Aus meinen Funkwetterberichten

Aus meinen Funkwetterberichten
(Auswahl)
Hochdruckgebiete
In unserer Vorstellung und Erwartung verbinden wir ein Hoch meist mit schönem Wetter.
Darin werden wir am heutigen spätsommerlichen Sonntag uns alle bestätigt fühlen. Aber vor
allem in der kalten Jahreszeit und deren Randbereichen zum Frühjahr und Herbst herrscht bei
hohem Luftdruck oftmals gar kein so schönes Wetter. Bei hohem Luftdruck befinden wir uns
nämlich meist nicht im Zentrum des Hochs, sondern vielfach in seinen Randgebieten, und
dort kann das Wetter recht verschiedene Gesichter zeigen. Ein Hoch wird im Durchschnitt
von drei Tiefdruckgebieten umkreist, deren Einflüsse sich bisweilen recht deutlich bemerkbar
machen. Ein Hoch verdanken wir somit stets den Tiefdruckgebieten seiner Umgebung, die
ihre Luft in die höheren Atmosphäreschichten pumpen. Von dort sinken sie dann nach unten.
So ist die Ostseite eines Hochs in unseren Breiten die kalte Flanke. Die Winde wehen dann
aus nordwestlichen bis nordöstlichen Richtungen und führen maritime bis kontinentale
Luftmassen aus dem Polargebiet bzw. aus Skandinavien oder Nordostrussland heran. Zur
Erinnerung: Aus einem Hoch strömen die Winde im Uhrzeigersinn heraus, neigen also stets
zu Rechtskurven. Die dazu gehörigen Isobaren weisen sog. "antizyklonale Krümmungen" auf.
Die Westseite der Antizyklone (ein anderer Name für Hochdruckgebiet) ist hingegen die
warme Seite. Luft aus Süden und Südwesten strömt in Deutschland ein. Warmluftadvektion
kann dann zu Inversionen führen. An der Nordseite des Hochs kann sich - wenn auch in
abgeschwächter Form - eine Westwinddrift einstellen mit Bewölkung und starkem Wind. An
der Südseite des Hochs kommt es zu kontinentalen Ostwinden. Im Sommer wird es dann
oftmals heiß, trocken und sonnig, aber im Winter bisweilen bitterkalt und neblig, vor allem
wenn sich noch feuchte Mittelmeerluft über den Alpenkamm nach Norden bewegt.
Nur wenn wir im Zentrum des Hochs liegen, was gar nicht so oft vorkommt, dann ist die
Wahrscheinlichkeit eines strahlendblauen Himmels und von Trockenheit am größten. Aber
auch hier bildet das Wetter im Winter oftmals Einschränkungen. Die Sonne strahlt nämlich
nur dann vom blauen Himmel bis zum Erdboden, wenn die Luft sehr trocken ist, vor allem
trocken auch noch bis in die Niederungen hinein. Ansonsten bildet sich Bodennebel mit einer
Inversionsschicht. Dieser Nebel kann sehr hartnäckig sein und sich tagelang halten, denn die
Sonne als kleines Fünkchen am Himmel hat im Winter zu wenig Energie, den Nebel
aufzulösen. Kühlt sich die Luft in den langen Nächten noch weiter ab, wird der Taupunkt
ständig unterschritten und es kommt zu Nebelnässen oder sogar zu Sprühregen. Die
Beschriftungen "Schönes Wetter", "Beständig" oder "Sehr trocken" auf manchen älteren
Barometern sollte man daher ruhig vergessen. Die Begriffe "Hoch" und "Tief" reichen völlig
aus. Denn auf diese Bezeichnungen ist Verlass, vorausgesetzt, das Barometer wurde
entsprechend geeicht, nämlich auf den auf Meereshöhe reduzierten, also relativen Luftdruck.
Azorenhoch
In meinen Funkwetterberichten ist oft die Rede vom Azorenhoch oder Keil des Azorenhochs
sowie von seinem Gegenstück, dem Islandtief. Beide Luftdruckgebilde bestimmen recht
verlässlich das Wettergeschehen in Europa. Sie sorgen nämlich dafür, dass bei uns eine
atlantische westliche Drift vorherrscht, was dazu führt, dass unsere Sommer und Winter im
Allgemeinen von den Temperaturen her gemäßigt ausfallen, also im Sommer nicht zu heiß,
im Winter nicht zu kalt werden. So war das zumindest vor unserer derzeitigen eventuellen
Klimaänderung. Es ist übrigens im Wesentlichen der Golfstrom, der jenen Wettermotor in
Gang hält. Das ganze lässt sich nachschlagen unter dem Stichwort "maritimes Klima."
(Meeresklima)
Die Entstehung jener beiden Luftdruck-"Giganten" wird vornehmlich durch die Ausbildung
kalter und warmer Meeresströmungen, also durch unterschiedlich temperiertes
Oberflächenwasser des Atlantiks, mitbestimmt, wie das ja auch beim "El Nino" im Pazifik der
Fall ist. Bei uns hat man nun eine Periode von etwa 20 Jahren festgestellt, in der sich das
Azorenhoch und das Islandtief abschwächen. Man spricht in diesem Fall von einer "niedrigen
nordatlantischen Oszillation." Vor allem wegen der damit verbundenen Schwäche des
Azorenhochs können Stürme, die normalerweise auf dem Atlantik toben, dann auch
Südwesteuropa erreichen und dort zu Unwettern führen, wie wir sie manchmal in Portugal
und Spanien erlebt haben. Eine weitere Folge wäre eine Reihe relativ kalter Winter in Mittelund Osteuropa.
Es könnte nun sein, dass eine Klimaerwärmung jener normalen Klimaschwankung, also der
erwähnten niedrigen "nordatlantischen Oszillation", entgegenwirkt und zu einer sich
verstärkenden Ausbildung von Azorenhoch und Islandtief führen, also zu einer starken
"nordatlantischen Oszillation". Dies hätte zur Folge, dass es künftig wieder häufiger kühle
Sommer und milde Winter gäbe. Die Westwinddrift würde somit allgemein kräftiger und
verlässlicher. Das wäre dann eine gute Nachricht für alle Energiegewinnungen, die mit der
Ausnutzung des Windes zu tun haben.
Zurzeit sind dies aber alles nur Spekulationen - in ca. 30 Jahren wissen wir mehr darüber,
denn 30 Jahre beträgt der Zeitraum, den man mindestens benötigt, um einigermaßen
verlässliche Aussagen über eine mögliche Klimaänderung zu machen. Auf das Azorenhoch
und das Islandtief können wir uns auf jeden Fall weiterhin verlassen. Ob sich jedoch die von
ihnen erzeugte Westwinddrift künftig verstärkt oder abschwächt und welche Zeiträume dies
umfasst, bleibt abzuwarten. Das Wetter in Europa wird sich wohl weiterhin zwischen
maritimen und kontinentalen Einflüssen gestalten. Allein in Deutschland können wir dabei
über 10 verschiedene Luftmassen registrieren, die zum Teil sehr unterschiedliche
Auswirkungen auf unser Wetter haben. Zu diesem Thema habe ich mich in meinen Beiträgen
bereits früher mehrmals geäußert.
Indian Summer ohne "Alte Weiber"
Nun hat uns gestern nach dem meteorologischen vor drei Wochen auch der kalendarische
Herbst erreicht. Und pünktlich ist wieder die Rede vom so genannten "Altweibersommer",
den viele von uns herbeisehnen. Der Altweibersommer zählt zu den sich regelmäßig
wiederholenden Wetterereignissen, den sog. "Singularitäten", wie z.B. auch das
Weihnachtstauwetter, die Eisheiligen, die Schafskälte und der Siebenschläfer. Es handelt sich
um einen Wärmerückfall, der in fast jedem Jahr im Zeitraum zwischen dem 23. September
und dem 1. Oktober auftritt und wofür in aller Regel ein Festlandshoch über Osteuropa
verantwortlich ist, das trockene und warme Kontinentalluft nach Mitteleuropa einströmen
lässt. In jener Zeit fängt das Laub an, sich bunt zu färben. Mit "alten Weibern" hat jene
Wetterphase allerdings gar nichts zu tun.
Schon seit Jahrtausenden ranken Sagen und Mythen um den Begriff des Altweibersommers.
Zu jeder Zeit und in jedem Land wurden die Ursprünge des Wortes anders gedeutet: Die im
Volksglauben gängigste Erklärung war folgende: Die winzigen Fäden, die in den letzten
Septembertagen durch die Lüfte fliegen und natürlich von jungen Spinnen stammen, wurden
als das Werk von Elfen angesehen. Im nordischen Mythos sind es die sog. "Nornen", drei
Göttinnen mit den Namen "Urt", "Werdoni" und "Skult", übersetzt: "Vergangenheit",
"Gegenwart", "Zukunft". Jene total alterungs-resistenten Damen spinnen den Schicksalsfaden
eines jeden Menschen bis zu seinem Tode. Soweit zum Mythos.
Eine besonders stark ausgeprägte Form des Altweibersommers gibt es in Nordamerika. Dort
heißt er "Indian Summer" (Indianersommer). Während sich bei uns im Frühherbst die Blätter
verfärben, erlebt die amerikanische Ostküste einen fast explosionsartig auftretenden
Farbenrausch. Dieser gilt als weltweit einmalig. Mitte August beginnt das Farbenspiel in
Kanada und wandert dann weiter südwärts über Georgia bis nach Texas, das es im November
erreicht. Am schönsten ist es in den Neuenglandstaaten Connecticut, Maine, Massachusetts,
New Hampshire und Rhode Island, vor allem aber in Vermont.
Nach den ersten kalten frostigen Nächten wird es oft wieder wärmer mit Temperaturen um 20
Grad unter blauem Himmel, so dass die Farben dann besonders intensiv strahlen. Die
nordamerikanische Flora ist weitaus vielfältiger als die in Deutschland und Europa. Es gibt
fünfzehn Mal so viele Baumarten wie in Westeuropa. Dazu gehören allein 70 verschiedene
Eichenarten - bei uns sind es nur drei. Dass der Farbenrausch an der Ostküste so plötzlich und
intensiv einsetzt, liegt aber vornehmlich auch daran, dass es in jenen Regionen früher kalt
wird als bei uns. Die Bäume unterbinden dann schlagartig die Zufuhr des grünen Farbstoffes,
des Chlorophylls. So bleiben die Rot- und Brauntöne übrig, die sonst vom Grün überdeckt
werden. Der wichtigste Baum im Indian Summer ist der Zuckerahorn. Die Kälte unterbricht
den Zuckerzyklus, wobei der danach einsetzende chemische Umwandlungsprozess das Laub
erst so richtig zum Leuchten bringt.
Aus Amerika stammt auch die originellste Sage um den Altweibersommer, die Rückschlüsse
auf die Bezeichnung "Indian Summer" zulässt. Der Name Indian Summer geht nämlich auf
die Zeit zurück, als die Weißen begannen, die Gebiete der Indianer zu erobern. Die an Zahl
und Waffen unterlegenen Indianer wehrten sich bisweilen mit einer List. So unterstellte es
ihnen der weiße Mann, dass sie ihre Geschenke in heuchlerischer Absicht oder mit listigen
Hintergedanken übergaben. Sie standen ja schließlich mit dem Rücken zur Wand und
versuchten, ihre Haut zu retten. Somit wäre der Indianer-Sommer als ein Heuchler zu
betrachten, dem nicht zu trauen ist, ein "falscher" Sommer also, der uns zwar Echtheit
vorgaukelt, der aber bald zu Ende sein wird und in Regen, Wind und Kälte umschlägt, in
Nordamerika übrigens noch abrupter und nachhaltiger als hier bei uns. Es existiert aber noch
eine zweite Deutung, vor allem für die rote Blattfärbung: Sie hat mit dem Sternenhimmel zu
tun. Schuld gab man dem indianischen "Himmlischen Jäger", der den Großen Bären über den
nächtlichen Himmel hetzte und auf ihn mit einem Bogen schoss. Aus der Pfeilwunde tropfte
Blut, das die Herbstwälder Amerikas so markant rot färbte, dass in jedem Jahr nicht nur die
Amerikaner selbst, sondern auch die Touristen sich jenes Naturschauspiel immer wieder
anschauen.
Luftdruck und Höhe
Wahrscheinlich haben Sie schon mal eine Wanderung unternommen und dabei eine topographische Landkarte benutzt. Auf einer solchen Karte sind neben den üblichen Informationen
zur Strecke auch Höhenlinien eingezeichnet. Jede dieser Linien stellt ein bestimmtes Höhenniveau dar. Von einer Linie zur nächsten wird immer derselbe Höhenunterschied angezeigt.
So können sich diese Linien auch niemals berühren. Um einen wohlgeformten Berg herum
verlaufen sie nahezu kreisförmig. Nehmen Sie einen Wanderweg senkrecht dazu, handelt es
sich um den steilsten Anstieg, den es geben kann. Verläuft er schräg, ist er weniger steil, dafür
aber länger. Benutzen Sie einen Weg, der parallel zu einer solchen Höhenlinie verläuft, bleiben Sie stets auf ein- und derselben Höhe. So können Sie Ihre Wanderstrecke bereits vor dem
Aufbruch zur Tour genau danach untersuchen, wo es auf Ihrem Weg aufwärts oder abwärts
geht und wie steil der Anstieg pro Wegstrecke jeweils ist.
In der Wetterkunde gibt es ebenfalls solche topographischen Karten. Diese haben jedoch mit
dem Luftdruck und seiner Höhenlage zu tun. Wie Sie bereits wissen, nimmt der Luftdruck mit
der Höhe recht stark ab. So haben wir bereits in 5,5 km Höhe durchschnittlich nur noch die
Hälfte des Luftdrucks hier am Boden. Sie kennen sicher auch den Begriff der Isobaren. Das
sind die Linien gleichen Luftdrucks auf einer Bodenwetterkarte. Ihr Abstand voneinander gibt
die Druckunterschiede über eine bestimmte Entfernung an. Am vergangenen Montag hatten
wir den ersten Herbststurm dieses Jahres. Dieser war auf der Wetterkarte an einer besonders
dichten Drängung der Isobaren im Bereich einer Kaltfront sichtbar. Es ging also über einen
kurzen Raum steil mit dem Luftdruck nach unten. Daher der Sturm. Dabei weht der Wind
etwa in Richtung dieser Isobaren.
Eine solche Bodenwetterkarte ist jedoch keine topographische Darstellung. Für eine topographische Karte benötigt man ebenfalls Höhenlinien. Aber was sind das beim Luftdruck für
Höhenlinien? Es sind die Höhenlinien einer bestimmten Druckfläche in unserer Atmosphäre.
Sehr wichtig ist zum Beispiel die Druckfläche von 500 hPa. Dieses Druckniveau liegt etwa in
5 km Höhe. So kann man mit einem Radiosondenaufstieg eines Wetterballons messen, in
welcher Höhe der Luftdruck 500 hPa beträgt. So erhält man zum Beispiel um ein Tief herum
ziemlich kreisförmige Höhenlinien jenes Luftdruckniveaus.
Die Messungen in der Höhe haben den Vorteil, dass dort die Winde wegen der fehlenden Bodenreibung parallel zu diesen Höhenlinien wehen. Dadurch wird eine Wetterlage für die Meteorologen durchsichtiger. Wir erhalten ebenfalls ein Bild von der Verteilung der Hoch-. und
Tiefdruckgebiete und damit der Luftströmungen. Die Luft bewegt sich, wie gesagt, parallel zu
diesen Linien und der Wind ist um so stärker, je dichter die Linien beieinander liegen.
Die Regeln für die Luftbewegung um ein Hoch und ein Tief sind genau dieselben wie für die
Isobaren in der Bodenwetterkarte. Linien, die Punkte gleicher Höhe miteinander verbinden,
werden Isohypsen genannt. Und diese meteorologischen Isohypsen sind im Prinzip dasselbe
wie die topografischen Höhenlinien auf einer Landkarte. Die Druckflächen von 500 hPa und
300 hPa sind besonders wichtig für die Arbeiten des Wetterdienstes. Da der Luftdruck von
500 hPa etwa die Hälfte des Luftdrucks an der Erdoberfläche ausmacht, stellt die 500 hPa Fläche das mittlere Niveau der Atmosphäre dar. Man hat dort ebenso viel Luft über sich wie
unter sich. Karten für das 300 hPa- Niveau bei etwa 9000 Meter Höhe sind von großer Wichtigkeit für den Flugverkehr, da in dieser Höhe die Jetstreams (Strahlströme) wehen.
Auf der Südhalbkugel rotieren Hoch- und Tiefdruckgebiete anders herum als auf der
Nordhalbkugel
Wir sind uns selten darüber bewusst, dass wir uns auf einer rotierenden Erdkugel befinden.
Wir tun so, als seien wir in Ruhe. Ohne die Erddrehung sähe aber manches anders aus als wir
es gewohnt sind. Mit Sicherheit gäbe es uns alle gar nicht. Nehmen wir nur einmal das Wetter
und unser Klima als Beispiel. Ohne Erdrotation gäbe es keine Hoch- und Tiefdruckgebiete
und somit auch nicht das uns bekannte und lebenswichtige Wetter und Klima auf der Erde.
Wieso? Hintergrund dieses Phänomens ist die Corioliskraft oder "die ablenkende Kraft der
Erdrotation". Richtig müsste man vom "Corioliseffekt" sprechen, denn es handelt sich um
keine echte Kraft, sondern um eine Scheinkraft. Sie ist einfach ein Beobachtungseffekt, dem
wir unterliegen, weil wir uns mit der Erde mitdrehen.
Ein Gegenstand am Äquator dreht sich, von außen gesehen, mit einer Geschwindigkeit von
1667 Kilometern pro Stunde von West nach Ost. Je weiter man nach Norden kommt, umso
langsamer rotieren die Punkte auf der Erdoberfläche. Eine Masse, die sich vom Äquator nach
Norden bewegt, ist bestrebt, ihr höheres Drehmoment beizubehalten. Deshalb wird sie nach
rechts abgelenkt, nach Osten. Umgekehrt: Eine Masse, die sich von Norden nach Süden auf
den Äquator zu bewegt, "wehrt sich" gegen das zunehmende Rotationstempo und weicht nach
Westen aus - also auch nach rechts in Strömungsrichtung.
Tiefdruckgebiete zeichnen sich nun dadurch aus, dass Luftmassen in sie hinein strömen. Weil
sie sich über Hunderte oder Tausende von Kilometern ausdehnen, wird für jene Luftmassen
der Corioliseffekt spürbar. Sie erfahren auf der Nordhalbkugel eine Ablenkung nach rechts.
Die Folge ist eine Rotation des gesamten Tiefdruckwirbels gegen den Uhrzeigersinn. Besonders gut kann man dies auf den Satellitenbildern von tropischen Wirbelstürmen sehen, die
nichts weiter sind als extreme Tiefdruckgebiete.
Aus einem Hochdruckgebiet strömt am Boden zum Ausgleich Luft nach außen, eine Folge
der das Hoch umgebenden Tiefdruckgebiete. Auch diese Luft wird auf der Nordhalbkugel
nach rechts ablenkt. Die Folge ist eine Drehung im Uhrzeigersinn.
Auf der Südhalbkugel gelten natürlich die gleichen Gesetze, nur mit umgekehrtem Vorzeichen, denn dort werden die Winde vom Corioliseffekt nach links abgelenkt. Dort drehen sich
somit die Tiefdruckgebiete im Uhrzeigersinn und die Hochs dem entgegen.
Wie gesagt: Da wir uns auf der Erde mitdrehen, scheint es nur so, dass unsere Winde durch
die Erddrehung abgelenkt werden. Wenn wir der "Mann im Mond" wären, würden wir die
Linien als Gerade sehen und genauso würden wir auch die Luft "sehen", wie sie geradewegs
vom hohen zum tiefen Druck fließt. Deshalb ist die Corioliskraft eben nur eine Scheinkraft.
Dieser Effekt wurde nach dem französischen Wissenschaftler Gaspard Coriolis benannt.
Der Effekt macht sich bei allen frei beweglichen Objekten bemerkbar, somit auch bei Meeresströmungen, Flugzeugen und Raketen. Man hat sogar festgestellt, dass nordsüdlich verlaufende Eisenbahnschienen sich etwas eher abnutzen als westöstlich verlegte, eben wegen der ablenkenden Kraft nach rechts. Die Räder drücken bei einer Fahrt nach Norden etwas stärker
gegen die Innenseite der rechten Schiene. Bei einer Fahrt nach Süden geschieht dies ebenso,
nur ist dann die Innenseite der anderen Schiene davon betroffen.
Der Corioliseffekt variiert mit der Geschwindigkeit des Objekts und mit der geographischen
Breite. Er ist Null am Äquator und an den Polen am größten. Er ist jedoch so gering, dass wir
im normalen Leben nichts von ihm bemerken, weil entweder die Geschwindigkeit zu gering
ist oder aber die Strecke zu kurz. Somit ist der Corioliseffekt auch nicht daran schuld, ob sich
in der Badewanne beim Abfließen der Wasserstrudel links oder rechts herum dreht.
Wetterkapriolen und Klimaerwärmung
Heftigste Regenfälle in Brasilien, Überflutungen von Riesenausmaßen in Queensland in
Australien, Regen und Schneeschmelze bei uns und das Hochwasser, dies alles sind nur
Einzelfälle im weltweiten Wettergeschehen. So haben die Australier unter ihrem
Klimaphänomen "la Nina" zu leiden. Dies erhöht vor der australischen Ostküste die
Wassertemperaturen, die ohnehin schon hoch sind. Deshalb verdunstet dort viel Wasser und
es kommt entsprechend viel runter. Es handelt sich um eine Wetterkapriole, ohne dass sich
eine bestimmte neue Ursache dafür erkennen lässt.
Auch die massiven Niederschläge in Brasilien sind nicht die direkte Folge einer globalen
Erwärmung. Die tropischen Ozeane haben sich erwärmt. So können enorme Wassermengen
in relativ kurzer Zeit herunterkommen. Allerdings haben die Wetterextreme eine zunehmende
Tendenz. Auch die Überschwemmungen in Pakistan muss man hinzurechnen. Der Indische
Ozean ist ein bisschen wärmer geworden als im Normalfall. Starke Niederschläge können
somit noch etwas stärker werden.
Dies kann alles durchaus noch schlimmer werden, denn wir erleben ja jetzt erst den Anfang
der globalen Erwärmung. Wir haben weltweit eine Erwärmung von 0,7 °C während des
letzten Jahrhunderts zu verzeichnen. Wir wissen, dass jene Erwärmung auf jeden Fall
weitergeht, zumal auch wegen der Trägheit des Klimageschehens. Selbst wenn wir jetzt die
Erwärmung stoppen würden, es würde erst einmal noch schlimmer werden, bevor eine
Stagnation eintritt. Nur über eine längere Zeit kann man dies rückgängig machen, zum
Beispiel durch die drastische Verringerung des CO2. Aber das geht nicht kurzfristig. Jedoch
im Prinzip haben wir es noch in der Hand, zumindest die schlimmsten Folgen zu vermeiden.
So will man ja die Grenze einer weltweiten Erwärmung um 2 °C nicht überschreiten. Aber
auch das ist schon eine gewaltige Herausforderung. Wir müssen also in Zukunft mit weiter
zunehmenden extremen Wettererscheinungen weltweit rechnen.
Schon jetzt können sich die entwickelten reichen Länder besser dagegen schützen als die
unterentwickelten armen. Das sieht man ja immer wieder ganz deutlich an den Folgen der
Wetterkatastrophen. Die meisten Toten sind stets in den armen Ländern zu beklagen. Diese
benötigen die Unterstützung - vor allem mit viel Geld - durch die reichen Länder. Dies wurde
ja auch auf der letzten Klimakonferenz in Cancún mit Nachdruck angedacht.
Hintergrundwissen zur aktuellen Winterdiskussion in Europa
Die Nordatlantische Oszillation (NAO)
Unser Klima über dem Nordatlantik und hier in Europa wird sehr stark durch die
Nordatlantische Oszillation bestimmt. Es handelt sich dabei um eine interne
Klimaschwankung, die schon seit vielen Jahrzehnten bekannt ist. Sie wurde bereits in den 20er Jahren des vorigen Jahrhunderts beschrieben. Es handelt sich dabei um eine
"Luftdruckschaufel" zwischen dem Islandtief und dem Azorenhoch. Dadurch wird die Stärke
der Westwinde in jener Region bestimmt.
Ein einfach zu messender Index ist die Druckdifferenz zwischen Lissabon und Island. Ein
hoher NAO- Index steht für ein anomal starkes Islandtief und ein anomal starkes Azorenhoch.
Ein niedriger Index ist durch ein anomal schwaches Islandtief und ein anomal schwaches
Azorenhoch charakterisiert. Seit 1860, dem Beginn der Luftdruckmessungen an beiden
Stationen, kann man ausgeprägte Schwankungen im Abstand von durchschnittlich zehn
Jahren feststellen. So wurden Anfang des 20. Jahrhunderts relativ hohe Werte gemessen, aber
in den 60-er Jahren erreichte der Index ein Minimum und stieg dann wieder relativ stark an.
Dieser Anstieg trug beträchtlich zur Erwärmung der Nordhemisphäre im Winter in den letzten
Jahrzehnten, insbesondere über Eurasien, bei. Auch die milden Winter in Deutschland in den
letzten Jahrzehnten sind auf die anomale Stärke der NAO zurückzuführen. Bis heute weiß
man jedoch nicht, ob diese Intensivierung auch durch menschliche Einflüsse teilweise bewirkt
wird oder bewirkt worden ist. Jene Druckschwingungen waren in den vergangenen 30 Jahren
sogar von Jahr zu Jahr recht variabel.
Die Veränderungen der NAO haben natürlich Auswirkungen für das Klima über dem
Nordatlantik und Europa. So werden vor allem die bodennahe Temperatur und der
Niederschlag über Europa stark durch die NAO geprägt. Die Sturmhäufigkeit über dem
Atlantik ist ebenfalls eng mit der NAO korreliert. Hohe Werte gehen üblicherweise mit
milden Temperaturen, erhöhten Niederschlägen und mehr Stürmen über Deutschland einher.
Unser diesjähriger lang anhaltender extremer Frühwinter in Deutschland und Europa hat
seinen Ursprung in einem aktuell relativ niedrigen Wert der Nordatlantischen Oszillation.
Man sollte dies bei allen Diskussionen über den globalen Klimawandel nicht vergessen.
Der Mai
Der Mai hat seinen Namen von der Erd- und Wachstumsgöttin Maria. Der zweite
Namenspate ist der Göttervater Jupiter Maius, der Gebieter über Blitz, Donner, Regen und
Sonnenschein.
Obwohl die Sonne in diesem Monat das Festland schon auf sommerliche Temperaturen
erwärmen kann, gibt es mit Sicherheit immer wieder recht kühle Tage, da sich das nördliche
Meer noch nicht genügend aufgeheizt hat. Doch "Mai warm und trocken, lässt alles
Wachstum stocken", heißt es. Und "Mai kühl und nass, füllt des Bauern Scheun und Fass."
Der 25ste ist der Tag des Hl. Urban, Schutzpatron der Winzer und Weinberge. So werden
dann in Weingegenden vielerorts Bittgänge abgehalten. Außerdem ist dieser Tag für die
Wetterbestimmung der nächsten Tage bis Wochen wichtig: "Wie sich's an St. Urban verhält,
so ist's noch 20 Tage bestellt." "St. Urbanus gibt der Kälte den Rest, wenn Servatius noch was
übrig lässt". Am 25. und 26. Mai sind nämlich die sog. "kleinen Eisheiligen". Die bekannten
Eisheiligen finden vom 11. bis 13. Mai statt (in Süddeutschland vom 12. - 14. Mai).
Seit 1936 begehen wir in diesem Monat den "Vatertag". Dieser Tag hat vornehmlich für
denjenigen, der zu tief ins Glas schaut, etwas von der ursprünglichen Erfahrung von
"Himmelfahrt" verloren, wobei er am Folgetag sehr irdisch mit Katerstimmung auf dieser
Welt sich wieder findet.
In diesem Zusammenhang fällt mir ein Volksspruch ein, der in etwa dazu passt: "Es kommt
kein gut Wetter, bevor Christus nicht die Beine von der Erde hat."
Im Mai, im Marienmonat, werden überall Marienandachten gefeiert. Mit Maria wird
Fruchtbarkeit und Wachstum verbunden. Der Mai gilt als Monat mit dem stärksten Wachstum
in der Natur. Die Mauersegler kehren zurück und man kann wieder schwärmende Bienen
beobachten. Die Libellen schlüpfen wieder, ein Geschlecht, das schon seit 250 Mio Jahren auf
unserer Erde existiert.
Und was ist mit den Maikäfern? Gibt es keine Maikäfer mehr? In früheren Zeiten traten
diese in solchen Massen auf, dass sie bekämpft werden mussten. Sie fraßen innerhalb
kürzester Zeit z.B. große Eichen kahl. Seit Mitte der 80er Jahre kommen sie heute auch
wieder vermehrt vor, wobei man einen Jahresrhythmus von ca. 35 Jahren beobachtet hat.
Dann gibt es sog. "Spitzenpopulationen".
Die Entwicklungsdauer des wechselwarmen Maikäfers hängt von der Außentemperatur ab.
Sie beträgt in warmen Regionen etwa 3 Jahre, in kälteren bis zu 5 Jahre. Der Käfer schwärmt
nur 2 - 8 Tage von Mitte bis Ende Mai. Früher kannte man die sogenannten "gefürchteten
Maikäferjahre", welches an der vierjährigen Entwicklungszeit der Maikäferlarve liegt.
Wenn in diesem Jahr ein Maikäfer den Boden verlässt, frisst er Blätter und legt dann Eier ab.
Daraus entwickelt sich die Larve, der Engerling, der zunächst einmal bis etwa Spätherbst
Moder und Humus frisst, danach bis zum April nächsten Jahres im Boden ruht. Dann, im Mai
bis Juni nächsten Jahres, frisst er Wurzeln und kann damit große Schäden anrichten. Dies
macht er dann noch zwei Jahre lang so: ruhen und fressen. Im 3.- 4. Jahr erreicht er von Juli
bis September sein Puppenstadium in etwa ein Meter Tiefe. Von Oktober bis Dezember
schlüpft dann bereits der Käfer, bleibt aber noch im Boden, bis er im Mai durch wärmende
Sonnenstrahlen geweckt wird und für kurze Zeit ausschwärmt.
Sollten Sie in diesen Tagen irgendwo einen Maikäfer finden und in der Hand halten, dann
werden Sie sich bewusst, welch lange Entwicklungszeit der Käfer hinter sich hat. Wenn er
nicht gerade in Massen auftritt, schadet er der Natur wenig. Dann können wir ihn um so
unbefangener bewundern.
Kälterückfälle im Mai
Aus wettermäßig aktuellem Anlass heute noch ein kleiner Nachschlag zum Thema der
"Eisheiligen". Am vergangenen Sonntag bemerkte ich, dass jene Kälterückfälle im Mai nichts
Ungewöhnliches darstellen und dass sie in früheren Zeiten fast in jedem Jahr nachgewiesen
wurden. In unserer Zeit ist die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens auf etwa 60%
herabgesunken. Wenn die Eisheiligen ausbleiben, beschwert sich natürlich niemand, und
wenn sie dann so markant wie in diesem Monat auftreten - erst recht nach dem langen kalten
Winter dieses Jahres - sind wir auf sie überhaupt nicht gut zu sprechen. Wir sind diese lang
anhaltende kalte Witterung einfach leid, zumal diese überhaupt schwer einzuordnen ist in den
Erwärmungstrend des angekündigten Klimawandels. Nun wird die Durchschnittstemperatur
des Mai sogar um satte fünf Grad unterschritten. Droht vielleicht doch eher eine neue Eiszeit?
Ich bleibe bei meinem Nein. Die Kälteperiode Mitte Mai bleibt ein typisches
Wetterphänomen, das - wie gesagt - in früheren Jahrhunderten sogar regelmäßig stattfand.
Heute bleiben jedoch derartige Kälterückfälle in zwei von fünf Jahren aus. Die Eisheiligen der
hinter uns liegenden Woche sind markante Zeugnisse einer historischen, aber schon recht
genauen Wetterbeobachtung: So enden die Eisheiligen in Norddeutschland am 13. Mai, im
Süden unserer Republik aber erst am 14. oder 15. Mai. Der Grund: Die oftmals aus der Arktis
stammende Luft braucht mindestens einen Tag, um von der Küste zu den Alpen zu gelangen.
Zum Schluss möchte ich Ihnen heute jene Eisheiligen einmal etwas persönlicher vorstellen.
Mamertus ( um 477 in Vienne, Gallien) war Bischof und wird in der katholischen Kirche
als Heiliger verehrt. Mamertus entstammte einer wohlhabenden gallorömischen Familie aus
Lyon. Er wurde 461 Erzbischof von Vienne, wo er auch verstarb. Er führte die Bittprozession
vor Himmelfahrt ein.
Während seiner Amtszeit gebot er der Überlieferung nach durch Beten einer furchtbaren
Feuersbrunst Einhalt, die die ganze Stadt zu zerstören drohte und soll auch andere Wunder
und Heilungen bewirkt haben.
In der Kunst wird er im Ornat eines Bischofs dargestellt, mit einem brennenden Licht zu
Füßen des Kreuzes. Er ist der Patron der Hirten und der Feuerwehr und wird bei Dürre, Fieber
und Brusterkrankungen angerufen.
Sein Gedenktag ist der 11. Mai. In Deutschland (vor allem Norddeutschland) wird er zu den
Eisheiligen gezählt.
Pankratius, 12. Mai: Um das Jahr 303 kam der verwaiste Sohn eines reichen Römers mit
seinem Onkel nach Rom und unterstützte der Legende nach mit seinem Erbe die verfolgten
Christen. Der 14-jährige wurde erwischt, vor Kaiser Diokletian gebracht und öffentlich
enthauptet. Der Heilige gilt als Schutzpatron der Kommunionkinder sowie gegen Krämpfe
und Kopfschmerzen.
Servatius, 13.Mai: Er war der erste Bischof von Tongern in den heutigen Niederlanden. Nach
unterschiedlichen Legenden wurde er am 13. Mai 384 mit einem Holzschuh erschlagen. Sein
Grab befindet sich in Maastricht an der Straße nach Köln. Er war im Übrigen noch entfernt
verwandt mit Jesus. Marias Mutter Anna hatte nämlich eine Schwester namens Esmeria,
deren Tochter Elisabeth die Mutter von Johannes dem Täufer war - somit die Großtante von
Servatius.
Bonifatius, 14. Mai: Es handelt sich nicht um den berühmten Heidenapostel der Deutschen,
sondern um einen jungen Römer, der eigentlich gar kein Christ war. Er suchte in Tarsus
(Türkei) nach den Reliquien christlicher Märtyrer. Unter dem Druck der Christenverfolgung
bekehrte er sich und fiel ihr im Jahre 306 selbst zum Opfer.
Sophie, 15. Mai: Sie gilt nur in Süddeutschland als Eisheilige. Man weiß nur wenig über sie.
Auch sie soll während der Christenverfolgungen durch Kaiser Diokletian den Märtyrertod
erlitten haben. Reliquien der Heiligen werden sowohl in Rom als auch im Elsass verehrt.
Nach ihr ist das Sophienkraut benannt, auch als Besenranke bekannt.
Bei den Datumsangaben der Eisheiligentage muss berücksichtigt werden, dass Papst Gregor
XIII. den gregorianischen Kalender zwar schon 1582 einführte, dass er jedoch in den
nichtkatholischen Gebieten Nord- und Mitteleuropas erst zwischen 1700 und 1752
flächendeckend auf die neue Zeitrechnung umgestellt wurde. Bei dieser Umstellung wurde z.
B. in England der September 1752 um 11 Tage verkürzt (auf den 2. September folgte
unmittelbar der 14.). Da die Eisheiligen, wie alle anderen Heiligen, im Kalender unverändert
stehen geblieben sind, finden sie nach altem Kalender also eigentlich erst 11-12 Tage später
statt, also vom 23. Mai bis 27. Mai. Diese Überlegung trifft natürlich nur zu, wenn die Regel
vor Einführung der Kalenderreform aufgestellt wurde. Tatsächlich sind wetterstatistisch die
Tage mit häufiger N/NO-Wetterlage, die Kaltluft bringt, vom 21. Mai bis 23. Mai, also 9
Tage später. Das lässt auf eine Entstehung der Wetterregel 2-3 Jahrhunderte vor der
Kalenderreform schließen.
Ganz zum Schluss noch ein paar Eisheiligen- Regeln:
Pankraz, Servaz, Bonifaz
machen erst dem Sommer Platz.
Vor Bonifaz kein Sommer,
nach der Sophie kein Frost.
Vor Nachtfrost du nie sicher bist,
bis Sophie vorüber ist.
Servaz muss vorüber sein,
will man vor Nachtfrost sicher sein.
Pankrazi, Servazi und Bonifazi, sind drei frostige Bazi.
Und zum Schluss fehlt nie, die Kalte Sophie.
Pankraz und Servaz sind zwei böse Brüder,
was der Frühling gebracht, zerstören sie wieder.
Pflanze nie vor der Kalten Sophie.
Mamerz hat ein kaltes Herz. Die kalte Sophie macht alles hie.
Sie bringt zum Schluss ganz gern noch einen Regenguss.
Das war´s mal wieder. Schönen Sonntag und eine wärmere Woche!
Vy 73
Klaus, DL5EJ
Entwicklung des globalen Klimas
Die Entwicklung des globalen Klimas hängt von weitaus mehr Faktoren ab als allgemein
bekannt ist. Am vergangenen Sonntag wies ich darauf hin, dass seit Beginn der
Industrialisierung die Menge von Gasen in unserer Atmosphäre, die den Treibhauseffekt
verstärken, um 40% seit 1750 - und damit auch die globale mittlere Temperatur um 0,6 bis 1
Grad - unter Einwirkung des Menschen zugenommen hat. Auffallend ist, dass die 10
wärmsten Jahre des 20. Jahrhunderts aus seinen letzten 17 Jahren stammen (1998, 1997,
1995, 1990, 1991, 1994, 1983, 1988, 1987, 1996). Wir treiben also ein gewagtes Spiel mit
dem globalen Klima, das wir mit Sicherheit nicht gewinnen werden, wenn wir so
weitermachen.
Das globale Klima hat sich aber immer schon durch "natürliche" Ursachen (ohne Eingriff des
Menschen) mehr oder weniger stark verändert. So wissen wir z.B. inzwischen recht genau,
wie sich das Klima in den letzten 1000 Jahren verhalten hat. Trotz leicht voneinander
abweichender Ergebnisse der Klimaforscher stimmen ihre Aussagen in wesentlichen Punkten
überein. Die Sonne, aber auch die Erde selbst, muss man nämlich mit globalen
Temperaturschwankungen in Verbindung bringen.
Sonne
Die "Solarkonstante", also der Betrag der Sonnenenergie, die an der Obergrenze der
Atmosphäre ankommt (1370 W / m²) schwankt um 3% wegen der unterschiedlichen
Entfernung der Erde während ihres Umlaufs um die Sonne. Doch strahlt auch die Sonne bei
weitem nicht so gleichmäßig, wie man noch bis ins 16. Jahrhundert hinein annahm. Denken
wir an die "Sonnenflecken" und ihren ca. 11jährigen Zyklus, dem noch weitere Perioden
überlagert sind und die zu extremen Fleckenmaxima und Fleckenminima führen können. So
sind bedeutsame Zusammenhänge zwischen dem Klima der letzten Jahrhunderte und der
Anzahl der Sonnenflecken belegt. Die so genannte "Kleine Eiszeit" fand in einem Stadium
der Sonne statt, als diese viele Jahrzehnte lang ohne Flecken war.
Erde
Ihre Bahn ist gleich mehreren Änderungen unterworfen.
Die Bahn der Erde um die Sonne unterliegt einem Zyklus, bei dem diese zwischen einer
Ellipse und (fast) einem Kreis schwankt. Dies vollzieht sich allerdings in dem großen
Zeitraum von 100 000 Jahren. Je größer die Exzentrizität, umso größer ist der Unterschied der
eintreffenden Sonnenstrahlung zwischen dem sonnenfernsten und sonnennächsten Punkt.
Zurzeit ist die Exzentrizität gering.
Der zweite Zyklus entsteht bei der Rotation der Erde um ihre Achse wie ein taumelnder
Kreisel, "Präzession" genannt. Jene Periode dauert etwa 23 000 Jahre. In ca. 11 000 Jahren
wird unsere Erde der Sonne wieder im Juli am nächsten sein, wenn auf der Nordhalbkugel
Sommer ist. Dadurch werden die Gegensätze zwischen Sommer und Winter zunehmen, da die
Nordhalbkugel die größeren Landmassen besitzt. (Zurzeit ist die Erde der Sonne im Januar
am nächsten.)
Der 3. Zyklus von ca. 41 000 Jahren wird durch die Änderung des Neigungswinkels der
Erdachse gegenüber der Ekliptik, also der Erdbahn um die Sonne, hervorgerufen. Zurzeit
beträgt jener Winkel 23,5°. Er schwankt zwischen 22° und 24,5°. Je kleiner der Winkel, umso
geringer gestalten sich die jahreszeitlichen Schwankungen in mittleren und höheren Breiten.
Was ich hier angeführt habe, ist die Grundannahme der "Melankovitch- Theorie". Milutin
Melankovitch, ein serbischer Mathematiker, hat diese Theorie um 1930 entwickelt. Danach
wird durch die geschilderten Änderungen des Laufes der Erde um die Sonne das globale
Klima beeinflusst. Ablagerungen in den Ozeanen und Untersuchungen von Eisbohrkernen
haben eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Eisausbreitung und der MelankovitchTheorie ergeben. Jedoch kann der Verlauf der verschiedenen Eiszeiten auf unserem Planeten
damit nicht vollständig erklärt werden. Hierbei könnten z.B. auch gewaltige Vulkanausbrüche
und Meteoriteneinschläge ursächlich mitgewirkt haben.
Welch dramatische Auswirkungen ein großer Vulkanausbruch auf das Wetter haben kann,
zeigt das Jahr 1816, als in Teilen Nordamerikas und in Westeuropa der Sommer "ausfiel". Im
Juni gab es Schneestürme, und Fröste traten noch im Juli und August auf. Ursache: Zwischen
1810 und 1815 stieg die Vulkanaktivität weltweit an und erreichte im April 1815 mit der
Explosion des Vulkans "Tambora" im heutigen Indonesien ein Maximum. Aber Vorsicht!
Ganz eindeutig ist der Zusammenhang zwischen dem Wetter von 1816 und der Eruption ein
Jahr davor nicht, da es in jener Zeit kaum Wetteraufzeichnungen gab. Ziemlich sicher ist
jedoch: Vulkangase können den Treibhauseffekt verstärken. Bedeutsamer ist aber wohl der
Abkühlungseffekt durch die weltweite Trübung der höheren Atmosphärenschichten durch
Vulkanrauch und Vulkanasche- Wolken.
Soweit der heutige Funkwetterbericht von DL5EL, Klaus Hoffmann. Einen schönen Sonntag
und eine gute Woche!
Der Schmetterlings-Effekt
Als wir über die fehlenden Kondensstreifen anlässlich des Flugverbots und die damit
verbundenen Auswirkungen auf unser Wetter diskutierten, wies ich darauf hin, dass bereits
eine kleine Änderung in der Ausgangslage der Wetterbedingungen, wie zum Beispiel die sich
bisweilen zu Wolken auswachsenden Kondensstreifen von Flugzeugen, zu großräumigen
Änderungen einer vorhergesagten Wetterlage führen können. Man kennt jenes Phänomen
unter dem Begriff "Schmetterlingseffekt", der 1963 von dem Meteorologen Edward Lorenz
geprägt wurde. Der stellte nämlich fest, dass in einer damals noch sehr einfachen
Wettersimulation das Geschehen einen völlig anderen Verlauf nahm, wenn man die
Ausgangsbedingungen auch nur ein winziges Bisschen veränderte. Um eine möglichst extrem
kleine Veränderung im realen Wettergeschehen zu benennen, wählte er den Flügelschlag
einer Möwe als Beispiel. Das war die Geburtsstunde der so genannten "Chaostheorie". Später
bürgerte sich dann der Schmetterling als Vergleich ein, vielleicht auch deshalb, weil die
mathematische Struktur, die dieses Chaos beschreibt, ein so genannter Attraktor, entfernt an
einen Schmetterling erinnert.
Inzwischen sind die Wettersimulationen erheblich komplexer, aber dass das Wetter ein
chaotisches System ist, bestätigt sich immer wieder. In Simulationen und Prognosen gehen
wir immer nur von einzelnen Daten an endlich vielen Punkten auf der Erde aus - und mit
denen ist das Wetter nicht mehr als rund fünf Tage im Voraus zu bestimmen. Die kleinste
Abweichung beim Ausgangszustand potenziert sich, je weiter man in die Zukunft rechnet,
was eine große Auswirkung auf das Vorhersageergebnis hat.
Die Vorgänge beim Wetter laufen bekanntlich nach physikalischen Gesetzen ab. Nur deshalb
ist es überhaupt möglich, Wetterentwicklungen vorherzusagen. Das Wetter unterliegt jedoch
dem Gesetz der Strömungen. Turbulenzen darin werden zu einem Stück unberechenbarer
Natur. Sie entwickeln sich wie gesagt "chaotisch". Somit sind bis heute Wetterprognosen über
vier Tage hinaus noch immer relativ unsicher, da jede Ausgangswetterlage in ihrem
Anfangszustand datenmäßig nicht genau genug bekannt ist, also angefüllt ist mit sog. "sensitiven Bereichen", in denen kleinste Veränderungen zu völlig anderen Endresultaten führen
können. Und das Vertrackte bei Chaoseffekten ist, dass man für eine Verdopplung der
Vorhersagezeit nicht die doppelte Anzahl von Vorhersagepunkten benötigt, sondern ein
Vielfaches davon.
Die chaotische Entwicklung bei Wetterphänomenen ist zwar bis heute unumstritten, doch
auch die Turbulenz weist - soviel wurde inzwischen erkannt - Gesetzmäßigkeiten auf, die sie
dem Chaos verdankt. In Experimenten hat sich gezeigt, dass die so unregelmäßig
erscheinenden Wirbel einer turbulenten Strömung dennoch bestimmte Formen überraschend
deutlich bevorzugen und dass man ihre Eigenschaften durch geeignete Mittelwerte
kennzeichnen kann. Gerade die chaotischen Bahnen sind es, auf deren Mittelwerte Verlass ist.
Es sind also immer die Anfangszustände, die den Verlauf einer chaotischen Entwicklung
bestimmen, die - zum Glück - in ihrer weiteren Entwicklung dennoch zu recht verlässlichen
Mittelwerten führen. Aber diese helfen bei einer Wetterprognose für mehrere Tage wenig.
Hier will man ja wissen, wie sich das Wetter an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten
Zeit entwickelt. Um dies genau vorher zu sagen, müsste man den Anfangszustand der
Atmosphäre vor der Prognose so genau kennen, dass die weitere Entwicklung nach drei
Tagen nicht mehr aus dem Ruder läuft. Denn der noch so kleinste nicht berücksichtigte
Parameter im Anfangszustand kann eine Computervorhersage zu ganz anderen Ergebnissen
führen.
Man sollte den Schmetterlingseffekt allerdings nicht allzu wörtlich nehmen und eher als eine
Metapher begreifen. Bei den Auswirkungen der Kondensstreifen, die bei den
Anfangsparametern einer Wetterprognose wohl nicht berücksichtigt werden können, bin ich
mir da nicht so sicher, weil diese mit Sicherheit größere wettermäßige Effektivität besitzen,
wenn sie sich zu Wolkenformationen auswachsen. Jedoch könnte wohl kein Meteorologe eine
Kausalkette angeben, wie sich dieser Effekt so vergrößert, dass er tatsächlich einen Sturm
auslöst- noch dazu mehrere tausend Kilometer entfernt. So wird wohl jeder Kondensstreifen
mehr vom Wetter beeinflusst als das Wetter von einem Kondensstreifen.
Makelloser Stern
Die Himmelsforscher stehen vor einem Rätsel: Schon seit Jahren bilden sich kaum noch
Sonnenflecken. Ihr Verschwinden könnte sich auf unser Erdklima auswirken. Ein britischer
Himmelsforscher hat bereits Ende des vorigen Jahrhunderts beim Studium alter
astronomischer Aufzeichnungen entdeckt, dass zwischen den Jahren 1645 und 1715 (70 Jahre
lang!) so gut wie gar keine Sonnenflecken beobachtet werden konnten. Genau zu jener Zeit
herrschte in Europa die "kleine Eiszeit". Die Temperaturen rauschten in die Tiefe. Es gab
viele strenge Winter und Missernten. Regelmäßig fror der Ärmelkanal zu. Schlittern wir heute
erneut in ein solches Strahlungsminimum hinein? Würde das der anthropogenen globalen
Erderwärmung entgegen wirken? Dämpft die Sonne - zumindest vorübergehend den
Treibhauseffekt? Darüber sind sich die Forscher zurzeit nicht einig, einige vermuten sogar das
Gegenteil. Nun eine kleine Rückblende:
Man schrieb das Jahr 1611. Kopernikus´ Lehre von der Sonne als Mittelpunkt unseres
Planetensystems kam einer Revolution gleich. Zwei "Sterne" leuchteten auf am Himmel der
Wissenschaft auf: Galilei und Kepler. Galilei hatte von holländischen Linsenschleifern
erfundene Fernrohre zur Verfügung. Alles, was er beobachtete, gab Kopernikus Recht. Die
Sonne stand im Mittelpunkt. Aber es sollte noch viel schlimmer kommen. War nun die Erde
ihrer zentralen Stellung beraubt, so war auch die Sonne - nun in den Mittelpunkt gerückt nicht ohne Makel. Man entdeckte die "Maculae solis", die Sonnenflecken. Galilei, katholisch,
und Kepler, protestantisch, zogen im Widerstreit ihrer Beobachtungen manche Patres in ihren
Bann, die, in zwei Lager aufgeteilt, nach Bestätigung oder Widerspruch der Beobachtungen
suchten.
Einer, der die Sonnenflecken als erster wahrnahm, und darüber mit Kepler einen Briefwechsel
führte, war der ostfriesische Astronom und evangelische Priester Fabricius aus Osteel in
Ostfriesland.
Heute wissen wir im Vergleich zu damals natürlich mehr über die besagten Sonnenflecken.
Uns interessiert in diesem Zusammenhang, ob sie unser Klima beeinflussen können.
In den Großwetterlagen gibt es zwar keine 11-jährigen Schwankungen analog zum oft
vorhandenen Sonnenfleckenzyklus, aber man hat doch beachtliche andere Zusammenhänge
festgestellt, wie zum Beispiel ziemlich eindeutige Beziehungen der Flecken zum
Herbstwetter. Wahrscheinlich hat die Strahlung der Sonne, die wir ja nicht nur auf den
sichtbaren und langwelligen infraroten Bereich einschränken dürfen, sondern die den sog.
"Sonnenwind" erzeugt, sowie eine Menge ultravioletter Strahlung, doch einen recht großen
Einfluss auf Wetterereignisse und Klimaänderungen.
Es hängt derzeit wohl viel für die weitere Entwicklung unseres Klimas davon ab, ob unsere
Sonne noch für viele weitere Jahre ihre derzeitige stille Phase beibehält. Dann könnten die
Sonnenflecken für mehrere Jahrzehnte verschwunden bleiben. Einige Forscher sagen das
Gegenteil voraus: Die Flecken werden schon bald in großer Zahl zurückkommen. In diesem
Fall würden sie die globale Erwärmung sogar noch zusätzlich anheizen.
Eine ausführliche Abhandlung dieses doch recht interessanten astronomischen Themas
können Sie im Heft 51, 2009, des SPIEGEL nachlesen.
Stopp für unsere Hochgeschwindigkeitsgesellschaft
Kein Jet mehr am Himmel! Keine Kondensstreifen
Hat dies Auswirkungen auf unser Wetter? Ja, vor allem bei klarem Himmel. Die
Kondensstreifen hindern als künstlich generierte Wolken tagsüber die Sonne daran, ihre volle
Strahlungskraft zum Boden durchzusetzen. Bei klarem Himmel wird es somit etwas wärmer.
In der klaren Nacht ist es umgekehrt: Die fehlenden Kondensstreifen sorgen dafür, dass der
Erdboden seine Wärme ungehindert abstrahlen kann. Es wird somit nachts etwas kälter als bei
vorhandenen Kondensstreifen.
Bei der Diskussion um den vom Menschen mit verursachten Klimawandel kommt meines
Erachtens der weltweit zunehmende Flugverkehr stets zu kurz. Ich will jetzt gar nicht auf die
immensen Mengen von CO² in den Abgasen eingehen, die in wenigen Tagen durch die
Jetstreams um den gesamten Globus verfrachtet werden. Bleiben wir bei den erwähnten
Kondensstreifen. Diese können sich ausweiten und zu regelrechten Wolken werden und das
Sonnenlicht abschwächen, denn Kondensstreifen sind ja im Prinzip Wolken. Sie gleichen in
ihrer Struktur den Zirruswolken, die sich in Höhen zwischen 6 und 10 Kilometern bilden.
Dort oben herrschen Temperaturen um minus 40 Grad, so dass der Wasserdampf in den
Abgasen von Düsenflugzeugen unmittelbar zu Eiskristallen gefriert. Die dazu nötigen
Kondensationskeime liefert der Jet in Gestalt von feinen Russpartikeln gleich mit.
Dadurch wird ein Flugzeug für uns erst sichtbar, das sonst nur ein winziger Punkt am Himmel
wäre. Normalerweise lösen sich Kondensstreifen schnell wieder auf - ihre Lebensdauer
beträgt meist nicht mehr als ein paar Minuten. Wenn allerdings die Luft in dieser Höhe mit
Feuchtigkeit schon fast gesättigt ist, bleiben die Kondensstreifen länger bestehen. Sie gehen in
die Breite und sind als feine Schlieren am Himmel sichtbar. Langlebige Streifen sind also ein
Zeichen für hohe Luftfeuchtigkeit und damit in gewisser Weise auch ein Zeichen für eine
bevorstehende Wetterverschlechterung.
Die Wasserdampfmenge, die ein Flugzeug ausstößt, ist allerdings gering im Vergleich zu
dem, was eine normale Wolke an Wasser enthält. Trotzdem können die Flugzeugabgase zur
Wolkenbildung beitragen. Die Partikel, die aus dem Triebwerk strömen, können nämlich auch
den schon vorhandenen Wasserdampf zum Kondensieren bringen. So kann aus einem
schmalen Kondensstreifen eine regelrechte Wolke entstehen, die eine recht große Fläche
überstreicht. Inzwischen ist längst nachgewiesen worden, dass es in den großen
Flugkorridoren tatsächlich einen höheren Grad an Bewölkung gibt. Der Mensch verändert
somit gebietsweise die Strahlungsbilanz der Sonne durch den Flugverkehr, was
Auswirkungen auf Wettererscheinungen haben kann. Manchmal nimmt das Wettergeschehen
nämlich einen ganz anderen Verlauf, wenn die Ausgangsbedingungen nur ein bisschen
verändert werden. Wenn dies nach der "Chaostheorie" bereits durch den Flügelschlag einer
Möwe oder sogar vielleicht bereits durch den eines Schmetterlings bewirkt werden kann,
dann doch wohl erst recht durch einen sich zur Wolke auswachsenden Kondensstreifen.
Astronomischer und meteorologischer Frühlingsbeginn sind nicht dasselbe
Für die Meteorologen begann am 1. März bereits der Frühling. Das liegt daran, dass sich die
Wetterkundler nicht nach den astronomischen Verhältnissen bei der Frühlingsbestimmung
ausrichten, sondern nach wettermäßigen, vornehmlich wetter-statistischen Gesichtspunkten,
und da sind Dezember, Januar und Februar eben die kältesten, also die Winter-Monate. Der
astronomische Frühlingstermin liegt bekanntlich um den 21. März herum. In diesem Jahr war
es der 20. März, also gestern um 18.32 Uhr. Die Sonne hat dann eine besondere Stellung am
Himmel. Sie steht über dem Äquator genau senkrecht. Eine Folge davon ist die so genannte
"Tag- und Nachgleiche". Tag und Nacht haben weltweit die gleiche Länge von je 12 Stunden.
Würden wir das Sonnensystem von außen wie ein entfernter Beobachter betrachten, stellten
wir fest, dass die Bahnen der Erde und der anderen Planeten, die um die Sonne laufen,
vereinfacht gesagt, alle in einer Ebene liegen. Das Sonnensystem erschiene uns also wie eine
Scheibe, auf der sich die Planetenbahnen als nahezu konzentrische Kreise abzeichnen. Die
Rotationsachse unserer Erde bildet nun mit der Hauptebene dieser gedachten Scheibe einen
Winkel von rund 66,5 Grad. Anders ausgedrückt: Die Ebene, die durch den Erdäquator
bestimmt ist, bildet mit der Ebene, die durch die Erdbahn um die Sonne gebildet wird, der so
genannten "Ekliptik", einen Winkel von 23,5 Grad. Dies wirkt sich für einen irdischen
Beobachter so aus, dass die Sonne für ihn sechs Monate lang einen Bogen oberhalb der
Äquatorebene - und sechs Monate lang einen gleichartigen Bogen unterhalb der Äquatorebene
beschreibt.
Zweimal im Jahr, im "Frühlingspunkt" und im "Herbstpunkt", schneidet die Sonne auf ihrer
scheinbaren, das heißt von der Erde aus gesehenen Bahn, die Äquatorebene. Sie steht dann
genau senkrecht über dem Äquator. Gestern überschritt sie um 18.32 Uhr den Frühlingspunkt.
Das gleiche geschieht nochmals als "Herbstpunkt" am 23. September, nur wandert die Sonne
dann anschließend südlich des Äquators weiter. Zurzeit aber bewegt sie sich immer weiter
nordwärts, und wenn sie den Frühlingspunkt überwunden hat, strebt sie hin zum nördlichen
Wendekreis, den sie am 21. Juno erreicht und über dem sie dann senkrecht steht. An diesem
21. Juni besitzt sie für alle Gebiete nördlich des Wendekreises die höchste Stellung am
Himmel und der kalendarische Sommer beginnt.
Das Wetter hält sich meist weder an den Frühlingstermin der Meteorologen am 1. März noch
an den astronomischen Zeitpunkt um den 21. März. Das wissen wir alle längst aus Erfahrung.
Nicht überall in Deutschland, vor allem in den Mittelgebirgen, ist nun der gesamte Schnee
dieses Winters schon weggetaut. Alter Schnee hat jedoch eine dunklere Oberfläche, was die
Reflexion der Sonnenstrahlung verringert und den Abschmelzprozess beschleunigt. Um diese
Jahreszeit sind besonders die plötzlichen Warmlufteinbrüche gefürchtet, die eine starke
Schneeschmelze und Hochwasser verursachen können. Aber auch ein warmer Regen auf
Schnee kann Bäche und Flüsse über die Ufer treten lassen.
Wenn Sie jetzt durch die Wälder spazieren, werden Sie feststellen, dass hier der Schnee viel
länger liegen bleibt als auf Feldern oder Wiesen. Die Bäume schützen den Schnee nämlich
vor Sonnenstrahlung, aber insbesondere vor dem Einfluss von Warmluft. Langsameres
Schmelzen verringert somit die Hochwassergefahr.
Im Kleinen sehen Sie das bei der Schneeschmelze im Vergleich zwischen Waldbächen und
Bächen, die sich nur durch Wiesen und Felder schlängeln. Beim verzögerten Schmelzen kann
mehr Wasser im Boden versickern und somit das Grundwasser anreichern. Auf Feldern, die
im Herbst in groben Schollen gepflügt worden sind, können Sie verfolgen, wie sich dies auf
die Grundwasserbildung auswirkt. Die groben Schollen ragen schon dunkel aus dem Schnee,
während eine Wiese daneben noch eine geschlossene Schneedecke zeigt. Die Schollen wirken
als kleine Wärmeinseln, welche die Sonnenstrahlen einfangen und als fühlbare Wärme an ihre
Umgebung weitergeben. Sie können fast zuschauen, wie um sie herum der Schnee schwindet,
das Schmelzwasser aber nicht abfließt, sondern vom Boden aufgesaugt wird. Auf der Wiese
daneben wirkt der Schnee wie eine Isolierschicht und lässt lange Zeit das Wasser nicht in den
Boden eindringen, bis ihn schließlich ein Warmlufteinbruch schlagartig wegtaut, so dass die
Wiese voll Wasser steht oder ein Wiesenbach über seine Ufer tritt.
Vor allem in den Städten bleiben manchmal dunkle bis schwarze Schneehaufen noch
außergewöhnlich lange liegen. Es ist nämlich so, dass die dunkle Oberfläche der Schneereste
zwar mehr Wärme absorbiert als weißer Schnee, dass aber auch umgekehrt eine solche dunkle
Oberfläche in kühlen Tagen, vor allem bei windigem Wetter, mehr Wärme an die Umgebung
abgibt als weißer Schnee. Dadurch entsteht Verdunstungskälte, welche dem Abtauen der
schmutzigen Schneereste entgegen wirkt und diese somit konserviert.
Die Natur benötigt für alle Vorgänge eben einen gewissen Zeitraum, der im Einzelfall auch
einmal extrem lange andauern kann. Deshalb sollten wir uns in Geduld üben, auch wenn
unser Verlangen nach Frühlingswetter in diesem Jahr nach dem langen Winter besonders
intensiv empfunden wird.
Schönen Sonntag und eine gute Woche! Meinen Funkwetterbericht finden Sie zum Nachlesen
und Anhören auch auf meiner Homepage www.hoffydirect.de .
Vy 73
Klaus, DL5EJ
Die "gefühlte" Temperatur - "Wind-Chill- Effekt"
In diesem Winter haben wir es recht oft immer wieder zu hören bekommen: Die "gefühlte"
Temperatur läge recht häufig wesentlich unter den vorhergesagten exakten Temperaturwerten
nach Anders Celsius.
Sicher haben Sie schon einmal diese Beobachtung gemacht: Bei derselben Temperatur
kommt es einem bei Wind kälter vor als ohne Luftströmung. Denselben Effekt spürt man
auch beim Radeln, verursacht durch den Fahrtwind. Doch es ist in Wirklichkeit natürlich
nicht kälter. Womit hängt die gefühlte Kälte denn zusammen?
Klar ist, dass - bis auf ganz wenige Ausnahmen im Hochsommer - die Lufttemperatur immer
geringer ist als unsere Körpertemperatur. Letztere liegt ja so um die 37°. Das heißt aber, dass
unsere Hautoberfläche laufend Wärme an unsere Umgebung abgibt. Und das ist auch gut so,
damit wir nicht an Überhitzung sterben. Je kälter die Luft aber ist, umso mehr Wärme wird
der Haut entzogen. Man fängt dann unter Umständen an zu frieren, wenn man die Haut
"offen- flächig" der Umgebung preisgibt, zum Beispiel, wenn man auch im Winter sein
"Arschgeweih" der Öffentlichkeit präsentieren möchte. Der Ratschlag aus früheren Zeiten, als
die "digital natives" noch nicht herumliefen, lautete recht einfach: "Zieh dich warm an"! Und
zwar überall am Körper, bis hin zur Baskenmütze. Und auch der seit Urzeiten bekannte
Ausspruch: "Ob Frühling, Sommer, Herbst, ob Winter - ´ne lange Unterhose wärmt Schenkel
und Hintern" lässt sich durchaus physikalisch korrekt im Bereich der Wärmelehre einordnen.
Das Maß des Wärmeaustausches zwischen Körperoberfläche und Umgebungsluft ist aber
stark vom Wind abhängig. Bei hohen Windgeschwindigkeiten ist der Wärmeverlust höher als
bei schwacher Luftströmung und erst recht bei völliger Windstille. Somit lässt sich jener
"Windchill" - Effekt einer "gefühlten" Temperatur erklären.
Mit einem Thermometer kann man diesen Vorgang jedoch nicht nachweisen, da dieses ja
gerade die jeweilige (nicht gefühlte) Temperatur der Umgebungsluft annehmen soll. Die
Temperatur, die den Wind berücksichtigt, nennt man "Windchill - Temperatur". Diese lässt
sich berechnen, wenn Lufttemperatur und Windgeschwindigkeit bekannt sind. Dafür gibt es
auch eine Näherungsformel, die natürlich nicht linear ist und auch nicht zwischen Mann und
Frau unterscheidet, da Frauen ja bekanntlich häufiger frieren als Männer.
Bei einer Windgeschwindigkeit von 25 Kilometern pro Stunde zum Beispiel, also bei
Windstärke 4, und einer Lufttemperatur von plus 5 Grad fühlt es sich für den DurchschnittsMenschen etwa an wie minus 5 Grad. Anders ausgedrückt: Der Wärmeverlust bei -5 Grad
und Windstille wäre genau so groß wie bei plus 5 Grad und einem Wind von 25 km/h.
Alle Leute, die in diesem Winter so oft bemerkten: "Et is ja eijentlich jar nit e so kalt, ever de
verdammte Wind ", haben damit das Problem des Wärmetausches zwischen Hautoberfläche
und Umgebungsluft völlig zutreffend angesprochen.
Schönen Sonntag und eine gute Woche!
Vy 73
Klaus, dl5ej
Märzwinter
Diese Bezeichnung ist sehr sinnvoll, denn es kommt alle Jahre vor, dass sich vor allem in der
ersten Märzhälfte nochmals sehr kalte Luftmassen polaren Ursprungs bei uns durchsetzen und
zu einer winterlichen Witterung führen. Aktuell hat uns ein kleines, aber wetterintensives
Randtief von Freitagabend bis Samstagnachmittag überquert. Es brachte vor allem in der
Westhälfte sowie in Süddeutschland Schneefälle, die auch im Flachland nochmals mehrere
Zentimeter Schnee ergeben können. So fielen in Teilen Bochums z.B. bis zu 10 Zentimeter
Schnee bis Samstagmorgen. Hier in Kempen fiel nichts.
Dieser Schnee ist zumeist nass und taut aufgrund des doch zu dieser Jahreszeit schon relativ
hohen Sonnenstandes tagsüber zumeist wieder weg. In den Mittelgebirgen sowie in den Alpen
wird es aber richtig winterlich, denn die hinter dem Randtief einströmende Kaltluft
konserviert den Schnee im Bergland und hier ist bei Dauerfrost die Sonne noch zu schwach,
um durchgreifendes Tauwetter auszulösen.
Somit wird es verständlich, dass wir in den kommenden Tagen es mit einer für die Jahreszeit
wesentlich zu kalten Großwetterlage zu tun haben. Die erste Märzhälfte dürfte also aus Sicht
des langjährigen Klimamittels (bezogen auf den Zeitraum von 1961 bis 1990) wesentlich zu
kalt ausfallen, denn die kommenden Nächte können in weiten Landesteilen Deutschlands
mäßigen Frost zwischen -5°C und -9°C bringen, über Schnee und in höheren Lagen wird es
sogar zu strengem Frost von unter -10°C kommen. Frühlingswetter ist somit zunächst nicht
drin.
Der März hat wettermäßig so einige Kontraste zu bieten. Hier zum Schluss ein paar Beispiele.
2. März 1997:
22°C Stuttgart
21°C Mannheim, München
20°C Cottbus, Freiburg, Garmisch-Partenkirchen, Magdeburg
Tiefstwerte am 4.März 2005
-19°C Itzehoe
-18°C Bremen
-17°C Emden
Unabhängig davon gilt stets: "Der Märzwind mag blasen, wie er will. Ostern kommt stets
noch vor Ende April".
Treibhauseffekt, was ist das?
Obwohl unsere Lufthülle nicht durch Glasscheiben isoliert ist, spricht man von einem
Treibhauseffekt. Ist dieser Begriff nicht falsch gewählt? Wörtlich genommen schon, deshalb
bedarf er einer Erläuterung, was damit eigentlich gemeint ist. Sie wissen, wer im Glashaus
oder Wintergarten sitzt, muss nicht frieren, wenn die Sonne herein scheint. Vor allem im
Winter merken wir das ganz deutlich. Was bewirken denn die Glasscheiben des
Gewächshauses? Sie lassen den Anteil der kurzwelligen Sonnenstrahlung, der nicht reflektiert
wird, nahezu unbeeinflusst passieren, strahlen jedoch die langwelligen Anteile überwiegend
zurück, erwärmen damit den Boden und senden einen Teil der von ihm abgestrahlten Energie
erneut wieder zur Erde zurück. Dadurch erhöht sich die Temperatur der Luft im Glashaus
ganz beträchtlich.
Jenen Effekt gibt es in unserer Atmosphäre auch bei den natürlich fehlenden Glasscheiben.
Hier stehen dem Energiegewinn ebenfalls Verluste durch die Wärmeausstrahlung der Erde
gegenüber. Wie jeder andere Himmelskörper strahlt die Erde selbst laufend Energie ab, sonst
würde sich ihre Oberfläche in kurzer Zeit auf Gluttemperaturen erhitzen. Dieser
Energieverlust ist mit durchschnittlich 8,2 kWh/m²d (Kilowattstunden pro m² und Tag) sogar
mehr als doppelt so hoch wie der Gewinn. Eigentlich müsste die Erdoberfläche also immer
kälter werden. Dass dies nicht so ist, verdanken wir Erdbewohner dem "Treibhauseffekt" der
Atmosphäre. Die Lufthülle lässt die kurzwellige Einstrahlung fast ungehindert durch, aber nur
einen sehr geringen Anteil der langwelligen Ausstrahlung direkt in den Weltraum entweichen.
Der größte Teil wird von der Atmosphäre absorbiert, die sich durch die Energiezufuhr
erwärmt und ihrerseits Wärme nach oben in den Weltraum und nach unten zur Erdoberfläche
hin abstrahlt. Eine entscheidende Rolle spielen dabei Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan
und andere Spuren- oder Treibhausgase.
Die Erdoberfläche wird somit aus zwei Energiequellen versorgt: zum einen von der Sonne,
zum anderen aus der Erdatmosphäre. So bleibt für die Energiebilanz noch ein stattlicher
Gewinn übrig. In der Strahlungsbilanz der Erde spielt also der Energiegewinn durch die
Gegenstrahlung der Lufthülle eine wichtige Rolle. Mit der Konzentration der so genannten
Treibhausgase wächst jener Energiegewinn. Dies ist an einem außerirdischen Beispiel
besonders deutlich zu erkennen: Am Boden der kohlendioxydreichen Atmosphäre des
Planeten Venus herrscht eine Temperatur zwischen 450 und 700 Grad. Ihre Atmosphäre
besteht allerdings zu 96% aus Kohlendioxyd. Auf unserer Erde hingegen sind es zurzeit nur
370 Millionstel Volumenanteile. Aber auch solch geringe Mengen erzeugen bereits einen
"Treibhauseffekt". Was uns derzeit beunruhigt ist die Tatsache, dass der CO2- Gehalt unserer
Atmosphäre von etwa 310 ppm im Jahre 1955 inzwischen auf über 370 ppm angestiegen ist.
Daran könnten wir Menschen einen entscheidenden Anteil haben. Ob dies jedoch ein
ausreichender Grund dafür ist, panisch zu reagieren und uns alle bange zu machen, dazu heute
kein Kommentar. Auf meiner Wetter-Homepage können sie zu jenen Themen eine Menge
lesen. Klicken Sie www.hoffydirect.de an. Von dort gelangen Sie zu allen meinen weiteren
Seiten.
Eine Schneeflocke
ist eine Ansammlung von Schneekristallen. Liegt die Temperatur in der Nähe des
Gefrierpunktes oder knapp darüber, werden die Schneeflocken nass. Sie kleben aneinander
und können bis zu einem Durchmesser von 5 bis 7 cm anwachsen. Nur wenn die Temperatur
ständig unter dem Gefrierpunkt bleibt, fallen einzelne Kristalle bis zur Erde. Liegt die
Temperatur in der Wolke, in der sie entstehen, und in der Luft, durch die sie fallen, bei minus
2,7 Grad, sind die Kristalle im Allgemeinen flach und sechseckig. Zwischen -3 und -5 Grad
werden sie nadelförmig und zwischen -5 und -7,7 Grad hohl und röhrenähnlich mit
prismenförmigen Seitenflächen. Bei Temperaturen unter etwa -8 Grad können sie wie Säulen,
Sechsecke oder Farne geformt sein.
Praktisch alle Schneeflocken haben sechs Seiten. Diese Sechsersymmetrie ist ein wenig
rätselhaft. Nach den Vermutungen mancher Wissenschaftler entsteht sie durch elektrische
Ladungen in den Kristallen, andere meinen, sie sei eine grundlegende Eigenschaft der
Wassermoleküle. Die Atome in einem H²O-Molekül sind nämlich angeordnet mit zwei
kleinen Wasserstoffatomen an einem großen Sauerstoffatom wie die Ohren am Kopf von
Micky-Maus. So könnte der Winkel, in dem die Wasserstoffatome vom Sauerstoff abstehen er beträgt etwa 120° - für die Sechsersymmetrie der Schneeflocken sorgen, in der sich
sozusagen die Molekülstruktur des Wassers widerspiegelt. Dennoch gleicht sehr
wahrscheinlich keine einzige Schneeflocke genau einer anderen.
Etwa bei -4 Grad und bei Windstille lassen sich Schneeflocken zur Beobachtung am besten
einfangen. Manchmal fallen die Kristalle einzeln, aber oft kleben sie in lockeren Klumpen
zusammen, die bei der Landung zerfallen. Wenn man ein Stück dunkles Gewebe über Karton
spannt und wartet, bis sich der Stoff an die Außentemperatur angepasst hat, bleiben meist die
feinsten, empfindlichsten Kristalle so lange erhalten, dass man sie genau betrachten kann.
Leichter und schwerer Schnee
Wir haben es in diesem Winter besonders oft gehört: Manchmal lastet der Schnee schwer und
nass auf den Ästen und lässt sie sogar abbrechen. Manche Flachdächer sind dann
einsturgefährdet. Solange der Schnee nicht zu feucht ist, lassen sich daraus gut Schneemänner
bauen. Manchmal türmt sich der Schnee aber auch locker auf einem Zaunpfahl. Dann besteht
er aus großen, fein verästelten Flocken.
Schnee ist also nicht gleich Schnee. Da gibt es einmal unverzweigte Nadeln und recht
strukturlose Gebilde. Ein andermal besteht er aus unverzweigten kompakten Säulen, Knöpfen,
Platten oder Eisprismen. Dann wieder aus sechsstrahligen Schneesternen oder aus Plättchen
und bereiften Kugeln, als Griesel und Graupeln bekannt.
Wenn runde weiße Häubchen auf Zweigen und Wipfeln sitzen oder sogar die Waben von
Drahtzäunen mit feinen Kristallen geschmückt sind, so wirkt der Schnee ganz leicht und
luftig. Ein kleiner Windhauch weht ihn dann auch sogleich wieder von unseren
Antennendrähten und Antennenelementen. Ein solcher Schnee ist "trocken". Doch oft biegen
sich die Zweige unter ihrer Schneelast, als ob sie sie kaum tragen könnten oder brechen sogar
ab. Harte Schneelawinen rutschen von den Dächern und das Schneeräumen erfordert viel
Kraft. Schneebälle lassen sich gut formen, aber sie sind schwer und eisig und somit als
Wurfgeschosse gefährlich. Schnee kann somit verschiedene Gewichte haben.
Um das Schneegewicht zu bestimmen, muss ein bestimmtes Volumen ausgestochen und
geschmolzen werden. Die Schmelzwassermenge ergibt den Wassergehalt und das Gewicht
des Schnees (1 ml Wasser wiegt 1 g). Eine bestimmte Menge Schnee lässt sich am
einfachsten mit einer Konservendose ausstechen, auf dem Etikett ist nämlich ihr Inhalt
(Volumen) aufgedruckt, z.B. 850 ml. Entfernen Sie mit dem Dosenöffner auch den unteren
Deckel. Den Inhalt berechnen Sie nach der Formel: Volumen = r² mal Pi mal Höhe. Die
präparierte Dose stechen Sie bis zur Oberkante in den Schnee, fahren mit einer Schaufel unter
die untere Öffnung und schneiden die Schneesäule gerade ab.
Liegt der Schnee nicht hoch genug, müssen Sie mehrfach ausstechen bis das Gefäß gefüllt ist.
Den Schnee füllen Sie in einen Messbecher und lassen ihn im Zimmer schmelzen. Dann lesen
Sie ab, wie viel ml (cm³) in dem Schneevolumen enthalten sind. Sind z.B. 90 ml Wasser im
Messbecher, so ist das Wasservolumen durch das Dosenvolumen zu teilen, also 90: 850 =
0,106. Das bedeutet: In 1 ml Schnee stecken rund 0,1 ml Wasser. In Prozent sind das dann
10,6% Wassergehalt. Der Rest des Schneevolumens ist also Luft. So lässt sich leicht aus der
Schneehöhe die Wassermenge ausrechnen, die beim Tauen entsteht, also wie schwer der
Schnee bei der ermittelten Höhe ist.
Wenn Schnee bei ruhigem, kaltem Wetter in großen Flocken fällt, bildet sich eine luftreiche,
lockere Pulverschneedecke, die sich aber bald setzt und dichter, also wasserreicher wird. Ein
kleinflockiger Schnee, von kräftigen Winden getrieben, setzt sich als dichtere Decke ab - der
Wind bricht den Sternchen die Zacken ab, so dass sich die Flocken nicht verhaken. Vom
Wind zusammen gewehter Schnee ist immer fester gepackt als frei gefallener. Sehr
wasserhaltiger Schnee kann Schäden an Nadelbäumen verursachen, wenn er sich "klebrig"
auf die Zweige legt. Schmilzt die Schneedecke an der Oberfläche und gefriert dann wieder, so
"verharscht" der Schnee. Die Eisdecke kann dann dem Wild Verletzungen zufügen.
Wenn sich eine dicke Schneedecke gebildet hat, so wird der untenliegende Schnee stärker
zusammen gedrückt und sollte somit einen höheren Wassergehalt haben. Bei Gletschern wird
älterer Schnee zu "Firn", der im Laufe der Zeit zu festem Eis gepresst wird.
Den Langdrahtantennen und Antennenelementen der Funkamateure können die
Schneeablagerungen kaum etwas anhaben. Aber auch hier ist die Gewichtsbelastung bei
nassem Schnee natürlich am größten, reicht aber nicht zum Reißen oder Brechen. Anders
sieht die Sache jedoch aus, wenn Eisregen oder unterkühlter Sprühregen um Drähte und
Elemente eine Eisschicht anwachsen lässt. Dies kann zu sehr hohen Gewichtsbelastungen und
zum Reißen der Drähte führen, manchmal auch zum Abbrechen von längeren freihängenden
Antennenelementen. Aber das hat wie gesagt nichts mehr mit Schnee zu tun, sondern ist eine
Sache von intensiver Reif- oder Eisbildung. Wegen der sich stark vergrößernden
Zugspannungen an den Drähten knickten bisweilen sogar Hochspannungsmasten unter der
Last ein.
Nach der Wintersonnenwende
am 22. Dezember werden die Nächte allmählich wieder kürzer und die Tage länger. Auf
Grund der so genannten "Zeitgleichung" wird die Tageslänge bis gegen Ende Januar jedoch
nur dadurch vergrößert, dass es abends immer länger hell bleibt, wohingegen die
Sonnenaufgänge bis fast zum Ende dieses Monats Januar weiterhin fast konstant spät (so
gegen 8.30 Uhr) erfolgen. Erst mit dem Beginn des Februars wird es dann auch spürbar
morgens jeden Tag früher hell. Doch gerade in diesem von mir angesprochenen Zeitraum
findet erst der Hochwinter statt. Das kommt auch in folgenden Bauernregeln zum Ausdruck:
"Wenn der Tag beginnt zu langen, kommt der Winter erst gegangen." Oder: "Werden die
Tage länger, wird der Winter strenger." Am 20. Januar heißt es: "An Fabian und Sebastian
fängt der echte Winter an." Um diese Zeit hat sich in der Polarregion als Folge der Polarnacht
die Luft so stark abgekühlt, dass bei Kaltluftvorstößen nach Mitteleuropa meist die
niedrigsten Temperaturen des Winters auftreten. So heißt es in Bezug auf die Sonne, die auf
Grund ihres tiefen Standes die Luft nur wenig erwärmen kann: "Januarsonne hat weder Kraft
noch Wonne".
Der Februar zeichnet sich zwar auch durch winterliches Wetter aus, doch ist er im
Allgemeinen schon nicht mehr so kalt wie der Januar. So heißt es im Volksmund: "Der
Februar sagt zum Januar, hätte ich die Gewalt wie du, erfröre das Kalb in der Kuh." Dies hat
seinen Grund in der zunehmenden Tageslänge und Sonnenhöhe. Auch Warmlufteinbrüche
mit Tauwetter sind im Februar häufiger zu erwarten als im Januar. So heißt es z.B. für den
Valentinstag: "Am Tage von St. Valentin gehen Eis und Schnee dahin." Oder "am
Matthiastag (24.2.) kein Fuchs über das Eis gehen mag."
Der Spätwinter Mitte Februar ist oft mit einem kräftigen Hochdruckgebiet verbunden. Danach
nimmt der Luftdruck bis Ende März deutlich ab. Die Kraft der Märzsonne erwärmt Luft und
Erdboden so sehr, dass das winterliche Regime im Allgemeinen beendet ist. So heißt es für
Kunigunde (3. März): "Kunigunde macht warm von unten". Oder für den Josefstag am 19.3.
lautet ein Ausspruch: "Wenn´ s erst einmal Josefi ist, so endet auch der Winter gewiss."
Natürlich muss man mit winterlichen "Nachwehen" und Nachtfrösten noch eine ganze Weile
rechnen. In einigen Teilen Deutschlands gilt daher der Matthiastag (24.2.) als Datum für eine
durchgreifende Umstellung des Wettercharakters: "Der Matthis bricht´ s Eis, findet er keins,
dann macht er eins."
Kalt trotz Klima-Erwärmung?
Der extreme Wintereinbruch in Deutschland ist ein Einzelereignis
Es bleibt dabei:
Die Jahre von 2000 bis 2009 bilden das wärmste Jahrzehnt seit 130 Jahren
Am 20. Dezember fiel massenhaft Schnee und legte den Flugverkehr lahm. Ein Hoch über
Russland hatte zuvor eiskalte und trockene Kontinentalluft nach Europa getragen. Es kam zu
Rekord-Tiefsttemperaturen. Am 20.12. brachte dann ein Tief milde und feuchte Luft von der
Nordsee mit sich. Im Mischungsbereich jener Luftmassen kühlte sich die milde Luft stark ab
und kondensierte aus - auf Grund der Kälte fiel statt Regen also Schnee. Beim Regen kann
man die Mengen nicht so deutlich erkennen wie beim Schnee. Schnee führt somit stets zu
dramatischeren Schlagzeilen, zumal er den Verkehr stärker behindert als eine entsprechende
Regenmenge. Und jetzt zum Jahreswechsel 2009/10 hat sich eine neue Kälteperiode
eingestellt.
Mit Klimaänderung hat dies alles nichts zu tun. Jene Wettervorgänge sind Einzelereignisse
und Momentaufnahmen. Man bezeichnet dies als aktuelles Wetter. Wetter ist übrigens immer
nur aktuell! Hält sich dies über mehrere Tage oder sogar Wochen, spricht man von
"Witterung". Wir erwarten somit aktuell in diesem Januar eine vorherrschend kalte Witterung.
Und diese kann zur selben Zeit gar nicht so weit entfernt ganz anders sein. So herrschte in
unseren frostigen Dezember-Tagen 2009 in Skandinavien eher ein mildes Winterwetter. Im
Schnitt gleicht sich dies wieder aus. Klimaänderungen kann man nur global betrachten. Dazu
benötigt man Weltwetter-Angaben von mindestens 30 Jahren.
Klima ist statistisches Wetter. Es besteht nur aus statistischen Messwerten. Wenn ein Italiener
bei 35 Grad sich in die kühlenden Fluten stürzt und zur selben Zeit im Winter auf der
Südhalbkugel ein Obdachloser unter einer Brücke in Brasilien erfriert, so ist der Mittelwert
beider Temperaturen durchaus erträglich (17 Grad). Damit könnte man leben! Kein schlechtes
Klima! Aber wie gesagt, man braucht mindestens 30 Jahre für eine Statistik, die beginnt
seriöser zu werden. Vergessen Sie also sehr schnell, unser derzeitiges Wetter in Deutschland
mit einer Klimaerwärmung in Verbindung zu bringen!
Die vergangenen kalten Tage und auch die Ente "Daisy" ändern nichts daran, dass die
Durchschnittstemperaturen in Deutschland gestiegen sind. Das Mittel der Jahrestemperatur in
Deutschland lag zwischen 1961 und 1990 bei 8,2 Grad. Seit 2000 stiegen die
Durchschnittstemperaturen jedoch an und erreichten 2009 sogar 9,2 Grad. 2007 wurde sogar
ein Rekordwert von 9,9 Grad ermittelt. Die Werte in den einzelnen Bundesländern fallen
übrigens unterschiedlich aus.
Die kalten Tage vor Weihnachten und auch die jetzigen im Januar sind somit Ausreißer. Der
November war übrigens mit 7,3 Grad sogar um 3,3 Grad zu warm. Er gehört somit zu den
drei wärmsten Novembermonaten in Deutschland seit 1881. Der gesamte Herbst 2009 war zu
warm, hat jedoch den Rekord von 2006 nicht ganz erreicht (12 Grad gegenüber einem Mittel
von 9,5 Grad). Es gibt eine sehr alte Bauernregel, die besagt, dass einem sehr milden
November ein kalter Januar folgt, einem kalten November hingegen ein milder Januar. Eine
weitere Bauernregel stellt fest, dass einem kalten Januar auch ein zu kalter Februar folgt. Aber
das nur nebenbei. Man bedenke, dass jene Regeln in einer Zeit entstanden, als der Mensch
beim Wetter noch nicht mitmischte.
Es bleibt dabei: Wetter und Klima darf man nicht verwechseln. Klimawerte bestehen aus
gemittelten Wetterdaten über mindestens 30 Jahre, am besten 100 Jahre - dann werden sie
aussagekräftiger. Wenn sich Klimadaten verändern, kann man damit rechnen, dass sich
ebenfalls die zu erwartenden Wetterereignisse ändern, die wie stets aus den uns bekannten
Elementen bestehen wie Wind, Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Luftdruck usw.
Wir dürfen jetzt nicht den Fehler machen, einzelne Wetterereignisse als relevant für oder
gegen die derzeitige Klima- Diskussion anzuführen. Unser Verhalten sollte vielmehr geprägt
sein von der Überzeugung, dass wir einfach noch zu wenig darüber wissen, inwieweit wir
selbst mit unserer Treibgasemission zu einer globalen Erwärmung beitragen. Dies einfach
dem Zufall zu überlassen und sozusagen nur mal auszuprobieren, was unsere Atmosphäre in
den nächsten Jahrzehnten so macht, wenn wir so weitermachen wie bisher, ist ethisch nicht
vertretbar, mal ganz abgesehen von unserer Verpflichtung, den alten fossilen Energieträgern
möglichst bald abzuschwören und dafür Alternativen zu entwickeln, die wir als Chance
betrachten sollten, weltweit mit innovativen Techniken Arbeitsplätze zu sichern und neu zu
schaffen. Klimaerwärmung als Chance, wie Sven Plöger es definierte.
Klima hat sich immer wieder verändert. Das ist natürlich. Klima wird sich auch in Zukunft
verändern, auch ohne unsere Einwirkung. Warmzeiten waren früher sogar Segenszeiten für
die Menschheit. Dafür gibt es viele historische Belege. Dass wir inzwischen dabei sein
könnten, das Klima (anthropogen) zu beeinflussen, führt zu einem Unsicherheitsfaktor im
künftigen Wettergeschehen, der beunruhigend ist, erst recht im Hinblick auf die
Lebensqualität unserer Nachkommen. Diese sollten niemals eine Klage gegen uns erheben
können, wir hätten leichtfertig und egoistisch gehandelt. Wir hätten es doch besser wissen und
dem entsprechend handeln müssen. Kopenhagen war leider bisher nur die Fortsetzung einer
diesbezüglichen Änderung im Bewusstsein. Im Grunde haben wir uns in Kopenhagen, um das
Klima zu retten, nur darauf geeinigt, das Klima zu retten. Mehr noch nicht. Daraus müssen
bald rechtliche und allgemein verbindliche Taten hervorgehen. Zu spät? Sagen wir fünf nach
zwölf.
"El Nino" - "das Christkind"
Es gibt eine katastrophale Witterung, die als "Christkind" bezeichnet wird (spanisch: "El
Nino") Es handelt sich dabei um eine durchschnittlich alle fünf Jahre auftretende Witterung
vor der Küste Perus. Katastrophal deshalb, weil sie in dieser Region ein Fisch- und
Vogelstreben verursacht und somit den dort lebenden Menschen ihre Lebensgrundlage
entzieht. Sie tritt so um die Weihnachtszeit auf, wenn auf der Südhalbkugel Sommer ist.
Können Sie sich noch an ein paar Zeitungsartikel aus den 1980er Jahren erinnern? Damals
wurde "El Nino" für unser Wetter hier in Europa entdeckt. Plötzlich wurde fast jedes
Unwetter auf jenes Ereignis zurückgeführt. Trotz der damit verbundenen Aufregung und
Faszination hatte die Wissenschaft damals sehr schnell herausgefunden, dass sich "El Nino"
praktisch nicht auf das europäische Wetter auswirkt - wohl aber auf andere Regionen dieser
Welt.
Seinen Ursprung hat die Bezeichnung "das Christkind" in Peru. Alle etwa drei bis sieben
Jahre beobachten die Fischer dort um die Weihnachtszeit herum das Verschwinden der für sie
so wichtigen Fischschwärme. Dies wiederum lag daran, dass die Wassertemperaturen für
einen Zeitraum von rund einem Jahr viel höher lagen, als das normalerweise der Fall ist.
Teilweise kam es zu Anomalien von rund fünf Grad, wie es beim besonders starken Ereignis
1997/1998 der Fall war. Es ist der "Humboldtstrom" und mit ihm die Tatsache, dass die
Südostpassate vor Südamerika das warme Oberflächenwasser nach Westen drücken, so dass
kälteres und nährstoffreicheres Tiefenwasser nach oben quillt. Dies ist der Grund für die
zahlreichen Fischschwärme in dieser Gegend. Lassen nun die Passatwinde nach, dann wird
das warme Wasser nicht mehr von der Küste weggedrückt und es schwappt obendrein
warmes Wasser aus dem westlichen Pazifik gegen die peruanische Küste. So gibt es dort
kaum noch Fische, da das warme Wasser nährstoffarm ist.
Das ozeanische Phänomen "El Nino" ist also mit den Passatwinden und damit mit den
Vorgängen in der Atmosphäre verknüpft. Dabei spielt die so genannte "südliche Oszillation"
in der Atmosphäre eine Rolle. Sie erinnern sich vielleicht noch an meinen Beitrag über das
Azorenhoch und das Islandtief. Deren Stärke wird durch die "nordatlantische Oszillation"
bestimmt, was einen ganz wichtigen Einfluss auf unser Wetter in Europa hat.
Ich wiederhole: die "südliche Oszillation" wirkt sich auf die Passatwinde aus. Normalerweise
herrscht über dem Ostpazifik im Bereich um Peru hoher Luftdruck und Wüstenklima, über
Indonesien und den Philippinen hingegen tiefer Druck mit oft kräftigen Regengüssen. Und
zwischen diesen Drucksystemen weht der Südostpassat, weil der Wind diese
Luftdruckunterschiede auszugleichen trachtet. Steigt nun der Luftdruck über Indonesien,
werden die Druckdifferenzen schwächer und somit auch der Südostpassat. Man kann hieran
sehr gut erkennen, wie Ozean und Atmosphäre einen Prozess gemeinsam verstärken.
Verschiedene Prozesse sorgen dafür, dass man in jenen betroffenen Regionen nicht von einem
regelmäßigen Zyklus sprechen kann. Wann ein "El Nino" wieder auftritt, ist somit schwer
vorherzusagen. Die Auslösung hängt meist mit Westwindperioden in den östlichen
Philippinen zusammen. Das Ende des Phänomens wird durch eine einsetzende bessere
Durchmischung der ozeanischen Deckschicht hervorgerufen. Dadurch sinken die
Wasseroberflächentemperaturen, was zur Folge hat, dass die Luft weniger erwärmt wird und
deshalb nicht mehr aufsteigt. Der Luftdruck über dem Ostpazifik steigt und die Südostpassate
intensivieren sich wieder. Man kann den Prozess mit einer "Schaukel" vergleichen. Das
Pendeln hin zur Warmwasseranomalie ist "El Nino". Die Kaltwasseranomalie heißt "La
Nina". Das Jahr 2008 war beispielsweise ein "La Nina" - Jahr.
Die verschiedenen Sphären unseres Klimasystems sind also bisweilen Schwingungen
unterworfen. Damit haben regionale Bereiche unserer Atmosphäre eine Fähigkeit zur
Fernwirkung. In "El Nino" - Jahren kommt es beispielsweise zu Dürren in Südostasien und
Australien sowie zu verstärkten Niederschlägen an der südamerikanischen Westküste. Aber
auch der indische Monsun wird beeinflusst, und selbst Teile der südlichen USA weisen
Wetteranomalien auf. Europa ist - wie schon gesagt - mit diesen Ereignissen nahezu nicht
verbunden.
Mit Computermodellen ist man heute in der Lage, "El Nino" in Zeiträumen von bis zu einem
Jahr vorherzusagen. Das kann man natürlich nicht nur mit den üblichen Wetterprognosen
schaffen, sondern nur mit zusätzlichen Klimasimulationen.
Im Hinblick auf die derzeitige Klimaerwärmung könnte es passieren, dass diese einen
Klimazustand nach sich zieht, der einer Art permanenten "El Nino" entspricht. Ich hoffe, dass
diese Nachricht auch in Kopenhagen (Hopenhagen !!) ankommt, denn die zusätzlichen
Verlierer jener Klimaänderung zum Dauer- "El Nino" sind uns heute schon bekannt.
Dezemberwetter
Was hat uns der Dezember wettermäßig eigentlich alles so zu bieten? Smoglagen, Glatteis,
Weihnachtstauwetter, Föhn, Halo- Erscheinungen und den berühmten "El Nino", das
"Christkind". Natürlich gibt es auch Bauernregeln. Fangen wir gleich damit an:
Wenn im Dezember noch kein Schnee fällt, ist dies für die Kornentwicklung nicht so gut,
denn man sagt: " Dezember kalt mit Schnee, gibt Korn auf jeder Höh ". Früher wurden am 4.
Dezember, also am letzten Freitag, Kirschzweige geschnitten. Diese sollten dann zu
Weihnachten blühen. Es handelt sich um den Barbaratag, an dem man den ersten Frost
erwartete. Über das Thema "Glatteis" habe ich mich bereits in einem meiner letzten
Funkwetterberichte ausgelassen, also hier jetzt keine Wiederholung.
Halo- Erscheinungen sind im Dezember relativ häufig. Wenn Sie bei Sonnenschein auf
Schneekristalle schauen, sehen Sie oft farbige Reflexe in roten und blauen Farben. Solche
Lichtbrechungen finden wir ja auch an Wassertröpfchen, die dann den Regenbogen erzeugen,
über dessen Entstehung ich auch schon an dieser Stelle berichtet habe. Geht ein Lichtstrahl
durch einen Eiskristall einer Wolke hindurch, so wird er gebrochen, also von seiner geraden
Bahn abgelenkt. Solche Eiskristalle kommen oft in den dünnen hohen Wolken vor, den
Zirrostrati. Sie können dann einen Ring mit blasser Farbentwicklung um die Sonne herum
beobachten, den sog. Halo. Oft ist dieser ein Vorbote einer Wetterverschlechterung.
Die Smog-Wetterlagen haben immer mit einem Hochdruckgebiet zu tun, welches den
vertikalen Luftmassenaustausch unterbindet, so dass sich die Abgase in der bodennahen
Luftschicht ansammeln können.
Über das Weihnachtstauwetter habe ich in den vergangenen 31 Jahren wiederholt in diesem
Monat Dezember berichtet. Ich will es in diesem Jahr nicht erneut tun. Ich nehme an, Sie
wissen, was damit gemeint ist. Es ging dabei unter anderem stets um die Frage: Wie
wahrscheinlich sind weiße Weihnachten bei uns in Deutschland, insbesondere hier am
Niederrhein. Es bleibt bei etwa 10 % für weiße Weihnachten an Rhein und Ruhr.
Über Föhnstürme in Bayern werden wir im November/Dezember recht häufig informiert. Sie
treten auf, wenn feuchte Luftmassen über den Südkamm der Alpen nach Norden ziehen. Auf
ihrer Luvseite bewirken sie große Niederschlagsmengen, auf der Leeseite hingegen trocknen
sie aus und erwärmen sich und erzeugen im Alpenvorland einen aufgeheiterten Himmel mit
relativ hohen Lufttemperaturen und geringer relativen Luftfeuchtigkeit in der bodennahen
Luftschicht, bis zu 20°!
Es gibt eine katastrophale Witterung, die als "Christkind" bezeichnet wird (spanisch: El
Nino") Es handelt sich dabei um eine etwa alle 7 Jahre auftretende Witterung vor der Küste
Perus. Katastrophal deshalb, weil sie in dieser Region ein Fisch- und Vogelstreben verursacht.
Sie tritt so um die Weihnachtszeit auf, wenn auf der Südhalbkugel Sommer ist.
Der Mistral
Im letzten Beitrag berichtete ich über die drei weltweiten globalen Windsysteme, die das
Klima auf der Erde mitbestimmen, den Passat, die Westwinddrift und die Polarwinde. Nun
gibt es natürlich noch eine große Menge lokaler Windsysteme, die sich rund um unseren
Globus verteilen. Einer der bekanntesten lokalen Winde in Europa ist der Mistral. Wenn kalte
schwere Luft von Nordosten und Norden her gegen die Alpen strömt, wird sie sich einen Weg
zwischen den Hindernissen suchen. Vor allem wenn ein Hoch über Nordfrankreich die kalte
Luft daran hindert, die Berge zu überströmen und wenn gleichzeitig noch die Saugwirkung
eines Tiefs im Raume Genua einsetzt, gibt es für die Luft nur den Weg durch das Rhonetal.
Dabei wirken die französischen Alpen und das Zentralmassiv wie ein Trichter. Die Luft wird
beschleunigt und bläst mit Sturmstärke durch das Tal.
Der Mistral kann Orkanstärke und somit Windgeschwindigkeiten von über 120 km pro h
erreichen. Auf der Autobahn von Lyon nach Marseille haben dann sowohl die PKW als auch
Lastkraftwagen ihre Probleme. Manche wurden dabei schon von der Fahrbahn geweht. Der
Mistral braust durch die Rhonemündung auf das Mittelmeer hinaus und hat als böiger
Nordwind bis zu einer Entfernung von über 100 km von der Küste beim plötzlichen Einsetzen
schon so manches Segelboot kentern lassen.
Im Schweizer Mittelland gibt es einen ähnlichen Wind bei ähnlicher Wetterlage. Er kommt
kalt und trocken aus Nordosten und weht bis in die Gegend um Genf und die französischen
Voralpen. Er wird Bise genannt. Ein dem Mistral vergleichbarer Wind ist der so genannte
Vardarwind. Er bläst in Mazedonien und Griechenland, wenn ein Hoch über Mitteleuropa
liegt. Von Skopje kommend zwängt sich der Vardar durch ein enges Tal nach Südosten.
Danach öffnet er sich weit zur Ägäis bei Thessaloniki.
Die Windsysteme
Davon gibt es drei große, die das Klima prägen, auf unserem Planeten.
Zum einen wehen zwischen 30 Grad Breite und dem Äquator die so genannten Passate: Am
Äquator erwärmte Luft steigt auf, fließt nach Norden oder Süden, kühlt sich dabei ab und
strömt in Bodennähe zurück zum Äquator. Die Passate werden durch die Erdrotation, die sog.
Corioliskraft, abgelenkt. Diese beschleunigt Bewegungen zu den Polen nach Osten und zum
Äquator nach Westen. Daher wehen die Passate stets aus östlicher Richtung.
In den mittleren Breiten hingegen herrschen Winde aus dem Westen vor, mit denen sich
Tiefdruckgebiete nach Osten verlagern.
Das dritte Luftdrucksystem befindet sich an den Polen. Von einem Hochdrucksystem über
den Polkappen aus werden die abfließenden Luftmassen abgelenkt.
Über diesen drei Systemen blasen in großer Höhe starke Westwinde (Jetstreams). Sie gleichen
große horizontale Druckdifferenzen an der Grenze zwischen Warm- und Kaltluftmassen aus.
Zu den weiteren wichtigen Klimafaktoren zählen wir die ozeanischen Strömungen sowie die
Wolken und die Wärmestrahlung. Darüber vielleicht später einmal mehr.
Spätherbst
Wir befinden uns im Spätherbst, gekennzeichnet durch allgemeinen Laubfall, vor allem der
Rosskastanie, und nun geht das Wintergetreide auf. Der Spätherbst beginnt Ende Oktober und
erfasst normalerweise den gesamten November, reicht in günstigen Regionen bis Mitte
Dezember.
Erst seit dem Ende des 18. Jahrhunderts beschäftigten sich Naturwissenschaftler mit Klima
und Wetter. Als erstes verbannten sie manche Bauernregel als unwissenschaftlichen
Aberglauben. Doch trotz aller computergestützten Wettervorhersagen ist auch heute noch
keine hundertprozentige Sicherheit zu erreichen. Wir stehen nun der Wetterwissenschaft
gelassener gegenüber, so dass wir die alten Wettersprüche gern zur Kenntnis nehmen und mit
der wissenschaftlichen Prognose vergleichen. Und solch ein Spruch lautet z.B. für den St.
Martinstag:
"Wenn um Martini Nebel sind,
so wird der Winter meist gelind.
Zieht die Spinne ins Gemach,
kommt ihr gleich der Winter nach.
Hecken die Hühner in den Ecken,
kommt der Winter mit Frost und Schrecken".
Die Sehnsucht nach Wärme und Sonne ist offensichtlich nicht nur eine Erfindung der
Tourismus-Industrie. Schon seit Jahrhunderten freuen sich die Menschen über den
"Altweibersommer" oder einen "goldenen Oktober". Doch mit dem November bricht
unweigerlich die kalte Jahreszeit an.
"Wenn der Winter vor Allerheiligen (1.11.) nicht kommt, kommt er nicht vor Martini
(11.11.)"
Neben "Altweibersommer" und "goldenem Oktober" hat eine weitere Schönwetter-Periode
einen eigenen Namen erhalten: Im Zeitraum Anfang November können sich dann häufiger
Hochdruckgebiete über Europa halten und für Sonnenschein sorgen. Dieser Zeitraum wird
deshalb auch als "Nachsommer" bezeichnet. Davon gab es diesmal einige Tage. Aber auch
bei solch schönem Wetter ist es mit Temperaturen unterhalb von 10 Grad auf jeden Fall kalt,
da es in den meist klaren Nächten stark abkühlt.
"Ist Martini (11.11.) klar mit Sonnenschein, bricht bald ein kalter Winter herein. - Hat Martini
einen weißen Bart, wird der Winter hart." - Für diese Regel konnten die Meteorologen keine
Bestätigung finden: Es lassen sich von der Wetterlage am 11. November keine Rückschlüsse
auf den folgenden Winter ziehen, - bei dem Wetterdurcheinander auf Grund der
Klimaerwärmung sowieso nicht mehr.
"Wie der Tag zu Kathrein (25.11.), wird der nächste Februar bzw. Neujahr sein." Diese
Bauernregel hält der wissenschaftlichen Betrachtung - zumindest teilweise - stand: Ist es um
den 25.11. zu trocken, wird mit hoher Wahrscheinlichkeit (über 80 Prozent!) auch der Februar
zu trocken. Auch bei zuviel Feuchtigkeit um den 25.11. wird der Februar zu feucht.
"Friert im November zeitig das Wasser, wird's im Januar umso nasser." - Auf den ersten Blick
ein wirklich grotesker Zusammenhang, den die mittelalterlichen Wetter-Weisen da aufgestellt
haben. Aber tatsächlich bestätigen die langjährigen Wetteraufzeichnungen diese Regel: Je
häufiger es Anfang November friert, desto mehr Regentage gibt es im Januar. Wenn es also
zurzeit noch kälter werden sollte, wäre dies auf keinen Fall ein Hinweis auf einen kalten
Winter, eher im Gegenteil. Und das mit einer erstaunlichen Treffergenauigkeit von rund 80
Prozent! Aber was das Wetter tatsächlich in der kommenden Wochen uns anzubieten hat,
haben Sie ja zu Beginn eben gehört.
SCHAUER
In den Wettermeldungen der vergangenen Woche kam recht häufig der Begriff "Schauer" vor.
Es wurde vom "Aprilwetter" im November gesprochen.
Drei Dinge sind für das Auftreten von Schauern notwendig:
1. eine instabile Luftschichtung,
2. ein Auslöser für Aufwärtsbewegungen der bodennahen Luftschicht und
3. ausreichende Luftfeuchtigkeit.
Wenn ein Luftpaket vom Boden her aus eigenem Antrieb in beträchtliche Höhen weiter
aufsteigt, bezeichnet man die vorhandene Luftschichtung als instabil oder "labil". Wir
benötigen also eine nach oben gerichtete Luftströmung, die große, solide Kumuluswolken
anwachsen lässt, und zwar bis weit über die Frostgrenze hinaus. Solche Wolken entstehen
zum Beispiel mit einsetzender Thermik in der warmen Jahreszeit. Sobald die über den Boden
strömende kühle Luft von der Sonne erwärmt wird, - das wissen besonders die Segelflieger setzt die Thermikentwicklung ein.
Diese Wolken entstehen aber auch durch das Einfließen von Höhenkaltluft, also ohne
nennenswerte Erwärmung von unten. Dabei kann es am Boden relativ kalt sein, wie zum
Beispiel im Winter. Es kommt dann nur darauf an, dass es in der Höhe wesentlich kälter ist
als unten. So kann es auch in der kalten Jahreszeit Schauer und Gewitter geben. Es kommt
also nur auf die Temperaturdifferenz zwischen Boden- und Höhenluft an. Und diese kann
auch im Winter recht hoch sein, wenn zum Beispiel frische Polarluft eindringt. Eine Quelle
für Thermik ist z.B. ein örtlich begrenztes Gebiet, das wärmer als seine Umgebung ist.
Überall dort, wo der Boden dunkel und relativ trocken ist und die Sonneneinstrahlung nicht
bis in größere Tiefen eindringen kann, ist eine Thermikauslösung möglich, denn dort steigt
die Temperatur gegenüber derjenigen der Umgebung.
Bei der Entwicklung einer Schauerwolke ist es nun so, dass die Luft erst einmal trocken
aufsteigt und sich dabei um ca. 1 Grad C je 100 m abkühlt. Wenn diese dann den Taupunkt
erreicht hat, steigt sie mit Feuchte gesättigt - erst jetzt als Wolke erkennbar - weiter auf, kühlt
sich jedoch, weil Kondensationswärme frei wird, nur noch um 0,65 Grad je 100 m ab. Sie
wird also beim Aufsteigen dann nur langsamer kälter als vorher. Sie steigt so lange weiter auf,
bis sie die gleiche Temperatur durch Abkühlung erreicht hat wie die Luft der Umgebung. Das
kann z.B. im Bereich einer Inversion der Fall sein.
Das Temperaturprofil der Umgebungsluft, das sich übrigens von Tag zu Tag, ja oft von
Stunde zu Stunde ändert, entscheidet darüber, wie mächtig die Haufenwolke anwächst und ob
daraus letztendlich Niederschlag fällt. Fehlen z.B. Inversionen, dann bleibt ein aufsteigendes
Wolkenpaket recht lange wärmer als seine Umgebung und wird weiter immer größere Höhen
erklimmen, recht oft Höhen von 6000 m bis hinauf zu ca. 10 000 m im Sommer! Aus einem
derart großen Wolkenberg, der bis in große Höhen kalt ist - wie z.B. bei maritimer Polarluft werden sich Schauer entwickeln. Die polare Meeresluft besitzt nämlich genügend
Feuchtigkeit, um die Kondensation beim Vorstoß der Luft in große Höhen voran zu treiben.
Natürlich muss die Luft zum Ausgleich in der Umgebung einer solchen Schauerwolke
absinken. Absinkende Luft bewirkt aber eine Inversion in der Höhe, denn beim Absinken
erwärmt sich die Luft um ca. 1 Grad je 100 m, wird also - auf gleiche Höhe bezogen - wärmer
als diejenige in der Wolke. Dabei verdunstet die Feuchtigkeit und der Himmel klart auf, so
dass die Sonne kurzfristig durchkommt. Das ist der Grund für das so genannte "Aprilwetter",
da im April derartige Wetterbedingungen sehr häufig auftreten. An jenen Inversionen hört ein
neuer Aufstieg von Luft auf. Deshalb treten manchmal bei intensiver Schauertätigkeit auch
kurzfristig wechselnde UKW-Bedingungen auf, eben wegen jener plötzlich sich bildenden
engräumigen Absinkinversionen. Wenn die Wolken mächtig genug sind, um den
Niederschlagsprozess in Gang zu setzen, fällt ein Regenschauer oder je nach
Temperaturverhältnissen ein Graupelschauer. Falls nicht, entstehen nur Kumuli
(Haufenwolken) ohne Regen.
Das Thema der Regenschauer ist damit noch längst nicht erschöpft. Vielleicht bald einmal
mehr dazu. Vielleicht im Schauermonat April.
Verschiedene Nebel
In dieser Jahreszeit tritt Nebel statistisch recht häufig auf. Doch Nebel ist noch längst nicht
gleich Nebel. Allgemein für jede Form von Nebel gilt: Die Luft ist manchmal mit
Feuchtigkeit übersättigt, so dass der Wasserdampf bei vertikaler Durchmischung durch
leichten Wind darin spontan zu feinen Tröpfchen kondensiert. Die Wasserpartikel sind etwas
kleiner als die beim feinsten Nieselregen und damit leicht genug, um in der Luft zu schweben.
Jene Übersättigung feuchter Luft kann jedoch mehrere verschiedene Ursachen haben.
Man unterscheidet etwa fünf verschiedene Nebelarten. Da gibt es zunächst den
"Strahlungsnebel". Er entsteht dadurch, dass der Boden stark abkühlt, weil er seine Wärme
ausstrahlt. Die aufliegenden Luftschichten geben nun ihre Wärme an den Boden ab und
kühlen dabei bis zum Taupunkt ab. Jener Nebel entsteht nur bei sehr schwachem Wind bei
klarem Himmel in der Nacht. Hauptentstehungszeiten sind Herbst und Frühjahr. Bei
Windstille kommt es oft nur zu Tau-, bzw. Reifbildung. Darüber habe ich am vergangenen
Sonntag ausführlicher berichtet.
Als eine weitere Nebelart gilt der "Advektionsnebel". Er wird dadurch hervorgerufen, dass
sich eine Luftmasse durch das Überstreichen eines kühlen Untergrundes stark abkühlt. Er tritt
vor allem im Winter auf, wenn warme und feuchte Luft ihre Wärmeenergie durch Turbulenz
und Strahlung auf den kälteren Boden überträgt. Dazu gehört aber auch der
"Böschungsnebel", der häufig an Berghängen entsteht, wenn warme Luftströmungen der
Geländeform folgen und schließlich eine Höhe erreichen, wo sie wegen kalter Oberflächen
oder kalter Umgebungsluft kondensieren müssen. Dies geschieht z.B. in den Ebenen des
Mittleren Westens der USA, wo feuchter Wind vom Golf von Mexiko am Fuß der Rocky
Mountains aufsteigt, aber auch in den Küstengebieten, wo feuchte Meeresluft an Berghängen
nach oben gedrückt wird.
Eine weitere Art von Nebel ist der "Mischungsnebel". Feuchte, wärmere Luft strömt in kühle
Luft hinein und mischt sich mit ihr. Jene Nebelart kann zu allen Jahreszeiten auftreten,
vornehmlich in Küstennähe, wenn die Regentropfen einer Warmfront in eine kältere Luft
hinein verdunsten.
Ein weiteres Nebelphänomen ist der See- oder Flussnebel. Er bildet sich über Wasserflächen,
die wärmer als die umgebende Luft sind.
Die 5. Art von Nebel in dieser Reihe nennt man Hochnebel. Er bildet sich bei Inversionslagen
und besitzt meist eine deutlich sichtbare Untergrenze. Jene liegt oft nur wenige 100 Meter
über dem Erdboden.
Strahlungs- und Hochnebel kommen bei uns am Niederrhein am häufigsten vor. In sehr kalter
Luft kondensiert Wasserdampf oft direkt zu Eiskristallen, also zu Eisnebel.
Wenn auch die Nebel von London und San Francisco eine gewisse Berühmtheit erlangt
haben, so tritt Nebel doch an anderen Orten noch häufiger auf. Die nebligste Stelle der Erde
ist wahrscheinlich Cape Race an der Südostecke Neufundlands. Dort ist der Blick auf den
Atlantik an durchschnittlich 158 Tagen im Jahr verhüllt.
Der Nebel hat viele Maler, Dichter und Komponisten zu künstlerischen Schaffensprozessen
angeregt. So trägt z.B. der 2. Satz in Peter Tschaikowskys 1. Sinfonie den Titel "Land der
Öde, Land des Nebels." Es lohnt, sich jene Tonmalerei einmal anzuhören.
Sehr große Berühmtheit hat auch Hermann Hesses Gedicht "Im Nebel" erlangt:
"Seltsam, im Nebel zu wandern!
Einsam ist jeder Busch und Stein,
Kein Baum sieht den andern,
Jeder ist allein.
Voll Freunden war mir die Welt,
Als noch mein Leben licht war;
Nun, da der Nebel fällt,
Ist keiner mehr sichtbar.
Wahrlich, keiner ist weise,
Der nicht das Dunkel kennt,
Das unentrinnbar und leise
Von allen ihn trennt.
Seltsam, im Nebel zu wandern!
Leben ist Einsamsein.
Kein Mensch kennt den andern,
Jeder ist allein."
Tau und Reif
Es ist allgemein bekannt, dass die Temperaturen in einer klaren Nacht oftmals recht stark
absinken. Wie kommt das eigentlich?
Nicht nur die Sonne, sondern jeder stoffliche Körper - also auch die Erde und die Luft sendet eine ausschließlich von seiner Temperatur abhängige Strahlung aus. Diese so genannte
"Emission" ist umso stärker, je höher die Temperatur des Körpers ist. Dabei verschiebt sich
mit zunehmender Strahlung das Spektrum weiter zu kürzeren, energiereicheren Wellenlängen.
Nun ist es aber so, dass ein Körper nicht nur selbst Wärme ausstrahlt, sondern auch selbst in
bestimmten Wellenlängenbereichen Wärme empfängt (absorbiert). So absorbieren die
Erdoberfläche und die Luft am Tage einen Großteil der einfallenden kurzwelligen
Sonnenstrahlung. Der Betrag ist meist größer als der, der durch die Ausstrahlung nachts
wieder abgegeben wird. Nach Sonnenuntergang fällt der Anteil der Sonnenstrahlung natürlich
weg. So kann sich die Erde mit der sie umgebenden Luft zunehmend abkühlen.
Die Luft ist ja ein Gemisch verschiedener Gase. Der überwiegende Teil ist Stickstoff. In
diesem Gemisch werden Strahlungen verschiedener Längenbereiche aufgenommen. Dazu
gehören auch die bekannten Treibhausgase, also das Kohlendioxid, das Methan und der
ebenfalls unsichtbare Wasserdampf. Diese Gase "verschlucken" die von der Erdoberfläche
ausgesandten Wärmestrahlen (Infrarot) recht stark.
Die Luft bleibt relativ warm, wenn ihr Wasserdampfanteil groß ist. Dann nämlich vermag sie
die von der Erdoberfläche ausgestrahlte Wärmeenergie gut zu speichern. Wenn der
Wasserdampf in Form von Wolken oder Nebel kondensiert, wenn sich also Wassertröpfchen
bilden, wird die Wärmeausstrahlung noch viel stärker absorbiert als durch den gasförmigen,
unsichtbaren Wasserdampf. Dann kühlt die Luft kaum aus.
Bei aufklarendem Himmel werden die Temperaturen nur dann drastisch zurückgehen, wenn
die Luft trocken und der Himmel klar sind. In diesem Fall kann nämlich der Erdboden seine
Wärme ungehindert ausstrahlen. Dabei werden Erdboden und die darüber liegende Luft
spürbar kälter.
Es kann beim Erreichen des Taupunktes zu Nebelbildung, manchmal aber auch nur zu Tauoder Reifbildung kommen. In früheren Zeiten erinnerten sich Bauern, die morgens zu ihrer
Scheune gingen, wahrscheinlich an ein altes Sprichwort: "Wenn der Tau liegt auf dem Gras,
macht es heut kein Regen nass, sieht man aber trock´ne Wiesen, wird es vor dem Abend
gießen."
Fehlender oder vorhandener Tau ist zwar kein absolut sicheres Wetterzeichen, aber es spiegelt
die Vorgänge in der Atmosphäre während der Nacht wider. Starker Tau bildet sich oft unter
einem klaren Himmel, wenn der Verlust von Strahlungsenergie am Boden die
Voraussetzungen für die Kondensation schafft. Bildet sich dagegen kein Tau, ist die Ursache
oft eine Wolkendecke, die in der Nacht die Abkühlung des Bodens verhindert.
Tau entsteht wie Nebel, wenn feuchte Luft mit einer kalten Oberfläche in Berührung kommt.
Nachts kühlt sich die Erdoberfläche ab, so dass die warme, feuchte Luft, die in seine Nähe
kommt, ebenfalls Wärme verliert. Da die kalte Luft nicht soviel Wasser aufnehmen kann wie
die warme, nimmt ihre Sättigung mit Wasserdampf immer stärker zu, bis schließlich der sog.
"Taupunkt" erreicht ist, an dem sie keine weitere Feuchtigkeit mehr aufnehmen kann. Wenn
kein Wind für eine senkrechte Durchmischung der Kaltluft und der warmen, gesättigten Luft
sorgt, erfolgt die Kondensation nicht in der Luft - was Nebel erzeugen würde - sondern auf
allen kalten Oberflächen, welche die Luft berührt. Wenn also die Wassermoleküle einen
Grashalm oder das kalte Blech eines Autos berühren, kondensieren sie dort. So entstehen,
zusammen mit der Eigenfeuchtigkeit der Pflanze, die uns bekannten Tautropfen, bei
Temperaturen um den Gefrierpunkt sprechen wir von Reif.
Da Tau scheinbar aus der dünnen Luft entsteht und nur in kleinen Mengen vorkommt, hielt
man ihn lange Zeit für eine Art himmlischen Nektar mit magischen oder verjüngenden
Eigenschaften. Wenn man sich, vor allem im Mai, das Gesicht damit wusch, sollte das gut für
den Teint sein. Als Getränk hielt man ihn ebenso gesund wie Lebertran, nur schmeckte er
besser. Weiterhin - so habe ich in einem Sachbuch gefunden - soll sich der alte Kämpfer
Oliver Cromwell ab und zu mit einem Schluck Morgentau gestärkt haben. Bei den Maifeiern
im alten England wälzten sich angeblich junge Mädchen manchmal nackt im Morgentau, weil
sie sich attraktiver machen wollten. Davon hört man nun schon lange nichts mehr. Vielleicht
fühlten sich die Damen ja von der zunehmenden Anzahl der amtlichen Wetterfrösche gestört.
Es gab einmal Zeiten
ohne Telefon, Autos und Internet, wobei man im Zeitalter der Postkutschen oft wochenlang
auf die Antwort eines Briefes warten musste. Auch fehlten amtliche Wetterprognosen. Heute
können wir unsere modernen Wetterpropheten auf Hunderten von Seiten im Internet aufrufen,
wohingegen man sich früher auf eigene Wetterbeobachtungen oder die Aussagen der Bauern
beziehen musste, wenn es um die Vorhersage der künftigen Wetterentwicklung ging. So
waren unsere Vorfahren auf jeden Fall bessere Wetterbeobachter als wir es heute sind und
nicht bloße Wetter- Konsumenten, bzw. Wetterkunden. Das zeigt sich zum Beispiel darin,
dass viele der mannigfaltigen Bauernregeln heute noch weitgehend stimmen.
Beobachtete man zum Beispiel Frösche auf Stegen und Wegen, deutete dies auf baldigen
Regen hin. Ihr Landgang war nämlich ein Zeichen für hohe Luftfeuchtigkeit und bald
einsetzenden Niederschlag. Das galt vor allem dann, wenn auch noch Spinnen zu dieser Zeit
vermehrt ihre Netze bauten. Und wenn die Insekten Gewitter spürten, schwirrten sie dicht
über den Wiesen, was zur Folge hatte, dass die Schwalben für alle sichtbar tief flogen.
Auch die Pflanzen gaben deutliche Hinweise auf das zu erwartende Wetter. So deuteten nach
unten geklappte Blätter des Sauerklees auf baldigen Regen. Ähnlich verhielten sich Tomaten-,
Bohnen- und Gurkenblätter. Senkte der Mohn seine Köpfe, konnte man Sturm erwarten,
wohingegen man bei weit geöffneten Anemonenblüten richtig schönes Wetter in Aussicht
gestellt bekam.
Auch der Regenbogen hat bis heute Botschaften zu bieten, die auf das Wetter der kommenden
Stunden hindeuten. Vormittags bildet sich der Regenbogen im Westen. Weht dazu ein
Westwind, ist mit Regen zu rechnen, denn hierzulande kommen die meisten Winde aus
westlichen Richtungen. Ein Regenbogen am Nachmittag bringt jedoch meistens besseres
Wetter. Zu dieser Zeit steht der Regenbogen im Osten. Die dort angesiedelten Wolken ziehen
meist ab oder fallen in den Abendstunden auf Grund nachlassender Thermik in sich
zusammen.
Auch das Abendrot ist ein wichtiges Zeichen für meist gutes Wetter. Die Sonne geht ja im
Westen unter und in unseren Breiten treiben die meisten Wolken von Westen heran. So ist ein
blasses Abendrot meist ein Zeichen für schönes Wetter. Ein knallig roter Sonnenuntergang
verheißt hingegen oftmals nichts Gutes. Denn dann ist die Luft sehr wasserhaltig.
Regenwolken können sich leicht bilden. Bei einem feurigen Morgenrot sollte man auf jeden
Fall den Schirm nicht vergessen. Denn von Westen her wird weiterhin sehr feuchte Luft
erwartet.
Die Wolken selbst geben natürlich jede Menge Hinweise auf das zu erwartende Wetter. Jene
Beobachtung ist jedoch schon schwieriger und man benötigt eine Menge Erfahrung.
Allgemein bekannt ist wohl, dass Schäfchenwolken - die mittelhohen Altokumulusbällchen meist gutes Wetter verheißen, wohingegen schmale Zirrusfetzen darauf hinweisen, dass es
bald wettermäßig ungemütlich werden könnte. Aber auch in Zirren kann man sich - wie in
Frauen - öfters mal irren. Wichtige Hinweise auf Schauer- und Regenbildung gibt die
Tagesentwicklung der Haufenwolken, der Kumuli. Zu einer solchen Beurteilung benötigt man
jedoch bereits eine detaillierte Kenntnis über Thermik, Inversion und Wolkenformen und
deren Aussehen.
Aber auch ein blauer Himmel hat so seine Wettergeheimnisse. Hier ist es die Intensität des
Blau- Tons, die etwas über die Wetterlage aussagt. Ein leuchtendes Hellblau ist die beste
Prognose für bleibend schönes Sommerwetter. Ein milchiges Graublau zeigt eine hohe
Luftfeuchtigkeit an. So sind die Aussichten dann eher trüb: Regen zieht bald auf. Ein
auffallend dunkles Blau bringt oftmals neuen Regen. Meist ist vorher eine Kaltfront
durchgezogen und die Luft ist dahinter besonders trübungsarm. Die so genannte "postfrontale
Subsidenz", also absinkende Luftmassen hinter der Frontlinie, sorgen für das tiefe
Himmelsblau und eine manchmal bis zu einigen Stunden andauernde Regenpause.
Es gibt natürlich noch viel mehr natürliche Hinweise auf das künftige Wetter, zum Beispiel
sind auch Bäume und Winde bisweilen als Wetterpropheten zu verwenden.
Sie können also auch heute noch eine ganze Menge über das Wetter und seine Entwicklung
erfahren, auch ohne die Medien und das Internet zu bemühen, so wie Sie auch heute noch
einen handgeschriebenen Brief zur Post bringen können anstatt schnell mal eine E-Mail zu
tippen, oder einfach mal zu Fuß gehen, statt das Fahrrad oder den Wagen zu benutzen. Dann
werden Sie wahrscheinlich auch wieder zu einem besseren Wetterbeobachter und haben erst
recht etwas davon, wenn Sie bei totalem Stromausfall auf Ihr Barometer schauen. Die WetterMessinstrumente habe ich in diesem Zusammenhang ja noch gar nicht erwähnt. Und das
müssen nicht unbedingt Kiefernzapfen sein.
Schönen Sonntag und eine gute Woche!
Vy 73
Klaus, DL5EJ
Aufklaren
Es ist allgemein bekannt, dass die Temperaturen in einer klaren Nacht oftmals recht stark
absinken. Wie kommt das eigentlich?
Nicht nur die Sonne, sondern jeder stoffliche Körper - also auch die Erde und die Luft sendet eine ausschließlich von seiner Temperatur abhängige Strahlung aus. Diese sogenannte
"Emission" ist um so stärker, je höher die Temperatur des Körpers ist. Dabei verschiebt sich
mit zunehmender Strahlung das Spektrum weiter zu kürzeren, energiereicheren Wellenlängen.
Nun ist es aber so, dass ein Körper nicht nur selbst Wärme ausstrahlt, sondern auch selbst in
bestimmten Wellenlängenbereichen Wärme empfängt (absorbiert). So absorbieren die
Erdoberfläche und die Luft am Tage einen Großteil der einfallenden kurzwelligen
Sonnenstrahlung. Der Betrag ist meist größer als der, der durch die Ausstrahlung nachts
wieder abgegeben wird. Nach Sonnenuntergang fällt der Anteil der Sonnenstrahlung natürlich
weg. So kann sich die Erde mit der sie umgebenden Luft zunehmend abkühlen.
Die Luft ist ja ein Gemisch verschiedener Gase. Der überwiegende Teil ist Stickstoff. In
diesem Gemisch werden Strahlungen verschiedener Längenbereiche aufgenommen. Dazu
gehören auch die bekannten Treibhausgase, also das Kohlendioxid, das Methan und der
ebenfalls unsichtbare Wasserdampf. Diese Gase "verschlucken" die von der Erdoberfläche
ausgesandten Wärmestrahlen (Infrarot) recht stark.
Die Luft bleibt relativ warm, wenn ihr Wasserdampfanteil groß ist. Dann nämlich vermag sie
die von der Erdoberfläche ausgestrahlte Wärmeenergie gut zu speichern. Wenn der
Wasserdampf in Form von Wolken oder Nebel kondensiert, wenn sich also Wassertröpfchen
bilden, wird die Wärmeausstrahlung noch viel stärker absorbiert als durch den gasförmigen,
unsichtbaren Wasserdampf. Dann kühlt die Luft kaum aus.
Bei aufklarendem Himmel werden die Temperaturen nur dann drastisch zurück gehen, wenn
die Luft trocken und der Himmel klar sind. In diesem Fall kann nämlich der Erdboden seine
Wärme ungehindert ausstrahlen. Dabei werden Erdboden und die darüber liegende Luft
spürbar kälter. Die größte uns auf dieser Erde bekannte nächtliche Abkühlung erfolgt in den
Wüstengebieten mit ihren extrem trockenen Luftmassen unter äußerst klarem Himmel.
In Deutschland treten die stärksten Nachtfröste meist bei winterlichen Hochdrucklagen auf,
wenn aus Osteuropa trockene Kontinentalluft heran geführt wird. Besonders tief sinken die
Temperaturen dann über Schneeflächen ab, da der Schnee als schlechter Wärmeleiter die
Wärme des Erdbodens nicht durchlässt. Dadurch kann der Erdboden seine Wärme nicht
abstrahlen, was zu besonders tiefen Temperaturen der Luft dicht über der Schneedecke führt.
Die Grenztemperatur der weiteren Abkühlung wird jedoch durch den "Taupunkt" der Luft
bestimmt. Das ist die Temperatur, bei welcher der Wasserdampf der Luft zur Sättigung
kommt, so dass Nebel oder Raureif entsteht. Unter diesen Taupunkt kann sich die Luft kaum
noch abkühlen, da bei der Kondensation des Wasserdampfes Wärme an die Luft abgegeben
wird.
Glätte
In den Wetterberichten taucht der Begriff der "Glätte" nun wieder vermehrt auf.
"Glätte" ist eine Sammelbezeichnung für meteorologische Erscheinungen, die durch
Eisablagerungen am Erdbden oder an Gegenständen hervorgerufen werden. Hier muss man
deutlich unterscheiden zwischen Eisglätte, Glatteis, Reifglätte und Schneeglätte.
Eisglätte entsteht dadurch, dass auf dem Erdboden bereits vorhandenes Wasser gefriert. Das
kann z.B. gefrorenes Schmelzwasser einer Schnee- oder Eisdecke sein. Sehr häufig stellt sich
Eisglätte ein, wenn nach einem Kälteeinbruch mit Regen beim nächtlichen Aufklaren die
Temperatur am Erdboden den Gefrierpunkt unterschreitet. Man spricht dann auch von
"gefrierender Nässe".
Glatteis wird durch gefrierenden Regen oder Sprühregen hervorgerufen. Reifglätte entsteht
durch Bildung von Reif am Erdboden und Schneeglätte durch festgefahrenen oder
festgetretenen Schnee.
Vorsicht also, wenn es bei sinkenden Temperaturen und nassen Straßen aufklart! Dann
besteht die Gefahr von Eisglätte.
Vorsicht, wenn es bei Frosttemperaturen anstatt zu schneien, zu regnen beginnt. Dann kann es
Glatteis geben.
Vorsicht, wenn die Straßen mit einem weißen Hauch überzogen sind. Dann ist die Gefahr
vorhanden, dass sich Reifglätte bildet.
Zum Schluss ein Rätsel:
Es hat die gesamte Nacht geregnet und es regnet auch am Tage bei sinkenden Temperaturen
weiter. Am Nachmittag geht der Regen in Schnee über und es schneit nun bis in die späten
Abendstunden. Um Mitternacht gibt es die ersten Wolkenlücken und später klart der Himmel
ganz auf. Welchen Namen hat die Glätte, mit der Sie nun rechnen müssen? Kreuzen Sie
richtig an: Glatteis, Eisglätte, Reifglätte, Schneeglätte.
Jetstream
Warum halten sich eigentlich manche Wetterlagen so lange und wie kommt es zur bekannten
Erhaltungstendenz des Wetters?
Daran sind die Wellen der westöstlichen Grundströmung der gemäßigten Breiten beteiligt,
also die Höhenwinde. In den Subtropen reicht die warme, und somit dünnere Luft bis in
Höhen von etwa 16 km, während im Subpolargebiet die gleiche Masse kalter, dichterer Luft
sich nur bis in Höhen von 6 bis 10 km ausdehnt. Das hat entscheidenden Einfluß auf die
globale Windzirkulation. In der Kaltluft nimmt nämlich der Druck mit der Höhe schneller ab
als in der Warmluft. So entsteht in den Subtropen eine Art "Luftberg", von dem aus sich die
Luft nach Norden in Bewegung setzt, ins "Lufttal" hinein. Die Luftmassen setzen sich also
von den Subtropen aus nach Norden in Bewegung. Durch die Rotation der Erde wird jedoch
aus dieser Bewegung bald ein Westwind, und zwar durch die ablenkende Kraft der
Erddrehung, auch Corioliskraft genannt. Deshalb heißt der Bereich zwischen 30 und 60 Grad
Breite auch die Westwindzone. Dies ist übrigens auch der Grund dafür, daß sich die Hochund Tiefdruckgebiete meist von Westen nähern und mit Vorzugsrichtung Ost weiterziehen.
Jene Westwinddrift wird jedoch gestört durch Turbulenzen in der Atmosphäre, wodurch sich vor allem bei großen Windgeschwindigkeiten - horizontale Wellen ausbilden, die die
Grundströmung des reinen Westwindes verändern. Solche Wellen können sehr langlebig und
stationär sein. Und diese bestimmen die Großwetterlagen über den Kontinenten und Meeren.
Auf der Höhenwetterkarte bemerken wir dann eine mäandrierende, mit ihrer Haupttendenz
aber immer noch westöstlich verlaufende Hauptströmung.
Im Bereiche dieser Wellen dehnt sich einerseits der Warmluftberg der Subtropen nach Norden
hin aus, andererseits schneidet die kalte Polarluft nach Süden hin Täler in die Welle ein. Ein
Wellental ist als Tiefdrucktrog bekannt, ein Wellenberg als Hochdruckkeil. So entsteht in
unseren Breiten rund um den Globus ein sich ständig änderndes Band von nach Süden
ausgreifenden Trögen und nach Norden gerichteten Keilen. Dort, wo die kalte Luft die warme
verdrängt, steigt der Luftdruck am Boden. Umgekehrt sinkt der Luftdruck in jenen Gebieten,
in denen die Kaltluft von Warmluft ersetzt wird.
Die Höhenwinde innerhalb des mäandrierenden Bandes wehen recht stark und bilden oft
regelrechte Windschläuche aus. Daher auch der Name Jetstream. Sie sind es nun, welche die
Zugrichtung der Hoch-und Tiefdruckgebiete am Boden steuern. Bildet der Jetstream z.B. eine
Welle von Island über die Nordsee hinweg, bis er über dem nördlichen Mittelmeer wieder
nach Osten abbiegt, so liegen wir hier in Deutschland im Bereich eines Tiefdrucktroges, in
dem maritime Polarluft nach Süden strömt. Mögen sich auch am Boden Hochkeile und
Tiefausläufer abwechseln, an der Großwetterlage ändert sich im Wesentlichen nichts, solange
der Jetstream seine Lage nicht ändert.
Nehmen wir jetzt die Funkersprache zur Erläuterung zu Hilfe. Die Großwetterlage ändert sich
nicht, wenn sich über uns eine "stehende Welle" ausbildet. Unser Wetter ist deshalb
manchmal so hartnäckig, weil die wellende Höhenströmung konstant bleibt und uns ständig
dieselbe "Schulter" zeigt. Das Wetter müßte dann mal "QSY" machen, also eine andere Welle
anbieten.
Verschiedene Nebel
Die Luft ist manchmal mit Feuchtigkeit übersättigt, so dass der Wasserdampf darin spontan
zu feinen Tröpfchen kondensiert. Die Wasserpartikel sind etwas kleiner als die beim feinsten
Nieselregen und damit leicht genug, um in der Luft zu schweben. Die Übersättigung feuchter
Luft kann jedoch verschiedene Ursachen haben.
Man unterscheidet etwa fünf verschiedene Nebelarten. Da gibt es zunächst den
"Strahlungsnebel". Er entsteht dadurch, dass der Boden stark abkühlt, weil er seine Wärme
ausstrahlt. Die aufliegenden Luftschichten geben nun ihre Wärme an den Boden ab und
kühlen dabei bis zum Taupunkt ab. Jener Nebel entsteht nur bei sehr schwachem Wind bei
klarem Himmel in der Nacht. Hauptentstehungszeiten sind Herbst und Frühjahr.
Als eine weitere Nebelart gilt der "Advektionsnebel". Er wird dadurch hervor gerufen, dass
sich eine Luftmasse durch das Überstreichen eines kühlen Untergrundes stark abkühlt. Er tritt
vor allem im Winter auf, wenn warme und feuchte Luft ihre Wärmeenergie durch Turbulenz
und Strahlung auf den kälteren Boden überträgt. Dazu gehört aber auch der
"Böschungsnebel", der häufig an Berghängen entsteht, wenn warme Luftströmungen der
Geländeform folgen und schließlich eine Höhe erreichen, wo sie wegen kalter Oberflächen
oder kalter Umgebungsluft kondensieren müssen. Dies geschieht z.B. in den Ebenen des
Mittleren Westens der USA, wo feuchter Wind vom Golf von Mexiko am Fuß der Rocky
Mountains aufsteigt, und in den Küstengebieten, wo feuchte Meeresluft an Berghängen nach
oben gedrückt wird.
Eine weitere Art von Nebel ist der "Mischungsnebel". Feuchte, wärmere Luft strömt in kühle
Luft hinein und mischt sich mit ihr. Jene Nebelart kann zu allen Jahreszeiten auftreten,
vornehmlich in Küstennähe, wenn die Regentropfen einer Warmfront in eine kältere Luft
hinein verdunsten.
Ein weiteres Nebelphänomen ist der See- oder Flussnebel. Er bildet sich über Wasserflächen,
die wärmer als die umgebende Luft sind.
Die 5. Art von Nebel in dieser Reihe nennt man Hochnebel. Er bildet sich bei Inversionslagen
und besitzt meist eine deutlich sichtbare Untergrenze. Jene liegt oft nur wenige 100 Meter
über dem Erdboden.
Strahlungs- und Hochnebel kommen bei uns am Niederrhein am häufigsten vor. In sehr kalter
Luft kondensiert Wasserdampf oft direkt zu Eiskristallen, also zu Eisnebel.
Wenn auch die Nebel von London und San Francisco eine gewisse Berühmtheit erlangt
haben, so tritt Nebel doch an anderen Orten noch häufiger auf. Die nebligste Stelle der Erde
ist wahrscheinlich Cape Race an der Südostecke Neufundlands. Dort ist der Blick auf den
Atlantik an durchschnittlich 158 Tagen im Jahr verhüllt.
Der Nebel hat viele Maler, Dichter und Komponisten zu künstlerischen Schaffensprozessen
angeregt. So trägt z.B. der 2. Satz in Peter Tschaikowskys 1. Sinfonie den Titel "Land der
Öde, Land des Nebels." Es lohnt sich bestimmt, diese Tonmalerei einmal zu hören.
Warum regnet es nicht aus jeder Wolke?
Sie kennen das schon längst: Regenschwere Wolken bedecken den Himmel, aber es fällt kein
Tropfen Wasser heraus. Wann regnet es eigentlich aus einer Wolke? Zunächst einmal müssen
wir uns klar machen, dass der Wasserdampf unsichtbar ist. Die Wolke besteht somit nicht aus
Wasserdampf, sondern aus Schwaden, einer Ansammlung von unzählbar vielen kleinen
Wassertröpfchen. Nur das kann man sehen. Der Schwaden besteht also aus Wasser. Solange
die kleinen Wassertröpfchen nicht wachsen, schweben sie nur in der Luft. Warum sollte es
dann regnen? Ganz wichtig ist es zu wissen, dass warmer Schwaden viel mehr Wasser enthält
als kalter Schwaden. Schwaden von 25 Grad zum Beispiel enthält etwa 23 Gramm Wasser je
Kubikmeter, Schwaden von 5 Grad hingegen nur 7 Gramm. Das Geheimnis des Regnens
besteht darin, Bedingungen zu schaffen, dass sich der warme Schwaden abkühlen kann. Dann
muss das überschüssige Wasser raus. Da beißt die Maus keinen Faden ab. Sie kennen das
Phänomen von wasser- triefenden Wänden, Spiegeln oder Fenstern, wenn sich warmer
Schwaden an kalten Flächen niederschlägt, zum Beispiel beim Warmduschen. In der
Atmosphäre gibt es solche Flächen natürlich nicht, dafür nehmen jedoch die Temperaturen
mit zunehmender Höhe drastisch ab, bis zu einem Grad je 100 Meter. Eine Wolke muss mit
ihrem warmen Schwaden also aufsteigen, damit Wasser herauskommt. Regen ist also
Wasserüberschuss von warmem Schwaden, der in kältere Regionen aufsteigt. Solange
Wolken nur horizontal dahindümpeln, passiert nichts und Sie haben Ihren Regenschirm
umsonst mitgeschleppt.
Goldener Oktober
In jedem Jahr dürfen wir im Herbst zwei Schönwetterperioden von mindestens drei Tagen
erwarten. Das sind einmal der Altweibersommer Ende September und dann der sog. Goldene
Oktober zur Monatsmitte. Ansonsten gestaltet sich das Wetter statistisch wechselhaft, es wird
allmählich kälter, es regnet recht oft und die Winde melden sich zurück. Jene Witterung über
Deutschland ist wie ein Puzzleteil eingelagert in das globale Wettergeschehen auf der
nördlichen Erdhalbkugel zwischen dem Polarmeer und den Subtropen.
Infolge der abnehmenden Sonneneinstrahlung verschärfen sich die Temperaturgegensätze
zwischen der Grenzzone des polaren Hochdruckgebietes und der wärmeren Luftmassen der
gemäßigten Breiten. Im Bereich jener sog. Frontalzone strömen kalte polare Ostwinde und
warme atlantische Westwinde gegeneinander und erzeugen Tiefdruckgebiete wie an einer
Perlenschnur. Diese können uns recht nahe kommen, wenn sich in der Höhenströmung sog.
Tröge ausbilden, die weit nach Süden ausgreifen. Die alternden tropischen Wirbelstürme aus
den USA können das Wettergeschehen bei uns zusätzlich in dieser "negativen" Entwicklung
beschleunigen, da sie mit ihrem Drehimpuls die zyklonale Grundstimmung (entgegen dem
Uhrzeiger) über dem Atlantik unterstützen. Sie rennen so zu sagen "offene Türen" ein. Wie
kommt es aber zu den erwähnten Schönwetterlagen?
Das Azorenhoch hat meist noch im Herbst eine nach Norden ausgreifende Lage. In einer Zeit,
in der die Temperaturgegensätze zwischen Land und Meer sich angleichen, schiebt es Ende
September ziemlich regelmäßig einen Keil nach Mitteleuropa. Daraus entwickelt sich dann
der "Altweibersommer". Ein zweiter Anlauf des Azorenhochs, jedoch meist schwächer als der
erste, findet dann zur Oktobermitte statt. Wiederum schiebt sich ein Keil vom Atlantik nach
Westeuropa vor. Trifft er dann auf ein Kontinentalhoch über Osteuropa, ist der "Goldene
Oktober" perfekt, vorausgesetzt, dass sich die eben erwähnte Frontalzone an Aktivität
zurückhält.
Doch im Gegensatz zum Altweibersommer kann sich das Wetter in den Niederungen schon
recht herbstlich gestalten. Nebellagen sind dort wesentlich häufiger anzutreffen als im
Bergland. Dies ist die Zeit der Inversionen und der markanten UKW-Überreichweiten, eine
Zeit, in der die Kontinente "ausatmen", da der Luftdruck über ihnen höher ist als über den
Meeren. Jeder Mensch kann ja auch nur dann ausatmen, wenn die Luft in seinen Lungen
mengenmäßig groß genug ist und die Atmungsmuskeln aktiv werden, damit der Überdruck
nach außen gelangen kann.
In diesem Zusammenhang ist der 14. Oktober ein Lostag. Es ist der Tag des heiligen
Burkhard. Wenn an diesem Tag die Sonne scheint, sollen die Öchslegrade des Weines noch
nachweislich ansteigen. So heißt es: "Gibt es zu St. Burkhard Sonnenschein, schüttet er
Zucker in den Wein."
Hoffen wir darauf, dass es so kommt, nicht nur im Sinne der Winzer! Wir alle sind mit gutem
Wetter in der vergangenen Zeit recht verwöhnt worden. Doch Gott ließ die Sonne über Weinund Biertrinkern gleichermaßen scheinen. Dies ist natürlich in diesem Sinne kein Werturteil
wie das etwa zwischen gut und böse.
Die Verdunstungsrate
Wir reden im Allgemeinen nur immer von ausbleibendem Regen oder von zu wenig oder zu
viel Niederschlag. Es gibt jedoch einen Begriff, der bei unseren Überlegungen sehr
vernachlässigt wird. Das ist die "Verdunstungsrate". In einem Sommerhalbjahr können z.B.
von einer Grasoberfläche 250 bis 500 Liter Wasser je m² verdunsten, wenn es zwischendurch
immer mal wieder genug geregnet hat. Die Höhe des Wasserentzuges durch Verdunstung
hängt von der Lufttemperatur, von der Luftfeuchtigkeit, von der Sonnenscheindauer und in
besonders großem Maße vom Wind ab. Natürlich spielt auch die Bodenbeschaffenheit eine
wichtige Rolle dabei. Unwetterartige Regenfälle von 25 Liter pro m² und mehr in kurzer Zeit
tragen hingegen höchstens fruchtbaren Boden ab und schädigen die Nutzpflanzen. Sie können
den durch große Verdunstungsraten auftretenden Wassermangel keinesfalls ausgleichen. Es
geht also mehr Wasser durch Verdunstung verloren als durch Niederschlag hinzukommt.
Es gibt nur eine Möglichkeit, ein Niederschlagsdefizit in kürzerer Zeit wieder auszugleichen.
Das ist ein lang anhaltender und somit ergiebiger "Landregen", so wie er sich an breiten
Warmfronten einstellt. Dieser tritt aber gerade in den Sommermonaten einfach zu selten auf.
Unsere derzeitige Wetterlage hat sich zwar etwas auf Unbeständigkeit umgestellt, aber die
Regenmengen sind noch immer zu unterschiedlich verteilt, regional zu gering und treten zu
sporadisch auf, als dass damit örtliche Trockenheitsprobleme gleich beseitigt werden könnten.
Außerdem bleibt es noch immer relativ warm und windig dabei, so dass die Verdunstungsrate
recht hoch ist.
Mythos "Siebenschläfer"
Sieben Jünglinge - frisch "gebackene" Christen - flüchteten vor ihren Verfolgern im Jahre
251 in eine Höhle bei Ephesos und schliefen dort ein. Dort erwachten sie erst wieder am 27.
Juni 446.
Was diese "sagenhafte" Erzählung über eine Christenverfolgung mit dem Wetter zwischen
dem 27. Juni und dem 7. Juli (und auch noch mit der wochenlangen Witterung danach) zu tun
hat, ist bis heute unklar.
Es gibt zum Glück aber eine meteorologische Deutung für die Siebenschläferregel. Wir
haben den "Aberglauben" also gar nicht (mehr) nötig. Jene Interpretation bezieht sich auf die
sog. "Frontalzone". Was ist damit gemeint?
In der um unseren Globus im Großen und Ganzen ununterbrochen wehenden Westwinddrift
gibt es ein relativ schmales Band, in der warme Subtropikluft und kalte Polarluft ziemlich
nahe aneinander stoßen. Im Bereich jener Zone - das ist die besagte mäandrierende
"Frontalzone" - entstehen die nach Süden gerichteten Tiefdrucktröge und zum Ausgleich die
nach Norden sich ausbeulenden Hochdruckkeile. Für unser Wetter in Mitteleuropa von großer
Bedeutung sind das daraus resultierende Azorenhoch und als Gegenstück dazu das Islandtief.
Zwischen diesen beiden Gebilden verläuft im Wesentlichen die Frontalzone, über welcher der
sog. "Jetstream" weht, ein Starkwindband in der Höhe, welches die Zugbahn unserer Tiefund Hochdruckgebiete bestimmt.
Äußerst wichtig für die Meteorologen ist es zu wissen, wie weit jene Frontalzone nach Süden
reicht. Je südlicher sie anzutreffen ist, desto unbeständiger ist das Wetter, und je weiter sie im
Norden liegt, umso länger halten Schönwetterperioden. Zurzeit liegt diese aktuell recht weit
südlich, fast schon über uns - vom Atlantik aus Westen kommend - und biegt erst über
Osteuropa nach Norden ab. Daher rührt das von manchen Zeitgenossen als abartig
bezeichnete Sommerwetter der vergangenen Woche.
Es ist nun so, dass die Lage der Frontalzone Ende Juni / Anfang Juli - und das ist ja die Zeit
um den Siebenschläfertag - oftmals für eine längere Zeit ortsfest bleibt. Das kommt unter
anderem daher, dass unsere Sonne nun ihren Höchststand am Wendekreis für etwa sieben
Wochen unverändert beibehält. In den Jahren mit gutem Sommerwetter in Deutschland ist bei
einer nördlicheren Lage der Frontalzone der Azorenhochkeil besonders stark ausgeprägt, so
kräftig, dass daraus oftmals eine eigene Hochdruckzelle wird, die über Deutschland hinweg
nach Osten wandert und sich mit dem osteuropäischen Kontinentalhoch verbindet. Immer
dann können wir vorherrschend heiße und sonnige Sommer erleben. In den meisten Jahren wie auch gerade jetzt - liegt die Frontalzone aber zu weit südlich. Immer dann fällt es den
atlantischen Tiefdruckgebieten besonders leicht, ihren Einfluss nach Süden hin bis zu den
Alpen auszudehnen. Dann entsteht die uns allen bekannte sehr wechselhafte und kühle
sommerliche Witterung, das "verflixte Sommerwetter", wie Professor Haber es einmal
ausdrückte, das man manchmal als "europäischen Sommermonsun" bezeichnet, obwohl das
so nicht stimmt, da sich Wasser- und Landtemperaturen um jene Zeit bei uns ziemlich
angeglichen haben.
Es gibt keinen Grund, uns über ein durchweg "normales" Sommerwetter zu beklagen, denn
wir leben in Europa dort, wo lang anhaltende heiße und oftmals trockene Sommer einfach
nicht an der Tagesordnung sind, wie z.B. im Raume der Subtropen. Die nach Norden
gewanderte Subtropenzone beschert den Mittelmeerländern wie Spanien, Italien und
Griechenland ihre meist sehr schönen Sommer. Wenn Sie also wirklich Sonnenferien haben
wollen, dann kann ich Ihnen jetzt schon für das nächste Jahr Kreta, Rhodos, Sizilien, die
Türkei oder Tunesien als recht zuverlässig empfehlen. Die beständige Hochdruckzone der
Subtropen liegt nämlich dann mit einiger Sicherheit dort und eben nicht bei uns.
Regionale Unwetter
Es ist die Zeit von Mai bis Juli, in der Gewitter bei uns in Mitteleuropa am häufigsten
auftreten. Die hoch reichenden Gewitterwolken, sog. "Cumulonimben", verdanken ihre
Entstehung dem Aufsteigen von feuchter Warmluft bis in große Höhen. Dieser Vorgang ist
unter dem Namen "Konvektion" bekannt. Diese Konvektion funktioniert natürlich im
Sommer um die Zeit des Sonnenhöchststandes am besten. Dann brodelt die Luft oftmals wie
die Suppe über einer heißen Herdplatte.
Nun können jedoch Intensität und horizontale Ausdehnung von Gewittern recht
unterschiedlich sein. Ein kleines Gewitter hat eine Ausdehnung von ca. 10 km mal 10 km,
also 100 qkm. Das ist eine sog. "single cell", eine einzelne Zelle. Ein großes Gewitter, ein
sog. "supercell storm", bringt es schon auf ca. 2500 qkm, also eine Fläche von 50 km mal 50
km. Die kleinen Gewitter haben etwa eine Lebensdauer von 1 Stunde. Sie toben sich nur
örtlich aus, da in der Höhe wenig Wind ist, der sie weiter führt und dynamisiert. Anders ist
das bei den großen Gewitterzellen. Sie sind sehr dynamisch und können sich lange halten,
z.B. vom Nachmittag bis in die Nacht. Diese "supercell-storms" bilden sich oft
"klumpenweise" in einem räumlich ziemlich eng begrenzten Gebiet, wobei sich im Umland obwohl der Wetterdienst auch für diese Region Gewitter vorhergesagt hat - überhaupt nichts
tut (das ist oft glücklicherweise bei uns am Niederrhein der Fall, am Freitag war´s nicht so!).
Die gewittrigen "Superzellen" - und das sind die Unwetterschwerpunkte ! - entstehen
bevorzugt an der warmen Ostflanke von trichterförmigen Höhentrögen (Tief-Vorderseite),
weil nämlich dort die Luft hoch reichend angehoben wird und weil der Wind mit
zunehmender Höhe sehr schnell stärker wird. Er dreht zudem gleichzeitig von Südost über
Süd auf Südwest. Jene starke Windscherung begünstigt dramatisch die Entstehung von
schweren Gewitterwolken. Die Superzellen backen dann manchmal zu einem sog. "cloud
cluster" zusammen. Der heißt in der Fachsprache "MCC" (Mesoskaligner konvektiver
Wolkenkomplex). Davon kann es bisweilen gleich zwei oder drei geben. Einer davon hat eine
durchschnittliche Größe von 300 km mal 300 km, also 90 000 qkm. So ein Gebilde bringt
meistens Unwetter mit Platzregen, Hagelschlag und Sturm. Die Lebensdauer beträgt
durchweg einen halben Tag.
Welches Gebiet in Deutschland davon betroffen wird, hängt also von den erwähnten Faktoren
ab. Einmal hat die Zugrichtung des Gewittertiefs großen Einfluss auf die Regionen, über
denen die Unwetter niedergehen. Aber auch bevorzugte Entstehungsgebiete - das sind die
Aufheizflächen am Boden - spielen eine Rolle, "Gewitterherde" genannt. Aufheizungszonen
sind z.B. Hochflächen von Gebirgsmassiven oder Flussniederungen wie der Oberrheingraben
oder die Kölner Bucht. Wenn also der Wetterbericht Unwetterwarnungen heraus gibt, dann
nehmen Sie die Sache bitte ernst. Wenn es auch in Ihrem Gebiet wettermäßig friedlich
ablaufen sollte, vielleicht nur mit ein paar Tropfen Regen, so kann es dennoch auf Grund der
geschilderten Phänomene ein paar Kilometer weiter kräftig schütten, blitzen, hageln und
stürmen. Für einen bestimmten Ort lassen sich jene Unwetter vorläufig weiterhin nicht
voraussagen.
Rückblick Frühling 2009
Nach kaltem März frühsommerlich
Für die Meteorologen ging am 1. Juni der Frühling zu Ende. Den groben Witterungsverlauf
geprägt haben in diesem Frühjahr ein nasskalter, teils spätwinterlicher März, dann der sehr
rasche Übergang zu dem außergewöhnlich sonnigen und warmen April und schließlich ein
wechselhafter Mai. Entsprechend kam es Anfang April zu einem markanten Wachstumsschub
in der Natur, so wie man ihn in Mitteleuropa nur in einigen kontinental geprägten Jahren
erlebt. Der April war außerdem im Nordosten Deutschlands sehr trocken, der Mai war dann
besonders im Süden infolge zahlreicher Gewitterschauer nass.
Der Frühling 2009 zeigte sich mit einer durchschnittlichen Temperatur von knapp 10 Grad im
Vergleich zum langjährigen Mittel um gut zwei Grad wärmer und gehörte damit zu den
wärmsten Frühjahren seit dem Beginn der regelmäßigen Wetteraufzeichnungen. Diese
bedeutungsvolle, positive Temperaturabweichung gegenüber dem Klimamittel lässt sich vor
allem auf den ungewöhnlich warmen April zurückführen, der den so genannten
"Aprilsommer" des Jahres 2007 teilweise sogar übertraf.
Zu den kältesten Tagen zählte ausgerechnet der kalendarische Frühlingsanfang, als es überall
Nachtfrost gab und die Temperatur in Oberstdorf im Allgäu sogar bis minus 14,1 Grad sank.
Außer Nachtfrösten gab es im März überdurchschnittlich viele Tage mit Schneefall. So wurde
es selbst bis in die Täler der Mittelgebirge teilweise weiß, während die Schneedecke auf der
Zugspitze die stattliche "Fünf-Meter-Marke" übertraf. Die ersten Tropentage (also mindestens
30 Grad warm) gab es am 25. Mai.
Die Niederschlagsverteilung fiel in diesem Frühjahr in Abhängigkeit von Zeit und
geographischer Lage sehr unterschiedlich aus. Markant war die Trockenheit im Nordosten im
April, als in den östlichen Bundesländern die höchste Waldbrand-Gefahrenstufe ausgerufen
wurde. Deutlich mehr geregnet hat es dann wieder im Mai, so dass die Trockenheit im
Nordosten Deutschlands endete. Die Niederschlagsschwerpunkte lagen aber weitgehend im
Süden. In der Westhälfte Deutschlands war dagegen zumeist der März der nasseste
Frühlingsmonat. Davon bekamen wir an Rhein und Ruhr allerdings nur wenig ab.
Das allgemeine Sonnenstundendefizit im März hat vor allem der sehr sonnige April
kompensieren können. Besonders im Norden war auch der Mai sehr sonnig, so dass die
Sonnenstundenanzahl an der Nordspitze Rügens sogar über 660 Stunden stieg. In den
westlichen und südwestlichen Mittelgebirgen wurden meist etwas über 400 Sonnenstunden
registriert, was dem Niveau der klimatologischen Durchschnittswerte entspricht.
"Wetterfrösche"
Da man mich bisweilen als "Wetterfrosch" des Distriktes bezeichnet, bietet sich die Frage an:
Können Frösche wirklich das Wetter vorhersagen? Man sagt ja von Fröschen, die in einem
Einmachglas mit Leiter gehalten werden, folgendes: Wenn die kräftig quaken, soll es Regen
geben, und wenn sie die Leiter hochsteigen, wird das Wetter schön.
Diese Geschichte hat allerhöchstens nur einen wahren Kern, was das Klettern des Frosches
angeht. Laubfrösche, die im gewässernahen Gebüsch leben, finden bei feuchter Witterung
genügend Nahrung am Boden. Wenn es trockener ist, krabbeln die Insekten höher auf die
Blätter und Gräser hinauf, und auch der Frosch muss dann höher hinaus, um sich seine
Nahrung zu sichern. Aber so ist das Klettern lediglich ein Zeichen dafür, wie das Wetter ist
und nicht, wie es einmal wird.
Für einen Frosch in einem Einmachglas ergibt dies wohl kaum einen Sinn. Wenn er die Leiter
hinauf klettert, dann wahrscheinlich vor allem in der Hoffnung, seinem nicht artgerechten
Gefängnis zu entkommen. Ich kenne keinen Wissenschaftler, der einen Zusammenhang
zwischen Froschverhalten und der zukünftigen Wetterentwicklung festgestellt hat. Nicht nur
die Abergläubischen unter Ihnen, sondern auch alle anderen dürfen mich aber weiterhin
"Wetterfrosch" nennen. Dies ist nach über dreißig Jahren Funkwetterbericht inzwischen
sowieso schon ein "Gewohnheitsrecht" geworden. Ich gehe mal davon aus, dass niemand von
Ihnen vermutet, ich würde mit einem Lodenmantel bekleidet in einem großen Einmachglas
neben einer Leiter mein Dasein fristen. Denn auch "die Würde" eines Wetterfroschs "ist
unantastbar".
Pfingstwetter - sehr beweglich
Das hängt mit Ostern zusammen, denn Pfingsten ist stets sieben Wochen (50 Tage) später.
Der Ostertermin wird vom Mond bestimmt. Ostern fällt stets auf den ersten Sonntag nach
dem Frühlingsvollmond, also dem Vollmond nach dem (von der Kirche festgesetzten) 21.
März Null Uhr. Deshalb kann der Ostertermin zwischen dem 22. März und dem 24. April
liegen. Somit kann Pfingsten in die Zeit zwischen dem 24. April und dem 12. Juni fallen. Der
durchschnittliche Ostertermin ist der 9. April. Das entspräche dem durchschnittlichen
Pfingsttermin, dem 28. Mai.
Da Pfingsten somit in den Zeitraum zwischen dem 24. April und dem 12. Juni fallen kann, ist
unschwer einzusehen, dass es zu Pfingsten kein typisches Wetter gibt, welches sich auffallend
oft jährlich wiederholt. In jenen Zeitraum fallen nämlich die Eisheiligen vom 11. bis 13. Mai.
Dafür verantwortlich sind die "Kandidaten" Mamertus, Pankratius und Servatius.
Die "Eisheiligen" sind eine volkstümliche Bezeichnung für bestimmte Tage im Mai, in denen
Kaltlufteinbrüche in manchen Gegenden Frostschäden verursachen, da sie mit einer
frostempfindlichen Vegetationsperiode zusammenfallen. Sie entstehen bei Nordlagen, die im
Mai ihre größte Häufigkeit haben und Polarluft nach Mitteleuropa führen. Bei klarem Himmel
in den Nächten kommt es dann zu einer markanten Wärmeausstrahlung.
Mitte Juni, somit dicht hinter dem Zeitraum für Pfingsten, tritt dann noch die so genannte
"Schafskälte" auf. Hierbei handelt es sich um einen Kälteeinbruch von Nordwesten, der in den
Gipfellagen der Mittelgebirge sogar zu einer dünnen Schneedecke führen kann. Jenes Ereignis
ist natürlich für die gerade frisch geschorenen Schafe recht unangenehm. Sie fühlen sich dann
wohl so ähnlich, als wenn wir in einem Kühlhaus unseren Pullover ausziehen müssten.
Die erwähnten Kälterückfälle, mit denen wir bisweilen auch gerade zu Pfingsten in jedem
Jahr rechnen müssen, haben ihre Ursache in Vorstößen kalter Meeresluft, die durch die bereits
beträchtliche Erwärmung des Festlandes monsunartig "angesaugt" wird. Jene
Wetterereignisse halten sich jedoch nicht streng an die erwähnten Lostage. Manchmal fallen
sie sogar ganz aus oder treten nur in abgeschwächter Form auf.
Nebenbei gesagt, die Eisheiligen beginnen in Süddeutschland einen Tag später als hier bei
uns, da die kalte Luft bis dorthin einen Tag länger unterwegs ist. Sie beginnen somit erst am
12. Mai mit Pankratius. Dann folgt einen Tag später Servatius. Am 15. Mai gibt es dann noch
die kalte Sophie.
Das Wetter zu Pfingsten wird somit in jedem Jahr anders sein. Alles ist möglich, was
Niederschläge, Wind und Temperaturen angeht. Das Wetter kann sich sommerlich,
frühlingshaft, aber auch winterlich gebärden.
Luftelektrizität bei schönem und schlechtem Wetter
Gewitter gehörten immer schon zu den eindrucksvollsten Erscheinungen in unserer
Atmosphäre. Benjamin Franklin wies 1752 elektrische Ladungen in den Gewitterwolken nach
und im selben Jahr erkannte Lemonnier, dass auch in Schönwettergebieten ein elektrisches
Feld in der Erdatmosphäre vorhanden ist. Zwischen der Erdoberfläche und den höheren
Atmosphärenschichten bis zur Untergrenze des Ionosphäre (ca. 60 km Höhe) ist ein
dauerndes elektrisches Feld vorhanden, dessen Feldlinien senkrecht zur Erdoberfläche stehen,
während die Flächen gleicher Spannung (Potentialflächen) horizontal verlaufen. Der
Spannungsunterschied je Höhenmeter, die sog. "Potentialdifferenz", nimmt mit der Höhe
stark ab. Sie beträgt in Schönwettergebieten in Bodennähe im Durchschnitt 130 Volt/m,
während sie in Schlechtwettergebieten (Gewitter) sehr groß werden kann, bis zu 450 000 Volt
je Meter.
Luft ist zwar ein guter Isolator. Mit empfindlichen Messinstrumenten kann jedoch
nachgewiesen werden, dass zwischen Atmosphäre und Erdoberfläche dauernd ein elektrischer
Strom fließt. Dieser Strom wird durch leitfähige wandernde Luft-Ionen gebildet. Sie entstehen
durch Herauslösung oder Anlagerung von Elektronen aus bzw. an elektrisch neutralen
Atomen oder Molekülen. Diese Ionisierung wird von dem Erdboden aus durch radioaktive
Strahlungen von Zerfallsprodukten des Radiums und Thoriums, von der Höhe aus durch die
Höhenstrahlung hervorgerufen.
Die Hochatmosphäre bildet den Pluspol und die Erdoberfläche den Minuspol bei dem ständig
zu beobachtenden Stromfluss in unserer Lufthülle. Wenn auch die dabei auftretenden
Stromstärken in Schönwetterzonen verschwindend gering sind, würde es in kurzer Zeit zu
einem Ausgleich der zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre bestehenden
Potentialdifferenzen kommen, wenn nicht in den Schlechtwettergebieten, insbesondere in den
Gewittern, ein Strom in umgekehrter Richtung von der Erdoberfläche zur Atmosphäre fließen
würde.
Diesen Strom liefern die Blitze. Hierdurch wird das elektrische Feld der Erde dauernd
aufrechterhalten.
Schließlich schätzt man die Zahl der täglichen Gewitter auf unserer Erde auf ca. 44 000. Da
die Erdoberfläche in den Schönwettergebieten negativ, in den Schlechtwettergebieten positiv
geladen ist, erscheint sie als ganzes neutral.
Wie kommt es nun, dass in den Schlechtwettergebieten, vor allem in Schauern und Gewittern,
so große elektrische Entladungen auftreten? Es gibt zwar eine Reihe von Gewittertheorien,
aber sie sind bis heute noch nicht befriedigend.
Eine der bekanntesten ist die Simpsonsche Gewittertheorie. Sie hat die sog.
"Wasserfallelektrizität" als Grundlage. Danach trennen sich elektrische Ladungen bei
Wassertropfen, die unter der Einwirkung turbulenter Luftströmungen zerreißen. Da hierbei
die positiven Ladungen in den größeren, nach unten fallenden und die negativen Ladungen in
den kleineren, durch den aufsteigenden Luftstrom nach oben getragenen Tropfen verbleiben,
würden sich im oberen Teil der Wolke negative und im unteren Teil positive Ladungen
ansammeln können. Nach neueren Erkenntnissen entstehen bei dem Zusammentreffen von
unterkühlten Wassertröpfchen mit Eiskristallen und bei der dabei eintretenden Vergraupelung
starke elektrische Entladungen auf.
Die Verteilungen der elektrischen Ladungen in einer Gewitterwolke sind inzwischen recht
genau untersucht worden, wenn auch die Entstehung der Gewitterelektrizität noch immer
nicht ausreichend erklärt werden kann. Danach sind negative Ladungen überwiegend im
unteren Teil der Wolke bis zur Null-Grad-Grenze und positive Ladungen im oberen Teil der
Wolke etwa oberhalb der -15° C - Isotherme konzentriert. Dazwischen ist die Wolke teils
positiv, teils negativ geladen. Unterhalb der negativen Schicht an der Wolkenbasis ist meist
ein eng begrenztes Gebiet positiver Ladungen an der Erdoberfläche vorhanden. Diesen
gleichen die gefürchteten und für uns eigentlich wirklich gefährlichen Erdblitze aus, wenn der
Blitz "einschlägt". In den Gewitterzonen gerät der normale luftelektrische Haushalt unserer
Atmosphäre somit durcheinander. Die sich auf engstem Raume aufbauenden Gegensätze der
Ladungen suchen einen Ausgleich, und dies geschieht nicht immer gleich durch die Blitze.
Die Angelegenheit ist viel komplizierter.
Während die Luftelektrizität bei schönem Wetter nur kleine Werte besitzt, gerät sie in den
Schlechtwettergebieten,
vor allem in den Gewittern selbst, haushaltsmäßig völlig durcheinander, wird somit
"unnormal".
Die sich dort auf engstem Raum aufbauenden Gegensätze der Ladungen suchen einen
Ausgleich. Dies geschieht nicht, wie man meinen könnte, sogleich mit einer Blitzentladung,
also mit einem "Kurzschluss". Nein, in der Nähe von Spitzen, die sich über das Gelände
erheben (Kirchtürme, Mastspitzen, Blitzableiter usw.) werden die Potentialflächen des an sich
schon starken elektrischen Feldes zusammen gedrängt, so dass die Luft-Ionen dort eine
Beschleunigung erfahren und den sog. "Spitzenstrom" bilden. Diesen können Sie sogar in der
Dunkelheit sehen in Form von sprühenden, bläulichen Büscheln oder Glimmentladungen, die
man als "St. Elmsfeuer" bezeichnet.
Die Blitze sind die imposantesten Ausgleichsformen elektrischer Ladungen. Wir
unterscheiden zwischen den Wolkenblitzen und den Erdblitzen. Man spricht von
Wolkenblitzen, wenn der Spannungsausgleich zwischen den verschiedenen Ladungszentren
der Gewitterwolke erfolgt. Erdblitze entstehen, wenn der Spannungsausgleich zwischen den
Ladungszentren der Wolke und der Erdoberfläche stattfindet. Das sind die für uns wirklich
gefährlichen.
Wenn Sie einen Blitz beobachten, so stellen Sie oftmals ein Flackern fest. Das kommt daher,
dass der Blitz meist aus einer Aufeinanderfolge von mehreren Entladungen im gleichen
Blitzkanal besteht. Der Blitzkanal bildet sich ruckartig von einem Ladungszentrum mit
großen Feldstärken aus. Er wird in seiner Entstehung und in seinem Verlauf durch
Ionisierungsprozesse der benachbarten Luft beeinflusst. Er hat einen Durchmesser von 10 - 50
cm. Er ist der Träger der "Vorentladung". Im Blitzkanal folgt nun die Hauptentladung, der
weitere Entladungen folgen können - deshalb das Flackern. Dabei beträgt die Dauer einer
einzelnen Entladung nur zwischen einer tausendstel und einer hundertstel Sekunde. Die
Spannungsunterschiede können einige 100 Millionen Volt erreichen. Die Stromstärken
bewegen sich zwischen 20 000 und 220 000 Ampere. Wegen der kurzen Dauer einer
Blitzentladung ist die Energiebilanz dennoch verhältnismäßig gering.
Blitze sind nicht gleich Blitze. Der "Linienblitz" ist wohl die am häufigsten beobachtete Form
des Blitzes. Bei Flächenblitzen handelt es sich um flächenhafte, an vielen Tropfen und
Kristallen gleichzeitig auftretende Büschelentladungen. Wenn Linienblitze durch Wolken
verdeckt sind, werden durch ihren Widerschein oft Flächenblitze vorgetäuscht.
Verhältnismäßig selten treten Kugelblitze auf, deren Natur bis heute noch ziemlich unbekannt
ist. Sie bestehen aus leuchtenden Kugeln, welche sich relativ langsam fortbewegen und die
seltsamsten Wege einschlagen können. Nach einer Lebensdauer von einigen Sekunden bis zu
einigen Minuten (!!) verschwinden sie entweder geräuschlos oder mit einem
explosionsartigen Knall.
Und was ist mit dem Donner? In der Blitzbahn wir die Luft äußerst stark erhitzt und
explosionsartig auseinandergetrieben. Danach stürzt sie wieder in das entstandene Vakuum
zurück. Hinzu kommt, dass bei dieser extremen Funkenentladung das in der Luft vorhandene
Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespaltet wird. Das so gebildete "Knallgas",
wahrscheinlich in der Gesamtwirkung zu vernachlässigen, explodiert. Die Druckwellen dieser
Erscheinungen sind als Donner bis zu einer Entfernung von 20 - 30 km hörbar.
Über das "Donnergrollen" habe ich bisher selten eine plausible Erklärung gefunden. Es soll
angeblich dadurch entstehen, dass die Schallwellen an Wolken, Bergwänden und an der
Erdoberfläche reflektiert werden. Meiner Meinung nach hat das länger anhaltende Poltern des
Donners (Donnergrollen) jedoch folgende Ursache:
Der Schall breitet sich ja mit einer Geschwindigkeit von ca. 300 m pro Sekunde aus. Ein
Wolkenblitz überstreicht - vom Beobachter aus gesehen - bisweilen einen Raum von
mehreren Kilometern von ihm weg. Somit gelangen die Schallwellen, die der Blitz erzeugt,
nacheinander aus unterschiedlichen Entfernungen zu ihm. Der Donner beginnt laut, das sind
die Schallwellen aus dem Nahbereich. Der Donner wird leiser. Es gelangen die Schallwellen
aus immer größer werdenden Entfernungen des Blitzkanals in das Ohr des Beobachters. Da
die Blitze zudem oft weit verzweigt sind (Struktur eines Astes), ergeben sich die
eigenartigsten Grollgeräusche des Donners. Sie alle aber haben ihre Ursachse vornehmlich in
den Laufzeitunterschieden des Schalls in Bezug zum Beobachter.
Vom "Wetterleuchten" spricht man, wenn wegen der großen Entfernung des Gewitters die
Blitze oder deren Widerschein wohl zu sehen sind (nachts!!), der Donner aber nicht oder
kaum hörbar ist.
Blitze, wie Sie wissen, können erhebliche Schäden anrichten. Darüber habe ich in anderen
Beiträgen berichtet, (www.darc.de/distrikte/l/html/wetter.htm) auch darüber, wie man sich
bei einem Gewitter verhalten sollte.
Ein Blitzableiter "zieht" im Übrigen den Blitz nicht an. Er sorgt nur dafür, dass im "Ernstfall"
die Elektrizität zu Boden geleitet wird, ohne Schaden anzurichten. Er leitet zudem
Überproportionalitäten im luftelektrischen Feld sicher zur Erde ab. Deswegen erden wir ja
auch unsere Antennen. Grundsätzlich richtet ein Erdblitz, und um den handelt es sich ja jetzt
nur, Schäden dadurch an, dass er auf seinem Weg in die Erde einen Widerstand vorfindet.
Auch nur im kleinsten Widerstand (Ohmsches Gesetz) erzeugt der Blitz bei Stromstärken von
vielen tausend Ampere ernorme Wärmemengen. Dies ist die Ursache dafür, dass durch
Blitzschlag Höfe und Häuser abbrennen können.
Es gibt die "kalten" und die "heißen" Blitzeinschläge. "Kalt" bedeutet soviel wie: Die
Entladung war so kurz, dass deren Hitze nichts entflammen konnte. Die
Entzündungstemperatur wurde nicht erreicht. Bei einem "heißen" Blitzeinschlag erfolgten
mehrere Entladungen im gleichen Blitzkanal. Somit konnte die Entzündungstemperatur (von
Dachlatten, Balken, Schaumstoff etc.) bisweilen sogar explosionsartig erreicht werden.
An dieser Stelle möchte ich noch einer Auffassung widersprechen, die besagt, dass der Blitz
stets in die höheren Objekte seiner Umgebung einschlägt. Radio Eriwan passt hier: "Im
Prinzip ja!" Aber, die Blitzbahn, der sie vorbereitende Blitzkanal, orientiert sich zunächst
einmal an der Leitfähigkeit der Luft, die sie (er) auf dem Weg zur Erde vorfindet. So kann es
manchmal vorkommen, dass ein Blitz ungeahnte Wege nimmt und nicht in den Kirchturm,
sondern in ein tiefer gelegenes Objekt in der Nähe einschlägt. Der Blitz bleibt somit
unberechenbar! Und gerade davor haben wir Angst. Jedoch bleibt dies sicher: Ein richtig
installierter Blitzableiter schützt das gewählte Objekt. Immer! Am besten: Erdwiderstand
gleich Null! Aber das ist selten ganz zu verwirklichen.
Vom "Aprilsommer" bis zur "Schafskälte"
In etwa fünf Wochen erreicht die Sonne bereits ihre diesjährige höchste Stellung im
Tagesbogen, besser bekannt als "kalendarischer Sommeranfang". Unser Muttergestirn steht
dann senkrecht über dem nördlichen Wendekreis.
Verbunden mit diesem Lauf am Himmel sind ständig weiterer Anstieg der Länge der
Tageshelligkeit und damit Zunahme der Wärmeenergie, die wir als Strahlung von der Sonne
erwarten können.
Unsere Atmosphäre, vor allem das Wasser, besitzt bezüglich ihrer Erwärmung jedoch eine
beachtliche Trägheit. So lagern zum Beispiel über dem Subpolargebiet noch immer relativ
kühle Luftmassen, vornehmlich über dem kalten Ozean, während sich in den Subtropen die
Luft schon beachtlich erwärmen konnte. Somit braucht man sich nicht zu wundern, dass bei
so genannten "meridionalen Wetterlagen" in diesen Tagen noch Warmluftvorstöße mit
Kälteeinbrüchen abwechseln. Auffallend war ja auch die markante Luftmassengrenze
zwischen "kalt" und "warm" quer durch Deutschland in der vergangenen Woche.
Konkret finden diese Wetterereignisse unter meteorologischen Begriffen wie "Aprilsommer"
und "Eisheilige", bzw. "Schafskälte" ihre Bezeichnungen. Ebenso kommen jene
Gesetzmäßigkeiten des Luftmassenaustausches im Mai und Juni in stark sich abwechselnden
Wolkenarten zum Ausdruck. Bei Einbruch von Höhenkaltluft sind es die mächtigen
Haufenwolken bis hin zum CB (Cumulonimbus), bei Warmluft- Advektion nehmen wir
hingegen aufziehende Schichtbewölkung (Stratus) wahr.
Eine weitere Bestätigung des derzeitigen Witterungscharakters kann man bei den
Nachttemperaturen ausmachen, die zwischen äußerst milden Werten bis 15 Grad und
Nachtfrösten hin- und herpendeln können.
Erst gegen Ende Juni werden dann die eigentlichen meteorologischen Weichen für unser
Sommerwetter gestellt. Die Tage um den Siebenschläfer lassen uns dann grob erahnen, wie
unser Sommer werden wird.
Wir wissen alle, dass unser mitteleuropäischer Sommer in den meisten Fällen
"Monsuncharakter" aufweist, was bedeutet, dass er durchweg feucht und kühl ausfällt, wobei
diesen Witterungscharakter meist nur wenige heiße und trockene Tage unterbrechen. So war
es jedenfalls früher vor der Klimaänderung.
Den Charakter des Sommers dieses Jahres jetzt schon vorherzusagen, traut sich niemand; er
wäre ein Scharlatan. Erst nach dem Siebenschläfertag steigt das Eintreffen einer Prognose von
50 auf bis zu 70%. Aber selbst dann nimmt jeder seriöse Meteorologe seinen Mund noch
nicht allzu voll, wenn er sich für eine mittel- bis längerfristige Vorhersage des Sommerwetters
hinreißen lässt. Auch ich in meiner gewissen nichtamtlichen "Narrenfreiheit" neige eher nicht
dazu, mich diesbezüglich aufs "Glatteis" führen zu lassen.
Wetter, Witterung, Klima und Singularität
Heute möchte ich einmal wichtige Begriffe aus der Wetterkunde erläutern, deren
Bedeutungen meist nicht genau genug bekannt sind und die auch manchmal miteinander
verwechselt werden.
Jeder Wetterablauf besteht ja aus raum-zeitlichen Zusammenhängen. Hier sind es drei
Begriffe, die man auseinander halten muss. Der bekannteste ist natürlich der Begriff "Wetter"
selbst.
Unter "Wetter" versteht man den physikalischen Zustand der Atmosphäre an einem
bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit.
Der zweite Begriff lautet "Witterung". "Witterung" beschreibt die Summe der
Wettererscheinungen an einem Ort oder in einer Region über einen mehrtägigen Zeitraum.
Im Unterschied dazu versteht man unter "Klima" den durchschnittlichen Zustand der
Witterung an einem bestimmten Ort oder in einer Region über einen vieljährigen Zeitraum,
meist 30 Jahre oder mehr.
Soweit zu diesen drei wichtigen Grundbegriffen. Es gibt aber noch einen sehr wichtigen
vierten, der schon öfters in meinen Berichten gefallen ist: "Singularität". Im Bereich der
Westwinddrift, die ja in unserem mittel- und nordeuropäischen Raum den Wetterablauf in der
überwiegenden Zeit des Jahres beherrscht, treten zu bestimmten Zeiten im Jahr sehr ähnliche
Witterungen mit unterschiedlicher Häufigkeit auf. Solche häufig in bestimmten Wochen im
Jahr wiederkehrenden Witterungsabschnitte bezeichnet man als Singularitäten. Jene sind nur
statistisch zu begründen und liefern deshalb auch nur Wahrscheinlichkeitsaussagen, können
daher als Prognose für einen bestimmten Fall nicht heran gezogen werden. Es handelt sich um
kalendergebundene Witterungen, die oft mit den sog. "Bauernregeln" in einen Topf geworfen
werden.
Ich will nun einmal eine Aufstellung dieser am häufigsten zitierten Singularitäten in
Mitteleuropa vorstellen. In der ersten und zweiten Januarwoche treten häufig Stürme auf.
Dabei ist es mild und regnerisch. Die 3. und 4. Januarwoche ist der sog. "Hochwinter" mit
strenger Kälte. Hier werden häufig die tiefsten Temperaturen des Jahres gemessen. In der 2.
Hälfte des Februars tritt oftmals der "Spätwinter" mit strenger Kälte auf. In der ersten Hälfte
des März haben wir oft Kälterückfälle mit Schnee(Märzwinter). Weiterhin kennen Sie alle die
Zeit der Eisheiligen vom 11. - 15. Mai, Kaltlufteinbrüche mit Spätfrösten.
Anfang Juni haben wir dann die "Schafskälte", einen späten Kälterückfall mit Bodenfrösten.
Sehr gut bekannt sind auch die "Hundstage", eine hochsommerliche Witterung vom 23. Juli
bis 23. August. Erste Herbststürme treten häufig im letzten Septemberdrittel auf und der
"Altweibersommer" verwöhnt uns recht regelmäßig in der Zeit zwischen Ende September und
Anfang Oktober. Dann können wir ruhiges, zu Nebel neigendes Hochdruckwetter genießen,
ähnlich wie im "Goldenen Oktober".
Erste Kälteeinbrüche mit meist nur dünnen Schneedecken, den sog. "Frühwinter", erwarten
wir dann Anfang bis etwa Mitte Dezember. Sehr regelmäßig (wer wüsste es nicht) kommt
dann das "Weihnachtstauwetter" in der 3. bis 4. Dezemberwoche. Es handelt sich um eine
milde Westwetterlage. Wer kennt nicht die schon fast sprichwörtliche "Neujahrskälte", einen
Kälteeinbruch mit Schneedecke und z. T. strengem Frost um die Jahreswende?
Das waren also die am häufigsten genannten Singularitäten in Mitteleuropa, also
kalendergebundene Witterungen. Darauf beziehen sich natürlich manche bekannten
Bauernregeln, aber man sollte sie dennoch nicht mit den Singularitäten in einen Topf werfen.
Bauerregeln basieren auf der vormals recht exakten Wetterbeobachtungsgabe unserer
Vorfahren, die den meisten von uns heute abgeht, da wir einfach zu vielen anderen
Ablenkungsmanövern unterliegen. Singularitäten entstehen durch zu bestimmten Jahreszeiten
recht regelmäßig mit hoher Wahrscheinlichkeit wiederkehrende Luftdruckkonstellationen,
wodurch bestimmte Wetterlagen zu mehr oder weniger kalendergebundenen Zeiten statistisch
häufiger als eben nur zufällig auftreten. Im Zeichen des Klimawandels kann es künftig
beträchtliche Abweichungen davon geben.
"April, April" !
"Wohl hundertmal schlägt das Wetter um, das ist des Aprils Privilegium". Gegensätzliche
Wetterlagen wechseln in bunter Folge ab, Launenhaftigkeit gibt der Witterung dieses Monats
das Gepräge. Hochdrucklagen kommen im April am wenigsten vor. Quer durch Mitteleuropa
bildet sich häufig eine von Norden nach Süden verlaufende Tiefdruckrinne, auf deren Ostseite
Luft aus südlichen Breiten nordwärts strömt, während auf der kalten Westseite grönländische
Polarluft zuweilen bis in den Mittelmeerraum vordringt. Der April hat auch, neben dem
März, die häufigsten Tage mit Starkwindböen. Andererseits hat er manchmal den sog.
"Aprilsommer" zu bieten. Das treibt die Entwicklung der Blüten stark voran und kann zu
unangenehmen Folgen für die Obsternte führen, wenn danach ein Kälterückfall erfolgt. So
nennt man den April nicht zu Unrecht den "Eulenspiegel" der Monate. Wer kennt es nicht aus
der Erinnerung: das so genannte "Aprilwetter" mit einem Mix aus Sonnenschein,
Temperatursprüngen, Gewitterschauern mit Starkregengüssen, Graupel und Schnee? Das
Aprilwetter über Deutschland scheint sich im Zuge des Klimawandels bereits sichtlich zu
verändern. Erinnern Sie sich noch? Vor zwei Jahren hatten wir trockene Wetterverhältnisse
mit fast täglichem vollem Sonnenschein. Einmal wurden 30 Grad erreicht. Es was unser
eigentlicher "Sommer" 2007.
Rückblick April 2009
Mit Ausnahme des äußersten Westens und Südwestens war der Monat der wärmste April seit
dem Beginn der regelmäßigen Wetteraufzeichnungen in Deutschland. Die
Durchschnittstemperatur reichte meist von etwa 11 Grad in Küstennähe bis 14 Grad in den
Tälern des Binnenlandes. Damit ergaben sich markante positive Abweichungen zum
Klimamittel, die verbreitet zwischen vier und fünf Grad lagen. Neben einigen Sommertagen
traten jedoch vor allem zum Monatsanfang und um den 24. April auch kalte Nächte mit
Bodenfrost auf.
Abseits kalendarischer Einordnungen wurde das Kriterium für einen Sommertag, der über die
Höchsttemperatur von mindestens 25,0 Grad definiert ist, vor allem an den Ostertagen, im
nordostdeutschen Raum dann im letzten Monatsdrittel erfüllt. Anders als im vergleichbar
warmen April 2007, als am Niederrhein 30,2 Grad erreicht wurden, gab es in diesem Monat
keinen Tropentag mit mindestens 30,0 Grad. Am wärmsten wurde es am 15. April in Bendorf
bei Koblenz mit 26,8 Grad, ehe am 27. April auch in der Hauptstadt ein Sommertag registriert
wurde.
Nach dem schneereichen Februar und dem nasskalten März kam der Frühling mit Macht und
sorgte für einen explosionsartigen Wachstumsschub bei der Vegetation. Am sonnigsten
verlief der Monat im Nordosten, wo die Sonne vielerorts 300 bis 340 Stunden lang schien und
damit auch bei der Sonnenscheindauer Rekorde gebrochen wurden. Ansonsten waren
zwischen Rhein, Weser und Werra meist 200 bis 240 Stunden Sonne zu verbuchen. Diese
Werte lagen zwar deutlich unter denen von April 2007, aber zumeist 20 bis 50 Prozent über
dem langjährigen Mittel.
Dieser April ging nicht nur als sehr sonniger sondern insgesamt auch als trockener
Frühlingsmonat in die Statistik ein. Am wenigsten geregnet hat es zwischen Elbe und Oder,
wo dieser Monat beinahe ähnlich niederschlagsarm war wie der bislang trockenste April im
Jahr 2007. Im nordostdeutschen Raum fielen meist nur 1 bis 10 Liter Regen pro
Quadratmeter, das sind lediglich 5 bis 10 Prozent des langjährigen Mittels. Aber auch in der
West- und Südhälfte konnten einige wenige Regentage das Niederschlagsdefizit vielerorts
nicht mehr kompensieren.
Erneut also ein April ohne Kälterückfälle so wie es früher die Regel war. In der Presse las ich
recht dramatische Ausführungen zum Klimawandel in Deutschland. Darin wird NordrheinWestfalen als "Verlierer des Klimawandels" bezeichnet, vor allem das Ruhrgebiet.
Einzelheiten dazu finden Sie zum Beispiel in der Rheinischen Post von Mittwoch, dem 29.
April 2009, auf der Seite A3 "Land & Leute".
Computermodelle
Zum Thema "Klimaerwärmung", die zum Teil von uns Menschen mit verursacht wird, gibt es
immer wieder kritische Thesen. Eine davon befasst sich zum Beispiel mit den
Computermodellen. Diese besäßen keine oder nur eine unzureichende Aussagekraft. Dieses
Argument lässt sich nicht leicht entkräften, denn die Rechenergebnisse vom Anfang dieses
Jahrhunderts sind ja heute noch nicht überprüfbar. Die Kritiker führen an, dass die
Klimaforschung mit unsicheren Ergebnissen Politik und Gesellschaft veranlasse, Kosten
verursachende Maßnahmen durchzuführen, die ihre Ziele verfehlen würden, wenn sich die
berechneten Klimamodelle als Fehlprognosen erwiesen. Betrachten wir die Sache aber einmal
nüchtern:
Natürlich spiegeln die Computermodelle die Zukunft nicht exakt wider, aber es handelt sich
dabei auf keinen Fall um willkürlichen Unsinn ohne physikalische Grundlagen. Wir müssen
lernen, mit derartigen Unsicherheiten umzugehen, denn jede Vorausschau und damit auch
jede Strategie enthält gewisse Unwägbarkeiten. Das gilt ja auch zum Beispiel für die
Prognose des Verlaufs der derzeitigen wirtschaftsbedingten Rezession. Die solide Forschung
kann eigentlich nur so vorgehen, dass sie die Unsicherheiten so gering wie möglich hält. Das
geschieht auch bei den aufgestellten Klimamodellen. Jene Klimamodellierung hat sich zum
Beispiel bei der Rückrechnung (Klima- "Nachhersage") des Klimas recht gut bewährt. Daher
gibt es eigentlich keinen Grund, die Modellergebnisse allesamt zu verwerfen. Bei den
Interpretationen der Ergebnisse sollte man jedoch recht behutsam vorgehen. Ungenauigkeiten
nehmen nämlich vor allem bei Rückschlüssen auf regionalere Prognosen zu.
Wir können einfach die Modellergebnisse nicht ignorieren und abwarten, was dereinst nach
vielen Jahren tatsächlich mit unserer Erde passiert. Das wäre sehr unvernünftig und auch
ethisch nicht vertretbar. Außerdem sind die Klimamodellierungen durch immer größere und
schnellere Computer mit höheren Rechenleistungen in den letzten Jahren besser geworden.
Hinzu kommt, dass niemand mehr bezweifelt, dass wir das Wetter mit unseren
Treibhausgasen beeinflussen. Die Messungen belegen dies, nicht etwa Computerprognosen.
Klimaveränderungen finden zurzeit ja bereits statt.
Es gibt noch einige andere kritische Thesen derjenigen Menschen, die unsere
Klimaveränderung beschönigen wollen, zum Beispiel, dass eine wärmere Welt viele Vorteile
bringen würde oder dass unsere Sonne alleiniger Verursacher der Klimaerwärmung ist. Man
hört auch sehr oft, dass das Kohlendioxyd gar nicht so klimawirksam sein könne, da es
anteilig in nur sehr geringen Mengen (etwa nur zu 0,038%) in unserer Atmosphäre vorkommt.
Bei wissenschaftlicher Betrachtung sind jene Meinungen aber nicht stichhaltig. Ich weise in
diesem Zusammenhang nur einmal darauf hin, dass unsere Atmosphäre zu 99 % aus den
Gasen Stickstoff und Sauerstoff besteht, die nicht relevant für den Treibhauseffekt sind.
Lediglich in dem verbleibenden 1 % können also solche Gase vorhanden sein, die den
Treibhauseffekt bewirken. Den größten Anteil davon bildet der Wasserdampf, der in der
Gesamterwärmung unserer Erde durch den Treibhauseffekt von 33 Grad über dem
Normalwert von weltweit minus 18 Grad (Durchschnittwert der Erdtemperatur 15 Grad)
allein für 21 Grad Temperaturerhöhung verantwortlich ist. Und auf den Wasserdampfgehalt
unserer Erde hat der Mensch überhaupt keinen Einfluss, da dieses Gas ständigen
Energieumwandlungen unterliegt, also keine nachhaltigen Wirkungen bezüglich einer
Klimaveränderung aufweist.
Alle kritischen Thesen bedürfen somit einer ebenso kritischen wissenschaftlich begründeten
Nachprüfung. Bei der großen Komplexität von Wetter und Klima können das nur studierte
Fachwissenschaftler leisten. Und jene haben die schwere Aufgabe, ihre Ergebnisse dem
Normalverbraucher verständlich zu machen. Dazu haben sie meist zu wenig Zeit und müssen
ihre Stellungnahmen an Journalisten delegieren, die den Stoff dann meist so präsentieren, dass
er überhaupt gelesen wird. So wird oft mit Schlagzeilen und emotionalisierenden Texten um
die Leserschaft geworben. In jenem medialen Wettbewerb bleiben oftmals Einwände und
auch unumstößliche Wahrheiten auf der Strecke.
März 2009
Der vergangene März hat sich bei allen Menschen, die sich nach Frühling sehnen und die
leicht frieren, vor allem also bei Frauen, wenig beliebt gemacht. Nur bei zeitweiligem Föhn
am Alpenrand und in den Rheinebenen erreichte das Thermometer bisweilen gerade mal 15
Grad C. In den anderen Gebieten kam hauptsächlich der Fön zum Trocknen der nassen Haare
vermehrt zum Einsatz. Besonders nass war es im ersten und letzten Monatsdrittel und der
Schnee konnte in den Hochlagen im Gegensatz zur arbeitenden Bevölkerung jeden Morgen
erneut liegen bleiben. Die küstennahen Gebiete bekamen den größten Anteil an
Sonnenstunden mit. Dies passiert dort häufig im Frühjahr, allerdings bei recht tiefen
Wassertemperaturen zwischen 5 und 10 Grad. Insgesamt hielt sich der Lenzmond jedoch fast
an das statistische Mittel von 4,9 Grad und schielte mit einem kleinen Defizit von 0,7 Grad in
Richtung Ostermond, der versprach, es würde alles besser, was sich ja nun auch in der hinter
uns liegenden Woche bewahrheitet hat. Kommen wir zum wärmsten Tag: Es war der 14.
März mit 17,9 Grad in Nörvenich. Hingegen meldete Oberstdorf mit minus 14,1 Grad zu
Beginn des kalendarischen Frühlings einen Minusrekord.
Den meisten Regen des Monats bekamen die Nordseiten der Mittelgebirge mit. Einen Rekord
mit 180 Eimern Wasser auf einen Quadratmeter lieferte das Erzgebirge am Fichtelberg. Das
ist das Doppelte gegenüber dem Normalfall. Ansonsten lagen die Monatssummen meist
zwischen 50 und 80 Millimeter, also Liter pro qm². Phasen der Abtrocknung stellten sich um
die Monatsmitte ein. Der Schnee hielt sich hartnäckig in den Hochlagen. Aber auch in den
Niederungen sorgte am 7. März das Tief "Berthold" für eine weiße Überraschung.
Wie gesagt: Den meisten Sonnenschein gab es an der Nordseeküste. Dort waren es 100
Stunden gegenüber sonst 60 - 80. Ingesamt mussten wir landesweit auf 20 % des zu
erwartenden direkten Sonnenlichtes verzichten. Wegen des wechselhaften Wetters hielten
sich der Morgengesang der Vögel und der Vegetationsschub der Pflanzen zurück. So
verschiebt sich die Blüte der Birke diesmal um bis zu zwei Wochen.
Celsius & Co.
Die Temperaturwerte geben wir im größten Teil der Welt in Grad Celsius an. Anders Celsius
führte 1742 eine Temperaturskala ein, die zwei Fixpunkte besaß: den Siedepunkt des Wassers
und den Schmelzpunkt des Eises. Dem Siedepunkt des Wassers gab er zunächst den Wert 0
Grad, dem Schmelzpunkt des Eises den Wert 100 Grad. ( ? ) Einfach so. Sie haben sich
gerade nicht verhört. Es war nämlich Carl Linné, ein Mitarbeiter von Celsius und ein
begeisterter Kopfständler, der jene Celsiusskala herumdrehte, so wie wir sie heute verwenden.
Der Nullpunkt liegt bei der Temperatur des schmelzenden Eises und der Siedepunkt des
Wassers bei 100 Grad.
Wie Sie wissen beträgt der Fundamentalabstand zwischen den beiden Fixpunkten 100 gleiche
Teile. Das sind die Celsiusgrade. Die Differenz zweier benachbarter Teilstriche entspricht
genau einem Grad Celsius, egal wie groß Ihr Thermometer ist. Die negativen Celsiusgrade
stellen eine Erweiterung dar auf unter dem Gefrierpunkt des Wassers liegende Werte. Danach
liegt der absolute Nullpunkt auf der Celsius-Skala bei minus 273,15 Grad C. Für
Temperaturdifferenzen gilt 1 Grad C = 1 Kelvin (Kelvin).
Die Kelvin-Skala wurde von dem britischen Physiker William Lord Kelvin of Largs
vorgeschlagen. Seine Überlegungen beruhten darauf, dass der absolute Nullpunkt dort liegen
müsse, wo die mittlere Bewegungsenergie der Moleküle auf Null absinkt. Kelvins
Temperatur-Skala beginnt also bei 0 Grad, dem absoluten Nullpunkt und wird als "absolute
Temperaturskala" bezeichnet. Der Schmelzpunkt des Eises liegt demnach bei 273,15 Grad.
Da können Sie mal sehen, wie "heiß" das Eis eigentlich noch ist.
1714 führte Fahrenheit aus Danzig eine Temperaturskala ein, die zwischen den Fixpunkten,
dem Siedepunkt des Wassers bei 212 Grad Fahrenheit (F) und dem Schmelzpunkt des Eises
bei 32 Grad F in 180 gleiche Teile unterteilt war. Die 180 hat mit der Kreiseinteilung zu tun.
Eigentlich rechnet man hier mit 360 Graden, aber das war Fahrenheit dann doch zu viel. Das
Kuriose: Der Nullpunkt der Fahrenheitskala entspricht der tiefsten, damals in Danzig, dem
Geburtsort Fahrenheits, im Jahre 1709 gemessenen Temperatur von minus 17,78 Grad C, die
später von Fahrenheit mit einer aus Wasser, Eis und Salmiak bestehenden Kältemischung
nachgestellt wurde.
Als einen weiteren Fixpunkt setzte Fahrenheit die Körpertemperatur des Menschen mit 100
Grad F (37,8° C) an. Einer Temperaturdifferenz von 1 Grad C
entspricht eine
Temperaturdifferenz von 9/5 Grad Fahrenheit. Die Fahrenheitskala wird heute nur noch in
den USA und in Großbritannien verwendet, wo sonst? In England gebe ich auch heute noch
meine Körpergröße als 7,08 Inches an, und niemand nimmt daran Anstoß.
Es gibt zudem noch eine heute aus der Praxis so gut wie verschwundene Temperaturskala
nach Reaumur. (Hat nichts mit Rheuma zu tun). Sie stammt aus dem Jahre 1730. Bei ihr
beträgt der Abstand zwischen dem Siedepunkt des Wassers (80 Grad R) und dem
Schmelzpunkt des Eises (0 Grad R) 80 gleiche Teile, Reaumur- Grade genannt. Einer
Temperaturdifferenz von 1 Grad C entspricht eine Temperaturdifferenz von 4/5 Grad
Reaumur. Man könnte dies heute als Seniorenthermometer einführen, da es etwas länger
dauert, bis jeweils der nächste Temperaturstrich erreicht wird.
Soweit diese Erläuterungen zu den verschiedenen Temperaturskalen. Zum Schluss noch eine
sehr leicht zu merkende Umrechnungsmöglichkeit beider Temperaturskalen:
Um Celsius in Fahrenheit umzurechnen, addiere man 40, multipliziere mit 1,8 und ziehe dann
wieder 40 ab.
Um Fahrenheit in Celsius umzurechnen, addiere man 40, dividiere durch 1,8 und ziehe dann
wieder 40 ab.
Diese sehr leicht zu merkende Umrechnung klappt deshalb, weil 40 Grad unter Null auf
beiden Skalen die gleiche Temperatur bedeuten und ein Grad Celsius das 1,8fache eines
Grades Fahrenheit beträgt. Probieren Sie´ s aus!
Als Fahrenheit sein auf Null geeichtes Thermometer in Eiswasser steckte, stieg es gemäß
seiner Einteilung auf 32 Grad. Auch die normale Körpertemperatur des Menschen besitzt auf
der Fahrenheitskala einen gut zu merkenden Wert: 100 Grad Fahrenheit = 37,7 Grad Celsius.
Wenn Sie also mal aussprechen sollten: "Das bringt mich auf 100", dann hätten Sie nach
Fahrenheit eine völlig normale Körpertemperatur.
Wie entsteht eigentlich eine Wettervorhersage?
Die Grundlage der meteorologischen Arbeit bilden sämtliche verfügbaren Wetterdaten.
Hierzu zählen die Daten des sehr dichten Wetterstationsnetzes, Radar- und Blitzinformationen
sowie Satellitenaufnahmen. Sie beschreiben den Zustand unserer Atmosphäre wie
Temperatur, Windgeschwindigkeit und Feuchtigkeit unterschiedlicher Luftschichten.
Die Luftmasse selbst gehorcht den physikalischen Gesetzen der Thermo- und
Strömungsdynamik. Damit ist es möglich, die Entwicklung des atmosphärischen Zustands
mittels mathematischer Gleichungen zu beschreiben: Kennt man deren Lösung, so kennt man
die bevorstehende Wetterentwicklung. Obwohl die strömungsbeschreibenden Gleichungen
seit fast 200 Jahren bekannt sind, ist deren Lösung überaus komplex und aufwändig. Für eine
mehrfach tägliche globale Vorhersage sind selbst die weltweit schnellsten Rechner viele
Stunden beschäftigt.
Meteomedia zum Beispiel hat Zugriff auf die Ergebnisse von mehr als zwölf numerischen
Wettermodellen, unter anderem die des europäischen (ECMWF), des englischen
(UKMO/UKNA/UKNX) des amerikanischen (GFS/ETA/NOGAPS) und des deutschen
Wetterdienstes (DWD).
Numerische Vorhersagemodelle stoßen aufgrund der Rechnerressourcen bei der Auflösung
lokaler Wettererscheinungen aber schnell an ihre Grenzen. Mit Hilfe statistischer MOSVerfahren ist es möglich, beispielsweise die Temperatur in kleinen Muldenlagen, lokale
Windsysteme, Niederschlagsereignisse durch Staulagen oder die Sonnenscheindauer in
Hanglagen wesentlich präziser vorherzusagen.
Meteomedia hat deshalb ein eigenes MOS- System entwickelt, das so genannte PunktVorhersagen erlaubt. Dazu wird der statistische Zusammenhang zwischen dem Output eines
"grobmaschigen" Wettervorhersage-Modells und den Daten einer Wetterstation ermittelt.
Dies ermöglicht präzise Vorhersagen für die Stationen, deren Beobachtungsdaten vorliegen.
Diese Vorhersagen werden mehrmals täglich für ca. 14.000 Stationen weltweit berechnet.
Damit ist Meteomedia in der Lage, für jeden Ort eine Vorhersage zur Verfügung zu stellen.
Sämtliche Modelle unterscheiden sich in ihrer Auflösung und in ihren Eigenschaften.
Meteorologen werten die relevanten Modelle aus und lassen Ihre langjährige Erfahrung in die
Interpretation der zu erwartenden Wetterentwicklung einfließen.
Grundlagenforschung und produktorientierte Forschung sind wesentliche Bestandteile der
täglichen Arbeit bei Meteomedia. Außerdem werden Produkte speziell nach individuellen
Kundenbedürfnissen entwickelt. Im Meteomedia- Forschungsteam arbeiten Mathematiker,
Physiker, Informatiker und natürlich Meteorologen.
Unwetterwarnungen - Ein unverzichtbarer Service
Schwere Stürme, heftige Gewitter und Überschwemmungen: Die wachsende Zahl extremer
Wetterereignisse macht eine zuverlässige Früherkennung von Unwettern und rechtzeitige
Veröffentlichung von Warnungen unverzichtbar.
Unwetter verursachen enorme Schäden. Mit Hilfe rechtzeitiger Warnungen können sie
verhindert oder zumindest verringert werden - und nicht zuletzt retten rechtzeitige Warnungen
vor Unwettern sogar Menschenleben.
Meteomedia hat auf die zunehmende Anzahl von Unwetterereignissen reagiert und betreibt
eigene Unwetterzentralen in Deutschland und in der Schweiz. An 365 Tagen im Jahr
beobachten die Unwetterexperten rund um die Uhr die (Un-)Wetterlage und warnen
punktgenau vor Sturm/Orkan, Starkregen, Gewitter und Hagel, Glatteisregen und
Starkschneefall.
Moderne Unwetter-Früherkennung
Wesentlicher Bestandteil des Unwetterwarnsystems ist das private Meteomedia- Messnetz,
das allein in Deutschland und der Schweiz rund 700 Wetterstationen umfasst. In Kombination
mit den weltweit führenden Wettermodellen und eigenen Prognoseverfahren bildet es eine
einmalige Datengrundlage. Zusätzlich liefern hoch aufgelöste Radar-, Satelliten- und
Blitzdaten einen detaillierten Überblick über die aktuelle (Un-)Wetterlage. Für kleinräumige
Unwetter wie Gewitter wurde eine radarbasierte Spezialtechnologie entwickelt. Hinter den
Warnungen stehen jedoch immer die Unwetterexperten persönlich.
Effizientes Warnsystem
Die Meteomedia- Unwetterzentralen warnen frühzeitig und präzise vor Sturm/Orkan,
Starkregen, Gewitter und Hagel, Glatteisregen und Starkschneefall. Alle Warnungen werden
für so genannte Naturräume ausgegeben - dies sind Räume gleicher (Un-)Wetterbedingungen.
Die Veröffentlichung der Warnungen erfolgt bis zu 36 Stunden im Voraus. Ein optimal
angepasstes, vierstufiges Warnkonzept informiert jeweils über die Art, die Stärke und den
Verlauf der Unwetter. Durch das professionelle Warnsystem werden Betroffene individuell,
frühzeitig und zuverlässig gewarnt.
Quelle: Meteomedia
Windrichtung und Schall
Wenn eine Kirchenglocke mit Rückenwind läutet, wird ihr Schall manchmal kilometerweit
getragen. Wie schafft es eigentlich eine Luftströmung, die sich mit wenigen Metern pro
Sekunde bewegt, Schallwellen zu "tragen", deren Geschwindigkeit immerhin etwa 330 Meter
pro Sekunde beträgt? Es kann ja wohl nicht daran liegen, dass sich der Schall ein kleines
Bisschen schneller als sonst ausbreitet.
Das Ganze hat etwas mit "Brechung" zu tun. Denn nicht nur Licht- und Funkwellen, sondern
auch Schallwellen können gebrochen werden. Beim bekannten Echo werden sie sogar
reflektiert. Normalerweise breitet sich der Schall von seiner Quelle geradlinig und
kugelförmig aus. Bei Wind ändert sich aber genau das. Es liegt daran, dass die
Windgeschwindigkeit in den unterschiedlichen Luftschichten nicht konstant ist. Meist nimmt
sie von Boden aus nach oben hin zu. Das bedeutet, dass der Schall bei Rückenwind in der
Höhe einen zusätzlichen Schub bekommt. Dadurch werden die Schallwellen gebrochen und
ändern ihre Richtung - ähnlich wie Lichtstrahlen, die in ein anderes Medium mit höherer
optischer Dichte eintreten.
Der Rückenwind sorgt dafür, dass die Schallwellen in der Höhe, die den Zuhörer sonst nicht
erreichen würden, zum Boden hin abgelenkt werden. Sie können auf diese Weise sogar
Hindernisse wie Mauern oder Häuser überwinden. Die entfernte Glocke klingt sehr laut.
Läutet die Glocke jedoch gegen den Wind, werden ihre Schallwellen vom Boden weg
gebrochen und in Richtung Himmel geschickt. Der Schallpegel sinkt, es kann sogar ein
Bereich entstehen, in dem gar nichts von dem Läuten zu hören ist, obwohl zwischen
Kirchturm und dem Zuhörer kein Hindernis steht. In diesem Sinne "trägt" der Rückenwind
den Schall tatsächlich.
Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass wir manchmal im Sommer den Donner eines
weit entfernten Gewitters hören können, obwohl die Entfernung für jene Schallausbreitung
viel zu weit ist. In diesem Fall gelangt der Schall ebenfalls durch Brechungen in der Luft aus
der Höhe zu uns. Man hört dann jedoch nur ein dumpfes Grollen, da die hohen
Frequenzanteile nicht so weit gelangen wie die tiefen. Diesen Effekt kennen Sie von der
Stereoanlage Ihres Nachbarn. Hat diese die entsprechende Lautstärke, vernehmen sie durch
die Wände vornehmlich nur noch die Bässe von Musik und Sprache.
Dies alles dürfen wir nicht mit dem Doppler- Effekt verwechseln. Seine Auswirkungen
beziehen sich auf Schallquellen, die sich relativ zu uns bewegen. Wir erinnern uns: Bewegt
sich eine Schallquelle von uns weg, werden die Wellenlängen auseinander gezogen. Der Ton
wird tiefer. Bewegt sich eine Schallquelle auf uns zu, werden ihre Wellen gestaucht, also
kürzer. Der Ton erscheint höher.
Schallwellen
sind
horizontale
Dichteunterschiede
im
Medium
Luft.
Die
Schallgeschwindigkeit wird durch die Luftdichte bestimmt. Schall breitet sich zum Beispiel in
dem wesentlich dichteren Wasser viel schneller aus als in Luft. Besonders hoch ist die
Schallgeschwindigkeit in Eisen. Wenn ein Indianer früher ein Ohr auf die Schienen legte,
konnte er bereits viele Minuten vorher feststellen, ob sich ein Zug näherte. Ohne ein Medium
der Übertragung gibt es keinen Schall. So ist es zum Beispiel auf unserem luftleeren Mond
totenstill, auch wenn unmittelbar neben Ihnen jemand einen Schuss aus einem Gewehr
abfeuert.
Tiefdruckgebiete sind immer mit schlechtem Wetter verbunden? Stimmt das?
Im Rahmen meiner Beiträge habe ich schon mehrmals erläutert, dass Hochdruckgebiete nicht
immer schönes Wetter bedeuten. Vor allem im Winter können sich Inversionslagen mit Nebel
und Sprühregen bilden. Bisweilen kommt auch ein unangenehm kalter Wind hinzu.
Bescheren uns nun Tiefdruckgebiete stets schlechtes Wetter? Was bedeutet eigentlich
"schlecht" in Verbindung mit Wetter? Der Regen, den man bei einer Radtour nicht gerade
angenehm findet, gefällt vielleicht dem Bauern. Fragen wir also lieber: Bringen
Tiefdruckgebiete immer Niederschläge mit sich? Erinnern wir uns einmal daran, wie das
Wettergeschehen beim Durchzug eines Tiefs abläuft:
Hohe Schleierwolken kündigen eine Warmfront an. Die nahende warme Luft gleitet zunächst
in großer und sehr kalter Höhe großflächig auf die kältere, bereits vorhandene Luft auf, dabei
kommt es zur Kondensation, wodurch jene Zirrus- Bewölkung aus Eiskristallen entsteht.
Anschließend wachsen die Wolken immer mehr nach unten, werden also vertikal immer
mächtiger und dichter, bis sich schließlich Nimbostratus- Bewölkung ausgebildet hat. Jene
erzeugt den uns bekannten anhaltenden, gleichmäßigen "Landregen". Mit Durchgang der
Warmfront hört der Regen dann auf und die Wolken beginnen aufzulockern. Es wird dann
recht freundlich mit zeitweiligem Sonnenschein. Das Barometer ist bis zu diesem Zeitpunkt
ständig weiter gefallen, verharrt aber nun eine Zeit lang auf dem zuletzt erreichten Wert. Der
Wind hat auf Südwest gedreht.
Bis zum Eintreffen der Kaltfront ist das Wetter durchaus schön. Dann aber schiebt sich die
kalte Luft wie eine Nase in die warme Luft, es kommt zur Labilisierung und es bilden sich
Schauer oder Gewitter. Das Wolkenbild hat sich total verändert: Die typische Wolkenform ist
nun der Cumulonimbus mit dem "Gewitteramboss". Diese Wolken treten allerdings nicht
großflächig, sondern eher punktuell auf. Der Wind frischt auf und dreht auf West bis
Nordwest. In Gewitternähe gibt es starke Böen. Es wird kälter. Der Luftdruck, der direkt vor
der Kaltfront noch etwas fiel, steigt nun plötzlich an. Auf dem Barographen sieht man dann
deutlich die sog. "Gewitternase". Anschließend folgt das typische Rückseitenwetter. Schauer
und sonnige Zwischenphasen wechseln in rascher Folge einander ab. Ist die Atmosphäre dann
gut durchmischt, stabilisiert sich das Wetter. Es klart auf und die Sonne scheint dann oft für
mehrere Stunden von einem tief blauen Himmel herab. Der Meteorologe spricht dann von
einer sog. "postfrontalen Subsidenz", hervorgerufen durch absinkende Luftmassen hinter
derKaltfront.
Ein ideales Tief bringt also verschiedene Arten von Wetter mit sich. Meist beginnt es aber mit
großflächigem ergiebigem Niederschlag, im Winter wie im Sommer. Dies gilt jedoch nur für
unsere Breiten, in denen die Luft nicht zu heiß und zu trocken ist.
Das Wetter bei Durchzug eines Tiefs kann aber durchaus im sog. Warmsektor, also zwischen
Warm- und Kaltfront, einigen Stunde recht schön sein, aber auch, nachdem die Kaltfront
durchgezogen ist, in der postfrontalen Subsidenz. Außerdem treffen die Schauer einer
Kaltfront nicht jeden gleichermaßen, da es sich um mehr punktuelle Ereignisse sehr
unterschiedlicher Intensität handelt. Dennoch lautet die Antwort auf unsere Anfangsfrage in
der Gesamtbilanz eines Tiefs: Für Mitteleuropa stimmt es.
Rückblick Februar 2009
Kaum Vorfrühling und viel Schnee
Der Februar 2009 war im Durchschnitt etwas kälter als im langjährigen Klimamittel bezeugt.
Im Vorjahr traten hingegen einmal Höchsttemperaturen von 20 Grad auf. Doch in diesem Jahr
wurde die 10-Grad-Marke nur vereinzelt überschritten. Außerdem war der Monat vor allem
im Osten und Süden Deutschlands sehr schneereich. In den höheren Lagen der Mittelgebirge
wuchs die Schneedecke auf 1 bis 1,5 Meter an. Bei den Niederschlägen gab es kaum
Abweichungen zum Klimamittel, die Sonne machte sich dagegen ziemlich rar.
Im Süden und Osten des Landes war es generell kälter als im Klimamittel von 1961 bis 1990.
Die größten Abweichungen mit 1 bis über 2,5 Grad gab es im äußersten Süden. Positive
Abweichungen wurden in Norddeutschland vor allem in Nordseenähe registriert. Am
kältesten war der 19. Februar mit minus 24,2 Grad in Oberstdorf. Nur leichte
Frühlingsgefühle stellten sich bei 12 Grad plus am 10. Februar in Freiburg ein, bei Föhn am
Alpenrand war es Anfang des Monats noch etwas milder. Zum Vergleich: Im Februar 2008
lagen die Temperaturspitzen bei 21 Grad!
Die monatlichen Niederschlagsmengen bewegten sich meist zwischen 30 und 60 Liter pro
Quadratmeter und damit im Mittel knapp über den langjährigen Werten. Bedeutend mehr
Regen und vor allem Schnee fiel an den Nordrändern der Mittelgebirge und am Alpenrand.
So wurden auf dem Fichtelberg im Erzgebirge über 150, auf der Zugspitze sogar über 250
Liter pro Quadratmeter gemessen. Dort wuchs die Schneedecke auf knapp 4 Meter an. Durch
die starken Schneefälle erhöhte sich die Lawinengefahr in den Alpen.
Im Vergleich zum sonnenscheinreichen Januar, wo Rekordwerte gemessen wurden, schien die
Sonne im Februar recht selten. Mit rund 50 Stunden wurden etwa 30 Prozent weniger
Sonnenstunden registriert als im Klimamittel. Teils nur die Hälfte des langjährigen Mittels
gab es in Westdeutschland und im Norden. Die meisten Sonnenstunden konnte man im Süden
Baden-Württembergs und in Bayern genießen.
Was drückt eigentlich beim Luftdruck?
Wir alle wissen, dass die Luft ein Gewicht hat, auch wenn wir sie nicht sehen können. Jenes
Gewicht wird hauptsächlich durch Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle bestimmt. Jene
Luftmoleküle sausen mit enormer Geschwindigkeit umher. Hier am Boden sind das etwa
1750 km/h. In jedem Kubikzentimeter sind rund 10 hoch 19 Luftmoleküle vorhanden, die mit
jener hohen Geschwindigkeit herumrasen. Sie stoßen somit in dieser riesigen Zahl an jedes
Hindernis. Und dieses Bombardement von Stößen erzeugt den Druck als Endergebnis. Dieser
hängt von der Anzahl der Moleküle ab und von der Geschwindigkeit, mit der sie sich
bewegen.
Wenn wir Luft in einem festen Behälter erwärmen, steigt der Druck, weil die Moleküle
schneller rasen. Kühlen wir die Luft ab, wird der Druck abnehmen. Wird bei gleicher
Temperatur der Behälter verkleinert, steigt der Druck, da es nun mehr Moleküle pro
Raumeinheit sind.
Die Luft um uns herum haben wir der Schwerkraft zu verdanken. Sie zieht alle Dinge, auch
die Gase, in Richtung Erdmittelpunkt. Warum werden nicht alle Luftmoleküle am Erdboden
wie ein Teppich zusammengepresst? Das verhindert eben der Luftdruck. Die einzelnen
Luftmoleküle sausen ja in alle Richtungen, erzeugen dabei den Druck, und dieser wirkt daher
auch in alle Richtungen, also auch nach oben und zu den Seiten. Der Luftdruck gleicht damit
die Schwerkraft aus.
Allerdings hat die Schwerkraft doch noch eine besondere Auswirkung auf die Lufthülle
unserer Erde: Hier am Erdboden werden die Luftmoleküle durch das Gewicht der anderen
Moleküle darüber zusammengedrückt wie durch den Kolben einer Luftpumpe, und damit ist
der Luftdruck über dem Erdboden am größten. In Meereshöhe beträgt der durchschnittliche
Luftdruck 1013,25 hPa.
Steigen wir auf einen Berg, lassen wir einen beachtlichen Teil der Luft unter uns, wodurch
das Gewicht der Luft über uns vermindert wird, weshalb natürlich auch der Luftdruck sinkt.
Das geht sogar ziemlich schnell. Auf dem Feldberg im Schwarzwald zum Beispiel, der 1500
Meter hoch ist, beträgt der Luftdruck nur noch rund 850 hPa, und auf der 3000 Meter hohen
Zugspitze nur noch 700 hPa. Auf dem 4807 Meter hohen Montblanc wären es sogar nur noch
550 hPa, das heißt, wir hätten dort bereits fast die Hälfte der Luft unter uns gelassen.
Damit wird klar, dass die Abnahme des Luftdrucks mit der Höhe nicht linear erfolgt. Die
"Halbwertshöhe" des Luftdrucks am Boden liegt bereits bei 5,5 km. Dort beträgt der
Luftdruck also nur noch 506,6 hPa, die Hälfte von 1013,25 hPa am Boden. In 11 km Höhe
bleibt davon wieder nur die Hälfte übrig, also nur noch 253,3 hPa, etwa ein Viertel des
Ausgangswertes am Boden. Vernachlässigt dabei habe ich die Lufttemperatur, die ja einen
großen Einfluss auf die Luftdichte und somit den Luftdruck hat. Bereits in ungefähr 31
Kilometer Höhe hat der Luftdruck gegenüber dem am Boden um 99% abgenommen und in 50
Kilometer Höhe sind es 99,9%. Dort kann man bereits von weltraumähnlichen Bedingungen
sprechen.
Da sich der Luftdruck mit der Höhe streng mathematisch ändert, kann jeder Pilot mit Hilfe
des Luftdrucks seine Höhe messen. Doch dies wäre ein Thema für ein neues Kapitel.
Das soll´ s für heute gewesen sein. Sie hörten (oder lasen) den Funkwetterbericht von DL5EJ.
Schönen Sonntag und eine gute Woche!
Vy 73
Klaus
Ein Regenbogen im Winter?
Die Farben des Regenbogens entstehen, weil die unterschiedlichen Farben, aus denen das
Sonnenlicht zusammengesetzt ist, an Wassertröpfchen unterschiedlich stark gebrochen
werden - das rote Licht am wenigsten, das violette am stärksten. Der Bogen kommt zustande,
wenn sich das Sonnenlicht in den Bogen zweimal bricht und zwischen den beiden
Brechungen einmal gespiegelt wird - ein ziemlich kompliziertes optisches Phänomen, aber es
ist immer so: Die Sonne steht im Rücken des Betrachters, und der Mittelpunkt des Bogens
liegt exakt gegenüber auf der gedachten Himmelskugel, meist unter dem Horizont. Der
Radius des Regenbogens beträgt immer 41 Grad. Wie viel von dem Bogen tatsächlich zu
sehen ist, hängt vom Sonnenstand ab. Im Gebirge oder vom Flugzeug aus kann man
manchmal einen vollständigen Regenbogenkreis sehen.
Der Regenbogen hat also keine absolute Position am Himmel, sondern jeder Beobachter sieht
seinen eigenen Bogen - und natürlich kann er nicht zu dem Ort laufen, wo der Bogen die Erde
trifft.
Bei sehr günstigen Bedingungen kann man manchmal zusätzlich zum Hauptregenbogen noch
einen Nebenregenbogen sehen. Bei diesem wird das Licht im Inneren der Wassertröpfchen
zweimal reflektiert, er liegt außerhalb des Hauptbogens und ist erheblich lichtschwächer.
Außerdem ist bei ihm die Reihenfolge der Regenbogenfarben umgekehrt. Wir schließen also
daraus: Der Durchmesser des Regenbogens ist immer gleich - wir sehen nur mal mehr oder
weniger von ihm.
Der Regenbogen hat immer einen Radius von 41 Grad um den so genannten
Sonnengegenpunkt - den meist unter dem Horizont liegenden Punkt, welcher der Sonne exakt
gegenüber liegt. Das bedeutet aber auch: Sobald die Sonne höher als 41 Grad über dem
Horizont steht, können wir nicht einmal mehr ein kleines Stückchen vom Regenbogen sehen.
In unseren Breiten steht aber im Sommer die Mittagssonne etwa 62 Grad über dem Horizont,
und somit kann es keinen Regenbogen zur Mittagsstunde geben. Man sieht ihn dann nur am
Vormittag und am Nachmittag. Im tiefsten Winter hingegen steigt die Sonne niemals höher
als 16 Grad, und theoretisch ist ein Regenbogen den ganzen Tag über möglich. Allerdings
gehört zu diesem Phänomen ja auch ein wolkenloser Himmel rund um die Sonne und ein
kräftiger Regen in der gegenüberliegenden Himmelsrichtung - und diese Voraussetzungen
sind in der kalten Jahreszeit sehr selten erfüllt. Dass es mittags keinen Regenbogen gibt,
stimmt also nur für den Sommer.
Zum Regenbogen gehört ein kräftiger Sonnenschein, und deshalb kann es ihn nachts nicht
geben? Es gibt doch noch eine zweite Lichtquelle am Himmel: den Mond. Von diesem
gelangt zwar 470 000mal weniger Licht zu uns als von der Sonne, aber das reicht durchaus,
um einen Regenbogen zu erzeugen. Caspar David Friedrich hat einen solchen Regenbogen
1810 auf einem Gemälde verewigt.
Weil der Mondregenbogen so lichtschwach ist, erscheint er unseren Augen meist nur als ein
weißes Band am Himmel. Denn wir können bei schwachem Licht Farben kaum noch
unterscheiden - denn auch für uns sind schließlich in der Nacht alle Katzen grau. In seiner
vollen Pracht kann man den Mondregenbogen sehen, wenn man ihn mit einer langen
Belichtungszeit fotografiert. Dann kann man feststellen: Er ist genauso groß wie der
Sonnenregenbogen und er besteht aus denselben Farben. Nachts kann es also tatsächlich
Regenbögen geben.
Bauernregeln
In meinen Funkwetterberichten habe ich schon häufig sog. "Bauernregeln" zitiert. Man kann
durchaus sagen, dass diese Sprüche als Teil der Kulturgeschichte unseres Volkes bis auf den
heutigen Tag von ihrer Faszination und Aktualität nichts eingebüßt haben. Jene Wetter- und
Klimaregeln orientieren sich dabei an den vielfältigen Wetterzeichen wie Wind, Wolken und
optischen Erscheinungen, die Vorboten einer bestimmten Wetterentwicklung sind. Mit
solchen Regeln lässt sich in vielen Fällen eine recht gute Wetterabschätzung durchführen.
Recht gute Wetterprognosen bis zu 6 Tagen mit einer Trefferquote von rund 75% leisten auch
heute noch wie in früherer Zeit z.B. Schäfer und manche Landwirte.
Das ausgezeichnete Wissen unserer Vorfahren über das Klima ihrer Heimat kommt in den
kalendergebundenen Klimaregeln zum Ausdruck. Auch wenn sich das Wetter nicht an ein
bestimmtes Kalenderdatum hält, so gibt es doch in den einzelnen Monaten ganz
charakteristische Wettererscheinungen, sog. "Singularitäten", wie die "Schafskälte" oder den
"Altweibersommer" und das "Weihnachtstauwetter". Ohne jede Möglichkeiten einer
quantitativen Messung wurden diese anerkannt und in Form der Klimaregeln von Generation
zu Generation weitergegeben. Den jeweiligen "Lostag" darf man jedoch dabei nicht zu eng
sehen. Er hatte in erster Linie einen Merkcharakter. Abweichungen von mehreren Tagen
liegen in der Natur der Sache, teilweise auch in der gregorianischen Kalenderreform von
Papst Gregor XIII. im Jahre 1582, die alle Termine um ca. 12 Tage nach hinten verschoben
hat.
Was jene "Bauernregeln" z.B. für die kalte Jahreszeit bieten, möchte ich nun erläutern.
"Geht Barbara (4. Dezember) im Grünen, kommt das Christkind im Schnee." "Ist es an
Weihnachten kalt, ist kurz der Winter, das Frühjahr kommt bald." "Ist es auf Weihnachten
gelind, sich noch viel Kälte einfindet." "Dezember veränderlich und lind, der ganze Winter
wird ein Kind."
Diese Bauernregeln besagen eigentlich nur: fällt der Dezember zu warm aus, so ist mit relativ
großer Wahrscheinlichkeit (67%) auch ein zu warmes Frühjahr zu erwarten. Umgekehrt folgt
zu etwa 60% ein zu kalter Frühling, wenn der Dezember zu kalt war.
Ziemlich sicher sind folgende Klimaregeln:
"Wenn der Tag beginnt zu langen, kommt der Winter erst gegangen."
"Werden die Tage länger, wird der Winter strenger." "Januarsonne hat weder Kraft noch
Wonne."
Nach der Wintersonnenwende am 22. Dezember werden die Nächte wieder kürzer und die
Tage länger, doch danach beginnt erst der Hochwinter mit seinen niedrigen Temperaturen.
Was nicht jeder weiß: Unsere Sonne erreicht hier am Niederrhein am 8. Dezember ihren
tiefsten Stand, also nicht erst am 22. Allerdings steht sie dann bis Ende Dezember weiterhin
so tief, jedoch wird es bis zum 22. Dezember an jedem Morgen später hell. Dies ist ein
Phänomen der sog. "Zeitgleichung", über die ich hier an dieser Stelle schon zweimal
ausführlich berichtet habe.
Aktuell für Mitte Februar habe ich abschließend folgende Bauernregel herausgesucht:
"Wenn die Februarsonne den Dachs nicht weckt, schläft er im April noch fest".
Zurzeit der aktuellen Finanzkrise denkt mancher sogleich wieder an das Börsengeschehen,
wenn von "DAX", dem Deutschen Aktienindex, die Rede ist. Diese Bauernregel könnte
diesmal sogar darauf übertragen werden: "Wenn die Februarsonne den DAX nicht weckt,
schläft er bis April noch fest". (Es fragt sich nur: April welchen Jahres?) Nein, was hat dies
für das Wetter zu bedeuten? Die Februarsonne weckt den Dachs wohl nur dann, wenn es
gleichzeitig auch schon frühlingshaft mild wird. Ist das aber eher nicht der Fall, so wie in
diesem kalten Februar 2009, dann bleiben die Temperaturen mit hoher Wahrscheinlichkeit
auch im März und April noch so ungemütlich, dass die Dachse nur beschwerlich aus ihrem
Winterschlaf aufwachen.
In der Tat spricht vieles für ein eher kaltes Frühjahr 2009. Witterungsregeln deuten an, dass
die Zahl der Frosttage im März und im April überdurchschnittlich hoch ist, wenn auch schon
im Februar überdurchschnittlich viele Frosttage aufgetreten sind. Außerdem ist in den
Monaten von Februar bis Mai die Häufigkeit von Nord- bis Ostströmungen am größten. Von
Nord- und Ostsee kann aber in diesem Frühjahr nichts Warmes kommen, denn diese Meere
weisen zurzeit Wassertemperaturen von wenigen Graden über dem Gefrierpunkt auf.
Ein im Vergleich mit klimatologischen Mittelwerten zu kaltes Frühjahr 2009 - wenn es denn
auch wirklich so eintreffen sollte - lässt lange noch nicht auf häufige Regen- oder Schneefälle
schließen, im Gegenteil: Gerade die Monate von Februar bis Mai sind nämlich statistisch
gesehen diejenigen mit den geringsten Niederschlägen im Jahr. Stellt sich in den
Frühlingsmonaten oft Hochdruckwetter mit vielen Nachtfrösten ein, dann werden durch jene
tiefen Werte die Monatsmitteltemperaturen nach unten gezogen, ähnlich wie auch in diesem
Winter.
Fazit: Sollte es ein kaltes Frühjahr geben, so war der Februar an allem schuld... Verläuft das
Frühjahr 2009 aber trotzdem meist sonnig und warm, so freuen wir uns. Wenn es aber bis Juni
doch zu kalt für 's Freibad bleibt, so sei keiner böse, denn: Der nächste Sommer kommt
bestimmt! Wann auch immer.
Seelische Ausgeglichenheit
Ein beständiges Hochdruckwetter, gerade bei Kälte, beruhigt übrigens die Nerven und kann
deshalb zu seelischer Ausgeglichenheit beitragen. Die meisten Menschen schlafen dann
nachts erholsam und wachen morgens ausgeruht auf. Hohe Konzentrations- und
Leistungsfähigkeit können die Folge sein. Wer tagsüber die Spätwintersonne nutzt und sich
aktiv draußen bewegt, bringt den Kreislauf in Schwung und regt den Stoffwechsel an. An der
Nordsee schwächen Südostwinde allerdings die Heilwirkung der dort vorherrschenden
mineralstoffhaltigen Meeresluft ab. Dort lebt es sich im Sommer gesünder.
Der Februar
Der Februar war im altrömischen Kalender der letzte Monat des Jahres. Gegen Ende des
Monats fanden Sühneopfer zur Reinigung statt. Er hatte zu Jahresschluss weniger Tage als die
anderen und bekam in Schaltjahren noch einen Tag angehängt. So erklärt sich auch der Name
"Hornung", der nichts mit Hirschgeweihen zu tun hat, sondern sich aus dem althochdeutschen
Wort "hornunc", was so viel bedeutet wie "Bastard, Zu- kurz- Gekommener", entwickelte. So
erklärt es sich, dass in manchen Bauernregeln ein zu schöner Februar als ein schlechtes Omen
für die weitere Wetterentwicklung gesehen wird.
Statistisch betrachtet, überwiegt noch bis zum 5. Februar die Zufuhr von milder Meeresluft.
Es ist regnerisch und trübe, und wenn noch eine Schneedecke besteht, taut sie sicher weg. Erst
in der Zeit vom 6. -12. und 19. - 24. Februar ist trockenes Frostwetter zu erwarten. Das fiele
in diesem Jahr genau in die Karnevalstage. Immer wenn in strengen Wintern die milderen
Zwischenabschnitte fehlten, traten in jenen Zeiten die tiefsten Jahrestemperaturen auf.
Welche Wetterregeln und Lostage gibt es nun in diesem Monat? Wie Sie wissen, war am 2.
Februar Maria Lichtmess. Die Sonne steht dann schon wieder eine ganze Stunde länger am
Himmel als zu Weihnachten. Jedoch an diesem Tage wurde ihr Durchbrechen durch die
Wolken nicht gewünscht, denn es hieß: "Wenn der Bär zu Lichtmess seinen Schatten sieht,
kriecht er wieder für sechs Wochen ins Loch."
Der vergangene Freitag, der 6. Februar, war eigentlich der Lostag für richtigen Schnee, denn
es heißt: "Die heilige Dorothee bringt erst den meisten Schnee." Kälte wurde früher für den
14. Februar erwartet. Ein Spruch lautete: "An St. Valentein friert ´s Rad mitsamt der Mühle
ein." Dieses Datum zeigt recht deutlich die Verschiebung der Lostage durch die
Kalenderreform, denn der Valentinstag liegt heutzutage im langjährigen Mittel in der Mitte
zwischen zwei Kältephasen. Dagegen stimmt die Bauernregel zum 24. Februar, dem heiligen
Matthias, gut mit der häufigen Wetterabfolge überein: "Mattheis bricht ´s Eis." Zudem
beginnt fünf Tage danach für die Meteorologen am 1. März der Frühling.
Der Januar 2009
Der Januar 2009 war fast 2 Grad kälter als das langjährige Klimamittel des Monats. In der
ersten Hälfte war es extrem kalt mit strengen Frösten von örtlich unter minus 20 Grad. Viele
stehende und fließende Gewässer erstarrten zu Eis, die Schifffahrt kam teilweise zum
Erliegen. Auch im Flachland lag längere Zeit Schnee. In der zweiten Monatshälfte wurde es
milder, wobei zweistellige Plusgrade, wie man sie aus vergangenen Wintern kennt, meist
ausblieben. Der Januar brachte ungewöhnlich viele Sonnenstunden und setzte die Serie
trockener Monate fort.
Die größten Temperaturabweichungen vom langjährigen Mittel traten in Hessen auf. Dort
wurde das Klimamittel bis zu vier Grad unterschritten. Leicht positive Abweichungen gab es
an den Küsten. Am kältesten war es am 6. Januar mit minus 27,7 Grad südlich von Dresden.
An einigen Stationen wurden neue Negativ-Rekordwerte für den Januar aufgestellt. Am
mildesten war es am 19. Januar mit plus 12,6 Grad in Freiburg. Einen ähnlichen kalten Januar
gab es 2006 vor allem im Nordosten des Landes, landesweit dagegen zuletzt im Jahr 1997.
Mit meist 20 bis 45 Liter Niederschlag pro Quadratmeter geht der Januar 2009 als trockener
Monat in die Statistik ein. Verbreitet wurden nur 50 Prozent des Klimamittels gemessen. Der
regenreichste Tag war der 23. Januar. In Verbindung mit Sturmtief "Joris" fiel dort der
Hauptteil der Gesamtmonatssumme.
Sehr häufig schien die Sonne. Mit 80 bis teils über 100 Sonnenstunden wurden verbreitet die
anderthalb bis zweifache Menge des Klimamittels erreicht. Die Ausnahme bildeten zum
Beispiel die Bodenseeregion und die Nordseeküste, wo kaum Abweichungen zum
langjährigen Mittel auftraten.
Luftdruck und Barometer
Im letzten Rundspruch am vergangenen Sonntag berichtete ich über den extrem tiefen
Luftdruck, den wir am Freitag, dem 23. Januar 2009, über Deutschland zu verzeichnen hatten,
den zweittiefsten seit dem Jahre 1901. Ich maß hier in Kempen 964,5 hPa. Deshalb
heuteeinpaar Hintergrundinformationen zum Thema Luftdruck.
Das Gerät zur Messung des Luftdrucks, das Barometer, wurde in den 30er und 40er Jahren
des 17. Jahrhunderts erfunden. Die Tatsache, dass die Luft schwer ist und somit ein Gewicht
besitzt, kannte man schon in der Antike. Allerdings wurde die Frage nach dem Luftdruck
damals noch nicht gestellt.
Aristoteles und andere Vertreter seiner Schule folgerten, dass in der Natur kein Vakuum
existiere und dass die Natur geradezu eine "Furcht vor dem Vakuum" habe (horror vacui).
Dabei hatte Demokrit schon vor Aristoteles die atomistische Ansicht vertreten, dass es nichts
anderes als Atome oder leeren Raum gäbe.
Die Auffassungen des Aristoteles wurden vom Christentum übernommen, da in ihnen kein
Widerspruch zur Schöpfungsgeschichte der Bibel zu entdecken war. Die Frage nach dem
Vakuum blieb bis ins 17. Jahrhundert hinein heikel, obwohl Versuche zum Vakuum
durchgeführt wurden, bei der auch die Geistlichkeit anwesend war. All zu leicht konnte sich
hinter der Bejahung des Vakuums "Ketzerei" verbergen.
Bereits im 15. Jahrhundert hatte Kardinal Nicolaus von Cusa Versuche zur
Gewichtsbestimmung der Luft vorgenommen. Seine positiven Resultate wurden jedoch
angezweifelt. Man höre: Sogar Galilei war um 1615 noch der Meinung, Luft habe kein
Gewicht, da sie keinen Druck ausübe. Später revidierte er seine Auffassung wieder.
Das bekannte Quecksilberbarometer-Experiment wurde von Torricelli, der ein Schüler von
Galilei war, Anfang des 17. Jahrhunderts vorgeschlagen. Man nannte es "das italienische
Experiment". Die Kenntnis von diesem Versuch breitete sich rasch weiter, zunächst nach
Frankreich. Bereits in der 2. Hälfte des 17. Jahrhunderts wurden das wetterabhängige Steigen
und Fallen des Barometers beobachtet.
Der erste Meteorologe, der die Beobachtungen von Luftdruckschwankungen und damit
verknüpften Wetteränderungen erstaunlich klar und kritisch niederschrieb, war Ludwig
Kämtz in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Bereits damals wies er in einem Text darauf
hin, dass es gar nicht so einfach ist, die Regungen eines Barometers richtig zu interpretieren.
Er schrieb: "Es wird als gewiss angenommen, dass es regnen werde, wenn der Luftdruck klein
ist, dass hingegen schönes Wetter bei hohem Barometerstand stattfinden müsse. Geschieht
das nicht, dann ergießen sich die Besitzer solcher Instrumente in ein Klagen über die
Unrichtigkeit derselben. Besser wäre es, sie beklagten sich selber darüber, dass vorgefasste
Meinungen bei ihnen zur fixen Idee geworden sind".
Sehr modern, nicht wahr? Heute wissen wir ja längst, dass ein hoher Barometerstand nicht
unbedingt schönes Wetter hervorrufen muss, vor allem nicht in der kalten Jahreszeit. Auch
ein sehr tiefer Barometerstand bedeutet nicht uneingeschränkt "Regen" und "Sturm". Die
Auswirkungen des Luftdrucks auf unser Wetter hängen nämlich noch von zwei anderen
Gegebenheiten als von den reinen Messwerten ab: Einmal von der Jahreszeit und zum
anderen von der Lage von Hoch oder Tief zum Standpunkt des Beobachters. Gerade im
Winter ist ein Hochdruckgebiet recht oft mit schlechtem Wetter verbunden, wie Nebel, Kälte
und Nieselregen. Andererseits gibt es oft in der warmen Jahreszeit Schönwetterereignisse bei
tiefem Luftdruck, wie zum Beispiel im Warmsektor einer Zyklone (Tief). Auch in einem
Sturm- oder Orkantief gibt es relativ ruhige Bereiche, wie zum Beispiel nahe am Zentrum
oder in einem Streifen einer rückläufigen Kaltfront (Wellenstörung). Das eigentliche
Sturmfeld befindet sich meist im Rückseitenbereich, bzw. im "Trog" des Tiefs.
Es liegt also nicht an Ihrem Barometer, wenn es Ihre Erwartungen an das Wetter nicht erfüllt.
Vergessen Sie die althergebrachten Beschriftungen "Sturm", "Viel Regen", "Regen-Wind",
"Veränderlich", "Schönwetter", "Beständig" und "Sehr trocken". Wie sagte schon Ludwig
Kämtz vor über 150 Jahren: Alles vorgefasste Meinungen, die bei vielen zur fixen Idee
gewordensind. Wenn das Wettergeschehen so einfach wäre, bräuchten wir keine
Meteorologen.
Den extrem tiefen Luftdruck am 22. Januar 2009 konnte ich nur noch mit meinem
Höhenmesser aus einem Jet feststellen: In 100 Fuß Höhe hier in Kempen am Niederrhein
wurden mir 28,48 Inches HG in Meereshöhe angezeigt (964,5 hPa). Sowohl mein
Quecksilber-Kontra- Barometer als auch mein Aneroid- Barometer waren nicht mehr
ablesbar.
Tauwetter in der Arktis
In Sibirien benötigt man zum Graben eines Loches Sprengstoff, da der Boden in weiten
Teilen des Landes die meiste Zeit des Jahres gefroren ist. Doch die Dauerfrostregionen, die
dort weit über den Polarkreis nach Süden reichen, schmelzen. Der Klimawandel bedroht den
"Kühlschrank" der Erde.
Ein Viertel der globalen Festlandsoberfläche ist von Dauerfrost betroffen - seit vielen
zehntausenden von Jahren. Aber in nur 75 Jahren wird diese Fläche um 25% geschrumpft sein
mit dann vermutlich katastrophalen Folgen für Ökonomie und Ökologie. Deutsche
Klimaforscher haben ziemlich Deutliches zur Zukunft gesagt: Es kann sein, dass das MeerEis der Nordpolregion im Sommer vollständig schmilzt. Die globale Temperatur könnte bis
zum Ende dieses Jahrhunderts bis zu vier Grad ansteigen.
Meist ist der Sommer in Sibirien kurz. Dann taut der Boden oberflächlich einige Dezimeter
an, südlicher auch schon mal einen Meter tief. Darunter bleibt es eisig. Bis zu 1500 Meter tief
kann der Dauerfrost reichen. Weder Erdwärme noch Sonnenstrahlen konnten das bisher
ändern, wohl aber der Klimawandel. In den vergangenen 50 Jahren ist die Lufttemperatur dort
bereits um drei Grad gestiegen. Das setzt die Natur unter Druck. Im angetauten Boden werden
Mikroben aktiv. Sie zersetzen die wenigen Moose und Pflanzenreste der Tundra. Dabei
entsteht Methan. Ein üblicher Vorgang, der überall passiert, wo es feucht ist, auch im Tümpel
hierzulande. In der Tundra aber entsteht aufgrund der weltweiten Erwärmung viel mehr
Methan als sonst, weil die Auftautiefe des Bodens größer wird.
Einer schwedischen Studie zufolge entweicht in der sumpfigen Tundra Nordschwedens im
Sommer bis zu 60% mehr Methan als noch vor 30 Jahren. Wenn man bedenkt, dass es sich
beim Permafrost um riesige Regionen handelt, wird klar, dass die zusätzliche
Methanproduktion den globalen Klimawandel unterstützt. Der Grund: Methan gilt als
Treibhausgas Nr. 1. Es ist 23mal klimawirksamer als Kohlendioxid. Die bisherige Erwärmung
führt also zu vermehrter Methanproduktion, was den Treibhauseffekt verstärkt.
Falls es auf der Erde in den nächsten hundert Jahren noch ein paar Grade wärmer wird,
bekommen wir Verhältnisse wie kurz nach der Eiszeit vor etwa 7000 Jahren. Da war der
Dauerfrostboden schon einmal großflächig aufgetaut. Erste Probleme gibt es bereits heute.
Weil der Boden im sibirischen Sommer immer tiefer auftaut, sind die riesigen Pipelines
bedroht. Sie stehen, wie alle Bauten im Dauerfrostgebiet, auf Stelzen, die weit in die Erde
gebohrt wurden. Taut es tiefer, wird der Baugrund instabil. Wenn das Dauer- Eis im Boden
auftaut, gibt es in ebenen Gebieten mehrere zehn Meter tiefe Senken. Ganze Leitungen und
Straßen brechen dann auf oder wellen sich. Das wäre eine neue, ganz andere Herausforderung
für Gasprom als bislang durchgemacht. Dann würde Putin, falls noch immer an der Macht,
um sich abzulenken, mal wieder "oben ohne" angeln gehen. Frau Merkel würde dies eher
nicht in Betracht ziehen.
Auch manche Trassen der berühmten Transsibirischen Eisenbahn sind bedroht. Erdöltrassen,
wie die Trans- Alaska- Pipeline werden heute schon mit viel Energie künstlich nachgekühlt.
Die Ausbeutung der Erdöl- und Erdgasfelder würde noch schwieriger - und die Preise für die
Produkte stiegen weiter.
Die ökologischen Folgen sind bisher weniger sichtbar, jedoch werden sie dauerhafter sein. In
den sich vermehrt bildenden Sümpfen würden keine Wälder mehr entstehen. Die waldreiche
Taiga würde schwinden. Die hoch spezialisierte Pflanzen- und Tierwelt, angepasst an große
Schwankungen von 60 - 80 Grad, würde den Klimawandel nicht schadlos überstehen. Damals
vor 7000 Jahren starben ganze Tiergruppen aus.
Zu diesem Thema gibt es ein Buch "Der Arktis- Klima- Report. Die Auswirkungen der
Erwärmung". Convent Verlag, Hamburg 2005, 140 Seiten, 16,90 Euro.
Chronik eines extremen Winters 1978/79
Der Winter 1978/79 begann mit einem Paukenschlag: Ende November war ein erster
Wintereinbruch erfolgt und in den ersten Dezembertagen stellte sich trockenkaltes
Winterwetter mit teils strengen Nachtfrösten ein. Als am 8. des Monats milde Atlantikluft auf
die bodennahe Frostluft hinauf glitt, kam es in weiten Teilen Deutschlands zu teils extremem
Glatteisregen. Beim ersten großen Wintergefecht setzte sich die milde Luft gegen die Kaltluft
durch. Aber schon zur Monatsmitte wehte erneut Polarluft heran und brachte weiten
Landesteilen reichlich Schnee.
Der nächste Anlauf milderer Luft kam mit atlantischen Tiefausläufern pünktlich zu
Weihnachten. Von Südwest nach Nordost wich der Winter zurück und anfängliche
Schneefälle gingen bis in die Gipfellagen der Mittelgebirge in Regen über. Die aus dem
Seegebiet um die Azoren stammende Luft brachte viel Regen, stürmischen Wind und
Temperaturen bis über plus 10 Grad mit. In den Alpen setzte sich bis in Höhenlagen über
2000 Meter Tauwetter durch. Regen und Schneeschmelze ließen im Süden "zwischen den
Jahren" zahlreiche Flüsse über die Ufer treten.
Doch dann schlug der Winter machtvoll zurück: Die milde Atlantikluft hatte es gerade mal bis
nach Dänemark und zur südlichen Ostsee geschafft, als die Frostluft auch schon wieder
südwärts zu drängen begann. Weil sie jedoch zunächst kaum gegen den stürmischen
Südwestwind anzukommen vermochte, wich sie nach Westen hin aus und schwoll dabei
ihrerseits zu einem ausgewachsenen Sturm an. Dabei zwang sie den vom Atlantik
kommenden Sturmtiefs immer südlichere Zugbahnen auf, so dass diese nunmehr genau über
Deutschland nach Osten zogen.
Gleichzeitig schob sich die schwere Kaltluft am Boden unter die leichtere, rund 20 Grad
wärmere Atlantikluft und gewann so Stück für Stück auch südwärts an Raum. Drei Tage
verlief das Gerangel zwischen den gleich starken Gegenspielern nahezu unentschieden, wobei
die Gewalt des Schneesturms im Norden immer mehr zunahm. Aber erst hinter einem letzten
Sturmtief, das am Silvestertag über die Mitte Deutschlands nach Osten zog, wurde der Weg
nach Süden frei und die Eisluft konnte bis zum Neujahrstag ganz Mitteleuropa überfluten.
Nach dem mit Nachttemperaturen teils unter minus 25 Grad zunächst extrem kalten
Jahresbeginn beruhigte sich die wetterbestimmende Strömung allmählich und die
Temperaturen normalisierten sich wieder. Doch Anfang Februar regenerierte sich das alte
Strömungsmuster noch einmal. Wieder fegte vom Atlantik subtropische Warmluft heran und
abermals hielt der nordosteuropäische blockierende Hoch dagegen. Der Höhepunkt dieses
dritten großen Wintergefechts traf Norddeutschland am 13. Februar 1979 in Gestalt des
zweiten verheerenden Schneesturms dieses denkwürdigen Winters.
Erst danach löste sich das so beherrschende atmosphärische Strömungsmuster der scharfen
Gegensätze über Europa endgültig auf, aber auch im anschließenden Frühjahr stellten sich
auch aufgrund der im Norden Deutschlands noch lange liegenden Schneemassen immer
wieder nasskalte Witterungsphasen ein. Noch bis zum Mai zeugten dort die letzten
Schneereste von jenem so außergewöhnlichen, wiederholt arktisch geprägten Winterverlauf
und erinnerten dort an den überstandenen norddeutschen Katastrophenwinter.
Der "Schmetterlingseffekt"
Im vergangenen Funkwetterbericht wies ich darauf hin, dass bereits eine kleine Änderung in
der Ausgangslage der Wetterbedingungen, wie zum Beispiel die sich bisweilen zu Wolken
auswachsenden Kondensstreifen von Flugzeugen, zu großräumigen Änderungen einer
vorhergesagten Wetterlage führen können. Man kennt jenes Phänomen unter dem Begriff
"Schmetterlingseffekt", der 1963 von dem Meteorologen Edward Lorenz geprägt wurde. Der
stellte nämlich fest, dass in einer damals noch sehr einfachen Wettersimulation das
Geschehen einen völlig anderen Verlauf nahm, wenn man die Ausgangsbedingungen auch nur
ein winziges Bisschen veränderte. Um eine möglichst extrem kleine Veränderung im realen
Wettergeschehen zu benennen, wählte er den Flügelschlag einer Möwe als Beispiel. Das war
die Geburtsstunde der so genannten "Chaostheorie". Später bürgerte sich dann der
Schmetterling als Vergleich ein, vielleicht auch deshalb, weil die mathematische Struktur, die
das Chaos beschreibt, ein so genannter Attraktor, entfernt an einen Schmetterling erinnert.
Inzwischen sind die Wettersimulationen erheblich komplexer, aber dass das Wetter ein
chaotisches System ist, bestätigt sich immer wieder. In Simulationen und Prognosen gehen
wir immer nur von einzelnen Daten an endlich vielen Punkten auf der Erde aus - und mit
denen ist das Wetter nicht mehr als rund fünf Tage im Voraus zu bestimmen. Die kleinste
Abweichung beim Ausgangszustand potenziert sich, je weiter man in die Zukunft rechnet,
was eine große Auswirkung auf das Vorhersageergebnis hat.
Die Vorgänge beim Wetter laufen bekanntlich nach physikalischen Gesetzen ab. Nur deshalb
ist es überhaupt möglich, Wetterentwicklungen vorherzusagen. Das Wetter unterliegt jedoch
dem Gesetz der Strömungen. Turbulenzen darin werden zu einem Stück unberechenbarer
Natur. Sie entwickeln sich wie gesagt "chaotisch". Somit sind bis heute Wetterprognosen über
vier Tage hinaus noch immer relativ unsicher, da jede Ausgangswetterlage in ihrem
Anfangszustand datenmäßig nicht genau genug bekannt ist, also angefüllt ist mit sog. "sensitiven Bereichen", in denen kleinste Veränderungen zu völlig anderen Endresultaten führen
können. Und das Vertrackte bei Chaoseffekten ist, dass man für eine Verdopplung der
Vorhersagezeit nicht die doppelte Anzahl von Vorhersagepunkten benötigt, sondern ein
Vielfaches davon.
Die chaotische Entwicklung bei Wetterphänomenen ist zwar bis heute unumstritten, doch
auch die Turbulenz weist - soviel wurde inzwischen erkannt - Gesetzmäßigkeiten auf, die sie
dem Chaos verdankt. In Experimenten hat sich gezeigt, dass die so unregelmäßig
erscheinenden Wirbel einer turbulenten Strömung doch bestimmte Formen überraschend
deutlich bevorzugen und dass man ihre Eigenschaften durch geeignete Mittelwerte
kennzeichnen kann. Gerade die chaotischen Bahnen sind es, auf deren Mittelwerte Verlass ist.
Es sind also immer die Anfangszustände, die den Verlauf einer chaotischen Entwicklung
bestimmen, die - zum Glück - in ihrer weiteren Entwicklung dennoch zu recht verlässlichen
Mittelwerten führen. Aber diese helfen bei einer Wetterprognose für mehrere Tage wenig.
Hier will man ja wissen, wie sich das Wetter an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten
Zeit entwickelt. Um dies genau vorher zu sagen, müsste man den Anfangszustand der
Atmosphäre vor der Prognose so genau kennen, dass die weitere Entwicklung nach drei
Tagen nicht mehr aus dem Ruder läuft. Denn der noch so kleinste nicht berücksichtigte
Parameter im Anfangszustand kann eine Computervorhersage zu ganz anderen Ergebnissen
führen.
Man sollte den Schmetterlingseffekt allerdings nicht allzu wörtlich nehmen und eher als eine
Metapher begreifen. Bei den Auswirkungen der Kondensstreifen, die bei den
Anfangsparametern einer Wetterprognose wohl nicht berücksichtigt werden können, bin ich
mir da nicht so sicher, weil diese mit Sicherheit größere wettermäßige Effektivität besitzen,
wenn sie sich zu Wolkenformationen auswachsen. Jedoch könnte wohl kein Meteorologe eine
Kausalkette angeben, wie sich dieser Effekt so vergrößert, dass er tatsächlich einen Sturm
auslöst- noch dazu mehrere tausend Kilometer entfernt. So wird wohl jeder Kondensstreifen
mehr vom Wetter beeinflusst als das Wetter von einem Kondensstreifen.
Damit sind wir am Ende des heutigen Funkwetterberichtes. Nachlesen können Sie diesen Text
wie stets auf meiner Homepage beim DARC. Schönen Sonntag und gute Woche!
Kondensstreifen
Bei der Diskussion um den vom Menschen mit verursachten Klimawandel kommt meines
Erachtens der weltweit zunehmende Flugverkehr zu kurz. Ich will jetzt gar nicht auf die
immensen Mengen von CO² in den Abgasen eingehen, die in wenigen Tagen durch die
Jetstreams um den gesamten Globus verfrachtet werden können, sondern heute einmal fragen:
Was ist eigentlich mit den Kondensstreifen von Flugzeugen? Diese können doch zu Wolken
werden und das Sonnenlicht abschwächen, denn Kondensstreifen sind ja im Prinzip Wolken.
Sie gleichen in ihrer Struktur den Cirruswolken, die sich in Höhen um zehn Kilometer bilden.
Dort oben herrschen Temperaturen um minus 40 Grad, so dass der Wasserdampf in den
Abgasen von Düsenflugzeugen unmittelbar zu Eiskristallen gefriert. Die dazu nötigen
Kondensationskeime liefert der Jet in Gestalt von feinen Russpartikeln gleich mit.
Dadurch wird ein Flugzeug für uns erst sichtbar, das sonst nur ein winziger Punkt am Himmel
wäre. Normalerweise lösen sich Kondensstreifen schnell wieder auf - ihre Lebensdauer
beträgt meist nicht mehr als ein paar Minuten. Wenn allerdings die Luft in dieser Höhe mit
Feuchtigkeit schon fast gesättigt ist, bleiben die Kondensstreifen länger bestehen. Sie gehen in
die Breite und sind als feine Schlieren am Himmel sichtbar. Langlebige Streifen sind also ein
Zeichen für hohe Luftfeuchtigkeit und damit in gewisser Weise auch ein Zeichen für eine
bevorstehende Wetterverschlechterung.
Die Wasserdampfmenge, die ein Flugzeug ausstößt, ist allerdings gering im Vergleich zu
dem, was eine normale Wolke an Wasser enthält. Trotzdem können die Flugzeugabgase zur
Wolkenbildung beitragen. Die Partikel, die aus dem Triebwerk strömen, können nämlich auch
den schon vorhandenen Wasserdampf zum Kondensieren bringen. So kann aus einen
schmalen Kondensstreifen eine regelrechte Wolke entstehen, die eine recht große Fläche
überstreicht. Inzwischen ist längst nachgewiesen worden, dass es in den großen
Flugkorridoren tatsächlich einen höheren Grad an Bewölkung gibt. Kondensstreifen können
sich also tatsächlich zu Wolken auswachsen.
Der Mensch verändert somit gebietsweise die Strahlungsbilanz der Sonne durch den
Flugverkehr, was Auswirkungen auf Wettererscheinungen haben kann. Manchmal nimmt das
Wettergeschehen nämlich einen ganz anderen Verlauf, wenn die Ausgangsbedingungen nur
ein bisschen verändert werden. Wenn dies bereits durch den Flügelschlag einer Möwe oder
sogar vielleicht bereits durch den eines Schmetterlings bewirkt werden kann, dann doch wohl
erst recht durch einen sich zur Wolke auswachsenden Kondensstreifen. Sie merken, ich will
auf die Chaostheorie beim Wetter hinaus. Das ist jedoch ein neues Thema.
Mythos Kugelblitz
Die Existenz des Kugelblitzes ist auch heute noch eine umstrittene Frage, denn es liegen nur
wenige Berichte oder Bilder dieses Naturphänomens vor. Kugelblitze können angeblich durch
Mauern und Ritzen dringen und sich langsam in Bodennähe bewegen. Es ist mittlerweile
möglich, eine Art Kugelblitz künstlich zu erzeugen.
Kugelblitze sind extrem seltene Erscheinungen, und die Augenzeugenberichte unterscheiden
sich in manchen Einzelheiten. Viele der berichteten Eigenschaften von Kugelblitzen
widersprechen einander. Eine mögliche Erklärung ist, dass mehrere verschiedene Phänomene
als Kugelblitz bezeichnet werden.
Kugelblitze treten sehr selten und zufällig im Zusammenhang mit Gewittern und
atmosphärischen Entladungen überwiegend in Bodennähe auf. Sie wurden als schwebende,
glühende Objekte beschrieben. Im Gegensatz zur kurzlebigen Lichtbogenbildung zwischen
zwei Punkten eines gewöhnlichen Blitzes haben sie eine Lebensdauer von bis zu dreißig,
typischerweise aber zwei bis acht Sekunden.
Die Form kann kugelförmig, eiförmig oder stabähnlich sein, wobei die Erscheinung in keiner
Dimension viel größer als in den anderen Formen ist. Die größte beobachtete Ausdehnung lag
zwischen fünfzehn und vierzig Zentimetern. Die Blitze sind selbst leuchtend, meist
orangefarben bis hellgelb und undurchsichtig. Manchmal versprühen sie Funken und sind von
Geräuschen begleitet. Bisweilen wird die Erscheinung von einem bestimmten Objekt
angezogen, manchmal bewegt sie sich eher zufällig oder bleibt sogar stehen. Nach mehreren
Sekunden verschwindet die Erscheinung, zerstreut sich, wird von etwas absorbiert oder
verabschiedet sich in seltenen Fällen in einer Explosion. Manchen Berichten zufolge können
sie in Gebäude eindringen, scheinbar mühelos durch Mauern, Türen und Fenster dringen oder
aber auch bei Berührung explodieren und Verletzungen verursachen.
Manche Beschreibungen ähneln sehr stark denen von anderen Phänomenen wie zum Beispiel
von UFO s.
Entstehung und Aufbau des Phänomens "Kugelblitz" sind trotz erfolgreicher japanischer
Experimente mit interferierenden Mikrowellen, die Plasma- Kugeln erzeugten, die
Kugelblitzen in Größe und Erscheinungsbild ähnelten, nicht gänzlich geklärt. Experten
verschiedener Fachrichtungen wie Meteorologen, Elektrotechniker, aber auch viele Laien
sammeln deshalb seit langem alle Augenzeugenberichte, werten sie aus und versuchen auf
dieser Grundlage, dem Phänomen auf die Spur zu kommen. Besonders begehrt sind zufällig
gelungene Fotos oder Filmaufnahmen. Dabei handelt es sich aber häufig um Fälschungen.
Nikola Tesla berichtet in seinen Aufzeichnungen von der erfolgreichen Erzeugung von
Kugelblitzen in seinem Labor. Spätere Versuche haben aber keine Anhaltspunkte finden
können, ob diese Kugelblitze wirklich etwas mit dem beobachteten Naturphänomen zu tun
haben oder ob es sich nur um eine andere Art eines elektrischen Phänomens handelt.
Interferierende Mikrowellen in Plasmen
Die populärste Hypothese ist, dass es sich um Plasmen handelt, die durch interferierende
Mikrowellen gebildet werden. Zwei japanischen Wissenschaftlern gelang es 1991 erstmals,
unter Laborbedingungen Kugelblitzen ähnelnde Gebilde aus Plasma reproduzierbar zu
erzeugen, deren Eigenschaften dem von Augenzeugen berichteten Verhalten ähnelten. Dabei
verwendeten sie ein Magnetron mit 2,45 GHz und 5 kW Dauerleistung. Die Lebensdauer der
Kugelblitze betrug jedoch nur einige Millisekunden.
Silizium-Wolken
Eine andere, im Jahre 2000 von John Abrahamson und James Dinniss in Neuseeland
vorgestellte Theorie postuliert, dass Kugelblitze keine elektrische Natur haben, jedoch durch
Blitzeinschlag ins Erdreich entstehen. Dabei werde Siliziumdioxid (Sand, Kieselerde) in
Silizium und Sauerstoff zerlegt. Während der Sauerstoff im Erdreich mit Kohlenstoff, also
organischem Material, reagiere, trete das Silizium als Dampf oder Aerosol aus dem Blitzkanal
aus und werde durch Luftsauerstoff langsam oxidiert, wodurch es leuchte. So diese Theorie.
Die Siliziumpartikel-Wolke sei durch Selbstorganisation aufgrund ihrer Ladung in der Lage,
eine kugelähnliche Form anzunehmen, und es sei daher auch möglich, dass sie sich nach
Durchdringen einer kleinen Öffnung wieder zusammenfindet.
Diese Hypothese wurde in Brasilien an der Universidade Federal de Pernambuco inzwischen
nachgeprüft, indem Silizium- Wafer elektrisch verdampft und die Silizium-Luft-Mischung per
Funkenentladung entzündet wurde. Farbe, Temperatur und Lebensdauer (8 Sekunden) der
tischtennisballgroßen Siliziumdampfbälle entsprachen dabei den Zeugenaussagen, so weit
diese bei einem seltenen Kurzzeitphänomen exakt sind.
Stehende Wellen und Maser
Eine wichtige Theorie wurde 1955 vom russischen Physiker Pjotr Kapiza aufgestellt. Er
rechnete die Lebensdauer einer nuklearen Explosionswolke auf die von Kugelblitzen
angenommenen Dimensionen herunter und erhielt für einen Feuerball von 10 cm
Durchmesser eine Lebensdauer von weniger als 10 Millisekunden. Da Kugelblitze für
mehrere Sekunden beobachtet werden, kam er zu dem Schluss, dass die Kugelblitze extern
gespeist werden müssen und eine intern ablaufende Reaktion gleich welcher Art nicht für den
Energiebedarf ausreicht. Daraufhin entwickelte er die Theorie, dass sich während eines
Gewitters stehende elektromagnetische Wellen zwischen Himmel und Erde ausbilden und
Kugelblitze an den Schwingungsbäuchen entstehen.
Kapiza ging jedoch nicht auf die Problematik ein, dass es eine Reihe von
Schwingungsbäuchen gibt und welche Bedingungen einen bestimmten Schwingungsbauch
zum Kugelblitz werden lassen. Um einen Ort bevorzugter Energieabgabe zu bilden, muss das
sich dort befindliche Gas im Vergleich zur Umgebungsluft zumindest schwach ionisiert
(leitfähig) sein, und es ist unklar, wie sich eine solche Anfangsionisation ausbilden kann. Als
theoretisches Beispiel sei eine heiße Luftblase genannt, denn die Ionisierung von Luft steigt
mit der Temperatur an. Wenn eine solche Luftblase dadurch mehr Energie erhielte, führte das
zu einem weiteren Anstieg der Temperatur und damit zu einem sich selbst aufschaukelnden
Prozess.
Peter Handel hat die Theorie mit dem Vorschlag eines atmosphärischen Masers, einer Art
Verstärker von Mikrowellen, ausgebaut. Wenn das Volumen eines Masers groß genug ist
(mehrere Kubikkilometer), könnten durch alleiniges Pumpen (was bei kleinen Masern
normalerweise zur sofortigen Zerstreuung der Energie führt) genügend Moleküle in einen
angeregten Zustand versetzt werden. Handel hat gezeigt, dass es Solitonlösungen innerhalb
des Masers gibt, das heißt, eine stabile stehende Welle im nichtlinearen Medium, deren
Energie vom Maser eine Zeitlang aufrechterhalten wird.
Die Entstehung und die Bewegung der Kugelblitze sind damit an den Ort der Energieabgabe
gebunden. Deshalb steigen sie im Gegensatz zum gewöhnlichen Plasma nicht auf und sind
gegen Wind unempfindlich. Sofern Baustoffe von Gebäuden für Mikrowellen durchlässig
sind, was zumeist der Fall ist, können Kugelblitze diese durchaus durchdringen.
Die von den japanischen Wissenschaftlern Ohtsuki und Ofuruton durchgeführten Experimente
konnten dies bestätigen. Die Plasma- Bälle hatten vergleichbare Dimensionen und
Lebensdauer, sie konnten sich gegen Wind bewegen und eine 3 cm dicke Keramikplatte
durchdringen.
Wissenschaftler der gemeinsamen Arbeitsgruppe Plasmaphysik des Garchinger Max-PlanckInstituts für Plasmaphysik (IPP) und der Berliner Humboldt-Universität (HUB) haben 2006
kugelblitzähnliche Plasma- Wolken erzeugt. Die Physiker produzierten über einer
Wasseroberfläche leuchtende Plasma- Bälle, die eine Lebensdauer von knapp einer halben
Sekunde und Durchmesser von 10 cm bis 20 cm besitzen. Dabei ragen in ein mit Salzwasser
gefülltes Becherglas zwei Elektroden, wobei eine Elektrode durch ein Tonröhrchen, das etwas
aus der Wasseroberfläche herausschaut, vom umgebenden Wasser isoliert ist. Wird über eine
Kondensatorbatterie von 0,5 mF eine Hochspannung von 5 kV angelegt, so fließt für 0,15
Sekunden ein bis zu 60 Ampere starker Strom durch das Wasser. Durch einen Überschlag
vom Wasser aus gelangt der Strom in das Tonröhrchen, wobei das dort enthaltene Wasser
verdampft. Nach dem Stromimpuls zeigt sich ein leuchtendes Plasmoid aus ionisierten
Wassermolekülen.
Elektromagnetischer Knoten
Die Theorie von A. F. Ranada (Madrid) geht von einem topologischen Modell, einem so
genannten elektromagnetischen Knoten aus. Ein elektromagnetischer Knoten ist definiert als
Vakuum-Lösung der Maxwellschen Gleichungen mit der Eigenschaft, dass alle elektrischen
und magnetischen Feldlinien geschlossen sind. Entsprechend dieser Theorie besteht das
Volumen des Kugelblitzes nicht vollständig aus Plasma, sondern aus ineinander hängenden
Plasma- Schläuchen, die sich gegenseitig magnetisch und hydrodynamisch stabilisieren und
Eigenschaften von etwa 10 s Lebensdauer sowie eine Netto-Abstrahlung von etwa 100 W bei
einer Gesamtenergie von etwa 20 kJ ohne externe Energiezufuhr zulassen, wie durch
entsprechende elektrodynamische Modellrechnungen auf der Grundlage der Alfvén- und
Maxwellschen Gleichungen gezeigt werden konnte. Dabei werde der Hauptteil der Energie
nicht durch das Plasma der Blitzentladung, sondern in Form der magnetischen Feldenergie
gespeichert, wobei magnetische Feldstärken von 0,5 T bis 2 T angenommen werden. Ich habe
diese recht komplizierte Theorie, die ich selbst nicht richtig verstehe, nur mal angeführt,
damit Sie sehen, wie stark das Phänomen des Kugelblitzes bis heute die Wissenschaft
beschäftigt.
Weitere Theorien
Es gibt viele weitere Theorien: Hochstromentladungen, bei denen kleine (< 1 cm) hüpfende
Feuerbälle entstehen, die Bildung anderer zündfähiger Gase oder Aerosole (so genannte
diffusive Verbrennung), oder Zuhilfenahme esoterischer Energiequellen.
Es gibt auch Forscher, die der Meinung sind, die beobachteten Kugelblitze seien nur eine
optische Täuschung. Wird das Auge kurzzeitig stark geblendet, so sieht man noch einige
Sekunden einen Lichteffekt. Bewegt man die Augen, kann der Eindruck entstehen, eine
Lichtkugel fliege durch den Raum.
Die Diskussion um die Kugelblitze ebbt wohl niemals ab und ist noch heute ebenso spannend
und geheimnisvoll wie zu meiner Kindheit. Leider habe ich bislang eine derartige
Erscheinung noch nie beobachten können. Dass es sich hierbei um eine Täuschung handeln
könnte, glaube ich jedoch seit dem Tage nicht mehr, als mir eine Berufskollegin von ihrem
Erlebnis mit einem Kugelblitz sehr detailliert, ergriffen und relativ glaubwürdig berichtete.
Geht der Blitz eigentlich von unten nach oben?
Die Physik der Blitze ist eine ziemlich komplizierte Angelegenheit. Es beginnt damit, dass in
einer Gewitterwolke geladene Teilchen voneinander getrennt werden - die positiven
wandern nach oben, die negativen sammeln sich im unteren Tei der Wolke an. So entsteht
eine Spannung innerhalb der Wolke, zwischen einzelnen Wolken, aber auch zwischen Wolke
und dem nicht geladenen Boden. Irgendwann wird die Spannung so groß, dass es zur
Entladung kommt.
Dabei entsteht zuerst ein so genannter Vorblitz, der sich von der Wolke auf einem
Zickzackkurs einen Weg zum Boden sucht. Der schafft den Blitzkanal, in dem dann später die
eigentliche Entladung stattfindet. Kommt die Spitze des Vorblitzes in die Nähe eines Baumes,
einer Antenne oder eines Kirchturms, so wächst ihm von dort ein kleines Blitzchen entgegen.
Sobald die beiden Äste sich getroffen haben, ist die Leitung zwischen Boden und Wolke
geschlossen, und der eigentliche Blitz kann sich entladen - mit einer Geschwindigkeit von bis
zu 100 000 Kilometern pro Sekunde, also immerhin einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit.
Im Blitzkanal herrscht dabei eine Temperatur von 30000 Grad Celsius. Die erste Entladung
pflanzt sich tatsächlich von unten nach oben fort. Die Ladungsträger fließen aber
selbstverständlich immer vom negativen Pol zum positiven, also von der Wolkenunterseite
zur Erde.
Mit einem Hauptblitz ist es meistens nicht getan. Nach dem ersten Hauptblitz folgt ein
kleinerer von oben nach unten und dann wieder ein großer von unten nach oben. Die
mehrfachen Entladungen nehmen wir manchmal als Flackern wahr, das gesamte Spektakel
dauert wenige Zehntelsekunden. Wenn man mit "Blitz" also die sichtbare Hauptentladung
bezeichnet, dann geht der Blitz tatsächlich von unten nach oben.
Schlägt der Blitz eigentlich nie zweimal in die gleiche Stelle ein?
Dieser Satz ist genauso plausibel wie die Behauptung, es sei unmöglich, zweimal
hintereinander eine Sechs zu würfeln. Man hat ein relativ seltenes Ereignis, und natürlich ist
es noch seltener, dass dieses Ereignis gleich zweimal hintereinander auftritt. Es ist aber ein
Fehlschluss zu glauben, dass nach dem Eintritt des ersten Ereignisses das zweite nun
besonders unwahrscheinlich sei. So wie nach der ersten Sechs die zweite immer noch eine
Wahrscheinlichkeit von einem Sechstel hat, so ist ein Ort, in den gerade (oder in der letzten
Woche) der Blitz eingeschlagen hat, nicht weniger gefährdet als vorher. Das wird besonders
bei Orten deutlich, die besonders häufig vom Blitz getroffen werden, etwa das Empire State
Building in New York. In dieses Hochhaus schlägt jedes Jahr etwa 25-mal der Blitz ein, was
nicht zu besonderen Schäden führt wegen des guten Blitzableiters. Oft bekommt der
Wolkenkratzer bei einem einzigen Gewitter gleich mehrere Blitzeinschläge mit.
Auch für Menschen gilt der Satz natürlich nicht. Wer einmal von einem Blitz getroffen wurde
und das überlebt hat, der ist in Zukunft nicht auf magische Weise sicher. Das Guinness-Buch
der Rekorde verzeichnet als Rekordhalter den Amerikaner Roy C. Sullivan, der insgesamt
siebenmal vom Blitz getroffen wurde und alle diese Einschläge überlebte. Es handelt sich
also hierbei um reinen Aberglauben.
Dass der Blitz stets in den höchsten Punkt einschlägt, stimmt auch nicht absolut. Dass ein
Blitz nicht immer den geradesten Weg nimmt, sieht man an seiner gezackten Form. Er schlägt
nicht von oben geradewegs in den Boden ein, sondern zuckt in Teilentladungen erratisch hin
und her. Das liegt daran, dass das elektrische Feld in der Luft nicht absolut gleichmäßig ist,
sondern durchaus unterschiedlich dicht. Im Extremfall kann ein Blitz sogar eine große Strecke
waagerecht überbrücken. Das mit dem höchsten Punkt stimmt durchaus, wenn man es nicht
als absolute Regel nimmt. "Jeder hohe Gegenstand beeinflusst das normale luftelektrische
Feld so, dass es über dem Gegenstand zu einer Drängung der parallel zur Erdoberfläche
verlaufenden elektrischen Feldlinien kommt, wodurch der Blitz angezogen wird", schreibt der
Meteorologe Horst Malberg. Das heißt: Die Einschlagwahrscheinlichkeit ist größer, und sie
nimmt natürlich mit der Entfernung vom Objekt ab. Ein Kirchturm kann kein ganzes Dorf vor
dem Blitzschlag schützen. Deshalb sollte man sich auf die Regel nicht verlassen, sondern bei
Gewitter Schutz suchen.
Trockene Gewitter
In einem Gespräch vor ein paar Tagen behauptete jemand, dass "trockene Gewitter" viel
gefährlicher seien als die normalen nassen. Gibt es bei uns überhaupt Gewitter, bei denen kein
Niederschlag fällt?
In unseren Breiten sind Gewitter durchweg mit Niederschlag verbunden. Allenfalls hört und
sieht man einmal ein Gewitter am Horizont und bekommt seinen Niederschlag nicht mit, weil
es vorbeizieht - aber am Ort des Gewitters selbst regnet oder hagelt es.
Es gibt aber in heißeren Gegenden der Welt tatsächlich trockene Gewitter, etwa im Westen
der USA. Wie kann das sein, denn schließlich sind doch für die Aufladung von Wolken
elektrisch geladene Eispartikel nötig.
Natürlich regnet es auch bei trockenen Gewittern, aber der Regen erreicht nicht den Boden.
Die Luft unterhalb der Wolke ist so heiß und trocken, dass die Tropfen auf dem Weg nach
unten verdunsten. Ein solches Phänomen nennen die Meteorologen "Virga". Man kann dies
auch von weitem erkennen - man sieht dann unterhalb der Wolke die typischen Regenstreifen,
aber diese hören dann mitten in der Luft auf. Gelegentlich geschieht dies auch mal in unseren
Breiten vornehmlich an heißen Sommertagen.
Gefährlich sind die trockenen Gewitter vor allem, weil sie Waldbrände auslösen können.
Denn obwohl der Regen nicht den Boden erreicht, kann der Blitz natürlich in den Boden
einschlagen. Wenn er dann etwa einen trockenen Baum in Brand setzt, ist kein Regen da, der
das Feuer im Keim ersticken kann. Die böigen Winde, die mit dem Gewitter kommen, fachen
das Feuer noch zusätzlich an.
Trockene Gewitter können sogar aus lodernden Waldbränden entstehen. Das Feuer erzeugt
dann die typischen heftigen Aufwinde, die viel Wasserdampf aus den verbrennenden Pflanzen
enthalten. In der Höhe entstehen die Gewitterwolken, aber ihr Regen wird von den heißen
Bodenschichten wieder in Wasserdampf verwandelt. Feuerwehrleute fürchten diese Gewitter,
weil zum ersten die Blitze neue Brandherde zu erzeugen vermögen und zweitens die schnell
drehenden Winde des Gewitters das Feuer in alle Richtungen treiben können.
Im Auto sicher vor Blitzschlag?
Immer wieder taucht auch die Frage auf, ob man im Auto wirklich vor Blitzschlag geschützt
ist. Ein Auto ist, physikalisch betrachtet, ein Faraday - Käfig. Darunter versteht man eine
geschlossene Metallstruktur mit nicht allzu großen Löchern. Wenn ein solcher Käfig von
einer elektrischen Entladung getroffen wird, verteilt sich die Ladung nur über die Außenhülle
und wird dann, meist zur Erde, abgeleitet. Das kann man zum Beispiel bei spektakulären
Vorführungen im Deutschen Museum in München bestaunen, bei denen ein Mitarbeiter in
einem solchen Käfig sitzt. Draußen sprühen die Funken, und er bleibt unverletzt. Im Inneren
des Käfigs und auch in einem Auto ist die Feldstärke Null. An der Karosserie kann die
enorme Hitze allerdings Spuren hinterlassen und auch elektrische Geräte können Schaden
nehmen. Aber der Mensch ist sicher.
Nun hat aber nicht jedes Auto eine vollständige Metallhülle. Heute werden immer mehr
Kunststoffteile verbaut, etwa in Schiebedächern. Ein Cabriolet ist auch bei geschlossenem
Verdeck nicht völlig sicher. Ob der Blitz dort wirklich abgeleitet wird, hängt von mehreren
Faktoren ab - etwa davon, wie nass das Stoffdach ist oder ob es eine stützende
Metallkonstruktion besitzt. Eine Cabriotour bei Gewitter ist somit auf jeden Fall riskant. Dass
man bei Gewitter im Auto vor Blitzschlag geschützt ist, gilt daher nur für geschlossene
Limousinen.
Die Schafskälte traf pünktlich ein
Zwischen dem 10. und 20. Juni tritt bis heute recht regelmäßig ein Wetterphänomen ein, das
unter dem Namen "Schafskälte" bekannt ist. Traditionell wurden die Schafe in Mitteleuropa
Mitte Juni geschoren. Wenn dann ein plötzlicher Kälteeinbruch, vielleicht sogar mit
Nachtfrösten, kam, konnte das für die nackten und schutzlosen Tiere gefährlich werden daher der Name "Schafskälte".
Im letzten Rundspruch am vergangenen Sonntag hatte ich jenes Ereignis für die Mitte der
vergangenen Woche angekündigt uns es traf auch pünktlich ein. Die Schafskälte gehört zu
den am besten dokumentierten "Singularitäten" - also Wetterlagen, die immer wieder mit
hoher Wahrscheinlichkeit im Jahresrhythmus auftreten. Tatsächlich stellt sich in jener Zeit
Mitte Juni die Großwetterlage häufig um. Nach einem frühen Sommerauftakt Anfang Juni mit
sonnigem Wetter bricht der Hochdruckeinfluss plötzlich zusammen und macht den Weg frei
für atlantische Tiefdruckausläufer. Der Wind dreht von Süd- Südwest auf West bis Nordwest.
So kann kältere Luft nach Mitteleuropa strömen und das Wetter wird wechselhafter. Die
Tagestemperaturen können auf 10 Grad oder darunter absinken.
Das ganze rührt zum Teil daher, dass sich zu Beginn des Sommers der Kontinent schneller
aufheizt als das Meer. Wenn an Land die warme Luft aufsteigt, befindet sich oftmals über
dem Atlantik ein kühles Hochdruckgebiet. So entsteht eine Tiefdruckrinne über dem Festland.
Diese saugt dann die kalte Luft vom Atlantik an, so dass sie als "Rückseitenwetter" von
Nordwesten her einbrechen kann. In der Mitte jener Tiefdruckrinne im Bereich der
Luftmassengrenzen kommt es vorher oftmals zu Gewittern mit Unwetterpotenzial. Auch das
haben wir in der letzten Zeit hier in Deutschland erlebt. An der Schafskälteregel ist also
wirklich etwas dran.
Können Frösche das Wetter vorhersagen?
Zum Schluss noch etwas in eigener Sache. Da man mich bisweilen als Wetterfrosch des
Distriktes bezeichnet, bietet sich die Frage an: Können Frösche wirklich das Wetter
vorhersagen? Man sagt ja von Fröschen, die in einem Einmachglas mit Leiter gehalten
werden, folgendes: Wenn die kräftig quaken, soll es Regen geben, und wenn sie die Leiter
hochsteigen, wird das Wetter schön.
Diese Geschichte hat allerhöchstens nur einen wahren Kern, was das Klettern des Frosches
angeht. Laubfrösche, die im gewässernahen Gebüsch leben, finden bei feuchter Witterung
genügend Nahrung am Boden. Wenn es trockener ist, krabbeln die Insekten höher auf die
Blätter und Gräser hinauf, und auch der Frosch muss dann höher hinaus, um sich seine
Nahrung zu sichern. Aber so ist das Klettern lediglich ein Zeichen dafür, wie das Wetter ist
und nicht, wie es einmal wird.
Für einen Frosch in einem Einmachglas ergibt dies wohl kaum einen Sinn. Wenn er die Leiter
hinauf klettert, dann wahrscheinlich vor allem in der Hoffnung, seinem nicht artgerechten
Gefängnis zu entkommen. Ich kenne keinen Wissenschaftler, der einen Zusammenhang
zwischen Froschverhalten und der zukünftigen Wetterentwicklung festgestellt hat. Nicht nur
die Abergläubischen unter ihnen, sondern auch alle anderen dürfen mich aber weiterhin
Wetterfrosch nennen. Dies ist nach dreißig Jahren inzwischen sowieso schon ein
Gewohnheitsrecht.
Wie entsteht ein Regenbogen?
Wer einen Regenbogen sehen will, braucht Sonne und Regen. Aber es geht auch bei gutem
Wetter. Dann muss man den Regen selber machen. Man nehme: einen Schlauch und eine
feine Düse. Wenn jetzt die Sonne genau im Rücken steht, dann sieht man ihn vor sich: den
"künstlichen" Regenbogen. Der Vorteil bei einem künstlichen Regenbogen: Man kann
versuchen, um ihn herum zu gehen. Dann sieht man: Der Regenbogen wandert mit dem
Beobachter mit. So ist das natürlich auch beim Regenbogen unter den Wolken.
Zum Regenbogen gehören die Farben. Ganz außen schimmert Rot. Dann geht es nach innen
über Gelb, Grün, Blau zu Violett. Viele haben sich an der Erklärung versucht, aber erst
Decartes und Newton fanden vor 300 Jahren die Lösung: Das weiße Sonnenlicht wird im
Wassertropfen in seine verschiedenen Farben zerlegt. Rot außen und Violett innen.
Der Regenbogen trägt seinen Namen zu Recht. Er ist tatsächlich ein Kreisbogen. Nur die
Tropfen, von denen aus das Licht in einem bestimmten Winkel (42 Grad) auf die Augen des
Betrachters trifft, bilden den Bogen, und deshalb wandert er auch mit dem Betrachter mit. Die
verschiedenen Farben liegen haargenau nebeneinander, jede auf ihrem Kreisbogen.
Wenn überall Regen ist (z.B. vom Flugzeug aus gesehen), dann wächst der Regenbogen zu
einem Regenkreis. Von weitem betrachtet ist der Bogen genau genommen ein Kegel. In der
Spitze liegt das Auge des Betrachters. Wer nicht darauf warten will, bis das Wetter seine
Kapriolen schlägt und Regen und Sonne zugleich serviert, der kann es machen, wie zu Beginn
beschrieben: sich seinen Regenbogen selber bauen.
Jeder von uns hat, bedingt durch den Winkel zum Licht und zu den Wassertröpfchen, seinen
ganz persönlichen Regenbogen. Wandert man zu der Stelle, wo der Regenbogen den Boden
berührt, so bleibt der Bogen vor unseren Augen stehen, solange sich noch Tröpfchen in der
Luft befinden, die von der Sonne beleuchtet werden. Dabei können die Tröpfchen 10 Meter
oder 10 Kilometer von uns entfernt sein. Die Entfernung der Tröpfchen spielt überhaupt keine
Rolle, es kommt nur auf ihren entsprechenden Winkel von 42 Grad an.
Manipulierbares Wetter?
Vor kurzem las ich die Meldung, dass man in Moskau anlässlich der großen Militärparade
düstere Wolken in der Umgebung habe künstlich abregnen lassen, damit das Ereignis nicht
durch "Segen" von oben beeinträchtigt würde. Seit Jahrtausenden träumen die Menschen
davon, das Wetter beeinflussen zu können. So ließe sich nach einer langen Dürreperiode
endlich Regen herbeiführen. Solche Versuche gibt es bis in die heutige Zeit.
Die ersten Versuche, mit technischen Mitteln auf das Wetter einzuwirken, gab es in den
vierziger Jahren des letzten Jahrhunderts. Es handelt sich im Grunde dabei immer um das
gleiche Prinzip: Man versucht, durch das Ausstreuen von Partikeln, an denen sich das Wasser
niederschlägt, also durch so genannte "Kondensationskerne", entweder Wolken zu erzeugen
oder bereits bestehende Wolken dazu zu bringen, ihre Wasserfracht als Regen abzuwerfen.
Als Kondensationskeime benutzt man vor allem Silberjodid und Trockeneis (gefrorenes
Kohlendioxid).
China und Russland wenden jene Verfahren bis heute in größerem Maßstab an. So schießt
man Raketen mit Silberjodid in Wolken, um sie über trockenen Regionen zum Abregnen zu
bringen. Es gibt bereits Streit zwischen verschiedenen Regionen, die sich gegenseitig des
"Regendiebstahls" beschuldigen. In Russland ist die Regenmacherei ein Überbleibsel aus der
Zeit des Kommunismus. Noch immer werden vor den großen Paraden, die zu den Jahrestagen
der Oktoberrevolution und des Sieges über die Nazis sowie zum 1. Mai stattfinden, die
Wolken "behandelt". Tatsächlich finden die Paraden selten bei Regen statt. In des USA ist die
Wettermacherei fast vollständig in privater Hand - Firmen bieten ihre Dienste an, etwa um
Nebel in Flughafennähe zu beseitigen oder die Größe von Hagelkörnern in Gewitterwolken zu
reduzieren.
Das Problem bei all diesen Maßnahmen lautet: Ihre Wirksamkeit ist schwer zu beweisen.
Wenn das gewünschte Ziel erreicht wird und eine Wolke abregnet - wer sagt dann, dass sie
das nicht sowieso getan hätte. Denn natürliche Kondensationskeime sind stets in mehr oder
weniger größerer Zahl in der Luft vorhanden, wie z.B. Ruß-, Staub- oder Salzteilchen. Wir
verfügen nämlich bis heute nicht über langfristige Auswertungen der Versuche. So bleibt die
Wettermacherei noch immer eine Glaubenssache. Es fehlen die Beweise.
Neben jenen lokal eng begrenzten Versuchen des Menschen, das Wetter regional zu
manipulieren, was keinerlei globale Auswirkungen hat oder hätte, stehen wir heute direkt vor
einer weltweiten Klimabeeinflussung, wobei die Rolle des Menschen noch immer nicht klar
ist. Nach dem letzten internationalen Klimabericht der UN von 2007 scheint sich die "Schuld"
des Menschen am Klimawandel wieder ein Stückchen mehr zu erhärten. Jörg Kachelmann
zum Beispiel gibt dem Menschen tatsächlich bereits die Schuld angesichts der folgenden
Kernaussagen dieses Berichtes:
Seit 20 000 Jahren hat es keinen so steilen Temperaturanstieg gegeben. Bis zum Ende des
Jahrhunderts wird es noch einmal um etwa drei Grad wärmer. Natürliche Schwankungen als
Ursache für die Erwärmung sind praktisch auszuschließen.
Mit Unsicherheiten behaftet sind noch immer Aussagen darüber, wie sich das Klima in den
einzelnen Regionen der Erde entwickelt.
Der nächste Winter kommt bestimmt....
Kalt ist aber nicht gleich kalt
Ein kalter Winter bezieht seine Luftmassen natürlich aus polaren Regionen. Polare
Luftmassen treten in drei unterschiedlich temperierten Varianten auf, und diese erwerben
unterwegs - ob über Land oder Meer geführt - ihre kontinentalen oder maritimen
Eigenschaften. Somit gibt es sechs verschiedene polare Luftmassen über Mitteleuropa. Auf
der anderen Seite beteiligen sich ebenfalls sechs verschiedenartige subtropische Luftmassen
am Wettergeschehen, insgesamt also 12 unterscheidbare Luftmassen in unseren Breiten.
Bleiben wir heute bei den polaren Luftmassen.
Am markantesten und am leichtesten zu erkennen ist die "nordsibirische Polarluft", die uns
die strengste Kälte bringt. Sie entsteht in klaren Nächten und bei hohem Luftdruck über den
weiten Flächen Sibiriens und überflutet in manchen Hochwintermonaten mit ihrem eisigen
Atem ganz Mitteleuropa.
Etwas weniger kalt ist die "russische Polarluft", die aus den Weiten Mittelrusslands stammt.
Beide Luftmassen sind sehr trocken und trotz ihrer Kältegrade ganz gut zu ertragen, also
auch in biologischer Hinsicht recht günstig. Die Wirkung des meist böigen Windes erhöht
jedoch das Kälteempfinden des Menschen beträchtlich. Aus dem hohen Norden strömt sie
sog. "arktische Polarluft" sehr kalt und feucht nach Mitteleuropa. Ihre Wetterwirksamkeit
äußert sich in Niederschlägen, die oft schauerartig auftreten. Dazwischen ist diese Luftmasse
sehr klar und beschert uns in den Winternächten den imposantesten Sternenhimmel. Die
Alpen bilden jedoch für die aus Norden heranströmende arktische Polarluft ein meist
unüberwindliches Hindernis. So gibt es in Südbayern kräftige Staubewölkung mit
langanhaltenden Niederschlägen.
Als nächstes wäre die "grönländische Polarluft" zu erwähnen, die von Nordwesten nach
Mitteleuropa hineinströmt und die Eigenschaften der arktischen Polarluft in minder krasser
Form aufweist. Sie tritt relativ häufig auf und spielt bei uns eine recht dominierende Rolle im
Wettergeschehen.
Die kalten Luftmassen aus dem Norden können beim Überqueren des
Atlantiks oder des weiten russischen Kontinentes ihre ursprünglichen Eigenschaften
weitgehend verlieren. Ehemals polare Luftmassen strömen dann z.B. von Westen her
"erwärmt und feucht" heran, oder von Osten "erwärmt und trocken". Dabei ist der aus
Südosten kommende Anteil der "rückkehrenden Polarluft" gering.
Bedeutend für unser
mitteleuropäisches Wetter ist jedoch der Anteil der aus dem Westen zu uns gelangenden
"erwärmten Polarluft". Der hohe Feuchtigkeitsgehalt der erwärmten Polarluft verursacht die
große Unbeständigkeit der mit ihrem Heranströmen verbundenen Wettervorgänge.
Der Nordost-Atlantik, nördlich der Azoren, ist dann die Heimat der echten Meeresluft, deren
Einfluss vor allem die Britischen Inseln unmittelbar und überwiegend unterliegen.
Sie sehen also: Kaltluft ist nicht gleich Kaltluft. Neben der "arktischen Polarluft" gibt es auch
noch die erwähnten anderen Arten, die ich zum Schluss noch einmal nenne:
Die nordsibirische, die russische und die grönländische Polarluft, dann noch die rückkehrende
und die erwärmte Polarluft.
Die mitteleuropäische, also hausgemachte Festlandsluft, kann natürlich im Winter ebenfalls
nur kalt sein. Sie ist meist trocken. Die Unterscheidungsmerkmale der angeführten kalten
Luftmassen beziehen sich auf ihre Temperaturen, also ob sie extrem kalt, sehr kalt oder nur
kalt sind, - und auf ihre Feuchtigkeit, ob sie eher trocken oder feucht sind.
Für die
subtropischen Luftmassen gibt es natürlich ebenso unterschiedliche Merkmale. Vielleicht
darüber mal etwas im nächsten Sommer.
Die "Kleine Eiszeit"
Jeder recht lange und kalte Winter erinnert mich daran, dass erst vor 150 Jahren in Europa ein
500 Jahre währender Kälteeinbruch zu Ende ging, dem man als "Kleine Eiszeit" bezeichnet.
Sie war die jüngste von drei relativ kalten Kälteeinbrüchen während der letzten zehntausend
Jahre. Sie war eine Periode konstanter und manchmal bedeutender klimatischer Wechsel
zwischen heißen Sommern und frostigen Wintern.
Wie der Pazifik unterliegt auch der Atlantik eigenen Druckschwankungen. Wir kennen ja das
große Druckgefälle zwischen dem Islandtief und dem Azorenhoch. Wenn dieses Gefälle groß
ist, bringt es viel Regen, starke Weststürme und wärmere Temperaturen. Bei geringerem
Druckgefälle kommen kalte Jahre. Man spricht hier von der "Nordatlantischen Oszillation",
die unser Wetter großräumig beeinflussen kann. Die "Kleine Eiszeit" über vier Jahrhunderte
hat gezeigt, wie langfristige Klimaschwankungen den Lauf der Geschichte sowohl allmählich
als auch plötzlich zu ändern vermögen. Auf dem Höhepunkt der "Kleinen Eiszeit" zwischen
1550 und 1700 waren die mittleren Temperaturen 1,2 bis 1,4 Grad niedriger als die der
mittelalterlichen Wärmeperiode.
Was die "Kleine Eiszeit" ausgelöst hat, ist bis heute eine strittige Frage. Jene Kälteperiode ist
jedoch gerade für das Verständnis des heutigen Klimawandels enorm wichtig, denn sie
erstreckte sich zwischen sechs Jahrhunderten der jüngeren Geschichte, als die von Menschen
verursachte globale Erwärmung noch keine Rolle spielte. Wahrscheinlich hatte auch eine
Phase beachtlicher vulkanischer Ausbrüche der damaligen Zeit zusammen mit einer etwas
schwächeren Sonneneinstrahlung einen Einfluss darauf.
Es gibt Hinweise, dass sich die periodisch wiederkehrenden Veränderungen im
Sonnenmagnetfeld auch direkt auf das irdische Klima auswirken könnten. Denn ist
beispielsweise das Feld schwach, trägt unser Stern kaum Flecken, strahlt dann aber auch
insgesamt etwas weniger hell. Die berühmteste dieser Perioden begann 1645 und endete zu
Beginn des 18. Jahrhunderts. Noch länger dauerte von 1420 bis 1530 das sog. "SpörerMinimum". Und zusammen korrelieren beide Perioden erstaunlich gut mit jener Ära, die
Klimaforscher als die "Kleine Eiszeit" bezeichnen, weil es in Europa so kalt wurde, dass
sogar die Lagune von Venedig im Winter regelmäßig zufror. Seit 1940 erweist sich das solare
Magnetfeld dagegen wieder als ausgesprochen aktiv und beeinflusst nach neueren
Erkenntnissen womöglich sogar die globale Klimaerwärmung.
In den dreißiger Jahren des 15. Jahrhunderts gab es lange Perioden strengen Winterwetters,
unterbrochen von sehr trockenen, heißen Sommern und außergewöhnlich nassen Frühjahren
und Herbsten. Um 1500 waren die europäischen Sommer um sieben Grad kälter als in der
Mittelalterlichen Wärmeperiode. Die kalten Jahrhunderte endeten um 1850, auf dem
Höhepunkt der industriellen Revolution. Die Erde trat in eine neue wärmere Ära mit weniger
extrem klimatischen Schwankungen ein, die offensichtlich ausschließlich von natürlichen
Faktoren ausgelöst wurde. Die Erwärmung setzt sich bis heute fort, nur gelegentlich durch
kühlere Episoden unterbrochen. Die drei strengen Winter von 1939 - 1942 schadeten Hitler in
Frankreich und Russland. Zwischen 1940 und 1975 kühlte sich das Weltklima trotz steigender
Kohlendioxidwerte ganz geringfügig ab, was sofort zur Diskussion über eine bevorstehende
Eiszeit führte. Seit den siebziger Jahren setzte sich die Erwärmung wieder fort. Klimatologen
berichteten, dass 1997 das wärmste Jahr des 20. Jahrhunderts gewesen war und von 1998
wohl noch übertroffen würde. Inzwischen sind diese Meldungen bereits überholt.
Inwieweit diese Erwärmung auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe und andere
menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist, ist immer noch Gegenstand einer kontroversen
Diskussion. Vielleicht ist eine erneute kleine Eiszeit jetzt weniger wahrscheinlich, als es sie
gewesen wäre, wenn die Nutzung fossiler Brennstoffe im 20. Jahrhundert nicht so dramatisch
gestiegen wäre. Aber das heißt nicht, dass eine weitere "Kleine Eiszeit" unmöglich wäre.
Die zahlreichen Märchen, in denen von Schnee, Eis und Kälte die Rede ist, sind entsprechend
alt und in der damaligen "Kleinen Eiszeit" irgendwann entstanden und weitererzählt worden.
Sie belegen wenig "Märchenhaftes", sondern bittere Realität, wenn man sich in Erinnerung
ruft, welche Perioden steter Hungersnöte, Ernteausfälle und Entbehrungen mit der kalten Zeit
verbunden waren. Es kam sogar soweit (nur ein Beispiel), dass schottische
Hochlandbewohner ihr Brot aus Baumrinde herstellen mussten. Der Hunger verursachte
zudem manche gesellschaftliche Verwerfungen und nicht zuletzt trugen die massiven
Ernteausfälle auch zu den Unruhen bei, die zur Französischen Revolution führten.
Die Kleine Eiszeit war die jüngste von drei relativ langen Kälteperioden während der letzten
zehntausend Jahre. Die erste Dryaszeit, die den Ackerbau in Südostasien ausgelöst hat, war
die strengste, denn sie brachte die Vergletscherung zurück nach Europa. Ein weiterer
Kälteeinbruch um 6200 v. Chr. dauerte vier Jahrhunderte an und verursachte große Dürren.
Die Kleine Eiszeit hatte einen größeren Einfluss auf die Geschichte als ihre beiden
Vorgänger, denn sie ereignete sich nach Jahrhunderten von ungewöhnlich warmen
Temperaturen. Man kann sie mit Recht die Mutter aller geschichtsverändernden Ereignisse
nennen.
Bauernregeln
In meinen Funkwetterberichten habe ich schon häufig sog. "Bauernregeln" zitiert. Man kann
durchaus sagen, dass diese Sprüche als Teil der Kulturgeschichte unseres Volkes bis auf den
heutigen Tag von ihrer Faszination und Aktualität nichts eingebüßt haben. Jene Wetter- und
Klimaregeln orientieren sich dabei an den vielfältigen Wetterzeichen wie Wind, Wolken und
optischen Erscheinungen, die Vorboten einer bestimmten Wetterentwicklung sind. Mit
solchen Regeln lässt sich in vielen Fällen eine recht gute Wetterabschätzung durchführen.
Recht gute Wetterprognosen bis zu 6 Tagen mit einer Trefferquote von rund 75% leisten auch
heute noch wie in früherer Zeit z.B. Schäfer und manche Landwirte.
Das ausgezeichnete Wissen unserer Vorfahren über das Klima ihrer Heimat kommt in den
kalendergebundenen Klimaregeln zum Ausdruck. Auch wenn sich das Wetter nicht an ein
bestimmtes Kalenderdatum hält, so gibt es doch in den einzelnen Monaten ganz
charakteristische Wettererscheinungen, sog. "Singularitäten", wie die "Schafskälte" oder den
"Altweibersommer". Ohne jede Möglichkeiten einer quantitativen Messung wurden diese
anerkannt und in Form der Klimaregeln von Generation zu Generation weiter gegeben. Den
jeweiligen "Lostag" darf man dabei nicht zu eng sehen. Er hatte in erster Linie einen
Merkcharakter. Abweichungen von mehreren Tagen liegen in der Natur der Sache, teilweise
auch in der gregorianischen Kalenderreform, die alle Termine um ca. 12 Tage nach hinten
verschoben hat.
Was jene "Bauernregeln" z.B. für die kalte Jahreszeit bieten, möchte ich nun erläutern.
"Geht Barbara (4. Dezember) im Grünen, kommt das Christkind im Schnee." "Ist es an
Weihnachten kalt, ist kurz der Winter, das Frühjahr kommt bald." "Ist es auf Weihnachten
gelind, sich noch viel Kälte einfindet." "Dezember veränderlich und lind, der ganze Winter
wird ein Kind."
Diese Bauernregeln besagen eigentlich nur: fällt der Dezember zu warm aus, so ist mit relativ
großer Wahrscheinlichkeit (67%) auch ein zu warmes Frühjahr zu erwarten. Umgekehrt folgt
zu etwa 60% ein zu kalter Frühling, wenn der Dezember zu kalt war.
Ziemlich sicher sind Klimaregeln:
"Wenn der Tag beginnt zu langen, kommt der Winter erst gegangen."
"Werden die Tage länger, wird der Winter strenger." "Januarsonne hat weder Kraft noch
Wonne."
Nach der Wintersonnenwende am 22. Dezember werden die Nächte wieder kürzer und die
Tage länger, doch danach beginnt erst der Hochwinter mit seinen niedrigen Temperaturen.
Was nicht jeder weiß: Unsere Sonne erreicht hier am Niederrhein am 8. Dezember ihren
tiefsten Stand, also nicht erst am 22. Allerdings steht sie dann bis Ende Dezember weiterhin
so tief, jedoch wird es bis zum 22. Dezember an jedem Morgen etwas später hell.
Der Tageswind
Vielleicht haben Sie bei der derzeitig oftmals sehr ruhigen Hochdruckwetterlage schon einmal
bemerkt, dass der Wind einen typischen Tagesgang hat. Wenn es nachts klar oder nur leicht
bewölkt ist, kühlt sich der Erdboden mit der darüber liegenden Luftschicht stark ab. Da die
Luft jedoch am Vortage bis in eine beträchtliche Höhe erwärmt wurde, bildet sich die
bekannte Bodeninversion aus. Diese verstärkt sich in der Nacht und erreicht ihre größte
Ausprägung etwa um die Morgendämmerung
Die Inversion bewirkt die Ausbildung einer Sperrschicht für die darunter liegende Luft. So
lässt der Wind unterhalb der Inversion nach, während er darüber zum Ausgleich zunimmt.
Die Bildung der Inversion setzt bereits gegen Abend ein. So lässt der Wind schon zu jener
Zeit nach und "schläft" nachts ganz ein.
Auch am frühen Vormittag weht der Wind noch sehr schwach. Wenn jedoch die Sonne etwa
30° über dem Horizont steht, hat sie im Frühjahr - und erst recht im Sommer - genügend
Energie, um die sog. "Thermik" in Gang zu setzen. Jene warmen Luftpakete steigen auf,
werden anfangs noch durch die Inversion abgebremst, durchstoßen sie aber bald und lösen
sich darüber auf. Ist die Luft feucht genug, erkennt man jene Thermik an einigen
Kumuluswolken, die im Tagesverlauf meist anwachsen. Ist die Luft sehr trocken, besteht jene
Thermik auch, wird "Blauthermik" genannt und ist somit unsichtbar. Nun kann der kräftigere
Wind über der Inversion nach unten bis in Bodennähe vorstoßen. So wird der Wind am
Vormittag bis zum frühen Nachmittag immer kräftiger und ist zunächst auch recht böig,
wobei er seine Richtung oft wechselt.
Einige Stunden nach dem Sonnenhöchststand ist der Wind an einem normalen Tag am
stärksten. Kommt jedoch eine Absinkinversion mit ins Spiel, wird der vertikale Luftaustausch
unterbunden und der Bodenwind bleibt auch am Nachmittag ruhig.
Der Nachmittagswind wird allmählich zurückgehen, sobald die Inversionsbildung einsetzt.
Das passiert etwa nach 17 Uhr. Dann lässt auch die Böigkeit des Windes rasch nach. Am
Abend weht der Wind dann meist nur noch sanft und gleichmäßig. Er folgt nun auch recht
"brav" den Konturen der Erdoberfläche, z.B. denen von Tälern und Hügeln.
Vor allem als Radfahrer konnte man den Tageswind in der vergangenen Woche recht gut
beobachten. Bis etwa 11 Uhr hatte der Radler keine Probleme mit dem Wind, doch ab Mittag
musste er sich immer mehr auf böigen Gegenwind einstellen, dessen Richtung ziemlich
variabel war. Zwischen 15 und 16 Uhr blies der Wind dann am stärksten. Am frühen Abend
nahm er allmählich an Stärke ab, war jedoch als ständiger Begleiter beim Radfahren noch
recht spürbar - recht gleichmäßig wehend. Kehrte man gegen 22 Uhr zurück, war es windstill.
Ich konnte nur einige der vielen Variationsmöglichkeiten des Tageswindes erläutern, aber
vielleicht haben sie doch zum grundsätzlichen Verständnis der Rhythmen des Windes bei
ruhigem Hochdruckwetter beigetragen.
Sturmtief und tropischer Sturm (Hurrikan, Taifun)
Den Namen "Sturmtief" verdient erst eine Tiefdruckgebiet mit einem ausgeprägten Sturmfeld
und sehr niedrigem, häufig 975 hPa unterschreitendem Luftdruck in seinem Kern.
Das Sturmfeld ist der Bereich, in dem die Windgeschwindigkeiten 75 km/h überschreiten. Es
liegt entsprechend der Wirbelstruktur des Tiefs ringförmig oder halbkreisförmig um eine
windschwächere Kernzone und kann bei den Sturmtiefs unserer Breiten eine Ausdehnung von
mehreren 100 km haben, wobei die höchsten Windgeschwindigkeiten im Bereich der Fronten
und des nachfolgenden Troges vorkommen.
Voraussetzung für die Entstehung eines Sturmtiefs ist das Vorhandensein unterschiedlich
temperierter Luftmassen mit großen Temperaturunterschieden in der Vertikalen. Die
Antriebsenergie erhält das Luftdruckgebilde durch eine feuchtlabile Schichtung seiner
Luftmassen, also hauptsächlich durch die Wärmeenergie, die bei der Kondensation von
Wasserdampf frei wird.
Unter Sturm dürfen wir - streng genommen - nur einen Wind mit einer Geschwindigkeit
zwischen 75 und 117 km/h bezeichnen. Das entspricht den Windstärken 9 bis 11. Weht es
stärker, sprechen wir von Orkan.
Es kommt häufig vor, dass sich die Zuggeschwindigkeit eines Sturm- oder Orkantiefs zu
seiner Windgeschwindigkeit addiert. In jener Zone treten dann die höchsten Windstärken auf.
Besonders zerstörerisch wirken sich bei einem Sturm oder Orkan die Böen aus, also die
kurzzeitigen Schwankungen der Windgeschwindigkeit und Windrichtung infolge der
Luftturbulenz. Diese Sturm-, bzw. Orkanböen entstehen hauptsächlich zwischen einer
vorrückenden Kaltfront und den nach oben ausweichenden wärmeren Luftmassen, oft in
Verbindung mit Gewittern.
Böigkeit des Windes kann aber auch durch Unebenheiten oder die ungleichmäßige
Erwärmung der Erdoberfläche, durch die sog. Sonnenböigkeit, hervorgerufen werden und ist
damit im allgemeinen über dem Land größer als über dem Meer und in den unteren
Luftschichten größer als in den oberen. Sie ist in der Regel in Kaltluftmassen stärker
ausgeprägt als in Warmluft.
Parallel zu den Berichten über die Sturmtiefs unserer Breiten wird in den Medien immer
wieder über die tropischen Wirbelstürme in der Nähe des Äquators berichtet. Diese haben ja
ein weitaus größeres Ausmaß an Wetterwirksamkeit zu bieten, was Niederschlagsmengen und
Windgeschwindigkeiten betrifft, verglichen mit unseren "normalen" Sturm-bzw. Orkantiefs in
Nord- und Mitteleuropa.
Die hauptsächlichen Entstehungszeiten für tropische Stürme sind Mitte August bis Mitte
Oktober, weil dann die Wassertemperaturen in den Ursprungsgebieten ihre höchsten Werte
erreichen. Mindestens 27° sind dazu nötig. Erst ab derart hohen Temperaturen kann sich die
Luft über dem Wasserspiegel mit der nötigen Feuchtigkeit anreichern, die zur Abgabe einer
entsprechend großen "Kondensationswärme" erforderlich ist.
Ein tropischer Sturm hat ganz andere Entstehungsursachen als ein Sturmtief unserer Breiten.
Er beginnt recht harmlos mit einigen Wolkenballen (cloud cluster), die langsam anwachsen.
Sie dürfen sich allerdings nicht direkt am Äquator, aber auch nicht zu weit davon entfernt
befinden. Sie müssen in einer Zone liegen, in der die ablenkende Kraft der Erdrotation
(Corioliskraft) gerade noch ausreicht, um die erwähnten dicken Wolkenhaufen in eine
langsam Drehung um ein Zentrum zu versetzen. Dabei wird vermehrt latente Wärme durch
Kondensation frei und die feuchten "Wärmeblasen" wachsen sich allmählich zu einem
tropischen Tief aus. Jene nennt man in der Karibik und Nordamerika "Hurrikans", im
asiatischen Raum heißen sie "Taifune" und im Indischen Ozean sind es die "tropischen
Zyklone".
Im Unterschied zu unseren Tiefdruckgebieten der gemäßigten Breiten haben diese Zyklone
keine Warm- und Kaltfronten und auch keine so große horizontale Ausdehnung. Unsere
bekannten Tiefdruckgebiete entstehen ja an der sog. "Polarfront", wo kalte und warme
Luftmassen an der "Frontalzone" sehr nahe beieinander liegen. Die Entstehungsursache der
tropischen Stürme ist hingegen das Freiwerden von Kondensationswärme bei entsprechend
hohen Wassertemperaturen. Solche Stürme können daher bei uns nicht entstehen.
Ein Hurrikan oder Taifun verliert sehr schnell an Energie, wenn er aufs Land zieht oder in
Meeresgebiete mit niedrigerer Wassertemperatur kommt. Dann versiegt die feuchtwarme
Energiequelle von unten. Über Land - wegen der verstärkten Reibung an der rauen
Bodenoberfläche - kann ein solcher Sturm anfänglich durch das Abbremsen der Luft am
Boden ähnliche Eigenschaften wie ein normales Tief bekommen, da Luft vermehrt in
Richtung Zentrum strömt, also ins Zentrum hinein geleitet wird, wie das auch in unseren
Breiten der Fall ist. Aber dieser Effekt ist nicht sehr dynamisch und führt meist nur kurzfristig
zu einer Verstärkung von Niederschlagsneigung.
Tropische Stürme wandeln eigentlich "nur" diejenige Wärme, die durch Kondensation in den
gewaltigen Wolkentürmen erzeugt wird, - angestoßen durch den Drehimpuls der ablenkenden
Erdbe-schleunigung - in Bewegungsenergie um, beziehen ihre Energie also nicht wie normale
Tiefdruckgebiete unserer Breiten aus horizontal unterschiedlichen Lufttemperaturen. Daher
gibt es in ihrem Bereich, nochmals gesagt, keine Kalt- und Warmfronten.
Ihren Drehimpuls können die tropischen Stürme jedoch oftmals auch nach Abschwächung
noch so lange behalten, bis daraus die Entstehung eines "normalen" Tiefs begünstigt wird, das
dann in der Westdrift z.B. nach Island und Skandinavien zieht. Das sind dann die sog. "Ex"Hurrikans aus Amerika, die als Tiefdruckgebiete unter ihrem alten Namen bei uns auf unseren
Wetterkarten erscheinen.
Ihr Einfluss auf unser Wetter in Mitteleuropa ist nicht zu unterschätzen. So können sie
manchmal ganz schön "mitmischen", wie sich unser Herbst gestaltet. Sie können sogar den
"Altweibersommer" einleiten, je nachdem, wo sie positioniert sind, denn zum Ausgleich muss
ja irgendwo ein Hoch entstehen.
Ja, man sieht daraus, für das Wettergeschehen ist unsere Erde relativ klein und begrenzt. So
können sich "ferne" Ursachen noch ganz nah bei uns auswirken und die Gestaltung unseres
Tages wettermäßig mitbestimmen. Jedoch werden wir hier bei uns mit Sicherheit niemals
einen Hurrikan erleben.
Tiefdruckgebiete mittlerer Breiten
Zwischen 40° und 60° nördlicher Breite erstreckt sich die sog. "Westwindzone".
Tiefdruckgebiete, die sich dort aufhalten und einen Durchmesser von 1000 km und mehr
haben, transportieren kalte Luft südwärts und als Ausgleich dafür einige hundert bis einige
tausend km weiter östlich, warme Luft nordwärts. Sie bewirken daher den Wärmeausgleich
zwischen den kalten subpolaren und den warmen subtropischen Luftmassen.
In den Zonen eines Tiefs entstehen die sogenannten "Fronten", das sind relativ schmale
Wolken- und Niederschlagsbänder.
Durch die Temperaturunterschiede an den Fronten wird die wärmere Luft in den meisten
Fällen gehoben. Dabei kühlt sie sich ab und bildet Wolken und Niederschlag. Die trockenere
Kaltluft sinkt meistens ab. Daher kommt es, dass das Wetter im kalten Bereich des Tiefs
oftmals etwas freundlicher ist.
Wenn die Kaltluft die Warmluft verdrängt, spricht man von einer "Kaltfront", im
umgekehrten Fall von einer "Warmfront". Im Bereich der Fronten sind die
Wettererscheinungen deshalb so markant, weil die Luftmassen dort "verwirbeln". Sie
befinden sich in einer frontalen Übergangszone.
Das verflixte Sommerwetter
Leider können wir nicht rechtzeitig vorhersagen, was die Urlauber an den deutschen Küsten
meist brennend interessiert: wie wird das Sommerwetter dort?
Unser deutsches Sommerwetter ist und bleibt verflixt, nämlich unberechenbar und bisweilen
ärgerlich. Woran liegt das eigentlich? Mit dem herannahenden Sommer bildet sich über dem
riesigen asiatischen Festland, also auch in Osteuropa, ebenfalls wie über den Azoren eine
recht verlässliche Hochdruckzone. Diese beiden, um mehrere tausend Kilometer getrennten,
mit hoher Wahrscheinlichkeit auftretenden Hochdruckgebiete des Frühsommers bilden nun
eine jener Formen, welche die Umschaltung des Winterwetters auf das Sommerwetter
kennzeichnen. Es hängt alles davon ab, ob diese beiden Hochdruckgebiete sich vielleicht zu
einer Hochdruckbrücke vom mittleren Atlantik quer über Europa hinweg bis nach Russland
verbinden. Die Entscheidung, ob sich eine solche Brücke mehr oder minder stark ausgeprägt
bildet, fällt etwa gegen Monatswechsel von Juni zu Juli, also um den Siebenschläfer herum.
Stellen Sie sich ein Hochdruckgebiet wie einen Berg und einen Hochdruckrücken wie ein
langgestrecktes Gebirge in der Luft vor. Die Tiefdruckgebiete, die von Island und England
her in Richtung Mitteleuropa unterwegs sind, müssen dabei wie Kugeln den Abhang eines
solchen Rückens hinauf rollen. Wenn der Rücken hoch genug ist und die Wucht und Größe
der Tiefdruckgebiete nicht ausreicht, können sie diesen Berg nicht durchbrechen und rollen
wieder nach Nordwesten in Richtung Nordkap und Finnland zurück.
In guten Sommern ist dieser Wall des Hochdruckrückens zwischen den Azoren und
Westrussland so verlässlich und stark, dass im Juli und August die Tiefdruckgebiete
vergeblich dagegen anrennen. Bei ständigem Hochdruckeinfluss mit Einstrahlung der
hochstehenden Sonne haben wir Wochen lang große Hitze. Diese wird nur gelegentlich durch
örtliche Gewitter unterbrochen und erreicht in den berühmten Hundstagen ihren Höhepunkt.
In den meisten Sommern bildet sich dieser Hochdruckrücken aber nur zögernd. Wenn dann
noch in schneller Folge kräftige Tiefdruckgebiete dagegen anrennen, wird er dauerhaft
durchbrochen und kann sich von diesen Angriffen oft Wochen lang nicht erholen. Dann
ziehen die Tiefausläufer in regelmäßiger Folge über Europa hinweg. Mit ihrer Linksdrehung
wird Rückseitenkaltluft von der nördlichen Nordsee nach Süden verfrachtet. Wir haben dann
unseren kühlen, regenreichen und sonnenarmen mitteleuropäischen Sommer.
Niemand kann Ihnen also für das nächste Jahr den Rat geben, Ihren Urlaub an deutschen
Küsten zu verbringen, da das Sommerwetter wohl gut ausfallen würde. Denn kein
Meteorologe weiß heute schon, ob sich um den Siebenschläfertag herum diese für das
Sommerwetter so kritische Hochdruckbrücke zwischen den Azoren und dem europäischen
Russland aufbauen wird oder nicht.
Wieso entsteht nun jene Hochdruckbrücke gerade zu dieser Zeit und nicht etwa auch im
Winter? Dies hat mit dem Stand der Sonne zu tun, die zu unserem Sommerbeginn senkrecht
über dem nördlichen Wendekreis steht. Der Gürtel der intensivsten Sonneneinstrahlung ist
also dann vom Äquator aus 20 Grad nach Norden gewandert. Damit verschiebt sich auch die
Tropenzone nach Norden. Die Subtropenzone tut das ebenfalls, wobei die Frontalzone der
gemäßigten Breiten mit ihrem wechselhaften Wetter sich nach Norden verschiebt.
Die nach Norden gewanderte Subtropenzone beschert den Mittelmeerländern wie Spanien,
Italien und Griechenland ihre meist sehr schönen Sommer. Wenn Sie also wirklich
Sonnenferien haben wollen, dann kann ich Ihnen jetzt schon für das nächste Jahr Kreta,
Rhodos, Sizilien, die Türkei oder Tunesien als recht zuverlässig empfehlen. Die beständige
Hochdruckzone der Subtropen liegt nämlich dann dort.
Corioliskraft
In meinen Beiträgen habe ich bereits mehrmals darauf hingewiesen, dass unser Wetter - so
wie wir es kennen - eine wesentliche Grundvoraussetzung hat. Dies ist die ablenkende Kraft
der Erdrotation, die Corioliskraft. Wie entsteht sie eigentlich? Die Erde hat einen
Durchmesser von etwa 12 000 km und einen Umfang von 40 000 km. Sie dreht sich in 24
Stunden einmal um ihre Achse, und zwar von West nach Ost. Das bedeutet am Äquator eine
Geschwindigkeit von 40 000 km am Tag, also ca. 1 700 km pro Stunde. Je näher man zum
Pol kommt, desto geringer wird der Erddurchmesser am Breitenkreis, dadurch wird auch der
Erdumfang des jeweiligen Breitenkreises geringer, und die Geschwindigkeit, mit der sich die
Erdoberfläche nach Osten bewegt, verringert sich ebenfalls, bis sie am Pol faktisch Null ist.
Durch diese unterschiedliche Geschwindigkeit der Erdoberfläche wird jede Bewegung seitlich
abgelenkt, und zwar auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links.
Die Wirkung der unterschiedlichen Geschwindigkeit möchte ich an folgendem Beispiel
verdeutlichen: Wird ein Gegenstand aus einem fahrenden Auto auf ein festes Ziel geworfen,
fliegt er am Ziel vorbei. Der Gegenstand bewegt sich nämlich zusätzlich zu seiner
Wurfgeschwindigkeit in Richtung Ziel auch mit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges
seitlich weg. Wirft man umgekehrt aus dem Stand einen Gegenstand auf ein fahrendes Auto,
so landet der Gegenstand hinter dem Fahrzeug, da sich das Fahrzeug während der Flugzeit
des Gegenstandes weiterbewegt hat. Nach dem gleichen Prinzip wirkt sich die Corioliskraft
auf Bewegungsvorgänge auf der Erde aus.
Vom Weltraum aus erkennen wir unsere Erde als eine rotierende Kugel. Befindet sich der
Nordpol oben, dann dreht sich die Erde nach rechts, also von West nach Ost. Würde jetzt ein
Gegenstand am Äquator gestartet und zum Pol fliegen, dann bewegt er sich gleichzeitig mit
der Umdrehungsgeschwindigkeit der Erde am Äquator, also 1700 km je Stunde nach Osten.
Die Geschwindigkeit der Erdoberfläche wird jedoch wegen des abnehmenden Erdumfanges
zum Pol hin immer geringer. Je weiter sich der am Äquator gestartete Gegenstand dem Pol
nähert, desto mehr wird er der Erdoberfläche nach Osten voraus laufen. Das bedeutet auf der
Nordhalbkugel eine Ablenkung nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links. Das gleiche
gilt natürlich auch für ein sich bewegendes Luftpaket.
Schickt man einen Gegenstand vom Pol zum Äquator, dann ist die Flugrichtung zum Äquator
gerichtet ohne jede seitliche Ablenkung, denn am Pol ist die Geschwindigkeit der
Erdoberfläche nach Osten kaum messbar. Je näher aber dieser Gegenstand zum Äquator
kommt, desto größer wird der Erdumfang der Breitenkreise und damit die Geschwindigkeit
der Erdoberfläche. Sie läuft immer schneller unter dem Gegenstand nach Osten weg und zwar
umso schneller, je weiter sich der Gegenstand vom Pol nach Süden entfernt.
Die Corioliskraft wirkt wegen der Kugelform der Erde je nach Entfernung vom Äquator
unterschiedlich stark. Sie ist am Äquator am geringsten und am Pol am stärksten. Der Grund:
Entfernt man sich ein Stück vom Äquator weg, dann ändert sich der Erdumfang und damit die
Oberflächengeschwindigkeit der Erde nur wenig. Die Corioliskraft wirkt nur schwach. Das
andere Extrem findet sich am Pol. Entfernt man sich die gleiche Strecke vom Pol, dann ist die
Veränderung des Erdumfangs am größten, die Corioliskraft wirkt am stärksten. Zwischen
diesen beiden Extremen gestalten sich die Übergänge gleitend.
Ohne die ablenkende Kraft der Erdrotation, die Corioliskraft, gäbe es nicht die uns bekannten
Hoch- und Tiefdruckgebiete, die unser Wetter entscheidend gestalten. Es gäbe auch nicht die
dafür ursächliche mäandrierende Frontalzone mit ihren Strahlströmen, den Jetstreams. Ebenso
nicht unser bekanntes planetarisches Windsystem mit den Passaten. Wahrscheinlich hätte sich
das Leben auf unserer Erde erst gar nicht entwickeln können, wenn diese sich nicht wie ein
Kreisel drehen würde.
Hintergrundwissen zur Winterdiskussion in Europa
Die Nordatlantische Oszillation (NAO)
Unser Klima über dem Nordatlantik und hier in Europa wird sehr stark durch die
Nordatlantische Oszillation bestimmt. Es handelt sich dabei um eine interne
Klimaschwankung, die schon seit vielen Jahrzehnten bekannt ist. Sie wurde bereits in den 20er Jahren des vorigen Jahrhunderts beschrieben. Es handelt sich dabei um eine
"Luftdruckschaufel" zwischen dem Islandtief und dem Azorenhoch. Dadurch wird die Stärke
der Westwinde in jener Region bestimmt.
Ein einfach zu messender Index ist die Druckdifferenz zwischen Lissabon und Island. Ein
hoher NAO- Index steht für ein anomal starkes Islandtief und ein anomal starkes Azorenhoch.
Ein niedriger Index ist durch ein anomal schwaches Islandtief und ein anomal schwaches
Azorenhoch charakterisiert. Seit 1860, dem Beginn der Luftdruckmessungen an beiden
Stationen, kann man ausgeprägte Schwankungen im Abstand von durchschnittlich zehn
Jahren feststellen. So wurden Anfang des 20. Jahrhunderts relativ hohe Werte gemessen, aber
in den 60-er Jahren erreichte der Index ein Minimum und stieg dann wieder relativ stark an.
Dieser Anstieg trug beträchtlich zur Erwärmung der Nordhemisphäre im Winter in den letzten
Jahrzehnten, insbesondere über Eurasien, bei. Auch die milden Winter in Deutschland in den
letzten Jahrzehnten sind auf die anomale Stärke der NAO zurückzuführen. Bis heute weiß
man jedoch nicht, ob diese Intensivierung auch durch menschliche Einflüsse teilweise bewirkt
wird oder bewirkt worden ist. Jene Druckschwingungen waren in den vergangenen 30 Jahren
sogar von Jahr zu Jahr recht variabel.
Die Veränderungen der NAO haben natürlich Auswirkungen für das Klima über dem
Nordatlantik und Europa. So werden vor allem die bodennahe Temperatur und der
Niederschlag über Europa stark durch die NAO geprägt. Die Sturmhäufigkeit über dem
Atlantik ist ebenfalls eng mit der NAO korreliert. Hohe Werte gehen üblicherweise mit
milden Temperaturen, erhöhten Niederschlägen und mehr Stürmen über Deutschland einher.
Unser diesjähriger lang anhaltender extremer Frühwinter in Deutschland und Europa hat
seinen Ursprung in einem aktuell relativ niedrigen Wert der Nordatlantischen Oszillation.
Man sollte dies bei allen Diskussionen über den globalen Klimawandel nicht vergessen.
Im Laufe dieser Woche stellte sich die europäische Großwetterlage um: In den vergangenen
Wochen war die so genannte Nordatlantische Oszillation (NAO) negativ. Diese war also
praktisch nicht vorhanden. Wetterbestimmend war die Konstellation Hoch
Island/Skandinavien - Tief Azoren/Mittelmeer bei uns und mit nordöstlicher Strömung
strömte immer wieder sehr kalte Polarluft nach Deutschland. Nun scheint sich wieder ein
wintertypisches Strömungsmuster einzustellen. Atlantische Tiefausläufer griffen bereits ab
Mittwochabend zunächst auf den äußersten Westen und Nordwesten unseres Landes über und
erfassten zum Donnerstag von Westen her ganz Deutschland. Damit war eine deutliche
Milderung verbunden.
Das "Wunder von Cancún"
Neue Chancen durch Kompromisse in letzter Sekunde
Die Staaten der Welt haben gestern am Samstag ein schweres Trauma überwunden. Genau
vor einem Jahr waren 120 Staats- und Regierungschefs in Kopenhagen mit einem globalen
Plan gegen die Erderwärmung gescheitert: Der Streit darüber, wer in den kommenden
Jahrzehnten weniger Kohle, Öl und Erdgas verbrennt, wer seine Wälder besser schützt und
wer seine Rinderherden verkleinert, endete im Crash der Klimaverhandlungen.
Viele Beobachter folgerten, die Menschheit sei eben nicht fähig, kollektiv zusammenzuarbeiten. Sie erklärten den Multilateralismus, also das Zusammenwirken vieler Staaten,
zum todkranken Patienten. Doch beim Endspurt des Klimagipfels von Cancún herrschte nun
ein neuer und frischer Geist der Zusammenarbeit - ganz an-ders als damals in Kopenhagen.
Der Multilateralismus ist aus dem Koma erwacht. Nachdem Ende Oktober schon der UnoNaturschutzgipfel mit einem Erfolg endete, ist es nun das zweite Lebenszei-chen.
Offenbar saß das Trauma von Kopenhagen auch bei den neuen Großmächten China, Brasilien
und Indien so tief, dass diese kein Interesse an einer neuen, destruktiven Machtdemonstration
hatten. Die US-Regierung war nach den Enthüllungen durch Wikileaks bemüht, sich auf der
Weltbühne nicht noch unbeliebter zu machen. Und auch die klassischen Entwicklungsländer
setzten auf Kooperation statt auf Sabotage. Obwohl die UNO-Gipfel unter ihrem Gigantismus
leiden, fanden die Unterhändler mit Ausnahme von Bolivien zur eigenen Überraschung einen
gemeinsamen Kurs.
Damit wird das Trauma von Kopenhagen wohl erfolgreich therapiert. Doch reicht das auch,
um einen gefährlichen Klimawandel abzuwenden? Achim Steiner, der Chef des UnoUmweltprogramms Unep, hat in Cancún vorgerechnet, dass der Aus-stoß von Treibhausgasen
sehr schnell seinen Höhepunkt erreichen und dann sinken muss, um den schlimmsten Risiken
der Erderwärmung zu entgehen.
Selbst wenn die Staaten die Reduktionen vornehmen, die sie nun bekräftigt haben, werden in
den kommenden Jahren aber jährlich fünf bis zehn Milliarden Tonnen Kohlendioxid pro Jahr
zu viel in der Atmosphäre landen, warnte Steiner. Mehr also, als die Natur in Ozeanen, Böden
und Pflanzen wieder aufnehmen kann. Das Gas bleibt in der Luft und speichert zusätzlich
Sonnenenergie, die von der Erde abstrahlt. 2,5 bis 5 Grad Celsius Erderwärmung drohen.
Eine Einigung in Cancún wurde eben auch möglich, weil weder für die USA noch für China
noch irgendeinen anderen Staat konkret beziffert wurde, welche neuen CO2-Reduktionen bis
wann verbindlich zu erbringen sind. Immerhin wurde das kol-lektive Ziel ausgelobt, dass die
Industrieländer, die das Kyoto- Protokoll unterzeich-net haben, ihre Emissionen bis 2020 um
25 bis 40 Prozent reduzieren. Und auch die USA haben sich nun im Rahmen der Vereinten
Nationen zu dem Ziel verpflichtet, die Erderwärmung unter zwei Grad gegenüber
vorindustriellen Zeiten zu halten.
Angesichts der existentiellen Risiken, die mit dem Klimawandel einhergehen, sind die
konkreten Zusagen dafür aber noch viel zu unklar und unverbindlich - von ihrer Umsetzung
ganz zu schweigen. Es bleibt eine schwierige, aber alternativlose Aufga-be, auf der nächsten
Klimakonferenz im südafrikanischen Durban jenen Masterplan anzustreben, der damals in
Kopenhagen gesucht wurde.
Dieses Ziel aufzugeben, hieße zu riskieren, dass die Trendwende in den kommenden zehn bis
zwanzig Jahren nicht gelingt. Im Jahr 2014 werden die Wissenschaftler des Weltklimarats
IPCC neu beziffern, wie stark die Emissionen sinken müssen, um die Erwärmung unter zwei
Grad Celsius zu begrenzen. Spätestens dann wird sichtbar, auf was für einem gefährlichen
Kurs die Menschheit auch nach Cancún ist.
Ein zweiter Bereich, in dem es nennenswerte Fortschritte gab, ist die Geldfrage. Der
Übergang von einer Infrastruktur, die verschwenderisch mit fossilen Brennstoffen umgeht, zu
einer, die effizient von erneuerbaren Energien gespeist wird, kostet Geld. Bis 2012 sollen
Entwicklungsländer insgesamt 30 Milliarden Dollar dafür bekom-men, ihre Wirtschaft mit
modernen Technologien auszustatten - und so die Fehler des Westens nicht zu wiederholen.
Bis 2020 sollen sogar 100 Milliarden Dollar jähr-lich mobilisiert werden.
Das sind stolze Summen, bei denen sich mancher Amerikaner oder Europäer fragen wird, ob
sie auch gerechtfertigt sind. Hier kommt auf die Regierungen des Westens eine große
Aufgabe zu, ihren Bürgern zu erklären, dass Nicht-Handeln noch viel teu-rer käme - in Form
steigender Ölpreise, humanitärer Probleme und wirtschaftlicher Schäden durch den
Klimawandel.
Erfreulich ist auch, dass der Cancún- Gipfel einen Rahmen geschaffen hat, wie Men-schen in
waldreichen Gebieten dafür entlohnt werden, wenn sie den Naturreichtum erhalten statt ihn zu
zerstören. "REDD" lautet das Uno-Kürzel für diese neue Form des Waldschutzes. Das Prinzip
ist überzeugend: Wer die Waldzerstörung nachweis-bar gegenüber heute vermindert,
bekommt für den erhaltenen Wald eine finanzielle Belohnung. Die Welt fängt damit endlich
an, für ökologische Dienstleistungen zu bezahlen statt auf kostenlosen Raubbau zu setzen.
Wäre nach Kopenhagen auch Cancún gescheitert, wären die internationalen Klima-schutzVerhandlungen womöglich wirklich am Ende gewesen. Die UNO und ihre Mitglieder haben
diese letzte Chance zum Glück genutzt. Das ist aber kein Grund, sich nun beruhigt
zurückzulehnen. Im Gegenteil geht jetzt vor allem jener "zweite Gipfel" los, von dem Unep Chef Achim Steiner in Cancún gesprochen hat - der per-manente Gipfel der Bürger, Firmen,
Stadträte und Regierungen. Sie müssen dafür sorgen, dass die Beschlüsse nicht nur umgesetzt,
sondern am besten übertroffen werden.
Von Cancún führt eine Spur in den Alltag jedes einzelnen. Die Menschen vor allem in den
westlichen Ländern haben die Macht, weniger Auto und mehr mit öffentli-chen
Verkehrsmitteln zu fahren, ihren Fleischkonsum zugunsten hochwertiger pflanzlicher
Lebensmittel einzuschränken, in erneuerbare Energien zu investieren statt ihre Wohnungen
mit fossilen Brennstoffen auf T-Shirt-Temperatur zu heizen. Zudem können sie Politiker
dabei unterstützen, Steuergelder in Energieforschung statt in kurzfristigen Konsum zu
investieren, in grüne Infrastruktur statt in weiteren Raubbau.
So ließe sich demonstrieren, dass westlicher Wohlstand nicht heißen muss, den Pla-neten
zugrunde zu richten. Neue, smartere Formen von Wohlstand sind möglich.
Der globale Klimagipfel wird mit dem Happy- End in Cancún also erst beginnen.
Der Uno-Klimaschutz war schon abgeschrieben, nun gibt es neue Chancen. Doch die
Kompromisse von Cancún können nur ein Anfang sein. Es geht darum, den westlichen
Lebensstil neu zu erfinden.
Der Klimawandel
Die populärsten Argumente der Skeptiker
Das Klima hat sich schon immer geändert
Stimmt, aber frühere Klimaänderungen beruhten auf natürlichen Ursachen, etwa
Verschiebungen der Erdachse, und sie gingen viel langsamer vonstatten als heute. Den
Temperaturanstieg der letzten Jahrzehnte können Wissenschaftler nur durch menschliche
Einflüsse erklären: So führte etwa die massenhafte Verbrennung fossiler Rohstoffe zur
Freisetzung großer Mengen CO2, die in der Atmosphäre den natürlich Treibhauseffekt
verstärken.
Die Sonne ist schuld am Klimawandel
Falsch. Zwar schlagen sich Veränderungen der Sonnenaktivität tatsächlich im Erdklima
nieder. Nach Ansicht von Forschern ist aber nur ein Zehntel der heutigen Erderwärmung auf
die Sonne zurückzuführen. Anderslautende Behauptungen halten einer Prüfung nicht Stand.
Mindestens während der vergangenen 50 Jahre wurde dieser natürliche Faktor durch
menschliche Einflüsse überlagert.
Selbst eine Verdoppelung von CO2 in der Atmosphäre hätte nur eine Erwärmung um etwa ein
Grad C zur Folge
Eine geschickte Untertreibung. Die direkte Wirkung von zusätzlichem Kohlendioxid in der
Atmosphäre ist zwar in der Tat begrenzt. Doch sein Anstieg löst zahlreiche indirekte
Wirkungen, sog. "Feedbacks" aus. So steigt durch CO2 der Gehalt von Wasserdampf in der
Atmosphäre, was starke, weitere Erwärmung bedeutet. Es wird auch mehr Wolken geben.
Deren Wirkungen aufs Klima sind komplex. Wolken haben sowohl kühlende als auch
wärmende Effekte, und Skeptiker betonen die Kühlwirkung. Doch die starken
Klimaschwankungen der Erdgeschichte deuten darauf hin, dass die Feedback- Effekte
insgesamt stark sind - und die Klimaskeptiker falsch liegen.
Hohe CO2- Konzentrationen in der Atmosphäre traten früher nach einer Erwärmung auf.
Kohlendioxid ist also Folge, nicht Ursache von Klimaerwärmung
Dieses Argument beruht auf einer Vermischung urzeitlicher und moderner Phänomene. In
Zyklen von Zehntausenden von Jahren erwärmte sich die Erde infolge orbitaler
Veränderungen. Die so erwärmten Ozeane setzten mit einigen hundert Jahren Verzögerung
große Mengen CO2 frei - was den Klimawandel dann weiter beschleunigte. Die gegenwärtige
Situation ist grundlegend anders. Die zusätzlichen Treibhausgase in der Atmosphäre sind
nachweislich vom Menschen verursacht und nicht Resultat einer vorherigen Erwärmung.
Es gibt keinen wissenschaftlichen Konsens zum Klimawandel
Falsch. Natürlich gibt es auch beim Thema Erderwärmung Akademiker mit abweichenden
Meinungen. Die Klimaskeptiker kommen meist nicht aus der Klimaforschung, sondern aus
fachfremden Gebieten. Im Jahr 2009 ergab eine Umfrage der University of Illinois unter mehr
als 3000 Geowissenschaftlern, dass rund 90 % von ihnen sicher sind, dass der Mensch das
Klima aufheizt. Besonders groß war übrigens die Zustimmung unter Klimatologen. Bei
Geologen aus der Erdölbranche betrugen sie nur 47 %. Allgemein gilt: Je informierter ein
Forscher, desto besorgter ist er in der Regel über den Klimawandel.
Seit 1998 erwärmt sich die Erde nicht mehr, der Klimawandel hat gestoppt
Ein Trugschluss. Temperaturschwankungen zwischen einzelnen Jahren sind nur natürlich.
Doch das Klima ist, salopp gesagt, der 30- jährige Durchschnitt des Wetters - und die
Durchschnittswerte zeigen weiter nach oben. Das vergangene Jahrzehnt wirkt nur deshalb
relativ kühl, weil 1998 das El- Nino - Phänomen die langfristige Erwärmung noch verstärkte
und dies ein außergewöhnlich heißes Jahr war. Die folgenden fielen dahinter etwas zurück,
aber insgesamt betrachtet war die vergangene Dekade erneut wärmer als das vorherige
Jahrzehnt - und die war die wärmste jemals registrierte.
Zum Schluss möchte ich noch einmal darauf hinweisen, dass kalte Winter nicht im
Widerspruch zum Klimawandel stehen. Forscher des Potsdamer Instituts für
Klimafolgenforschung haben erst vor kurzem gezeigt, wie die Erderwärmung in Europa kalte
Winter zur Folge haben kann: In der östlichen Arktis schrumpft das Eis auf dem Meer.
Dadurch aber werden regional die unteren Luftschichten wärmer. Das wiederum kann zu
starken Störungen von Luftströmungen führen. Und diese Störungen können die
Wahrscheinlichkeit des Auftretens extrem kalter Winter in Europa und Nordasien
verdreifachen.
Auch wenn wir zurzeit diesen kalten frühen Wintereinbruch haben, belegen die Daten, dass
dieses Jahr 2010 aus globaler Sicht zu den drei wärmsten Jahren seit Beginn der
Wetteraufzeichnungen 1850 werden wird, vielleicht sogar das vorläufig heißeste Jahr. Dies
hat die WMO (Welt - Meteorologieorganisation) gerade mitgeteilt.
Computer- Wettermodelle (1)
In den jüngsten drei Funkwetterberichten hatte ich über die verschiedenen Möglichkeiten der
Wetterbeobachtung gesprochen, ohne die man zur Erstellung einer seriösen Wetterprognose
nicht auskommt. Einmal ging es um die Wetterbeobachtungen unten am Erdboden in speziell
dafür eingerichteten Wetterhütten, die ihre Messergebnisse heutzutage immer mehr
automatisch weiterleiten, zum anderen um die Messungen von Wettergrößen im vertikalen
Bereich, sowohl von unten nach oben wie von oben nach unten. Diese gewinnt man durch
den Aufstieg von Wetterballonen sowie durch den Überblick der Wettersatelliten von oben.
Zur Erstellung einer Wettervorhersage haben wir somit zur Verfügung: Satellitenbilder,
Radarbilder, Wetterkarten mit aktuellen Messwerten am Boden, Wetterkarten mit aktuellen
Messwerten aus der höheren Atmosphäre und Informationen über Blitzschläge in den
Vorhersageregionen.
Das wichtigste Hilfsmittel fehlt aber noch, das so genannte Computermodell. Dieses Modell
ist ein mit physikalischen Gleichungen errechneter Entwurf, wie die Atmosphäre nach einer
bestimmten Zeit aussehen müsste. Das Wetter gehorcht schließlich atmosphärischen
Gesetzmäßigkeiten, wobei man entsprechende Formeln auf das gesamte Sammelsurium der
gemessenen Wetterdaten anwenden kann und wobei jede Kenngröße Schritt für Schritt in die
Zukunft hochgerechnet wird. Mit wissenschaftlicher Genauigkeit auf der einen Seite, aber
auch mit Fingerspitzengefühl und individuellem Geschmack werden pro Tag allein im ARDWetterstudio etwa zehn verschiedene Computermodelle errechnet. Doch bereits nach zwei
Tagen kommt es oft zu ganz unterschiedlichen Lösungen. In solchen Fällen sprechen die
Meteorologen dann von einer "unsicheren Wetterentwicklung". Die können sich aber auch für
eine bestimmte Lösung entscheiden oder ein Mittel aus den unterschiedlichen Ergebnissen
bilden. Wetterfrösche benötigen ein gewisses "Bauchgefühl", um die wahrscheinlichste
Lösung bei den "weiteren Aussichten" zu finden.
Warum aber sind die Computermodelle so unterschiedlich? Warum schmecken nicht alle
Frikadellen gleich? Es liegt an der Rezeptur. So wie jeder Bulettenbrater sein eigenes
Geheimnis hat - da ein Gewürz, dort etwas anderes Fleisch und am Schluss noch eine andere
Grilltemperatur - gibt es auch Rezepturunterschiede bei den Computerwettermodellen. Zum
Beispiel: Wann fange ich an zu rechnen nach den Wetterbeobachtungen? Sofort oder erst
dann, wenn alle Nachzügler vom ohnehin kleinen Messnetz auf dem Meer da sind? Oder
warte ich noch ab und korrigiere dafür offensichtliche Falschmeldungen von der Wetterfront?
Wie groß ist die Maschenweite des Netzes, das ich über die Welt lege? Arbeite ich
großmaschig und dafür schnell oder feinmaschig und langsamer? Wie kalkuliere ich eine
schneebedeckte Landschaft ein? Wie die Wassertemperatur zum Beispiel der Nordsee? Jeder
Wetterdienst hat für diese und andere Fragen eine eigene Antwort, und deswegen sind die
Vorhersagen über 3 - 4 Tage hinaus oft so unterschiedlich.
Soweit bis heute. Im nächsten Funkwetterbericht werde ich noch ausführen, warum die
Computermodelle auch weiterhin nicht hundertprozentig sein werden, welche Chancen es
aber dennoch gibt, diese zu verbessern und was man diesbezüglich bis heute schon erreicht
und verbessert hat.
Wetter- Computermodelle (2)
Im Funkwetterbericht vor einer Woche sprach ich über das wichtigste Hilfsmittel zur
Erstellung einer Wettervorhersage: das so genannte Wettercomputermodell. Ich erläuterte,
warum diese Modelle bis heute noch immer so unterschiedlich ausfallen. Heute werde ich
noch genauer ausführen, warum jene Modelle auch weiterhin nicht hundertprozentig sein
werden, welche Chancen es aber dennoch gibt, diese zu verbessern und was man
diesbezüglich bis heute schon erreicht und verbessert hat.
Die ersten 24 Stunden differieren die Ergebnisse der Modelle nicht allzu stark. Für diesen
Zeitraum benutzen die Meteorologen zudem ihre Fähigkeiten, das Wetter nach alten
klassischen Methoden zu "machen": Sie sitzen vor der Wetterkarte mit aktuellen Meldungen,
malen Isobaren und Fronten, die sie jede Stunde korrigieren.
Es gibt noch zwei Dinge, warum die Computermodelle nicht hundertprozentig richtig sind.
Zum einen ist das Wetterstationsnetz auf den Meeren nicht so dicht wie an Land, und jeder
weiß, dass das Wetter ausgerechnet von dort am meisten kommt. Die Verhältnisse beim
Atlantik sind zwar noch etwas besser als an der Pazifikküste von Nordamerika, wo das
Wettergeschehen über drei Tage im Voraus bei West- Wetterlagen meist für eine Prognose
unbrauchbar ist. Bei uns ist das erst nach 5 - 7 Tagen der Fall. Das zweite ist, dass sich die
Atmosphärenphysik in ihrer ganzen Breite nicht in ein paar vereinfachende Formeln pressen
lässt. Die Welt ist eben komplizierter und es kann auch dann noch zu Fehlern kommen, wenn
die Ausgangslage sehr genau erfasst wurde.
Die besten automatischen Prognosen und damit Hilfestellungen erzeugen Computermodelle
in Zusammenhang mit den Beobachtungen einer Wetterstation.
Dazu kombiniert man 5 Jahre Wetterkarte und 5 Jahre Beobachtungen einer Wetterstation und
erhält eine Formel, welche Wetterlage bei jeder Station zu welchem Wetter führte. So
ermittelt man die Eigenheiten eines Standortes viel besser als es das feinmaschigste
Computermodell alleine könnte. Es handelt sich hierbei um ein statistisch verbessertes
Modellverfahren, mit dem sich vor allem auch Unwetter künftig richtiger vorhersagen lassen.
Dieses Modell hat sogar einen Namen bekommen: "Model Output Statistics". Hier ist ein
Deutscher namens Klaus Knüpffer in der internationalen Forschung führend. Raten Sie mal,
für welchen Betrieb dieser Forscher unter anderem auch arbeitet: für "Meteomedia" Jörg
Kachelmann.
Der Langfrist- Wetterbericht
Kein Meteorologe wird weltweit von irgendeiner Zeitung oder Zeitschrift gefragt, wie der
Sommer oder der Winter wird. Das geschieht nur in Deutschland. Hier hat das
meteorologische Institut der Freien Universität Berlin traurige Berühmtheit erlangt. Früher zu
Recht gelobt wegen der praxisnahen Ausbildung seiner Studierenden, ist das Institut zu einer
Verkaufsabteilung für seltsame Hoch -und Tiefnahmen und zum wissenschaftlichen
Deckmäntelchen für Leute geworden, die mit Langfristvorhersagen experimentieren.
Dass in diesem Bereich geforscht wird, ist gut, richtig und wichtig, aber es gilt das gleiche
wie beim Biowetter: wir sind im Bereich der Monats- und Jahresvorhersagen am Anfang,
nicht am Ende eines langen Weges.
In der jüngsten Zeit hat der südkoreanische Wetterdienst mit guten Erfolgen auf sich
aufmerksam gemacht; alle Meteorologen verfolgen weltweit mit Spannung, wer zuerst eine
brauchbare Formel entwickelt. Auf alle Fälle wird sie noch mindestens ein paar Jahrzehnte
auf sich warten lassen, so dass man hoffen kann, dass eines Tages im Frühling die
Journalistenfrage, wie der Sommer wird, nicht mehr kommt. Sie ist sinnlos, so wie jede
Antwort unsinnig wäre. Nach 5 -7, als Trend 10 Tagen ist Ende der Fahnenstange. Wir
erinnern uns: manche Wetterdienste haben Orkane wie "Lothar" oder "Anna" noch nicht
einmal 12 Stunden vor Eintreffen korrekt vorhergesagt.
Zusammenfassend können wir also sagen: wir müssen noch zig Jahre warten, bis wir zig Tage
Wetter vorhersagen können.
Vertikale Daten aus der Troposphäre
Zusätzlich zu den Wetterstationen am Boden ist auch die Erforschung der Vertikalen in der
Atmosphäre von großer Bedeutung. Seit Jahrzehnten sind dafür Radiosonden im Einsatz.
Moderne Systeme, mit denen heute gearbeitet wird, sind technisch so weit entwickelt, dass
nur das Füllen eines Ballons mit Wasserstoff, das Anhängen eines Fallschirms und der Start
der Sonde Handarbeit bleiben. Seit der Nutzbarmachung des GPS -Systems ortet sich die
Sonde selbst, was die aufwändige Ortung über Radar überflüssig gemacht hat. Der Ballon
platzt erst in etwa 25-30 km Höhe, dringt also weit in die Stratosphäre vor.
Radiosondierungen sind in der Meteorologie messtechnisch sehr spannend. Am Bildschirm
folgt die unmittelbare Erfahrung, wie 30 km Atmosphäre über einem aussehen. Inzwischen
gibt es auch andere Möglichkeiten, die Atmosphäre vertikal auszumessen, diese Instrumente
heißen Radiometer und werten die Mikrowellenstrahlung in der Atmosphäre aus, die sich je
nach Feuchtigkeit und Temperatur verändert
Eine Kombination zwischen der Messung am Boden einerseits und dem Ziel, die gesamte
Troposphäre, also die Wetterschicht in der Atmosphäre, andererseits zu vermessen, bietet das
Radar. Hier geht es vor allem um die Erfassung des Niederschlags in der Atmosphäre
(Radarstrahlen werden durch Regentropfen und Schneeflocken reflektiert), aber auch
Windgeschwindigkeiten können durch besonders ausgerüstete Radarstationen ausgewertet
werden.
Das umgekehrte Prinzip, also nicht den Blick von unten nach oben, sondern von oben nach
unten, verfolgt die Arbeit mit Wettersatelliten. Hier muss man die geostationären von den
umlaufenden Satelliten unterscheiden. Um einen schönen Satellitenfilm jede halbe Stunde im
Fernsehen zeigen zu können, muss der Satellit an derselben Stelle stehen. Das ist in 36.000
km Höhe der Fall, aber der Satellit ist dadurch ziemlich weit weg, um eine sehr gute
Auflösung des Satellitenbildes hinzubekommen. Für Bilder mit hoher Auflösung sind
deswegen die umlaufenden Satelliten zuständig - umlaufend deshalb, weil sie in ihrer
Aufnahmehöhe von rund 700 km Höhe eben keine fixe Position über einem Punkt der Erde
einnehmen, sondern einen Ort in unregelmäßigen Abständen und aus unregelmäßigen
Richtungen mehrfach pro Tag überfliegen. Man sieht zwar jeden Fluss und jeden See, aber
eben nicht jede halbe Stunde.
Als zusätzliches Hilfsmittel für den meteorologischen Arbeitsplatz ist schließlich das BLIDSSystem zu erwähnen, dass ernst zu nehmende Blitzeinschläge registriert und uns hilft, die
Intensität eines Gewitters unter dem Aspekt der Elektrizität zu bewerten.
Wir resümieren: zur Erstellung einer Wettervorhersage hat der Meteorologe Satellitenbilder,
Radarbilder, Wetterkarten mit aktuellen Messwerten am Boden, Wetterkarten mit aktuellen
Messwerten aus der höheren Atmosphäre und Informationen über Blitzschläge in der
Vorhersageregion. Ein äußerst wichtiges Hilfsmittel fehlt aber noch: das so genannte
Computermodell. Darüber mehr in einem weiteren Beitrag.
Wie eine moderne Wetterstation arbeitet
Die Existenz von Wetterstationen ist die größte Gemeinsamkeit, die die Arbeit eines
Meteorologen vor 50 Jahren und heute verbindet. Was sich in den Wetterstationen verändert
hat, sind die Instrumente. Nur bei den immer seltener handbetriebenen Stationen, in denen ein
Beobachter dreimal täglich die Treppe zu seiner Wetterhütte hoch steigt, den weißen
Holzkasten mit den Lamellen nach innen und außen eröffnet und seine
Quecksilberthermometer und das Haarhygrometer abliest, gibt es eine jahrzehntelange
Kontinuität: an diesen Instrumenten wie auch am mechanischen Niederschlagsmesser hat sich
nichts geändert: alles geht von Hand oder per Auge. Die aktuelle Temperatur wird abgelesen,
die tiefste Temperatur am Minimum- Thermometer, die höchste Temperatur am MaximumThermometer, das genau so funktioniert wie ein Fieberthermometer - und alles auf 0,1°
genau. Quecksilber - Thermometer wird es noch eine Weile geben, doch steht zu befürchten,
dass eine Einnahmequelle für Trägerinnen blonder Haare versiegen könnte: seit jeher messen
Hygrometer die Luftfeuchtigkeit über die Längenschwankungen entfetteter Haare. Wenn es
feucht ist, werden Haare nämlich länger als in trockener Luft. Moderne Hygrometer arbeiten
indessen kaum noch mit Haaren, sondern mit elektronischen Sensoren oder sogar mit so
genannten Taupunktspiegeln, wenn es denn ganz genau sein soll.
Um dieses Instrument zu verstehen, müssen wir uns daran erinnern, dass kalte Luft weniger
Feuchtigkeit aufnehmen kann als warme Luft. (Zum Thema "Taupunkt" habe ich hier an
dieser Stelle bereits früher schon eine ganze Menge erklärt, und ich will dies hier heute nicht
alles wiederholen). Nun zu unserem modernen Messgerät: in dem Moment, in dem der
Taupunkt erreicht wird, bilden sich kleine Tröpfchen. Das nutzt das Instrument: ein kleiner
Spiegel wird immer wieder in Messzyklen herunter gekühlt, bis sich auf ihm Tröpfchen
bilden. Dadurch verändert sich die optische Charakteristik des Spiegels, welche die
Elektronik registriert: das ist der Taupunkt. Und dann kann die relative Feuchtigkeit berechnet
werden. Bei der Niederschlagsmessung ist die Automatisierung schon länger fortgeschritten.
Die fernabfragbaren Geräte sind beheizt und mit einer Wippe ausgerüstet, die nach 0,1 mm
Niederschlag ausgelenkt wird und einen Impuls erzeugt. Oder der Niederschlag wird direkt
gewogen.
Bei der Windmessung hat zum Glück für die Meteorologen eine Revolution stattgefunden, die
sich weltweit noch gar nicht herumgesprochen hat: es gibt nun endlich einen Windmesser, der
auch bei furchtbarsten windigsten Vereisungsbedingungen eisfrei bleibt - ein Stück deutscher
Wertarbeit: die Firma Thies in Göttingen hat einen Ultraschall -Windmesser entwickelt, der
ohne sich bewegende Teile mit Sicherheit eisfrei bleibt. Ultraschallwindmesser wurden
zunächst in großen Höhen auf den Bergen bei eisigen Temperaturen eingesetzt, inzwischen
aber auch in normalen Gegenden.
Die Geräte zur Messung der Sonnenscheindauer haben sich inzwischen auch stark verändert.
Früher bündelte eine Glaskugel die Sonnenstrahlen und brannte sie in eine Registrierpappe.
Inzwischen lässt sich die Sonnenscheindauer auch elektronisch messen. Weil immer mehr
Wetterstationen unbemannt sind, kommt dort sowieso nur die automatische Messung infrage.
Bei anderen Messgrößen ist das menschliche Auge teilweise ersetzbar geworden, so bei der
Sichtweite oder der Wolkenuntergrenze, aber Verluste an Informationen sind mit der
Automatisierung immer verbunden. Die Schneehöhe kann zwar auch automatisch festgestellt
werden, meistens wird dieses Instrument in automatische Stationen aber nicht eingebaut, so
dass nur wenige Schneehöhen - Informationen in Deutschland, der Schweiz und Österreich
vorliegen. Über die vertikalen Messungen in unserer Atmosphäre durch Wetterballone und
Radiometer vielleicht demnächst einmal etwas hier im Funkwetterbericht.
Libration des Mondes
Täglich können wir beobachten, dass der Mond einen gewaltigen Einfluss auf unsere Erde
hat: Ebbe und Flut. Wenn unser Erdtrabant derart an den Wassermassen zerren kann, dann
wird er doch auch einen Einfluss auf das Wetter haben, oder? Elbe und Flut haben mit dem
Wetter aber gar nichts zu tun. Luftdruckänderungen durch die Stellung des Mondes sind kaum
messbar. Die relativ leichten Luftmassen werden durch den Mond viel weniger beeinflusst als
die schweren Wassermassen. Alle Wetterregeln, die sich auf den Mond beziehen, lassen sich
mit realen Wetterdaten nicht belegen. Man muss sich nur klar machen, dass ja auf der
gesamten Erde Vollmond herrscht, wenn bei uns Vollmond ist. Ein weltweiter
Wetterumschlag ist aber nicht zu beobachten. Das gleiche gilt für die anderen Mondphasen.
Zum Thema "Mond" fällt mir gerade noch etwas sehr Interessantes ein. Sie alle kennen das
berühmte "Mondgesicht". Wussten Sie schon, dass wir hier von der Erde aus diesem Gesicht
einmal "unter das Kinn" und zum anderen Mal "über die Stirn" schauen können? Das kommt
daher, dass die Mondbahn um 5° zur Erdbahnebene geneigt ist. Befindet sich der Mond
nördlich der Erdbahnebene, so sehen wir ein wenig mehr von seiner Südkalotte, im anderen
Fall zeigte er uns ein wenig mehr von seiner Nordkalotte. So sehen wir den Mond einmal
gewissermaßen "unter das Kinn", das andere Mal "über die Stirn". Der Mond scheint zu
"nicken" und Ja, Ja zu sagen. Darüber hinaus vermag der Mond aber auch noch den Kopf zu
schütteln und gewissermaßen Nein, Nein zu sagen. Wieso?
Warum kann man das Mondgesicht einmal über den Westrand und ein anderes Mal über den
Ostrand hinaus sehen? Obwohl der Mond der Erde stets dieselbe Seite zukehrt (gebundene
Rotation), kann man dennoch mehr als die Hälfte seiner Oberfläche von der Erde aus
beobachten, etwa 59 %. Die Rotation des Mondes erfolgt gleichförmig, während sein Umlauf
um die Erde gemäß dem zweiten Keplerchen Gesetz mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
erfolgt. In Erdnähe läuft der Mond somit schneller als in Erdferne. Deshalb sehen wir einmal
ein wenig über den Westrand, einen halben Monat später über den Ostrand des Mondes
hinaus. Der Mond scheint den Kopf zu schütteln und Nein, Nein zu sagen. Jene
Schwankungen des Mondes in Breite und Länge werden als Libration bezeichnet.
Die Libration des Mondes sorgt also dafür, dass unser Erdtrabant mit seinem Mondgesicht
sowohl "nicken" als auch den "Kopf schütteln" kann.
Das Barometer als Höhenmesser
Am vergangenen Sonntag ging es zum Thema Luftdruck sehr theoretisch zu. Ich erläuterte
Ihnen die Umrechnung von Millibar in Hektopascal. Zum Ausgleich geht es heute im
Steilflug in die Praxis. Es geht um die im wahrsten Sinne überlebenswichtige Einschätzung
der Flughöhe eines Piloten für seine Maschine. Jene vollzieht er nämlich mit
Luftdruckangaben, die ihm ein hochempfindliches zum Höhenmesser umfunktioniertes
Barometer liefert. Da der Luftdruck mit der Höhe abnimmt, kann ein Aneroid - Barometer
auch dazu verwendet werden, die Höhe über einem bestimmten Niveau zu bestimmen. Das ist
aber gar nicht so einfach, da der Druck in kalter Luft schneller mit der Höhe abnimmt als in
warmer Luft. Die kalte Luft ist nämlicher dichter und somit schwerer. Wenn der Pilot den
Druck am Boden kennt und auch die Temperatur zwischen Boden und seinem Flugzeug, dann
könnte er an seinem Barometer genau ablesen, in welcher Höhe er fliegt.
Nun ist dies aber nie der Fall. Woher sollte der Pilot wissen, wie die Temperaturverhältnisse
unterhalb seiner Flughöhe sind? Ein Flugzeug wird auf seiner Route somit nicht in einer
konstanten Höhe fliegen können. Damit es aber bei dem dichten Luftverkehr nicht zu
Kollisionen kommt, hat die internationale Luftfahrtorganisation ICAO eine künstliche
Atmosphäre definiert, die so genannte Standard- Atmosphäre. Dabei wurde eine mittlere
Temperaturabnahme mit der Höhe von 6,5 Grad pro 1000 Meter festgelegt, wobei die
Temperatur am Boden 15° C beträgt und der Luftdruck 1013,2 hPa. Die Höhenmesser in
allen Flugzeugen sind auf diese Standardatmosphäre geeicht. Den Flugzeugen wird nun von
der Bodenkontrolle eine bestimmte Druckfläche, das so genannte flight level (FL)
zugewiesen. Das entspricht in der Standardatmosphäre einer ganz bestimmten Höhe, die aber
nicht mit der wirklichen Höhe übereinstimmen muss.
In der Luftfahrt wird als Höhenmaß nicht Meter, sondern Fuß (ft) verwendet, wobei 1000 m
gleich 3281 ft sind. Das flight level wird dabei in Hundert - Fuß - Stufen angegeben. FL 100
entspricht also eine Flughöhe von 10 000 ft oder etwa 3000 m. Der Druck in jener Fläche
beträgt in diesem Fall 700 mb. Jene festgelegte Standardatmosphäre verhindert somit
Flugzeugkollisionen, da sich alle Höhenmesser danach richten.
Die Sache ist jedoch noch weitaus komplizierter. Während eines Fluges bewegt sich eine
Maschine nicht nur in Luftschichten unterschiedlicher Temperatur, sondern auch stets
zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten. Vor allem bei einem Flug von einem Hoch in ein
Tief kann manches schief gehen, falls der Pilot nicht aufpasst. Bei abnehmendem Luftdruck
zeigt der Höhenmesser nämlich bei konstanter Flughöhe einen Steigflug an. Die
Höhenangaben auf dem Barometer stimmen nicht mehr. Wenn der Pilot seine Höhe beibehält,
fliegt die Maschine in Wirklichkeit tiefer als es der Höhenmesser anzeigt. Würde sich der
Pilot nun bei einer Landung im Nebel auf seinen Höhenmesser verlassen, würde seine
Maschine bereits bei einer angezeigten Flughöhe von weit über Null Metern aufsetzen wollen.
Dies entspräche wohl keiner gelungenen Landung, da sich die Maschine zu dieser Zeit noch
im Landeanflug befinden würde.
Fliegt ein Flugzeug von einem Tief in ein Hoch, ist es umgekehrt: Der Höhenmesser zeigt
einen Sinkflug an, obwohl sich die Maschine auf konstanter Höhe bewegt. Der Pilot würde
dann, geleitet vom Höhenmesser, bereits landen wollen, wenn die Maschine noch weit über
Null Meter Höhe über dem Boden schwebt. Landen ohne Bodenkontakt wäre auch ein
Problem.
Wie kann man derartige "Missverständnisse" durch unterschiedliche Luftdruckverteilungen in
Bodennähe verhindern? Ganz einfach: der Pilot lässt sich vor der Landung vom Tower den
aktuellen Luftdruck durchgeben und korrigiert damit seinen Höhenmesser. Im Bereich des
sog. "Transition Level, einer Übergangsfläche, muss der Pilot den Höhenmesser von 1013,2
hPa der Standardatmosphäre auf QNH umstellen, also auf den auf Meereshöhe reduzierten
aktuellen Luftdruck auf der Piste des Landeflughafens. Diese Übergangsfläche (transition
level) ist die tiefste noch oberhalb der Übergangsgröße gelegene Flugfläche. Sie ändert sich je
nach dem Barometerstand. Auf dem Flughafen in Düsseldorf liegt diese je nach
Barometerstand zwischen 60 und 70.
Festzustellen ist also: Der Luftdruck nimmt mit der Höhe ab. Deshalb lassen sich Barometer
in Flugzeugen als Höhenmesser verwenden. Da der Luftdruck mit der Höhe jedoch nicht
immer gleichmäßig abnimmt, sondern auch von Lufttemperatur und Wetterlage abhängig ist,
hat man die so genannte Standardatmosphäre geschaffen und nach deren Berechnungen die
Höhenmesser aller Flugzeuge geeicht. So können sich auf speziell eingerichteten
Druckflächen, den Flight Levels, die Piloten mit ihren Maschinen sicher bewegen, ohne eine
Kollision mit einer anderen Maschine befürchten zu müssen, denn alle Flugzeuge bewegen
sich auf den ihnen vom Tower zugewiesenen Flugflächen der Standardhöhen, ohne dass sie
ihre wahre Höhe überhaupt kennen müssten.
Da ich keinen Pilotenschein besitze, spreche in hier in diesem Themenbereich nicht als Profi.
Der eine oder andere von meinen Zuhörern oder Lesern wird vielleicht Flieger sein. Darunter
gibt es viele Funkamateure.
"Globalisierung" - für den Wind kein Thema
Auch der kleinste Lokalwind auf unserer Erde ist eingebettet in das große globale
Windsystem
Nun ist er da, der Herbst, der uns kühle, teilweise auch nasse Tage bringt und der nun auch
vermehrt den Wind im Gepäck hat. Jeder regionale oder sogar lokale Wind ist eingebettet in
unser großes lokales Windsystem.
Einen Überblick über die globalen Winde verschafft man sich am einfachsten, indem man
vom Äquator ausgeht, wo die durch intensive Sonneneinstrahlung erwärmte Luft aufsteigt
und sich zu den Polen hin bewegt. Bodenwinde, die von dem Unterdruck angesaugt werden,
der durch die aufsteigende Luft entstanden ist, bewegen sich sowohl von Norden als auch von
Süden in Richtung Äquator, werden aber durch die Kraft der Erddrehung nach Westen
gelenkt, ein Phänomen, das als Corioliskraft bekannt ist. Diese so genannten Ostwinde (weil
sie aus östlicher Richtung einströmen) sind die Passatwinde, die beständigsten und
zuverlässigsten Brisen auf der ganzen Erde. Auch sie werden erwärmt, steigen nach oben und
driften teilweise zu den Polen. All dies geschieht in der Troposphäre, der Heimat unseres
Wetters, also bis in etwa 10 Kilometer Höhe.
Ab etwa 30 Grad nördlicher und südlicher Breite - dort, wo die Subtropen enden, auf der
Höhe von New Orleans und dem Nordrand Afrikas - beginnt die aufgestiegene Luft wieder zu
sinken. Ein Teil dieser Luft wandert zum Äquator zurück und tritt wieder von vorne in den
Kreislauf ein, ein anderer Teil bewegt sich in die mittleren Breiten. Dieser wird unterwegs
durch die ablenkende Kraft der Erdrotation leicht im Uhrzeigersinn in die nördliche
Halbkugel umgelenkt oder ebenso leicht gegen den Uhrzeigersinn in die südliche Halbkugel.
Aus der Luft, die vom Äquator wegströmt, entwickeln sich die bodennahen Westwinde der
mittleren Breiten. Treffen diese auf kühle Luft, die von den Polen zum Äquator strömt,
vermischen sie sich mit ihr, wirbeln durcheinander und bilden jene durchziehenden Fronten,
die das unbeständige Wetter der gemäßigten Zonen ausmachen. In der oberen Troposphäre
erzeugen die aufeinander treffenden Luftmassen atmosphärische Wellen, die von Westen her
um die Erdkugel strömen (Jetstreams).
Um die Pole wehen leichtere, variablere Bodenwinde, die tendenziell von Osten kommen.
(Damit will ich aber keineswegs behaupten, für die Polargebiete seien leichte Brisen typisch.
Windströmungen in der Antarktis bewirken, dass Luftmassen an Berghängen abrupt abstürzen
und dabei Spitzengeschwindigkeiten erreichen.)
In den äußersten Regionen der Erde türmt sich kalte Luft auf und führt damit zur Entstehung
starker Hochdruckzonen. Schließlich strömt diese kalte Luft von den Polen weg. Wenn sie
den 60. Breitengrad erreicht (der Breitengrad, der durch die Südspitze von Alaska und
Grönland verläuft), erwärmt sie sich etwas und steigt hoch, dabei schafft sie relativ stabile
Tiefdrucksysteme. Gleichzeitig entsteht in den Rossbreiten (zu denen auch die trockenen
Regionen im Südwesten Amerikas und des Mittleren Ostens zählen) ein Hochdruckgebiet, in
dem kühle Luft über dem Festland nach unten sinkt.
Die Hoch- und Tiefdruckgebiete - sowohl die stagnierenden Zellen als auch die
durchziehenden Systeme, die uns abwechselnd sonnige und stürmische Perioden bescheren haben großen Einfluss auf die atmosphärische Zirkulation, denn sie wirken wie Gipfel und
Täler. Luftpartikel, die den Weg des geringsten Widerstands suchen, gleiten um die Ränder
der Hochdruckzonen und sinken in die wie Saugrohre wirkenden Tiefdruckzonen ab. Die
Drucksysteme beeinflussen schließlich auch die Richtung des Windes: Auf der nördlichen
Halbkugel wird die Luft um das Hochdruckgebiet im Uhrzeigersinn geleitet und in
Tiefdruckrinnen gegen den Uhrzeigersinn. Auf der südlichen Halbkugel gilt genau das
Gegenteil. Vor allem in den gemäßigten Zonen schlängelt sich die Luft von einem
Drucksystem zum nächsten, bis sie wieder zum Äquator driftet, um das Spiel von neuem zu
beginnen.
Das ist nur eine vereinfachte Darstellung der Bodenwinde. Ihre genauen Bewegungsmuster
hängen noch von einer ganzen Reihe anderer Faktoren ab, so z.B. von der Land- und
Meerverteilung und von dem Verlauf der Jetstreams, der Strahlströme in der oberen
Troposphäre. Aber es ist richtig: Auch unser Wind an Rhein und Ruhr ist natürlich in das
erwähnte globale Windsystem eingebettet. Für die Luft sind Migration und Integration also
kein Thema.
Die Luftfeuchte
Nichts ist bei Wetterbeschreibungen und Wetterprognosen wichtiger als die Angabe von
Temperaturen. Deren Werte nehmen stets eine Favoritenstellung unter den meteorologischen
Maßeinheiten ein. Zu Recht, denn sie haben schließlich den größten Einfluss auf das
Wettergeschehen. Sie sind verantwortlich für Druckunterschiede und somit für unsere
zahlreichen Windsysteme, die sich vertikal und horizontal täglich auf unserem Planeten
ereignen.
Über die Luftfeuchtigkeit, also den in der Luft ständig vorhandenen unsichtbaren
Wasserdampf, hört man meist wenig. Zu Unrecht, denn dieser ist schließlich für unsere
Niederschläge in fester oder flüssiger Form verantwortlich. Während wir Menschen
Temperaturen gefühlsmäßig recht gut beurteilen können, haben wir kein direktes Sinnesorgan
für die in der Luft vorhandene Feuchte. Erst wenn unser Körperschweiß bei Anstrengungen in
höheren Temperaturen nicht mehr rechtzeitig verdunstet, die Abkühlung unserer Haut also
problematisch wird, sprechen wir von Schwüle.
Hinzu kommt, dass die Luftfeuchtigkeit nicht so einfach angegeben werden kann wie eine
Temperatur. 20 Grad Celsius zum Beispiel ist für uns eine recht verständliche Angabe. Damit
können wir erfahrungsgemäß etwas anfangen. Aber was bedeutet zum Beispiel 60 %
Luftfeuchte? 60 % wovon? Was sind denn die 100 %? Warum nimmt man nicht eindeutigere
Maße, etwa eine Skala von 1 bis 12 (wie bei den Windstärken)? 1 gleich rappeltrocken, 6
gleich normale Feuchte und 12 gleich superfeucht, feuchter geht´ s nicht mehr.
Nun, das liegt daran, dass man Temperaturangaben und auch die Windstärken linear angeben
kann. Die Luftfeuchtigkeit hingegen hängt sehr stark von der jeweiligen Temperatur ab, ist
somit exponentiell. Die erwähnten 100 % Luftfeuchte sind je nach Temperatur sehr
unterschiedlich. 100 % bei Null Grad bedeutet, dass nur etwa 5 Gramm Wasser in einem
Kubikmeter Luft "hinein passen". Bei 20 Grad sind es aber bereits über dreimal so viel, ca. 17
Gramm, und bei 30 Grad sage und schreibe etwa 30 Gramm Wasser, also sechsmal soviel wie
bei Null Grad.
Jene temperaturabhängigen 100 % bezeichnet man als die jeweilige "Sättigungsfeuchte" bei
einer bestimmten Temperatur. Die jeweilige Bezugstemperatur heißt auch "Taupunkt". Dieser
Name ist gut gewählt, denn steigt die Feuchtigkeit über 100 %, wird der vormals unsichtbare
Wasserdampf als Tau oder in Form von Wolkentröpfchen ausgeschieden. Eine sinnvolle
Aussage über die Luftfeuchte kann man also nur machen, wenn man diese relativiert, und
zwar auf die Sättigungsfeuchte bei einer bestimmten Temperatur. Wir sprechen ja bekanntlich
von "relativer Luftfeuchtigkeit in Prozent".
Nun, wie kommt die jeweilige Angabe in Prozent zustande? Nehmen wir als Beispiel eine
Temperatur von 20 Grad. Wenn in der Luft dann je m³ 10 Gramm Wasserdampf enthalten
sind, beträgt die relative Feuchte 59%. Klar, denn bei 20 Grad kann die Luft maximal nur ca.
17 Gramm Wasserdampf aufnehmen. Und 10 geteilt durch 17 sind ca. 59% (0,59). Es geht
also stets um die Relation von absoluter Feuchte zur höchstmöglichen, der Sättigungsfeuchte.
Haben Sie sich nicht schon einmal gefragt, warum es im Winter bei sehr kühlen
Temperaturen keine extremen Regengüsse gibt wie sooft im Sommer? Die Luft kann einfach
bei niedrigen Temperaturen nicht so viel Wasserdampf enthalten wie im Sommer. Somit kann
sie auch nicht so viel davon in gleichen Zeitintervallen ausscheiden. Zum Ausgleich muss es
dann länger regnen oder schneien. Die gleiche Menge Niederschlag kann im warmen Sommer
bei einem einzigen kurzen Gewitterguss vom Himmel prasseln. Jeglicher Platzregen bleibt
also weiterhin für die warme Jahreszeit reserviert.
Messung der Luftfeuchte
Am vergangenen Sonntag versuchte in den Begriff der "Luftfeuchtigkeit" zu erhellen. Dabei
wurden die Bezeichnungen "relative Luftfeuchtigkeit", "Sättigungsfeuchte" und "Taupunkt"
näher erläutert. Heute schließe ich die Frage an: Wir lässt sich die relative Luftfeuchtigkeit
messen?
Die Luftfeuchtigkeit kann man recht einfach mit Haarhygrometern bestimmen. Als
Messelement dient ein Bündel staub - und fettfreier Haare, vorzugsweise Frauenhaare. Infolge
der hygroskopischen Eigenschaften des Frauenhaares nimmt die Haarlänge zu, wenn die
Luftfeuchte wächst. Bei der Feuchtigkeitsmessung muss die Sonnenstrahlung ebenso wie bei
der Temperaturmessung vom Hygrometer ferngehalten und dieses gut belüftet werden.
Besonders sichere Werte der Messung der relativen Luftfeuchtigkeit liefert das Psychrometer.
Es besteht aus zwei Thermometern. Das sog. "trockene" Thermometer zeigt die aktuelle
Lufttemperatur an. Das "feuchte" Thermometer ist von einem Wattebausch umhüllt, den der
Beobachter vor der Messung mit Wasser anfeuchtet. Durch die Verdunstung des Wassers im
Wattebausch wird dem Messkörper des feuchten Thermometers Wärme entzogen. Je tiefer die
Temperatur am feuchten Thermometer unter dem zur gleichen Messzeit ermittelten Wert am
trockenen Thermometer sinkt, je größer also die sog. "psychrometrische Differenz" ist, umso
trockener ist die Luft, weil dann mehr Wasser verdunstet und dem feuchten Thermometer
entsprechend mehr Wärme entzogen wird. Beide Thermometer werden durch einen
künstlichen Luftstrom ventiliert, um den Messfehler möglichst gering zu halten. Mit diesen
beiden abgelesenen Temperaturen lassen sich die relative Luftfeuchtigkeit und der
Dampfdruck aus einer Psychrometertabelle oder entsprechenden Diagrammen ablesen.
Der Temperaturunterschied zwischen trockenem und feuchtem Thermometer ist also ein Maß
für die relative Luftfeuchte. Je kleiner die Differenz, desto feuchter ist die Luft. Die daraus zu
ermittelnden Werte der relativen Feuchtigkeit, der Taupunkttemperatur und des
Sättigungsdampfdrucks muss man aus diversen Tabellen der sog. "Psychrometertafel"
ablesen.
Für uns Normalverbraucher genügt jedoch ein einfaches Haarhygrometer. Man sollte es hin
und wieder eichen. Das geht recht einfach: Man wickelt das Gerät in ein feuchtes Tuch und
stellt den Zeiger nach etwa einer halben Stunde auf 95%. In den modernen Wetterstationen
gibt es schon längst elektronische Messungen, die von einem Fühler per Funk zur Station im
Innenraum übertragen werden. Nach meinen Erfahrungen sind diese oftmals ungenauer als
die Werte von herkömmlichen Hygrometern. Vor allem in relativ feuchter Luft zeigen die
modernen Geräte oft bis zu 10% zu wenig an Feuchtigkeit an.
Himmelblau
Welch ein tolles Wetter! Dieses fantastische Himmelsblau! Der blaue Himmel ist das
Ergebnis des Zusammenwirkens von Sonnenschein und Atmosphäre. Ohne Atmosphäre
hätten wir einen dunklen Taghimmel und könnten neben der Sonne auch die Sterne sehen.
Die Astronauten, die unseren atmosphärelosen Mond betreten haben, konnten davon
berichten. Die Sonnenstrahlen auf der Erde werden an den Molekülen der Luft und an den in
der Lufthülle vorhandenen Staubpartikeln und Wassertröpfchen nach allen Richtungen hin
gestreut. Und wie kommt es zum Farbton blau? Wenn unsere Augen von allen Farben des
Spektrums getroffen werden, sehen wir ? (weiß). In der Atmosphäre werden an den
Molekülen, Partikeln und Tropfen bevorzugt die kurzwelligen, blauen Strahlen zerstreut. Es
ist somit der blaue Anteil des Sonnenlichts, der in der Atmosphäre auf diese Weise viel
stärker zur Geltung kommt als das rote, gelbe oder grüne Licht.
Auch für die wechselnde Kraft der Blautönung gibt es eine ebenso einfache Erklärung: die die
Atmosphäre trübenden Elemente sind die Staubteilchen und die Wassertröpfchen. Je mehr sie
in der Luft vorhanden sind, umso blasser wird das Blau. Der Himmel erscheint dann auch bei
trockenem, schönem Wetter manchmal sogar mehr weiß und grau als blau. Umgekehrt
verstärkt das Fehlen von Staubteilchen und Wassertropfen die Blaufärbung, was man
besonders oft im Hochgebirge beobachten kann.
Die "Schraubenzieher" - Regel
Den Namen "Tiefdruckgebiet" (Tief) sowie den Ausdruck "Hochdruckgebiet" (Hoch) kennt
jeder. Doch wie war das noch mal mit dem Unterschied der beiden?
Die Luft weht links herum in das Zentrum eines Tiefdruckgebietes hinein. Nun muss sie
schließlich irgendwo hin. In den Boden kann sie nicht, also bleibt nur der Ausweg in die
Höhe. Oberhalb des Tiefs beginnt die Luft in etwa 6 km Höhe wieder auseinander zu fließen,
um die bodennahe Konvergenz auszugleichen. Solange Konvergenz am Boden und Divergenz
in der Höhe gleich sind, wird sich der Luftdruck am Boden nicht ändern. Durch das
Aufsteigen der Luft bilden sich Wolken und bei entsprechender Stärke gibt es Niederschlag.
Umgekehrt wird die bodennahe Divergenz in einem Hoch durch konvergente Strömung in der
Höhe kompensiert. Beim Sinken der Luft erwärmt sich diese, Wolken lösen sich auf und
deshalb herrscht im Bereich des Hochs meist sonniges Wetter. Im Winter gilt dies meist nicht
wegen der Nebelbildung.
Sie können sich den erwähnten Sachverhalt sehr leicht mit der "Schraubenzieher" - Regel
merken. Wenn Sie eine Schraube eindrehen, dann drehen Sie den Schraubenzieher im
Uhrzeigersinn rechts herum. Wenn Sie die Schraube herausziehen, drehen Sie diese entgegen
dem Uhrzeigersinn links herum.
In einem Hoch sinkt die Luft im Uhrzeigersinn. Das Gewinde der Schraube bewegt sich
rechts herum nach unten. In einem Tief steigt die Luft entgegen dem Uhrzeigersinn. Das
Gewinde der "Schraube" bewegt sich nach oben. Mit Kenntnis dieser einfachen Regel können
Sie die Strömungsverhältnisse in Hoch und Tief nie mehr vergessen.
Natürliche Klimaänderungen
Die Entwicklung des globalen Klimas hängt von weitaus mehr Faktoren ab als allgemein
bekannt ist. Am vorletzten Sonntag wies ich darauf hin, dass seit Beginn der
Industrialisierung die Menge von Gasen in unserer Atmosphäre, die den Treibhauseffekt
verstärken, um 40% seit 1750 - und damit auch die globale mittlere Temperatur um 0,6 bis 1
Grad - unter Einwirkung des Menschen zugenommen hat. Auffallend ist, dass die 10
wärmsten Jahre des 20. Jahrhunderts aus seinen letzten 17 Jahren stammen (1998, 1997,
1995, 1990, 1991, 1994, 1983, 1988, 1987, 1996). Wir treiben also ein gewagtes Spiel mit
dem globalen Klima, das wir mit Sicherheit nicht gewinnen werden, wenn wir so
weitermachen.
Das globale Klima hat sich aber immer schon durch "natürliche" Ursachen (ohne Eingriff des
Menschen) mehr oder weniger stark verändert. So wissen wir z.B. inzwischen recht genau,
wie sich das Klima in den letzten 1000 Jahren verhalten hat. Trotz leicht voneinander
abweichender Ergebnisse der Klimaforscher stimmen ihre Aussagen in wesentlichen Punkten
überein. Die Sonne, aber auch die Erde selbst, muss man nämlich mit globalen
Temperaturschwankungen in Verbindung bringen.
Sonne
Die "Solarkonstante", also der Betrag der Sonnenenergie, die an der Obergrenze der
Atmosphäre ankommt (1370 W / m²) schwankt um 3% wegen der unterschiedlichen
Entfernung der Erde während ihres Umlaufs um die Sonne. Doch strahlt auch die Sonne bei
weitem nicht so gleichmäßig, wie man noch bis ins 16. Jahrhundert hinein annahm. Denken
wir an die "Sonnenflecken" und ihren ca. 11jährigen Zyklus, dem noch weitere Perioden
überlagert sind und die zu extremen Fleckenmaxima und Fleckenminima führen können. So
sind bedeutsame Zusammenhänge zwischen dem Klima der letzten Jahrhunderte und der
Anzahl der Sonnenflecken belegt. Die so genannte "Kleine Eiszeit" fand in einem Stadium
der Sonne statt, als diese viele Jahrzehnte lang ohne Flecken war.
Erde
Ihre Bahn ist gleich mehreren Änderungen unterworfen.
Die Bahn der Erde um die Sonne unterliegt einem Zyklus, bei dem diese zwischen einer
Ellipse und (fast) einem Kreis schwankt. Dies vollzieht sich allerdings in dem großen
Zeitraum von 100 000 Jahren. Je größer die Exzentrizität, umso größer ist der Unterschied der
eintreffenden Sonnenstrahlung zwischen dem sonnenfernsten und sonnennächsten Punkt.
Zurzeit ist die Exzentrizität gering.
Der zweite Zyklus entsteht bei der Rotation der Erde um ihre Achse wie ein taumelnder
Kreisel, "Präzession" genannt. Jene Periode dauert etwa 23 000 Jahre. In ca. 11 000 Jahren
wird unsere Erde der Sonne wieder im Juli am nächsten sein, wenn auf der Nordhalbkugel
Sommer ist. Dadurch werden die Gegensätze zwischen Sommer und Winter zunehmen, da die
Nordhalbkugel die größeren Landmassen besitzt. (Zurzeit ist die Erde der Sonne im Januar
am nächsten.)
Der 3. Zyklus von ca. 41 000 Jahren wird durch die Änderung des Neigungswinkels der
Erdachse gegenüber der Ekliptik, also der Erdbahn um die Sonne, hervorgerufen. Zurzeit
beträgt jener Winkel 23,5°. Er schwankt zwischen 22° und 24,5°. Je kleiner der Winkel, umso
geringer gestalten sich die jahreszeitlichen Schwankungen in mittleren und höheren Breiten.
Was ich hier angeführt habe, ist die Grundannahme der "Melankovitch- Theorie". Milutin
Melankovitch, ein serbischer Mathematiker, hat diese Theorie um 1930 entwickelt. Danach
wird durch die geschilderten Änderungen des Laufes der Erde um die Sonne das globale
Klima beeinflusst. Ablagerungen in den Ozeanen und Untersuchungen von Eisbohrkernen
haben eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Eisausbreitung und der MelankovitchTheorie ergeben. Jedoch kann der Verlauf der verschiedenen Eiszeiten auf unserem Planeten
damit nicht vollständig erklärt werden. Hierbei könnten z.B. auch gewaltige Vulkanausbrüche
und Meteoriteneinschläge ursächlich mitgewirkt haben.
Welch dramatische Auswirkungen ein großer Vulkanausbruch auf das Wetter haben kann,
zeigt das Jahr 1816, als in Teilen Nordamerikas und in Westeuropa der Sommer "ausfiel". Im
Juni gab es Schneestürme, und Fröste traten noch im Juli und August auf. Ursache: Zwischen
1810 und 1815 stieg die Vulkanaktivität weltweit an und erreichte im April 1815 mit der
Explosion des Vulkans "Tambora" im heutigen Indonesien ein Maximum. Aber Vorsicht!
Ganz eindeutig ist der Zusammenhang zwischen dem Wetter von 1816 und der Eruption ein
Jahr davor nicht, da es in jener Zeit kaum Wetteraufzeichnungen gab. Ziemlich sicher ist
jedoch: Vulkangase können den Treibhauseffekt verstärken. Bedeutsamer ist aber wohl der
Abkühlungseffekt durch die weltweite Trübung der höheren Atmosphärenschichten durch
Vulkanrauch und Vulkanasche- Wolken.
Kälterückfälle im Mai
Aus wettermäßig aktuellem Anlass heute noch ein kleiner Nachschlag zu diesem Thema. Am
vergangenen Sonntag bemerkte ich, dass jene Kälterückfälle im Mai nichts Ungewöhnliches
darstellen und dass sie in früheren Zeiten fast in jedem Jahr nachgewiesen wurden. In unserer
Zeit ist die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens auf etwa 60% herabgesunken. Wenn die
Eisheiligen ausbleiben, beschwert sich natürlich niemand, und wenn sie dann so markant wie
in diesem Monat auftreten - erst recht nach dem langen kalten Winter dieses Jahres - sind wir
auf sie überhaupt nicht gut zu sprechen. Wir sind diese lang anhaltende kalte Witterung
einfach leid, zumal diese überhaupt schwer einzuordnen ist in den Erwärmungstrend des
angekündigten Klimawandels. Nun wird die Durchschnittstemperatur des Mai sogar um satte
fünf Grad unterschritten. Droht vielleicht doch eher eine neue Eiszeit?
Ich bleibe bei meinem Nein. Die Kälteperiode Mitte Mai bleibt ein typisches
Wetterphänomen, das - wie gesagt - in früheren Jahrhunderten sogar regelmäßig stattfand.
Heute bleiben jedoch derartige Kälterückfälle in zwei von fünf Jahren aus. Die Eisheiligen der
hinter uns liegenden Woche sind markante Zeugnisse einer historischen, aber schon recht
genauen Wetterbeobachtung: So enden die Eisheiligen in Norddeutschland am 13. Mai, im
Süden unserer Republik aber erst am 14. oder 15. Mai. Der Grund: Die oftmals aus der Arktis
stammende Luft braucht mindestens einen Tag, um von der Küste zu den Alpen zu gelangen.
Zum Schluss möchte ich Ihnen heute jene Eisheiligen einmal etwas persönlicher vorstellen.
Mamertus ( um 477 in Vienne, Gallien) war Bischof und wird in der katholischen Kirche als
Heiliger verehrt. Mamertus entstammte einer wohlhabenden gallorömischen Familie aus
Lyon. Er wurde 461 Erzbischof von Vienne, wo er auch verstarb. Er führte die Bittprozession
vor Himmelfahrt ein.
Während seiner Amtszeit gebot er der Überlieferung nach durch Beten einer furchtbaren
Feuersbrunst Einhalt, die die ganze Stadt zu zerstören drohte und soll auch andere Wunder
und Heilungen bewirkt haben.
In der Kunst wird er im Ornat eines Bischofs dargestellt, mit einem brennenden Licht zu
Füßen des Kreuzes. Er ist der Patron der Hirten und der Feuerwehr und wird bei Dürre, Fieber
und Brusterkrankungen angerufen.
Sein Gedenktag ist der 11. Mai. In Deutschland (vor allem Norddeutschland) wird er zu den
Eisheiligen gezählt.
Pankratius, 12. Mai: Um das Jahr 303 kam der verwaiste Sohn eines reichen Römers mit
seinem Onkel nach Rom und unterstützte der Legende nach mit seinem Erbe die verfolgten
Christen. Der 14-jährige wurde erwischt, vor Kaiser Diokletian gebracht und öffentlich
enthauptet. Der Heilige gilt als Schutzpatron der Kommunionkinder sowie gegen Krämpfe
und Kopfschmerzen.
Servatius, 13.Mai: Er war der erste Bischof von Tongern in den heutigen Niederlanden. Nach
unterschiedlichen Legenden wurde er am 13. Mai 384 mit einem Holzschuh erschlagen. Sein
Grab befindet sich in Maastricht an der Straße nach Köln. Er war im Übrigen noch entfernt
verwandt mit Jesus. Marias Mutter Anna hatte nämlich eine Schwester namens Esmeria,
deren Tochter Elisabeth die Mutter von Johannes dem Täufer war - somit die Großtante von
Servatius.
Bonifatius, 14. Mai: Es handelt sich nicht um den berühmten Heidenapostel der Deutschen,
sondern um einen jungen Römer, der eigentlich gar kein Christ war. Er suchte in Tarsus
(Türkei) nach den Reliquien christlicher Märtyrer. Unter dem Druck der Christenverfolgung
bekehrte er sich und fiel ihr im Jahre 306 selbst zum Opfer.
Sophie, 15. Mai: Sie gilt nur in Süddeutschland als Eisheilige. Man weiß nur wenig über sie.
Auch sie soll während der Christenverfolgungen durch Kaiser Diokletian den Märtyrertod
erlitten haben. Reliquien der Heiligen werden sowohl in Rom als auch im Elsass verehrt.
Nach ihr ist das Sophienkraut benannt, auch als Besenrauke bekannt.
Bei den Datumsangaben der Eisheiligentage muss berücksichtigt werden, dass Papst Gregor
XIII. den gregorianischen Kalender zwar schon 1582 einführte, dass er jedoch in den
nichtkatholischen Gebieten Nord- und Mitteleuropas erst zwischen 1700 und 1752
flächendeckend auf die neue Zeitrechnung umgestellt wurde. Bei dieser Umstellung wurde z.
B. in England der September 1752 um 11 Tage verkürzt (auf den 2. September folgte
unmittelbar der 14.). Da die Eisheiligen, wie alle anderen Heiligen, im Kalender unverändert
stehen geblieben sind, finden sie nach altem Kalender also eigentlich erst 11-12 Tage später
statt, also vom 23. Mai bis 27. Mai. Diese Überlegung trifft natürlich nur zu, wenn die Regel
vor Einführung der Kalenderreform aufgestellt wurde. Tatsächlich sind wetterstatistisch die
Tage mit häufiger N/NO-Wetterlage, die Kaltluft bringt, vom 21. Mai bis 23. Mai, also 9
Tage später. Das lässt auf eine Entstehung der Wetterregel 2-3 Jahrhunderte vor der
Kalenderreform schließen.
Ganz zum Schluss noch ein paar Eisheiligen- Regeln:
Pankraz, Servaz, Bonifaz
machen erst dem Sommer Platz.
Vor Bonifaz kein Sommer,
nach der Sophie kein Frost.
Vor Nachtfrost du nie sicher bist,
bis Sophie vorüber ist.
Servaz muss vorüber sein,
will man vor Nachtfrost sicher sein.
Pankrazi, Servazi und Bonifazi, sind drei frostige Bazi.
Und zum Schluss fehlt nie, die Kalte Sophie.
Pankraz und Servaz sind zwei böse Brüder,
was der Frühling gebracht, zerstören sie wieder.
Pflanze nie vor der Kalten Sophie.
Mamerz hat ein kaltes Herz. Die kalte Sophie macht alles hie.
Sie bringt zum Schluss ganz gern noch einen Regenguss.
Klimaänderungen ? - Hitzesommer 2003
Seit Beginn der Industrialisierung in der Mitte des 18. Jahrhunderts ist eine stetige Zunahme
der "treibhauseffekt- relevanten Spurengase" zu beobachten. Allein die KohlendioxidKonzentration stieg von 2,8 Hundertstel Volumenprozent im Jahre 1750 auf 3,7 Hundertstel
Volumenprozent heute und liegt damit 40% über dem damaligen Wert. Eine ähnliche
Zunahme der Konzentration ist auch bei anderen Spurengasen zu verzeichnen. Es liegt also
nahe, dass es auf der Erde wärmer werden muss. Tatsächlich konnte man nachweisen, dass
etwa 0,6 bis 1 Grad der beobachteten Erderwärmung mit Sicherheit auf menschliche
Aktivitäten zurückzuführen ist. Damit bewegt uns die Frage sehr, wie es wohl mit den
klimarelevanten Spurengasen künftig weitergehen wird. Da man diesbezüglich keine
verlässlichen Prognosen erstellen kann, verwendet man verschiedene Denkmodelle, so
genannte "Szenarien". Diese enthalten Annahmen über den zukünftigen sozioökonomischen
Wandel. Dazu gehören die Entwicklung der Weltbevölkerung, ihr Lebensstandard und ihre
Technologien und damit ihr Energiebedarf und insbesondere auch der Einsatz von
alternativen Energien.
Inzwischen hat sich der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) auf vier
"Markerszenarien" geeinigt. Das zu ihnen gehörende Szenario A1B zum Beispiel beschreibt
eine künftige Welt mit raschem Wirtschaftswachstum, einer Trendumkehr in der
Weltbevölkerungszahl, schneller Einführung neuer und effizienter Technologien, einem
Ausgleich regionaler Unterschiede in Lebensstandard und Einkommen und ausgeglichener
Nutzung aller Energieträger. Ein solches Szenario kann man dann zur Steuerung eines
Klimamodells benutzen und damit das Klima unter den Bedingungen des betreffenden
Szenariums berechnen. Ein Klimamodell ist - sehr vereinfacht ausgedrückt - ein System von
physikalischen, teilweise auch chemischen und biologischen Gleichungen, mit dessen Hilfe
man die klimatischen Vorgänge an den Maschepunkten eines über die Erde gespannten
imaginären Gitters berechnen kann. So kommt man zu Aussagen über die künftige
Entwicklung von Temperaturen, Niederschlägen, Schneegrenzen, Gletschern und die Höhe
des Meeresspiegels. Die Berechnungen deuten zum Beispiel auch darauf hin, dass künftig
extreme Wettererscheinungen häufiger auftreten könnten.
Zum Schluss möchte ich deshalb an ein solches Extremwetter hier in Deutschland und Europa
erinnern, und zwar an den Hitzesommer 2003. Damals begann bereits der Frühsommer mit
Wärmerekorden. So lag die Mitteltemperatur des Junis mit 19,1 Grad vier Grad über dem
Normalwert. Es war der wärmste Juni seit dem Jahre 1901. Das heiße, sonnige und zu
trockene Wetter setzte sich im Juli und August fort. Das Thermometer kletterte im Raume
Nürnberg am 8. August auf 40 Grad C. Im Oberrheingebiet wurde 54 Tage mit über 30 Grad
registriert und 84 Sommertage mit über 25 Grad. Die Niederschläge erreichten landesweit nur
30% der langjährigen Mittelwerte.
Jene Hitzewelle 2003 wütete in fast ganz Europa, am extremsten in Südfrankreich. Frankreich
hatte 14 000 Hitzeopfer zu beklagen. In Portugal wurden durch Brände 40% des
Waldbestandes vernichtet. Die Donau führte so wenig Wasser, dass Schiffe zum Vorschein
kamen, die im 2. Weltkrieg versenkt worden waren. Damals wurden uns weitere derartige
Hitzesommer prophezeit, die jedoch bislang ausblieben. Vielleicht war diese extreme
Witterung ja doch nur ein Einzelfall, ein sog. Ausreißer, also noch kein Hinweis auf eine
bevorstehende Klimaänderung in Deutschland.
Der Schmetterlings-Effekt
Als wir über die fehlenden Kondensstreifen anlässlich des Flugverbots und die damit
verbundenen Auswirkungen auf unser Wetter diskutierten, wies ich darauf hin, dass bereits
eine kleine Änderung in der Ausgangslage der Wetterbedingungen, wie zum Beispiel die sich
bisweilen zu Wolken auswachsenden Kondensstreifen von Flugzeugen, zu großräumigen
Änderungen einer vorhergesagten Wetterlage führen können. Man kennt jenes Phänomen
unter dem Begriff "Schmetterlingseffekt", der 1963 von dem Meteorologen Edward Lorenz
geprägt wurde. Der stellte nämlich fest, dass in einer damals noch sehr einfachen
Wettersimulation das Geschehen einen völlig anderen Verlauf nahm, wenn man die
Ausgangsbedingungen auch nur ein winziges Bisschen veränderte. Um eine möglichst extrem
kleine Veränderung im realen Wettergeschehen zu benennen, wählte er den Flügelschlag
einer Möwe als Beispiel. Das war die Geburtsstunde der so genannten "Chaostheorie". Später
bürgerte sich dann der Schmetterling als Vergleich ein, vielleicht auch deshalb, weil die
mathematische Struktur, die dieses Chaos beschreibt, ein so genannter Attraktor, entfernt an
einen Schmetterling erinnert.
Inzwischen sind die Wettersimulationen erheblich komplexer, aber dass das Wetter ein
chaotisches System ist, bestätigt sich immer wieder. In Simulationen und Prognosen gehen
wir immer nur von einzelnen Daten an endlich vielen Punkten auf der Erde aus - und mit
denen ist das Wetter nicht mehr als rund fünf Tage im Voraus zu bestimmen. Die kleinste
Abweichung beim Ausgangszustand potenziert sich, je weiter man in die Zukunft rechnet,
was eine große Auswirkung auf das Vorhersageergebnis hat.
Die Vorgänge beim Wetter laufen bekanntlich nach physikalischen Gesetzen ab. Nur deshalb
ist es überhaupt möglich, Wetterentwicklungen vorherzusagen. Das Wetter unterliegt jedoch
dem Gesetz der Strömungen. Turbulenzen darin werden zu einem Stück unberechenbarer
Natur. Sie entwickeln sich wie gesagt "chaotisch". Somit sind bis heute Wetterprognosen über
vier Tage hinaus noch immer relativ unsicher, da jede Ausgangswetterlage in ihrem
Anfangszustand datenmäßig nicht genau genug bekannt ist, also angefüllt ist mit sog. "sensitiven Bereichen", in denen kleinste Veränderungen zu völlig anderen Endresultaten führen
können. Und das Vertrackte bei Chaoseffekten ist, dass man für eine Verdopplung der
Vorhersagezeit nicht die doppelte Anzahl von Vorhersagepunkten benötigt, sondern ein
Vielfaches davon.
Die chaotische Entwicklung bei Wetterphänomenen ist zwar bis heute unumstritten, doch
auch die Turbulenz weist - soviel wurde inzwischen erkannt - Gesetzmäßigkeiten auf, die sie
dem Chaos verdankt. In Experimenten hat sich gezeigt, dass die so unregelmäßig
erscheinenden Wirbel einer turbulenten Strömung dennoch bestimmte Formen überraschend
deutlich bevorzugen und dass man ihre Eigenschaften durch geeignete Mittelwerte
kennzeichnen kann. Gerade die chaotischen Bahnen sind es, auf deren Mittelwerte Verlass ist.
Es sind also immer die Anfangszustände, die den Verlauf einer chaotischen Entwicklung
bestimmen, die - zum Glück - in ihrer weiteren Entwicklung dennoch zu recht verlässlichen
Mittelwerten führen. Aber diese helfen bei einer Wetterprognose für mehrere Tage wenig.
Hier will man ja wissen, wie sich das Wetter an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten
Zeit entwickelt. Um dies genau vorher zu sagen, müsste man den Anfangszustand der
Atmosphäre vor der Prognose so genau kennen, dass die weitere Entwicklung nach drei
Tagen nicht mehr aus dem Ruder läuft. Denn der noch so kleinste nicht berücksichtigte
Parameter im Anfangszustand kann eine Computervorhersage zu ganz anderen Ergebnissen
führen.
Man sollte den Schmetterlingseffekt allerdings nicht allzu wörtlich nehmen und eher als eine
Metapher begreifen. Bei den Auswirkungen der Kondensstreifen, die bei den
Anfangsparametern einer Wetterprognose wohl nicht berücksichtigt werden können, bin ich
mir da nicht so sicher, weil diese mit Sicherheit größere wettermäßige Effektivität besitzen,
wenn sie sich zu Wolkenformationen auswachsen. Jedoch könnte wohl kein Meteorologe eine
Kausalkette angeben, wie sich dieser Effekt so vergrößert, dass er tatsächlich einen Sturm
auslöst- noch dazu mehrere tausend Kilometer entfernt. So wird wohl jeder Kondensstreifen
mehr vom Wetter beeinflusst als das Wetter von einem Kondensstreifen.
Stopp für unsere Hochgeschwindigkeitsgesellschaft
Kein Jet mehr am Himmel! Keine Kondensstreifen
Hat dies Auswirkungen auf unser Wetter? Ja, vor allem bei klarem Himmel. Die
Kondensstreifen hindern als künstlich generierte Wolken tagsüber die Sonne daran, ihre volle
Strahlungskraft zum Boden durchzusetzen. Bei klarem Himmel wird es somit etwas wärmer.
In der klaren Nacht ist es umgekehrt: Die fehlenden Kondensstreifen sorgen dafür, dass der
Erdboden seine Wärme ungehindert abstrahlen kann. Es wird somit nachts etwas kälter als bei
vorhandenen Kondensstreifen.
Bei der Diskussion um den vom Menschen mit verursachten Klimawandel kommt meines
Erachtens der weltweit zunehmende Flugverkehr stets zu kurz. Ich will jetzt gar nicht auf die
immensen Mengen von CO² in den Abgasen eingehen, die in wenigen Tagen durch die
Jetstreams um den gesamten Globus verfrachtet werden. Bleiben wir bei den erwähnten
Kondensstreifen. Diese können sich ausweiten und zu regelrechten Wolken werden und das
Sonnenlicht abschwächen, denn Kondensstreifen sind ja im Prinzip Wolken. Sie gleichen in
ihrer Struktur den Zirruswolken, die sich in Höhen zwischen 6 und 10 Kilometern bilden.
Dort oben herrschen Temperaturen um minus 40 Grad, so dass der Wasserdampf in den
Abgasen von Düsenflugzeugen unmittelbar zu Eiskristallen gefriert. Die dazu nötigen
Kondensationskeime liefert der Jet in Gestalt von feinen Russpartikeln gleich mit.
Dadurch wird ein Flugzeug für uns erst sichtbar, das sonst nur ein winziger Punkt am Himmel
wäre. Normalerweise lösen sich Kondensstreifen schnell wieder auf - ihre Lebensdauer
beträgt meist nicht mehr als ein paar Minuten. Wenn allerdings die Luft in dieser Höhe mit
Feuchtigkeit schon fast gesättigt ist, bleiben die Kondensstreifen länger bestehen. Sie gehen in
die Breite und sind als feine Schlieren am Himmel sichtbar. Langlebige Streifen sind also ein
Zeichen für hohe Luftfeuchtigkeit und damit in gewisser Weise auch ein Zeichen für eine
bevorstehende Wetterverschlechterung.
Die Wasserdampfmenge, die ein Flugzeug ausstößt, ist allerdings gering im Vergleich zu
dem, was eine normale Wolke an Wasser enthält. Trotzdem können die Flugzeugabgase zur
Wolkenbildung beitragen. Die Partikel, die aus dem Triebwerk strömen, können nämlich auch
den schon vorhandenen Wasserdampf zum Kondensieren bringen. So kann aus einem
schmalen Kondensstreifen eine regelrechte Wolke entstehen, die eine recht große Fläche
überstreicht. Inzwischen ist längst nachgewiesen worden, dass es in den großen
Flugkorridoren tatsächlich einen höheren Grad an Bewölkung gibt. Der Mensch verändert
somit gebietsweise die Strahlungsbilanz der Sonne durch den Flugverkehr, was
Auswirkungen auf Wettererscheinungen haben kann. Manchmal nimmt das Wettergeschehen
nämlich einen ganz anderen Verlauf, wenn die Ausgangsbedingungen nur ein bisschen
verändert werden. Wenn dies nach der "Chaostheorie" bereits durch den Flügelschlag einer
Möwe oder sogar vielleicht bereits durch den eines Schmetterlings bewirkt werden kann,
dann doch wohl erst recht durch einen sich zur Wolke auswachsenden Kondensstreifen.
Galileo - Thermometer
Der Physiker Galileo Galilei (1564-1642) stellte fest, dass sich bei verschiedenen
Temperaturen die Dichte von Flüssigkeiten verändert. Auf diesem Prinzip sind die ihm zu
Ehren benannten Galileo-Thermometer aufgebaut.
Das Thermometer besteht aus einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Glaszylinder. In der
Flüssigkeit schwimmen oder schweben mehrere kugelförmige Glaskörper. Die Flüssigkeit des
Glaszylinders reagiert auf Änderungen der Temperatur mit Änderung der Dichte. Steigt die
Temperatur, verringert sich die Dichte der Flüssigkeit. Somit nimmt der Auftrieb der
Glaskörper ab. Schwebende Glaskörper sinken herab, schwimmende Glaskörper beginnen zu
schweben. Ein Glaskörper schwebt, wenn sein Gewicht genau so groß ist wie das der durch
ihn verdrängten Flüssigkeitsmenge. Die Gewichte der Glaskörper sind auf die
temperaturabhängigen Dichteänderungen der Flüssigkeit so abgestimmt, dass jeweils die
untere der oben schwimmenden Glaskugeln die aktuelle Temperatur anzeigt. Die Herstellung
dieses Instrumentes ist äußerst aufwendig. Jede Glaskugel wird genau kalibriert. Die
Gewichtsdifferenz von Kugel zu Kugel beträgt normalerweise etwa 1 bis 2 tausendstel
Gramm.
Für gewöhnlich befinden sich fünf bis zehn Glaskörper in Kugelform im Zylinder. Der
Messbereich beträgt üblicherweise 18 °C bis 28 °C. Die Kugeln teilen den Messbereich
entweder in Abstände von 1 °C oder 2 °C auf. Damit lassen sich Temperaturänderungen
zwischen 0,5 und 1 Grad ablesen.
Nochmals: Die Temperatur wird von jener Kugel abgelesen, die von der oben schwimmenden
Gruppe die unterste ist. Wenn sich zum Beispiel drei Glaskörper, 28 ºC (obere Kugel), 26 ºC
(mittlere) und 24 ºC (untere Kugel) oben befinden, ist es 24 ºC warm. Würde aber die Kugel
mit z.B. 24 ºC zwischen der oberen und unteren Gruppe berührungslos schweben, wären es
etwa 25 ºC. Würde die Kugel mit 26 ºC schweben, wären es etwa 27 ºC, usw. Die
Temperaturangaben - so meine langjährige Erfahrungen mit einem XL* Galileo Thermometer
- sind äußerst präzise und können sich mit jedem herkömmlichen Qualitäts- Thermometer
messen. Es kann auch vorkommen, dass Kugeln sich untereinander verhängen und nicht
aufsteigen oder (seltener) absteigen können. In diesem Fall muss das Thermometer nur etwas
mit den Fingern angeklopft werden.
Die Zusammensetzung der Flüssigkeit wird in der Regel nicht bekannt gegeben, besteht aber
im Allgemeinen aus verschiedenen Ölen, also Kohlenwasserstoffen. Sie ist weder giftig noch
aggressiv. Wenn ein solches Thermometer zerbricht, reinigen Sie sofort die betreffenden
Stellen mit Wasser, da sonst Flecken zurück bleiben können. Falls die Flüssigkeit mit der
Haut in Kontakt kommt, spülen Sie diese einfach mit Wasser und Seife ab. Die Flüssigkeit
innerhalb einer Glaskugel kann gefärbtes Wasser sein oder Alkohol enthalten.
Das Thermometer ist natürlich leicht träge, weil die Flüssigkeitstemperatur nur langsam den
Änderungen der Lufttemperatur folgt. Verschiedene Hersteller bieten diese Thermometer als
Zimmerdekoration an.
* Ein XL Galileo- Thermometer mit einer Länge von 65 cm besitzt 11 Glaskugeln für den
Messbereich von 18 bis 28 Grad C. Damit lassen sich Temperaturänderungen von 0,5 Grad
beobachten.
Unser großer Luft- Ozean (1)
Wetter ist das, was wir jeden Tag erleben. Klima ist die Summe aller Witterungsverläufe über
eine bestimmte Zeitspanne, und zwar entweder für eine bestimmte Region oder für unseren
Planeten als ganzes. Dies alles wird in unserer Erdatmosphäre hervorgerufen.
DIE ATMOSPHÄRE UNTERGLIEDERT SICH in vier verschiedene Schichten. Jene
unterscheiden sich durch ihre jeweilige Temperatur und die Richtung ihres
Temperaturverlaufs. Der unterste Bereich der Atmosphäre heißt Troposphäre. Ihr Name
bedeutet "Sphäre, in der umgewendet wird". Sie hat diesen Namen erhalten, weil die vertikale
Durchmischung der Luft für sie charakteristisch ist. Die Troposphäre reicht durchschnittlich
bis in 12 km über der Erdoberfläche. Sie enthält bereits 80 % aller atmosphärischen Gase.
Dabei ist nur ihr unteres Drittel, das schon die Hälfte aller Gase in der Atmosphäre enthält,
der Teil, den wir atmen können.
Das Entscheidende an der Troposphäre ist, dass ihr Temperaturverlauf "auf dem Kopf steht":
An der Erdoberfläche ist sie am wärmsten und nach oben kühlt sie sich um 6,5°C pro
Kilometer Höhenunterschied ab. Man könnte ja erwarten, dass die Luft dort am wärmsten ist,
wo sie der Sonne am nächsten kommt. Aber so ist es nun mal nicht, und gerade deswegen
wird die gründliche Durchmischung der Troposphäre hervorgerufen. Schließlich steigt warme
Luft nach oben.
Die Troposphäre besitzt noch eine Besonderheit, deren sich viele Menschen gar nicht bewusst
sind: Sie ist der einzige Bereich der Atmosphäre, dessen durch den Äquator getrennte
nördliche und südliche Hälften sich kaum durchmischen. Die Bewohner der Südhalbkugel
leiden somit unter weniger Luftverschmutzung als die Menschen auf der stärker bevölkerten
Nordhalbkugel. Der Blick zum Horizont und zum Sternenhimmel ist auf der Südhalbkugel
weniger eingeschränkt als in der nördlichen Hemisphäre. (!)
Die Tropopause trennt die Troposphäre von der darüber liegenden Stratosphäre. Im Gegensatz
zur Troposphäre wird die Stratosphäre mit zunehmender Höhe immer wärmer. Das liegt am
Ozongehalt der oberen Stratosphäre. Ozon fängt die Energie des ultravioletten Lichtes ein und
strahlt sie als Hitze wieder ab. Da sie nicht von aufsteigender warmer Luft durchmischt wird,
ist die Stratosphäre deutlich geschichtet und starke Winde zirkulieren darin.
Etwa 50 km über der Erdoberfläche folgt die Mesosphäre. Sie ist mit - 90° C der kälteste
Bereich der Gesamtatmosphäre. Darüber schließt sich noch die letzte Schicht der Atmosphäre
an, bestehend aus einem sehr dünnen Gas. Man nennt sie Thermosphäre. Dort können
Temperaturen von 1000°C erreicht werden, aber weil die Gase so hauchfein verteilt sind, ist
jene Temperatur nicht echt fühlbar.
UNSER GROßER LUFTOZEAN setzt sich zu 78 % aus Stickstoff, zu 20,9 % aus Sauerstoff
und zu 0,9 % aus Argon zusammen. Diese drei Gase machen über 99,95 % der Luft aus, die
wir atmen. Hinzu kommt, dass diese Luft Wasserdampf aufnehmen kann. Aber diese
Fähigkeit hängt von ihrer Temperatur ab. Je höher sie ist, desto mehr Wasserdampf kann
darin enthalten sein. Im Durchschnitt besteht das, was wir bei 25 Grad einatmen, zu 3 % aus
Wasserdampf.
Dürfen wir nun das verbleibende Zwanzigstel von einem Prozent, das sich noch in den
erwähnten Gasen der Atmosphäre befindet, vernachlässigen oder einfach unter den Tisch
fallen lassen? Nehmen wir zum Beispiel das Ozon. Seine Moleküle setzen sich aus drei
Sauerstoffatomen zusammen. Diese sind selbst im Rahmen dieser winzigen Minderheit von
"Spurengasen" ziemlich selten. Ozon macht nur zehn von einer Million Molekülen aus, die in
den Strömungen unseres Luftozeans umgewälzt werden. Jedoch ohne den Schutzeffekt jener
zehn Moleküle pro Million würden wir bald erblinden, an Krebs sterben oder eine ganze
Reihe anderer Probleme bekommen.
Ebenso wichtig für unser Fortbestehen sind die Treibhausgase, von denen CO2 das häufigste
ist. Weniger als vier von 10.000 Molekülen in unserer Atmosphäre sind davon vorhanden,
doch spielt dieses Gas eine entscheidende Rolle dabei, uns vor dem Erfrieren zu schützen, und
gerade weil es so rar ist, genauso vor einer Überhitzung zu bewahren. (623 Wörter)
Unser großer Luft- Ozean (2)
TREIBHAUSGASE haben eine große Macht über die Temperaturverhältnisse auf einem
Planeten. Die Atmosphäre der Venus besteht zu 98 % aus CO2. Ihre Oberflächentemperatur
beträgt ca. 470° C. Sollte Kohlendioxid einmal einen Anteil von nur 1 % in unserer
Atmosphäre erreichen, würde die Oberflächentemperatur der Erde nahe an den Siedepunkt
kommen. CO2 ist das häufigste der Spuren- oder Treibhausgase auf unserem Planeten. Es
entsteht, wenn wir etwas verbrennen oder wenn etwas sich zersetzt.
Seit den fünfziger Jahren des vorigen Jahrhunderts hat der Wissenschaftler Charles Keeling
regelmäßig den Mount Mauna Loa auf Hawaii bestiegen, um dort möglichst ohne irgendeine
Verfälschung die CO2- Konzentration in der Atmosphäre zu messen. Aus seinen Werten
entwickelte er eine grafische Darstellung, die Keeling -Kurve. In ihr kann man entdecken,
dass unser Planet "atmet". In jedem Frühling auf der Nordhalbkugel, wenn die sprießenden
Pflanzen unserer Lufthülle CO2 entziehen, beginnt das große Einatmen unserer Erde. Die
CO2 - Konzentration geht zurück. Wenn dann im Herbst die Zersetzung CO2 erzeugt, kommt
es zum "Ausatmen", das die Luft wieder mit CO2 anreichert.
KEELING ENTDECKTE aber noch etwas anderes: dass nach jedem Ausatmen ein bisschen
mehr CO2 in der Erdatmosphäre war als bei dem davor. Jene kleinen Spitzen in der Keeling Kurve sind ein Hinweis darauf, dass der CO2 - Gehalt unserer Atmosphäre langsam, aber
stetig und regelmäßig ansteigt. Wenn man den Verlauf der stetig ansteigenden Kurve in die
Zukunft verlängert, könnten wir im 21. Jahrhundert eine Verdopplung des bisherigen CO2Gehalts erleben. Wir hätten dann einen Anstieg von drei Molekülen pro 10.000 Moleküle zu
Beginn dieses Jahrhunderts auf sechs pro 10.000 Moleküle am Ende des Jahrhunderts. Darin
steckt das Potenzial der Erwärmung unseres Planeten um drei Grad, evtl. auch noch darüber.
Als den Wissenschaftlern erstmals klar wurde, dass der CO2- Gehalt der Atmosphäre etwas
mit einer Klimabeeinflussung zu tun hat, entstand zunächst einmal eine große Verwirrung.
(Zitat) "Sie wussten, dass CO2 nur Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als rund zwölf
Mikrometern (ein menschliches Haar ist rund 70 Mikrometer dick) und dass schon eine kleine
Menge des Gases sämtliche Strahlung in diesem Bereich einfängt. ( ) Darüber hinaus ist das
Gas so selten, dass es unscheinbar schien, es könne das Klima eines ganzen Planeten ändern.
VIELE WISSENSCHAFTLER MACHTEN SICH DAMALS NICHT KLAR, dass, bei sehr
niedrigen Temperaturen - beispielsweise über den Polen und weit oben in der Atmosphäre -,
mehr Energie jener Wellenlängen unterwegs ist, die CO2 am effizientesten absorbiert. Noch
wichtiger war die Entdeckung, dass CO2 allein weniger für den Klimawandel verantwortlich
ist, sondern als Auslöser für das potenteste Treibhausgas, Wasserdampf, dient. Und zwar,
indem es die Atmosphäre nur ein wenig erwärmt, was es dieser aber ermöglicht, mehr
Feuchtigkeit aufzunehmen und zu speichern, die in der Folge die Atmosphäre weiter aufheizt.
So kommt es zu einer positiven Rückkopplungsschleife, die die Temperatur unseres Planeten
immer weiter in die Höhe schraubt. Wasserdampf ist zwar ein Treibhausgas, zugleich ist er
aber auch, was den Klimawandel angeht, ein großes Rätsel, denn er bildet Wolken, und
Wolken können sowohl Licht reflektieren als auch Wärme festhalten. Indem sie mehr Wärme
einsammeln als sie Licht reflektieren, tendieren hohe, dünne Wolken dazu, den Planeten
aufzuheizen, während tiefe, dicke Wolken das Gegenteil bewirken. Kein anderer einzelner
Faktor birgt mehr Unsicherheiten, was Vorhersagen des künftigen Klimawandels angeht".
("Wir Wettermacher", Tim Flannery, S. 49/50). Zitat Ende
DAS CO2 IN UNSERER ATMOSPHÄRE hat zwar noch einen verschwindend kleinen
Anteil und seine Kapazität, Wärmeenergie zu binden, ist nur gering, aber es hält sich sehr
lange dort oben. Rund 56 % von allem CO2, das Menschen durch Verbrennungsprozesse je
freigesetzt haben, sind noch über uns vorhanden, und sie sind direkt wie indirekt - die
Ursache für rund 80 % aller globalen Erwärmung. Ein uns stets bekannter Anteil von CO2
verbleibt somit sehr langfristig in unserer Atmosphäre. Wir kennen ihn und sind damit in der
Lage, wenn auch mit gerundeten Werten, ein Kohlenstoff-Budget für die Menschheit zu
berechnen. (647 Wörter)
Unser großer Luft- Ozean (3)
Die Temperaturen im Weltraum sind mit rund -270°C recht frisch. Unsere Sonne sorgt mit
ihrer Strahlung als Energielieferant jedoch dafür, dass auf unserer Erde keine eisigen
Weltraumtemperaturen herrschen. Sehr wichtig für unsere Lebensmöglichkeiten hier ist
jedoch die Tatsache, dass ein Gleichgewicht von Ein- und Ausstrahlung herrscht, denn
ansonsten würde unser Planet entweder immer heißer, bis er sich auflöst, oder immer kälter,
bis er als ein riesiger Schneeball enden würde.
WENN ES BEI UNS AN DER ERDOBERFLÄCHE ein reines Strahlungsgleichgewicht
gäbe, dann lässt sich theoretisch errechnen, dass unsere Erde eine durchschnittliche
Oberflächentemperatur von -18°C haben müsste. Das wäre für uns ein ziemlich
lebensfeindlicher Umstand. Die durchschnittliche Erdoberflächentemperatur beträgt jedoch
glücklicherweise +15°C und liegt damit 33 Grad
über dem Wert des reinen
Strahlungsgleichgewichts. Es sind genau diese 33 Grad, die man als den natürlichen
Treibhauseffekt bezeichnet. Und dieser schafft erst die Voraussetzungen für Leben, wie wir es
kennen. Über die dafür verantwortlichen Treibhausgase habe ich Ihnen bereits an dieser Stelle
berichtet. Zu CO2 und Ozon kommen aber noch andere hinzu: Das wichtigste ist der
Wasserdampf (damit hörte mein voriger Beitrag auf), dann noch das Lachgas oder DiStickstoffoxid (N2O), das Methan (CH4) und die ausschließlich von uns Menschen
produzierten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW). Sie alle haben die Eigenschaft, die
eingehende kurzwellige Sonnenstrahlung relativ ungehindert passieren zu lassen, langwellige
Strahlung, die von der Erde her kommt, jedoch zu absorbieren. Dabei erwärmen sie sich und
senden ihrerseits wieder langwellige Wärmestrahlung aus. Auf diese Weise kommen die
vorhin genannten 33 Grad zustande.
Für 21 der 33 Grad ist allein der Wasserdampf verantwortlich, für 7 Grad das Kohlendioxyd
und für die restlichen 5 Grad alle übrigen Gase. Wenn man sich in Erinnerung ruft, dass
unsere Atmosphäre zu über 99 % aus Stickstoff und Sauerstoff besteht, bleibt für die
restlichen Gase kein großer Anteil mehr übrig. Deshalb nennt man sie ja auch "Spurengase".
Trotz ihrer geringen Konzentration besitzen aber gerade jene Gase im energetisch wichtigen
Bereich des Spektrums eine große Emission und Absorption und sind deshalb für
Temperaturänderungen sehr von Bedeutung. Sie sind es, welche den Wärmestau von 33 Grad
auf unserer Erde bewirken. Man vergleicht ihn oft mit einem gläsernen Treibhaus, bei dem
das Glas die kurzwellige Sonneneinstrahlung zwar durchlässt, die langwellige
Wärmestrahlung aber zurückhält. Den Begriff "Treibhaus" sollte man jedoch nur als
Metapher verwenden, denn unsere Lufthülle hat schließlich kein Glasdach und ein
Lufttransport aus dem "Treibhaus" ist jederzeit möglich.
DER MENSCH - und das nennt man den anthropogenen Treibhauseffekt - verstärkt den
natürlichen Treibhauseffekt vor allem durch das Freisetzen großer CO2 - Mengen. Den
Beginn kann man etwa um 1800 zurzeit der Industriellen Revolution ansetzen. Dieses
Kohlendioxid hält sich über Jahrzehnte in der Atmosphäre. So hat sich seine Konzentration
von 0,028 % in der vorindustriellen Zeit auf 0,038 % heute erhöht. Die Ozeane haben
glücklicherweise gut 30 % unseres Kohlendioxids aufgenommen und damit verhindert, dass
die Konzentration in der Atmosphäre noch schneller steigt. Nachteil: Unsere Ozeane werden
dadurch immer sauerer (Kohlensäure), was z.B. die Korallen schädigt. Die Vegetation nimmt
ebenfalls eine Menge dieses Gases auf, denn die Pflanzen benötigen es zur Photosynthese,
ohne die wir keinen Sauerstoff zum Atmen hätten.
CO2 ist für das Leben auf der Erde also enorm wichtig. In den letzten 100 Jahren kann man
einen deutlichen Temperaturanstieg auf der Erde feststellen. Er deckt sich übrigens gut mit
einer Zunahme der Sonnenaktivität in jener Zeit. Zwischen 1940 und 1970 gingen die
Temperaturen wieder etwas zurück, vornehmlich durch den vermehrten Aerosoleintrag (Staub
oder Ruß) in unserer Atmosphäre. Danach stiegen die Temperaturen durch industrielle
Maßnahmen der Luftreinigung wieder an. Eine neuerliche Änderung der Sonnenintensität
konnte jedoch nicht nachgewiesen werden, und so gilt der Mensch für die Änderungen des
Klimas der letzten 30 Jahre als in erheblichem Maße (mit)verantwortlich. Die Wissenschaft
geht inzwischen von einer Wahrscheinlichkeit von über 90 % aus und derzeitige
Klimaprojektionen bestätigen den Fortgang dieser Entwicklung.
Der Weg zum Klimaschutz
Die Grenzen des Wachstums
Im Jahre 1972 erschütterte der Bericht "Die Grenzen des Wachstums" (engl. Originaltitel:
The Limits to Growth) die Welt. Dennis L. Meadows, Chef des "Club of Rome", verfasste
dieses computersimulierte Drehbuch aufgrund von aktuellen Daten über den Zustand und die
Zukunft der Welt.
Bis heute sind von diesem Buch über 30 Millionen Exemplare in 30 Sprachen verkauft
worden. 1973 wurde der "Club of Rome" dafür mit dem Friedenspreis des Deutschen
Buchhandels ausgezeichnet. Seine Schlussfolgerung: Die Menschen fressen sich im direkten
Wortsinn selbst auf. Zwar sind einige Vorhersagen Meadow´ inzwischen widerlegt, seine
Forderung nach strikter Familienplanung vor allem in so genannten Dritte-Welt-Ländern
sehr umstritten. Aber, so sagt der Wissenschaftler in einem Interview mit dem Magazin "Der
Spiegel" im November 2011:
"Bei der Fördermenge von Erdöl ist der Wendepunkt seit 2006 erreicht... Es ist völlig
undenkbar, dass Solar- und Windenergie das Öl ersetzen werden. Öl macht die große
Mehrheit unseres Transportsystems aus. Bei der Nahrungsmittelproduktion pro Kopf ... ist
der Höhepunkt in den 1990er Jahren überschritten ... Die Situation ist eher dramatischer
geworden, wir wollen diesen schleichenden Prozess nur nicht wahrhaben".
2007 legte die von der UN eingesetzte Klimakommission (IPCC) ihren Klimabericht vor.
Auch dem wurden massive Fehler nachgewiesen. Die Kernfrage bleibt: Ist das Klima von
Menschenhand manipuliert oder befinden wir uns in einer natürlichen , erdgeschichtlichen
Phase - sozusagen zwischen zwei Eiszeiten. Dass wir Menschen unsere Umwelt auf viele Art
zerstören, Stichworte sind Vermüllung und Verseuchung der Meere, Abholzung von
Regenwäldern, Ausbeutung von Rohstoffen etc., daran zweifelt niemand.
Nach den Explosionen von Tschernobyl und Fukushima wurde die Energiedebatte weltweit
immer dringlicher geführt. 2007 hat das Bundeskabinett die Reduktion von Treibhausgasen
um 40% bis 2020 beschlossen.
Nach dem politisch gewollten Ausstieg aus der Atomenergie wurde die Suche nach
alternativer Energie vorrangig behandelt und mit staatlicher Subventionierung vorangetrieben
(Erneuerbares Energiegesetz, EEG). Damit wurde die eigentlich sinnvolle Suche nach
neuen Energieformen auch zu einem Spekulationsobjekt für Investoren.
Jeder Steuerzahler finanziert die Förderung von Wind-, Solar-, Wasser-, Bio-Energie
und anderen, unabhängig davon, wie aussichtsreich oder effektiv diese neuen Energien
genutzt werden können. Im Bereich Solarenergie hat die Bundesregierung die
Förderung bereits zurückgefahren.
Quellenangabe: Ostfriesland Magazin 6/2012 - Seite 99
Hiobsbotschaften
Die Überentwicklung
Ich zitiere:
"... Wie die Weltgesellschaft sich auf spektakuläre Weise selbst ans Ende ihrer Möglichkeiten
bringt, können wir an der Klimakrise demonstrieren. Sie stellt ein besonderes (und besonders
gravierendes) Krisenphänomen dar, das eng mit älteren wie dem Bevölkerungswachstum ,
der globalen Ernährungskrise, der Verschmutzung und Belastung der Umwelt und der
Vergeudung von Ressourcen zusammenhängt. Die Klimakrise verstärkt diese
Stressfaktoren und weist mit ihnen wiederum eine strukturelle Gemeinsamkeit auf, die man
in einem Wort zusammenfassen kann: Überentwicklung. Die Kombination der einzelnen
Krisen führt zu einer Metakrise, zur Infragestellung des komplexen Zusammenwirkens aller
Teilsysteme und damit zur Gefahr eines Systemzusammenbruchs, der nur durch
entschlossenes Gegensteuern abzuwenden ist. Das wird nicht erst seit der Finanzkrise vertagt,
der Klimawandel hatte in der Wahrnehmung der Entscheidungseliten schon vorher keine
'systemische Relevanz'.
Klimatische Veränderungen begleiten die gesamte Erdgeschichte, häufig in dramatischer
Weise und mit katastrophalen Folgen. Klimastabilität gibt es ebenso wenig wie eine
freundliche Natur. Und das Klima ist etwas anderes als das Wetter, dessen
Launenhaftigkeit ein beliebtes Konversationsthema ist und manche, etwa nach einem
(gefühlt) kühlen Sommer oder einem langen Winter, nicht an den langfristigen Wandel
des Klimas glauben lässt. Wenn heute vom Klimawandel die Rede ist, meint man die
Folgen der anthropogenen (vom Menschen gemachten) globalen Erwärmung und deren
abrupten und ungewöhnlich steilen Anstieg seit den 1970er Jahren. Hauptursachen dafür sind
die Verbrennung fossiler Rohstoffe, großflächige Entwaldungen und veränderte Nutzungen in
der Landwirtschaft seit dem Beginn der Industrialisierung.
Treibhauseffekt nennt man die Erwärmung der Oberflächentemperatur der Erde durch
strahlungsaktive Gase. (...) Die Konzentration von Kohlendioxyd und Methan in der
Atmosphäre liegt höher als jeder Wert in den vergangenen 650 000 Jahren. Die historische
Erwärmung steht außer jedem Zweifel. Sie lässt sich am Anstieg der globalen mittleren
Temperaturen der Bodenluft und Ozeane, am ausgedehnten Abschmelzen von Eis und Schnee
und am Anstieg des mittleren globalen Meeresspiegels messen. Jahresdurchschnittstemperaturen werden seit 1850 aufgezeichnet; und es kann kaum Zufall sein, dass die
elf der zwölf wärmsten Jahre seither in die Zeitspanne von 1995 bis 2007 fallen. (...)
Hiobsbotschaften werden nie gerne entgegen genommen,
und man hat die Erkenntnisse der Klimaforschung lange als Spekulation oder
interessengeleitete Übertreibung, wenn nicht gar als grün- ökologisches Komplott abgetan.
In der öffentlichen Diskussion wird meist übersehen, dass die Klimaforscher auf der
Basis bereits gemessener Evidenz über Temperatur- und Meeresspiegelanstiege oder das
Ausmaß des Gletscherschwundes argumentieren und ihre Messmethoden und die
Datenbasis ständig erweitern und verfeinern. Modelle, Prognosen und Annahmen bilden
die Grundlage für wissenschaftliche Erkenntnisse über und Warnungen vor den Folgen
des weiteren Anstiegs der Durchschnittstemperatur der erdnahen Atmosphäre und der
Meere.
Sie gibt es bereits seit gut 20 Jahren, und auch hier erhärtet sich die Evidenz mit zunehmender
Präzision zu einem fast vollständigen Konsens in der wissenschaftlichen Gemeinschaft und
Politikberatung. Die regelmäßigen Sachstands- Berichte des UN- Weltklimarates (IPCC),
die beides auf neuartige Weise kombinieren, haben dazu beigetragen, dass der anthropogene
Klimawandel und seine Folgen die öffentliche Debatte erreicht haben, wenigstens zeitweise.
(...)
Die ungleiche Verteilung der Auswirkungen:
Unterschiedliche Regionen, Länder und Bevölkerungsgruppen werden unterschiedlich schwer
von Klimafolgen betroffen. Die ärmsten Länder, die am wenigsten zum Klimawandel
beigetragen haben, sind häufig überdurchschnittlich stark betroffen und am wenigsten
imstande, sich vor seinen Folgen zu schützen. (...) Insgesamt birgt die Ungleichverteilung der
sozialen und ökonomischen Folgen der Klimaerwärmung gravierende Konfliktpotentiale in
sich. ..." (Zitat Ende)
Zitiert aus dem Buch:
"Das Ende der Welt, wie wir sie kannten" von Claus Leggewie und Harald Welzer mit
dem Untertitel: "Klima, Zukunft und die Chancen der Demokratie", Fischer
Taschenbuch Verlag. Die Zitate stammen aus den Seiten 22 - 37. Ich empfehle
Interessenten, dieses Buch zu lesen.
Umweltgipfel in Rio +20 enttäuschend
Erinnern Sie sich noch an Rio de Janeiro 1992? Die erste Konferenz dort galt als
Wegbereiter des Umweltschutzes und war die Geburtsstunde der "Agenda 21". Ein
ganzes Paket von Aktionen sollte die dringlichsten Probleme angehen und nicht weniger
tun, "als die Welt auf die Herausforderungen des nächsten Jahrhunderts
vorzubereiten".
20 Jahre später treffen sich die Verantwortlichen für Umweltschutz wieder in Rio de
Janeiro. Was hat sich in dieser Zeit wirklich verändert? Die Optimisten erzählen gerne
ein paar Erfolgsgeschichten. So wurde das Ozonloch erfolgreich bekämpft und der
Verbrauch der ozonschädlichen Substanzen ging seit 1992 um 93 % zurück. Es stieg die
Zahl der Naturreservate und ein paar medienwirksame Tiere wie zum Beispiel seltene
Tiger wurden vor dem Aussterben bewahrt. In vielen Großstädten hat sich zudem die
Luftqualität verbessert, denn die am stärksten Schadstoffe emittierenden Regionen
waren ja auch die am meisten geschädigten. Daraus ergaben sich schließlich lokale und
regionale Motivationen, Emissionen zu reduzieren. Auch viele Flüsse sind sauberer
geworden.
Eine globale Trendwende ist hingegen nicht zu erkennen. So wurde die Produktion von
Kunststoffen in den vergangenen 20 Jahren um 130% gesteigert. Davon wird etwa die
Hälfe nicht wieder verwendet. Immer mehr Plastikmüll treibt sich in einigen Meeren je
nach Strömungsverhältnissen massenweise herum. Die Nahrungsmittelproduktion
wuchs um 45%, fast doppelt so stark wie die Weltbevölkerung, aber trotzdem hungern
noch immer mehr als eine Milliarde Menschen.
Zwei Entwicklungen sind aber besonders ernst zu nehmen: Der weltweite Ausstoß von
Kohlendioxyd ist seit 1992 fast kontinuierlich um insgesamt 36% gestiegen. Es sind
vornehmlich die Schwellenländer, die 64% mehr Kohlendioxyd in die Atmosphäre
entlassen, während die entwickelten Länder den Anstieg auf 8 % drosseln konnten. Das
Kyoto Protokoll über eine rechtlich verbindliche Verringerung der Treibhausgase ist
ausgelaufen, Nachfolgeverhandlungen sind nicht in Sicht. Auch verbesserte
Technologien haben nicht dazu geführt, dass die Wirtschaft klimafreundlicher wird.
Lebensräume vieler Tiere und Pflanzen werden weiterhin zerstört und führen
Artensterben herbei.
Nach dem Rheinischen Grundgesetz §1 brauchen wir uns nichts vorzumachen. "Et es
wie et es". Und "Et kütt wie et kütt" (§ 2). Da macht der § 3 schon nachdenklicher: "Et
hätt noch immer jot jejange". Wenn das man stimmt! Es liegt schon 40 Jahre zurück,
dass mit einem der ersten Großrechner die Grenzen des Wachstums bewiesen wurden.
Auf unserer begrenzten Erde ist kein grenzenloses Wachstum möglich. Irgendwann sind
das Öl und andere wichtige Rohstoffe verbraucht. Böden sind ausgelaugt und die Meere
leer gefischt. Luft und Wasser vergiftet. Die erwartete Katastrophe ist auf Grund
technischer Fortschritte und neuer Rohstofffunde bislang noch nicht eingetreten. Jedoch
wird der rheinische Optimismus auf mittlere Dauer mit Sicherheit nicht Recht behalten.
Da ist es auch kein Trost mehr zu sagen: "Wat fott es es fott". (§ 4). Man muss schon
sehr blind sein, wenn man im Angesicht der Probleme unserer Erde bei diesem
Optimismus bleibt. Hinausgeschoben ist nicht aufgehoben. Es bleiben die
Umweltgefährdungen und die düsteren Klimaprognosen. Die Grenzen des Wachstums
sind uns näher gerückt. "Wat wellste maache?" (§ 7)
Vor 20 Jahren gab es den Willen noch, etwas zu machen. 100 Regierungschefs mit
Abordnungen aus über 170 Staaten in Rio. Damals wurde tatsächlich noch relativ viel
erreicht. Klima- und Artenschutzabkommen beschlossen. Kommissionen wurden
eingesetzt, die sich jedoch immer mehr als zahnlose Tiger entpuppten. Es fehlte ihnen
der Biss. Der Schwung ist inzwischen ausgelaufen.
Wie gut, dass jetzt 20 Jahre danach eine neue Mammutkonferenz am selben Ort
stattfindet. (Rio plus 20). Sie ging am vergangenen Freitag zu Ende und dauerte nur
lächerliche zwei Tage. Das Thema wiederum: Rettung der Erde und der Menschen
darauf. Die Probleme sind dringender geworden. Aber US- Präsident Obama und Frau
Merkel sind gar nicht erst dort hingefahren. Umweltminister Altmaier und
Entwicklungsminister Niebel vertraten Deutschland. Von Rio plus 20 wurde allgemein
nicht allzu viel erwartet. Auch die Umweltverbände haben längst zurückgesteckt. Sie
befürchten, die Beschlüsse von heute würden niemandem mehr wehtun. Es gibt nur
noch einen kleinsten gemeinsamen Nenner als deklarierte Lösung. Viele Forderungen
und Ansätze sind weichgespült und man hört nur noch schöne Worte. Doch es gibt
bekanntlich nichts Gutes, außer man tut es. Sind die Chancen nicht inzwischen vertan?
Nun gibt es aber doch noch einen Artikel aus dem Rheinischen Grundgesetz, der auf
unsere Situation passt (§ 5):"Et bliev nix wie et wor". Es wird sich in den nächsten
Jahrzehnten viel ändern, zum Guten oder zum Schlechten. Es liegt in unserer Hand.
Meine Beiträge zum Thema Klima
Erdboden und Klimawandel
Eis, Meer und Atmosphäre wirken zusammen und beeinflussen das Weltklima. Aber was
passiert im Boden, wenn die Temperaturen steigen? Nimmt er weiterhin viel Kohlenstoff in
seinen organischen Anteilen auf, oder setzt das Erdreich ihn verstärkt in Form von
Treibhausgasen frei? Noch weiß die Wissenschaft wenig darüber. Viele Modellrechnungen,
darunter auch solche, auf denen der Weltklimabericht aufbaut, lassen den Boden gleich ganz
außen vor. Wahrscheinlich aber er ist seine Rolle im Klimaspiel tragender als gedacht.
Milliarden Bakterien und andere Einzeller im Erdreich bestimmen, was geschieht. Sie
verdauen abgestorbenes Grün und veratmen den Kohlenstoff daraus. Jedes Jahr strömen so
geschätzte 60-80 Gigatonnen Kohlendioxid in die Luft, dazu noch Methan und Lachgas. In
der Summe ist das mehr als zehnmal soviel wie die vom Menschen verursachten
Treibhausgasemissionen.
Die weltweite Erwärmung heizt natürlich auch das Erdreich ordentlich ein. Die
Bodenlebewesen könnten in kürzerer Zeit mehr Pflanzenmaterial abbauen und entsprechend
mehr CO2 freisetzen. Dass es so kommt, ist aber nicht sicher. Prozesse im Boden laufen
vergleichsweise engräumig ab. Im Ackerland passiert anderes als im angrenzenden
Waldboden. An einem Ort regnet es viel, ein paar Kilometer weiter verdorrt das Gras. Gerade
der Niederschlag ist viel schwieriger fass - und berechenbar als die Temperatur. Die Modelle,
mit denen die Klimaforschung heute arbeitet, sind für all das viel zu großräumig angelegt.
Derzeit erkunden Hamburger Wissenschaftler Moore und Permafrostböden Sibiriens. Sie
gelten als mögliche tickende Zeitbomben für einen verschärften Klimawandel. In diesen
Regionen hat der Boden jahrtausendelang als Senke gewirkt und Kohlenstoff aufgenommen.
Die Moore speichern es, weil das Grundwasser dort sehr hoch steht: viel Wasser bedeutet
wenig Sauerstoff, die Mikrolebewesen sind nur wenig aktiv. Beim Permafrost ist es die Kälte,
die die Organismen und damit den Abbau von organischem Material bremst - und wiederum
der hohe Wasserstand. Im Sommer taut der Boden etwa einen halben Meter tief auf. Das
Schmelzwasser steht auf dem Eis darunter und hemmt das Bodenleben zusätzlich. Laut
Berechnungen ist in den Mooren genug Kohlenstoff für umgerechnet etwa 550 Gigatonnen
CO2 gebunden. Die Dauerfrostböden bergen gar 1700 Gigatonnen Kohlendioxid. Zum
Vergleich: in der gesamten oberirdischen Pflanzendecke der Welt stecken "nur" 650
Gigatonnen CO2.
Dauerfrostböden mit Temperaturen um den Gefrierpunkt könnten ab 2100 großräumig
auftauen und die gespeicherten Treibhausgase in die Luft entlassen. Das betrifft etwa die
Hälfte des heutigen Permafrost- Gebietes. Auch Torfböden setzen Klimagas frei: beim
ständigen Auftauen und wieder Gefrieren des Bodens werden dessen oberste Schichten
stofflich durchmischt. Dabei wird Lachgas freigesetzt, das sogar noch 300mal
klimawirksamer ist als CO2. Die arktische Erwärmung kurbelt diesen Prozess noch weiter an,
fanden letztes Jahr finnische und russische Forscher heraus. Ein gewaltiges Klimarisiko,
glauben viele Fachleute.
Wärmere Temperaturen bedeuten aber auch längere Wachstumsperioden. Die Pflanzendecke
und der Moorgürtel könnten weiter Richtung Norden rücken, wo heute noch Permafrost ist.
Das neue Grün verbraucht wiederum CO2. Somit kann es auch Gegeneffekte geben, welche
die Ausgasung teilweise wieder aufheben. Vielleicht überwiegen sie sogar. Die Forschung
müsste die Klimafolgen somit ganzheitlicher betrachten. Zunächst einmal müssen die Daten
in die großen Modelle gefüttert und diese neu durchgerechnet werden. Erst dann lässt sich
sagen, welche Bedeutung dem Boden wirklich für das Weltklima zukommt. Es bleibt also
dabei: noch immer wissen wir über einen bevorstehenden Klimawandel viel zu wenig und
sollten deshalb keine Horrorszenarien zeichnen. Den Erdboden unseres Planeten sollten wir
ab sofort stärker als bisher in unsere Modellrechnungen zur Klimaentwicklung mit
einbeziehen. Denn er besitzt ein Einwirkungspotenzial, das größer zu sein scheint als wir
bisher erwartet haben.
Erdklima konstant ?
Obwohl vor Milliarden von Jahren die Sonne um 30 Prozent schwächer strahlte als
heute, gab es schon damals ausgedehnte eisfreie Ozeane. Auch war die CO²Konzentration gleichmäßiger als bislang angenommen. Für die Entwicklung von
Klimamodellen ist das eine wichtige Erkenntnis.
Ein Rätsel der Klimageschichte ist gelöst. Nicht eine hohe Konzentration von
Treibhausgasen, sondern größere Ozeane und fehlende Wolken ermöglichten schon vor über
2,5 Milliarden Jahren flüssiges Wasser auf der Erde - trotz einer deutlich geringeren
Sonnenstrahlung als heute.
Das haben dänische Geologen durch die Analyse von Gesteinsproben aus einem 3,8
Milliarden alten Felsen in Grönland herausgefunden. Zudem sei die CO²-Konzentration über
Milliarden von Jahren konstanter gewesen als bisher angenommen - eine speziell für die
Entwicklung von Klimamodellen wichtige Erkenntnis. (...)
Seit die Sonne vor 4,5 Milliarden Jahren entstand, nimmt ihre Strahlungsleistung
kontinuierlich zu. So war sie im Archaikum - also von 4 bis 2,5 Milliarden Jahren - etwa 30
Prozent schwächer als heute. Unter heutigen Bedingungen würde bei einer solchen Reduktion
die Durchschnittstemperatur der Erde um etwa 23 Grad sinken und Wasser wäre nur noch als
Eis vorhanden.
Geologische Strukturen belegen aber, dass Wasser bereits in der frühen Erdgeschichte in
flüssiger Form vorkam und das Klima relativ mild war - dieser Widerspruch wird auch das
"Paradoxon der schwachen jungen Sonne" genannt. Ein Erklärungsansatz besagt, dass die
Konzentration des Treibhausgases CO² vor vier Milliarden Jahren ein Vielfaches der heutigen
betrug: Bis zu 30 Prozent der Erdatmosphäre sollen damals aus CO² bestanden haben. Dies
kann nach Ansicht der Forscher um Rosing aber nicht stimmen, denn sie stießen in einem 3,8
Milliarden Jahre alten Felsen in Grönland auf zahlreiche Eisenoxide und Eisenkarbonate, so
genannte Magnetite und Siderite.
Diese Mineralien werden nur in einem bestimmten Bereich der CO²-Konzentration häufig
gebildet, bei hohen Konzentrationen entstehen bevorzugt andere Mineralien. Die Proben
verrieten, dass das Treibhausgas im Archaikum nur in etwa dreifach höherer Konzentration in
der Atmosphäre vorkam als heute - zu wenig, um die schwache Sonnenstrahlung zu
kompensieren. Mit Computermodellen testeten die Wissenschaftler darum, wie die
Wolkenbedeckung und das Verhältnis der Landmassen zu den Ozeanen die Temperatur
beeinflusst haben könnten.
Ergebnis: Bei sehr geringer Bewölkung und kleineren Landmassen bleibt die
Durchschnittstemperatur trotz niedriger Strahlung auf einem ähnlichen Niveau wie heute. Vor
allem tiefe Wolken schicken einen großen Teil der Sonnenstrahlung ins All zurück, wodurch
weniger Energie auf der Erde ankommt. Eine ähnliche Wirkung haben die Kontinente, die im
Vergleich zu den Ozeanen einen höheren Anteil der Strahlung reflektieren.
Die Erkenntnisse seien auch für die Vorhersage des zukünftigen Klimas wichtig, betonen die
Wissenschaflter. So müsste in Klimaberechnungen berücksichtigt werden, dass die CO²Konzentration über Jahrtausende konstanter gewesen sei als bisher angenommen.
Genauigkeit der Werte
Nach Ansicht der Forscher liegen die berechneten Werte ziemlich nahe an den tatsächlichen
Werten im Archaikum: Es ist nämlich bekannt, dass die Ozeane in diesem Erdzeitalter eine
größere Ausdehnung hatten als heute. Zugleich ist eine geringere Wolkenbedeckung für diese
Zeit plausibel, denn die Wolken bilden sich nur, wenn Wasser an kleinen Partikeln - so
genannten Kondensationskeimen - kondensieren kann. Diese entstehen größtenteils aus von
Pflanzen und Algen ausgestoßenen Gasen. Solche Lebewesen waren im Archaikum jedoch
noch nicht sehr verbreitet.
Klimaänderungen ? - Hitzesommer 2003
Seit Beginn der Industrialisierung in der Mitte des 18. Jahrhunderts ist eine stetige Zunahme
der "treibhauseffekt- relevanten Spurengase" zu beobachten. Allein die KohlendioxidKonzentration stieg von 2,8 Hundertstel Volumenprozent im Jahre 1750 auf 3,7 Hundertstel
Volumenprozent heute und liegt damit 40% über dem damaligen Wert. Eine ähnliche
Zunahme der Konzentration ist auch bei anderen Spurengasen zu verzeichnen. Es liegt also
nahe, dass es auf der Erde wärmer werden muss. Tatsächlich konnte man nachweisen, dass
etwa 0,6 bis 1 Grad der beobachteten Erderwärmung mit Sicherheit auf menschliche
Aktivitäten zurückzuführen ist. Damit bewegt und die Frage sehr, wie es wohl mit den
klimarelevanten Spurengasen künftig weitergehen wird. Da man diesbezüglich keine
verlässlichen Prognosen erstellen kann, verwendet man verschiedene Denkmodelle, so
genannte "Szenarien". Diese enthalten Annahmen über den zukünftigen sozioökonomischen
Wandel. Dazu gehören die Entwicklung der Weltbevölkerung, ihr Lebensstandard und ihre
Technologien und damit ihr Energiebedarf und insbesondere auch der Einsatz von
alternativen Energien.
Inzwischen hat sich der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) auf vier
"Markerszenarien" geeinigt. Das zu ihnen gehörende Szenario A1B zum Beispiel beschreibt
eine künftige Welt mit raschem Wirtschaftswachstum, einer Trendumkehr in der
Weltbevölkerungszahl, schneller Einführung neuer und effizienter Technologien, einem
Ausgleich regionaler Unterschiede in Lebensstandard und Einkommen und ausgeglichener
Nutzung aller Energieträger. Ein solches Szenario kann man dann zur Steuerung eines
Klimamodells benutzen und damit das Klima unter den Bedingungen des betreffenden
Szenariums berechnen.
Ein Klimamodell ist - sehr vereinfacht ausgedrückt - ein System von physikalischen,
teilweise auch chemischen und biologischen Gleichungen, mit dessen Hilfe man die
klimatischen Vorgänge an den Maschepunkten eines über die Erde gespannten imaginären
Gitters berechnen kann. So kommt man zu Aussagen über die künftige Entwicklung von
Temperaturen, Niederschlägen, Schneegrenzen, Gletschern und die Höhe des Meeresspiegels.
Die Berechnungen deuten zum Beispiel auch darauf hin, dass künftig extreme
Wettererscheinungen häufiger auftreten könnten.
Zum Schluss möchte ich deshalb an ein solches Extremwetter hier in Deutschland und Europa
erinnern, und zwar an den Hitzesommer 2003. Damals begann bereits der Frühsommer mit
Wärmerekorden. So lag die Mitteltemperatur des Junis mit 19,1 Grad vier Grad über dem
Normalwert. Es war der wärmste Juni seit dem Jahre 1901. Das heiße, sonnige und zu
trockene Wetter setzte sich im Juli und August fort. Das Thermometer kletterte im Raume
Nürnberg am 8. August auf 40 Grad C. Im Oberrheingebiet wurde 54 Tage mit über 30 Grad
registriert und 84 Sommertage mit über 25 Grad. Die Niederschläge erreichten landesweit nur
30% der langjährigen Mittelwerte.
Jene Hitzewelle 2003 wütete in fast ganz Europa, am extremsten in Südfrankreich. Frankreich
hatte 14 000 Hitzeopfer zu beklagen. In Portugal wurden durch Brände 40% des
Waldbestandes vernichtet. Die Donau führte so wenig Wasser, dass Schiffe zum Vorschein
kamen, die im 2. Weltkrieg versenkt worden waren. Damals wurden uns weitere derartige
Hitzesommer prophezeit, die jedoch bislang ausblieben. Vielleicht war diese extreme
Witterung ja doch nur ein Einzelfall, ein sog. Ausreißer, also noch kein Hinweis auf eine
bevorstehende Klimaänderung in Deutschland.
Das Himalaya- Debakel
Die Gletscher im Himalaya bedecken eine Fläche von 500 000 Quadratkilometern! In seinem
2007 veröffentlichten Bericht hatte der "Weltklima-Rat" unter Berufung auf die
Umweltschutzorganisation WWF vorausgesagt, dass die Gletscher im Himalaya bis zum Jahr
2035 von 500 000 auf 100 000 Quadratkilometer zusammenschmelzen, sollte die
Erderwärmung ihr Tempo beibehalten. Mehreren Klimaforschern, die zum Teil selbst an dem
Report mitgearbeitet haben, erschienen diese Angaben angesichts der gewaltigen Eismassen
schwer nachvollziehbar. Bei ihrer Spurensuche entdeckten sie, dass die Mengenangaben auf
eine einzige Quelle zurückzuführen sind - nämlich auf ein Interview, das ein indischer
Gletscherforscher 1999 einem populärwissenschaftlichen Magazin gegeben hatte. Brisant
wurde diese Vorhersage aber erst durch den kurzen Zeitraum. Der Termin 2035 ist zu allem
Überfluss ein Schreibfehler. Ein angesehener russischer Gletscherforscher hat vor 14 Jahren
errechnet, dass bis 2350 die Eismassen im Himalaya auf ein Fünftel schrumpfen könnten.
WWF International ist die Angelegenheit höchst peinlich. Die Umweltschützer bedauern,
dass eine solch irrige Information geliefert wurde und für die entsprechende Konfusion
gesorgt habe. Der Weltklima- Rat muss somit jetzt einräumen, dass seine Voraussage über
bald abschmelzende Gletscher auf dem Dach der Welt fragwürdig ist. So fordern die
Klimaschützer, wissenschaftliche Thesen strenger zu überprüfen, sonst könnte eventuell in
einigen Jahren nach diesem "Himalaya - Debakel" ebenso ein Meeresspiegel- oder CO2 Debakel folgen. Für die Menschen am Ganges handelte es sich somit um eine unberechtigte
Panikmache, als man ihnen prophezeite, ihr Fluss würde in regenarmen Zeiten bald nicht
mehr genug Wasser liefern, um ihre Felder zu bewässern und ihnen damit ihre
Lebensgrundlage entziehen.
Nun muss man wissen, dass der Weltklima-Rat keine eigenen Forschungen anstellt, sondern
die neuesten wissenschaftlichen, technischen und sozioökonomischen Erkenntnisse
verarbeitet, die zum Verständnis des Klimawandels notwendig sind. Die Überprüfung der
verwendeten Daten ist wesentlicher Bestandteil des IPCC- Prozesses. Dem
"Intergovernmental Pannel on Climate Change", als dem "Zwischenstaatlichen Rat zum
Klimawandel", gehören mehrere tausend Forscher von allen Kontinenten an. Der WeltklimaRat hingegen ist eine weltumspannende Arbeitsgemeinschaft von Wissenschaftlern, die 1989
von der UN- Umweltbehörde und der Weltorganisation der Meteorologen ins Leben gerufen
worden ist.
In ihrem ersten Report belegten die Experten 1990 die Dringlichkeit des Problems, was unter
anderem ein Anstoß für den "Erd-Gipfel" von Rio 1992 und die folgenden internationalen
Klimaschutzbemühungen war. Der IPCC- Report von 1995 lieferte die wissenschaftliche
Fundierung für das Kyoto- Protokoll, in dem sich die meisten Industriestaaten zur Senkung
ihrer Treibhausgasemissionen verpflichteten. Den bislang letzten Bericht veröffentlichte der
Rat im Jahre 2007.
Kurz vor dem Klimagipfel von Kopenhagen im Dezember vorigen Jahres legten 26 Forscher
eine "Kopenhagen- Diagnose" vor, welche die Lücke bis zum nächsten Report füllen soll,
der nicht vor 2013 zu erwarten ist. In diesem Diagnosepapier steht unter anderem, dass der
Anstieg der Meeresspiegel deutlich stärker ausfallen dürfte als vom IPCC 2007 vorausgesagt.
Warten wir ab. Hoffen wir auf ein "Meeresspiegel- Debakel" in einigen Jahren zum Wohle
aller Menschen, die dicht über dem Meeresniveau leben!
Zu viele Wissenschaftler verderben die Klimadebatte (2)
Und das Geld spielt wie überall eine wichtige Rolle
Im letzten Funkwetterbericht ging es um eine Panne, einen Fehler, vielleicht sogar um eine
unverzeihliche Schlamperei des Weltklimarates, der behauptet hatte, dass die HimalayaGletscher bis zum Jahre 2035 infolge der Klimaerwärmung vollständig abschmelzen
könnten. Es handelt sich hierbei um einen kapitalen Irrtum. Allein die Jahreszahl 2035
entpuppte sich als Zahlendreher und wurde von einem russischen Wissenschaftler vor über
zehn Jahren mit
2 3 5 0 angegeben. Bis dahin, so dieser Wissenschaftler, könnten die Eismassen auf dem
Himalaya bis zu einem Fünftel abgetaut sein.
Der Chef des Weltklimarates geriet somit ins Zwielicht, denn sein Institut kassierte viel Geld
für die zweifelhafte Behauptung vom Schmelzen der Himalaya- Gletscher. Von seinen
Kritikern muss sich der Weltklimarat nun vorwerfen lassen, die These von der globalen
Erderwärmung mit vermeintlich getricksten Beispielen öffentlichkeitswirksam zu
untermauern. Viele Menschen glauben jetzt, wenn die "da oben" schon solch einen Fehler
machen, wie verlässlich ist dann der Rest?
Positiv zu bewerten ist, dass es nun eine Untersuchung geben wird oder jemand seinen Job
verliert. Tatsache aber ist, dass die Glaubwürdigkeit des Weltklimarates und seiner Arbeit
enorm beschädigt wurde. So müssen die Arbeitsprozesse nun grundsätzlich überprüft und
Kontrollsysteme verschärft werden. Man muss bedenken, dass an den ersten Reporten des
Weltklimarates nur sehr wenige ausgesuchte Wissenschaftler mitgearbeitet haben. Es gab
noch eine überschaubare Menge von Datenmaterial. Im Laufe der Zeit hat sich die Zahl der
beteiligten Forscher deutlich vergrößert und wir sehen uns einer Flut von Datenerhebungen
gegenüber. Wir müssen sehr viel vorsichtiger werden als wir es bislang waren. Die ohnehin
schon sehr angeheizte Debatte über den Klimawandel kann nicht sehr viele Fehler dieser Art
vertragen.
Viele Wissenschaftler wollen vielleicht etwas zu engagiert beweisen, dass der Klimawandel
vom Menschen gemacht ist, weil für die Welt so viel davon abhängt. Viele Forscher haben
die Erfahrung gemacht, je drastischer sie sich äußern, desto stärker werden sie
wahrgenommen. Das hebt das Ansehen und schlägt sich mitunter auch in der Aufstockung
von Geldern nieder. So wurde zum Beispiel 2009 ein EU- Forschungsprojekt über Gletscher
im Himalaya mit drei Millionen Euro dotiert, wodurch nicht nur Forscher in Indien, sondern
auch hier im Westen profitierten. Bereits 2008 gewährte die New Yorker Carnegie Corporation dem indischen Forschungsinstitut eine halbe Million Dollar. Damit sollten die
Folgen des angeblichen Gletscherschwundes für die indische Trinkwasserversorgung, für
Energietechnik, Landwirtschaft und Industrie erforscht werden. Einer - wie sich nun gezeigt
hat - sehr zweifelhaften Studie zufolge würden die meisten Gletscher in der Region innerhalb
der nächsten Jahre als Folge der globalen Erwärmung verschwinden. Das Geld wurde über
das isländische Institut "Global Center" vermittelt, das mit dem indischen Forschungsinstitut
längst lukrativ zusammenarbeitet.
Alle Klimaforscher sollten sich darauf zurückbesinnen, dass jede Hypothese nur so lange
gültig ist, bis sie falsifiziert worden ist. Auch die Angabe der globalen
Durchschnittstemperaturen und erst recht deren künftigen Vorhersagen sind nicht verlässlich
genug, da die Modelle eben nicht perfekt sind. Sie sind zwar die besten, die wir zurzeit haben
und können uns auf jeden Fall wichtige Hinweise geben. Aber es bleibt immer ein gewisses
Maß an Unsicherheit.
Klaus Hoffmann
unter Verwendung von Artikeln aus der "Rheinischen Post" und dem "Kölner-Stadtanzeiger"
.
Kalt trotz Klimawandel
Der extreme Winter in Deutschland ist ein Einzelereignis
Es bleibt dabei: Die Jahre von 2000 bis 2009 bilden das wärmste Jahrzehnt seit 130 Jahren
Am 20. Dezember fiel massenhaft Schnee und legte den Flugverkehr lahm. Ein Hoch über
Russland hatte zuvor eiskalte und trockene Kontinentalluft nach Europa getragen. Es kam zu
Rekord-Tiefsttemperaturen. Am 20.12. brachte dann ein Tief milde und feuchte Luft von der
Nordsee mit sich. Im Mischungsbereich jener Luftmassen kühlte sich die milde Luft stark ab
und kondensierte aus - auf Grund der Kälte fiel statt Regen also Schnee. Beim Regen kann
man die Mengen nicht so deutlich erkennen wie beim Schnee. Schnee führt somit stets zu
dramatischeren Schlagzeilen, zumal er den Verkehr stärker behindert als eine entsprechende
Regenmenge. Und jetzt zum Jahreswechsel 2009/10 hat sich eine neue Kälteperiode
eingestellt.
Mit Klimaänderung hat dies alles nichts zu tun. Jene Wettervorgänge sind Einzelereignisse
und Momentaufnahmen. Man bezeichnet dies als aktuelles Wetter. Wetter ist übrigens
immer nur aktuell! Hält sich dies über mehrere Tage oder sogar Wochen, spricht man von
"Witterung". Wir erwarten somit aktuell in diesem Januar eine vorherrschend kalte Witterung.
Und diese kann zur selben Zeit gar nicht so weit entfernt ganz anders sein. So herrschte in
unseren frostigen Dezember-Tagen 2009 in Skandinavien eher ein mildes Winterwetter. Im
Schnitt gleicht sich dies wieder aus. Klimaänderungen kann man nur global betrachten. Dazu
benötigt man Weltwetter-Angaben von mindestens 30 Jahren. Klima ist statistisches
Wetter. Es besteht nur aus statistischen Messwerten. Wenn ein Italiener bei 35 Grad sich in
die kühlenden Fluten stürzt und zur selben Zeit im Winter auf der Südhalbkugel ein
Obdachloser unter einer Brücke in Brasilien erfriert, so ist der Mittelwert beider
Temperaturen durchaus erträglich (17 Grad). Damit könnte man leben! Kein schlechtes
Klima! Aber wie gesagt, man braucht mindestens 30 Jahre für eine Statistik, die beginnt
seriöser zu werden. Vergessen Sie also sehr schnell, unser derzeitiges Wetter in
Deutschland mit einer Klimaerwärmung in Verbindung zu bringen!
Die vergangenen kalten Tage ändern nichts daran, dass die Durchschnittstemperaturen in
Deutschland gestiegen sind. Das Mittel der Jahrestemperatur in Deutschland lag zwischen
1961 une 1990 bei 8,2 Grad. Seit 2000 stiegen die Durchschnittstemperaturen jedoch an und
erreichen in diesem Jahr (2009) sogar 9,2 Grad. 2007 wurde sogar ein Rekordwert von 9,9
Grad ermittelt. Die Werte in den einzelnen Bundesländern fallen übrigens unterschiedlich aus.
Die kalten Tage vor Weihnachten sind somit ein Ausreißer. Ebenso die jetzigen im Januar.
Der November war übrigens mit 7,3 Grad sogar um 3,3 Grad zu warm. Er gehört somit zu den
drei wärmsten Novembermonaten in Deutschland seit 1881. Der gesamte Herbst 2009 war
zu warm, hat jedoch den Rekord von 2006 nicht ganz erreicht (12 Grad gegenüber einem
Mittel von 9,5 Grad). Es gibt eine sehr alte Bauernregel, die besagt, dass einem sehr milden
November ein kalter Januar folgt, einem kalten November hingegen ein milder Januar. Eine
weitere Bauernregel stellt fest, dass einem kalten Januar auch ein zu kalter Februar folgt. Aber
das nur nebenbei. Jene Regeln entstanden in einer Zeit, als der Mensch beim Wetter noch
nicht mitmischte.
Es bleibt dabei: Wetter und Klima darf man nicht verwechseln. Klimawerte bestehen aus
gemittelten Wetterdaten über mindestens 30 Jahre, am besten 100 Jahre - dann werden sie
aussagekräftiger. Wenn sich Klimadaten verändern, kann man damit rechnen, dass sich
ebenfalls die zu erwartenden Wetterereignisse ändern, die wie stets aus den uns bekannten
Elementen bestehen wie Wind, Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Luftdruck usw.
Wir dürfen jetzt nicht den Fehler machen, einzelne Wetterereignisse als relevant für oder
gegen die derzeitige Klimadikussion anzuführen. Unser Verhalten sollte vielmehr geprägt
sein von der Überzeugung, dass wir einfach noch zu wenig darüber wissen, inwieweit wir
selbst mit unserer Treibgasemission zu einer globalen Erwärmung beitragen. Dies einfach
dem Zufall zu überlassen und sozusagen nur mal auszuprobieren, was unsere Atmosphäre in
den nächsten Jahrzehnten so macht, wenn wir so weitermachen wie bisher, ist ethisch nicht
vertretbar, mal ganz abgesehen von unserer Verpflichtung, den alten fossilen Energieträgern
möglichst bald abzuschwören und dafür Alternativen zu entwickeln, die wir als Chance
betrachten sollten, weltweit mit innovativen Techniken Arbeitsplätze zu sichern und neu zu
schaffen. Klimaerwärmung als Chance.
Klima hat sich immer wieder verändert. Das ist natürlich. Klima wird sich auch in Zukunft
verändern, auch ohne unsere Einwirkung. Warmzeiten waren früher sogar Segenszeiten für
die Menschheit. Dafür gibt es viele historische Belege. Dass wir inzwischen dabei sein
könnten, das Klima (anthropogen) zu beeinflussen, führt zu einem Unsicherheitsfaktor im
künftigen Wettergeschehen, der beunruhigend ist, erst recht im Hinblick auf die
Lebensqualität unserer Nachkommen. Diese sollten niemals eine Klage gegen uns erheben
können, wir hätten leichtfertig und egoistisch gehandelt. Wir hätten es doch besser wissen und
dem entsprechend handeln müssen. Kopenhagen war leider bisher nur die Fortsetzung einer
diesbezüglichen Bewusstseinsänderung. Daraus müssen bald rechtliche und allgemein
verbindliche Taten hervorgehen. Zu spät? Sagen wir fünf nach zwölf.
DL5EJ, 23. Dezember 2009
Gebremster Anstieg
Schmelzende Westantarktis erhöht Meeresspiegel weniger stark
Von Volker Mrasek
Glaziologie
Unter den Eisschilden am Südpol gilt der der Westantarktis als anfällig für den Klimawandel.
Bislang gingen die Forscher davon aus, dass eine abschmelzende Westantarktis den
Meeresspiegel um fünf Meter ansteigen lassen würde. Tatsächlich, so schreiben Geophysiker
jetzt in "Science", sind es nur gut 3,5 Meter.
Dass der Meeresspiegel um rund fünf Meter steigt, wenn die Eishülle der West-Antarktis
abschmilzt - diese Zahl stammt aus einem vielbeachteten Fachartikel. Doch der Aufsatz ist
mittlerweile leicht angestaubt. Er stammt aus dem Jahr 1978.
"Es wäre längst möglich gewesen, diese Angaben zu überprüfen. Denn die Datenlage hat sich
immer weiter verbessert. Es kamen immer genauere Messungen zur Geometrie des Eispanzers
und der Landoberfläche darunter hinzu."
Jonathan Bamber hat das jetzt nachgeholt. Der Geophysiker und Eisexperte von der
Universität Bristol in England wertete die neuesten Messdaten von Satelliten und Flugzeugen
aus, gemeinsam mit Kollegen aus den Niederlanden. Die Forscher kommen zu dem Schluss:
Wenn der west-antarktische Eisschild kollabiert, steigt der Meeresspiegel nicht um fünf
Meter, sondern allenfalls um 3,30 Meter. Bamber:
"Nach unseren Berechnungen sind größere Eis-Bereiche in der West-Antarktis stabil, als man
bisher dachte. Es ist vorwiegend Eis in Regionen, in denen das darunterliegende Grundgestein
über dem Meeresspiegel liegt. Es hat praktisch keinen Kontakt zum Ozean. Das gilt für das
meiste Eis in der Ost-Antarktis - und auch für etwa ein Viertel des Eises im Westteil des
Kontinentes."
Die West-Antarktis ist ein Phänomen. Man muss sich ein Landgebiet vorstellen, das
größtenteils unter dem Meeresspiegel liegt. Im Zentrum gibt es regelrechte Tiefsee-Täler. So
kommt es, dass der mächtige west-antarktische Eispanzer nicht nur über 2.000 Meter hoch in
den Himmel aufragt; er füllt auch die Landsenken unter der Wasseroberfläche aus, zum Teil
bis in 2,5 Kilometer Tiefe. Das macht es so gefährlich für die West-Antarktis. Ein Ozean, der
sich erwärmt, kann praktisch immer weiter landeinwärts vorstoßen und immer mehr Eis dazu
bringen, sich vom Grundgestein zu lösen und abzuschmelzen. An diesem Modell rüttelt auch
die neue Studie nicht. Doch ihr zufolge werden zwei große Eiskappen erhalten bleiben, denen
eine Meereserwärmung nichts anhaben kann - die eine 600, die andere 200 Kilometer lang.
Daher am Ende der geringere Meeresspiegelanstieg. Sind das endlich einmal gute
Nachrichten aus dem Treibhaus Erde? Nicht unbedingt, findet Eric Ivins, Geophysiker vom
California Institute of Technology in Pasadena:
"Auch ein Meeresspiegelanstieg von drei Metern ist eine extrem schlechte Nachricht. Selbst
ein halber Meter wäre schon verheerend für viele Küstenstädte. Wir können allerdings nicht
vorhersagen, wie schnell oder wie langsam eine Eisschmelze in der West-Antarktis abliefe. Es
wird darüber spekuliert, dass es mehrere hundert Jahre dauern würde. Es könnten sogar über
1000 sein. Das wäre die bessere Nachricht."
Eine andere, nicht minder wichtige Frage: Wann kommt der Prozess in Gang? Könnte das
sogar schon heute sein? Forscher wie Ivins und Bamber sehen aktuelle Entwicklungen in der
West-Antarktis durchaus mit Sorge. Bamber:
"Haben wir bereits Anzeichen für einen möglichen Kollaps des Eisschildes? Ich denke, die
Antwort auf diese Frage lautet. Ja! In den letzten zehn Jahren gab es zum Teil dramatische
Eisverluste im Amundsen-Meeressektor. Das ist eine Region, die auch in unseren Szenarien
von einem Kollaps des Eispanzers als besonders kritisch hervortritt. Ich behaupte nicht, dass
es definitiv schon so weit ist. Aber was ich sage, ist: Es gibt sehr ernstzunehmende
Warnsignale."
Daher auch der Appell der Forscher: Die Welt sollte das, was in der West-Antarktis geschieht,
weiterhin genau im Auge behalten.
Klima und Wetter
In der gegenwärtigen Klimadiskussion bemerke ich oft, dass die Begriffe "Klima" und
"Wetter" immer wieder durcheinander gebracht werden. Dazu möchte ich folgendes sagen:
Das Klima setzt sich aus verschiedenen Wetterelementen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit,
Wind, Bewölkung, Niederschlag, Sonnenscheindauer, Luftdruck, Schneehöhe, Strahlung und
Verdunstung zusammen. Das ist der Punkt, wo Wetter und Klima oft unbemerkt vermengt
werden. Fast alle diese Elemente können wir nämlich mit unseren Sinnesorganen fühlen. Aber
was wir stets fühlen, das ist das Wetter, und nicht das Klima. Wetter ist nämlich definiert als
der "aktuelle Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten
Zeitpunkt". So war z. B. das heftige Gewitter hier in Kempen am Abend des Karsamstags ein
markanter Wettervorgang, fast sogar ein Unwetter. Mit unserem Klima in Kempen hatte dies
aber nichts zu tun, da solche Wetterereignisse in unserer Region sehr selten auftreten, also
bloße "Ausreißer" darstellen.
Das Wetter ist hochgradig variabel, denn genau das zeichnet unser Wetter aus. Mal ist es heiß,
mal kalt, mal fällt Regen, mal herrscht ruhiges Hochdruckwetter mit Sonnenschein, dann
kommt es wieder zu Gewittern oder zu Stürmen. Das gemittelte Wetter ist also kein
Normwetter. So etwas gibt es nicht. "Beim Wetter ist die Abweichung von der Norm die
Norm"! (Sven Plöger) Die Aufgabe des Begriffs Klima ist es nicht, ein Normwetter
aufzustellen. Klima ist nur ein statistisches Konstrukt, das hilfreich und notwendig ist, da man
sich schließlich nicht alle Wetterlagen über alle Ewigkeiten merken kann.
Sven Plöger führt dazu in seinem neuen Buch (siehe "Wetterliteratur") folgendes an:
"Die zwei folgenden Beispiele zeigen, was passiert, wenn man Wetter und dessen Mittelwert
verwechselt. Lassen Sie uns zunächst die zeitliche Mittlung anhand eines Januarmonats
betrachten: Der Januar hat an vielen Orten Deutschlands ein Temperaturmittel von 0 Grad.
Jetzt stellen Sie sich einen speziellen Januar vor, der in der ersten Monatshälfte stets
Temperatur von + 20° aufweist und in der zweiten Monatshälfte stets - 20°. Ein wettermäßig
wohl unglaubliches Ereignis, von dem man noch jahrelang sprechen würde. Doch das Mittel
ist exakt 0 Grad. Dieser verrückte Januar würde also zu einem "Normmonat. Eine groteske
Aussage.
Bei der räumlichen Mittelung passiert etwas Ähnliches. Wenn Sie hier in Deutschland nach
der Qualität des Winters 2007/2008 fragen, würde wohl fast jeder sagen, der sei ja quasi
ausgefallen, und würde möglicherweise auf den Klimawandel verweisen. Aber fragen Sie das
Gleiche mal einen Chinesen. Nach der wochenlang währenden Schneekatastrophe im
gleichen Winter 2007/2008 und nach vielen neuen Kälterekorden würde der Chinese Ihnen
wohl eine dramatisch andere Antwort geben und wohlmöglich eine herannahende Eiszeit
fürchten. Und so können sich die Wärme bei uns und die Kälte dort im Mittel genau
ausgleichen. Doch Sie selbst können das räumliche Mittel des Wetters nicht fühlen, weil Sie ja
nicht an zwei Orten gleichzeitig sein können."
Zudem fühlt jeder Mensch das Wetter anders. Der Landwirt hat z.B. eine andere Einstellung
zum Regen als ein sich nach Wärme und Sonne sehnender Urlauber. Auch unser
Erinnerungsvermögen an vergangene Wetterereignisse ist ein recht "gefärbter" Prozess. Die
Hirnforschung macht manches erklärbar. Doch eine Abhandlung darüber würde an dieser
Stelle zu weit führen.
In unserem Alltag fällt uns die Trennung der Begriffe Wetter und Klima wirklich schwer,
weil wir eben täglich das Wetter erleben. Klima ist also kein "Normalwetter", sondern eine
Mittelung von Werten. In jener statistischen Mittelung kann es beim Wetter jede Menge
Ausreißer geben. Diese können durchaus in einer Größenordnung von 80 - 90 % liegen. Aus
den statistischen Mittelwerten darf man also nicht auf einen Erwartungswert des Wetters
schließen. Daraus lässt sich folgern, dass die Variabilität des Wetters sehr groß ist. Der
Begriff des Klimas kann also nicht dafür herangezogen werden, ein Normalwetter zu
"erfinden".
Der Klimaschutz erfordert somit ein nachhaltiges Handeln, und so muss man zunächst von
solch wenig sinnvollen und gänzlich unphysikalischen Denkweisen wegkommen. Zum Erfolg
kann nur führen, wenn man Wetter und Klima klar voneinander trennt.
Der Wasserdampf als wichtigstes "Treibhausgas"
Der Wasserdampf ist ein unsichtbares Gas, das unserer Lufthülle in wechselnden, von der
Temperatur abhängigen Mengen beigemischt ist. Wasser kommt in den drei
Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig auf unserem Planeten vor. Zwischen diesen
Zuständen kommt es weltweit zu Energie-Übergängen. Wegen der großen Wärmekapazität
des Wassers wird zunächst einmal recht viel Wärmeenergie benötigt, um die
Wassertemperatur zu erhöhen. Das Festland hat dem gegenüber eine recht geringe
Wärmekapazität. Daher rührt es, dass das maritime Klima im Sommer relativ kühl, im Winter
relativ warm sich gestaltet.
Beim Kontinentalklima ist es umgekehrt. Sollte sich unsere Lufthülle erwärmen, dauert es
viele Jahre, bis sich die Wassertemperaturen der Ozeane durch Kontakt mit der Luft langsam
aufheizen. Ein schnelleres Erwärmen des Wassers wird zudem durch die Meeresströmungen
verhindert, die das Wasser ständig durchmischen. Die gemittelte Wassertiefe aller Ozeane
beträgt nämlich dreitausend Meter. Damit lässt sich auch die Feststellung erklären, warum der
CO2 - Anstieg erst viele Jahre nach einer Klimaerwärmung erfolgt. Das Wasser reagiert träge
und gibt Kohlendioxyd infolge seiner Erwärmung erst bis zu 500 Jahre später an die
Atmosphäre ab.
Viel Sonnenenergie wird benötigt, um Wasser zu verdunsten. Die Verdunstung wird zudem
bei höheren Temperaturen beschleunigt. Kondensiert jener Wasserdampf wieder in Form von
Wolken und Niederschlag, wird jene latente Verdunstungsenergie wieder frei. Man nennt das
Kondensationswärme. Hier zeigt sich sehr schön, dass Energie nicht "erneuerbar" ist, sondern
nicht verloren geht, weil sie sich nur umwandelt. Der in der Klimadiskussion verwendete
Begriff der "erneuerbaren Energien" ist also sachlich falsch.
Beim Schmelzen von Eis wird Schmelzwärme frei. Versuchen Sie doch mal, einen Topf mit
Wasser und Eiswürfeln auf dem Herd zu erhitzen. Sie können darunter heizen wie Sie wollen,
die Temperatur des Wassers steigt erst dann über den Gefriepunkt an, wenn alle Eiswürfel
geschmolzen sind. Sie mussten die gesamte Energie für das Abtauen des Eises verwenden.
Umgekehrt wird dieselbe Wärmeenergie wieder frei, wenn Wasser zu Eis gefriert. Es ist
immer wieder dasselbe: Energien erneuern sich nicht, sondern wandeln sich nur um. Doch
gerade dieses "Nur" bestimmt gewaltig über das Klima unserer Erde.
Die durch den Wasserdampf bewirkte Wärmeenergie- Verteilung auf unserer Erdkugel ist ein
äußerst komplexes und im Einzelnen kaum durchschaubares System. Auch die
Strahlungsbilanz der Erde, das Verhältnis von eingefangener und wieder abgegebener
Wärmestrahlung, wird durch den Wasserdampf entscheidend beeinflusst. So reflektieren
Wolken nicht nur einen beachtlichen Teil der Sonneneinstrahlung an ihrer Oberseite, sondern
halten auch einen großen Teil der Wärmestrahlung des Erdbodens zurück, wodurch die
bodennahen Lufttemperaturen zum Beispiel nachts nicht so weit zurückgehen wie bei einem
wolkenlosen Himmel. Sehr komplex, dies alles. Wasserdampf ist somit unser wichtigstes
Klimagas.
Entwicklung des globalen Klimas
Die Entwicklung des globalen Klimas hängt von weitaus mehr Faktoren ab als allgemein
bekannt sein dürfte. Seit Beginn der Industrialisierung hat die Menge von Gasen in unserer
Atmosphäre, die den Treibhauseffekt verstärken - und damit auch die globale mittlere
Temperatur - zugenommen.
Auffallend ist, dass die 10 wärmsten Jahre des 20. Jahrhunderts aus seinen letzten 17 Jahren
stammen (1998, 1997, 1995, 1990, 1991, 1994, 1983, 1988, 1987, 1996). Wir treiben also ein
gewagtes Spiel mit dem globalen Klima, das wir mit Sicherheit nicht gewinnen werden.
Das globale Klima hat sich aber immer schon durch "natürliche" Ursachen mehr oder weniger
stark verändert. So wissen wir z.B. inzwischen recht genau, wie sich das Klima in den letzten
1000 Jahren verhalten hat. Trotz leicht voneinander abweichender Ergebnisse der
Klimaforscher stimmen ihre Aussagen in wesentlichen Punkten überein. Die Sonne, aber auch
die Erde selbst, muss man mit globalen Temperaturänderungen in Verbindung bringen.
Die Sonne
Die "Solarkonstante", also der Betrag der Sonnenenergie, die an der Obergrenze der
Atmosphäre ankommt (1370 W / m²) schwankt um 3% wegen der unterschiedlichen
Entfernung der Erde während ihres Umlaufes um die Sonne.
Doch strahlt auch die Sonne bei weitem nicht so gleichmäßig, wie man noch bis ins 16.
Jahrhundert hinein annahm. Denken wir an die "Sonnenflecken" und ihren 11jährigen Zyklus,
dem noch weitere Perioden überlagert sind und die zu extremen Fleckenmaxima und -minima
führen können. So sind bedeutsame Zusammenhänge zwischen dem Klima der letzten
Jahrhunderte und der Anzahl der Sonnenflecken belegt.
Die Erde
Ihre Bahn ist mehreren Änderungen unterworfen.
1.
Die Bahn der Erde um die Sonne unterliegt einem Zyklus, bei dem diese zwischen
einer Ellipse und (fast) einem Kreis schwankt. Dies vollzieht sich allerdings in dem großen
Zeitraum von 100 000 Jahren. Je größer die Exzentrizität, um so größer ist der Unterschied
der eintreffenden Sonnenstrahlung zwischen dem sonnenfernsten und -nächsten Punkt.
Zurzeit ist die Exzentrizität gering.
2.
Der zweite Zyklus entsteht bei der Rotation der Erde um ihre Achse wie ein
taumelnder Kreisel, "Präzession" genannt. Jene Periode dauert etwa 23 000 Jahre. In ca. 11
000 Jahren wird unsere Erde der Sonne wieder im Juli am nächsten sein, wenn auf der
Nordhalbkugel Sommer ist. Dadurch werden die Gegensätze zwischen Sommer und Winter
zunehmen, da die Nordhalbkugel die größeren Landmassen besitzt. (Zurzeit ist die Erde der
Sonne im Januar am nächsten.)
3.
Der 3. Zyklus von ca. 41 000 Jahren wird durch die Änderung des Neigungswinkels
der Erdachse gegenüber der Ekliptik, also der Erdbahn um die Sonne, hervorgerufen. Zurzeit
beträgt jener Winkel 23,5°. Er schwankt zwischen 22° und 24,5°. Je kleiner der Winkel, um
so geringer gestalten sich die jahreszeitlichen Schwankungen in mittleren und höheren
Breiten.
Was ich hier angeführt habe, ist die Grundannahme der "Melankovitch-Theorie". Milutin
Melankovitch, ein serbischer Mathematiker, hat diese Theorie um 1930 entwickelt. Danach
wird durch die geschilderten Änderungen des Laufes der Erde um die Sonne das globale
Klima beeinflusst. Ablagerungen in den Ozeanen und Untersuchungen von Eisbohrkernen
haben eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Eisausbreitung und der MelankovitchTheorie ergeben. Jedoch kann der Verlauf der verschiedenen Eiszeiten auf unserem Planeten
damit nicht vollständig erklärt werden. Hierbei könnten z.B. auch gewaltige Vulkanausbrüche
und Meteoriteneinschläge ursächlich mitgewirkt haben.
Welch dramatische Auswirkungen ein großer Vulkanausbruch auf das Wetter haben kann,
zeigt das Jahr 1816, als in Teilen Nordamerikas und in Westeuropa der Sommer ausfiel. Im
Juni gab es Schneestürme und Fröste traten noch im Juli und August auf. Ursache: Zwischen
1810 und 1815 stieg die Vulkanaktivität weltweit an und erreichte im April 1815 mit der
Explosion des Vulkans "Tambora" im heutigen Indonesien ein Maximum. Aber Vorsicht!
Ganz eindeutig ist der Zusammenhang zwischen dem Wetter von 1816 und der Eruption ein
Jahr davor nicht, da es in jener Zeit kaum Wetterbeobachtungen gab. Ziemlich sicher ist
jedoch: Vulkangase können den Treibhauseffekt verstärken. Bedeutsamer ist aber wohl der
Abkühlungseffekt durch die weltweite Trübung der höheren Atmosphärenschichten durch
Vulkanrauch und Ascheteilchen.
Ändert sich das Klima?
Welche wichtigen Faktoren bestimmen eigentlich unser Klima?
Da haben wir einmal das Wasser, die Wolken und die Wärmestrahlung. Weil Feuchtigkeit
beim Verdunsten Wärmeenergie aufnimmt und als Wasserdampf an andere Orte transportiert,
ist der Wasserkreislauf ein wichtiger Teil des Klimageschehens. Dazu gehören unter anderem
die Wolken. Sie reflektieren einerseits Sonnenstrahlung ins All, geben andererseits auch
Wärmestrahlung dorthin ab und können deshalb abkühlend auf das Klima wirken.
Wolken bilden sich, wenn Wasser verdunstet, als Dampf in die Atmosphäre aufsteigt und in
der höheren, kälteren Luft so weit abkühlt, dass die Feuchtigkeit zu Regentröpfchen
kondensiert. Geht der Regen über einer Landfläche nieder, verdunstet ein Teil des Wassers
wieder, ein Teil fließt an der Oberfläche über Bäche und Flüsse ins Meer zurück. Der Rest
versickert und läuft unterirdisch als Grundwasser in Richtung Meer. Eine starke Bewölkung
wiederum vermindert die Sonneneinstrahlung an Land oder auf dem Meer, so dass nur wenig
Wasser verdunstet.
Zum zweiten sind die Windsysteme für das Klima verantwortlich. Davon gibt es drei große,
die das Klima prägen, auf unserem Planeten.
Zum einen wehen zwischen 30 Grad Breite und dem Äquator die sogenannten Passate: Am
Äquator erwärmte Luft steigt auf, fließt nach Norden oder Süden, kühlt sich dabei ab und
strömt in Bodennähe zurück zum Äquator. Die Passate werden durch die Erdrotation, die sog.
Corioliskraft, abgelenkt. Diese beschleunigt polwärtige Bewegungen nach Osten und
äquatorwärtige nach Westen. Daher wehen die Passate stets aus östlicher Richtung. In den
mittleren Breiten hingegen herrschen Winde aus dem Westen vor, mit denen sich
Tiefdruckgebiete nach Osten verlagern.
Das dritte Luftdrucksystem befindet sich an den Polen. Von einem Hochdrucksystem über
den Polkappen aus werden die abfließenden Luftmassen abgelenkt.
Über diesen drei Systemen blasen in großer Höhe starke Westwinde (Jetstreams). Sie gleichen
große horizontale Druckdifferenzen an der Grenze zwischen Warm- und Kaltluftmassen aus.
Zum dritten gibt es noch das globale Wärmetransportband der Ozeane. Weil Wasser sehr viel
mehr Wärme speichern kann als Land oder Luft, haben die großen Meeresströmungen
enormen Einfluss auf das Klima. Sie transportieren das in den Tropen aufgeheizte
Oberflächenwasser in kältere Regionen und erwärmen diese. Dort aber sinkt das abgekühlte
und durch Verdunstung salzhaltigere Wasser infolge seiner höheren Dichte in die Tiefe, zieht
dabei weiteres Wasser hinter sich her und treibt so den weltweiten Wasserkreislauf wie eine
Pumpe an. Als Tiefenstrom fließt es wieder zurück in wärmere Gegenden, um sich neu
aufzuheizen.
Die wichtigste warme Oberflächenströmung führt vom Pazifik durch den Indischen Ozean bis
in den Atlantik. Von Mexiko geht sie in den Golfstrom über, transportiert ihre Wärmeenergie
in breitem Strom an der Ostküste der USA vorbei bis nach Neufundland, teilt sich dann in
zwei Ästen nach Nord- und Südosten und beschert Europa ein mildes Klima. Ohne diese
"Warmwasserheizung" hätte Europa ein Klima, das dem von Kanada ähnelte, liegt doch zum
Beispiel Deutschland in etwa auf der geografischen Breite der Großen Seen oder von SüdLabrador. In der Tiefe fließt dieses Wasser allmählich zurück und benötigt dazu etwa 1000
Jahre.
Eine andere wichtige Meeresströmung ist der Humboldtstrom, dessen nährstoffreiches Wasser
vor der Westküste Südamerikas aufsteigt. Alle drei bis sieben Jahre tritt dort das gefürchtete
"El Nino" - Phänomen auf: Wärmeres Wasser verdrängt die Strömung, die Meeresfauna
wandert ab, die Fischer fangen nichts mehr.
Unser weltweites Klima ist also das Ergebnis eines komplexen Wechselspiels zwischen
Sonne, Erdoberfläche und Atmosphäre.
Das Klima war nicht immer so wie heute. Allein dreimal in den letzten 500 000 Jahren waren
Teile Nord- und Mitteleuropas, Nordasiens und Nordamerikas für jeweils Zehntausende von
Jahren kilometerdick von Eis bedeckt. Schon mehrmals in ihrer Geschichte ist die Erde für
Millionen Jahre zum "Schneeball" geworden. Während dieser Mega-Eiszeiten herrschten
wahrscheinlich Temperaturen von minus 50 Grad.
Vor 750 Millionen Jahren geriet das Klima einmal völlig aus den Fugen. Unser Planet fror
fast völlig ein. Dass er jemals danach wieder auftaute, verdanken wir großen
Vulkanausbrüchen, die mit ihrem gigantischen Ausstoß von Treibhausgasen die Erde wieder
so stark erwärmten, dass die Eismassen schmolzen. Ansonsten wäre die Erde ein "Schneeball"
geblieben, da die Schneeflächen den größten Teil der Sonneneinstrahlung ins All reflektieren.
Im letzten Rundspruch hatte ich die wichtigsten Klimafaktoren näher erläutert und
festgestellt, dass das Klimasystem sehr komplexer Natur ist. Es setzt sich aus den
Subsystemen Atmosphäre, Ozean, Biosphäre und Kryosphäre (Eis und Schnee) zusammen,
die - angetrieben durch die Energie der Sonne - auf höchst komplexe Weise miteinander
reagieren. Die Komponenten des Klimasystems variieren in typischer Weise auf
unterschiedlichen Zeitskalen, die von Stunden (Wettererscheinungen) über Monate
(Oberflächenströmungen der Ozeane) bis zu Jahrtausenden (Landeismassen) reichen, und
reagieren in komplizierten Rückkopplungsprozessen miteinander.
Der viel diskutierte vom Menschen verursachte (anthropogene) Treibhauseffekt ist lediglich
eine Verstärkung des natürlichen Treibhauseffektes. Ohne die natürliche Treibhauswirkung
der Atmosphäre würde die globale Mitteltemperatur der Erde gegenwärtig nicht bei +15 Grad
C, sondern bei -18 Grad C liegen. Sie entsteht durch die atmosphärischen Spurengase
Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid u.a., die wie eine Wärmefalle wirken.
Die durchschnittliche globale Sonneneinstrahlung dringt zu einem großen Teil ungehindert
bis zum Erdboden durch und erwärmt ihn. Die vom Erdboden emittierte Wärmestrahlung
wird aber von den Treibhausgasen absorbiert und zurückgestrahlt, wodurch sich die
Atmosphäre erwärmt. Der anthropogene Treibhauseffekt wird dadurch verursacht, dass der
Mensch die Konzentration der natürlichen Treibhausgase erhöht bzw. neue Treibhausgase,
wie z.B. FCKW, hinzugefügt hat.
Die Temperaturkurve unseres Klimas geht in den letzten 50 - 60 Jahren steil nach oben. Das
bestreitet niemand. Jedoch hatten wir das schon einmal vor über 2000 Jahren mit einem
Höhepunkt um Christi Geburt. Danach sank die weltweite Temperatur wieder ab und blieb
auf einem Minimum von ca. 14,8°C vom Ende des 5. Jahrhunderts bis etwa 1000 nach
Christus konstant.
Im 11. Jahrhundert gab es eine sprunghafte Erwärmung um über ein halbes Grad, die bis etwa
1200 andauerte und als "Europäische Warmzeit" benannt wird. In dieser Periode machten die
Vikinger ihre Eroberungszüge und eroberten Grönland - damals eine grüne Insel. Zwischen
1200 und etwa 1350 fiel die weltweite Temperaturkurve wieder beachtlich ab. Vom 15. bis
ins 17. Jahrhundert sank die Durchschnittstemperatur mit einigen Schwankungen und
erreichte im 17. Jahrhundert sogar ein Minimum von etwas unter 14°C (zurzeit liegt sie bei
ca. 15,75°C). Jene Jahrhunderte werden als "kleine Eiszeit" in Mitteleuropa bezeichnet.
Manche Märchen, in denen von kalten Wintern die Rede ist, stammen noch aus jener Zeit,
ebenso das Gemälde "Winterlandschaft" von Brueghel d.J..
Alle Temperaturwerte vor 1850 mussten mit Hilfe aufwändiger Eisbohrkernuntersuchungen
rekonstruiert werden. Erst ab 1850 verfügen wir nämlich über wirklich gemessene Daten. In
den letzten beiden Jahrhunderten kam es dann wieder zu einer erneuten Klimaerwärmung,
vornehmlich ab etwa 1870. Mit Ausnahme der Jahre in der ersten Hälfte des vorigen
Jahrhunderts stiegen die Temperaturwerte bis heute dramatisch weiter an.
Ein Klimawandel ist also durchaus etwas Natürliches und lässt sich auch gar nicht vermeiden.
Das Wort "Klimaschutz" passt somit schlecht ins Vokabular der aktuellen Witterungsdebatte.
Dem Menschen wird es nie gelingen, ein bestimmtes Klimageschehen konstant zu halten. Er
wird sich ihm weiterhin anpassen müssen, doch leider gibt es heute für
eine"Völkerwanderung" als Flucht vor Klimaänderungen keinen Raum mehr. Der Mensch
sollte dennoch nicht eigenmächtig an der globalen Wettermaschine "herumfummeln". Denn
durch den Einfluss des Menschen in unserer Zeit könnte eine globale Erwärmung noch nie da
gewesene Ausmaße in relativ kurzer Zeit erreichen, wenn man die durch den Menschen
verursachten Treibhausgase hinzu addiert.
Nun noch zu den weltweiten Auswirkungen eines Anstiegs von "Treibhausgasen".
Die Straßen, Pipelines und Industrieanlagen in Sibirien versinken immer mehr im Morast,
weil der Permafrostboden taut. In der Stadt Jakutsk sind inzwischen bereits mehr als 300
Gebäude weggesackt.
Forscher erwarten, dass der arktische Ozean bis spätestens 2100 im Sommer eisfrei sein wird.
Die Inuit und viele arktische Tierarten, wie z.B. der Eisbär, verlieren ihre Heimat. Schon ein
weiterer Anstieg der weltweiten Temperatur um nur 1 Grad C könnte zum Aussterben von 10
% aller Landtierarten führen.
Mit dem Klimawandel wird die Luftströmung des Monsuns seine Stärke verändern und
unzuverlässiger werden. Überflutungen, aber auch Dürren könnten die Folge sein. Im
Südosten Australiens hat es den vergangenen Jahren noch nie so wenig geregnet wie seit
Beginn der Wetteraufzeichnungen. Die Hälfte der Agrarflächen ist von Versteppung bedroht.
Steigt die Temperatur weiter an, wird Landwirtschaft in den meisten Teilen Australiens
unmöglich sein.
Der warme Golfstrom ist für das Milde Klima in Mitteleuropa verantwortlich. Erste Hinweise
zeigen, dass der Golfstrom sich abschwächt. Ob er abreißen wird, ist bislang ungewiss. Als
Folge davon könnte sich Europa entgegen dem normalen Trend abkühlen.
Durch die Klimaerwärmung droht das Amazonasgebiet auszutrocknen. Das Abholzen der
Wälder beschleunigt den Prozess noch. Weniger Kahlschlag könnte den Klimawandel somit
auf einfache Weise abbremsen.
Sollten die Ozeane weiter versauern, könnten die Kalkschalen winziger Planktonorganismen
sich auflösen. Dadurch würde die Fischerei weiter leiden, denn am oberen Ende der
Nahrungskette stehen Fischarten wie Lachs, Kabeljau oder Thunfisch.
Vor allem in den Entwicklungsländern leben die Verlierer des Klimawandels. Rund 8oo
Millionen Menschen leiden derzeit an Mangel- oder Unterernährung. Ein Anstieg der
globalen Temperatur um nur 1 Grad C könnte ihre Zahl auf 1,3 Milliarden anwachsen lassen.
250 000 Kindern pro Jahr könnte der Klimawandel das Leben kosten.
Bei einem weltweiten Anstieg der Durchschnittstemperatur um 3 Grad C suchen alle zehn
Jahre schwere Dürren Südeuropa heim. Bis zu 170 000 Millionen Menschen werden jährlich
Opfer von Fluten und Überschwemmungen. Zwischen 150 - und 500 Millionen Menschen
mehr als heute hungern. Die Ernten in den hohen Breiten hingegen sind ergiebiger den je
zuvor.
Ist jetzt der Mensch an einer Klimaveränderung schuld?
Das Wetter ist ein reales Geschehen, es ist das, was wir erleiden oder erleben. Klima hingegen
existiert nur auf dem Papier, nämlich als Mittelwert aller Wetterdaten, das selbst aber fast nie
real ist. Das Wetter wechselt ständig, das ist seine Natur, und der Mensch hat gelernt, sich den
Extremen anzupassen, von polarer Kälte bis zur Wüstenhitze. Warum also die gegenwärtige
Panikmache? Die Grundlagen dafür sind äußerst zweifelhaft. Hier ein paar wissenschaftlich
fundierte Beispiele:
Die Temperaturen der Arktis haben sich völlig unabhängig vom CO2- Gehalt verhalten und
lagen 1940 sogar über unserem heutigen Wert. In den letzten 10.000 Jahren verlief die
Temperatur auch ohne Einfluss des Menschen keineswegs gleichförmig. Eine Betrachtung der
im 20. Jahrhundert erfolgten Temperaturschwankungen verdeutlicht: Nach dem behaupteten
CO2- Einfluss müsste die Temperatur von einem vormaligen Ruhestand ab 1947
kontinuierlich angestiegen sein - das Gegenteil zeichnet sich ab - die Temperatur sank bis in
die 70er Jahre. Von einer neuen Eiszeit war damals die Rede.
Klimaänderungen wie zurzeit hat es schon immer gegeben, und dies sogar in beträchtlich
größerem Umfang. Sie stellen jedoch eine Naturerscheinung dar und verlaufen völlig
unabhängig von jeder menschlichen Einwirkung.
Was ist nun die Ursache der natürlichen Temperaturschwankungen? Trägt man zur
Temperaturkurve gleichfalls die Aktivitätskurve der Sonne auf, so zeigt sich überraschend ein
absolut gleichartiger Verlauf. Die Temperaturentwicklung unseres Klimas wird nicht von
einem verschwindend kleinen CO2- Gehalt, sondern von der Sonne bestimmt. Zurzeit stellt
man auch auf anderen Planeten unseres Sonnensystems eine Erwärmung fest.
Interessant ist der Gedanke, dass Ursache und Wirkung verwechselt werden könnten. Wird
das Klima kälter, vermindert sich der CO2- Gehalt der Atmosphäre durch vermehrte
Aufnahme von Kohlendioxid in den Ozeanen. Unser derzeitiger Anstieg der CO2Konzentration könnte somit eine Folge der Erwärmung sein und nicht ihre Ursache. Erst
steigt die klimatische Temperatur und erst dann der CO2- Gehalt, und das zudem im Abstand
von einigen hundert Jahren. Die gewaltigen Wassermassen unserer Ozeane reagieren nämlich
ziemlich träge. Sie brauchen etwa 100 Jahre, um sich den neuen Temperaturbedingungen
anzupassen. Die CO2- Fluktuation hat also mit dem Treibhauseffekt absolut nichts zu tun.
Es gab in der Erdvergangenheit Perioden mit drei- bis zehnmal soviel CO2 wie heute.
Klimawandel haben sich ständig ereignet. Sie sind eine normale Erscheinung in der Natur. Es
gab Zeiten, in denen es viel wärmer, aber auch viel kälter war als heute. Die jetzige
Wärmephase geht auf etwa 200 Jahre zurück, bis zur damaligen "Kleinen Eiszeit", mit einem
Temperaturminimum um etwa 1650, als man die Ostsee im Winter per Fuhrwerk überqueren
konnte. Es ist nachgewiesen, dass in jener Zeit fast keine Sonnenflecken zu beobachten
waren, was eine geringere Sonnenaktivität als üblich bezeugt. Davor gab es wiederum eine
sehr warme Zeit, die "Mittelalterliche Warmzeit", mit höheren Temperaturen als heute mit
einem Maximum um 1200. Damals besiedelten die Wikinger Grönland, "Grünes Land", das
damals eisfrei gewesen ist, mit Ackerbau und Viehzucht. Eine weitere Warmzeit fiel in die
Steinzeit mit erheblich höheren Temperaturen als heute.
Die oft zu hörende Argumentation, wir hätten im Vergleich mit 1901 im Jahre 2006 den
wärmsten Herbst sowie den wärmsten Winter, gefolgt vom wärmsten Frühling 2007 und so
drei Jahreszeitrekorde gehabt, betrifft eine regionale Erscheinung und ist nicht repräsentativ
für das Klima des gesamten Erdballs. Und selbst wenn es eine Erwärmung bedeuten würde,
hätten wir keinen Einfluss hierauf. Wir müssen uns einfach wie schon in früheren Zeiten auf
solche Veränderung entsprechend einstellen.
Was verhindert eigentlich die Wärmeabstrahlung in den Weltraum? Die Wärmeabstrahlung
der Erdoberfläche wird nur durch eine wellenlängenabhängige Absorption klimawirksamer
Spurengase gemindert. Das hat mit den Luftbewegungen in einem Treibhaus überhaupt nichts
zu tun. Der Begriff "Treibhauseffekt" ist somit sachlich unrichtig. Die Absorptionslinien des
CO2 liegen bei den Wellenlängen 2,8 µm (hier wird die Solarstrahlung absorbiert) sowie bei
4,5 µm und 14,5 µm. Nur bei diesen letzten beiden Wellenlängen wird die irdische
Abstrahlung absorbiert, nur dort und nur zu etwa 65%. Da die terrestrische Wärmeabstrahlung
der Erdoberfläche jedoch nur die Bandbreite von etwa 3 bis über 40 µm umfasst, wird die
Abstrahlung durch erhöhte CO2- Anteile, die sowieso nur 0,035 % der Atmosphäre
ausmachen, kaum beeinflusst. Auch hier kann der Mensch nichts bewirken. Demnach
unterliegen wir alle einer "CO2- Politkampagne". Die Annahme, der menschliche Beitrag
wäre ausschlaggebend für eine dramatische Klimaänderung, entbehrt also nach diesen
Argumenten jeglicher wissenschaftlicher Grundlage.
Damit kein Missverständnis entsteht. Ich rede nicht gegen unsere weltweite Verpflichtung,
Energien einzusparen und unsere Umwelt schonender zu behandeln als wir es zurzeit
noch tun. Wir müssen auch neue umweltschonende Energien entwickeln, deren Erzeugung
unsere Umwelt weniger belasten als die Herstellung von Energiesparlampen und Photozellen.
Ich denke dabei z.B. an die Wasserstoff- Brennelemente und die Kernfusionsenergie.
"Erneuerbare" Energien gibt es nämlich nicht. Nach dem Energiegesetz gehen Energien nicht
verloren, sondern wandeln sich nur um und können somit auch nicht erneuert werden. Der
Wind, der ein Windkraftwerk antreibt, kann nicht "erneuert" werden. Es kommt nur darauf an,
dass er weht. Dies bewirkt die ständig zur Verfügung stehende Sonnenernegie. Die Sonne
allein hält unsere "Wettermaschine" in Schwung. Würden wir aber jetzt unsere weltweite
politisch geprägte CO2- Legende als Flop erklären, wäre dies gar nicht gut für unser in Gang
gesetztes Energiebewusstsein. Wir hätten eine neue globale Krise und am Pranger stünden all
unsere durch Fördergelder unterstützten Klimaforscher. Wollen wir das? Auch Irrtümer
können bisweilen Gutes bewirken. Wir sollten jedoch nicht in Panik geraten! Alle
Angstkampagnen sind schlechte Ratgeber.
Das Klimasystem
Das Klimasystem ist komplexer Natur. Es setzt sich aus den Subsystemen Atmosphäre,
Ozean, Biosphäre und Kryosphäre (Eis und Schnee) zusammen, die - angetrieben durch die
Energie der Sonne - auf höchst komplexe Weise miteinander reagieren. Die Komponenten des
Klimasystems variieren in typischer Weise auf unterschiedlichen Zeitskalen, die von Stunden
(Wettererscheinungen) über Monate (Oberflächenströmungen der Ozeane) bis zu
Jahrtausenden
(Land-Eismassen)
reichen,
und
reagieren
in
komplizierten
Rückkopplungsprozessen miteinander.
Klimamodelle
Die Grundlagenforschung untersucht die Variabilität des Klimas sowie das Zusammenspiel
der Klimasubsysteme mittels numerischer Modelle.
In einem Klimamodell werden physikalische Gleichungen gelöst, die die Bewegung eines
Gases (Luft) oder einer Flüssigkeit (z.B. Wasser im Ozean) auf der rotierenden Erde
beschreiben. Dieses Gleichungssystem kann nicht für jedes Luft- und Wasserteilchen an
jedem Punkt des Globusses gelöst werden, vielmehr wird die Erde mit einem
dreidimensionalen Gitternetz überzogen, an dessen Gitterpunkten die Berechnungen
durchgeführt werden.
Aufgabe der Klimaforschung ist es, zu untersuchen, wie sensibel das Klimasystem auf
natürliche und menschliche Einflüsse reagiert und welche regionalen und globalen
Klimaänderungen in Zukunft zu erwarten sind. Dabei erstrecken sich die Untersuchungen z.B.
vom Studium des globalen Treibhauseffektes über regionale Schadstoffausbreitung sowie auf
den Einfluss der Abholzung tropischer Regenwälder oder der Wälder im Mittelmeerraum.
Diese räumliche Abstufung der Modelle wird heute durch eine hierarchische Kopplung der
Simulationen genutzt und erlaubt damit detaillierte Klimastudien für jede Region der Erde.
Treibhauseffekt
Der viel diskutierte vom Menschen verursachte (anthropogene) Treibhauseffekt ist lediglich
eine Verstärkung des natürlichen Treibhauseffektes. Ohne die natürliche Treibhauswirkung
der Atmosphäre würde die globale Mitteltemperatur der Erde gegenwärtig nicht bei +15 Grad
C, sondern bei -18 Grad C liegen. Sie entsteht durch die atmosphärischen Spurengase
Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid u.a., die wie eine Wärmefalle wirken.
Die durchschnittliche globale Sonneneinstrahlung von 342 W/qm dringt zu einem großen Teil
ungehindert bis zum Erdboden durch und erwärmt ihn. Die vom Erdboden emittierte
Wärmestrahlung wird aber von den Treibhausgasen absorbiert und zurückgestrahlt, wodurch
sich die Atmosphäre erwärmt. Der anthropogenen Treibhauseffekt wird dadurch verursacht,
dass der Mensch die Konzentration der natürlichen Treibhausgase erhöht bzw. neue
Treibhausgase (FCKW) hinzufügt.
Aktuelle Forschung:
Abholzung der Wälder im Mittelmeerraum
Ein Beispiel aktueller Forschung des Max-Planck-Instituts wird hier im Zusammenhang mit
der Abholzung der Wälder im Mittelmeerraum gezeigt, um ein Verständnis für die
Komplexität und Sensibilität des Klimasystems zu vermitteln.
Die Regenwälder dieser Erde werden häufig als "grüne Lunge der Atmosphäre" bezeichnet
und sind eine wesentliche Komponente des Klimasystems. Der Mensch greift durch
Abholzung und Brandrodung massiv in diesen Bereich ein und setzt dabei Gigatonnen des
Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) frei (1,6 Gt/J).
Aber auch die Abholzung der Wälder im Mittelmeerraum beeinflusst unser Klima spürbar in
regionaler Hinsicht. Abholzung im Mittelmeerraum wird seit mehr als 2000 Jahren betrieben.
Das Ergebnis ist, dass zusätzlich zur Bodenerosion der regionale Wasserkreislauf durch die
veränderte Bodenbeschaffenheit beeinflusst wird. Mit Hilfe eines Modells wurden die
Auswirkungen auf das Klima untersucht. Dazu wurden 2 Modellrechnungen durchgeführt. Im
ersten Experiment wurde radikal die gesamte Vegetation im Mittelmeerraum entfernt, das
zweite Experiment arbeitet mit dem Bestand der Vegetation zu Zeiten der Römer vor 2000
Jahren.
Das verwendete Modell rechnet mit klimatologischen Meeresoberflächentemperaturen (SST)
der Jahre 1979-88. Beschrieben wird hier nur das Abholzungsszenario. Nach der radikalen
Abholzung nimmt der Niederschlag im untersuchten Gebiet ab, da die Verdunstung durch die
Pflanzen reduziert ist. Diese Abnahme der Verdunstung bedeutet, dass mehr Energie zur
Erwärmung der Erdoberfläche vorhanden ist. Da gleichzeitig die Reflexion der Erdoberfläche
steigt, wenn dunkler Wald durch kahlen Boden ersetzt wird, ist die solare Nettostrahlung am
Boden trotzdem geringer.
Der zweite Effekt übersteigt den ersten, so dass es zur Abnahme der Bodentemperatur
kommt. In feuchten Gebieten wie dem Amazonasgebiet ist bei Abholzung die Abnahme der
Verdunstung dominant. Die größte Abnahme von 0.8K der 2m-Temperatur durch die
Abholzung wurde im Nahen Osten gefunden. Die kältere und trockenere Oberfläche
unterdrückt die Konvektion, was sich ebenfalls in der Abnahme des Niederschlags äußert.
Ein anderer Aspekt ist die leichte Verschiebung des Bodendruckfeldes nach Süden hin und
ein geringerer horizontaler Druckgradient nach der Abholzung. Die Abnahme der
Windgeschwindigkeit bei geringerem horizontalen Druckgradienten wird z.T. durch den
geringeren Bodenwiderstand in der abgeholzten Region kompensiert. Daraus folgt eine
Zunahme der Westströmung über dem Nordwesten des Mittelmeerraumes (Mistral) sowie des
Nordwindes über dem Osten des Gebietes (Etesien) und eine Abnahme der Südwinde über
der Iberischen Halbinsel und des Atlasgebirges.
Streit um Klimawandel
Die derzeitige Streitdiskussion um den Klimawandel wird in zwei unterschiedlichen Lagern
ausgetragen. Da ist einmal die Gruppe um den Ozeanografen Mojib Lativ am Hamburger
Max-Planck-Institut. Diese warnt vor einer menschengemachten Erwärmung der
Erdatmosphäre und beruft sich in ihren Erkenntnissen auf Computermodelle, mit denen sie
das Klima der Zukunft simuliert. Erfolge verzeichnete diese Gruppe z.B. mit der Vorhersage
des regelmäßig wiederkehrenden Klimaphänomens "El Nino".
Die andere Gruppe wird vertreten durch den Glaziologen (Gletscherforscher) Heinz Miller,
stellv. Direktor des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in
Bremerhaven. Dieser Wissenschaftler befasst sich nicht mit Klima-Computermodellen,
sondern erforscht die Geschichte des Klimas, vornehmlich durch Untersuchungen an
Eisbohrkernen aus Grönland. Er konnte nachweisen, dass das Klima in der Vergangenheit
stets recht starken Schwankungen unterworfen war - also auch ohne menschlichen Einfluss
sich veränderte. Weil wir viel zu wenig über das Klima an sich wissen, bezweifelt Miller, dass
die Vorhersagen der Klimamodelle wirklich zuverlässig sind - wie dies Latif immer wieder
behauptet.
Die Temperaturkurve unseres Klimas geht in den letzten 50 - 60 Jahren steil nach oben. Das
bestreitet niemand. Jedoch hatten wir das schon einmal vor über 2000 Jahren mit einem
Höhepunkt um Christi Geburt. Danach sank die weltweite Temperatur wieder ab und blieb
auf einem Minimum von ca. 14,8°C vom Ende des 5. Jahrhunderts bis etwa 1000 nach
Christus konstant.
Im 11. Jahrhundert gab es eine sprunghafte Erwärmung um über ein halbes Grad, die bis etwa
1200 andauerte und als "Europäische Warmzeit" benannt wird. In dieser Periode machten die
Vikinger ihre Eroberungszüge und eroberten Grönland - damals eine grüne Insel. Zwischen
1200 und etwa 1350 fiel die weltweite Temperaturkurve wieder beachtlich ab. Vom 15. bis
ins 17. Jahrhundert sank die Durchschnittstemperatur mit einigen Schwankungen und
erreichte im 17. Jahrhundert sogar ein Minimum von etwas unter 14°C (zurzeit liegt sie bei
ca. 15,75°C). Jene Jahrhunderte werden als "kleine Eiszeit" in Mitteleuropa bezeichnet.
Manche Märchen, in denen von kalten Wintern die Rede ist, stammen noch aus jener Zeit,
ebenso das Gemälde "Winterlandschaft" von Brueghel d.J..
Alle Temperaturwerte vor 1850 mussten mit Hilfe aufwändiger Eisbohrkernuntersuchungen
rekonstruiert werden. Erst ab 1850 verfügen wir nämlich über gemessene Daten. In den
letzten beiden Jahrhunderten kam es dann wieder zu einer erneuten Klimaerwärmung,
vornehmlich ab etwa 1870. Mit Ausnahme der Jahre in der ersten Hälfte des vorigen
Jahrhunderts stiegen die Temperaturwerte bis heute dramatisch weiter an.
Ein Klimawandel ist also durchaus etwas Natürliches und lässt sich auch gar nicht vermeiden.
Das Wort "Klimaschutz" passt somit schlecht ins Vokabular der aktuellen Witterungsdebatte.
Dem Menschen wird es nie gelingen, ein bestimmtes Klimageschehen konstant zu halten. Er
wird sich ihm weiterhin anpassen müssen, doch leider gibt es heute für eine
"Völkerwanderung" als Flucht vor Klimaänderungen keinen Raum mehr. Der Mensch sollte
dennoch nicht eigenmächtig "an der globalen Wettermaschine herumfummeln", wie Latif sich
ausdrückte. Denn durch den Einfluss des Menschen in unserer Zeit könnte eine globale
Erwärmung noch nie da gewesene Ausmaße erreichen, wenn man die durch den Menschen
verursachten Treibhausgase hinzu addiert.
Die Flutkatastrophen in Deutschland hatten mit dem Treibhauseffekt nichts zu tun. Sie waren
einfach darauf zurück zu führen, dass die Tiefdruckgebiete in jenen Sommern eine Zugbahn
ins Mittelmeer eingeschlagen hatten (Zugstraße Vb). Solche Wetterlagen hat es immer schon
gegeben. Früher konnten derartige Regenmengen jedoch wesentlich besser verkraftet werden,
als die Flüsse noch nicht so kanalisiert waren und als es noch große Auen gab, die das Wasser
aufnahmen.
Beispiel "Vater" Rhein: Vergleichen Sie einmal eine Rheinkarte vom Beginn des 19.
Jahrhunderts mit einer von heute. Nach der Begradigung des Oberrheins zum Beispiel ab
1817 waren bereits gegen Ende desselben Jahrhunderts in einem Zeitraum von nur 50 - 60
Jahren die Auen weitgehend verschwunden. Damit gingen ca. 80% der
Hochwasserrückhaltegebiete allein im Oberrheingraben verloren. Das Abholzen von Wäldern
und das Versiegeln von Flächen im großräumigeren Wassereinzugsgebiet der Flüsse als Folge
der Ansiedlung von Mensch und Industrie taten ihr Übriges dazu. Insofern muss man wohl
Herrn Miller Recht geben: "Insofern ist die Überschwemmungskatastrophe natürlich doch
Menschenwerk."
Bezüglich der vom Menschen vielleicht doch inzwischen schon (mit) verursachten
Klimaveränderung sollte man aber auch Herrn Latifs Worte nicht überhören: "Die Tests
(Überprüfung der Klimamodelle) verliefen überwiegend positiv. Warum sollten unsere
Modelle ausgerechnet für die nahe Zukunft ein völlig falsches Bild liefern?"
Zum Schluss noch ein Aspekt, der jahrelang in der Klimadiskussion unerwähnt blieb und der
eine zusätzliche Erklärung für eine Klimaerwärmung liefern könnte. Es handelt sich um die
Schwankungen der Sonnenaktivität (Korpuskularstrahlung, "Sonnenwind").
Ein amerikanischer Wissenschaftler (dessen Name mir entfallen ist und der in der letzten
aktuellen "Globus-Extra-Sendung" bei Ranga Yogeshwar im Westdeutschen Fernsehen zu
Wort kam), legt schon seit einigen Jahren Forschungsergebnisse vor, wonach die
Sonnenaktivität und die Aufheizung unserer Atmosphäre in direktem Zusammenhang stehen.
Einfach gesagt: Je stärker der "Sonnenwind", desto weniger weltweite Wolkenentstehung und
somit desto größer die Erwärmung. Die Temperaturkurven der Atmosphäre und die der
Sonnenaktivität verlaufen demnach fast parallel zueinander. Haben wir vielleicht schon bald
den eigentlichen Grund für die derzeitige Klimaerwärmung entdeckt, unsere Sonne selbst
nämlich? Dazu passt auch die schon seit über 100 Jahren beobachtete Abschwächung unseres
Erdmagnetfeldes, welches uns vor der Sonnen-Korpuskularstrahlung schützt und diese
hauptsächlich in Richtung der magnetischen Erdpole ablenkt.
Wetterbeeinflussungen
Wird der Mensch das Wettergeschehen jemals maßgeblich beeinflussen können? Tut er es
nicht schon heute z.B. durch die Anreicherung der Troposphäre mit Kohlendioxid, wodurch ja
bekanntlich der "Treibhauseffekt" verstärkt wird. Auch mit der Erzeugung des Smog greift
der Mensch zu seinem eigenen Nachteil in die Struktur der Luftmassen und damit in die
Wettergestaltung ein. Das menschliche Erzeugnis in Form von Ruß und Schwaden giftiger
Gase hat die Tendenz, Inversionen zu verstärken, wodurch die natürlichen Kräfte der
Atmosphäre, sich selbst zu reinigen, gehindert werden.
Wenn man diese Eingriffe des Menschen an der Gewalt der Naturkräfte misst, sind sie wohl
als gering zu veranschlagen. Wir wissen aber auch, dass unser globales Klima bereits auf
geringfügige Temperaturerhöhungen der Lufthülle sehr empfindlich reagieren kann. Ein
Beleg dafür sind bekanntlich die Eiszeiten.
Ein weiteres Beispiel: Durch manipulierte Viehzucht über weite Strecken werden fruchtbare
Grasflächen abgeweidet und in Steppen verwandelt. Das geschieht nicht nur über wenige
Quadratkilometer, sondern über riesige Strecken in ganzen Kontinenten, die dann durch
Versandung und Versteppung die Strahlungseigenschaften des Erdbodens umgewandelt
haben. Dadurch sind deutliche Verschlechterungen des Klimas eingetreten. Auch der
Überanbau einer Nutzpflanze allein - wie etwa Weizen - laugt den Boden auf lange Sicht aus.
Er versandet und es kann zu zerstörerischen Staubstürmen kommen. Kohlendioxid und
Wasserdampf spielen im Wärmehaushalt unserer Atmosphäre und damit als Wetter- und
Klimafaktoren eine sehr bedeutsame Rolle. Beide Gase sind nämlich für sichtbares Licht
völlig durchlässig, so dass sie den Hauptteil der Sonnenstrahlung bis zum Erdboden hinunter
durchlassen. Am Boden verwandelt sich die Energie der Sonnenstrahlung in Wärme, die dann
als langwellige Wärmestrahlung ausgestrahlt wird. Dafür sind jedoch Kohlendioxid und
Wasserdampf nun nicht mehr "durchsichtig". Sie sind in der Lage, diese Strahlen zurück zu
halten und zur Erde zurück zu werfen. Umgekehrt ist es aber so, dass sie selbst im
Wärmebereich besonders gut strahlen. An ihrer Obergrenze geben sie also Wärme an den
Weltraum ab und kühlen sich dadurch selbst ab. Die Treibhausgase in der Luft wirken also
sehr effektvoll mit, dass die unteren Schichten wärmer und die oberen Schichten der
Atmosphäre kälter werden.
Es ist erwiesen, dass die mittlere Temperatur an völlig verschiedenen Orten auf der Erde im
Laufe der letzten Jahrzehnte ständig angestiegen ist. Es ist allgemein bekannt, dass auch die
Gletscher in den vergangenen 70 Jahren ganz erheblich zusammen geschmolzen sind. Diese
schleichende Klimaänderung - und es gibt inzwischen noch weitaus mehr Phänomene als
Hinweis - ist vermutlich die Folge unseres eigenen Tuns.
Aber zurück zu den mehr kleinräumigen Beeinflussungen des Wetters durch den Menschen.
Mit Feuchtigkeit gesättigte und recht saubere Luftmassen sind bereit, sofort zu kondensieren,
wenn ihnen Gelegenheit dazu gegeben wird. Bei bestimmten Wetterlagen bewirken das z.B.
die Düsenflugzeuge, deutlich erkennbar an ihren Kondensationsstreifen. Der Strahl eines
Düsentriebwerkes enthält zwar selbst viel Wasserdampf, aber die Verbrennungsprodukte
bestehen zum Teil aus winzigen Rauchteilchen, die als sog. "Kondensationskerne" dienen. In
völlig reiner Luft ohne Kristalle, Aerosole und Staubteilchen könnten sich gar keine Wolken
bilden, auch wenn die Luft noch so feucht wäre.
Der Kondensstreifen eines Jets kann sich bei bestimmten Wetterlagen bisweilen massiv
verbreiten und zu einem ziemlich dichten Wolkenband auswachsen. Die Luft liefert dann
nach dem Anstoß durch den Düsenstrahl weiteres Kondensationsmaterial nach. Stundenlang
können solche künstlich erzeugten Wolken am Himmel verweilen und die
Sonneneinstrahlung abschwächen. Die schon vor einigen Jahrzehnten geäußerte Befürchtung,
dass wir bei immer weiter zunehmendem Luftverkehr bei einer Schönwetterlage keinen
blauen Himmel mehr genießen könnten, weil die Abgase der Jets über uns eine milchige
Wolkendecke erzeugen würden, hat sich glücklicherweise nicht bestätigt. Dennoch haben wir
einen weiteren Hinweis auf eine mögliche Beeinflussung des Wetters durch den Menschen
erhalten.
Meine Frage zu Anfang, ob der Mensch jemals in der Lage sein wird, das Wetter maßgeblich
zu beeinflussen, zielt eigentlich auf etwas anderes, und zwar darauf, ob der Mensch es
vielleicht eines Tages schaffen könnte, nutzbringend für die Menschheit in Wetterprozesse
einzugreifen oder gewollte Wettervorgänge einzuleiten. Dazu würde z.B. das künstliche
Erzeugen von Regen, das sog. "Impfen" von Wolken mit Silberjodid gehören, von dem
Trockengebiete der Erde profitieren würden. Denn ein recht großer Teil unserer Bewölkung
zieht über den Himmel, ohne dass daraus ein Tropfen Regen fällt.
Neben jener mehr regionalen Möglichkeit der Wetterbeeinflussung gibt es aber inzwischen
auch neue Überlegungen, deren Verwirklichungen großräumigere Auswirkungen hätten.
Freilich ist da alles noch Zukunftsmusik.
Zunächst einmal zurück zum Thema der "Wolkenimpfung". Was hat es damit auf sich? Die
Wasserdampfmoleküle brauchen für den Übergang von der gasförmigen in die flüssige oder
feste Phase einen Anstoß in Form eines winzigen festen, in der Luft schwebenden
Staubteilchens. Solche Teilchen sind in der natürlichen Atmosphäre fast immer ausreichend
vorhanden in Gestalt von winzigen Staubteilchen und Salzkristallen. An diesen bleiben die
Dampfmoleküle haften und so kann ein Tröpfchen oder ein Schneekristall entstehen und
anschließend wachsen. Diese kleinen Teilchen nennt man "Kondensationskerne".
Bei völlig reiner Luft in großen Höhen sind oft nicht genügend Kondensationskerne da, so
dass die Luft gelegentlich mit Feuchtigkeit übersättigt ist. Der Dampf kann aber nicht
ausfallen, da es an Kondensationskernen mangelt. Nach dem Krieg hat der Meteorologe
Vincent Schäfer die Aufsehen erregende Entdeckung gemacht, dass fein pulverisiertes
Trockeneis - in feuchter Luft ausgestreut - sehr schnell Milliarden von Schneeflocken erzeugt
und den Kondensationsprozess beschleunigt. Später wurde entdeckt, dass die feinen Kristalle
einer chemischen Verbindung von Jod und Silber - das Silberjodid (AgJ) - als
Kondensationskerne noch günstigere Eigenschaften haben. Es hat sich gezeigt, dass fein
verteilte Silberjodid-Kristalle die Kondensation so sehr begünstigen, dass man dadurch
Wolken, die noch nicht regenbereit sind, veranlassen konnte, Regen zu erzeugen. Diese
Fähigkeit des Silberjodids liegt darin, dass es in seiner Kristallstruktur einem Eiskristall
ähnelt, so dass sich die Wassermoleküle recht gut an das Silberjodid anfügen und so einen
Schneekristall schnell wachsen lassen. In vielen Teilen der Welt hat man Wolken mit
Silberjodid geimpft, indem man es mit Flugzeugen ausstreute oder am Boden in den Auftrieb
der Luft unter einer Wolke hinein schoss. Dieses Verfahren hat sich jedoch bis heute kaum
durchgesetzt, wahrscheinlich wegen des zu geringen Wirkungsgrades und der nicht
unerheblichen Kosten.
Neben der zunehmenden Trockenheit in einigen Landstrichen der Erde könnte es als
Hauptproblem in Zukunft die globale Erwärmung der Atmosphäre geben. Beide Dinge
hängen wohl auch zusammen. Der Mensch könnte jenen Temperaturanstieg evtl. auch
dadurch aufhalten oder rückgängig machen, dass er in die in 80 Kilometer Höhe
anzutreffende atmosphärische Sperrschicht mittels Raketen fein verteilten Staub oder
Wasserdampf absetzt. Das Material würde sich dann in fein verteilter Form in dieser Schicht
von selbst ausbreiten, die Sonnenstrahlung teilweise absorbieren oder in den Weltraum zurück
werfen. Da die Luftdichte dort oben sehr gering ist, kann man schon mit relativ wenig
Material, d.h. einigen Tonnen, Flächen von vielen tausend Quadratkilometern überdecken.
Die Natur hat in ihrer Geschichte solche "Experimente" immer wieder selbst angestellt, und
zwar durch gewaltige Vulkanausbrüche. Wenn man z.B. an den Ausbruch des Vulkans
Krakatau in der Sundastraße im Jahre 1883 denkt! Damals wurden fein verteilte Staubmassen
durch den Explosionsdruck bis in jene 80 km - Schicht hinauf geschossen, wo sie noch
Monate lang schwebten. Sie erzeugten in der ganzen Welt spektakuläre Sonnenuntergänge
und haben sicher auch Wetter und Klima beeinflusst. Leider gibt es weltweit keine
Wetteraufzeichnungen darüber.
Die Beeinflussung der Sonneneinstrahlung reicht aber nicht aus, um das Weltklima zu
verändern. Der Mensch müsste es zudem fertig bringen, in den Haushalt der
Kondensationswärme unserer Troposphäre einzudringen und diesen sinnvoll zu steuern.
Vielleicht wird die Kontrolle des Wetters und des Klimas einmal eine nötige Herausforderung
in unserer wissenschaftlichen Zukunft. Das globale Wetterproblem gehen wir ja heute schon
seit vielen Jahren mit globalen Werkzeugen an, den Wettersatelliten. So kann mal wohl sicher
sagen, dass eine sinnvolle Beeinflussung der Atmosphäre nur gelingen kann (wenn jemals
überhaupt), wenn sie vom Weltall aus gesteuert und überwacht wird. Jene sehr vagen
Visionen, dass der Mensch dies einmal schaffen könnte, entbinden uns natürlich in keiner
Weise davon, gerade heute - aber auch künftig - mit unserer Lufthülle verantwortungsvoll und
weitsichtig umzugehen, damit die Probleme nicht so rasch wachsen, dass wir sie wohl nie
mehr in den Griff bekommen könnten, trotz aller künftig noch zu erwartenden
wissenschaftlichen Fortschritte und technischen Innovationen.
Troposphärische Überreichweiten
im UKW-Bereich *
Um die Entstehung von Überreichweiten verständlich machen zu können, werde ich
zunächst die Aufteilung und Ausdehnung der dafür zuständigen Atmosphäre erläutern.
In der Meteorologie wird die mehrere 100 km hoch reichende Lufthülle in verschiedene
Schichten unterteilt. Diese werden durch entsprechende Flächen begrenzt, die man "Pausen"
nennt. Bis zu einer Höhe von ca. 10 km über der Erdoberfläche nimmt die Lufttemperatur
normalerweise recht konstant ab. Oberhalb von 10 km bleibt die Temperatur bis etwa 20 km
trotz abnehmender Höhe gleich, und zwar bei ca. minus 55 Grad C. Jene Grenzfläche wird
"Tropopause" genannt. Die Tropopause trennt die Atmosphäre in zwei Luftschichten mit
völlig unterschiedlichen Eigenschaften.
Die unterhalb der Tropopause liegende Schicht, also die Troposphäre, ist die Zone der uns
bekannten meteorologischen Erscheinungen. Dort tummeln sich die Kalt- und
Warmfronten, dort entstehen Wolken, Niederschläge, Gewitter, Nebel usw. Die oberhalb
der Tropopause liegende Schicht wird "Stratosphäre" genannt. Sie hat keinen Einfluss auf
die sog. "Tropo-Überreichweiten". Von Tropo-Überreichweiten spricht man daher nur, weil
sich dieses Phänomen in der Troposphäre entwickelt.
Schon seit langem überholt ist die Auffassung, dass eine Funkverbindung auf VHF und UHF,
ja selbst im SHF-Band nur in Sichtweite - also quasioptisch - zu Stande kommen könne.
Erfahrungen belegen und Versuche haben bewiesen, dass Verbindungen auf 144 MHz wie
auch auf 432 MHz recht oft über Distanzen von 1500 km und mehr zu Stande kommen
können. Es müssen demnach Konstellationen entstehen, die solche Weitverbindungen
ermöglichen. Inzwischen ist es übrigens klar erwiesen, dass Überreichweiten fast
ausschließlich
bei
Hochdruckwetterlagen
auftreten.
Bei
ausgesprochenen
Schlechtwetterlagen können keine Weitverbindungen getätigt werden. Dies wird sicher jeder
erfahrene UKW-Amateur bestätigen. Ausnahme: Regenscatter- Verbindungen im
Gigahertz- Bereich.
Es ist nötig, eine aktuelle Wettersituation analysieren zu können, damit Weitverbindungen
nicht ausschließlich dem Zufall überlassen werden müssen. Dazu muss man nicht
Meteorologe sein, denn es geht nur darum, die wesentlichsten Kriterien, die zu
Überreichweiten führen können, zu erkennen. Längst ist es schon möglich geworden, sich
aktuelle Wetterkarten aus dem Internet zu holen. Wir sind also gar nicht mehr auf das
Fernsehen und die Zeitung angewiesen, deren Karten sowieso nicht ausreichend detailliert
sind. Zur Beurteilung der UKW-Ausbreitung ist auch nicht die Wetterprognose von
Bedeutung, sondern nur die momentane Wetterlage. Prognosen beziehen sich auf zu
erwartende wetterbedingte UKW-Überreichweiten und sind äußerst schwierig. Es sind
schwerpunktmäßig Inversionsvorhersagen (Boden- und Absinkinversionen).
Man könnte nun annehmen, dass sich bei jedem Hochdruckgebiet auch Überreichweiten
entwickeln müssten. Das ist jedoch nicht der Fall. So führen relativ kleine
Hochdruckzellen selten zu ausgeprägten und stabilen Überreichweiten. Es sind vor
allem weiträumige Hochdrucklagen, wie sie im Herbst und Winter entstehen, die für
Weitverbindungen in Frage kommen.
Was verändert sich eigentlich in der Troposphäre durch die Ausbildung einer Hochdruckzone,
so dass manchmal Entfernungen von 1000 bis 2000 km überbrückt werden können, denn über
eine solche Distanz entwickelt die Erdkrümmung schon beachtliche Dimensionen.
Bei derart "guten Bedingungen" kann man davon ausgehen, dass sich die Funksignale der
Krümmung der Erdoberfläche anpassen. Diese für Ultrakurzwellen "leitende" Schicht kann
man sich als einen Schlauch vorstellen, der in einer bestimmten Höhe über der Erdoberfläche
z.B. Süddeutschland mit Schottland verbindet. Im Englischen wird dieses Phänomen als
"duct" bezeichnet, was frei übersetzt "Führung", "Schlauch", "Gang", "Röhre" ...heißt. Die
für unsere Zwecke leitenden brauchbaren Schichten reichen von der Erdoberfläche bis zu
einer Höhe von ca. 2000 m. Darüber liegende Duct-Bildungen haben kaum noch Bedeutung.
Nun zur Frage zurück, was sich bei der Ausbildung einer Hochdruckzone in der Troposphäre
verändert. Kurz gesagt:
Es ist die Beziehung zwischen Temperaturverlauf und Höhe.
Normalerweise nimmt die Lufttemperatur mit zunehmender Höhe ziemlich regelmäßig ab.
Für unsere Betrachtungen ist eigentlich nur die Analyse des Temperaturverlaufs bis ca. 2000
m über Grund von Bedeutung. Die normale Temperaturabnahme bis in 2 km Höhe beträgt im
Mittel etwa zwischen 0,6 und 0,8 Grad C pro 100 m, vom Erdboden aus gerechnet. Der Wert
hängt stark von der Luftfeuchte ab, also davon, ob sich Wolken bilden. Wenn wir also über
dem Erdboden dicht über dem Meeresniveau eine Temperatur von 20 Grad messen, dann
beträgt die Temperatur in 2 km Höhe vielleicht nur noch 4 Grad C. Unter bestimmten
Voraussetzungen ist der Temperaturverlauf jedoch genau umgekehrt, d.h. mit zunehmender
Höhe nimmt auch die Temperatur zu. Man bezeichnet das als
"Temperatur-Inversion",
also Temperatur-Umkehr.
Die Stärke einer Inversion stellt man an der Größe des Wertes Delta t zwischen der
Bodentemperatur und derjenigen am "Temperaturknick" fest. "Temperaturknick" ist
die Stelle, über der die Temperatur sprunghaft wieder abnimmt, wo die Bedingungen
also wieder "normal" werden. Der Duct, also die "leitende" Schicht, bildet sich stets am
Temperaturknick, d.h. an der Stelle, an der die Temperaturumkehr beginnt. Der daraus
resultierende "Schlauch" kann sich manchmal über Entfernungen bis zu 2000 km
erstrecken. Allerdings ist diese leitende Schicht selten homogen, weder in der
Leitfähigkeit, noch in der Breite. Deshalb sind Weitverbindungen nicht von allzu langer
Dauer und halten nur einige Stunden bis einige Tage an. Außerdem sind sie oft mit
erheblichen Feldstärkeschwankungen behaftet.
Die Dicke des Ducts in der Vertikalen ist über längere Strecken oft recht unterschiedlich. Sie
kann zwischen 100 und 500 m variieren. Auch die Höhe der leitenden Schicht über Grund
kann zwischen Meeresniveau und etwa 1000 m über NN liegen. Man kann kräftige
Inversionen, wie sie z.B. im Herbst häufiger entstehen, optisch bisweilen sehr gut erkennen,
und zwar, wenn man sich über der Inversionsschicht befindet. Von einem erhöhten Standort
im Gebirge aus blickt man in einem solchen Fall auf ein "Nebelmeer", bei welchem die
Nebelobergrenze sehr gradlinig und scharf unter dem Horizont liegt. Bei solchen Wetterlagen
ist der Temperaturunterschied zwischen der Talsohle und der Nebelobergrenze oftmals recht
markant.
Überreichweiten stellen sich immer erst dann ein, wenn durch Überlagerung warmer Luft
über kalter Luft eine Inversion, also eine Umkehr der Temperatur entsteht. Inversionen haben
manchmal eine sehr markante Grenzschicht, in der sich die Temperatur im Dekameterbereich
bisweilen um 10 - 20 Grad ändert. Damit werden auch die Dichtedifferenzen in jener Schicht
so groß, dass die Möglichkeit der Spiegelung von elektromagnetischen Wellen hervor gerufen
wird. Inversionen sind also stets an das Vorhandensein von unterer Kaltluft und
darüber liegender Warmluft gebunden.
Vor allem im Winterhalbjahr treten derartige Wetterlagen vermehrt auf, wobei sie oft in
topographischen Mulden besonders ausgeprägt sind. Den Grund dafür bildet die mangelnde
Sonneneinstrahlung im Winterhalbjahr. Die bodennahe Luftschicht kann sich dann im
Kontakt mit dem Erdboden besonders stark abkühlen. Vor allem bei klarem Himmel kommt
es zu großen Temperaturverlusten in Folge von Ausstrahlung. Hochdrucklagen sind deshalb
besonders geeignet, um diese bodennahen Inversionen zu erzeugen. Nachteilig für
Weitverbindungen ist es jedoch, dass solche Inversionen im allgemeinen nur 100 bis 300 m
über Grund reichen. Interessanter werden die Inversionen erst, wenn sie im Höhenbereich von
800 bis 1000 m über Grund liegen. Das geschieht z.B., wenn sich trockene Kaltluft
großflächig unter vorhandene wärmere, also weniger dichte Luft, schiebt und jene somit
langsam anhebt. Im südwestlichen Randbereich eines Hochs über Skandinavien oder
Osteuropa kann das im Winterhalbjahr öfter mal passieren.
Es gibt aber noch eine andere, sehr günstige meteorologische Ausgangslage, die solche höher
gelegenen Inversionen erzeugt. Immer dann, wenn im Randbereich eines Hochs noch kalte
Luft am Boden liegt und aus Südwesten auf der Vorderseite eines Tiefs bereits wesentlich
mildere Luft dagegen anströmt. Man spricht dann von einer sog. "Warmluftadvektion".
Diese Lage findet sich häufig bei einem Hoch, das im Abbau begriffen ist. Eine Störung führt
dann von Westen einen Schub Warmluft nach Norden gegen das zurück weichende Hoch.
Dies geschieht bei uns in Deutschland z.B., wenn sich eine über Frankreich und den BeneluxLändern liegende Front an die Westflanke eines mitteleuropäischen Hochs drängt. Bei den
Ausbreitungsbedingungen spielt jedoch auch die Höhe des Standortes in Bezug auf die
Inversionsschicht
eine
Rolle.
Ich
sagte
ja
schon,
dass
weiträumige
Temperaturumkehrschichten in verschiedenen Höhen über Grund entstehen, etwa zwischen
100 und 2500 m. Die Stärke der Inversion hängt von der Größe der Temperaturdifferenz ab.
Je ausgeprägter der Temperaturknick, desto kräftiger die Inversion.
Für eine für große Überreichweiten geeignete Inversion muss geltend gemacht werden, dass
die "Duct"-Bildung nach oben und unten scharf begrenzt ist. Dann ist nämlich die "leitende"
Schicht wie in einem Schlauch oder Hohlleiter gefangen. Doch es können bei solchen
kräftigen Inversionen nur jene Stationen in den Genuss von Weitverbindungen kommen, die
auf der Höhe der Inversion liegen.
Die anderen Stationen, die standortmäßig nicht auf gleicher Höhe liegen wie die
Inversionsschicht, sind hingegen stark benachteiligt, weil sie nicht in die leitende Schicht
einstrahlen können. Vor allem in hügeligen und bergigen Gebieten ist dieser Effekt spürbar.
So ist es schon beeindruckend, wenn beispielsweise Stationen auf dem Feldberg im
Schwarzwald in 1400 m Höhe stundenlang mit englischen Stationen arbeiten konnten,
wohingegen in die 60 km südöstlich davon gelegene Züricher Gegend in 900 m Höhe keine
Verbindung zu Stande kam. Vertikalsonden fanden den Grund dafür heraus: Die Inversion
hatte auch über Zürich und darüber hinaus bis an den Alpenrand durchgehend eine Höhe von
1300 m über NN. Es ist sicher schon wichtig, dass man solche Zusammenhänge versteht, um
noch mehr Freude an UKW-DX-Verbindungen zu bekommen.
Hinweise auf Überreichweiten kann man z.B. durch Informationen über die Großwetterlage
erhalten, also durch Fernsehen, Tageszeitungen und meteorologische Anstalten, inzwischen
auch kostenlos über das Internet. Manchmal lassen auch Störungen der Fernsehbilder und
Rundfunkaussendungen vermuten, dass Überreichweiten im Spiel sind. Weiterhin bietet das
Abhören von Bakensendern, die bei normalen Bedingungen nicht zu empfangen sind, eine
Möglichkeit, Überreichweiten festzustellen. Natürlich sollte man auch den laufenden
Funkverkehr beobachten und "abhorchen", um Informationen zu sammeln, die einen Hinweis
auf gute Bedingungen liefern.
Alle Erläuterungen gelten grundsätzlich für 144 MHz wie auch für das 70 cm- Band. Die
Streckendämpfung nimmt allerdings mit der Höhe der Frequenz zu. Dennoch sind in
Einzelfällen die Ausbreitungsbedingungen auf 432 MHz manchmal besser als auf 144 MHz.
Bei vermuteten Überreichweiten empfiehlt es sich daher, beide Frequenzbereiche auf weit
abgelegene Stationen abzusuchen.
Die im UKW-Bereich betriebenen Baken können wertvolle Hinweise auf mögliche
Überreichweiten liefern. Wenn auch die ERP-Leistungen jener Sender recht verschieden sind,
so sind die weiter entfernten unter normalen Bedingungen nur schlecht oder gar nicht zu
hören. Bei angehobenen Bedingungen oder vermuteten Überreichweiten kann das Abhorchen
einer für eine bestimmte Richtung in Frage kommenden Bake nützliche Informationen liefern.
Dabei ist die Auswertung von Baken im Nahfeld, d.h. in 100 - 200 km Entfernung, wenig
sinnvoll, da sich stärkere Inversionen auf diese kurzen Distanzen kaum auswirken. Auch das
Abhören von Baken, die zu hoch liegen, also auf ca. 3000 m, bringt nichts, da in diesen
Höhen Inversionen selten auftreten und für Weitverbindungen kaum zu nutzen sind.
Ich hatte erwähnt, dass UKW-Überreichweiten nur bei Hochdrucklagen entstehen können,
weil sie die erforderliche Besonderheit der Luftschichtung hervor zu rufen im Stande sind,
die wir "Inversion", also Temperaturumkehr nennen, ohne die eine Spiegelung der
Funkwellen nicht möglich ist. Man kann sich ein Hochdruckgebiet wie einen "Luftberg"
vorstellen, der einmal zu stärkeren, ein andermal zu schwächeren "Hängen" neigt.
Die warme Luft im Hoch ist dünner als diejenige ihrer Umgebung und hat deshalb die
Tendenz, in allen Höhenschichten aus dem Hoch heraus zu fließen. So kommt es dazu, dass
manchmal das Absinken der Luft, bisweilen aber auch das Auseinanderfließen überwiegt. Die
abfließende Luft strebt dabei dem tieferen Druck der Umgebung zu. Dem Hoch würde rasch
die Luft ausgehen, wenn diese nicht durch aus großen Höhen abfließende Luft ständig ersetzt
würde. Jene Abwärtsbewegung der Luft ist es, die zu einer Erwärmung und zu einer
Verringerung der relativen Feuchte führt, und somit vielfach auch zu einer Auflösung von
Wolken. Dadurch entsteht die sog. "Absinkinversion", die je nach Höhe zu bemerkenswerten
Weitverbindungen führen kann. Wenn also das Hoch am Boden viel Luft abgibt und mit
absinkender Luft aus der Höhe wieder aufgefüllt wird, können sich Inversionen zwischen 500
und 2000 m Höhe ausbilden. Bisweilen treten noch höher gelegene, meist schwächere
Inversionen in 3 - 4 km Höhe auf, die für Weitverbindungen jedoch kaum Bedeutung haben.
Die zweite Inversionsart ist die sog. "Bodeninversion" oder "Strahlungsinversion". Sie
entsteht durch Energieabgabe der Erdoberfläche, meist in klaren Nächten. Die Luftschicht
über dem Erdboden kühlt sich ab und bildet dann eine Temperatur-Umkehrschicht unter der
darüber liegenden Luft aus. Die Höhe jener Inversion reicht auch in klaren Winternächten
selten über 300 m Höhe hinaus. Jene Inversion hat wegen ihrer Bodennähe den Namen
"Bodeninversion" erhalten. Sie tritt wesentlich häufiger als die Absinkinversion auf, führt
aber nur zu geringeren Überreichweiten, selten zu Weitverbindungen, lässt jedoch die
Feldstärken im Nahbereich bis ca. 200 km oft markant ansteigen, wodurch es oft zu
Störungen im Relais-Funkverkehr kommt. Manchmal arbeiten Boden- und Absinkinversion
zusammen. Dann wird es von oben wärmer, während die Temperatur von unten gleichzeitig
abnimmt. Der Temperaturknick wird dadurch stärker oder es treten gleich zwei davon übereinander liegend - im Bereich zwischen 300 und ca. 600 m Höhe auf.
In Tiefdruckgebieten können sich derartige Temperaturumkehrschichten nicht ausbilden, da
sich aufsteigende Luftmassen abkühlen. Es wird also mit zunehmender Höhe kälter in unserer
Troposphäre. Dennoch gibt es Fälle, wo die UKW-Bedingungen sich auch im Bereich eines
Tiefs - wenn auch nur kurzfristig und meist sprunghaft- verbessern können. Dieses Phänomen
wurde schon öfter im Bereich einer Kaltfront beobachtet.
Die kalte Luft trifft meist zuerst in Bodennähe ein und hebt die wärmere Luft an, so dass sich
im regional begrenzten Raum der Front kurzzeitige Überreichweiten ergeben können. Hinter
der Kaltfront kann es zudem manchmal zu einem sprunghaften Luftdruckanstieg kommen,
was ein Absinken von Luftmengen zur Folge hat, so wie es im Hochdruckgebiet im großen
Stile geschieht. Außerdem ist die Luft hinter der Kaltfront meist sehr trübungsarm und daher
besonders strahlungsdurchlässig. Eine vorübergehende Abnahme des Windes und Aufklarung
nachts hinter der Front verstärken die Effekte.
Sind die allgemeinen
Ausbreitungsbedingungen in Tiefdruckgebieten gewöhnlich ziemlich normal, so sind
jedoch die Funkverbindungen von Stationen auf gleichen Isobaren, also Linien des
gleichen Luftdrucks, im Allgemeinen weitreichender als quer zu den Isobaren.
Verständlich ist dies, wenn man bedenkt, dass die Luftschichtungen entlang der Isobaren
meist einheitlicher sind als quer dazu. Es herrschen nämlich in nahezu gleichen
Luftdruckbereichen um
das Tief herum sich
manchmal ähnelnde Windstärken,
Temperaturverteilungen und Feuchteverhältnisse. Bisweilen gibt es im Bereich von
Tiefdruckgebieten auch Luftturbulenzen im höheren Troposphärengebiet, starke vertikale
Luftströmungen, Wirbel und Schlieren, im Flugverkehr als sog. "Luftlöcher" gefürchtet. Oft
sind hochreichende Gewitter daran beteiligt. Aber auch die Nähe eines Jet-Streams kann über
uns solche Verhältnisse herbeiführen. An den dadurch bisweilen entstehenden wabenartigen
Luftpaketen können durch diffuse Reflexionen im UKW-Bereich ebenfalls Überreichweiten
hervorgerufen werden. Bei hochreichenden Gewittern können zudem Wärme- und
Feuchteumwälzungen zeitweise zu regional auftretenden Unregelmäßigkeiten in der UKWAusbreitung führen. Der Grund dafür: zellenartige Änderungen in der Luftdichte. Aber
dennoch bleibt es dabei: Großräumige, längerfristige und markante Inversionslagen
treten nur im Bereich von Hochdruckgebieten auf mit ihren warmen "Deckeln" auf
kühlem Grund.
Zum Schluss nenne ich zusammenfassend ein paar Wetterphänomene, die "überreichweitenverdächtig" sein könnten.
Wetterbedingte UKW-Überreichweiten entstehen oft bei langsam abwandernden oder sich
allmählich abbauenden Hochdruckgebieten, kurzfristig aber auch bei kleinen schnell vorbei
ziehenden Zwischenhochs.
Auch der Luftdruck selbst hat bisweilen Einfluss auf die UKW-Ausbreitung. Begünstigend
wirken sich z.B. langsamer und stetiger Anstieg, aber auch Luftdruckkonstanz aus. Auch der
sprunghafte Luftdruckanstieg hinter einer Kaltfront mit Niederschlag kann kurzzeitig zu guten
Bedingungen führen.
Zudem spielen die Windverhältnisse eine große Rolle. Hier sind es schwache Luftbewegung
oder Windstille, die man als Voraussetzung einer verbesserten UKW-Ausbreitung anführen
muss. Beobachtet hat man gute Verbindungsmöglichkeiten von Amateuren, die auf der
gleichen Isobare ( gleiche Luftdrucklinie) über einer Höheninversion liegen.
Überhaupt sind die UKW-Reichweiten etwa in Richtung der Isobaren im allgemeinen
weitreichender als diejenigen, die quer zu den Isobaren verlaufen. Gewitterfronten bringen die
Ausbreitungsbedingungen oft sehr durcheinander und führen manchmal zu sprunghaften
Überreichweiten.
Besteht in der Nacht die Tendenz zu Wolkenauflösung und nimmt dabei der Wind ab, kann
mit einer Bodeninversion in den frühen Morgenstunden gerechnet werden. Fällt der Begriff
"Warmluftadvektion", sollten Sie den Empfänger mal einschalten und die
Ausbreitungsbedingungen überprüfen. Die "Hoch-Zeiten" der Tropo-Weitverbindungen sind
die Jahreszeiten Herbst und Winter. Aber auch im Frühjahr und Sommer entstehen bisweilen
Wetterlagen , die Weitverbindungen ermöglichen.
DL5EJ
OV Kempen
DOK R05
im DARC
*
Dieser Text
wurde auch im "Funkwetterbericht" der sonntäglichen
"Rhein/Ruhrgebiet-News" in sechs Folgebeiträgen ausgestrahlt. Er erschien auch in
"CQ-DL" 10 / 2000.
Regenscatter
Quelle: DL4IB und DL3NQ
"Lokale unwetterartige Gewitter über Deutschland":
so lautet manchmal die Wetterschlagzeile in Deutschland. Solche Wetterlagen mit Gewittern,
Fronten und verschiedenen Formen von Niederschlägen haben bisweilen ganz erhebliche
Auswirkungen auf den Funkverkehr im Gigahertz- Bereich.
Regen- und Gewitterwolken reflektieren und streuen nämlich Mikrowellen-Frequenzen. Die
Meteorologie nutzt die Reflektion an den Wolken, um Kurzzeitprognosen über Niederschläge
(Regenradar) zu erstellen. Diese Streuungen lassen sich auch für Funkverbindungen vor allem
im 3 cm- Band (10GHz) benutzen. Da auf den höheren Bändern der Antennengewinn recht
groß wird, lassen sich mit ca. 1 Watt und einem 50 cm Spiegel durchaus Verbindungen über
300 km erreichen. Auf Grund der diffusen Streuung und anderer Effekte sind RegenscatterSignale stark verbrummt und zischen teilweise.
Eiskerne reflektieren besonders stark, wenn sie so groß sind wie die halbe Wellenlänge der
Funkfrequenz. D.h. bei 10 GHz sind das 1,5 cm große Eiskristalle und bei 5.7GHz (das sind
freigegebene Amateurfunkfrequenzen) sind es 3 cm große Kristalle/Kerne.
Man kann mit einer relativ kleinen Ausrüstung auf 10GHz (60cm Parabolspiegel) ein
Gewitter in 400 km Entfernung noch "entdecken" über Reflexionen von Funkbaken. (ähnlich
dem Wetterradar). Über die Änderung der Elevation (Höhenverstellung) kann man auch ein
herannahendes Gewitter sehr gut verfolgen.
3 cm Wellen werden an dichten Regenwolken reflektiert. Auf diese Weise lassen sich
mehrere hundert Kilometer überbrücken. Man beobachtet z.B. auf www.wetteronline.de das
Regenradar, hält seinen Spiegel auf eine Regenfront im näheren Umfeld - und schon hört man
viele OM in CW CQ rufen. Der Klang der Signale ist etwas gewöhnungsbedürftig, da sie sehr
verbrummt klingen. Ähnlich wie bei Aurora. In einer ausgeprägten und voll ausgebildeten
Gewitterwolke, einem Cumulonimbus, sind die Abläufe folgendermaßen (Ich beziehe mich
auf das Originalskript von DL3NQ):
"Der Gewitterturm eines Cumulonimbus besteht natürlich nicht nur aus einem, sondern aus
einer Vielzahl von Auf- u. Abwind-Schloten, die auch 'Echozellen' genannt werden. Ihre
einzelne Lebensdauer beträgt nur ca. 20 Minuten, es werden aber fortwährend neue gebildet
(begleitet von heftigen, inneren elektrischen Entladungen).
Die Gesamtlebensdauer eines Cumulonimbus kann - je nach Größe- zwischen 40 und 120
Minuten liegen. Besonders mächtige Exemplare können selbst die Tropopause bei max.
12.000 m erreichen und die Aufwinde der Schlote stoßen dann mit großer Energie in die
stabile 'Stratosphäre' hinein. Die Turbulenz in diesen Türmen ist enorm, daher wird auch von
den größten Verkehrsflugzeugen ein Durchfliegen gern vermieden".
Als Ergebnis der ersten amateurfunkmäßigen Beobachtungen des 3 cm-Bandes kam man
Anfang der 90iger Jahre zu dem Schluss: Das 3 cm-Band ist ein Schlechtwetter-Band! Auch
die Erfahrungen der folgenden Jahre bestätigten das eindrucksvoll.
Die 5 Knackpunkte des Regenscatter- Phänomens:
1.
2.
3.
4.
5.
Wassertröpfchen streuen Mikrowellen.
Ein turbulentes Kollektiv verformt ein diskretes Signal zu einer Rauschglocke.
Die Relativbewegung von Scatter- Zonen hat Dopplerverschiebungen zur Folge.
Der 'Streugrad' kleiner Wassertröpfchen wächst mit der 6. Potenz ihres Durchmessers
In mächtigen Cumulonimben können Scatter- Zentren Höhen bis zu 10 km erreichen.
Die Theorie besagt, dass Reflexion und Streuung von Energie im elektrischen Wellenfeld
auftritt, wenn sich im 'durchstrahlten Medium' die Dielektrizitäts - Konstante auf kurze
Entfernung ändert. Wassertröpfchen erfüllen diese Voraussetzungen recht gut, denn sie stellen
dielektrische Kügelchen dar, deren Durchmesser kleiner als 1/20 Wellenlänge ist.
Umfangreiche Forschungen nach dem 2. Weltkrieg haben ergeben, dass neben ihrer Dichte
vor allem ihre Größe ausschlaggebend ist für das Rückstreumaß
Wenn zum Beispiel 1000 Tröpfchen mit dem Radius 0,005 mm koagulieren und so ein neues
Tröpfchen mit dem Radius 0,05 mm bilden, dann gibt es zwar 1000 kleine Reflektoren
weniger, aber dafür einen neuen, der l.000 000 - fach stärker rückstreut! Würden das alle im
Gebiet befindlichen Tröpfchen gleichzeitig tun, würde dessen 'Scatterleistung' also schlagartig
um 30 dB zunehmen!
So läuft das zwar nicht ab, aber es lässt sich leicht einsehen, warum man einen Landregen
schwächer 'hört' als einen Regenschauer und wieso die Scatter- Echos von aktiven
Quellwolken manchmal binnen 20 Minuten um mehrere Zehnerpotenzen ansteigen können.
Es kondensiert nämlich die aufsteigende, feuchte- gesättigte Warmluft infolge der
adiabatischen Abkühlung zu kleinsten Tröpfchen, die nach und nach wachsen, schließlich zu
fallen beginnen, jedoch von dem stärker werdenden Sog erneut mit nach oben gerissen
werden, immerfort mit anderen koagulieren und so weiter: Ein "Echoturm" bildet sich!
Nähert sich der Durchmesser der Wassertröpfchen 0,5 mm, dann wird die 6. Potenz des
Durchmessers immer schneller kleiner, so dass ab ca. 8 mm Durchmesser das Rückstreumaß
nicht mehr weiter wächst.
Radarbilder zeigen, dass sich die aktiven Scatterzentren etwa in der Mitte der jungen Schlote
in einer Höhe von ca. 3500 m zuerst bilden, um dann schnell nach oben -aber auch nach
unten- zu wachsen.
Mächtige Schlote können bis zur Tropopause aufsteigen und sie sogar durchstoßen, wie
schon erwähnt. Deren Höhe kann ab Juni 10 bis 12 km erreichen, ab Herbst dagegen bis auf 5
km absinken.
Nach dem Überschreiten der weit tiefer liegenden Nullgradgrenze gehen die nach oben
wirbelnden Tropfen zunächst in einen 'unterkühlten' Zustand über und gefrieren dann
schließlich zu Eiskörnern. Werden sie aus dem Schlot herausgeschleudert, oder lassen die
Auftriebskräfte nach, fallen sie zurück und schmelzen meistens, bevor sie den Erdboden
erreichen. Geraten sie aber mehrfach in nachfolgende Schlote, in denen sie wieder nach oben
gerissen werden und dabei weiter wachsen, dann droht Hagelschlag.
Umgekehrt kann es in der Anfangsphase der Bildung von Wärmegewittern vorkommen, dass
die angesaugte feuchte Warmluft zunehmend in trockenere übergeht und die fallenden
Tröpfchen wieder verdunsten, ehe sie den Boden erreichen, d.h. es kommt nicht zum
'Abregnen', sondern die Quellwolke löst sich langsam wieder auf.
Eis hat etwas andere Scatter- Eigenschaften als Wasser. Bis zu einer Größe von 10 mm
verhalten sich Eiskugeln ähnlich wie Wassertropfen, allerdings mit etwa 10 dB schlechterer
Rückstreuung. Das ändert sich, wenn sie weiter wachsen. Ab 20 mm sind sie so gut wie
gleich große Wassertropfen, aber ab 50 mm Durchmesser scattern sie etwa 20mal stärker als
jene - solange sie 'trocken' sind. Sobald sie aber angetaut sind, d.h. von einem Wasserfilm
umgeben, verhalten sie sich auch wie Wassertropfen.
Regen ohne den Umweg über Eis
Der Vollständigkeit halber will ich nun aber auch noch erwähnen, dass Regen in selteneren
Fällen auch ohne Eis entstehen kann. Denn auch Wolken, die relativ warm und an ihrer Oberfläche nicht kälter als -15 Grad sind, können Regen liefern. Dabei spielt der Zusammenstoß
von Wolkentröpfchen die entscheidende Rolle. Damit die Anzahl jener Zusammenstöße
mengenmäßig groß genug wird, müssen die Wolkentröpfchen zunächst einmal
unterschiedlich groß sein, damit sie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in der Wolke
unterwegs sind. Beim Zusammenstoß können sich zwei Tröpfchen zu einem größeren
Tropfen vereinigen. Wegen der Oberflächenspannung muss das aber nicht immer der Fall
sein.
Beim Fallen fängt ein größerer Tropfen auf der Vorderseite kleine Tröpfchen ein, während
andere durch den Sog auf der Rückseite angezogen werden. Im Verhältnis zum Wachstum
eines Eiskristalls erfolgt das Anwachsen eines Regentropfens allerdings sehr langsam.
Deshalb muss er sich relativ lange in der Wolke aufhalten. Zum Beispiel fällt ein
Wassertropfen von 0,2 mm bei ruhiger Luft in 12 Minuten durch eine 500 Meter dicke
Wolke. Durch Aufwinde verringert sich die Fallgeschwindigkeit und der Wolkentropfen kann
noch größer werden. Das ist zum Beispiel bei einem warmen Stratus der Fall, in dem durch
solche Zusammenstöße Wolkentröpfchen so groß werden können, dass sie als Nieselregen bis
zum Boden fallen können.
Einen Sonderfall gibt es in den Tropen. Dort können selbst mächtige Quellwolken bis zur
Obergrenze im positiven Temperaturbereich bleiben. Durch starke Aufwinde werden die
Wolkentröpfchen dort so lange getragen, dass sie durch ihre Zusammenstöße zu recht großen
Regentropfen anwachsen können. In unseren Breiten geschieht so etwas sehr selten.
Thermodynamische Aspekte der UKW-Ausbreitung
Adiabatische Vorgänge
Die Entstehung der sogenannten "UKW-Bedingungen" hat im meteorologischen Bereich
(Tropo) ihre Ursache in den Temperaturänderungen der Luft unter dem Einfluss ihrer
Vertikalbewegungen (Thermodynamik). Wenn auch die im unteren Bereich der
Troposphäre durch die Sonne zugeführten Wärmemengen zeit- und gebietsmäßig großen
Schwankungen unterliegen, so sind der Temperaturabnahme der Luft in Abhängigkeit von der
Höhe doch ziemlich enge Grenzen gesetzt. Die in jenen Grenzen auftretenden Unterschiede
haben jedoch eine große Auswirkung auf das Wetter und damit auch auf die Ausbreitung der
ultrakurzen Wellen.
Im Durchschnitt beträgt die Temperaturabnahme mit zunehmender Höhe etwa 0,65°C
je 100 Meter. Manchmal kann in der realen Troposphäre unter ganz besonderen
Umständen ein Wert von 1°C kurzfristig überschritten werden.
Eine Luftmenge, die angehoben wird, kommt in unserer Atmosphäre unter geringeren Druck
und dehnt sich dabei aus. Für diese Ausdehnung wird Energie benötigt, die der Luft in Form
von Wärme entzogen wird. Das Luftquantum kühlt sich also ab. Voraussetzung ist jedoch,
dass Wärme von "außen" weder zu- noch abgeführt wird, das heißt, der Prozess muss
"adiabatisch" verlaufen. Bei einem "adiabatischen" Vorgang wird der Luft nur ihre eigene
"innere" Energie entnommen.
Die adiabatische Temperaturänderung eines Luftteilchens bei seinem Aufsteigen beträgt 1°C
pro 100 m in allen Höhenlagen. Umgekehrt wird absinkende Luft um den gleichen Betrag
erwärmt. Die Luft gerät dann unter höheren Druck, sie wird also komprimiert, was ihrer
inneren Energie zugute kommt. Sie erwärmt sich. Man bezeichnet jene eintretenden
Temperaturänderungen von 1° je 100 m als "trockenadiabatisch".
Die adiabatische Temperaturänderung von 1° je 100m bei Vertikalbewegungen gilt aber nur
so lange, wie keine Kondensation stattfindet. Bei Kondensationserscheinungen wird nämlich
Wärmeenergie abgegeben, die der Abkühlung von 1° je 100 m entgegen wirkt. Die
Temperaturänderung erfolgt nun "feuchtadiabatisch".
Die feuchtadiabatische Temperaturänderung ist geringer als die trockenadiabatische.
Die trockenadiabatische Abkühlung wird also verringert, und zwar um so mehr, je größer die
Wasserdampfmengen sind, die für die Kondensation zur Verfügung stehen. Die Menge des in
der Luft vorhandenen Wasserdampfes hängt nun aber von der "Sättigungsfeuchte" ab - und
diese wiederum von der Temperatur.
Die Sättigungsfeuchte sinkt mit abnehmender Temperatur. Deshalb wird die
feuchtadiabatische Temperaturänderung mit abnehmender Temperatur immer größer
und nähert sich bei sehr tiefen Temperaturen sogar dem Wert von 1°C je 100 m.
Außerdem hängt die Sättigungsfeuchte auch noch vom Luftdruck ab. Bei abnehmendem
Luftdruck hat sie ebenfalls abnehmende Werte.
Will man etwas über die Vertikalbewegungen eines Luftteilchens aussagen, muss man stets
die trocken- und feuchtadiabatischen Temperaturänderungen beachten. Jene sind es nämlich,
die das Verhalten eines Luftteilchens, eines Luftquantums und oft auch einer größeren
Luftschicht bestimmen. Dabei ist eine "Inversion", die unsere UKW-Ausbreitung verbessert,
nur ein "Sonderfall", sozusagen eine regionale "extreme", nicht "normale" Stabilität in unserer
Lufthülle.
Gleichgewichtszustände der Atmosphäre
Weist unsere Troposphäre z.B. einen Zustand auf, bei dem der Temperaturgradient
(regelmäßige Temperaturabnahme mit der Höhe) geringer als 1° je 100 m ist, so kommt ein
Luftteichen, das sich entlang seiner Trockenadiabate aufwärts bewegt (also 1°
Temperaturabnahme mit der Höhe) in seiner Umgebung immer kälter an als die Luft ist, die
es umgibt. Es ist somit schwerer als seine Umgebung und muss deshalb wieder in seine
Ausgangslage zurück sinken. Sein Zustand ist stabil, in unserem Falle "trockenstabil" in
Bezug auf Vertikalbewegungen.
Bei einem vertikalen Temperaturgradienten von über 1°C je 100 m würde jenes Luftteilchen
wärmer als seine Umgebung bleiben und weiter aufsteigen. Es wäre "trockenlabil".
Bei einem Temperaturgradienten von 1° C je 100 m hat das Teilchen immer dieselbe
Temperatur wie seine Umgebung. Es treten keine Dichteunterschiede auf. Das Teilchen kann
somit in jeder Höhe sich aufhalten. Sein Zustand ist "trockenindifferent". Alle drei
Zustände haben auf die UKW-Ausbreitung keine nennenswerten Einflüsse.
Betrachten wir nun die Vertikalbewegung feuchter Luft. Wir erinnern uns daran, dass die
feuchtadiabatische Temperaturänderung wesentlich geringer ist (auf Grund der freiwerdenden
Kondensationswärme). Ist der vertikale Temperaturgradient z.B. kleiner als 0,5° je 100 m, so
kommt ein Luftpaket mit einer feuchtadiabatischen Temperaturänderung von 0,5° C je 100 m
immer kälter an als die Umgebungstemperatur ist. Es sinkt also wieder ab. Sein Zustand ist
"feuchtstabil". Ist der Temperaturgradient größer als 0,5°C/100 m kommt die Luft wärmer an
als die Umgebung und kann weiter aufsteigen. Man nennt den Zustand deshalb "feuchtlabil".
Beträgt der Temperaturgradient 0,5°/100 m, entspricht er also der Feuchtadiabate, so hat das
Luftquantum immer die gleiche Temperatur wie seine Umgebung. Sein Zustand ist
"feuchtindifferent". Auch diese Zustände haben keine besonderen Auswirkungen auf die
UKW-Ausbreitung.
Isothermie und Inversion
Den Zustand, bei dem eine Luftschicht eine gleichbleibende Temperatur aufweist, nennt man
"Isothermie". Er kann nach dem oben gesagten "trocken- oder feuchtindifferent" sein. Auf
jeden Fall ist es ein sehr stabiler Zustand, der einen vertikalen Luftaustausch verhindert.
Wenn es über dieser Schicht, deren Dicke ja zwangsläufig begrenzt ist, kälter wird, bleiben
die UKW-Bedingungen "normal". Für die UKW-Ausbreitung bedeutsam wird erst ein
Zustand, bei dem die Temperatur in der Luftschicht nach oben zunimmt ("Inversion").
Isothermie und vor allem Inversionen wirken noch stärker hemmend auf
Vertikalbewegungen ein als es bei gewöhnlichen stabilen Zuständen der Fall ist.
Inversionen können sich aus verschiedenen Ursachen ausbilden. In den bodennahen
Luftschichten treten sie als sogenannte "Bodeninversionen" auf. In klaren Nächten kühlt sich
der Boden infolge von Wärmeausstrahlung stark ab und somit auch die darüber liegende
Luftschicht. Diese wird kälter als die darüber liegenden Luft, so dass die Temperatur vom
Boden aus nach oben zunimmt. Die Ultrakurzwellen treten daher aus einem dichteren
Medium in ein dünneres ein und werden vom Einfallslot weg in Richtung Erdoberfläche
gebrochen. Es kommt zu Überreichweiten, deren Größe in erster Linie vom
Temperaturunterschied im Bereich der Inversion abhängt, aber auch von der Höhe der
Inversion, die meist nur wenige Dekameter aufweist.
Für die UKW-Ausbreitung bedeutsamer sind jedoch Inversionen in der freien
Atmosphäre. Diese haben hauptsächlich zwei Ursachen:
1. Wärmere Luft schiebt sich über wesentlich kältere ("Warmluftadvektion"). Man spricht in
diesem Falle von "Aufgleitinversion".
2. "Absink- oder Schrumpfungsinversionen". Bei absinkenden Luftbewegungen, die ja
stets trockenadiabatisch sind, also eine Temperaturerhöhung von 1° C/ 100 m bewirken, fließt
die Luft bei erhöhtem Luftdruck am Boden auseinander, wobei oftmals der Fall eintritt, dass
sich die Absinkbewegungen nicht bis zum Boden durchsetzen. So bleiben die
Temperaturverhältnisse in der unteren Schicht gleich, während sich die darüber befindlichen
Luftmassen trockenadiabatisch erwärmen.
Nehmen wir einmal an, der vertikale Temperaturgradient betrüge 0,6°/ 100 m. Da sich die
absinkende Luft jedoch trockenadiabatisch um 1°/ 100 m erwärmt, hat sie bald eine
wesentlich höhere Temperatur als die in Nähe des Bodens lagernde Luft, so dass sich im
Grenzbereich eine Absinkinversion ausbilden kann. Jene "Schrumpfungsinversion"
(Schrumpfung deshalb, weil die Luft in größeren Höhen unter geringerem Druck stand und
"gestreckter" war) liegt höher als eine Bodeninversion. Für verbesserte UKW-Bedingungen
mit guten Überreichweiten hat sich eine Höhenlage der Absinkinversionen zwischen 500 und
2000 Metern erwiesen.
Klaus Hoffmann, DL5EJ