6-10 KLIMA WAS IST WETTER? SACH INFORMATION

Transkript

1 SACH INFORMATION Das Wetter (definitionsgemäß der Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort ) ist eine Mischung vieler Faktoren wie Luftdruck, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit etc., die wiederum einzeln betrachtet zwar gemessen, gleichzeitig aber schwer eingeschätzt werden können. Wie kommt es zu rapiden Temperaturänderungen? Warum ist es oft tagelang windstill und dann taucht plötzlich ein Sturm auf? Die Komplexität all dieser Erscheinungen macht das Thema zu einem interessanten Gegenstand für den Unterricht und stellt gleichzeitig eine Basis für erste wissenschaftliche Untersuchungen und Messungen für Kinder im Freien dar. Das Wetter ist geprägt durch das Zusammenspiel von verschiedenen Klimaelementen, die mit den Begriffen Temperatur und Luftdruck, Wind und Wolken, Sonnenschein und Regen, Luftfeuchtigkeit (relative und absolute) und anderen Faktoren in der unteren Schicht der Atmosphäre (= Troposphäre) zusammengefasst werden können. Manche Regionen haben ein tageszeitlich bedingtes Wetter (zum Beispiel die Tropen), in den gemäßigten Regionen ist das Wetter schwerer vorhersehbar also veränderliches Wetter. Wetterphänomene einer bestimmten Region wie beispielsweise Niederösterreichs hängen direkt mit dem Klima (Gesamtheit der meteorologischen Erscheinungen, die den mittleren Zustand der Atmosphäre an einem Ort über einen längeren Zeitpunkt) zusammen. Die täglichen Wetterphänomene können sich nur innerhalb der Bandbreite der jeweiligen Klimazonen austoben und unterliegen somit in ihren vielfältigen Erscheinungsbildern bestimmten Vorgaben. Wenn Meteorologen ihre Prognosen für das Wetter einer bestimmten Region abgeben, haben sie vorher im Regelfall bereits tagelang die Werte rund um die Entwicklung der Lufttemperatur, der Luftfeuchtigkeit, des Luftdrucks und der Windgeschwindigkeiten im Auge behalten, denn nur dann können sie realistische Prognosen erstellen. Wenn man mit Wetterphänomenen arbeitet und vielleicht bestimmte Experimente durchführen möchte, dann wird man nicht umhin kommen, sich mit einigen Begriffen auseinander zu setzen. Die jahreszeitlich bedingte unterschiedliche Lufttemperatur in den meisten Regionen der Erde ist durch den Stand der Sonne erklärbar (unterschiedliche Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Erde). Neben dem Breitengrad beeinflussen ebenso die Höhenlage eines Ortes sowie kleinklimatische Unterschiede die lokale Temperatur eines Ortes. Wolken bilden sich, wenn die Luft unter den Taupunkt abkühlt und Kondensationskerne vorhanden sind. Die tropischen Regenwälder können als Klimamaschine der Erde bezeichnet werden. Almen können nur durch entsprechende Bewirtschaftungen entstehen. Das behutsame Eingreifen des Menschen ist hier notwendig. ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH 1.1

2 SACH INFORMATION Die Luftfeuchtigkeit ist der Gehalt an Wasserdampf in der Luft. Durch Verdunstung von der Erdoberfläche, hauptsächlich von der Meeresoberfläche, wird der Atmosphäre dauernd Wasserdampf zugeführt. Durch den Niederschlag wird das Wasser der Erde wieder zurückgegeben. Die genaue Messung erfolgt in einem Infotext ZUSAMMENFASSUNG: Die Begriffe Luftdruck, Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit beschreiben Zustände, die nicht sichtbar sind. Darum ist der Themenkreis rund ums Wetter der Einstieg in ein komplexes Gebiet, in dem nicht wirklich gesehen wird, sondern durch Fühlen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit) etwas wahrgenommen wird. Gleichzeitig erzeugt gerade diese Art der Wahrnehmung eine Spannung die Kinder werden viel Freude an den Wetterexperimenten entwickeln. Luft, die sich von Gebieten mit hohem atmosphärischen Druck zu Gebieten mit niedrigem Druck bewegt, nennt man Wind. Bei der Bildung von Reif verbinden sich Wassermoleküle zu sechseckigen Kristallen. belüfteten Gehäuse in einer Höhe von zwei Metern. Warme Luft kann mehr Feuchtigkeit als kalte Luft aufnehmen, bei kalter Luft kondensiert das Wasser schneller und bildet Wolken. Die Überschwere des Wassers rund um die Kondensationskerne in den Wolken bewirken schließlich das Fallen des Wassers es regnet. Unter Wind werden horizontale und vertikale Luftströmungen verstanden. Messgeräte erfassen sowohl die Richtung als auch die Größe der Geschwindigkeit. Die Windrichtung gibt an, woher der Wind kommt. Die genaue Messung der Windgeschwindigkeit erfolgt in einer Höhe von zehn Metern, um die Vergleichbarkeit zu gewährleisten. Der Luftdruck entsteht durch das Eigengewicht der Atmosphäre also der Luft auf seine Unterfläche. Auf Meeresniveau ist dieser Druck am höchsten. Je höher man ins Gebirge steigt, umso geringer wird der Luftdruck. Es werden zwei Arten von Druckgebieten unterschieden, die unmittelbar zusammenhängen: das Tief- und das Hochdruckgebiet. Hochdruckgebiete sind Gebiete hohen Luftdrucks mit absinkender Luftbewegung. Die absinkende Bewegung drückt in den untersten Schichten Luft aus dem Gebiet heraus. Kühlere Bodenluftschichten können auf diese Art verdrängt werden ein Hoch baut sich auf. Inversionswetterlagen im Winter können so kräftig sein, dass sich das Hoch nur weit über dem Boden durchsetzen kann langanhaltender Hochnebel setzt sich durch. Im Gegensatz zum Hoch beschreiben Tiefdruckgebiete Orte niedrigen Luftdrucks, bei denen in die unteren Schichten Luftmassen von unterschiedlicher Temperatur einströmen. In der Folge kommt es zur Aufwärtsbewegung der Luft, die wiederum zu Abkühlung, Wolkenbildung und Regenfällen führen kann. 1.1 ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH

3 DIDAKTISCHE UMSETZUNG Die SchülerInnen werden im Ausmaß von zwei Stunden mittels beiliegendem Arbeitsblatt und ein bis zwei in der Folge näher beschriebenen Wetterexperimenten auf den Themenkreis Wetter eingestimmt. Mittels des Arbeitsblattes können die wichtigsten Wetterelemente besprochen werden (Wind,Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschläge, Luftdruck). Die Kinder versuchen sich in der Folge als Wetterexperten und füllen das Arbeitsblatt selbstständig aus. In der zweiten Stunde können die praktischen Wetterexperimente ausprobiert werden. LERNZIELE: Die wichtigsten Begriffe rund ums Wetter (Luftdruck,Temperatur, Windstärke etc.) werden erarbeitet. Zwei anschauliche Beispiele erklären einfach die Komplexität rund ums Wetter innerhalb der Begriffe Hoch und Tief. Anhand des Arbeitsblattes werden die Vorgänge rund ums Wetter inklusive Wettervorschau spielerisch erlernt. Das Wetter im Gebirge unterscheidet sich grundlegend von dem in Tallagen. Pflanzen und Tiere haben sich den oft extremen Wetterbedingungen angepasst. INFORMATIONSTEIL: Nach der Einführung über die Elemente des Wetters wird eine Versuchsreihe gestartet. Mittels einfachster Umsetzungsmethoden werden zwei Wetterphänomene veranschaulicht. Auch wenn der Wirbelwind in unseren Breiten nicht vorkommt, kann er doch das Interesse der Kinder am Wetter erhöhen. Lebensmittelfarbe lässt im Experiment die Geschehnisse besonders eindrucksvoll erscheinen. Auch Eiswürfel können bei der Herstellung eingefärbt werden. ORT: Schulklasse. ZEITAUFWAND: eine Schulstunde, eine weitere Stunde am nächsten Tag zur Nachbesprechung. MATERIALIEN: 1-Liter-Schüsseln, 1-Liter-Gläser (zum Beispiel Gurkengläser), Gießkanne oder Krug zum Nachfüllen des Wassers, Lebensmittelfarbe (rot und blau), Eiswürfel (falls vorhanden). KOSTEN: geringe Kosten für Lebensmittelfarbe. ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH 1.1

4 DIDAKTISCHE UMSETZUNG UMSETZUNG: Für die Projektvorbereitung, für Wetterbeobachtungen im Freien und dem Arbeitsblatt werden ca. zwei Schulstunden benötigt. Danach bieten sich folgende Versuche an: Wer kann besonders langsam und vorsichtig arbeiten? Ist man beim Experiment Warm- und Kaltfronten behutsam, kann man den Effekt länger und besser beobachten. Wenn man zu viel Farbpulver erwischt, kann man die Unterschiede der Fronten oft nur mehr undeutlich erkennen. Lebensmittelfarbe sparsam verwenden! EXPERIMENT 1: WARM- UND KALTFRONTEN IN DER LUFT Die Kinder haben einige große Gurkengläser in den Unterricht mitgebracht (pro Glas höchstens vier Kinder). Mittels Krügen oder Gießkannen wird kaltes Wasser (falls vorhanden mit Eiswürfeln) in die Gurkengläser geschüttet und umgerührt, bis sich das Eis aufgelöst hat. Mittels eines Teekochers oder sehr warmem Wasser aus der Wasserleitung wird nun warmes bis heißes Wasser in die Krüge/Gießkannen geschüttet, mit Lebensmittelfarbe (am besten rote Farbe Zeichen für warm) gefärbt und wiederum umgerührt. Die SchülerInnen halten ihr Gurkenglas nun schräg, und die Lehrperson schüttet ganz langsam das warme Wasser in das kalte. Effekt: Die beiden unterschiedlich temperierten Wässer durchmischen sich nur sehr langsam eine Zeitlang bleiben sie stark getrennt, so wie Warm- und Kaltfronten sich auch beim Wetter nicht gleich durchmischen. Der gleiche Effekt ist in der Natur übrigens bei Smog zu erkennen: Hier sind Tiefdruckschichten so kompakt und dicht, dass Hochdruckgebiete nicht in der Lage sind einzudringen die Emissionen bleiben über dem Gebiet der Erzeugung hängen. EXPERIMENT 2: EIN MODELLHURRIKAN BZW. FRONTENSYSTEM AUS DER SATELLITENSICHT Vier Kinder haben jeweils eine mit kaltem Wasser gefüllte Schüssel vor sich stehen. Das Wasser wird umgerührt, und wenn es sich schnell genug dreht (sichtbar durch Strudelwirkung), werden mit einer Pipette einige Tropfen rotes Wasser hinzugefügt. Effekt: Die Bewegungsrichtung der Wolken entspricht der Bewegung eines Frontensystems in der Wetterkunde ( zyklonische Front Tiefdruckfront); ähnlich bewegen sich auch die Wolken in einem Tornado. Dieses Experiment kann auch ganz einfach daheim in der Waschmuschel oder Badewanne durchgeführt werden. ALTERNATIVE PROJEKTE: Aufnehmen oder Nacherzählen des morgendlichen oder vorabendlichen Wetterberichts Vergleich: Wie ist das Wetter wirklich? Wie ändert sich der Wetterbericht im Lauf des Tages? 1.1 ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH

5 ARBEITSBLATT Über das ganze Blatt verteilt findest du Messgeräte, mit denen man diese Elemente bestimmen (=messen) kann. Ergänze die Sätze, schneide dann die Messgeräte aus und klebe sie zur richtigen Wettererscheinung1 Thermometer Windmesser Mit dem Windmesser misst man die W... ge keit. Mit dem Niederschlagsmesser misst man den N s.... g. Barometer Niederschlagsmesser Mit dem Thermometer misst man die T r. Mit dem Barometer misst man den L k. Hygrometer Mit dem Hygrometer misst man die L... - f keit. ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH 1.1

6 ARBEITSBLATT BEGEGNUNGEN VON KATER MURLI MIT DEM WETTER Umwelt-Kater Murli wandert auf einen Berg hinauf und erlebt unterschiedliches Wetter: Am Anfang man sagt auch am Fuß des Berges regnet es leicht. Später kommt die Sonne heraus und lacht ihm freundlich entgegen. Weiter oben fängt es wieder langsam zu regnen an, und dunkle Wolken ziehen auf. Später blitzt und donnert es sogar. Aber Murli hat Glück: Am Gipfel scheint wieder die Sonne in einiger Entfernung sieht er sogar noch ein paar Regenwolken und einen großen, schönen Regenbogen! Schneide einfach die Wettersymbole aus und klebe sie in der richtigen Reihenfolge seines Weges auf. Wie du siehst, ist das Wetter unberechenbar besonders wenn man in die Berge wandern geht! Erkundige dich daher vorher immer, wie sich das Wetter während deiner Wanderung entwickeln wird! 1.1 ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH