Einführung
Wetter ist das, was wir erleben an Sonnenschein, Wolken, Regen, Wind, Wärme oder Kälte an einem bestimmten Ort. Es verändert sich ständig. Von Ort zu Ort, von Tag zu Tag, manchmal auch von einer Minute auf die andere. Während es vielleicht hier regnet, scheint in der Nähe die Sonne.
Die Atmosphäre und ihre Feuchtigkeit spielen eine Schlüsselrolle beim Wetter. Der Motor fürs Wetter jedoch ist die Sonne, welche Wärme einträgt und die Luftmassen in Bewegung bringt.
Der Luftraum der Erde
Wie eine feine Decke liegt die Luft auf der Erde.
Luft und Luftdruck
Dass die Luft eine Masse und somit auch einen Druck hat, war lange unbekannt. Zugegeben: es fällt uns auch heute schwer, der Luft spontan ein Gewicht zuzutrauen.
Temperatur der Luft
Nachdem Galileo Galilei wegen seiner Haltung Kopernikus gegenüber bei der Kirche in Ungnade gefallen war, wandte er sich der Erforschung der Luft zu. Er erfand das erste Thermometer: Das Galileo-Thermometer.
Es ist ein Glaszylinder gefüllt mit Wasser (es kann auch Öl oder ein Wasser-Alkohol-Gemisch verwendet werden).
Im Zylinder schwimmen Glaskugeln, die etwa zur Hälfte mit (farbiger) Flüssigkeit gefüllt sind. Die Farben haben keine Bedeutung für die Funktion. An ihnen hängt ein Metallstück, das ganz genau abgewogen ist und bewirkt, dass die Dichte der Glaskugel mit Metallhänger dem des Wassers entspricht.
Erwärmt sich die Flüssigkeit im Zylinder, ändert sich ihre Dichte, da sie sich ausdehnt. Damit beginnt eine vorher schwebende Glaskugel zu sinken, da ihre Dichte gleich bleibt (ihre Masse und ihr Volumen bleibt gleich!).
Die Glaskugeln sind so ausgewogen, dass ihre Dichte der Wasserdichte einer bestimmten Temperatur entspricht: 18°C, 20°C, 22°C etc.
Feuchtigkeit der Luft
Hygrometer messen die Feuchtigkeit der Luft. Sie bestehen einer Feder und einem Haar (Menschenhaar) oder einem Kunststofffaden, der sich bei Feuchte ausdehnt.
Luft ist ein Gasgemisch
Luft besteht aus 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff und 1% Spuren wie Argon, Kohlendioxid u.a.
Die Atmosphäre
Bildquelle: www.kowoma.de/gps/zusatzerklaerungen/atmosphaere.htm
Troposphäre (0 – 12km)
Über der Meeres- oder Landoberfläche befindet sich die Troposphäre. Es ist der Luftraum, in dem sich das Wetter abspielt.
Stratosphäre (12 – 50km)
Mesosphäre (50 – 85 km)
Die Mesosphäre ist wieder durch eine stetige Temperaturabnahme gekennzeichnet, die ihr Minimum mit fast -100 °C in ca. 80 km Höhe erreicht. Dies ist gleichzeitig die obere Grenze der Mesosphäre.
Thermosphäre (85 – 500 km)
In der Thermosphäre lassen sich wegen der geringen Teilchendichte praktisch keine Temperaturen sondern nur Strahlungsenergien bestimmen.
Exosphäre (> 500 km)
Als Exosphäre wird die äusserste Atmosphärenschicht bezeichnet, die oberhalb der Thermosphäre in etwa 400 bis 1.000 km Höhe beginnt und allmählich in den Weltraum übergeht. Sie kann bereits als Teil des Weltraums angesehen werden. Ihre Obergrenze ist nicht genau definiert, weil ein fliessender Übergang in den Weltraum besteht. Alle Luftteilchen der Exosphäre sind ionisiert und haben aufgrund der starken Molekülbewegungen eine theoretische, nicht direkt messbare
Winde
Damit der Wind entsteht, muss es zunächst Luftschichten mit unterschiedlichen Temperaturen geben. Die unterschiedlichen Temperaturen entstehen durch die Sonne, die auf unterschiedlichen Boden oder unterschiedliche Luftschichten scheint.
Die warme Luft breitet sich aus und sie wird dünner und leichter. Langsam steigen die erhitzten Luftmassen nach oben, so kommt es zu einem Tiefdruck in Bodennähe. An kalten Stellen allerdings sinkt die Luft ab.
Am Boden entsteht Hochdruck und ein Druckunterschied zwischen den benachbarten Luftmassen stellt sich ein.
Um das Ungleichgewicht zu beheben, strömt die kalte Luft zur warmen Luft hinüber.
Je grösser das Temperaturgefälle zwischen den beiden Luftschichten, desto schneller der Strom.
Dadurch setzt sich die Luft in Bewegung.
Verdunstung
Wolken und Wolkenarten
Hier findest Du einen Artikel zu den Wolken.