Grundlagen der Meteorologie und Ozeanographie

Luftmassen und ihre physikalischen Eigenschaften

Luftmassen sind Teile der Atmosphäre mit bestimmten physikalischen Eigenschaften wie Temperatur und Feuchtigkeit.

Klassifikation der Luftmassen

• Kalte, instabile Massen: Gehen mit Böen einher, weisen eine gute Sichtweite auf und bilden CU (Cumulus) sowie CB (Cumulonimbus) Wolken mit Schauern.
• Warme, stabile Massen: Führen zu konstanten Bedingungen, regelmäßiger Sichtweite und bilden ST (Stratus), SC (Stratocumulus) sowie NS (Nimbostratus) mit Regen.

Geografische Klassifikation

Arktische Luftmassen (Artica)

• Kontinental: Bildet sich über Schnee- und Eisregionen, ist kalt und trocken.
• Maritim: Ebenfalls kalt, aber nass.

Polare Luftmassen

• Kontinental: In subpolaren Regionen gebildet, ist kalt und trocken.
• Maritim: Ebenfalls kalt und nass; wirkt teils frisch (esfresca).

Tropische Luftmassen

• Kontinental: Gebildet im Bereich des subtropischen Kontinentalhochs, ist warm und trocken.
• Maritim: Über den subtropischen Hochdruckgebieten der Ozeane gebildet, ist warm und feucht.

Äquatoriale Luftmassen

Bilden sich in tropischen und äquatorialen Meeren, sind warm und feucht.

Druckgradienten und atmosphärische Fronten

Druckvariationen

• Druckgradient: Die Druckdifferenz zwischen Isobaren.
• Vertikale Variation: Änderung des Drucks durch die Höhe.
• Horizontale Variation: Druckdifferenz zwischen zwei Punkten auf gleicher Höhe.

Fronten und Zonen

Eine Frontalzone ist das Stockwerk, das eine kalte Luftmasse von einer warmen (Hot) trennt. Die Front ist der Schnittpunkt dieser Zone mit dem Boden.

• Kaltfront (Cold Front): Kalte Luft verdrängt warme Luft. Die warme Luft steigt auf, was eine rasche Kondensation und die Bildung von Wolken-Clustern verursacht.
• Warmfront (Front Warm): Warme Luft bewegt sich auf kalte Luft zu und gleitet auf. Dies führt zur Bildung von Cirrus- und Altostratus-Wolken.
• Okklusion (Verstopft): Kalte Luft hat die warme Luft eingeholt und nach oben (hot-up) gedrückt.

Luftfeuchtigkeit und Kondensation

• Absolute Feuchtigkeit: Die Wasserdampfmenge in Gramm pro Kubikmeter.
• Relative Feuchte: Das Verhältnis zwischen der absoluten Luftfeuchtigkeit und der Sättigungsmenge (maximaler Dampf).
• Taupunkt: Die Temperatur, bei der Wasserdampf flüssig wird (Kondensation).

Nebel (Mist) und Kühlungsprozesse

Nebel entsteht durch Kühlung in verschiedenen Formen:

• Advektion: Feuchte Luftmassen kollidieren mit kaltem Wasser (See/Meer).
• Strahlung: Abkühlung der Land-Luftmasse, meist nachts (denoche) oder bei wenig Wind.
• Orographisch: Kühlung der Luft, die gezwungen ist, Gebirgshänge hinaufzusteigen.
• Verdunstung (Frontal): Regen einer warmen Luftmasse fällt auf eine Kaltfrontoberfläche und die Luft kondensiert.
• Dampf: Eine Kaltluftmasse kollidiert mit warmem Wasser; durch die Verdunstung kondensiert der Wasserdampf.

Arten von meteorologischen Bulletins

• Typ A und B: Lokale Informationen, einschließlich eines oder mehrerer Orte.
• Typ C: Umfasst 14 meteorologische Zonen.
• Typ D: Umfasst große Flächen für die Hochsee-Navigation (High-Wave).

Wellen und Meeresströmungen

Meereswellen

Man unterscheidet zwischen kurzen und langen Wellen (Quellen):

• Kurze Wellen: Sind seicht, die Windrichtung ist entscheidend und das Wappen (der Kamm) ist spitz.
• Lange Wellen: Entstehen durch anhaltenden Wind; ihr langer Kamm ist abgerundet.
• Merkmale: Länge, Höhe, Zeit (Periode) und Geschwindigkeit der Ausbreitung.

Strömungen (Current)

Strömungen bezeichnen den Transfer großer Wassermassen in den Ozeanen. Es gibt verschiedene Typen:

• Driftströmung (Ziehen): Verursacht durch die Einwirkung des Windes auf die Meeresoberfläche.
• Gradientströmung: Entsteht, wenn zwei Körper unterschiedlicher Dichte aufeinandertreffen (einer schiebt sich über den anderen).
• Gezeiten (Tide): Variationen des Meeresspiegels.