 300m pro Minute bis ca. 30km Höhe fortlaufend Luftdruck, Temperatur und Feuchtigkeit über einen eingebauten Kurzwellensender zur Bodenstation übermittelt. Dabei entsteht ein genaues Bild über den momentanen Zustand der einzelnen Luftschichten. Der Ballon trägt ferner einen Reflektor aus Metallfolie, der die Radarstrahlen reflektiert. Aus der dann mittels Radar gemessenen Windversetzung der Radiosonde können die Richtung und die Geschwindigkeit der Höhenwinde der betreffenden Luftschicht berechnet werden. Rauhreif Kristalline, weißlich-lockere Eisablagerung (dem Reif ähnlich) von unterkühlten Nebeltröpfchen an Bäumen und Sträuchern sowie festen Gegenständen. Regen Niederschlag in flüssiger Form, der dadurch entsteht, daß kleine schwebende Wolkentröpfchen zu größeren Tröpfchen anwachsen, die von der Luftströmung nicht mehr getragen werden können, aus der Wolke fallen und den Erdboden erreichen. Der gewöhnliche großtropfige Regen ("Landregen") besteht aus vielen Tropfen von mindestens 0,5 mm Durchmesser (Fallgeschwindigkeit von mehr als 3m/s), tritt im Frontbereich auf und dauert mehrere Stunden, manchmal auch über einen Tag. Nieselregen mit Tröpfchen unter 0,5 mm Durchmesser und weniger fällt meist aus Nebel oder Hochnebel (Stratus) mit einer Fallgeschwindigkeit von weniger als 3 m/s. Regenschauer bestehen aus großen Regentropfen, die aus hochreichenden Quellwolken fallen und von kurzer Dauer sind. Im Wolkenbruch, einem kurzen, außerordentlich starken Regenschauer, treten Tröpfchen von 8 mm Durchmesser auf, die Fallgeschwindigkeit beträgt 8 m/s. Unterkühlter Regen besteht aus kleinen Wassertröpfchen, die trotz Temperaturen unter dem Gefrierpunkt noch flüssig sind, aber beim geringsten Anstoß sofort Gefrieren und zur Bildung von Glatteis führen. Reif Kühlt sich die Erdoberfläche z.B. durch nächtliche Ausstrahlung unter 0°C ab, sublimiert der Wasserdampf der Luft am Erdboden oder an Gegenständen, indem sich schuppen- oder nadelförmige weiße Eiskristalle anlagern. Reifgraupel Niederschlag in Form undurchsichtiger, weißer, runder Körner von schneeähnlicher Struktur (zusammendrückbar), springen auf harter Unterlage auf und zerfallen oft; tritt auf vor bzw. mit einem Schneefall und um 0°C (Aprilschauer). Relative Feuchte Verhältnis der in der Luft befindlichen Wasserdampfmenge zur maximal möglichen; abhängig von der Temperatur. Wärmere Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kältere. Angabe in Prozent; normal feuchte Luft hat 50-60%. Schauer Niederschläge von oft großer Ergiebigkeit, aber kurzer Dauer, die aus Cumulonimbus-Wolken fallen, deren Gipfel bei Temperaturen unter -10°C aus Eiskristallen bestehen. Kann als Regen, Schnee, Graupel oder Hagel auftreten; typisch für Rückseitenwetter. In den Tropen fallen auch aus "warmen" Quellwolken (mit Gipfeltemperaturen über 0°C) Schauerniederschläge. Stärkere Schauer aus "vereisten" Wolken sind oft mit elektrischen Vorgängen verbunden (Gewitter). Besonders heftige Schauer sind die Platzregen und Wolkenbrüche; ihre Stärke kann auch in Mitteleuropa 15-20 mm Regen/min erreichen. Schichtung Für das Wettergeschehen ist die Schichtung der Luft von erheblicher Bedeutung. Maßgebend dabei ist immer die in den einzelnen Luftschichten herrschende Temperaturabnahme mit der Höhe. In einer stabilen Luftschicht herrscht eine Temperaturabnahme von weniger als 1°C pro 100m. In einer labilen Luftschicht nimmt dagegen die Temperatur um mehr als 1°C pro 100m ab. Und in einer als indifferent bezeichneten Luftschicht beträgt die Temperaturänderung genau 1°C pro 100m. Entscheidend ist ferner, ob die Temperaturabnahme mit der Höhe im wolkenfreien Raum oder in Wolkenluft erfolgt. Wird durch Sonneneinstrahlung die Bodenluftschicht stark erwärmt, werden warme Luftteilchen - weil spezifisch leichter geworden - nach oben steigen. Sie werden aber nur so lange ihren Aufstieg fortsetzen bis sie - inzwischen selbst (adiabatisch) abgekühlt - in eine Umgebung gelangen, die der eigenen Temperatur entspricht. Sie sinken wieder ab, wenn sie bereits kühler als ihre Umgebung geworden sind. Je nach dem Ausmaß der Stabilität kommt es hierbei zu leichter oder überhaupt keiner Ausbildung von Wolken. Gelangt jedoch aufsteigende warme Luft in eine Schicht, die wesentlich kälter ist (wenn also der vertikale Temperaturgradient größer als 1 Grad ist), steigt die warme Luft unentwegt weiter aufwärts. Bei einer solchen labilen Luftschichtung kommt es recht bald zur Ausbildung von Wolken und je nach Ausmaß der Labilität (Instabilität) zu meist schauerartigen Niederschlägen und Gewittern. Siehe auch Temperaturgradient. Schnee Fester Niederschlag aus meist verzweigten kleinen Eiskristallen (Schneekristallen) in Form von sechsstrahligen Sternen, Nadeln, Plättchen oder Säulen bei Temperaturen um oder unter 0°C. Die während des Fallens aneinander gelagerten Kristalle werden als Schneeflocken bezeichnet. Die Form der Kristalle ist von den Bedingungen in der Wolke (Temperatur und Feuchtigkeit) abhängig. Schneefegen Schnee wird vom Wind nur bis in geringe Höhen über dem Erdboden aufgewirbelt, sodaß die Horizontalsicht nicht merklich herabgesetzt ist. Wird der Schnee bis in größere Höhen aufgewirbelt, sodaß die Horizontalsicht sehr gering ist, spricht man von Schneetreiben. Schneetreiben Durch den Wind wird Schnee bis in größere Höhen aufgewirbelt, sodaß die Sicht weniger als 1 km beträgt; erstreckt sich diese Erscheinung nur auf die allerunterste Schicht, so daß in Augenhöhe des Beobachters gute Sicht herrscht, spricht man von "Schneefegen". Schneetreiben mit Schneefall vermischt nennt man Schneegestöber, wobei oft nicht eindeutig festgestellt werden kann, ob wirklicher Niederschlag in Form von Schnee tatsächlich vorkommt. Schwüle Durch besondere Luftfeuchtigkeits- und Temperaturverhältnisse gekennzeichnete klimatische Situation, die das menschliche Wohlbefinden beeinträchtigt; z.B. 80% und 20°C, 65% und 25°C, 45% und 30°C. Schwüle erschwert die Temperaturregelung des Organismus und kann in extremen Fällen zum Kollaps führen. Diese Kombination aus hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Temperatur (Schwüle) ruft beim Menschen ein Gefühl des Unbehagens hervor, da der Schweiß nicht mehr verdunstet und kühlt. Smog (engl. aus Smoke = Rauch und Fog = Nebel). Dichter, rauchdurchsetzter Nebel über Industriestädten. Sommertag Die Temperatur erreicht einen Höchstwert zwischen 25 und 30°C. Liegt das Maximum darüber, spricht man von einem "Tropentag". Starkregen Starke Regenfälle, die in 5 Minuten mehr als 5 Liter pro Quadratmeter oder in 60 Minuten mehr als 17 Liter pro Quadratmeter ergeben. 1Liter/Quadratmeter = 1mm Niederschlag. Staubteufel Staubhose oder Sandhose. Zur Gruppe der "Klein-Tromben" gehörender Wirbelwind, der Sand und Staub vom Boden säulenartig aufwirbelt; entsteht durch starke Konvektion über trockenen, sandigen Gebieten. Stratocumulus Wolkenfeld aus größeren Wolkenballen und helleren Rändern um die Einzelwolken (grobe Schäfchenwolken); tritt häufig in Hochdruckgebieten auf. Stratus Gleichförmig graue niedrige Wolkenschicht, oft mit Nieselregen verbunden, auch Hochnebel genannt. Sturm Wind, der bereits erhebliche Schäden anrichtet, mit Beaufort-Windstärke 9 = 21-24 m/s = 75-88 km/h = 41-47 Knoten Windgeschwindigkeit. Dachziegel werden abgehoben. "Stürmischer Wind" entspricht Windstärke 8 (62-74 km/h). Taifun Tropischer Wirbelsturm in Ostasien (westlicher Pazifik), zwischen Juli und November. In Japan trat 1959 ein Taifun mit einer Windgeschwindigkeit von 55m/s (Windstärke 16) und einer Sturmflut bis 4m Höhe auf (5000 Tote und 150 000 zerstörte Häuser). Siehe Tropische Wirbelstürme. Tau Abgesetzter Niederschlag in Form kleiner Tröpfchen; entsteht durch Kondensation von Wasserdampf an der Erdoberfläche oder an Pflanzen und Gegenständen, wenn deren Temperatur unter den Taupunkt der Luft absinkt.Tauniederschlag bildet sich deshalb häufig bei starker Ausstrahlung in klaren Nächten, jedoch auch gelegentlich bei Advektion von warmer feuchter Luft, die über kalte Flächen (mit einer Temperatur unter dem Taupunkt der Luft) strömt. Taupunkt Temperatur, auf die sich das Gemisch Luft-Wasserdampf abkühlen muß, damit die Luft mit der vorhandenen Wasserdampfmenge gerade gesättigt ist und Kondensation einzusetzen beginnt. Bei 15°C und 50% relativer Feuchte beträgt der Taupunkt etwa 5°C, bei 80% relativer Feuchte etwa 12°C und bei einer Feuchte von 100% entspricht der Taupunkt der aktuellen Temperatur von 15°C; der Taupunkt liegt also um so niedriger, je trockener die Luft ist. Kühlt die Luft unter den Taupunkt ab, kommt es zur Nebel- bzw. Wolkenbildung. Im Wetterdienst wird meist die Taupunktsdifferenz (Differenz zwischen Lufttemperatur und Taupunkt) als Maß für die Luftfeuchtigkeit verwendet. TCU Abk. für engl. "towering cumulus". Bezeichnung für eine hochauftürmende Cumulus-Wolke (cumulus congestus) mit großer vertikaler Ausdehnung. Gilt neben den Cumulonimbus-Wolken (CB) als signifikante Konvektionswolke und wird demnach in METAR und TAF angegeben. Temperatur In der Meteorologie der Wärmezustand der Luft, abhängig von Sonnenstand, Ortshöhe, Luftströmung und -feuchtigkeit sowie der Beschaffenheit der Erdoberfläche. Die mittlere Lufttemperatur über die gesamte Erdoberfläche beträgt etwa 15°C; als Extremwerte der Lufttemperatur in 2m Höhe über dem Erdboden wurden 58°C am 13.9.1922 bei Tripolis und -88°C am 24.8.1960 an der russischen Antarktis-Station Wostok gemessen. Temperaturgradient Der vertikaler Temperaturgradient gibt die Temperaturänderung pro 100m Höhenunterschied an. Von Art und Größe des vertikalen Temperaturgradienten, der Temperaturschichtung, hängt der Gleichgewichtszustand der Atmosphäre ab. Der Temperaturgradient ist somit das Kriterium für "Stabilität" oder "Labilität". Ein mit Wasserdampf ungesättigtes Luftpaket kühlt sich beim Aufsteigen um 1°C/100m ab = trockenadiabatischer Temperaturgradient. Beträgt die vertikale Temperaturabnahme in der Atmosphäre ebenfalls 1°C/100m, so herrscht eine "indifferente" Schichtung, d.h. das Luftpaket besitzt stets die Temperatur seiner Umgebung. Ist der vertikale Temperaturgradient der Luftmasse kleiner als 1°C/100m, besteht eine "trockenstabile" Schichtung: das vertikal bewegte Luftteilchen ist in höheren Luftschichten kälter (=schwerer), in tieferen Schichten wärmer (=leichter) als seine Umgebung und strebt daher zu seinem Ausgangspunkt zurück. Ein vertikaler Temperaturgradient der Atmosphäre von mehr als 1°C/100m wird als "trockenlabile" Schichtung bezeichnet: das gedachte Luftpaket ist beim Aufsteigen immer wärmer (=leichter), beim Absinken immer kälter (=schwerer) als seine Umgebung und entfernt sich zusehends von seiner Ausgangslage. Ein "überadiabatischer" Temperaturgradient, also von mehr als 1°C/100m, kommt in der Regel nur in Bodennähe an heißen Sommertagen vor und ist die Voraussetzung für die Ablösung einer "Thermikblase". Erreicht ein beim Aufsteigen sich abkühlendes, wasserdampfhältiges Luftpaket den Taupunkt, beginnt die Kondensation des Wasserdampfes einzusetzen. Die dabei freiwerdende Wärme, die Kondensationswärme, war latent im Wasserdampf von der Verdunstung her (für die Wärmeenergie benötigt wird) "versteckt" und wird daher als "latente" Wärme bezeichnet. Sie vermindert daher oberhalb des Kondensationsniveaus bei fortgesetzter Aufwärtsbewegung die weitere Abkühlung. Der "feuchtadiabatische" Temperaturgradient beträgt also im Mittel nur etwa 0,6°C/100m. Analog spricht man von einer feuchtindifferenten Schichtung einer Luftmasse, wenn deren Temperaturgradient den Feuchtadiabaten entspricht; von einer feuchtlabilen Schichtung bei einem größeren, von einer feuchtstabilen Schichtung bei einem kleineren Temperaturgradienten als es den Feuchtadiabaten entspricht. Feuchtlabilität tritt in der Atmosphäre häufiger auf als Trockenlabilität. Siehe Schichtung, Labilität. Tief Unter einem Tiefdruckwirbel oder einer Zyklone ("Tief") versteht man ein Gebiet mit niedrigerem Luftdruck als in der Umgebung; in der Wetterkarte von (meist mehreren) Isobaren umschlossen. Verbunden mit einem ausgeprägtem Frontensystem: An der Vorderseite tritt die Warmfront mit einem ausgedehnten Niederschlagsgebiet (Landregen) auf; im "Warmsektor" folgt dann nach Durchzug der Warmfront eine Aufheiterung (oft mit lebhaftem Wind), an der Rückseite bringt die Kaltfront plötzliche Abkühlung mit böigen Winden (Drehung auf Nordwest) und heftigen Regenschauern, oft auch Gewittern. Zum Kern des Tiefs hin verkleinert sich der Warmsektor, so daß sich Warm- und Kaltfront zur Okklusion zusammenschließen. In Mitteleuropa liegt der Kerndruck der Bodentiefs i.a. bei 990-1000 hPa, in Orkantiefs bei 950-970 hPa. In tropische Wirbelstürmen treten mit 880-890 hPa die tiefsten Luftdruckwerte auf der Erde auf. Auf der Nordhalbkugel werden die Zyklonen vom Wind im Gegenuhrzeigersinn (umgekehrt wie im Hoch) umweht, auf der Südhalbkugel ist die Umströmungsrichtung im Uhrzeigersinn. Im Bereich eines Tiefs ist aufsteigende Luftbewegung vorhanden, die mit Abkühlung, vielfach bis unter den Taupunkt des mitgeführten Wasserdampfes, d.h. Wolkenbildung verbunden ist. Daher überwiegt im Bereich eines Tiefs wolkiges Wetter, häufig mit Regen und anderen Niederschlägen. Tornado Kleinräumiger Wirbelsturm. Tritt auf in der warmen Jahreszeit in Verbindung mit Gewittern, d.h. kräftig ausgebildeten Cumulonimbus-Wolken. Erkennbar ist der Tornado am "Rüssel", der mit Wassertropfen (als Folge der Kondensation bei starkem Druckfall) und aufgewirbelten Staub gefüllt ist und sich von der Gewitterwolke trichterförmig in Richtung Erdboden erstreckt. Der Wirbel hat einen Durchmesser von 10 bis einigen Hundert Metern und bewegt sich über eine Entfernung von etwa 0,5 bis 50 km. Der extreme Druckfall von 50-100hPa verursacht Windgeschwindigkeiten von mehreren hundert km/h. Die hohen Windgeschwindigkeiten können natürlich nicht gemessen werden, sondern wurden aus dem Zerstörungsausmaß mittels der Fujita-Skala und/oder der Torroskala ausgewertet. Das deutsche Synonym zu Tornado ist die "Windhose". Trichterwolke (engl.: funnel cloud, tuba, tornado cloud). Bezeichnung für den rüsselartigen Wolkenschlauch, der sich von der Gewitterwolke in Richtung Erdboden erstreckt. Also ein Tornado, der nicht den Erdboden erreicht. Trog Als Troglage bezeichnet man ein Gebiet mit tiefem Luftdruck im Bereich der Rückseite eines kräftigen, bereits zu altern beginnenden Tiefs. Der aus hochreichender Kaltluft bestehende Trog ist an der starken zyklonalen Krümmung der Isobaren (Bodenwetterkarte) bzw. Isohypsen (Höhenwetterkarte) erkennbar. Er folgt der Kalfront in einem bestimmten Abstand, wobei oft der Trog die Kaltfront an Wetterwirksamkeit übertrifft bzw. massive Kaltluft im nachfolgenden Trog die Kaltfront abschwächt. Tröge zeichnen sich durch lebhafte Schauertätigkeit und starke bis stürmische Bodenwinde aus, die an der tiefsten Stelle des Troges, der Trogachse oder Troglinie, am kräftigsten ausgeprägt sind. Im Satellitenbild ist die Anordnung der Wolken unregelmäßig (im Gegsatz zum markanten Wolkenband der Kaltfront). Oft wird der südliche Teil eines Höhentroges durch Warmluftvorstöße von beiden Seiten abgeschnürt, wodurch ein Kaltlufttropfen entsteht. Trombe Bezeichnung für einen engbegrenzten Wirbelwind. Kleinere, meist harmlose Tromben ("Klein-Tromben") sind Sand- oder Staubteufel, die sich auch in unseren Breiten im Sommer ausbilden. Sie entstehen durch starke lokale Überhitzung am Boden, lösen sich plötzlich als Konvektionsblase vom Erdboden ab und steigen stark beschleunigt auf. Die zum Ausgleich erforderliche Umgebungsluft stürzt dabei so heftig in das entstandene Miniatur-Druckfallgebiet, daß sie in Rotation gerät und Staub aufwirbelt. Der Wirbel erreicht meist nur wenige Meter Höhe. Größere Tromben ("Groß-Tromben") meistens in Gewitterwolken (Tornado) oder auch über Wasserflächen der wärmeren Meere ("Wasserhose"). Im Unterschied zu den Klein-Tromben wächst bei diesen die Wirbelbildung als schlauch- oder trichterförmiges Gebilde aus der Wolke heraus, erreicht den Erdboden und wirbelt große Mengen Staub oder Sand bzw. Wasser auf und kann erhebliche Schäden verursachen. Der Durchmesser beträgt 10-1000m, die Windgeschwindigkeit erreicht 50-150 m/s; während ihrer Lebensdauer von etwa 10 bis 30 Minuten legen sie nur einige Kilometer zurück. In Deutschland treten Tromben in der Stärke dieser kleinräumigen Wirbelstürme etwa 20-30 mal jährlich auf. Tropentag Das Maximum der Lufttemperatur liegt über 30°C, das Minimum nicht unter 20°C. Tropischer Wirbelsturm Heftige orkanartige Wirbelstürme der Tropenzone mit Windgeschwindigkeiten von 200 km/h und mehr. Sie entstehen nur über warmen Meeresgebieten (Wassertemperatur 26 bis 28°C), bei hoher Luftfeuchtigkeit und instabiler Schichtung, treten jedoch nicht in unmittelbarer Nähe des Äquators (5°Nord bzw. Süd) auf, wegen der zu geringen bzw. fehlenden Ablenkung durch die Erddrehung (Corioliskraft). Im Bereich des Wirbelsturms treten Windgeschwindigkeiten um 120 km/h sowie extrem starke Regenfälle auf, der Luftdruck fällt unter 900 hPa. Die höchsten Windgeschwindigkeiten liegen bei 250 km/h. Die bei der Kondensation des Wasserdampfes freiwerdende latente Wärme ist die Ursache für die Entstehung und den Fortbestand des Wirbelsturms. Die bei der Hebung der Luft und der Kondensation des Wasserdampfes entstehende Labilitätsenergie treibt die Luft innerhalb des Wirbels in die Höhe und dadurch kann die Luft in den tieferen Schichten ununterbrochen in den Wirbel einströmen. Bei steigender Temperatur erhöht sich die Fähigkeit der Luft, Wasserdampf aufzunehmen, und damit erhöht sich auch die bei der Hebung freiwerdende latente Wärme und somit auch die Labilitätsenergie. Die Wirbelstürme haben meist einen Durchmesser von etwa 400 bis 800 km, die Zuggeschwindigkeit beträgt etwa 15-30 km/h. Im Zentrum des Sturms befindet sich eine 10-30 km breite Zone, in der der Wind nur schwach ist und die Wolkendecke aufreißt, das sog. "Auge des Wirbelsturms". Jährlich entstehen etwa 80 tropische Wirbelstürme; am häufigsten treten sie zwischen August und Oktober auf (auf der Südhalbkugel von Februar bis April). Sie treten in bestimmten Gebieten bevorzugt auf und tragen demnach auch unterschiedliche Namen: Hurrikan im Bereich der Karibik, der Westindischen Inseln und des Golfs von Mexiko und im Nordpazifik östlich der Datumsgrenze; Taifun im westlichen Pazifik (Gewässern von China und Japan); in der "Südsee" (Südpazifik) Orkan; Zyklon im Indischen Ozean (Golf von Bengalen) und im australischen Volksmund Willy-Willy. Nur über dem Meer können die tropischen Wirbelstürme längere Zeit existieren; beim (relativ seltenen) Übertritt auf das Festland schwächen sie sich meist innerhalb von 24-36 Stunden ab, richten jedoch vorher im Küstengebiet noch die größten Verwüstungen an. Die enormen Schäden verursachen nicht nur die hohen Windgeschwindigkeiten und die schweren Regenfälle, sondern auch die an den Flachküsten erzeugten Flutwellen. Viele Wirbelstürme biegen im weiteren Verlauf unter Abschwächung in höhere Breiten und geraten dann in die Westströmung am nördlichen (bzw. südlichen) Rand der subtropischen Hochdruckzellen. Gelegentlich geraten sie in mittlere Breiten und werden von der Polarfront "eingefangen". Sie wandeln sich in normale Zyklonen mit Frontensystemen um und können als solche Europa erreichen. Die immer wieder von tropischen Wirbelstürmen heimgesuchten Länder unterhalten einen technisch aufwendigen Warndienst (Wettererkundungsflug, Radar, Wettersatteliten) um Entstehung, Intensität und Zugbahn möglichst genau vorhersagen zu können. Zur Unterscheidung der einzelnen Wirbelstürme einer Saison werden sie traditionell dem Alphabet folgend mit Vornamen bezeichnet. UTC Abkürzung für "Universal Time Co-ordinated" (Koordinierte Weltzeit); entspricht der Zeitzone des 0°-Meridians (Greenwich). Vb-Tief Zyklone, die sich aus einem oberitalienischen Tief entwickelt und entlang des Alpenostrandes über Österreich, Ungarn und Polen hinweg zur Ostsee zieht, entlang einer von Van Bebber als Vb (römisch 5) bezeichneten typischen Zugbahn. Die von dem Tief mitgeführte feuchtwarme Mittelmeerluft verursacht beim Aufgleiten auf die vorhandene Kaltluft meist langanhaltende starke Niederschläge und Überschwemmungen. Verdunstung Langsamer Übergang einer Flüssigkeit in den gasförmigen Aggregatzustand. In der Meteorologie ein wesentlicher Teil des Wasserkreislaufes zwischen Meer, Atmosphäre und Festland. In Mitteleuropa beträgt die jährliche Verdunstung etwa 350 bis 500mm und ist damit geringer als die jährl. Niederschlagsmenge von ca. 700 mm (klimatologisch ein sog. "humides" Gebiet). Das Ausmaß der Verdunstung aus Erdboden, Pflanzen usw. ist abhängig von Oberflächentemperatur, Dampfdruck in der umgebenden Luft, Windgeschwindigkeit und Wassermenge. Die Verdunstung ist die Grundlage für das gesamte Pflanzenleben, weil nur durch die Wasserverdunstung über Blätter für die Pflanzen die Möglichkeit zum Aufsaugen von Wasser und Nährstoffen aus dem Boden gegeben ist. Wärme Energieform, die durch den Temperatursinn vermittelt wird und man als heiß, warm, lau, kühl oder kalt empfindet. Die Empfindung entsteht durch die Bewegung der Moleküle: je schneller diese ist, desto höher ist die Temperatur und wird durch deren Aufprall auf der Haut als solche empfunden. Die Einheit der Wärmeenergie ist die Kalorie. Umrechnung: 1cal = 4,1868 Joule. Wallcloud Rotierende Wolkenbasis einer extremen Gewitterwolke (Superzelle). Oft auch Vorstufe eines Tornados. Warmfront Die schwach geneigte Grenzfläche, auf der an der Vorderseite eines Tiefs Warmluft auf die sich zurückziehende Kaltluft aufgleitet. Daher bildet sich vor der Warmfront ein mehrere hundert Kilometer breiter Wolkenschirm (Cirrostratus, Altostratus, Nimbostratus) aus dem langanhaltende Niederschläge (Landregen) fallen. Im nördl. Alpenvorland werden Aufgleitniederschläge oft durch Föhneinfluß unterdrückt. Der Warmfront folgt ein mehr oder minder ausgeprägter Sektor mit Warmluft und Aufheiterung ("Warmsektor"), bevor die zum Tiefdrucksystem gehörende Kaltfront zum Wettersturz (Kaltlufteinbruch) führt. Wasserdampf Er ist unsichtbar. Der Wasserdampfgehalt der Luft schwankt mit der Temperatur: bei 10°C können 30 Gramm, bei -30°C nur 0,4 Gramm Wasserdampf pro Kubikmeter vorhanden sein. Der Wasserdampfgehalt spielt in der Atmosphäre eine entscheidende Rolle, da Luft nur einen bestimmten Maximalbetrag Wasser in gasförmiger Phase enthalten kann. Jede Wasserdampfmenge, die den "Sättigungswert" überschreitet, kondensiert mehr oder weniger schnell zu flüssigem Wasser als Wolke oder Nebel bzw. bildet kleine Eiskristalle. Je größer die Übersättigung wird, um so mehr wird als Niederschlag ausgeschieden. Im Jahresdurchschnitt beträgt der Wasserdampfgehalt der Luft etwa 7 Gramm pro Kubikmeter. WMO (World Meteorological Oranization). Seit 1951 eine Sonderorganisation der Vereinten Nationen (UNO), als Nochfolgerin der 1878 in Wien gegründeten Internationalen Meteorologischen Organisation (IMO). Die WMO hat (1995) 173 Mitglieder (Länder und Territorien mit meteorologischen Diensten); ihre Aufgaben sind meteorologische Informationen zu koordinieren, zu standardisieren und den Datenaustausch zu beschleunigen, die Forschung zu fördern, die meteorolologischen Erkenntnisse für Luft- und Schiffahrt und Landwirtschaft nutzbar zu machen. Österreich ist seit 1957 Mitglied der WMO. Eine der zahlreichen Aktivitäten, die von der WMO ausgehen, ist das Programm der "Weltwetterwacht" (WWW), in der nach einen Vorschlag von John F. Kennedy 1961 die Nationen der Welt aufgefordert wurden, gemeinsame Grundlagen für eine Verbesserung der Wettervorhersage zu schaffen und das "Globale atmosphärische Forschungsprogramm" (Global Atmospheric Research Program, GARP) mit der Aufgabe der Vorausberechnung des künftigen Zustandes der Atmosphäre, wozu weltweite Versuche erforderlich sind, für die die Mitarbeit zahlreicher Forschungsschiffe und Meßflugzeugen notwendig ist. Wetter Zustand und Änderung der (unteren) Atmosphäre (Troposphäre) zu einem bestimmten Zeitpunkt oder wärend einer kurzen Zeitspanne an einem Ort oder in einem Gebiet, bestimmt durch die meteorologischen Elemente. Die primären Ursachen für das wechselnde Wettergeschehen sind die unterschiedliche Erwärmung der Erdoberfläche und in weiterer Folge der darüberliegenden Luftschichten in Abhängigkeit der geographischen Breite, Land-Meer-Verteilung, Orografie, Bewuchs, Bewölkung, usw. Diese Umsetzung in fühlbare und latente (im Wasserdampf gebundene) Wärme und die daraus folgende vertikale Zirkulation bringen den "Wettermotor" in Gang. Wetterbeobachtung Grundlage für jede Wettervorhersage und Klimaforschung. Zur Wetterbeobachtung gehören sowohl die Beobachtungen mit dem freien Auge (Bestimmung der Wolken und des Bedeckungsgrades, Feststellung bestimmter Wettererscheinungen, z.B. Nieselregen oder Gewitter, Zustand der Erdoberfläche) als auch Beobachtungen mit Hilfe von Meßgeräten (Luftdruck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlagsmenge). Ein Teil der Meßgeräte ist in einer speziell konstruierten (vor direkter Sonnenstrahlung geschützten) Wetterhütte untergebracht. Meteorologische Beobachtungen bilden die Grundlage der Meteorologie. Während für den Flugwetterdienst die Beobachtungen halbstündlich oder stündlich, für die Zwecke der Synoptik dreistündlich, um 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 und 21 UTC durchgeführt werden, beschränken sich die Beobachtungen für die Erforschung des Klimas auf die drei täglichen Termine um 07, 14 und 21 Uhr Lokalzeit. Die Beobachtungen umfassen alle meteorologischen Elemente; die wichtigsten: Luftdruck, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit (Taupunkt), Bewölkung, Sicht, Wind, Niederschläge und Gewitter. Wetterkarte Die mehrmals täglich gezeichneten Boden- und Höhenwetterkarten bilden die wichtigsten Unterlagen für die Wettervorhersage. Die analysierten Karten zeigen den dreidimensionalen Aufbau der Wirbel und Wellen der Atmosphäre, der Fronten und übrigen Schlechtwettergebiete mit ihren zeitlichen Änderungen (Verstärkung, Auflösung). Wetterlage Räumliche Zusammenfassung des Wetters. Dreidimensionale Erklärung und Beschreibung der Lage der Tiefdruck- und Hochdruckgebiete, der Luftmassen und Fronten sowie sonstiger meist komplexer synoptischer Strukturen. Diese Analyse des augenblicklichen Wetterzustandes ist Ausgangspunkt für die Wettervorhersage. Die Gesamtheit der Wetterereignisse für ein größeres Gebiet zu einem bestimmten Zeitpunkt geben die Wetterkarten (Boden- und Höhenwetterkarten) wieder. In Abhängigkeit von der atmosphärischen Zirkulation und der Land-Meer-Verteilung kommt es zur Ausbildung typischer Wetterlagen, die auf statistischer Basis klassifiziert werden (Wetterlagenklassifikation). In Mitteleuropa treten häufig auf: Westwetterlage (ostwärts wandernde Tiefdruckgebiete), Islandtief, Azorenhoch, Tief bzw. Hoch über den Britischen Inseln, usw. Wettervorhersage Die Grundlage für die Wettervorhersage ist die genaue Analyse des aktuellen Wetterzustandes anhand von Wetterkarten. In der Bodenwetterkarte wird das Druckfeld durch den Isobarenverlauf dargestellt; man erkennt Tief- und Hochdruckgebiete. Ähnlich kann das Temperaturfeld durch Abgrenzung der Luftmassen bzw. durch Einzeichnen der Fronten analysiert werden. Daraus ergibt sich ein Überblick über die Verteilung der Warm- und Kaltluftmassen. In den Höhenkarten, in die Meßergebnisse der Radiosonden eingetragen sind, erfolgt die Analyse durch die topografische Darstellung bestimmter Druckflächen; z.B. werden Höhenlinien der 500-hPa-Fläche eingezeichnet. So läßt sich die Wetterwirksamkeit von Höhentief und Höhentrog abschätzen. Der nächste Schritt ist, aus der analysierten Wetterkarte die Änderungen derselben für einen bestimmten Vorhersagezeitraum zu pronostizieren, also eine "Vorhersagekarte" zu konstruieren. Steht die Verlagerung der Tief- u. Hochdruckgebiete sowie der Fronten fest, kann man als zweiten Schritt die eigentliche Wettervorhersage für einen bestimmten Ort oder für ein bestimmtes Gebiet abfassen. Erfolgte früher die Vorhersage der Druckverteilung halbempirisch nach sog. "Synoptischen Regeln", werden seit etwa den fünfziger Jahren im zunehmenden Ausmaß die Änderungen der meteorologischen Feldgrößen (Druck, Temperatur, etc.) mit Hilfe mathematischer Gleichungen vorausberechnet (umgangssprachlich als "Computervorhersage" bezeichnet). Sie beruhen auf physikalischen Gesetzen, die die Prozesse und Abläufe in der Atmosphäre bestimmen. Die Lösung dieser äußerst komplizierten Gleichungen ist erst durch Einsatz elektronischer Großrechenanlagen innerhalb einer brauchbaren Zeitspanne möglich. Windchill Wie aus eigener Erfahrung bekannt kann man bei gleicher Temperatur mehr oder weniger frieren bzw.schwitzen. Das hängt maßgeblich von der Windgeschwindigkeit und der Luftfeuchtigkeit ab. Vor allem bei tieferen Temperaturen und höheren Windgeschwindigkeiten entsteht eine effektive Empfindungstemperatur, die weit unter der gemessenen Lufttemperatur liegen kann. Der Windchill-Index ist die effektive Empfindungstemperatur, die sich infolge des turbulenten Wärmeentzuges an der Hautoberfläche bei einer bestimmten Lufttemperatur und Windgeschwindigkeit ergibt. So ist z.B. bei eine Lufttemperatur von 0°C und einer Windgeschwindigkeit von 30 km/h die effektive Empfindungstemperatur auf der Haut -13°C! Wind Ausgleichende Luftbewegung zwischen hohem und tiefem Luftdruck, die um so stärker ist, je größer die Luftdruckunterschiede sind. Bei einer nicht rotierenden Erde würde der Wind entsprechend dem Luftdruckgefälle geradlinig vom Hoch ins Tief wehen. Die ablenkende Kraft der Erdrotation (Corioliskraft) bewirkt jedoch das Ablenken des Windes (nach rechts auf der Nordhalbkugel, nach links auf der Südhalbkugel). Diese Ablenkung kann in der freien Atmosphäre (oberhalb 1000m) etwa 80 Grad betragen, in Bodennähe jedoch wegen der mehr oder weniger starken Reibung erheblich weniger.In der freien Atmosphäre weht daher der Wind annähernd isobaren- bzw. isohypsenparallel. In Bodennähe bewirkt die Reibung somit im Tiefdruckgebiet ein Einströmen der Luft ins Druckzentrum (und daher Aufsteigen im Zentrum = Wolkenbildung) bzw. im Hochdruckgebiet ein Ausströmen (und daher Absinken im Zentrum = Wolkenauflösung). Die Feststellung der Windrichtung erfolgt mit der Windfahne oder dem Windsack. Dabei gilt immer als Richtung, woher der Wind weht (Achtung: für Meeresströmungen umgekehrt). Die Maßeinheiten des Windes: Beaufort-Skala (Stärke 1-17), Meter pro Sekunde (m/s), Kilometer pro Stunde (km/h) und Knoten (kt) = Seemeilen pro Stunde. Im Flugwetterdienst gilt seit 1949 der Knoten als Geschwindigkeitsmaß (1 Seemeile = 1852m). Zur Umrechnung der Windgeschwindigkeits-Einheiten dient die Faustregel: Knoten mal 2 minus 10% = km/h; Knoten geteilt durch 2 = m/s. Die stärkste je gemessene Windgeschwindigkeit trat am 11./12. April 1934 am Mt. Washington, USA, auf mit 103 m/s (gemessene Böenspitzen). In der freien Atmosphäre wurden im Jetstream Werte bis 150 m/s gemessen. Windgeschwindigkeit Der Weg der bewegten Luft pro Zeiteinheit; wird in Meter pro Sekunde (m/s) oder Knoten (kt) = Seemeilen bzw. nautische Meilen/Stunde (nm/h) ausgedrückt. Umrechnung der Windgeschwindigkeitsmaße: 1 kt = 1 nm/h = 0,51 m/s = 1,85 km/h; 1 m/s = 1,94 kt = 3,6 km/h; 1 km/h = 0,54 kt = 0,28 m/s. Einfache Faustregel für die Umrechnung von Knoten (im Wetterschlüssel meist angegeben) in Kilometer/Stunde: Wind in Knoten mal 2, dann minus 10% = Wind in km/h. Windrichtung Als Windrichtung wird in der Meteorologie immer die Himmelsrichtung angegeben, aus der der Wind weht (im Gegensatz zu Meeresströmungen!). Für genaue Windrichtungsangaben wird in der Flugmeteorologie die 360°-Skala verwendet, zB bedeutet die Windrichtungsangabe Westwind, daß der Wind aus 270° weht. Windscherung engl. "wind shear", abgek. WS. Luftverwirbelungen zwischen zwei Windströmungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, aber auch unterschiedlichen Windrichtungen. Windscherungen machen sich für den Piloten in plötzlichen horizontalen und vertikalen Windänderungen längs des Flugweges und in in starken vertikalen Windscherungen bemerkbar. Die wichtigsten Arten: Windscherungen bei einer Inversion in niedriger Höhe, vertikale Windscherungen im Bereich von Frontflächen, von Gewittern, in Verbindung mit nächtlichen Low Level Jets, ferner in lokalen Windsystemen oder infolge orographischer Einflüsse. Windscherung verursacht im zunehmenden Ausmaß während des Starts oder beim beginnenden Steigflug bzw. beim Landeanflug oder bei der Landung selbst Flugunfälle. Zur Unfallvermeidung wurden an besonders gefährdeten Flugplätzen Böen- und Windshear-Warnsysteme errichtet. Sie bestehend aus zahlreiche Windmessern und Drucksensoren, die großflächig speziell im An- und Abflugbereich aufgestellt sind, um die Intensität und den Weg von Gewitterzellen zu verfolgen mit dem Ziel, rechtzeitig Warnungen an Piloten herausgeben zu können. Neuerdings ermöglichen Doppler-Radar und Windprofiler eine wesentlich bessere (dreidimensionale) Erfassung der Windscherung längs des Flugweges. Windsprung Die plötzliche starke Änderung der Windrichtung, besonders bei Kaltfronten. Spielt im Flugverkehr eine wichtige Rolle, da bei Windsprung die Pistenanflugrichtung rechtzeitig geändert werden muß. Wolken Ansammlung von kleinen Wassertröpfchen oder Eisteilchen, deren Fallgeschwindigkeit so gering ist, daß die Wolken in der Atmosphäre zu schweben scheinen. Wolken entstehen durch Abkühlung feuchter Luft in der Höhe infolge Hebung, bis der Wasserdampf kondensiert. Man unterscheidet Wolken ohne Struktur (Cirrostratus, Altostratus, Stratus, Nimbostratus), Wolken mit Struktur (Cirrus, Cirrocumulus, Altocumulus, Stratocumulus) und Wolken mit vorwiegend vertikalem Aufbau (Cumulus, Cumulonimbus). Die Wolken stellen eine Stufe im Wasserkreislauf dar: von der Erdoberfläche (Meere, Seen, Flüsse, feuchte Erdoberfläche, Vegetation) verdampft Feuchtigkeit, wird als Wasserdampf in höhere Bereiche der Troposphäre transportiert, kondensiert dort zu Wolken, aus denen dann das Wasser in Form von Regen oder Schnee wieder auf die Erdoberfläche zurückkehrt. Bezüglich Wolken wird die Troposphäre in drei Stockwerke eingeteilt: das untere Stockwerk (0 bis ca. 2500 m) mit Cumulus (CU), Stratus (ST) und Stratocumulus (SC); das mittlere Stockwerk (2500 bis ca. 5500m): Altocumulus (AC) und Altostratus (AS); das obere Stockwerk (5500m bis zur Tropopause): Cirrus (CI), Cirrocumulus (CC), Cirrostratus (CS). Wolken mit großer Vertikalerstreckung: Cumulonimbus (CB) und Nimbostratus (NS). Wolkenbruch Sehr starker Niederschlag, in Mitteleuropa definiert ab 60 mm in einer Stunde oder 70 mm in zwei Stunden. Der ausgiebigste Regenfall der Welt wurde am 4. Juli 1956 in Unionville, Maryland/USA gemessen: 31,2 mm in einer Minute; innerhalb von 5 Minuten fielen 63 mm in Portobelo, Panama; 305 mm innerhalb einer Stunde wurden in Holt, US-Bundesstaat Missouri, regisitriert. 1 mm Niederschlag entspricht 1 Liter Regen pro Qudratmeter. Wolkenuntergrenze Die genaue Beobachtung und Vorhersage der Höhe der Wolkenuntergrenze (Wolkenbasis) ist speziell für den Sichflugverkehr besonders wichtig. Die Höhe kann mittels Wolkenscheinwerfer (veraltet) oder Ceilometer (Laufzeitmessung eines Licht- oder Radarimpulses) gemessen werden; in den Bergen ist die Bestimmung der ungefähren Höhe an bekannten Punkten der Topografie möglich. Auch aus der Steigzeit von Pilotballonen kann die Wolkenuntergrenze bestimmt werden, wenn die Steiggeschwindigkeit bekannt ist. Die Basis von Cumulus-Wolken kann auch aus der Taupunktsdifferenz bestimmt werden. In der internationalen Luftfahrt wird die Wolkenuntergrenze in Fuß (ft) angegeben: 100ft = 30,5m. Neben der Sichtweite ist die Höhe der Wolkenuntergrenze auch für den Instrumentenflug ein wichtiges flugmeteorologisches Element. Sie ist entscheidend dafür, ob ein Start bzw. eine Landung und damit ein Flug überhaupt möglich sind. Die Wolkenuntergrenze ist in ihrer Struktur sehr unterschiedlich; es können auch kurzzeitig größere Schwankungen auftreten. Tiefliegender Stratus oder Hochnebel hat meist eine diffuse Untergrenze. Cumulus hingegen haben eine glatte Untergrenze (=Kondensationsniveau); ihre Höhe weist nur Schwankungen im Tagesgang auf. Bei stärkerem und anhaltenden Niederschlag bilden sich unter der Wolke durch Verdunstung der fallenden Regentropfen Wolkenfetzen (stratus fractus) mit einem Bedeckungsgrad von 4 bis 7/8 und schwankenden Untergrenzen. Der Tagesgang der Höhe der CU-Wolkenuntergrenze hängt von der Jahreszeit (Ausmaß der Einstrahlung) und der Stabilität der Schichtung ab. Das Ansteigen der CU-Basis über die Mittagszeit ist auf die Vergrößerung der Taupunktsdifferenz (Spread) infolge der Erwärmung durch die Sonneneinstrahlung zurückzuführen. Nachts tritt der gegegenteilige Effekt auf: Die nächtliche Abkühlung infolge Ausstrahlung verringert den Spread, die Basis sinkt ab. Faustformel für die Berechnung der Höhe derWolkenuntergrenze von Quellwolken: Höhe in Meter = 122 mal Spread; Höhe in Fuß = 400 mal Spread. Zirkulation Das allgemeine Zirkulations-System der Atmosphäre, also die typische globale Wind- und Druckverteilung, wird vom Äquator bis zu den Polen hin unterteilt in: 1. eine schmale äquatoriale Tiefdruckrinne mit leichten bodennahen Westwinden und allgemein aufsteigender Luftbewegung (innertropische Kovergenz); 2. bis etwa 30 Grad Breite die Passatzone (Nordostpassat auf der Nordhalbkugel, Südostpassat auf der Südhalbkugel); 3. der subtropische Hochdruckgürtel (Roßbreiten), Ursprung der Passate; 4. die Westwindzone der mittleren Breiten mit wandernden Hoch- und Tiedruckgebieten; 5. schwach ausgeprägte Hochdruckgebiete über den Polen. Die Zirkulation der Atmosphäre bewirkt zusammen mit den warmen und kalten Meeresströmungen, daß die unterschiedliche Temperaturverteilung auf der Erdoberfläche zwischen Äquator und den Polen ausgeglichen wird. Zwischenhoch Kleines, wanderndes Hochdruckgebiet, das zwischen zwei aufeinander folgenden Tiedruckgebieten eingebettet ist und mit diesen meist ostwärts zieht. Das damit verbundene Schönwetter ist dadurch nur von kurzer Dauer. Zyklonal Bewegungsrichtung der Luft auf der Nordhalbkugel entgegen dem Uhrzeigersinn, um ein Gebiet tiefen Luftdrucks (einer Zyklone). Als zyklonales Wetter bezeichnet man ein Wetter, das unter dem Einfluß einer Tiefdruckzone steht, im Gegensatz zum antizyklonalen, unter Hochdruckeinfluß stehenden Wetter. Gegensatz: antizyklonal. |
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