Grundlagen der Meteorologie und Klimatologie: Wetter, Klima und Luftmassen

Wetter und Klima

Wetter

Der Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Moment.

Klima

Das Klima ist das Ergebnis von Beobachtungen über einen Zeitraum von 30 Jahren.

Meteorologie

Die Meteorologie ist die Wissenschaft, die das Wetter untersucht.

Klimatologie

Die Klimatologie untersucht das Klima über lange Zeiträume (Jahrhunderte).

Atmosphärische Zirkulation und Drucksysteme

Jetstream (Strahlstrom)

Der Jetstream ist ein starker, röhrenförmiger Windstrom in einer Höhe von 9 bis 11 km. Er ist verantwortlich für das Wetter an der Oberfläche und markiert die Tropopause zwischen Äquator und Pol.

Aktionszentrum

Ein Gebiet hohen oder niedrigen Drucks.

Luftmasse

Eine Luftmasse ist eine große Luftportion mit bestimmten Eigenschaften (Druck, Temperatur und Feuchtigkeit), die sie in ihrem Ursprungsgebiet erworben hat. Diese Eigenschaften können sich ändern, wenn die Luftmasse große Strecken zurücklegt.

Front

Eine Front ist eine Grenzfläche, die zwei Luftmassen mit unterschiedlichen Eigenschaften voneinander trennt, wobei sich die Eigenschaften der Luft abrupt ändern.

Polarfront

Die Polarfront liegt nördlich des Pazifischen und Atlantischen Ozeans, wo polare und subtropische maritime Luftmassen aufeinandertreffen.

Antizyklone (Hochdruckgebiet)

Ein Gebiet hohen Drucks, umgeben von niedrigerem Druck. Die Winde zirkulieren im Uhrzeigersinn und erzeugen trockenes Wetter.

Depression, Sturm oder Zyklon (Tiefdruckgebiet)

Ein Tiefdruckgebiet, umgeben von höherem Druck. Die Winde zirkulieren gegen den Uhrzeigersinn. Produziert instabiles Wetter.

Messgrößen und Phänomene

Temperatur

Der Wärmegrad der Luft, gemessen in Grad Celsius (ºC) mit einem Quecksilberthermometer.

Luftfeuchtigkeit

Die Menge an Wasserdampf, die die Luft enthält. Sie nimmt ab, wenn die Temperatur sinkt.

Wind

Die horizontale Bewegung der Luft. Er weht immer von hohem zu niedrigem Druck.

Verdunstung

Der physikalische Prozess des Übergangs von Flüssigkeit zu Dampf bei Umgebungstemperatur, hauptsächlich begünstigt durch hohe Temperaturen.

Tau

Wassertröpfchen, die sich auf der Oberfläche (Boden, Pflanzen) durch Kondensation von Wasserdampf aus der Atmosphäre ablagern.

Trockenheit (Wassermangel)

Ein momentaner oder temporärer Mangel an Wasser.

Isohyeten

Linien, die Punkte gleichen Niederschlags verbinden.

Isothermen

Verbindungslinien auf Karten zwischen Punkten gleicher Temperatur.

Isobaren

Linien, die Punkte gleichen Drucks verbinden.

Strahlung und Frost

Einstrahlung (Solarstrahlung)

Die Menge der Solarstrahlung, die von der Erdoberfläche empfangen wird.

Jährliche Temperaturschwankung (Amplitude)

Der Unterschied zwischen der mittleren Temperatur des wärmsten und des kältesten Monats.

Frost

Frost tritt auf, wenn die Temperatur auf 0 °C sinkt. Er kann verursacht werden durch:

• Ausstrahlung: Abkühlung des Bodens, wodurch die Luft in Kontakt mit ihm abkühlt.
• Advektion: Ankunft einer sehr kalten Luftmasse.

Nebel

Die Suspension von Wassertröpfchen in der unteren Schicht der Atmosphäre, die die Sichtweite auf weniger als 1 km begrenzt. Er tritt auf, wenn feuchte Luft in der unteren Schicht der Atmosphäre kondensiert.

Wärmeübertragungsprozesse

Hierzu zählen:

• Ausstrahlung: Verlust von Wärme aus dem Erdreich.
• Advektion: Ankunft von warmer, feuchter Luft über kaltem Boden oder kalter Luftmasse über wärmerem, feuchtem Boden.

Trübung (Dunst)

Ein Phänomen, das die Sichtbarkeit reduziert. Es wird durch die Anwesenheit vieler feiner Staubpartikel in den unteren Schichten der Atmosphäre verursacht.

Luftdruck

Der Luftdruck hängt von den Eigenschaften der Luftmassen ab. Im Winter und Sommer herrschen hohe Drücke, während im Frühjahr niedrige Temperaturen herrschen.

Feuchtigkeit und Aridität

Evapotranspiration

Der Feuchtigkeitsverlust der Landoberfläche durch Sonneneinstrahlung und Transpiration von Pflanzen. Man unterscheidet zwei Größen:

• Tatsächliche Evapotranspiration
• Potenzielle Evapotranspiration

Dürre (Aridität)

Die Aridität ist das Verhältnis zwischen Wärme und Feuchtigkeit. Sie steigt mit der Temperatur und der Niederschlagsarmut.

Indices zur Berechnung der Aridität:

• Gaussen-Index: Misst die Aridität monatlich. Ein Monat gilt als arid, wenn das Doppelte der mittleren Temperatur größer oder gleich dem Gesamtniederschlag ist.
• Lautensach-Meyer-Index: Bestimmt die allgemeine Trockenheit einer Zone, basierend auf der Anzahl der Monate mit Wasserdefizit (weniger als 30 mm Niederschlag).

Ariditätszonen:

Man spricht von Trockenheit oder Feuchtigkeit:

• Semiaride Zone: 1–3 trockene Monate.
• Extrem semiaride Zone: 7–11 aride Monate.