5 DIE ZUSAMMENSETZUNG DER ERDE UND IHRER ATMOSPHÄRE SOWIE DIE DORT ABLAUFENDEN PROZESSE PRÄGEN DIE ERDOBERFLÄCHE UND DAS KLIMA

Wetter und Klima

Obwohl wir zwischen Klima und Wetter eine Verbindung finden, ist es notwendig, zwischen ihnen zu unterscheiden.

Klima

Der Begriff Wetter umfasst den aktuellen Zustand und die Prognose innerhalb von 10 Tagen. Unter den klimatischen Bedingungen verstehen wir ein langfristiges Wetter für mindestens 30 Jahre (Lapin, 2016). Klima ist ein Langzeitwettermodus, der den Verlauf meteorologischer Elemente und Phänomene (Lufttemperatur, Bewölkung, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit, Windrichtung und -geschwindigkeit usw.) über mehrere Jahrzehnte hinweg kennzeichnet. Es ist durch das energetische Gleichgewicht der Luftzirkulation, den Charakter der aktiven Oberfläche sowie durch Eingriffe des Menschen bedingt.

Wetter

Das Wetter ist nicht stabil, aber es ändert sich im Verlauf einiger Jahre. Für jedes Klima gibt es ein typisches Wetter, d. h. wir können über normales Wetter sprechen. Unter normalem Wetter verstehen wir eine Entwicklung, die mit dem langfristigen Wetter vereinbar ist. Starke Stürme, Überschwemmungen, Hagelstürme oder hohe Temperaturen sind normal, wenn sie nicht zu oft auftreten. In der Praxis werden 50% der Fälle, die dem langfristigen Durchschnitt am nächsten kommen, als normal angesehen. Wetterextreme sind selten und kommen weniger als einmal in 50 Jahren vor. Das normale Wetter wird im Allgemeinen aus Beobachtungen von mindestens 30 Jahren berechnet (Lapin 2004).

Klimafaktoren

Das Klima wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, die wir Klimafaktoren nennen. Das Klima wird durch das Zusammenspiel folgender Faktoren bestimmt: Sonnenlicht (die Intensität wird durch Breitengrad, Höhe und Bewölkung der Region bestimmt), physikalisch-geographische Bedingungen (insbesondere Relief, Höhe, Breitengrad), atmosphärische Zirkulation (die Verbreitung des Luftstroms, der das Relief beeinflusst, Küsten großer Wasserflächen, Luftreibung auf der Erdoberfläche) und Menschen (insbesondere das Wachstum von CO2 und anderen Gasen in der Atmosphäre).

Meteorologische Elemente

Die grundlegenden meteorologischen Elemente umfassen:

Lufttemperatur– gemessen an Wetterstationen in einer Höhe von 2 m über dem Boden im Schatten. Messwerte werden in Grad Celsius angegeben.

Bewölkung– erklärt den Wolkenbedeckungsgrad des Himmels und beeinflusst die Sonnenscheindauer. Sie hat auch eine Bedeutung für das thermische Gleichgewicht der Erdoberfläche. In der Meteorologie wird die Bewölkung in Achteln ausgedrückt (in der Klimatologie wird sie in Dezimalzahlen unterteilt). Das Zeichen 1/8 bedeutet also, dass keine Wolke den Himmel bedeckt und umgekehrt, im Fall von 8/8 können wir den vollständig bewölkten Himmel beobachten:

Abbildung 52: Bewölkung
(Quelle: http://www.in-pocasi.cz/clanky/teorie/oblacnost/)

Wolken

Wolken werden nach ihrer Form in zwei Hauptkategorien unterteilt: Konvektions- oder Cumuluswolken (aus dem lateinischen cumulus = Akkumulation) und Schicht- oder Stratuswolken (aus dem lateinischen stratus = Schicht).

Wir können sie auch aus einer vertikalen Höhenperspektive unterteilen. Die Gruppe der niedrigen (bis zu 2 km) besteht aus Stratus, Nimbostratus, Cumulus und Stratocumulus.

Abbildung 53: Wolken in Bezug auf die vertikale Höhe 1

Cumuluswolken sind dich und weiß und erinnern an Wattebäusche. Sie treten entweder als separate Wolken oder als dichter Wolkenhaufen auf. Während Cumuluswolken mit gutem Wetter verbunden sind, sind die Stratuswolken dunkelgrau, niedrig, gleichmäßig geschichtet oder bedecken den gesamten Himmel und sind normalerweise mit Regen verbunden.

Abbildung 54: Wolken in Bezug auf die vertikale Höhe 2

Die Gruppe der mittleren Wolken liegt zwischen 2 und 5 km und ist mit dem Präfix Alto (Altostratus und Altocumulus) gekennzeichnet. Hohe Wolken befinden sich über 5 km im kalten Bereich der Troposphäre und sind mit einem Cirro- oder Cirrus-Präfix gekennzeichnet. In dieser Höhe gefriert das Wasser, sodass die Wolken fast immer aus Eiskristallen bestehen. Diese Wolken sind flockenartig und oft durchsichtig (Cirrus, Cirrostatus und Cirrocumulus). Vertikale Wolken haben starke Aufwärtsströmungen und bilden sich in großen Höhen und umfassen Cumulonimbus, bei dem es sich um sehr große, erhabene dunkle Wolken handelt, die normalerweise mit starken Regenfällen und Stürmen verbunden sind.

Atmosphärischer Luftdruck – stellt den Grad der Kraft dar, der von der Masse der Atmosphäre auf der Erdoberfläche an einem bestimmten Ort ausgeübt wird, und ihre Größe hängt von der über der Oberfläche liegenden Luftmenge ab. Genau deshalb nimmt der Luftdruck mit abnehmender Höhe ab, der höchste Druck liegt knapp über der Erdoberfläche. Die Grundeinheit des Drucks ist Pascal (Druck 1 N (Newton) pro 1 m²). In der Meteorologie wird er in Hektopascal [hPa] ausgedrückt. Es können jedoch auch Bezeichnungen in Milibar [mbar] oder Torren (1 Torr ~ 4/3 hPa) auftreten. Der Standard-Luftdruck beträgt 1013,25 hPa (bei einer Höhe von 0 Metern und einer Temperatur von 0 °C). Der Luftdruck wird mit Barometern gemessen. Wenn der Druck mit der Temperatur steigt (meistens in niedrigeren Höhen), können wir mit schönem Wetter rechnen – dann verlangsamt sich der Druckanstieg oder stoppt. Wenn der Druck jedoch schnell (oder langfristig) abnimmt, können wir mit Regen oder Stürmen rechnen. Mit zunehmender Höhe ändert sich auch die Luftdichte. Die Luft ist am dichtesten an der Oberfläche der Erde. Luftmoleküle bewegen sich immer noch und ihre Bewegung variiert mit der Temperatur. Die Erhöhung der Temperatur erhöht auch die Bewegung von Molekülen. Eine erhöhte Bewegung führt auch zu einer stärkeren gegenseitigen Spannung der Moleküle. Wenn es abgekühlt ist, ist es das Gegenteil. Aus diesem Grund vergrößern die Substanzen ihr Volumen beim Erhitzen und nehmen beim Abkühlen ab.

Luftfeuchtigkeit – ist ein allgemeiner Begriff, der sich auf den Wasserdampfgehalt in der Luft bezieht. Wir unterscheiden zwischen absoluter und relativer Luftfeuchtigkeit. Die absolute Luftfeuchtigkeit ist die tatsächliche Wasserdampfmenge pro Luftvolumen. Die relative Luftfeuchtigkeit gibt das Verhältnis zwischen der aktuellen und der maximal möglichen Luftsättigung bei einer bestimmten Temperatur in der Atmosphäre an. Innerhalb der Luftfeuchtigkeit unterscheiden wir auch den sogenannten Taupunkt, der eine Temperatur darstellt, bei der die Luft maximal mit Wasserdampf gesättigt ist, mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von bis zu 100%. Wenn die Temperatur unter den Taupunkt fällt, tritt Wasserdampfkondensation (d. h. Verflüssigung) auf.

Wind

Wind und seine Geschwindigkeit – der Wind ist der Luftstrom, der zwischen zwei Orten mit unterschiedlichem Luftdruck auftritt (vom höheren Druck zum niedrigeren Druck). Bei der Beschreibung des Windes müssen zwei grundlegende Variablen beachtet werden, nämlich die Geschwindigkeit und Richtung. Die Windgeschwindigkeit wird mit einem Anemometer gemessen und die Windrichtung wird mit einem Windsack in 10 m Höhe über dem Boden (gemessen in m/s oder km/h) gemessen. Winde werden nach der Richtung benannt, aus der sie kommen. Zum Beispiel strömt der Nordostwind von Nordosten nach Süden. Die Windrichtung wird auch mittels eines Winkels von 0° (Norden) bis 360° (Norden) bezeichnet:

**Tabelle 2:** Windrichtung in Winkeln
Deutsche Benennung	Entsprechende Winkel in °
Nord-Nordosten	22,5
Nordosten	45
Ost-Nordosten	67,5
Osten	90
Süd-Südosten	112,5
Südosten	135
Süd-Südosten	157,5
Süden	180
Süd-Südwesten	202,5
Südwesten	225
West-Südwesten	247,5
Westen	270
West-Nordwesten	292,5
Nordwesten	315
Norden	360

Des Weiteren gibt es auch die sogenannte Windböe, die die maximale Windgeschwindigkeit darstellt, die mindestens 3 Sekunden andauert und innerhalb von 3 Minuten auftritt.

Die obigen meteorologischen Elemente können auch mit Hilfe schematischer Symbole ausgedrückt werden, die die Erfassung des beobachteten Wetters erleichtern:

Abbildung 55: Schematische Wettersymbole

(Quelle: http://www.visualdictionaryonline.com/earth/meteorology/international-weather-symbols/clouds.phphttps://www.tpocasi.cz/meteorologicke-pojmy/ostatni/)

Aus dem Vorherigen Abschnitt ist deutlich geworden, dass das Klima insbesondere durch die Energie der Sonne geprägt und beeinflusst wird. Es gibt viele andere Faktoren für diesen Prozess (Klimawandel), wie zum Beispiel Wasser, die Oberfläche der Erde, die Form der Erde, Tiere und dergleichen. Wir können sagen, dass die Natur des Klimas aus der Zusammenarbeit aller oben genannten Teile des Klimasystems der Erde resultiert, die die Erdoberfläche bilden.