Wetterelemente: Grundlagen

Lufttemperatur

Die Temperatur der bodennahen Luftschicht, gemessen in Grad Celsius (°C) oder Kelvin (ohne "Grad" gesprochen). In den USA auch in Grad Fahrenheit (°F).

Die Temperatur der Luft wird hauptsächlich von der Einstrahlung der Sonne beeinflusst, allerdings hauptsächlich indirekt: die Strahlen der Sonne durchdringen die Atmosphäre, wärmen das Land und das Meer auf und diese erwärmen hauptsächlich die Atmosphäre, das heißt: die Luft.

Verschiedene Wellenlängen

Dieses unterschiedliche Verhalten beim Weg "nach unten" und beim Weg "zurück in den Weltraum" hängt mit der unterschiedlichen Wellenlänge der Strahlung zusammen. Die Abbildung zeigt, wie man sich die Wellenlängen vorstellen kann.

Es gibt dazu zwei einfache Grundsätze

1. Jeder Körper, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273°C = 0 K) liegt, gibt Strahlung ab.
2. Je heißer ein Körper ist, desto kurzwelliger ist die von ihm abgegebene Strahlung.

Daraus folgt, dass sowohl die Sonne als auch die Erde Strahlung abgeben und dass die Strahlung von der Sonne kurzwelliger ist als die Strahlung, die die Erde abgibt (weil die Sonne heißer als die Erde ist).

Die Luft der Atmosphäre lässt die kurzwellige Sonnenstrahlung gut durch, hält aber von der langwelligen Ausstrahlung der Erde viel zurück, so dass diese langwellige Ausstrahlung länger in der Atmosphäre verweilt und die Atmosphäre erwärmt. Dies nennt man den natürlichen Treibhauseffekt. Ohne diesen Treibhauseffekt, läge die durchschnittliche Temperatur auf der Erde bei -18°C. Mit dem Treibhauseffekt liegt sie bei 15°C (s. Abb. 2 & 3).

Datei:Treibhauseffekt-vergleich-o-atmosph-2.jpg Abb. Einstrahlung-Ausstrahlung (OHNE Treibhauseffekt)

Datei:Treibhauseffekt-vergleich-o-atmosph-1-1.jpg Abb. Einstrahlung-Ausstrahlung (MIT Treibhauseffekt)

Die Temperatur der Luft ist am Boden am höchsten und nimmt mit zunehmender Höhe ab. Das liegt zum einen daran, dass die Atmosphäre "von unten" beheizt wird (durch die Erdoberfläche). Zum anderen nimmt der Luftdruck nach oben hin ab – und geringerer Luftdruck bewirkt ebenfalls niedrigere Temperaturen.

Luftdruck

Der Luftdruck entsteht durch das Gewicht der Luft, die aufgrund der Erdanziehung auf die Erdoberfläche drückt. Jedes Objekt auf der Erde erfährt Druck von allen Seiten (auch von unten nach oben), weil die Gase der Atmosphäre frei beweglich sind.

Der Luftdruck hat großen Einfluss auf das Wetter, z.B. weil Druckunterschiede in der Atmosphäre zu Ausgleichsströmungen führen (diese nennen wir "Wind") und weil große Druckgebilde mit tieferem oder höherem Druck als in der Umgebung (Tief- und Hochdruckgebiete) bestimmte Wettererscheinungen verursachen.

Messung

Der Luftdruck wird mit Barometern gemessen. Häufig verwendete Barometertypen sind Dosenbarometer und Flüssigkeitsbarometer. Die gängige Maßeinheit für den Luftdruck ist Hektopascal (hPa) oder Bar (bar). Der Normaldruck auf Meereshöhe beträgt 1013 hPa, was etwas mehr als 1 bar entspricht (1000 hPa = 1 bar).

Eine ältere Maßeinheit ist Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) – diese Maßeinheit beruht auf dem ersten entwickelten Barometer, das ein Flüssigkeitsbarometer mit Quecksilber als Steigflüssigkeit war und dessen Steighöhe in Millimeter angegeben wurde (s.u.).

Dosenbarometer

Funktionsprinzip eines Dosenbarometers

Das Funktionsprinzip von Dosenbarometern beruht darauf, dass eine hohle Dose (meist aus Metall) vom Luftdruck verformt wird. Über einen Anzeigemechanismus, der an der Dose befestig ist, wird die Verformung auf einer Skala ablesbar.

In der Dose herrscht ein Unterdruck, aber kein Vakuum. Diese Restluft in der Dose dient dazu, den Einfluss der Temperatur auf den Luftdruck auszugleichen. Der Luftdruck in einem geschlossenen Behälter steigt, wenn die Temperatur der Luft darin steigt. Dies gilt im Prinzip auch für die Atmosphäre, auch wenn hier andere Einflüsse dazu kommen.

Flüssigkeitsbarometer

Funktionsprinzip eines Flüssigkeitsbatometers

Bei einem Flüssigkeitsbaromter wirkt der Luftdruck auf eine bestimmte Menge Flüssigkeit, die dadurch in einem Steigrohr steigt oder sinkt und damit den Luftdruck anzeigt.

Barograph

Barograph

Barographen werden eingesetzt, wenn man die Veränderung des Luftdrucks über einen längeren Zeitraum aufzeichnen möchte. Ein Barograph ist oft ein Dosenbarometer, an dessen Zeiger ein Stift befestigt ist, der auf eine sich drehende Papierrolle schreibt (s. Abb.)

==Wind== nhuzhbuzbuhbb

==Niederschlag==

In der Wetterstation wird ebenfalls der Niederschlag gemessen. Um herauszufinden, wie viel Niederschlag in den letzten 24 Stunden gefallen ist benötigt die Wetterstation einen Regenmesser. Dieser wird alle 24 Stunden geleert. Sein Messgefäß hat eine Millimetereinteilung, in der man genau erkennen kann, wie viel Niederschlag gefallen ist. Liest man beispielsweise 2mm ab, so bedeutet es, dass in den letzten 24 Stunden 2mm Niederschlag gefallen sind. Also würde der Regen 2mm hoch auf den Straßen stehen, wenn dieser nicht versickert,abgeflossen oder verdunstet wäre. Ebenso kann man auch den Monatsniederschlag berechnen. Diese ist die Summe aller Tageswerte. Man muss lediglich nur alle Tageswerte addieren und erhält die Anzahl die in diesem Monat an Niederschlag gefallen ist.