Ein paar Begriffe: Evaporation = Transpiration = Verdunstung von Wasser über Gewässer. Verdunstung über die Spaltöffnungen der Pflanzen. Kondensationsniveau = Die Höhe in der das Wasser von der Gasform in flüssige Form übergeht. Taupunkt = Die Temperatur bis zu der sich Wasser abkühlen muss, damit es kondensiert. Der Taupunkt wird also auf dem Kondensationsniveau erreicht. Trockenadiabatische Abkühlung = Abkühlung von Luft, die Wasser enthält, 1 C pro 100m bis zum Kondensationsniveau Feuchtadiabatische Abkühlung = Abkühlung von Luft, die flüssiges oder festes Wasser enthält, um ca. ½ C pro 100m über dem Kondensationsniveau. Kondensationskern = Schmutzpartikel, Luftdruck und Wetterlage Die am Äquator erwärmte Luft steigt auf, um in den Subtropen (zirka 20. Bis 40. Breitengrad) wieder abzusinken. Am Äquator bildet sich deshalb eine Tiefdruckrinne, in den Subtropen bilden sich Hochdruckgebiete. In Bodennähe strömt die Luft aus den Hochdruckgebieten wieder zurück in Richtung Äquator. Dabei wird die Luft aufgrund der Erdrotation (da sich die Erde nach Osten dreht) nach Westen abgelenkt. Es entsteht der Nordost-Passat. Am Nordpol sinkt kalte Luft ab. Hier bildet sich ein polares Hochdruckgebiet. Die vom Nordpol in Richtung Süden abfliessende Luftmasse wird dagegen nach Südosten abgelenkt. Diese Luftmassen dringen bis zum 50. -70. Breitengrad vor. Hier entsteht eine Mischzone, die durch die kältere Luft des Nordpols und die der wärmeren subtropischen Luft geprägt ist. Unser Wetter wird durch den Wechsel dieser Hochs und Tiefs bestimmt. Doch wie geschieht dies? Im Tiefdruckgebiet beobachtet man eine aufsteigende Luftbewegung, im Hochdruckgebiet eine fallende Luftbewegung. Mit aufsteigender Luft ist Abkühlung, Wolken- und Niederschalgsbildung, mit absteigender Erwärmung und Wolkenauflösung verbunden. Druckgebiete und Wind Über einem erwärmten Gebiet dehnt sich die Luft nach den Seiten und nach oben aus. Dadurch verringert sich dort die Anzahl der Luftteilchen und damit das Gewicht (Druck) der Luft. Am Boden entsteht ein Gebiet geringen Luftdrucks (Tiefdruckgebiet). Über kälterem Boden entsteht dagegen ein Hochdruckgebiet. Da es in der Lufthülle keine Barrieren gibt, bewegt sich die Luft vom Hoch- zum Tiefdruckgebiet (Wind) sowie im Hochdruckgebiet von oben nach unten. Dabei wird der Wind au der Nordhalbkugel immer nach rechts (Südhalbkugel nach links) abgelenkt. Ursache dafür ist die Corioliskraft. 1
Westwindzone Du weisst, dass die nach Westen zeigende Seite eines Baumstammes stärkere Verwitterungsmerkmale zeigt als die Ostseite. Ursache dafür sind die bei uns vorherrschenden Westwinde. Wie entstehen diese? In den Tropen wird die Luft stark erwärmt und steigt auf. In den Polargebieten dagegen befinden sich kalte Luftmassen. Dadurch entstehen zwischen Tropen und Polarzonen Luftdruckunterschiede. Im dazwischenliegenden Gebiet (30-60 ) sind diese am stärksten (Frontalzone). Es muss ein zum Polargebiet gerichteter Druckausgleich erfolgen. Durch die Corioliskraft wird dieser abgelenkt. So gibt es in den Frontalzonen einen beständigen Westwind. In Höhen über 5km erreicht er seine grössten Geschwindigkeiten. Beim Überqueren grosser Gebirge (z.b. Rocky Mountains) und Landmassen wird der Westwind abgebremst, wodurch er nach Süden und Norden auslenkt. Dabei entstehen Luftwirbel und aus ihnen Druckgebiete. Die so gebildeten Tiefdruckgebiete wandern zur polwärtigen, die Hochdruckgebiete zur äquatorialen >Seite der Westwindströmung. So entstehen auf der Nord-und Südhalbkugel zwischen50 und 70 eine Ansammlung von Tiefdruckgebieten (subpolarer Tiefdruckgürtel), zwischen etwa 40 und 30 ein subtropischer Hochdruckgürtel. Passate Durch die starke Erwärmung am Äquator bilden sich dort in Bodennähe ständig Tiefdruckgebiete. Zwischen den Hochdruckgebieten des subtropischen Hochdruckgürtels und diesen Tiefdruckgebieten kommt es zum Druckausgleich (Wind), der zum Äquator gerichtet ist. Auf der Nordhalbkugel wird dieser Wind nach rechts abgelenkt (Corioliskraft). Somit gibt es hier einen beständigen Nordost-Wind (NO-Passat). Klimazonen und Klimatypen Klimazone bestimmende Druckgebiete (Winde) Klimatyp Polare Klimazone Polarhoch und Polare Ostwinde Polarklima Subpolare Klimazone Sommer: Aussentropische Westwinde Subpolares Klima Winter: Polare Ostwinde Gemässigte Klimazone Aussertropische Westwinde Seeklima der Westseiten Übergangsklima Kühles Kontinentalklima Sommerwarmes Kontinentalklima Ostseitenklima Subtropische Klimazone Sommer: Sb. Hochdr. Gürtel Winterregenklima der Winter: Ausertropische Westwinde Westseiten Subtropisches Ostseitenklima Passatklimazone Passatwinde Trockenes Passatklima Feuchtes Passatklima 2
Zone des Tropischen Sommer: Innertropische Tropisches Wechselklima Wechselklimas Konvergenzzone Winter: Passatwinde Äquatoriale Klimazone Innertropische Konvergenzzone Äquatorialklima Klima der Hochgebirge mit zunehmender Höhe nehmen die Temperaturen ab, es bilden sich Höhenstufen Beispiel an Klimadiagrammen: Klimazone Klimatyp Klimadiagramm Polare Klimazone Polarklima Subpolare Klimazone Subpolares Klima 3
Gemässigte Klimazone Seeklima der Westseiten Übergangsklima Kühles Kontinentalklima Sommerwarmes Kontinentalklima Ostseitenklima Subtropische Klimazone Winterregenklima der Westseiten Subtropisches Ostseitenklima Passatklimazone Trockenes Passatklima 4
Feuchtes Passatklima Zone des Tropischen Wechselklimas Tropisches Wechselklima Äquatoriale Klimazone Äquatorialklima Weiterhin gibt es bei Neef noch die Klimate der Hochgebirge, die sich in allen Klimazonen in hohen Gebirgen ausbildet. Übung und Beschreib: http://klima-der-erde.de/klimazonen.html Luftfeuchtigkeit Maximale Luftfeuchtigkeit(g/m 3 ) Absolute Luftfeuchtigkeit(g/m 3 ) Relative Luftfeuchtigkeit(%) gibt an, wie viel Wasserdampf höchstens in einem Kubikmeter Luft passt. >Sie ist temperaturabhängig, d.h. in kälterer Luft ist sie kleiner als in wärmerer Luft. gibt an, wie viel Wasserdampf tatsächlich in der Luft enthalten ist. der Quotient aus absoluter und maximaler Luftfeuchtigkeit, multipliziert mit Hundert. LF rel = LF abs /LF max x 100% Die Luftfeuchtigkeit gibt aber nur den Gehalt an gasförmigem Wasser in der Luft an, also den Dampfdruck. Dabei unterscheidet man zwische: - Absolute Luftfeuchte gibt an wie viel Wasserdampf tatsächlich in der Luft entahlten ist. Enheit: Gramm Wasser pro Kubikmeter Luft - Maximale Luftfeuchte gibt an wie viel Wasser höchstens in der Luft enthalten sein kann bevor sie kondensiert. Das ist 39,6. (gm 3 ) - Relative Luftfeuchte ist der Quotient aus absoluter und maximaler Luftfeuchte, multipliziert mit Hundert. Temperaturkurve Die Temperaturkurve zeigt die maximale Luftfeuchtigkeit bei verschiedenen Temperaturen. Die maximale Luftfeuchte ist umso höher je wärmer die Temperatur ist. (kann man mit Formel rechnen) 5
Klimaelemente Gründe der Klimaelemente Lernen: Blatt 1(Klimaelemente / Wetterelemente / Klimafaktoren) - Temperatur - Luftdruck - Wind - Luftfeuchtigkeit - Bewölkung - Einstrahlung, Ausstrahlung Klimafaktoren (Blatt 3) - Geo. Breige - Lage zum Meer - Höhenlage - Bodenbedeckung Klimaelemente (= meteorologische Elemente) Blatt lernen: Blatt 2 (Klimaelemente = meteorologische Elemente) Bildung von Wolken Eine Wolke setzt sich aus Millionen kleinster Wassertröpfchen zusammen (bei sehr niedrigen Temperaturen auch Eiskristallen), die in der Luft schweben. Eine Wolke kann sich folglich bilden, wenn Wasserdampf flüssig wird, d.h. wenn feuchte Luft sich abkühlt und an kleinsten Partikeln kondensiert. Es gibt mehrere typische Wege der Wolkenbildung. Konvektion Infolge ihrer unterschiedlichen Dichte steigt oder sinkt Luft auf der Erde in Abhängigkeit von ihrer Temperatur. Warme Luft steigt auf, da sie weniger dicht als die kalte ist, kalte Luft hingegen sinkt. Dieser Prozess wird von Wissenschaftlern als Konvektion bezeichnet. Wenn die Sonne scheint, wird die Wasserdampf enthaltende Luft über dem Erdboden erwärmt und beginnt zu steigen. Auf dem Weg nach oben kühlt sie sich ab. Wolken bilden sich, wenn die feuchte Luft eine kritische Temperatur unterschreitet. Dann kondensiert das Wasser auf kleinsten in der Luft schwebenden Partikeln und bildet Tröpfchen in der Atmosphäre. Topographie (Berge) Wolken können sich auch auf Grund der Oberflächengestalt der Erde, der Topographie, bilden. Ursachen sind z.b Berge oder Hügel. Man spricht von orographischen Wolken. Die Luft ist gezwungen, sich über einen Berg zu bewegen. Beim Aufsteigen kühlt sie sich ab. Erreicht sie hierbei den Sättigungspunkt, so setzt Kondensation ein und das Wasser, das in der Luft enthalten ist, wird in Form einer Wolke sichtbar. Zusammentreffen von Luftmassen 6
Nicht nur Berge können Luft dazu drängen, aufzusteigen. Wenn Warmluft auf eine Luftmasse von kälterer, schwerer Luft trifft, so steigt sie ebenfalls an der Kaltluft empor. Die Grenze zwischen warmer und kalter Luft wird als Front bezeichnet. Wenn die Warmluft aufsteigt, kühlt sie sich ab und hierbei können sich Wolken bilden. Der Föhn-Effekt Wenn Luft über den Bergen aufsteigt, kühlt sie sich ab und wird mit Wasserdampf gesättigt. Kondensation erfolgt und der Wasserdampf wird flüssig. Eine Wolke entsteht. Die Wolke bleibt erhalten oder es beginnt zu regnen, während die Luft weiter ansteigt. Wenn die Luftmasse au der anderen Seite der Berge wieder sinkt, ist sie trockener und wärmer. Diesen Unterschied in der Temperatur kennen wir als Föhn-Effekt Horizontale Bewegung Mitunter bring der Wind warme und feuchte Luft in eine Region. Fliesst hierbei die Warmluft über eine sehr viel kühlere Oberfläche, so kühlt sie sich ab. Die Feuchtigkeit kondensiert und es bildet sich Nebel. Diesen Prozess finden wir sehr oft an den Küsten der Kontinente. Wolken Lernlink: http://www.gsaillen.net/geographie/documents_htm/nuages.htm Cirrus Erkennungsmerkmale: - Zarte Wolke mit faserigem, federartigem Aussehen - Weisse, hohe Wolke oft seidig glänzend - Meist sehr dünn, sodass die Sonne durchscheint - Kondensstreifen von hoch fliegenden Flugzeugen erzeugen diese Wolken ebenfalls Wetterbedeutung: - Einzelne Felder dieser Wolken, in Streifen angeordnet, hakenförmig abgebogen stabile, schöne Wetterlage - Grossflächige und sichtlich zusammengehörige Wolkenfelder Aufzug warmer Luftmassen. Es zieht ein Tief heran und bringt Wetterverschlechterung mit sich Nimbostratus Erkennungsmerkmale 7
- Schwere, einförmige Wolke mit grosser vertikaler und horizontaler Erstreckung - Erscheint dunkelgrau und hält die Sonne ganz ab - Regen- und Schneewolke - an der Unterseite der Wolke ziehen häufig einzelne, niedrige Wolkenfetzen Wetterbedeutung - im Sommer Schlechtwettergebiet mit Dauerregen - im Winter anhaltender Schneefall Cumulus Bilden sich vereinzelt Lücken in der Wolkendecke, so kann von eiem baldigen Ende der Niederschläge ausgegangen werden. Erkennungsmerkmale - Wolke mit einer ebenen Unterseite und einer mehrfach, oft blumenkohlartig gewölbten Oberseite - Auf der Unterseite weissgrau, im oberen Bereich strahlend weiss bei Sonnenbestrahlung - Entsteht durch Konvektion - Von unterschiedlicher Ausdehnung bei einer Basis von 1000 bis 2000m über dem Land im Sommer und im Winter bereits bei 100m - Typische Sommerwolke Wetterbedeutung - Aufziehen kleiner Formen dieser Wolke, die sich bald wieder auflösen andauernde Schönwetterlage - Verdichten der Wolken und Aufquellen zu turmhohen Wolkenmassen baldiger Wetterumschwung. Es kann dann zu einem Kräftigen Regen- und im Winter zum Schneeschauer kommen. Stratus Erkennungsmerkmale 8
- Wird landläufig als Hochnebel bezeichnet - Beginnt selten höher als 500m - Strukturlos und durchgehend grau - Sonne kommt kaum durch und eventuell erscheinen die Umrisse der Sonne in fahlgelbem Licht - Aus ihr fällt relativ häufig Niederschlag in Form von Nieselregen bzw. kleinen Eiskristallen - Entstehet häufig durch Abkühlung der unteren Luftschichten Wetterbedeutung - Im Sommer Sprühregen - Im Herbst länger anhaltendes, trübes Wetter mit Boden- und Hochnebelfeldern in den Tallagen; niederschlagsfrei - Im Winter anhaltend kaltes Wetter Cumulonimbus Erkennungsmerkmale - Wolke mit einer ebenen Unterseite und einer mehrfach, oft blumenkohlartig gewölbten Oberseite - Auf der Unterseite weissfrau, im oberen Bereich strahlend weiss bei Sonnenbestrahlung - Entsteht durch Konvektion - Von unterschiedlicher Ausdehnung bei einer Basis von 1000 bis 2000m über dem Land im Sommer und im Winter bereits bei 100m typische Sommerwolke Wetterbedeutung Altocumulus Bildet sich diese Wolke in idealer Weise aus, gehen bald heftige Regenschauer, von Windböen sowie Blitz und Donner begleitet, nieder. Ein fahles Leuchten innerhalb der schwarzen Wolkenmasse kündigt Hagel an. 9
Erkennungsmerkmale - Weiss bis graue Wolkenbänder oder Wolkenschichten - Oft in Form von Bänken, Walzen oder Wogen geordnet - Auch als Schäfchenwolke bezeichnet Wetterbedeutung - Wenn sich die Wolken nicht verdichten oder verändern, zeigen sie beständiges Wetter an. - Dichte Schäfchenwolken kündigen ein in weniger Stunden herannahendes Gewitter an. - Erscheinen Schäfchenwolken mit turmartigem Aufquellen bereits am Vormittag, ist am Nachmittag bzw. am Abend mit gewittrigen Schauern zu rechnen. Begriffe: Nimbus Aerosol Stratus Cirrus Cumulus Regen Tröpfchen, die so fein sind, dass sie von der Luft getragen werden. Schichtwolke Eiswolke in grosser Höhe kleine, isolierte, leuchtend weiße, zarte Fäden oder schmale Bänder mit einem seidigen Schimmer, deren Ränder meist durch die Höhenwinde ausgefranst sind. Haufenwolke Quellwolke Lokale Windsysteme 10
Hoch- und Tiefdruckgebiete Winde wehen zwischen Hoch- und Tiefdruckgebiet. Hochdruck > 1013hPa = 1013 mbar = Normaldruck > Tiefdruck Der hohe Druck und der tiefe Druck muss ausgeglichen werden. Es wirkt daher eine Kraft zwischen Hoch und Tief, die Druckgradientkraft heisst. Durch diese Kraft bilden sich Ausgleichströmungen (Winde). Sie strömen immer vom Hoch- zum Tiefdruckgebiet. Auf ihrem Weg vom Hoch zum Tief strömen die Winde nicht gerade, sondern werden auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt (Coriolis-Kraft) Hochdruckgebiet Kältehoch entsteht durch das Zusammenziehen von Kaltluft, dem Schwererwerden und dem daraus resultierenden Absinken. (z.b. Polarhoch) In Hochdruckgebieten auf der Nordhalbkugel bewegt sich die Luft immer mit dem Uhrzeigersinn. Auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn. Tiefdruckgebiet Hitzetief entsteht durch aufsteigende Warmluft über warmen Flächen. (z.b. Äquatoriale Tiefdruckrinne) In Tiefdruckgebieten auf der Nordhalbkugel bewegt sich die Luft immer gegen den Uhrzeigersinn. Auf der Südhalbkugel mit dem Uhrzeigersinn. Blatt Wetterkunde / Meteorologie anschauen: Blatt 3 Grosswetterlage/ Wetterkarte Blatt 4 anschauen: Die sechs häufigsten Wetterlagen in der Schweiz Schönwetterlage in Mitteleuropa Hochdruckzelle ( = Antizyklone) liegt über Europa, verhindert grossräumige Winde, fast Windstill darum bei hoher Sonneneinstraulung Auf- und Abwinde, fast Wolkenlos Gewitterlage in Mitteleuropa Keine typischen Verteilungen der Hochs und Tiefs, flache Druckverteilung, Quellenbewölkung, Lokale Aufwinde, im Sommer Aufwindsysteme entstehen und Gewitterfronten bilden Gewitter mit Hagel Westwindlage Zwischen dem Hoch über Südspanien und Nordafrika und Tief Grossbritannien Skandinavien entsteht feuchter Westwind. Darin kräftige Tiefdruckgebiete, warm und Kaltfronten gleiten mit ihren Regenzonen in raschem Wechsel über Europa 11
Bisenlage Skandinavien = Hoch, östl. Mittelmeer = Tief, kalt trockene Winde im Jura, +Alpen hohe Km/h Staulage am Alpennordfuss (Nordföhn) Hoch über den Britischen Inseln drückt kalte Luft über den Kontinent, die feuchten Luftmassen stauen sich an der Alpennordseite, bilden Wolkendecke und kräftige Niederschläge Föhnlage im Alpenraum und Alpenvorland Föhnlage = umgekehrte Staulage, warmfeuchte Luft über Alpen ins Tief strömen, Alpensüdseite heftiger Niederschlag, Alpennordseite Föhnfenster = trockene Luft keine (wenig) Wolken Begriffe: Isobarden = Linien gleichhohen Luftdrucks Antizyklone = Hochdruckgebiet Zyklone = Tiefdruckgebiet Okklusion =?? Föhn Blatt 5: Regionale Windsysteme: Föhn Einflüsse auf das Klima der Schweiz Schweiz: feucht gemässigtes Klima Von oben Von rechts Von unten Von links Nordwind, kalt feucht polarer Einfluss Biese kalt trocken Kontinentaler Einfluss Föhn (Südwind) warm trocken mediterraner Einfluss (TI feucht) Westwind mild feucht Ozeanischer Einfluss 12