Das Wetter eine Entdeckungsreise. Alex Fichera Einführung in die Meteorologie

Transkript

1 Das Wetter eine Entdeckungsreise

2 Kursprogramm - Einführung in die Atmosphäre - Klimaelemente (T, Luftfeucht., Luftdruck, Niederschlagsformen und Menge,...) - Interaktionen zw. Klimaelemente (Änderung von T im Zh. mit Druck.) - Wolkenklassifikation - Wind: Entstehung und Messgrößen - Thema: Gewitter

3 1. Bestandteile der Meteorologie Die Atmosphäre ein Gemisch mit besonderen Eigenschaften

4 1. Bestandteile der Meteorologie Atmosphäre > Lufthülle der Erde in Wirklichkeit ein Gemisch aus: - Gasen ( N 2 O 2 CO 2 ( Edelgasen und ( gasförmig - Wasser ( fest flüssig - Staubpartikel Daraus ergeben sich besondere physikalische Eigenschaften - Temperatur - Feuchtigkeit - Wärmekapazität und therm. Ausdehnung - Absorption u. Brechung von Sonnenstrahlen

5 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Temperatur (! gemessen - Temperatur der Luft (stets im Schatten ( Meerestemperatur - Temp. großer Wassermengen (z.b. - in Grad Celsius C.

6 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Temperatur und dessen Wirkung auf Flüssigkeiten u. Gase - Warme Luft steigt auf - erwärmte Luft dehnt sich aus Im Unterricht: zahlreiche Versuche festigen das Wissen über grundleg. Zusammenhänge zwischen Auftriebskraft und Volumen eines Gases. Modell: Heissluftballon

7 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Temperatur und dessen Wirkung auf Flüssigkeiten u. Gase - Warme Luft steigt auf

8 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Temperatur und dessen Wirkung auf Flüssigkeiten u. Gase - Warme Luft dehnt sich aus Ballonhaut elastisch

9 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Luftfeuchtigkeit - absolute und relative Luftfeuchtigkeit ( Sättigungspunkt ) - Taupunkt Im Unterricht: es ist wichtig die Begriffe rel. Feuchtigkeit und Taupunkt erfolgreich zu vermitteln. Veranschaulichung durch Modelle und Bildersprache: z.b. das Eimermodell

10 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Luftfeuchtigkeit - absolute und relative Luftfeuchtigkeit ( Sättigungspunkt ) - Taupunkt Im Unterricht: es ist wichtig die Begriffe rel. Feuchtigkeit und Taupunkt erfolgreich zu vermitteln. Veranschaulichung durch Modelle und Bildersprache: z.b. das Eimermodell

11 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Luftfeuchtigkeit - absolute Luftfeuchtigkeit 10 C. 30 C. Im Unterricht: Warme Luft kann einen größeren Eimer tragen Das Fassungsvermögen des Eimers stellt die absolute Luftfeuchtigkeit dar. 1 Liter Eimer 2 Liter Eimer

12 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Luftfeuchtigkeit - relative Luftfeuchtigkeit 10 C. 30 C. Im Unterricht: 1 Liter Wasser in einem 1 Liter Eimer stellen eine relative Feuchtigkeit von 100% dar. 1 Liter Wasser in einem 2 Liter Eimer stellen eine relative Feuchtigkeit von 50% dar.

13 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Luftfeuchtigkeit - Taupunkt Abkühlung 30 C. 10 C. Im Unterricht: Kühlt man Luft ab so wird auch der Eimer kleiner, nicht aber die Wassermenge. Irgendwann ist der Eimer so klein, dass das Wasser überläuft. (Kondensation > Wolken > Regen)

14 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Wärmekapazität die Fähigkeit von Körpern Wärme ohne wesentliche Temperaturänderungen zu speichern Im Unterricht: trotz gleicher Wärmezufuhr erwärmen sich nicht alle Körper gleich schnell. Zahlreiche Versuche aus dem Physik-Labor

15 1. Bestandteile der Meteorologie Physikalische Größen der Wetterkunde Absorption und Brechung von Sonnenstrahlen Temperaturunterschiede zw.: - bestrahlten und schattigen Flächen - hellen u. dunklen Körpern Im Unterricht: Versuche zwischen Optik und Wärmelehre.

16 1. Bestandteile der Meteorologie Grundlagen der Luftzirkulation Die Sonne als Antrieb der Wettermaschine Die Sonne liefert dem Wetter Kraft und Energie. Was das Wetter aber spannend macht ist die Erde selbst! Im Unterricht: Die Wechselhaftigkeit des Wetters macht das Leben möglich. Einfluss unterschiedlicher Landschaften auf das Wetter

17 1. Bestandteile der Meteorologie Grundlagen der Luftzirkulation Die Sonne als Antrieb der Wettermaschine Die Sonne erwärmt Luftmassen; Meere und Kontinente. Gäbe es keine Unterschiede in Strahlungsaufnahme und Erwärmung, dann gäbe es auch kein Wetter.

18 1. Bestandteile der Meteorologie Grundlagen der Luftzirkulation Die Sonne als Antrieb der Wettermaschine Die Sonne erwärmt Luftmassen; Meere und Kontinente. Gäbe es keine Unterschiede in Strahlungsaufnahme und Erwärmung, dann gäbe es auch kein Wetter. Ursachen: Schattenbereiche der Erde unterschiedliche Einfallswinkel der Strahlen untersch. Erwärmung von Land, Wasser u. Luft

19 1. Bestandteile der Meteorologie Grundlagen der Luftzirkulation Die Sonne als Antrieb der Wettermaschine auf das Wesentliche reduziert: Sonneneinstrahlung Erwärmung Ausdehnung Tiefdruck Aufstieg

20 1. Bestandteile der Meteorologie Grundlagen der Luftzirkulation Hoch- und Tiefdruckzellen: Wind entsteht! H T ohne Coriolis-Kraft

21 1. Bestandteile der Meteorologie Grundlagen der Luftzirkulation Hoch- und Tiefdruckzellen: Wind entsteht! H T mit Coriolis-Kraft

22 ( Nordhalbkugel ) Folge der Coriolis-Kraft: Wo am Boden Hochdruck herrscht > Rotation Uhrzeigersinn Wo am Boden Tiefdruck herrscht > Rotation Gegen-Uhrzeigersinn

23 1. Bestandteile der Meteorologie Grundlagen der Luftzirkulation Die Coriolis-Kraft: einfacher als man denkt! Coriolis-Kraft

24 1. Bestandteile der Meteorologie Grundlagen der Luftzirkulation Coriolis-Kraft eine Frage des Standpunktes: Beobachter aus dem All Beobachter auf der Erde Im Unterricht: Animationen im Internet oder Ballspiel auf dem Karussell am Spielplatz

25 1. Bestandteile der Meteorologie Stabile und labile Luftmassen Stabil lagern Luftmassen horizontal und relativ ruhig geschichtet (bzgl. T un LF) bezeichnet man dies als stabilen Zustand ( Hochdruckgebietes (z.b. Im Zentralbereich eines Labil wenn senkrechte Verlagerungen die Luftschichten durchmischen, spricht man von labilem Zustand ( Tiefdruckzelle (z.b. Starke Thermik, Querung v. Gebirge, Im Unterricht: allg. Bedeutung d. Begriffe Stabil u. Labil Das Kugelmodell

26 1. Bestandteile der Meteorologie Stabile und labile Luftmassen: an Wolken erkennbar Wolken geben genaue Auskunft über Stabilität und Labilität der Luftschichten. Sich senkrecht entwickelnde Wolkenbilder weisen auf labile Luftmassen hin horizontal gelagerte Wolken mit nur geringer senkrechter Ausdehnung weisen auf stabile Luftmassen hin Im Unterricht: Beobachtung und Aufnahme versch. Wolkenbilder im Laufe des Schuljahres ( Wolkenkalender )

27 1. Bestandteile der Meteorologie Wolken erzählen... Wolken: nach Form und Lage

28 1. Bestandteile der Meteorologie Wolkenkunde Wolken können spannend sein... Viele Schülerinnen und Schüler sind überrascht wenn sie erfahren, dass Wolken gelegentlich nicht aus Dampf bestehen, sondern aus Eispartikel oder wenn sie mit einem Fernglas o. Teleskop beobachten, wie schnell Wolken sich bewegen und aufblähen. Im Unterricht: Wolkenbeobachtung im Schulhof und Berechnung der Geschwindigkeiten Versuche zur Wolkenbildung im Labor

29 1. Bestandteile der Meteorologie Wolkenkunde Wolken unterscheiden Die Aussicht vom Klassenzimmer (über mehrere Tage) bietet Gelegenheit unterschiedliche Wolkentypen zu beobachten und benennen Im Unterricht: Das Wolken-Quiz Zu Unterrichtsbeginn sollen Schüler/innen sichtbare Wolken bestimmen

30 2. Wetterfronten Entstehung Entwicklung Darstellung

31 2. Wetterfronten

32 2. Wetterfronten

33 2. Wetterfronten

34 2. Wetterfronten

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38 2. Wetterfronten Entwicklung u. Darstellung

39 2. Wetterfronten

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41 2. Wetterfronten

42 2. Wetterfronten

43 2. Wetterfronten Entwicklung eines Tiefdrucksystems auf der Wetterkarte Stadium 1

44 2. Wetterfronten Entwicklung eines Tiefdrucksystems auf der Wetterkarte Stadium 2

45 2. Wetterfronten Entwicklung eines Tiefdrucksystems auf der Wetterkarte Stadium 3

46 2. Wetterfronten Entwicklung eines Tiefdrucksystems auf der Wetterkarte Stadium 4

47 2. Wetterfronten Entwicklung eines Tiefdrucksystems auf der Wetterkarte Stadium 5

48 2. Wetterfronten Entwicklung eines Tiefdrucksystems auf der Wetterkarte Stadium 6

49 2. Wetterfronten Entwicklung eines Tiefdrucksystems auf der Wetterkarte Stadium 7

50 2. Wetterfronten Entwicklung eines Tiefdrucksystems auf der Wetterkarte Stadium 8

51 2. Wetterfronten Entwicklung

52 2. Wetterfronten Verfolge den Verlauf einer Tiefdruckzelle und deren Folgen... Wetterberichte wie ein Krimi ( Hochwasser im August 2002 (mit Berichtigungen vom Wetter und Niederschlag Ein kräftiger Höhentrog über den Beneluxländern und ein Bodentief über Norditalien zogen vom 6. bis 7. August südost- bzw. ostwärts in Richtung Balkan und brachten feucht-warme Mittelmeerluft nach Bayern. Dabei kam es zu Gewittern und heftigen Schauern mit den Regenschwerpunkten im Chiemgau und im Berchtesgadener Land. In Ruhpolding wurde am 6. ein Tagesniederschlag von 117 mm registriert und am Wendelstein fielen innerhalb von 6 Stunden 62 mm Regen (die Niederschlagshöhe 1 mm entspricht 1 Liter/m²). Die Niederschläge vom 6. und 7. summierten sich verbreitet auf Werte von über 100 mm (z.b.: Ruhpolding 139 mm, Aschau/Chiemgau 133 mm). Mit 110 mm innerhalb von 48 Stunden wurden in Traunstein dadurch schon 2/3 des durchschnittlichen Monatsmittels ( ) erreicht. Dieses erste Starkregenereignis führte zu einer Vorsättigung der Böden und war der Auslöser für das Hochwassergeschehen in Bayern.

53 2. Wetterfronten Wetterkarten

54 2. Wetterfronten Wetterkarten Wetterkarten sind graphische Darstellungen physikalischer Größen (Klimaelemente) der Atmosphäre.

55 2. Wetterfronten Wetterkarten Wetterkarten sind graphische Darstellungen physikalischer Größen (Klimaelemente) der Atmosphäre. Die Anzahl der dargestellten Klimaelemente variert: 1 bis mehrere Elemente gleichzeitig

56 2. Wetterfronten Wetterkarten Wetterkarten sind graphische Darstellungen der physikalischen Größen (Klimaelemente) der Atmosphäre. Die Anzahl der dargestellten Klimaelemente variert: 1 bis mehrere Elemente gleichzeitig z.b. Luftdruck Temperatur Niederschläge Windstärke und Richtung Bewölkungsgrad

57 2. Wetterfronten Wetterkarten Wetterkarten sind graphische Darstellungen der physikalischen Größen (Klimaelemente) der Atmosphäre. Die Anzahl der dargestellten Klimaelemente variert: 1 bis mehrere Elemente gleichzeitig z.b. Luftdruck Temperatur Niederschläge Windstärke und Richtung Bewölkungsgrad

58 2. Wetterfronten Wetterkarten Wetterkarten sind graphische Darstellungen der physikalischen Größen (Klimaelemente) der Atmosphäre. Die Anzahl der dargestellten Klimaelemente variert: 1 bis mehrere Elemente gleichzeitig z.b. Luftdruck Temperatur Niederschläge Windstärke und Richtung Bewölkungsgrad

59 2. Wetterfronten Wetterkarten Wetterkarten sind graphische Darstellungen der physikalischen Größen (Klimaelemente) der Atmosphäre. Die Anzahl der dargestellten Klimaelemente variert: 1 bis mehrere Elemente gleichzeitig z.b. Luftdruck Temperatur Niederschläge Windstärke und Richtung Bewölkungsgrad

60 2. Wetterfronten Wetterkarten Für die meisten Endverbraucher bedarf es übersichtlicher Wetterkarten: ( Graphik ) - übersichtlich - leicht zu verstehen ( Ziffern (Symbole statt - Angaben über wesentliche Wettererscheinungen (heiter oder Regen; (. usw warm oder kalt, z.b. Wetterkarten in Tageszeitung

61 2. Wetterfronten Wetterkarten Analyse-Karten Enthalten die zum Zeitpunkt der Kartenerstellungen verfügbaren, gemessenen Daten

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63 3. Wetter im Unterricht Ansätze und Denkanstöße zum Thema Wetter im Unterricht Was finden Schüler/innen interessant? Wege zur Einführung des Wetters in die Schule

64 3. Wetter im Unterricht Einstiegsmöglichkeiten Alle reden übers Wetter... Es ist schon ziemlich kalt für die Jahreszeit... finden Sie nicht? Wenn man sonst nichts zu sagen hat, spricht man übers Wetter. Dabei herrschen gerade über Wetter und Klima die größten Irrtümer und Unwissenheiten. Schüler können Spaß daran finden, Erwachsene über allgemein geltende Klischees zu belehren und berichtigen. Lassen Sie Schüler nach verbreiteten Irrtümern suchen.

65 3. Wetter im Unterricht Einstiegsmöglichkeiten Wetterkatastrophen unter die Lupe Wetterkatastrophen fesseln die Neugier aller Menschen. Über besonders verheerende Ereignisse findet man sehr ausführliche Berichte und Rekonstruktionen. Die Entstehung eines Sturms oder die klimatischen Rahmenbedingungen einer Verwüstung bieten die Möglichkeit meteorologische Gesetzmäßigkeiten Schritt für Schritt zu erforschen.

66 3. Wetter im Unterricht Einstiegsmöglichkeiten Wetterkatastrophen unter die Lupe Wetterkatastrophen fesseln die Neugier aller Menschen. Über besonders verheerende Ereignisse findet man sehr ausführliche Berichte und Rekonstruktionen. Die Entstehung eines Sturms oder die klimatischen Rahmenbedingungen einer Verwüstung bieten die Möglichkeit meteorologische Gesetzmäßigkeiten Schritt für Schritt zu erforschen.

67 3. Wetter im Unterricht Einstiegsmöglichkeiten Wetter selbst vorhersagen Tips und Tricks für die Freizeit Sehr viele Freizeitbeschäftigungen werden vom Wetter beeinflusst, eingeschränkt oder ermöglicht. Abhängig von Gebiet und Landschaft bietet sich die Möglichkeit, gezielte Vorbereitungskurse zum Thema Wetter zu bieten: z.b. Lawinenvorhersage, Wetter für Segelflieger, Piloten und Bergsteiger usw.

68 3. Wetter im Unterricht Einstiegsmöglichkeiten Wetterphänomene aus dem Alltag In unseren Breitengraden kommen sehr spektakuläre Wetterphänomene vor Gewitter und Hagel, stürmische Föhnlagen, Murenabgänge und Überschwemmungen und Lawinenabgänge fördern die Neugier unserer Schüler/innen.

69 3. Wetter im Unterricht Wetter als fächerübergreifendes Thema Wetter und Laune menschlicher Schicksale Das Wetter hat unsere Geschichte geprägt und unsere Träume gepflegt, es bringt Verwüstung und Entwicklung, drosselt die Wirtschaft oder kurbelt sie an gestaltet unsere Freizeit, und schlägt sich immer noch auf unser Gemüt, auf die Liebe und auf die Hoffnungen und Ängste unserer Zukunft aus.

70 3. Wetter im Unterricht Wetter als fächerübergreifendes Thema Wetter und Geschichte Als die Römer im Regen standen Viele geschichtlichen Ereignisse hätten bei veränderter Wetterlage einen ganz anderen Lauf einnehmen können... Kolumbus hatte Glück als er von der Neuen Welt heimkehrte Die Trade winds (Passatwinde) und Kolonialismus

71 3. Wetter im Unterricht Wetter und Wirtschaft > Wetterkatastrophen verursachen wirtschaftlich relevante Schäden > Wetter und Versicherungswesen > Klimaänderung im Zusammenhang mit Landwirtschaft und Energie

72 3. Wetter im Unterricht Wetter als fächerübergreifendes Thema Wetter und Technik Wetter und Architektur Wind- und Schneelasten; Baustile und Klima

73 3. Wetter im Unterricht Wetter als fächerübergreifendes Thema Wetter und Transportwesen Einfluss des Wetters auf Sicherheit und Effizienz von Transportmitteln

74 3. Wetter im Unterricht Wetter als fächerübergreifendes Thema Wetter, Medizin und Biologie Zusammenhang zw. menschlichem Wohlbefinden, Gesundheit, biologischen Kreisläufen und Wetter

75 3. Wetter im Unterricht Wetter als fächerübergreifendes Thema Wetter und Literatur Das Wetter in Gedichten und Literatur

76 3. Wetter im Unterricht Wetter als fächerübergreifendes Thema Wetter, Wahrnehmung und Gedächtnis Zahlreiche Studien beweisen wie schlecht das menschliche Gedächtnis hinsichtlich des Wetters funktioniert. War es ein warmer, kalter, verregneter oder sonniger Sommer? Welches Jahr haben wir besonders kalt, schneereich oder heiß in Erinnerung? Unsere Erinnerungen sind weniger von Tatsachen, sondern viel mehr von Wahrnehmungen, einzelnen Zeitpunkten und Geschehnissen geprägt. Vergleichen Sie mit Schülern deren persönlichen Erfahrungen mit den Wetteraufzeichnungen und den Daten aus offiziellen Archiven.

77 Mit besten Wünschen für eine erfolgreiche Entdeckungsreise in das Wetter-Universum Danke! Erarbeitung u. Vortrag: Alex Fichera HOB Bozen im Auftrag des Pädagogischen Institutes Fortbildung für Lehrkräfte am 16. März 2011 Kursleitung: Monica Zanella

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