Thema 1: Wetter und Klima

Thema 1: Wetter und Klima
 Wetter: Zustand der Atmosphäre an einem Ort und zu einem bestimmten Zeitpunkt
 Witterung: Das Wetter an einem Ort über einen längeren Zeitraum betrachtet
 Klima: Zustand der Atmosphäre in einer Region/Klimazone im langjährigen Mittel
Das Wetter wird von Wetterelementen
bestimmt: v.a. Temperatur, Luftfeuchtigkeit,
Niederschlag, Luftdruck, Wind. Die Wissenschaft des Wetters nennt man Meteorologie.
Auslöser für Wind und Wetter ist die Sonne.
Mit ihrer Wärmeenergie versetzt sie die
Luftmassen in verschiedene Temperaturzonen
 Sonne erwärmt die Erdoberfläche (nicht die
Luft!) unterschiedlich stark (flacher/steiler
Einstrahlungswinkel;
Beschaffenheit
der
Erdoberfläche - Landmassen werden schneller
aufgeheizt und kühlen schneller ab als Ozeane).
Die Ursache für die Entstehung der Jahreszeiten ist in der Stellung der Erde begründet.
Die Achse der Erde und damit die Äquatorebene ist um 23,5° gegen die Erdbahnebene
(Ekliptik) geneigt. Da die Erde diese Schrägstellung (Schiefe der Ekliptik) auf der Bahn
um die Sonne immer beibehält, verändert sich der Winkel, mit denen die Sonnenstrahlen
die Erdoberfläche erreichen. Folgen: 1) Veränderung der Tag- und Nachtlänge
2) Veränderunge der Energiemenge 3) klimatische Unterschiede der vier Jahreszeiten
Der Frühling beginnt auf der Nordhalbkugel am 21. März (Tag- und Nachtgleiche beide Pole sind von der Sonne gleich weit entfernt). Am 21.6. folgt der Sommer
(Nordpol hat die kürzeste Entfernung zur Sonne  Sommersonnenwende = längster
Tag). Der Herbst beginnt auf der Nordhalbkugel am 23. September mit einer Tag- und
Nachtgleiche. Am 21. Dezember beginnt der Winter auf der Nordhalbkugel.
Umlauf der Erde um die Sonne
Thema 2: Klima und Vegetation der Tropen
Tropen = geographisch der Bereich der Erde, der zwischen dem nördlichen und
südlichen Wendekreis (23,5° nördliche und südliche Breite) liegt und etwa 40 % der
Erdoberfläche umfasst: Sonne steht zweimal im Jahr im Zenit (auf den Wendekreisen
einmal) und der Einfallswinkel erreicht immer 43° bis 90°.
Tropisches Klima: Gebiete beiderseits des Äquators sind gekennzeichnet durch eine
ganzjährig hohe Einstrahlung der Sonne  hohe Temperatur (Jahresdurchschnitt von
20°C). Da sich der Einfallswinkel der Sonnenstrahlung nur wenig ändert, fehlen die
Jahreszeiten  Tageszeitenklima (Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht
sind größer als im Jahresverlauf). Die intensive Sonneneinstrahlung führt zu einer hohen
Verdunstung. Tag und Nacht sind am Äquator fast gleich lang.
Die inneren Tropen um den Äquator (zw. 10° nördl. und südl. Breite) sind durch
ganzjährig hohe Niederschlagsmengen gekennzeichnet. Die Vegetation der immerfeuchten Tropen ist durch den tropischen Regenwald gekennzeichnet. Nördlich und
südlich an die inneren Tropen schließen die äußeren Tropen (Randtropen) mit einer
sommerlichen Regenzeit und einer winterlichen Trockenzeit an. Die natürliche
Vegetation ist von der abnehmenden Niederschlagsmenge geprägt: wechselfeuchte
Wälder, Trockenwälder, Feuchtsavannen und Savannen.
An die äußeren Tropen schließen sich die Wüstengürtel im Bereich der Wendekreise an.
Monsun: Wind, der während des Jahres seine Richtung - bedingt durch die
Verschiebung der ITC – um 180° ändert. Der Monsun kommt überwiegend im
Indischen Ozean vor. Er bläst von April bis Oktober aus Südwest und von Oktober bis
April aus Nordost, also der entgegen gesetzten Richtung. Der Südwest- oder
Sommermonsun wird in Indien und Indonesien von schweren Regenfällen begleitet.
Passat: beständige, trockene Winde. Sie wehen von Norden und Süden in Richtung
Äquator. Durch die Erdrotation werden die Winde nach Osten abgelenkt. So entsteht der
Nordost- und Südostpassat.
Innertropische Konvergenzzone (ITC):
Im Äquatorbereich fließen die Luftströmungen (Passate) in Bodennähe
zusammen (konvergieren) und werden
zum Aufsteigen gezwungen, was zu
Wolkenbildung und Niederschlag führt.
Diese äquatoriale Tiefdruckrinne wandert,
dem Zenitstand der Sonne folgend, im
Sommer nach Norden und im Winter
nach Süden über den Äquator hinaus. In
der ITC ist es überwiegend windschwach,
es gibt viele Quellwolken und häufig Gewitter.
Thema 3: Klima und Vegetation der Subtropen
Subtropen = Bezeichnung für die Übergangszone zwischen den gemäßigten Breiten und
der tropischen Zone. Die Subtropen liegen außerhalb der Wendekreise (23,5° nördl. und
südl. Breite) bis etwa 45° nördl. und südl. Breite. Innerhalb der Subtropen liegen
Wüsten, Steppen, Winterregengebiete und Gebiete mit immerfeuchten Klimaten. Von
hoher Bedeutung sind die subtropischen Hochdruckgürtel, die wesentlichen Einfluss auf
die Ausprägung des Klimas in dieser Region haben.
Die Subtropen lassen sich in zwei große Klimazonen unterteilen:
 Die Regionen, die sich in der Passatzone befinden, werden auch als passatische
Trockengebiete bezeichnet. Diese liegen im äquatornäheren Teil der Subtropen und
sind überwiegend trocken ( Wüstengebiete); kaum Vegetation, Oasen
 Die Gebiete in der mediterranen Klimazone weisen ein unterschiedliches West- und
Ostseitenklima auf. Gebiete auf der Westseite der Kontinente sind sommertrocken,
Gebiete auf der Ostseite der Kontinente dagegen wintertrocken.
Vegetation: Hartlaubgewächse
Eine einheitliche Ausprägung des Klimas ist nicht vorhanden. Charakteristisch sind
hohe Sommertemperaturen und milde Winter. Divergierend sind die Niederschlagsverhältnisse; die Anzahl der humiden Monate (feucht; Niederschlag größer als
Verdunstung; Gegenteil: arid) schwankt zwischen 0 und 12.
Thema 4: Die gemäßigte Klimazone
Gemäßigte Breiten = in der Klimatologie stark verallgemeinerte Bezeichnung für die
Klimazone zwischen den Subtropen und den subpolaren Gebieten. Die gemäßigten
Breiten unterliegen dem Einfluss der außertropischen Westwinde und den damit
verbundenen Tiefdruckwirbeln (Zyklonen). Deren Wirkung nimmt jedoch von den
Westseiten der Kontinente ins Innere des Festlandes rasch ab, so dass in den gemäßigten
Breiten sehr unterschiedliche klimatische Bedingungen herrschen.
Grundsätzlich werden die gemäßigten Breiten durch die deutliche Ausbildung von
Jahreszeiten geprägt. Der Jahresgang der Temperatur hängt in hohem Maß von der
Entfernung zu den thermisch ausgleichenden Ozeanen ab. Gebiete in Küstennähe
weisen ozeanisches Klima mit wesentlich geringeren Jahresschwankungen der
Temperatur auf als küstenfernere Gebiete, die durch kontinentales Klima mit heißen
Sommern und kalten Wintern geprägt werden. Mit zunehmender Entfernung von den
Küsten sinken die Jahresniederschläge.
 ozeanisches Klima: Laubwälder (Buchen); sommergrüner Laub- und Mischwald
 mitteleurop. Übergangsklima: Mischwälder; sommergrüner Laub- und Mischwald
 kontinentales Klima: Nadelwälder; borealer Nadelwald, Taiga; (winterkalte) Steppen
Das See-Land-Windsystem ist an allen Küsten sowie an größeren Seen zu beobachten.
Am Tag ist die Erwärmung der Landflächen sehr hoch. Deshalb steigt von diesen
Warmluft auf, wodurch der Luftdruck über dem Land fällt. Über dem Wasser ist er dazu
relativ hoch. Zwischen diesen beiden Druckgebilden bildet sich am Tag ein Seewind
(merke: ein Wind wird immer mit der Richtung angegeben, aus der er kommt). Dieser
Wind - die "frische Brise" vom Meer - kühlt die Küste wieder ab. In der Nacht kühlen
die Landflächen sehr schnell aus. Das Wasser, das die Wärme speichern kann, gibt sie
verstärkt in der Nacht ab. Es bildet sich daher über dem Meer ein Tiefdruckgebiet. Der
Luftdruck über dem Land ist dazu relativ hoch. Es weht vom Hoch über dem Land zum
Tief über dem Wasser ein Landwind.
Thema 5: Die Polar- und Subpolarregion
polares Klima: ganzjährig unter Einfluss des polaren Kältehochs (Polarhoch), d.h.
absinkende Luftbewegung und Wolkenauflösung; Temperaturen fast das gesamte Jahr
weit unter dem Gefrierpunkt; Niederschläge (Schnee) ganzjährig gering, weil kalte Luft
kaum Wasserdampf speichert; keine Vegetation: polare Eis-/Kältewüste
subpolares Klima: im Sommer unter Einfluss der außertropischen Westwinde, im
Winter der polaren Ostwinde; Temperaturen nur in den Sommermonaten über dem
Gefrierpunkt; Niederschläge fallen v.a. im Sommer; Vegetation: Flechten, Moose,
Gräser, Zwergsträucher  Tundra
Polartag/-nacht: die Zeit, während der die Sonne
länger als 24 Stunden nicht unter den Horizont
taucht bzw. nicht über dem Horizont erscheint.
Unterschiedliche Beleuchtungszeiten werden
von der Neigung der Erdachse verursacht. Die
Folgen der Schiefe der Ekliptik sind der
wandernde Zenitstand der Sonne zwischen den
Wendekreisen, der unterschiedliche Einfallswinkel der Sonnenstrahlung und die variierende
Sonnenscheindauer in den mittleren und höheren
Breiten. In den Regionen jenseits der Polarkreise
geht die Sonne während des Polartages nicht
unter, während der Polarnacht nicht über dem
Horizont auf. Die Dauer ist von der Breitenlage
abhängig, sie liegt zw. 24 Stunden (auf den
Polarkreisen) und einem halben Jahr (an den Polen).
Polarlicht: in beiden Polargebieten auftretende Leuchterscheinung in der hohen
Atmosphäre zwischen 100 und 1000 km Höhe. Das Polarlicht heißt auch Nordlicht
respektive Südlicht. Polarlichter haben grünliche, bläuliche und auch rötliche Färbungen
und zeigen verschiedenste Formen. Sie entstehen durch kosmische, elektrisch geladene
Teilchen, die beim Auftreffen auf das Magnetfeld der Erde zu den Polen hin abgelenkt
werden und durch Ionisierung Gas zum Leuchten bringen.
Thema 6: Höhenstufen im Gebirge
Gebirgsklimate unterscheiden sich von den Tieflandklimaten:
 mit steigender Höhe nehmen Temperatur, Luftdruck und absolute Luftfeuchtigkeit ab
 UV-Strahlung, Tagesschwankung der Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und
Niederschlag nehmen mit der Höhe zu
Auch wenn Gebirge weit voneinander entfernt liegen, zeigen die Vegetationsstufen
Ähnlichkeiten. So haben die Alpen wie der Himalaya eine Laubwaldstufe, über der eine
Nadelwaldstufe anschließt (in den Alpen v.a. mit Fichten und Lärchen). In der
Zwergstrauchstufe wachsen z.B. Latschen. In der alpinen Stufe finden sich noch
grasreiche alpine Rasen. Oberhalb der Schneegrenze (in den Alpen bei etwa 3000 m)
liegt die nivale Stufe.
Diese Höhenstufung ist für die Gebirge der gemäßigten Breiten kennzeichnend. In den
tropischen Hochgebirgen gibt es ebenfalls gut abgrenzbare Vegetationsgürtel. Hier geht
der Regenwald der Tiefebene allmählich in einen Bergregenwald und schließlich in
einen Nebelwald über ( hohe Luftfeuchtigkeit). Darüber folgt eine Stufe mit Grasland.
Diese Zone kommt in vergleichbarer Form in den Anden Südamerikas sowie in den
tropischen Hochgebirgen Ostafrikas vor. Oberhalb folgt ebenfalls ein Grasland, das
jedoch mit Dornsträuchern und Polsterpflanzen durchsetzt ist. Mit zunehmender Höhe
wird es immer schütterer, reicht aber in Extremfällen bis auf 6000 m Höhe, wo sie von
der Zone des ewigen Schnees abgelöst wird.
Berg-Tal-Windsystem: In den frühen Morgenstunden werden zuerst die Talhänge und
Gipfel erwärmt. In den Tälern sammelt sich die kalte und dadurch absinkende,
schwerere Luft. Da über den Gipfeln Wärme abgestrahlt wird, bilden sich hier
Tiefdruckgebiete. Die Kaltluft in den Tälern erzeugt einen hohen Luftdruck. Es weht
also ein Wind vom Tal zum Berg. Im Laufe des Tages wurden auch die Täler erwärmt.
Doch beim Einbruch der Nacht kühlen die Gipfel schnell ab. Es bilden sich auf den
Bergen Hochdruckgebiete und in den Tälern Tiefdruckgebiete - es weht ein Bergwind.
Der Föhn: Föhn ist ein warmer und trockener Fallwind. Dieser Wind entsteht, wenn feuchte Luftmassen auf ein Gebirge
treffen und aufsteigen müssen. Die Luft kühlt dabei ab (Wolkenbildung und Niederschlag  Steigungsregen): bis zur
Erreichung des Kondensationsniveaus um 1°C/100m (trockenadiabatisch), darüber um 0,5°C/100m (feuchadiabatisch
 Grund: Verdunstungswärme wird freigesetzt). Im Lee (windabgekehrte Seite des Gebirges) sinken die Luftmassen ab
und erwärmen sich dabei stärker, als sie im Luv (windzugewandte Seite) abgekühlt wurden. Im Lee ist die Luftfeuchtigkeit
deutlich geringer, da die Luft durch Niederschläge Wasserdampf verloren hat  der Föhn ist ein sehr trockener Wind.
Der Föhn: Föhn ist ein warmer und trockener Fallwind. Dieser Wind entsteht, wenn feuchte Luftmassen auf ein Gebirge
treffen und aufsteigen müssen. Die Luft kühlt dabei ab (Wolkenbildung und Niederschlag  Steigungsregen): bis zur
Erreichung des Kondensationsniveaus um 1°C/100m (trockenadiabatisch), darüber um 0,5°C/100m (feuchadiabatisch
 Grund: Verdunstungswärme wird freigesetzt). Im Lee (windabgekehrte Seite des Gebirges) sinken die Luftmassen ab
und erwärmen sich dabei stärker, als sie im Luv (windzugewandte Seite) abgekühlt wurden. Im Lee ist die Luftfeuchtigkeit
deutlich geringer, da die Luft durch Niederschläge Wasserdampf verloren hat  der Föhn ist ein sehr trockener Wind.
Hurrikans und Tornados
Taifun Haiyan: einer der stärksten tropischen Wirbelstürme, die seit Beginn verlässlicher
Wetteraufzeichnungen beobachtet wurden; Haiyan verursachte im November 2013 große Schäden
und eine hohe Zahl direkter Opfer auf den Philippinen.