Skript 30.10.06

30.10.06
Einführung in die Klimageographie
Fuchs
1. Definitionen
1.1 allgemein
 Klima: (griech.: neigen);
- Neigung der Sonnenstrahlen; Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die
Erdoberfläche
- Schiefe der Erdekliptik

Sonne: Alles entscheidende Funktion; unterschiedliche Strahlungsmengen an
unterschiedlichen Orten -> räumliche Differenzierung des Klimas

Klimaelemente = meteorologische Erscheinungen:
Bewölkung, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag, Strahlung, Temperatur,
Wind

Klimafaktoren = Eigenschaften eines Raumes, die das Klima beeinflussen:
- Bodenbedeckung (Untergrund, Vegetation), Breitenlage, Höhenlage,
Exposition (Richtung des Hanges), Land-Meer-Verteilung
- Wirken des Menschen ?
1.2 Klima, Witterung, Wetter
 Klima:
Die für einen Ort, eine Landschaft oder einen größeren Raum typische
Zusammenfassung der erdnahen und die Erdoberfläche beeinflussenden
atmosphärischen Zustände und Witterungsvorgänge während eines längeren
Zeitraums (Blüthgen)
Charakteristischer, jährlich mehr oder weniger wiederkehrender
Witterungsablauf an einem bestimmten Ort oder in einem Gebiet, abgeleitet
aus Mittel-, Häufigkeits-, und Extremwerten langjähriger Messungen und
Beobachtungen der Klimaelemente (Busch)

Witterung:
Mittlerer oder vorherrschender Charakter des Wetterablaufs eines bestimmten
Zeitraumes (Tage, Wochen, Monate) z.B. Hochdruckwetter,
Schönwetterperiode, Westwindwetter,…

Wetter:
Augenblickzustand meteorologischer Vorgänge in der unteren Atmosphäre
(Troposphäre) an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt
Momentaner, kurzfristiger Zustand meteorologischer Vorgänge der unteren
Atmosphäre an einem bestimmten Ort der Erdoberfläche (Stunden, Tage)
1.3 Klimabeobachtung
Klimamessung mittels physikalischen, exakten Geräten (Temperatur, Luftdruck,
Niederschlagsmessungen)
Vorraussetzungen Klimabeobachtung:
hinreichend lange Messreihen
einheitlicher Auswertezeitraum
weitgehend unveränderte lokale Umgebung während des
Bezugszeitraumes
regelmäßige Messungen zu festen Zeiten
einheitliche Messgeräte u. Beobachtungsrichtlinien
WMO: Richtlinien für Messtermine, Aufstellung der Messgeräte,
technische Ausstattung
Empfehlung der WMO: 30-jähriger Bezugszeitraum zur
klimatologischen Auswertung: 1961-1990 (Standardperiode)
1.4 Organisationen
a) WMO
 Weltorganisation für Meteorologie
 1947 in Washington gegründet
 187 Mitgliedsstaaten
 transnationale Organisation mit dem Ziel, Informationen international zu
koordinieren, zu standardisieren und den Datenaustausch zu beschleunigen
b) DWD (= Deutscher Wetterdienst)
 erfasst, überwacht und bewertet sämtliche meteorologische Prozesse
 besitzt Kompetenz in Fragen zu Wetter, Klima und Umwelt
 Sitz in Offenbach
1.5 Makro-, Meso-, und Mikroklima
Mikroklima (=Kleinstklima)
 Klima der bodennahen Luftschicht
 2m über Erdoberfläche
 bestimmt durch örtliche Gegebenheiten
 Energieumsatzflächen
Mesoklima (=Kleinklima, Lokalklima)
 bestimmt durch Geländeform, Erdoberfläche z.B. Stadtklima, Tal, Becken,
Gebirge, Berg
Makroklima (=Großklima)
 wird bestimmt durch geographische Breite, Lage zum Meer, Höhe über NN
 großräumige Dimensionen
2. Atmosphäre
2.1 Aufbau
= Gemisch von Gasen, das die Erde umgibt, deren Gravitationskraft stark genug ist,
um ein Entweichen der Gase zu verhindern
= Eine von der Schwerkraft eines Himmelskörpers festgehaltene Gashülle
 Masse der Erde ist groß genug, Masse des Mondes dagegen nicht




Zusammensetzung und Dauerhaftigkeit ist abhängig von Temperatur, Größe
und Masse des Himmelskörpers
Hat verschiedene Schichten mit unterschiedlichen physikalischen und
chemischen Eigenschaften
Mit zunehmender Höhe wird sie dünner
Das Wetter spielt sich 2 km über dem Boden ab
a) Troposphäre
 Erdnächste Schicht
 Wetterküche der Atmosphäre
 Reicht von der Erdoberfläche bis zur Tropopause
 8-17 km hoch (höchste Ausdehnung am Äquator durch größten
Energieumsatz wegen senkrechter Sonneneinstrahlung;
geringste Ausdehnung an den Polen)
 Mehrheit aller atmosphärischen Bestandteile ist hier konzentriert
 Besonders intensive vertikale wie horizontale Durchmischung sowie
relativ hoher Wasserdampfgehalt



Druck- und Temperaturunterschiede erzeugen Turbulenzen,
Wolkenwirbel, Feuchtigkeitsschwankungen und bewirken Regen,
Schnee oder Hagel
Temperatur sinkt etwa 0,65°C je 100m (thermische Höhenstufe)
Luftdruck nimmt stark ab
b) Tropopause
 Grenzschicht zwischen Troposphäre
und Stratosphäre
 Temperatur der Luft nimmt oberhalb der Tropopause zunächst leicht, dann
stärker zu
 Weltweite permanente Inversion ( Temperatur-Umkehrschicht, die den
weiteren vertikalen Luftaustausch behindert
 Höhenlage:
- am Äquator 16-17 km(-75 bis -85°C)
- über Mittelbreiten 12-13 km (-50 bis -60°C)
- über den Polen 8-9 km (-45°C)
 Jahreszeitliche Schwankungen der Höhenlage durch unterschiedlichen
Energieumsatz (im Winter und Frühling niedriger, im Sommer und Herbst
höher)
c) Stratosphäre
 Beginnt 10-15 km, reicht bis zu 50 km über der Erde
 kaum Wasserdampf und Wolken wegen geringer Temperaturen
 kaum Turbulenzen
 Temperatur und Ozonkonzentration steigt mit Höhe langsam an
 Ursache: Ozon, das UV-Strahlung aus dem
Sonnenlicht absorbiert und dabei Strahlungsenergie in Wärme umwandelt
d) Stratopause
 Grenzschicht zwischen Stratosphäre und Mesosphäre in etwa 50 km Höhe
e) Mesosphäre
 In 80-90 km Höhe
 Temperatur nimmt mit zunehmender Höhe wieder ab
 Wenig Ozon- und Wasserdampfkonzentration
 Temperatur deutlich geringer
f) Thermosphäre (Ionosphäre)
 Enthält elektrisch geladene Teilchen, welche kurzwelliges, energiereiches
Sonnenlicht absorbieren
 Temperatur nimmt wieder zu
 Reflektieren Rundfunkwellen von Erdoberfläche
 Nachrichtenverkehr
g) Exosphäre
 Atmosphäre geht in interplanetaren Raum über
 Ab 500 km
2.2 Luftdruck
 Messung: Barometer, Einheit: Pascal (Pa)
 Dichte trockene Luft bei 0m NN hat ca. 1/800 der Dichte von Wasser
 Mit zunehmender Höhe nimmt die Dichte und somit der Luftdruck schnell ab
 Mittlerer Luftdruck auf Meeresspiegelhöhe: 1013 hPa (Hektopascal)
 Luftdruck sinkt alle 5,6 km um die Hälfte
 in 5,6 km nur noch 510 hPa
 in 50 km Höhe nur noch 0,01 hPa

Messung:
in Troposphäre mit Ballons, ausgestattet mit Messinstrumenten für
Luftdruck und Temperatur, Daten werden an Erde gesendet; Ballons
werden immer größer wegen veränderten Drucks
Rakete mit Sender kann bis zu 400 km hoch
2.3 Zusammensetzung der Atmosphäre
 Gemisch aus verschiedenen Gasen, Wasserdampf und Aerosolen
 99% der Lufthülle: Stickstoff, Sauerstoff, Argon und Kohlenstoff
 Rest: Spurengase u.a. Ozon, Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid,
Methan
 Gehalt an Wasserdampf und Kohlenstoff sind zeitlich und räumlichen
Schwankungen unterworfen
 Anteil Wasserdampf beeinflusst Wärmehaushalt, Wolkenbildung,
Niederschläge
 Wasserdampf und CO2 absorbieren Wärmestrahlung
 Aufheizung der Atmosphäre
ppm: parts per million
ppb: parts per billion
O3 ist Ozon
gelangt Methan in die Atmosphäre, wirkt es wie Treibhausgas
 globale Erwärmung
2.3.1 Ozon
 O3
 Chemisch höchst aggressiv
 Wichtig für Schutz gegen UV Strahlung
 Ohne Ozon wäre Leben auf der Erde nicht möglich
 Maximum an Ozonkonzentration in 20-30 km Höhe (Ozonschicht in
Stratosphäre)
 Ozonschicht zerstört durch FCKW
2.3.2 Aerosole
 alle flüssigen oder festen Teilchen in der Luft, die nicht aus Wasser bestehen
(z.B. Staub, Rauch, Dämpfe, Salze und Mikroorganismen
 Verunreinigen die Luft (z.B. SMOG)
 Natürliche (z.B. Vulkanausbrüche) und künstliche (z.B. Verbrennung fossiler
Brennstoffe) Quellen
 Regen zur Wolkenbildung an (reiner Wasserdampf in einer Luft ohne feste
Teilchen würde keine Regentropfen bilden)
2.3.3. Wasserdampf
 Wasser in gasförmigem Zustand
 nicht permanentes Gas
 mit bis zu 4 Volumen % das am häufigsten vorkommende Spurengas in der
Atmosphäre
 Mittelbreiten: 1.3% Sommer, 0,4% Winter