Meteorologie, Klimatologie und Atmosphäre

Meteorologie und Klimatologie: Eine Einführung

Was ist Meteorologie?

Die Meteorologie untersucht die Eigenschaften der Zeit zu einem bestimmten Zeitpunkt. Sie konzentriert sich auf Minuten, Stunden, Tage und Wochen. Ein Meteorologe analysiert diese Daten.

Was ist Klima?

Das Klima wird über einen Zyklus von 30 Jahren untersucht, um aussagekräftige Statistiken zu erhalten. Diese Studien werden von Geographen und Klimatologen durchgeführt.

Was ist Klimatologie?

Die Klimatologie teilt sich in zwei Bereiche auf:

• Räumliche Analyse: Untersuchung natürlicher, künstlicher, sozioökonomischer und kultureller Umweltfaktoren.
• Ökologische Analyse: Untersuchung von Bergen, natürlichen Ressourcen, Klimawandel und Analyse von Häufigkeit, Intensität und Dauer klimatischer Elemente.

Meteorologische Phänomene

Aristoteles prägte den Begriff für die Elemente Feuer, Wasser, Luft und Erde. Hier sind einige Beispiele für meteorologische Phänomene:

• Hydrometeore: Saurer Regen, Hagel, Schnee, Nebel, Wolken.
• Lithometeore: Dunst, Gase, Staub, vulkanischer Sand.
• Photometeore: Aurora Borealis, Halo, Regenbogen, Sternschnuppen.
• Elektrometeore: Blitz, Donner.

Die Atmosphäre der Erde

Entstehung und Zusammensetzung

Die Atmosphäre, unser Schutzschild, entstand vor etwa 3,9 Milliarden Jahren. Es gibt zwei Theorien über ihre Entstehung:

1. Gaszusammensetzung zusammen mit Cyanobakterien, die Sauerstoffmoleküle aufbrechen.
2. Eintrag von Himmelsobjekten aus dem Weltraum.

Die Atmosphäre besteht aus verschiedenen Schichten:

• Troposphäre: Hier findet menschliches Leben statt. Sie ist sauerstoffreich, und die Temperatur sinkt mit zunehmender Höhe. Wetterphänomene treten hier auf.
• Stratosphäre: Hier gibt es kein Wetter. Die Ozonschicht reguliert die Temperatur zwischen Tag und Nacht.
• Mesosphäre: Schützt vor Meteoriten und ist der kälteste Ort. Hier entstehen Sternschnuppen.
• Thermosphäre (Ionosphäre): Temperaturen bis zu 4000°C. Raumfähren bewegen sich hier, und die Aurora Borealis entsteht.

Ozonverteilung

Ozon entsteht in den Tropen und wandert in kältere Gebiete. Die Nordhalbkugel hat mehr Ozon als die Südhalbkugel.

Die Atmosphäre besteht aus:

• 78% Stickstoff
• 21% Sauerstoff
• 1% andere Gase, die das Klima beeinflussen

Klimafaktoren

Astronomische Faktoren

• Periodizität der Erd- und Sonnenposition.
• Erdrotation (Tag und Nacht, Winde).
• Erdrevolution (Jahreszeiten).
• Sonnenposition.

Geographische Faktoren

• Breitengrad (konstant).
• Kontinentalität (große Landmassen mit starken Wetterkontrasten).
• Meeresströmungen (veränderlich).
• Gelände.
• Vegetation.
• Menschliches Handeln.

Weitere Faktoren

• Wetter: Zufällige Ereignisse wie Wind, Wolkendecke und Niederschlag.
• Urban: Bevölkerungsgröße, CO2-Atemfrequenz und Stadtstruktur.

Messinstrumente

• Heliograph: Zeichnet die Sonnenstunden auf.
• Aktinograph: Misst die Globalstrahlung.
• Pyrheliometer: Misst die direkte Sonnenstrahlung.
• Pyranometer: Misst die direkte und diffuse Strahlung.

Albedo

Albedo ist die Strahlung, die von Oberflächen wie Wolken und Eis reflektiert und umgeleitet wird. Die Globalstrahlung ist die Summe der direkten und diffusen Strahlung.