Atmosphärische Druck und Corioliskraft: Grundlagen der Wetterkunde

Atmosphärischer Druck

Der atmosphärische Druck wird durch das Gewicht der Luftsäule über einem Punkt erzeugt. Er nimmt mit der Höhe rapide ab und variiert horizontal je nach geografischer Breite.

Druckgradient

Die Druckdifferenz zwischen zwei Punkten, etwa 2 hPa auf 100 m Höhenunterschied, bestimmt die Richtung und Stärke der Winde.

Hoch- und Tiefdruckgebiete

• Hochdruckgebiete (Antizyklonen): Auf der Nordhalbkugel strömt die Luft aufgrund der Corioliskraft im Uhrzeigersinn aus, auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn.
• Tiefdruckgebiete (Zyklonen): Die Luft strömt gegen den Uhrzeigersinn ein, auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn. Sie gehen meist mit schlechtem Wetter, Bewölkung und Niederschlägen einher.

Corioliskraft

Die Corioliskraft ist eine scheinbare Kraft, die durch die Erdrotation entsteht und bewegte Objekte auf der Erdoberfläche von ihrer geradlinigen Bahn ablenkt.

Luftqualität

Als Qualitätsstandards gelten Grenzwerte, die verhindern sollen, dass die Luft mit schädlichen Stoffen belastet wird.

Emissionen und Immissionen

• Emission: Die Menge eines Schadstoffs, die in einem bestimmten Zeitraum in die Atmosphäre abgegeben wird.
• Immission: Die Konzentration von Schadstoffen, der Menschen, Tiere, Pflanzen und Böden ausgesetzt sind.

Luftverunreinigung

Von Verunreinigung spricht man, wenn die Zusammensetzung der Luft um einen oder mehrere fremde, schädliche Stoffe verändert ist, die Lebewesen gefährden können.

Saurer Regen

Saurer Regen entsteht, wenn saure Substanzen, die durch Stickstoff- und Schwefeloxide aus der Luftverschmutzung entstehen, vom Wasser aufgenommen werden und den Säuregehalt der Niederschläge erhöhen.

Abbau der Ozonschicht

Die Ozonschicht in der Stratosphäre wird durch bestimmte Schadstoffgase abgebaut. Die Ozonschicht hält gefährliche ultraviolette Strahlung von der Erdoberfläche ab. Dieser Abbau führt in einigen Regionen zu sogenannten Ozonlöchern.

Aufbau der Atmosphäre

Die Atmosphäre ist die gasförmige Schicht, die die Erde umgibt und sie vor direktem Kontakt mit Hydrosphäre, Geosphäre und Biosphäre schützt.

Zusammensetzung

Die Atmosphäre besteht aus einem Gemisch aus Gasen und Schwebeteilchen. Die häufigsten Gase sind Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, Argon, Methan, Wasserstoff, Ozon und Wasserdampf.

Struktur

Je nach Temperatur und Zusammensetzung ist die Atmosphäre in drei Schichten unterteilt. Die Troposphäre ist die Region direkt über der Erdoberfläche. In den untersten 500 m sammeln sich Staub und Schwebeteilchen aus Wüsten, Vulkanausbrüchen und anderen Quellen, die als Kondensationskerne dienen und die Umwandlung von Wasserdampf in flüssiges Wasser erleichtern.

Atmosphärisches Wetter

Das Wetter beschreibt die Eigenschaften der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Taupunkt

Der Taupunkt ist die Temperatur, auf die Luft abgekühlt werden muss, damit der darin enthaltene Wasserdampf zu kondensieren beginnt.

Der Föhn

Der Föhn ist ein warmer, trockener Fallwind, der an der windabgewandten Seite von Gebirgen auftritt. Er entsteht, wenn feuchte Luft an einem Gebirgszug aufsteigt, abkühlt, Niederschlag bildet und auf der Leeseite absinkt, wobei sie sich erwärmt und trocken wird.

Entstehung

Steigt Luft auf, kühlt sie trockenadiabatisch um etwa 1 °C pro 100 m ab. Ab Erreichen des Kondensationsniveaus kühlt sie nur noch feuchtadiabatisch um etwa 0,5 °C pro 100 m ab. Beispiel: Eine Luftmasse mit 15 °C am Fuß des Gebirges erreicht nach dem Aufstieg auf etwa 1.000 m den Kondensationspunkt. Auf der Leeseite sinkt sie wieder ab und erwärmt sich dabei trockenadiabatisch, sodass sie auf gleicher Höhe deutlich wärmer ankommt.

Auswirkungen

Der Föhn kann Temperaturen plötzlich stark ansteigen lassen, die relative Luftfeuchtigkeit senken und Schnee rasch schmelzen lassen. Er beeinflusst das thermische Wohlbefinden und kann Lawinengefahr erhöhen. Bekannte Föhnwinde gibt es etwa in den Alpen oder im Pirin-Gebirge.

Temperaturinversion

Bei stabilen meteorologischen Bedingungen können Temperaturinversionen auftreten, bei denen die Temperatur mit der Höhe zunimmt, was den normalen Aufbau der Atmosphäre umkehrt.