IV. DIE ATMOSPHAERE DER ERDE

IV. DIE ATMOSPHAERE DER ERDE
I. DIE „LUFTOZEAN“, DIE UNS AUF DER ERDE UMGIBT
1. Warum ist die Erdatmosphäre ein unentbehrlicher Schutzschirm?
Aufgabe 1.: Welche ist die Wissenschaft der Erdatmosphäre! Löse das Rätsel auf!
O
I
O
E
E
L
M
E
T
G
O
R
Die Wissenschaft, die den physikalischen Zustand, die Veränderungen, die
Phänomene und die Prozesse der Erdatmosphäre erforscht, ist die Wetterkunde,
die .............................................
DIE ATMOSPHÄRE (griechisch: atmos = Dampf, Dunst; sphaira = Kugel) ist die
dünne Lufthülle, die die Erde umgibt. Sie nimmt an der Rotation der Erde teil.
Aufgabe 2.: Die Rolle der Atmosphäre. Ergänze die Lücken mit den angegebenen Wörtern!
Reibung Strahlung UV Sonnenlicht
Meteoriten Auskühlung
Sauerstoff
Überhitzung
Nacht Temperatur
Stoffkreisläufe
Tag Transport
schädlicher
Stickstoff
Kohlendioxid
Wasserdampf/Feuchtigkeit










Schutz der Lebewesen vor …………………… bzw. tödlicher ………………….
aus dem Weltraum (Filter für ……- und Röntgenstrahlung der Sonne).
Bild IV/1 Die schützende Atmosphäre
Durchlassen von lebenswichtigem ……………………………….. zu den
ist hauchdünn
Oberflächen der Kontinente und Ozean.
Schutz vor schneller ………………… und ……………….. (z.B. Wärmeausgleich zwischen …...…. und …...……).
Ermöglicht eine durchschnittliche …………………………. an der Erdoberfläche von ca. + 15 °C anstatt -18 °C.
……………………. von Energie aus Bereichen in Äquatornähe in mittlere und höhere Breiten.
Transport von ……………………………………………………. durch die dynamischen Prozesse der allgemeinen
Zirkulation, wodurch die Niederschlagsverteilung bestimmt wird.
Hauptspeicher für …………………….. (Für Pflanzen wichtig).
Reservoir für ………………….. und …………………….
Ist einbezogen in verschiedene lebensnotwendige …………………………...
Schutz vor kleineren ……………………., die wegen der großen ……………………. beim Eintritt in die Atmosphäre
verglühen und die Erdoberfläche nicht erreichen.
2. Wie entstand und wie entwickelte sich die Erdatmosphäre?
Als unsere Erde vor Milliarden Jahren geboren ist, parallel dazu entstand eine Atmosphäre um sie, aber sie
unterschied sich von der heutigen.
Es bildete sich um sie die sog. primäre Uratmosphäre, deren Zusammensetzung von der heutigen stark abwich. Sie entstand aus kosmischen
Gasen, v. a. aus H2, He, CH4, NH3. Aber sie entwichen zum größten Teil infolge der Gravitation der Sonne und des Sonnenwindes in den Weltraum.
Später bildete sich aus den vulkanischen Gasen wie CO2, CH4 NH3, H2O, H2S, H2SO2 die sog. sekundäre Uratmosphäre. Ihre
Zusammensetzung unterschied sich auch von der heutigen. Was den O2-Gehalt betrifft, sein Anteil an heutiger Konzentration betrug 0,1%. Dieser
Anteil nahm aber allmählich durch die Photosynthese der Lebewesen im Ozean zu. Es ermöglichte die Entstehung der Ozonschicht. Was ihren CO2Gehalt betrifft, sein Anteil an Gesamtvolumen der Atmosphäre betrug vor 2-3 Mrd. Jahren 17%. Dieser Anteil ging enorm zu den gegenwärtigen
0,03% sowohl durch die Photosynthese der Pflanzen als auch durch das Einbauen in die Kalkablagerungen und Kalksteine (CaCO3) zurück.
.
Durch diese Prozesse entstand die gegenwärtige Atmosphäre, deren Zusammensetzung sich in den vergangenen
500 Mo. Jahren erheblich nicht veränderte. Erst seit dem 20. Jahrhundert setzte der Mensch Veränderungen in Gang, die
das Jahrmillionen alte Gleichgewicht umzustürzen scheinen.
Aufgabe 3.: Anhand des Textes im Rahmen antworte auf die Fragen!
Was ist der Unterschied zwischen der primären und sekundären Uratmosphäre?
Wie und warum veränderte sich der Volumenanteil von O2 und CO2? Unterstreiche im Text!
Aufgabe 4.: Wie entstand und entwickelte sich die Erdatmosphäre! Stelle die folgenden Vorgänge in die richtige Zeitfolge!
Es entstand der Ozonschirm.
Die Mehrheit der atmosphärischen Gase bildeten Wasserstoff und Helium.
Ihre Entstehung lässt sich zu der starken vulkanischen Aktivität verbinden, sie enthielt noch keinen Sauerstoff.
Durch die Verbreitung der photosynthetisierenden grünen Pflanzen bildete sich Sauerstoff.
Wegen der Gravitation und der Temperaturverhältnisse entwichen die leichten Gase.
Es entstand der CO2- und Wasserdampfgehalt der Erdatmosphäre.
69
3. Welche stoffliche Zusammensetzung ist für die Erdatmosphäre typisch?
Sie ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen, aber enthält auch flüssige und feste Bestandteile.
3.1 Die Gase der Erdatmosphäre aufgrund der Beständigkeit ihrer Menge
Die Gase, deren Menge lange Zeit (Jahrtausende, Jahrmillionen) hindurch unverändert bleibt, sind die konstanten
Gase wie N2, O2, und die Edelgase. Die Gase, deren Menge sich innerhalb einiger Jahre oder Jahrzehnte merklich
ändert, sind die veränderlichen Gase wie CO2, CH4, H2, O3. Die Gase, deren Menge sich innerhalb einiger Tage
oder Wochen verändern kann, sind die stark veränderlichen Gase wie H2O, CO, NO2, NH3, SO2.
3.2 Die Gase der Erdatmosphäre aufgrund des Anteils an Gesamtvolumen
Die Gase, die den höchsten Anteil haben so wie N2, O2
in ppm (parts per
und Ar (Edelgase) bilden die Gruppe der sog. Grundgase.
Volumenanteil
million)
in %
Anteile pro
Die Gase, deren Volumenanteil sehr gering ist so wie
Million
CO2, CH4, N2O, CO, H2O, O3 sind die sog. Spurengase.
Stickstoff
78,08
780 800
Sauerstoff
20,95
209 500
Argon
0,934
9340
Neon
0,0018
18
Helium
0,0005
5
Krypton
Xenon
Kohlendioxid
0,0001
1
0,000009
0,09
0,035
Aufgabe 5.: Erstelle ein Kreisdiagramm über den Volumenanteil
der Gase der Erdatmosphäre! Verwende dafür das
Computerprogramm „Exel“!
Klebe dein Diagramm in den Kasten ein!
350
Methan
0,00017
1,7
Distickstoffmonoxid
0,00003
0,3
Kohlenmonoxid*
0,00002
0,2
Wasserstoff
0,00005
0,5
*Kohlenmonoxid zeigt starke zeitliche Schwankungen
Bild IV/2 Die Zusammensetzung von trockener Luft in der Troposphäre
Aufgabe 6.: Schau dir das folgende Diagramm an, dann antworte auf die Frage!
Wie veränderte sich der Anteil der einzelnen Gase in der
Erdatmosphäre im Laufe der Erdgeschichte?
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
Bild IV/3 Veränderungen des Volumenanteils der atmosphärischen Gase
Das dreiatomige Sauerstoffmolekül, das Ozon, spielt eine unentbehrliche Rolle für den
Schutz des Lebens. Es bildet eine Schicht in der Höhe von ca. 20-40 km, die die
schädigende kurzwellige UV-Strahlung filtert.
Aufgabe 7.: Schlag nach, welche Schädigungen
verursachen die UV-Strahlen?
Bild IV/4 Ozonkonzentration
Aufgabe 8.: Betrachte das Bild IV/3 und beschreibe, wie sich das Ozon
bildet!
.................................................................................................................
...................................................................................................
..........................................................................................................
Bild IV/5 Bildung des Ozons
Die festen und flüssigen Komponente so wie die Staub- und Russpartikel, die Eiskristalle und Wassertropfen
befinden sich verstreut und in geringer Menge in der Erdatmosphäre. Sie gelangen in die Luft durch die
Vulkanausbrüche, den Wind, den Verkehr und die Gewerbetätigkeit.
70
4. Was für eine Struktur hat die Erdatmosphäre?
Der überwiegende Teil, 95% ihrer Masse konzentriert sich in der unteren, etwa 20 km mächtigen Schicht. In der
Höhe von über 80 km befindet sich lediglich 0,001% ihrer
Masse.
Ihre vertikale Gliederung basiert auf die senkrechte
Veränderung der Temperatur. Die Gliederung nach den
thermischen Verhältnissen führt in den unteren 100 km zu
einem stockwerkartigen Aufbau. Die Grenzen zwischen
den Schichten sind die sog. „Pausen”, wo das Absinken
oder die Zunahme der Temperatur in einen entgegengesetzten Prozess übergeht.
Aufgabe 9.: Betrachte das Bild IV/4 und die gleiche Abbildung
im Atlas! Wie nennt man die mit Großbuchstaben
markierten Schichten der Atmosphäre?
A. .................................................: ....................
B. ..................................................: ...................
C. ..................................................: ...................
D. ..................................................: ..................
Bild IV/6 Die vertikale Struktur der Erdatmosphäre
Aufgabe 10.: Gruppiere die untenstehenden Feststellungen, zu welcher Schicht sie passen! Schreibe ihre Nummern nach dem
Doppelpunkt in der vorliegenden Aufgabe!
1. Im Durchschnitt ist es 10-12 km dick; 2. Die Temperatur sinkt stark bis auf - 80 – -90 °C ab; 3. Hier lässt sich die Ozonschicht finden;
4. Es gehört zur Unteratmosphäre; 5. Es erstreckt sich im Durchschnitt in der Höhe von 80-500 (1000) km; 6. Das Absinken der
Temperatur ist in der unbeweglichen Luft 0,65 °C/100 m; 7. Über der Höhe von 30 km steigt die Temperatur stark an, an ihrer oberen
Grenze sind sie 0-10 °C; 8. Es erstreckt sich im Durchschnitt in der Höhe von 50-80 km; 9. Es gehört zur Oberatmosphäre; 10. Hier steigt
die Temperatur sehr rasch und enorm an, erreicht den Wert von 1000-1500 °C; 11. Nur horizontale Luftbewegungen sind dafür
charakteristisch; 12. Es enthält fast die gesamte Wasserdampfmenge der Atmosphäre; 13. Es erstreckt sich in der Höhe von 11-50 km;
14. Es besteht aus Ionen, elektrisch geladenen Atomen; 15. An ihrer oberen Grenze liegt die Temperatur bei - 56 °C; 16. Hier entsteht das
Polarlicht; 17. Es enthält etwa 80 % der Masse der Atmosphäre; 18. Es hat eine sehr geringe Dichte; 19. Hier laufen die Wettervorgänge ab;
20. Es gehört zur Mittelatmosphäre; 21. Sowohl vertikale, als auch horizontale Luftbewegungen sind charakteristisch
Aufgabe 11.: Was ist größer? Unterstreiche!
1. - der Anteil der Troposphäre an Gesamtmasse der Atmosphäre
- der Anteil der Mesosphäre an Gesamtmasse der Atmosphäre
2. - die Lufttemperatur an der oberen Grenze der Stratosphäre
- die Lufttemperatur an der oberen Grenze der Troposphäre
3. - der Ozongehalt in der Mesosphäre
- der Ozongehalt in der Stratosphäre
4. - die Dichte der Troposphäre
- die Dichte der Thermosphäre
5. - der Wasserdampfgehalt der Stratosphäre
- der Wasserdampfgehalt der Troposphäre
Gut zu wissen!
Was für eine Rolle spielt die Atmosphäre auf der Erde?
Wie entwickelte sich die Erdatmosphäre im Laufe der Erdgeschichte?
Aus welchen Gasen besteht die Erdatmosphäre und wie lassen sie sich sortieren?
Wie gliedert sich die Erdatmosphäre? Was sind die Charakterzüge der einzelnen Schichten?
II. DIE ERWÄRMUNG DER LUFT UND DER TREIBHAUSEFFEKT
1. Was ist die Grundlage aller meteorologischen Vorgänge?
E
H
Aufgabe 1.: Löse das Rätsel auf!
L
A
N
Die Energie wird allen Vorgängen auch in der Luft auf der Erde von
der..............................................
gesichert.
G
S T N U
O
Sie
ist
einerseits
eine
Teilchenstrahlung,
die aus elektrisch geladenen
S
Partikeln besteht. Anderseits besteht sie aus elektromagnetischen Strahlungen,
die sich als Wellenphänomen fortpflanzen. In diesem Sinne sind für sie die Fortpflanzungsgeschwindigkeit und die
Wellenlänge charakteristisch. Die Wellenlänge der einzelnen Strahlungen ist unterschiedlich, wonach sich mehr
Wellenlängenbereichen unterscheiden lassen.
N
R
N
71
Aufgabe 2.: Schau dir das Bild IV/7 an und unterstreiche von den schräg
gedruckten Varianten die richtige!
▪ Zwischen den Temperaturen des strahlenden Körpers und den von
ihm ausgestrahlten Wellenlängen besteht eine gerade – umgekehrte
Relation.
▪ Der Körper, der höhere Temperaturen hat, strahlt hauptsächlich
kürzere – längere Wellenlängen aus.
Die Sonnenstrahlen pflanzen sich im Weltraum ohne Verlust fort.
Deshalb die Strahlungsenergie,
die an die obere Grenze der Bild IV/7
Erdatmosphäre gelangt, ist in der Zeit
unveränderlich.
Wie groß die Energiemenge ist, die
auf der Erde eintrifft, lässt sich mit der
sog. Solarkonstante charakterisieren, die
1350–1360 W/m2 beträgt.
Spektrum der elektromagnetischen Strahlungen
Begriffe:
Die Solarkonstante: Sie ist
Strahlungsmenge die dem auf
Strahlung senkrechten Querschnitt
oberen Grenze der Atmosphäre
Sekunde geliefert wird.
die
die
der
pro
Bild IV/8 Solarkonstante
2. Welche sind die Erwärmung der Luft beeinflussenden Faktoren?
Die Erwärmung ist das Ergebnis vielfältiger Wechselwirkungen im Bereich des Sonnenstrahlen–Atmosphäre–
Erdoberflächen–Systems. Die Komponenten dieses Systems sind folgende:
 Die Sonnenstrahlung, die die Grundlage der Erwärmung ist.
 Die astronomischen Faktoren, durch die auf die Erde einfallende Energiemenge beeinflusst wird.
 Die atmosphärischen Faktoren, die die auf die Erdoberfläche einfallende Energiemenge modifizieren.
 Die Eigenschaften der die Strahlung aufnehmenden Erdoberfläche, die die Energieverteilung verändern.
 Die Luft- und Meeresströmungen, von denen die Energie transportiert wird.
2.1 Die astronomischen Faktoren
1. Der Einfallswinkel (Neigungswinkel) der Sonnenstrahlen
Aufgabe 3.: Wie beeinflusst der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen die Erwärmung der
Luft? Ergänze richtig die Sätze!
Je .................... der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen ist, desto ...................... ist
die Erwärmung der Luft. Grund dafür, dass das gleiche Strahlenbündel unter größerem
Einfallswinkel eine ........................... Fläche trifft und erwärmt. Wenn es unter kleinerem
Winkel einfällt, trifft es eine ............................. Fläche und muss aufheizen.
Aufgabe 4.: Schau dir die Bilder IV/9, IV/10 und IV/11 an und antworte mit der Ergänzung
der Sätze auf die Fragen!
Bild/9 Einfallswinkel
▪
Wovon ist der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen
abhängig?
Von der ................................................, die sich
sowohl tageszeitlich, als auch jahreszeitlich verändert.
▪
Was ist der Grund für diese Veränderung?
..................................................
▪
Wie beeinflusst die Kugelgestalt der Erde den
Einfallswinkel?
Der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen ist am
............................................... am größten, in höheren
Breiten wird er immer ........................., also die der
Erdoberfläche eintreffende Wärmeenergie hängt direkt
von der geographischen ..................... ab.
Bild/11 Einfallswinkel auf der
kugelförmigen Erde
Bild IV/10 Jahreszeitliche Sonnenhöhe
und die Einfallswinkel
2. Die Zeitdauer der Tageszeiten
Sie beeinflusst, wie lange die Einstrahlung und die Ausstrahlung Tag für
Tag dauern.
Aufgabe 5.: Schau dir das Bild IV/11 an und antworte auf die Frage!
Warum ist die Erwärmung der Luft im Sommer stärker als im Winter?
....................................................................................................................
72
Bild IV/11 Tägliche Sonnenbahn über dem
Horizont
Man drückt die Einstrahlung in Stunden aus, allgemein für ein Jahr. Es
nennt man die Sonnenscheindauer.
Begriffe:
Die Sonnenscheindauer: Sie ist die
Zeitdauer der direkten Einstrahlung
in Stunden ausgedrückt.
Aufgabe 6.: Suche Erklärung auf den Unterschied, der sich in den Daten zeigt!
Sonnenscheindauer: - in der Sahara 4000 Stunden/Jahr
- auf den Britischen Inseln 1000 Stunden/Jahr
- in Ungarn 1800-2100 Stunden/Jahr
...............................................................................................................................................................................................
2.2 Die atmosphärischen Faktoren
Die Sonnenstrahlen gelangen an die obere Grenze der Erdatmosphäre. Damit sie die Erdoberfläche erreichen,
müssen sie die Atmosphäre durchlaufen. Aber in der Atmosphäre erträgt die Sonnenstrahlung einen Energieverlust.
Warum? Wodurch?
Ein Teil der Sonnenstrahlen (ca. 25-26%) wird aus der
Atmosphäre und von den Wolken reflektiert (zurückgeworfen).
Das ist die Reflexion. O3, CO2, H2O absorbieren (verschlucken)
einen bestimmten Teil (ca. 15-18%) der Sonnenstrahlen. Von
dieser Absorption allein wird die Luft aber nur geringfügig
erwärmt. Auch die winzigen Verunreinigungen der Atmosphäre
lenken einen Teil der Strahlen – hauptsächlich den Bereich der
Kurzwellen – ab. Das ist die Diffusion.
Dieser Energieverlust in der Atmosphäre hängt von der
Bewölkung und den Luftverunreinigungen.
Ca. 50% der Sonnenstrahlen gelangen an die Oberfläche.
Aufgabe 7.: Führe die fett gedruckten Ausdrücke an die passende
Stelle in die Abbildung ein!
Bild IV/12 Energieverlust in der Atmosphäre
2.3 Die Eigenschaften der die Strahlung aufnehmenden Oberfläche
Die an die Erdoberfläche gelangenden Sonnenstrahlen wandeln sich im Boden in Wärmeenergie um. Diese
Wärmeenergie wird von der Oberfläche her ausgestrahlt. Die Luft erwärmt sich von der Oberfläche, von unten.
Die Erdoberfläche ist sehr abwechslungsreich. Das Relief ist vielfarbig, die Materie, die Farbe und der
Charakter der Oberfläche modifizieren die Erwärmung der Luft.
Von der sog. Hangexposition – in was für eine Richtung liegen die Hänge –
ist der Einfallswinkel abhängig.
Aufgabe 8.: Betrachte das Bild IV/13 und antworte auf die Fragen!
▪
Wie und warum modifiziert das Relief der Erdoberfläche die Erwärmung der Luft?
........................................................................................................................
▪
Kennzeichne in die Thermometer, wie sich die Luft auf den Hängen erwärmt?
Bild IV/13 Das Relief modifiziert
die Erwärmung der Luft
In Bezug auf die Materie ist es die Erwärmung auch modifizierend, abhängig
davon, ob die Oberfläche Festland oder Wassermasse ist.
Aufgabe 9.: Vervollständige die untenstehenden Sätze!
Das Festland und das Meer erwärmen sich .......................................... Das Festland erwärmt sich ........................... und
..............................., als die offene Wasserfläche. Ihre Abkühlung ist auch abweichend: Das Festland kühlt sich ..............................
und ............................. ab. Aber die Wassermasse .............................. die Wärme und lässt sie ................................. aus.
Was für eine Pflanzendecke – Nadelwald, Laubwald, Regenwald,
Savanne, Gras – gibt es, modifiziert auch die Erwärmung der Luft.
Die Reflexionsfähigkeit der Oberfläche – die Albedo (Es ist ein
lateinisches Wort und bedeutet 'Weißheit') – bezeichnet in der
Meteorologie das Verhältnis zwischen einfallender und reflektierter
Sonnenstrahlung. Die Albedo ist stark von der Beschaffenheit der
bestrahlten Fläche – von der Farbe und dem Charakteristik des
Bodens – abhängig.
Ackerland
Waldfläche
Wasserfläche
Schneefläche
Aufgabe 10.: Stelle die untenstehenden Oberflächen in die ansteigende
Reihenfolge nach der Strahlungsreflexion!
die frische Schneefläche
Nadelwälder
Laubwälder
Ackerland
Sandflächen
73
Bild IV/14 Der Einfluss der Materie und der Farbe der
Erdoberfläche auf die Lufterwärmung
Aufgabe 11.: Antworte auf die Fragen!
Wann kühlt sich die Luft stärker ab: in der bewölkten oder unbewölkten Nacht? Warum?
.................................................................................................................................................................................... ...
Aufgabe 12.: Betrachte das Bild IV/15 und vervollständige den Text!
Bitte richtig einsetzen:
Wirkung | anstatt | Gasen | wegen | Wärme | den | der | von | der | auf | Ohne |
Die _ _ _ der Oberfläche her ausgestrahlte _ _ _ _ _ wird von _ _ _
verschiedenen atmosphärischen _ _ _ _ _ (H2O, CO2, CH4, O3, NO2)
absorbiert. Die Wärme wird _ _ _ _ _ dieser Gase vorübergehend _ _ _ der
Erde zurückgehalten. Diese _ _ _ _ _ _ _ der Atmosphäre erhöht die
Temperatur _ _ _ erdnahen Luftschichten erheblich. _ _ _ _ ihn würde die
Durchschnittstemperatur auf _ _ _ Erdoberfläche – 20°C _ _ _ _ _ _ _ der
gegenwärtigen + 15°C betragen.
Bild IV/15 Warum bleibt die Wärme in der Atmosphäre?
Aufgabe 13.: Aber was ist diese Wirkung der Atmosphäre? Du wirst es wissen, wenn du das Rätsel auflöst! Du musst vom
Zeichen * anfangen und im Rösselsprung fortschreiten!
I
S
…………………………………………..
B
T
E
U
H
F
E
R
E
A
K
F
T*
Aufgabe 14.: Welche Faktoren beeinflussen die Abkühlung der Luft? Kreise den Buchstaben der richtigen Antworten ein!
a) die Bewölkung b) die Einstrahlung
c) der CO-Gehalt der Luft
d) der Wasserdampfgehalt der Luft
e) die Russpartikeln in der Luft
f) der CO2-Gehalt der Luft
g) vulkanischer Staub in der Luft
h) der sich erwärmte Boden
i) der SO2-Gehalt der Luft
2.4 Die Luft- und Meeresströmungen
Sie spielen eine Rolle im Transport der Wärmeenergie, die an einen bestimmten Ort eintrifft, in das andere Gebiet.
Aufgabe 15.: Ein interessantes Phänomen ist das Gaukelbild (die Fata Morgana). Schlag nach was es ist und wie sich es bildet!
Gut zu wissen!
Was für eine Rolle spielt die Atmosphäre auf der Erde?
Wie entwickelte sich die Erdatmosphäre im Laufe der Erdgeschichte?
Aus welchen Gasen besteht die Erdatmosphäre und wie lassen sie sich sortieren?
Wie gliedert sich die Erdatmosphäre? Was sind die Charakterzüge der einzelnen Schichten?
III. DAS WETTER UND DIE WETTERLAGE, DIE WETTERELEMENTE I.
1. Was ist das Wetter und die Wetterlage?
Die Atmosphäre, die unsere Erde umgibt, verändert sich beständig. Es nimmt man auch direkt, ohne
Messinstrumente wahr.
Aufgabe 1.: Verbinde die beiden Fachausdrücke mit den passenden Erklärungen!
DAS WETTER

DIE

WETTERLAGE
 Die zeitlich auf einige Tage begrenzte Abfolge der atmosphärischen Zustände der Wetterelemente.
 Aktuelle Zustände der Wetterelemente.
 Die beständige Veränderung der Wetterelemente innerhalb kurzer Zeit (Tage).
 Der momentane physikalische Zustand der Atmosphäre.
Aufgabe 2.: In diesem Suchrätsel sind 4 Fachausdrücke versteckt.
F
I
C
W
E
T
T
E
R
V
O
R
S
C
H
A
U
P
E
Y
W
E
T
T
E
R
B
E
R
I
C
H
T
C
1.
………………………………
C
A
I
U
H
G
M
G
I
B
M
F
W
P
T
Y
I
2.
………………………………
W
E
T
T
E
R
B
E
O
B
A
C
H
T
U
N
G
3.
………………………………
O
C
Q
K
Y
C
Y
Q
J
D
M
F
Z
D
A
I
O
X
N
K
W
E
T
T
E
R
D
I
E
N
S
T
W
V
4.
………………………………
74
2. Welche Komponente des physikalischen Zustandes der Atmosphäre gibt es?
In dem physikalischen Zustand der Erdatmosphäre zeigen sich die WETTERELEMENTE.
Aufgabe 3.: Was sind die Wetterelemente?
Bild IV/16 Eine meteorologische Hütte
2.1 Die Temperatur
Die Temperatur zeigt uns den Wärmezustand von festen Körpern,
Begriffe:
flüssigen und gasförmigen Stoffen. Sie lässt sich in Graden ausdrücken.
Die Temperatur: Sie zeigt den
Für die Messung der Temperaturen arbeitete man mehr Skalen aus sowie
Wärmezustand der Stoffe, thermodynamisch ist sie der Ausdruck der
die Celsius-Skala, die Fahrenheit-Skala, die Kelvin-Skala. In der Celsius-Skala
Bewegungsenergie der Moleküle.
0°C entspricht dem Gefrierpunkt, 100 °C dem Siedepunkt des Wassers, und sie
ist in 100 Einheiten aufgeteilt.
Die Veränderung der Lufttemperaturen hängt mit der Erwärmung und der Abkühlung der Luft zusammen.
Die Temperatur der Luft verändert sich vertikal, sie sinkt mit der zunehmenden Höhe. Der Wert des Absinkens
beträgt in der unbeweglichen Luft innerhalb der Troposphäre ca. 0,65 °C/100 m.
2.1.1 Der Tagesgang der Temperatur
Aufgabe 4.: Schau dir die Abbildung an, dann beantworte die Fragen?

Bild IV/16 Der Zusammenhang zwischen der täglichen
Strahlungsbilanz und dem Gang der Temperatur


Führe die Großbuchstaben der folgenden Begriffe in die Quadrate ein!
A. der scheinbare tägliche Gang der Sonne
B. der Tagesgang der Temperatur
C. die maximale Temperatur
D. die minimale Temperatur
E. die positive Strahlungsbilanz
F. die negative Strahlungsbilanz
Wann kann man die höchsten Temperaturen messen? Ca. um ....... Uhr
Erkläre, warum die Temperaturen nicht um 12 Uhr am höchsten sind!
.......................................................................................................................
Aufgabe 5.: Antworte auf die Frage!
Was ist der Grund für den Tagesgang der Temperatur? .....................................................................................................
Aus den gemessenen Temperaturen kann man weitere Daten errechnen, die
für das Klima des bestimmten Gebietes typisch sind. Sie sind die
Mitteltemperatur und die Temperaturschwankung.
Begriffe:
Die Mitteltemperatur: Sie ist der
Durchschnitt der gemessenen Temperaturen.
Die Temperaturschwankung: Sie ist
die Differenz zwischen den höchsten
und den niedrigsten Temperaturen
Aufgabe 6.: Betrachte die Tabelle, dann löse die Aufgaben!
 Stelle auf Graphik den Tagesgang der Temperatur anhand der Daten in
der Tabelle mit einer farbigen Schaulinien dar!
600
800
1000
1200
1400
1600
-3 °C
0 °C
+4 °C
+7 °C
+8 °C
+7 °C
1800
2000
2200
2400
200
400
+8
+5 °C
+3 °C
+1 °C
0 °C
-2 °C
-3 °C
+7
+6
+5
+4
+3
+2
 Wie hoch ist die tägliche Mitteltemperatur? .....................°C
 Wie hoch ist die tägliche Temperaturschwankung? ............... °C
+1
0
-1
-2
-3
75
6
8
10 12 14 16
18 20
22 24
2
4
2.1.2 Der Jahresgang der Temperatur
Die monatlichen Temperaturen verändern sich das ganze Jahr hindurch. Diese Veränderungen sind in den
Tropen und der kalten Polarzone am kleinsten. Aber in der gemäßigten Zone sind sie bedeutend und für die
Jahreszeiten charakteristisch.
Aufgabe 7.: Betrachte die Tabelle, dann löse die Aufgaben!
An einer Wetterstation wurden die folgenden monatlichen Mitteltemperaturen registriert:
Monat
ºC
I.
-1,5
II.
1
III.
4
IV.
7
V.
12
VI. VII. VIII.
17
21
19
IX.
15

Erstelle eine Graphik von den Temperaturdaten!

Errechne anhand der gegebenen Temperaturen die mittlere
Jahrestemperatur! ………….. °C



Unterstreiche, welche Temperaturschwankung sich von
diesen Werten errechnen lässt!
 die mittlere Jahrestemperaturschwankung
 die absolute Jahrestemperaturschwankung
Wie hoch ist sie? ....………. °C
Was kann man von den Werten auf die Lage der Wetterstation
schließen? Unterstreiche das Zutreffende!
▪
Die Station liegt nördlich oder südlich vom Äquator.
▪
Sie befindet sich westlich oder östlich von Greenwich.
▪
Sie liegt in einem Gebirge.
▪
Sie liegt weit entfernt oder in der Nähe des Ozeans.
X.
XI. XII.
4
0
8
+22
+20
+18
+16
+14
+12
+10
+8
+6
+4
+2
0
I.
II.
III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X.
XI. XII.
Was ist der Grund für den Jahresgang der Temperatur?
........................................................................... und .........................................................................................
Aufgabe 8.: Antworte auf die Fragen!


In welchem Teil der Erde und zu welcher Jahreszeit ist wohl der Tagesgang der Temperatur gleich Null oder ganz
unerheblich? ………….............................................................................................................................................
In welchem Teil der Erde ist wohl der Jahresgang der Temperatur gleich Null oder ganz unerheblich?
……..........................................................................................................................................…………………….
Die räumliche Verteilung der Temperaturen auf der Oberfläche kann man
auf einer Karte darstellen. Diese Abbildung lässt sich aufgrund der
Mitteltemperaturangaben erstellen. Die krummen Linien auf dieser
Temperaturkarte sind die Isothermen.
Begriffe:
Die Isotherme: Sie ist krumme
Linie auf einer Temperaturkarte, die
die Oberflächenpunkte mit gleicher
Temperaturen verbindet.
Aufgabe 9.: Schlag nach! Wo und wie hoch waren die bisher höchsten Temperaturen, und die bisher tiefsten Temperaturen
der Welt? Wo hat man die höchste absolute Temperaturschwankung der Welt gemessen?
2.2 Der Luftdruck
Aufgabe 10.: Ergänze die Sätze! Füge die folgenden Ausdrücke in die Lücken ein!
Hektopascal
1013 hPa
Bild IV/17 Das Prinzip des
Barometers
sinkt Millibar Druckkraft
Quecksilbermillimeter
umgekehrte
dehnt sich aus Schwerkraft
leichter
ab
Atmosphäre
Der Luftdruck ist die ....................................., die die Masse der Atmosphäre auf Grund der
.............................. auf die Erdoberfläche ausübt. In ....................., oder ........................., oder,
........................, oder ..................... wird der Luftdruck angegeben. Auf Meereshöhe gemessen
entspricht der Luftdruck ............., mit zunehmender Höhe nimmt er ........ Zwischen der
Temperatur und dem Luftdruck besteht eine ................................. Relation. Die sich erwärmende
Luft ........................................, wodurch …………….. wird, deshalb ...................... der Luftdruck
des bestimmten Gebietes.
Aufgabe 11.: Schlag nach, was das Torricelli-Rohr ist!
Die räumliche Verteilung des Luftdruckes auf der
Oberfläche kann man auf einer Karte darstellen. Diese
Abbildung lässt sich aufgrund der Luftdruckwerte
erstellen. Die krummen Linien auf dieser
Luftdruckkarte sind die Isobaren.
Bild IV/18 Das Barometer
76
Begriffe:
Die Isobare: Sie ist krumme Linie
auf einer Luftdruckkarte, die die
Oberflächenpunkte mit gleichen
Luftdrucken verbindet.
2.3 Der Wind
Aufgabe 12.: Was ist der Wind? Die Antwort gibt es im Oval. Es ist ein Satzpuzzle und du musst den Satz zusammenstellen!
Begriffe:
Der Wind: ...................................................................
......................................................................................
......................................................................................
..............................................................................................
Aber wie und warum wird ein Luftteilchen in Bewegung gebracht?
Auf das Luftteilchen wirken sich mehr Kräfte aus.
Eine von denen stammt davon, dass sich die Erde dreht. Die Erdrotation übt einen
Einfluss auch auf die Luftbewegungen. Praktisch auf alle Körper, die sich in einem
rotierenden Bezugssystem entlang den Meridianen auf den Weg machen. Dieser Einfluss ist
die Coriolis-Kraft (von dem französischen Wissenschaftler G.G.Coriolis, der es analysierte).
Diese Ablenkungskraft ist scheinbar, nur für die mitdrehenden Beobachter ist sie bemerkbar
Bild IV19 Links: Bei stillstehender Erde
würden nach Süden oder Norden wandernde
Luftteile den Meridianen folgen.
Rechts: Da die Erde sich dreht, wird das
anfänglich nach Süden strebende Teilchen
nach Westen und das vom Äquator nach
Norden strebende nach Osten abgelenkt.
Aufgabe 13.: Betrachte die Abbildung, dann antworte auf die Frage!
 In welche Richtung lenkt die Coriolis-Kraft das Luftteilchen aus seiner Bahn ab?
 Wenn sich das Luftteilchen auf der Nordhalbkugel vom Äquator in
Richtung Nordpol bewegt, nach ........................
 Wenn sich das Luftteilchen auf der Nordhalbkugel vom Nordpol in
Richtung Äquator bewegt, nach .......................
Die Auswirkung der Coriolis-Kraft ist in Polnähe am größten. Sie geht in der Nähe des Äquators gegen Null. Sie wirkt sich immer
senkrecht zur jeweiligen Bewegungsrichtung.
Aufgabe 14.: Betrachte die Abbildung, dann antworte auf die Frage!
 Welche sind die sich auf das Luftteilchen auswirkenden Kräfte?
 Sie ergibt sich von dem Luftdruckunterschied: ....................
 Sie bremst die Bewegung ab: ...................
 Sie lenkt das sich bewegliche Luftteilchen ab: .....................
Bild IV/20 Welche Kräfte wirken sich auf das Luftteilchen aus?
Aufgabe 15.: Wie erhebt sich der Wind? Erkläre es mit ein paar Sätzen anhand der Bilderreihe in der Filmleiste!
77
Für die Winde sind ihre Richtungen und ihre Stärke charakteristisch. Die
Winde bezeichnet man mit der Himmelsrichtung, woher er weht. Die
Windgeschwindigkeit gibt man in km/h oder m/s an. Sie ist von dem
Luftdruckunterschied abhängig.
Aufgabe 16.: Zeichne in die Abbildung den nordöstlichen und den südwestlichen
Wind ein!
Bild IV/21 Das Anemometer
T
Aufgabe 17.: Schlag nach, wie die sog. Beaufort-Skala die Winde klassifiziert!
2.3.1 Die lokalen Winde
Es gibt auch periodisch auftretende Winde, die sich wegen der lokalen Wetterverhältnisse, der tageszeitlich abweichenden
Erwärmung und Abkühlung der Luft erheben.
Der Land-Seewind
Ein periodischer Wind, der tagsüber vom Meer zum Land, in
der Nacht vom Land zum Meer weht.
Der Berg-Talwind
Ein periodischer Wind, der tagsüber vom Tal nach
Bergseite, in der Nacht von der Bergseite zum Tal weht.
Gut zu wissen!
Was ist das Wetter und die Witterung? Was sind die Wetterelemente?
Was ist der Tages- und Jahresgang der Temperatur, und was sind ihre Grundlagen?
Was ist die Mitteltemperatur und die Temperaturschwankung?
Was sind die Isothermen?
Was ist der Luftdruck, und was für einen Zusammenhang gibt es mit der Temperatur der Luft?
Was sind die Isobaren?
Was ist der Wind und wie erhebt er sich?
Was ist die Coriolis-Kraft, und wie wirkt sie sich aus?
IV. DAS WETTER UND DIE WETTERLAGE, DIE WETTERELEMENTE II.
Wenn sich jemand eine meteorologische Karte von
Europa anschaut und folgt dem Verlauf der Isobaren, üblich
kann solche Gebiete betrachten, in denen sich die Isobaren
typisch konzentrisch ordnen. Diese Luftdruckgebilde sind
entweder TIEF- oder HOCHDRUCKGEBIETE (Zyklonen oder
Antizyklonen).
Das Wetter in gemäßigten Breiten wird maßgeblich von
diesen Luftdruckgebilden beeinflusst, die mit den Westwinden nach Osten wandern.
1. Was ist und wie entsteht ein Tief- und ein
Hochdruckgebiet?
Bild IV/22 Meteorlogische Situation über Europa
Bild IV/23 Windrichtungen in der Umgebung eines
Tief- und eines Hochdruckgebietes
78
1.1 Die Tiefdruckgebiete (die Zyklonen)
Das Wetter von Europa wird zum größten Teil durch Tiefdruckgebiete bestimmt, die ihrem Ursprung im Atlantik –
meistens über Island und den Azoren – haben. Sie sind Luftwirbel mit einem Durchmesser von 3000–4000 km, und
breiten sich über mehrere Millionen km2 aus.
Aufgabe 1.: Betrachte das Bild IV/23, dann löse die Aufgabe!
 Markiere den Luftdruck in der Mitte des Gebildes!
1030
 Zeichne in das Gebilde mit gestrichenen Pfeilen die
1020
theoretische Windrichtung ein!
Aber die sich aus der Erdrotation ergebende
Ablenkungskraft modifiziert die Windrichtung.
1010


Wie nennt man diese Ablenkungskraft?
............................................
Zeichne in das Gebilde mit kontinuierlichen Pfeilen
die echte Windrichtung ein!
Bild IV/24 Eine Zyklone von oben
Aufgabe 2.: Vervollständige den Lückentext, in dem es um die Charakteristik einer Zyklone geht!
Bitte richtig einsetzen:
auf | von | von | denen | zum | ihrer | Tiefdruck | Inneren | einer | dem | der | in | im
In Richtung Mitte _ _ _ _ _ Zyklone ist der Luftdruck immer tiefer, in _ _ _ _ _ Mitte herrscht
oberflächennah _ _ _ _ _ _ _ _ _ . Die Luft strömt _ _ _ den umliegenden Gebieten, in _ _ _ _ _ ein höherer
Luftdruck herrscht, nach innen. Infolge _ _ _ Coriolis-Kraft strömt die Luft _ _ _ der Nordhalbkugel entgegen
_ _ _ Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel _ _ Uhrzeigersinn turbulent nach innen. Diese nach innen gerichtete
Luftströmung vollzieht sich _ _ der erdnahen Reibungsschicht. Im _ _ _ _ _ _ _ der Zyklone steigt die Luft nach
oben, weil sie _ _ _ der schnelleren, turbulenten, kühleren Luft _ _ _ Anstieg gezwungen wird.
Aufgabe 3.: Studiere das Bild IV/25, dann löse die Aufgabe!
ÉLL
Bild IV/25 Entstehung und Entwicklung einer Zyklone
Stelle in die richtige Reihenfolge die Lebensgeschichte einer Zyklone!
Die kalte und warme Luft beginnen, sich zu verwirbeln.
Beim Zusammentreffen der kalten und warmen Luft entstehen seitliche Schwingungen und Wellenbewegungen an
der Luftmassengrenze.
Durch die Störungen – Abbremsen, Beschleunigen – werden die Luftströmungen aus ihrer Richtung hinausgedrängt.
Die warme und kalte Luft strömen einander gegenüber unterschiedlich schnell.
Die Strömung gleicht mehr und mehr einem Wirbel, die Isobaren verlaufen um das Zentrum des Tiefdruckes.
Wo die warme Luft in die kalte hineindrängt und darauf aufgleitet, sinkt der Luftdruck und es entsteht ein
Tiefdruckgebiet.
Aufgabe 4.: Was für ein Wetter ergeben die Zyklone? Unterstreiche die richtige Antwort, dann antworte auf die Fragen!
ein heiteres, sonniges Wetter
ein bewölktes, regnerisches Wetter
Warum? ................................................................................................................... ............................................................
.............................................................................................................................................................................................
1.2 Die Hochdruckgebiete (die Antizyklonen)
1010
Aufgabe 5.: Betrachte das Bild IV/23, dann löse die Aufgabe!
1020


1030
Markiere den Luftdruck in der Mitte des Gebildes!
Zeichne in das Gebilde mit gestrichenen Pfeilen die theoretische Windrichtung ein!
Aber die sich aus der Erdrotation ergebende Coriolis-Kraft modifiziert die
Windrichtung.

Zeichne in das Gebilde mit kontinuierlichen Pfeilen die echte Windrichtung ein!
79
Aufgabe 6.: Vervollständige den Lückentext, in dem es um die Charakteristik einer Antizyklone geht!
Bitte richtig einsetzen:
im | das | aus | der | die | ab | der | einer | in | dem | der | den | sich |
Im Inneren _ _ _ _ _ Antizyklone sinkt die Luft _ _ , und die Luft strömt in _ _ _ erdnahen Reibungsschicht
_ _ _ der Mitte wirbelnd nach außen. Wegen _ _ _ Coriolis-Kraft strömt die Luft auf _ _ _ Nordhalbkugel _ _
Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel entgegen _ _ _ Uhrzeigersinn. Ein Hochdruckgebiet entsteht, wenn die in
_ _ _ Zyklonen empor steigende und sich abkühlende Luft _ _ der weiteren Umgebung absinkt. Wenn _ _ _
sich stark abgekühlte Festland _ _ _ auf ihr liegende Luft abkühlt, diese kalte Luft zieht _ _ _ _ zusammen und
wird schwerer, sowie z.B. im Winter in Sibirien und in Kanada.
Aufgabe 7.: Was für ein Wetter ergeben die Antizyklone? Unterstreiche die richtige Antwort, dann antworte auf die Fragen!
ein heiteres, sonniges Wetter
ein bewölktes, regnerisches Wetter
Warum? ...................................................................................................................... .........................................................
.............................................................................................................................................................................................
Aufgabe 8.: Sortiere die Merkmale der Tief- und Hochdruckgebiete!
 Zyklone auf der Nordhalbkugel: ..................................
 Antizyklone auf der Nordhalbkugel: ................................
 Zyklone auf der Südhalbkugel: ................................
 Antizyklone auf der Südhalbkugel: ..........................
1. Die Luft strömt rotierend im Uhrzeigersinn nach innen; 2. Im Inneren steigt die Luft empor; 3. Die Luft strömt rotierend im
Uhrzeigersinn nach außen; 4. Sie ergibt heiteres Wetter, unbewölkten Himmel; 5. Die Luft strömt rotierend entgegen dem
Uhrzeigersinn nach innen; 6. Im Inneren sinkt die Luft ab; 7. Tiefdruckgebiet; 8. Sie ergibt Wolken- und Niederschlagsbildung;
9. Die Luft strömt rotierend entgegen dem Uhrzeigersinn nach außen; 10. Hochdruckgebiet
2. Welche wütenden Wirbelstürme gibt es in den Tropen und in der gemäßigten Zone?
Sie entstehen in den ozeanischen Regionen der Tropen, in denen sich
die Luft am stärksten erwärmt. Wegen des großen Luftdruckunterschiedes
erreicht innerhalb der tropischen Wirbelstürme die Windgeschwindigkeit
200–250 km/h. Ihr Durchmesser beträgt nur paar Hundert km. In ihrer
Mitte gibt es windstilles Gebiet mit dem Durchmesser von 10 km. Es nennt
man das Auge des Sturmes.
In Ost-Südostasien nennt man diese Orkane als Taifun, in
Mittelamerika (in der Karibik) als Hurrikane.
Bild IV/26 Ein tropischer Wirbelsturm
Aufgabe 9.: Schlag nach, woher sich die Namen Taifun und Hurrikan ableiten!
Aufgabe 10.: Schlag nach, welche Hurrikane und wann das Küstengebiet vom Golf von Mexiko zerstörten!
Es gibt auch zerstörerische Wirbelstürme in der gemäßigten Zone, wie die Tornados auf der Mississippi-Tiefebene. Denn der
Kontinent ist in Richtung Nord-Süd geöffnet, die kalten polaren und die warmen subtropischen Luftmassen können ohne Hindernis nach
Kontinentsmitte eindrängen. Wenn diese Luftmassen treffen, bilden sich große Gewitter, innerhalb derer die stark ansteigende warme
Luft sich zu verwirbeln anfängt. Es ergibt eine starke Saugkraft. Dieser Trichter ist nur paar Hundert m breit, aber die Windstärke
erreicht die Geschwindigkeit von 400 km/h.
Aufgabe 11.: Schlag nach, wer die Tornadojäger sind! Sammle auch Bilder über die Tornados!
Gut zu wissen!
Was ist für ein Tiefdruckgebiet in der gemäßigten Zone typisch?
Was ist für ein Hochdruckgebiet in der gemäßigten Zone typisch?
Wie kann man sie auf einer meteorologischen Karte erkennen?
Was für ein Wetter ergeben sie?
Was für ein atmosphärisches Gebilde sind die Taifune, die Hurrikane und die Tornados?
80
V. DAS WETTER UND DIE WETTERLAGE, DIE WETTERELEMENTE III.
Die Höhenströmung dreht auf Nordwest und am Nachmittag zieht
von Norden her eine Kaltfront mit starkem Wind durch. Im Laufe
des Nachmittags greifen Regenschauer auch weiter nach Süden über.
Ansonsten scheint zeitweise die Sonne. Zum Mittwoch hin beruhigt
sich das Wetter vorübergehend, die Temperaturen gehen aber zurück.
Aufgabe 1.: Lies den Wetterbericht, dann antworte auf die Fragen!
▪
Was für ein meteorologisches Phänomen war der Grund für das schlimmer werdende Wetter? ..................................
▪
Welche Veränderungen des Wetters brachte es mit? ......................................................................................................
1. Was sind die Luftmassen und welchen Einfluss üben sie auf das Wetter aus?
Das Wetter eines Gebiets wird stark von den Bewegungen der Luftmassen
Begriffe:
beeinflusst.
Die Luftmasse: Sie ist ein
abgrenzbares Luftpaket, das ein großes
Die weit ausgedehnte Luftmasse verfügt über einheitlichen physikalischen
Volumen (eine > 500 km horizontale
Zustand (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Verunreinigungen usw.), der es in seinem
und eine > 1 000 m vertikale
Bildungsraum aufnimmt. Aufgrund dieser Eigenschaften können die Luftpakete
Ausdehnung) und nahezu einheitliche
kalt oder warm, feucht oder trocken sein.
physikalische Eigenschaften in Bezug
auf die Wetterelemente hat.
Während ihrer Bewegung verändert sich ihr physikalischer Zustand: Sie
können sich erwärmen oder abkühlen, können Wasserdampf aufnehmen oder
austrocknen, können sich miteinander treffen. Damit beeinflussen sie das Wetter in ihrem Wirkungsraum.
Die Luftmassen mit unterschiedlichen Eigenschaften bewegen sich unterschiedlich schnell. Wo sie einander
treffen, an der Grenzfläche, bilden sich zwischen der Kalt- und Warmluft die WETTERFRONTEN.
2. Was sind die Wetterfronten?
Sie sind paar hundert km breite Zonen, in denen sich die
Wetterelemente – der physikalische Zustand der Luft – plötzlich,
sprunghaft verändern.
Aufgabe 2.: Schau dir das Bild IV/27 an, dann antworte auf die Frage!
▪
Zu welchem Luftdruckgebilde verbinden sich die
Wetterfronten? ......................................................................
2.1 Die Warmfront
Aufgabe 3.: Vervollständige den Lückentext!
Bitte richtig einsetzen:
vor | die | während | sich | der | mit | die | in | des | Schichtwolken |
Anstieg | mit | denen | der |
Bild IV/27 Die Wetterfronten in einem Tiefdruckgebiet
Wenn die wärmere Luft _ _ die Gebiete _ _ _ kälterer Luft
strömt, die schnellere und leichtere warme Luft gleitet auf _ _ _ kalte
Luftmasse auf, _ _ _ _ _ _ _ sie diese vor _ _ _ _ herschiebt. Es ist ein
aktiver _ _ _ _ _ _ _ der warmen Luft. Die Aufgleitzone ist ca. 300–
400 km breit, die Wolken- und Niederschlagszone zieht sich _ _ _ der
Frontlinie hin. Es bilden sich hauptsächlich _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,
von _ _ _ _ _ gleichmäßiger, oft mehrere Tage lang andauernder
Regen oder Schnee fällt. Während _ _ _ Durchzuges der Warmfront
nimmt _ _ _ Temperatur zu, _ _ _ Luftdruck aber sinkt. Nach _ _ _
Warmfront herrscht heitere, sonnige Wetterlage _ _ _ Tiefdruck.
2.2 Die Kaltfront
Aufgabe 4.: Vervollständige den Lückentext!
Bitte richtig einsetzen:
von | Die | Wetterlage | des | der | Gebiete | Hagel | Dieser | Gewitterregen | Wind | der | Haufenwolken | in | sich | Luft |
Wenn die kältere Luft in die _ _ _ _ _ _ _ mit wärmerer _ _ _ _ eindringt, die schneller strömende, kalte Luft drängt die
leichtere, wärmere Luft _ _ die Höhe. _ _ _ Wolken- und Niederschlagszone ist verhältnismäßig schmal, 50–70 km breit, die
_ _ _ _ nach _ _ _ Frontlinie hinzieht. _ _ _ _ _ _ passive Anstieg der warmen Luft ist heftig. Deshalb bilden sich
hauptsächlich _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ , _ _ _ denen Platzregen (Schauerregen), _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ und _ _ _ _ _ fallen.
Während _ _ _ Durchzuges der Kaltfront sinkt die Temperatur, der Luftdruck aber nimmt zu und stürmischer _ _ _ _ weht.
Nach _ _ _ Kaltfront herrscht heitere, saubere, aber kühle _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ mit Hochdruck.
81
Aufgabe 5.: Schreibe in die Abbildung die Zahlen der Bereiche einer Zyklone an die passende Stelle!
1. Warmluftsektor
2. Kaltfront
3. kalte Luft
4. Warmfront
5. Niederschlagszone
Aufgabe 6.: Welche Wetterfronten erkennst du auf dem Querschnitt?
A. .............................................
.............................................
B. ...........................................
...........................................
Gruppiere die untenstehenden Feststellungen, zu welcher Front sie gehören!
1. Die Wolken- und Niederschlagszone ist 300-400 km breit.
2. Nach der Front herrscht ständiger Hochdruck.
3. Die Luft kühlt sich beim schnellen, heftigen Aufstieg ab.
4. Gleichmäßiger, mehrere Tage lang andauernder Aufgleitregen.
5. Die Wolken- und Niederschlagszone ist nach der Frontlinie.
6. Nach der Front ist heiteres, warmes Wetter.
7. Stürmischer Wind.
8. Für ihren Durchzug sind absinkende Temperaturen
charakteristisch.
9. Nach der Front herrscht Tiefdruck.
10. Die Luft kühlt sich beim langsamen, geordneten Aufglitt ab.
11. Hauptsächlich Haufenwolken.
12. ihre Annäherung wird mit hohen Federwolken (Cirrus) und
absinkendem Luftdruck angedeutet.
13. Platzregen, Gewitterregen und manchmal im Sommer Hagel.
14. Die verhältnismäßig schmale Wolken- und Niederschlagszone
ist 50-80 km breit.
15. Hauptsächlich Schichtwolken.
16. Ihre Annäherung wird mit zunehmendem Luftdruck angedeutet.
17. Nach der Front ist kühleres, heiteres, klares Wetter.
18. Die Wolken- und Niederschlagszone ist vor der Frontlinie.
19. Für ihren Durchzug sind zunehmende Temperaturen
charakteristisch.
20. Es wird auch Aufgleitfront genannt.
Aufgabe 7.: Es wurden Aussagen aus den Wetterberichten gewählt. Auf welche Art der Luftmassengrenze beziehen sich
die Aussagen. Schreibe den Buchstaben W zur Warmfront und den Buchstaben K zur Kaltfront!
………. 1. Am Vormittag kann man am Himmel Schleier(Feder)wolken sehen; am Nachmittag ist es überall stark bewölkt.
………. 2. Man muss mit Regenschauern, Gewittern und stellenweise mit Starkregen rechnen; auch Hagel ist möglich.
……… 3. Der Wind wird immer stärker und stürmischer.
……… 4. An den kommenden Tagen kommt es im ganzen Land zu andauernden Schneefällen.
……… 5. Schnell vorbeiziehende Wolken können leichte Schneeschauer verursachen.
Gut zu wissen!
Was sind die Luftmassen und welchen Einfluss üben sie auf das Wetter aus?
Was sind die Wetterfronten und wo bilden sie sich heraus?
Wie kann man die Wetterfronten auf eine meteorologische Karte erkennen?
Welchen Einfluss üben die Warmfronten auf das Wetter aus?
Welchen Einfluss üben die Kaltfronten auf das Wetter aus?
VI. DAS WETTER UND DIE WETTERLAGE, DIE WETTERELEMENTE IV.
1. Wieso gibt es Wasser in der Atmosphäre?
Vom Gesamtvolumen des Wassers der Erde entfallen etwa 0,001% auf die Atmosphäre. Mehr als 90% des
Wassergehaltes der Atmosphäre sind in der Troposphäre. Es findet man sowohl in gasförmigem, als auch in
tropfflüssigem und festem Zustand.
Es gibt in der Atmosphäre physikalische Prozesse, in denen das Wasser seinen Aggregatzustand laufend verändert.
82
Aufgabe 1.: Welche Übergänge zwischen den Aggregatzuständen des Wassers laufen in der Atmosphäre ab? Ergänze die
Abbildung!
……………………….
……………………….
Das gasförmige Wasser
(der Wasserdampf)
Das tropfflüssige
Wasser
Das feste Wasser
(das Eis)
………………...
………………
Die Menge des Wasserdampfes in der Luft drückt man in g/m3 aus. Wie viel Gramm Wasserdampf enthält die
Luft im Moment, nennt man absolute (effektive) Luftfeuchtigkeit. Sie ist von der Temperatur abhängig.
Aufgabe 2.: Schau dir das Diagramm an, dann löse die Aufgabe!
Wasserdampfsättigung bei unterschiedlichen
Temperaturen
45
39,6
40
35
g/m3
25
20
15
10
0,4
3,4 4,8
5
1,1 1,6 2,4
6,8
23,1
17,3
12,8
9,4
0
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
Was für einen Zusammenhang gibt es zwischen dem
Wasserdampfgehalt und den Lufttemperaturen?
Je _ _ _ _ _ die Lufttemperaturen sind, desto _ _ _ _
Wasserdampf kann die Luft aufnehmen.
Es gibt eine maximale Wasserdampfmenge, die die
Luft bei einer bestimmten Temperatur aufnehmen kann.
Sie nennt man maximale Luftfeuchtigkeit. Wenn in der
Luft die Wasserdampfmenge maximal ist, dann die Luft
ist gesättigt. Die Temperatur, bei der die Luft gesättigt
wird, kann noch mehr Wasserdampf nicht aufnehmen,
ist die Sättigungstemperatur, anders der Taupunkt.
Wenn man die absolute Luftfeuchtigkeit zur
maximalen Luftfeuchtigkeit im Verhältnis stellt,
bekommt man die relative Luftfeuchtigkeit. Man drückt
sie in Prozent aus.
30,4
30

40
T (°C)
Bild IV/27 Wie viel g Wasserdampf kann 1 m3 Luft bei unterschiedlichen
Temperaturen maximal aufnehmen
2. Wie wird die Luft gesättigt?
Wenn die Luft gesättigt ist, ist ihre relative Luftfeuchtigkeit 100 %. Wie
kann sie auf diesen Zustand kommen? Es gibt dafür zwei Weisen.
Aufgabe 3.: Unterstreiche von den Varianten, in welchem Fall die Luft gesättigt wird!




Die Luft gibt bei einer bestimmten Temperatur noch Wasserdampf bis zur
Sättigung ab.
Die Luft nimmt bei einer bestimmten Temperatur noch Wasserdampf bis zur
Sättigung auf.
Ihre Temperatur erhöht sich bis zum Taupunkt des gegebenen Wasserdampfgehaltes.
Ihre Temperatur sinkt bis zum Taupunkt des gegebenen Wasserdampfgehaltes.
Begriffe:
Die absolute Luftfeuchtigkeit: Sie
ist die Menge des Wasserdampfes in
Gramm in der Luft mit dem
Volumen von 1 m3.
Die maximale Luftfeuchtigkeit: Sie
ist die Menge des Wasserdampfes in
Gramm, die die Luft bei einer
bestimmten Temperatur maximal
aufnehmen kann.
Der Taupunkt: Er ist die Temperatur,
bei der die Luft die maximale Luftfeuchtigkeit erreicht, gesättigt wird.
Die relative Luftfeuchtigkeit: Sie
ist der Anteil der absolute Luftfeuchtigkeit zur maximalen in
Prozent ausgedrückt.
Aufgabe 4.: Schau dir das Diagramm IV/27 an, dann löse die Aufgaben!
a) Bei 20 °C hat die Luft eine absolute Luftfeuchtigkeit von 6,8 g/m3.
- Diese Luft ist gesättigt – ungesättigt
- Bei wie viel °C erreicht die Temperatur dieser Luft die Wasserdampfsättigung? ........ °C = ihrem ................................
- Um wie viel muss ihre Temperatur absinken, um ihren Taupunkt zu erreichen? .......... °C
- Wie hoch ist die relative Luftfeuchtigkeit dieser Luft? ............. %
b) Um wie viel muss die Temperatur der Luft von 30 °C absinken, um ihren Taupunkt zu erreichen?
 deren Wasserdampfgehalt 23,1 g/m3 ist: ....... °C
 deren Wasserdampfgehalt 2,4 g/m3 ist: ......... °C
 deren Wasserdampfgehalt 4,8 g/m3 ist: ........°C
 deren Wasserdampfgehalt 12,8 g/m3 ist: ......... °C
c) Wie groß ist die relative Luftfeuchtigkeit der Luft, die eine Temperatur von 20 °C hat?
 deren Wasserdampfgehalt 4,8 g/m3 ist: ......... %
 deren Wasserdampfgehalt 1,6 g/m3 ist: ......... %
 deren Wasserdampfgehalt 12,8 g/m3 ist: ......... %
83
3. Wie bilden sich die Wolken und der Niederschlag?
Die physikalischen Prozesse, die bei der Wolken- und Niederschlagsbildung eine Rolle spielen, sind die
Verdunstung und die Kondensation.
Durch die Sonnenstrahlung ist das Wasser von den Wasserflächen, den Pflanzen, dem Boden verdunstet. So
gelangt Wasserdampf in die Luft. Dieser Wasserdampf kondensiert in der Luft, wenn sie übersättigt wird. Sie
erfolgt, wenn sich die Luft unter den Taupunkt abkühlt oder zu viel Wasserdampf aufnimmt. In allen beiden Fällen
kondensiert der überflüssige Wasserdampf in dem gegebenen Taupunkt.
Die Kondensation läuft entweder in höheren Atmosphäreschichten oder in Bodennahe ab.
3.1 Niederschlagsbildung in höheren Atmosphäreschichten
Im freien Luftraum fängt der Wasserdampf
an, zu kondensieren, wenn die Temperatur der
Luft unter den Taupunkt sinkt. Der
Wasserdampf kondensiert auf winzigen
Salzkristallen, Staubkörnern, Russpartikeln, die
man als Kondensationskerne nennt. Die so
entstehenden Wassertropfen und Eiskristalle
bilden die Wolken.
Aber warum kann sich die Luft unter den
Taupunkt abkühlen? Was kann der Grund
dafür sein?
Die Luft muss empor steigen, um sich
abzukühlen. Die Temperaturen der ansteigenden
Luft sinken um 1 °C je 100 m bis zum
Taupunkt. Wenn die Luft noch weiter ansteigt,
ist dieser Wert nur noch 0,5 °C je 100 m.
Bild IV/28 Die Wolkenfamilie
Aufgabe 5.: Was ist größer? Unterstreiche von den Varianten!
1. - Die relative Luftfeuchtigkeit der Luft, die bei – 20 °C eine absolute Luftfeuchtigkeit von 1,1 g/m3 hat.
- Die relative Luftfeuchtigkeit der Luft, die bei + 20 °C eine absolute Luftfeuchtigkeit von 1,1 g/m3 hat.
2. - Der Taupunkt solcher Luft, welche eine absolute Luftfeuchtigkeit von 4,8 g/m3 hat.
- Der Taupunkt solcher Luft, welche eine absolute Luftfeuchtigkeit von 17,3 g/m 3 hat.
3. - Das Temperaturabsinken der hochsteigenden Luft je 100 m vor dem Taupunkt.
- Das Temperaturabsinken der hochsteigenden Luft je 100 m nach dem Taupunkt.
Aufgabe 6.: Explosiven Vulkanausbrüchen folgt starke Wolkenbildung. Warum?
...................................................................................................................................................................................................
3.1.1 Warum kann die Luft empor steigen?
Aufgabe 7.: Betrachte die folgenden Bilder, dann formuliere kurz, warum die Luft ansteigt!
Bild IV/28 Konvektion
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
Bild IV/29 Orographie
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
84
Bild IV/30 Anstieg in den Wetterfronten
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
...............................................................
3.1.2 Was für abfallende Niederschlagsarten gibt es?
Die Wolkenkomponenten sind sehr winzig. Die von der Oberfläche her
ansteigende Luft lässt sie schweben. Damit sie den Luftanstieg besiegen, müssen sie
wachsen, bis sie wegen der Gravitation abfallen können. Es erfolgt, wenn sich die
Tropfen während des Abfalls vereinigen oder wenn das Wasser auf die Oberfläche
der Eiskristalle kondensiert. Wenn die Tropfen auf die Erdoberfläche über 0 °C
gelangen, fallen verschiedene Regenarten ab. Wenn
der Anstieg der Luft sehr heftig ist und es bilden sich
Gewitterwolken, die Wassertropfen frieren sich und Bild IV/31 Der Hagel
die Eiskörner werden riesengroß, so entsteht der Hagel. Wenn die Eiskörner während
des Abfalls in einer Luftschicht auftauen und auf dem kalten Boden frieren sie sich
wieder, spricht man über Bleiregen. So bildet sich auf den Erdoberflächen das Glatteis.
Wenn in dem Bodennahen die Temperatur unter 0 ° C liegt, dann fällt Schnee ab.
Bild IV/32 Das Glatteis
3.2 Niederschlagsbildung in bodennahen Atmosphäreschichten
In diesem Fall läuft die Kondensation des Wasserdampfes in den bodennahen
Luftschichten ab und der Niederschlag bildet sich auf den frei stehenden Gegenständen
und Pflanzen.
Aufgabe 8.: Betrachte das Bild IV/33, dann antworte auf die Frage!
 Warum fängt in diesem Fall an, der Wasserdampf zu kondensieren?
............................................................................................................................................

Bild IV/33 Wenn der Boden kalt
Ergänze die folgenden Sätze mit den angegebenen bodennahen Niederschlagsarten!
ist
Raureif
Tau
Reif
Nebel
Wenn über ein Gebiet, in dem eine Kälte herrscht, wärmere und wasserdampfreichere Luft strömt, bilden sich
bodennahe Wolken, die man als .......................... nennt. Wenn der Wasserdampf wegen der Übersättigung
kondensiert, bildet sich auf den Pflanzen und den Gegenständen über 0 °C der ................., unter 0 °C der ..................
Wenn über das Gebiet, in dem dauerhaft eine starke Kälte herrscht und die Temperaturen unter 0 °C liegen, wärmere
und wasserdampfreiche Luft strömt, bildet sich auf den Pflanzen und den Gegenständen der ........................
Bild IV/34 Der Raureif
Bild IV/35 Der Reif
Bild IV/36 Der Nebel
Aufgabe 9.: Was ist das Kuckucksei? Unterstreiche! Begründe deine Wahl!
Tau
Bleiregen
Reif
Raureif
Begründung:
......................................................
......................................................
......................................................
......................................................
......................................................
Schneeregen
Hagel
Schneegraupel
Reif
Begründung:
......................................................
......................................................
......................................................
......................................................
......................................................
Aufgabe 10.: Mit Hilfe des Diagramms IV/27 löse die folgende Aufgabe!
Ein Becken vor einem Gebirge liegt 400 m hoch über dem Meeresspiegel. Die Temperatur der von hier empor steigenden Luft beträgt 20 °C,
ihre absolute Luftfeuchtigkeit ist 9,4 g/m3. Die Höhe des Gebirges ist
3000 m über dem Meeresspiegel.
- Wie groß ist die relative Luftfeuchtigkeit der Luft im Becken? .......... %
- Wie hoch erreicht die hochsteigende Luft den Taupunkt? .......... m
- Wobei liegt ihr Taupunkt? ........... °C
- Wie hoch wird die Temperatur der hochsteigenden Luft am
Bergrücken? ......... °C
- Wie hoch ist die Temperatur der auf der Windschattenseite des Berges
nach unten fließenden Luft, wenn sie den dort liegenden See erreicht,
dessen Höhe über dem Meeresspiegel 1200 m ist? ......... °C
Die an der Windschattenseite des Berges nach unten strömende Luft
nennt man in den Alpen als Fallwind, der als Föhn benannt wird.
85
Bild IV/37 Der Föhn in den Alpen
Aufgabe 11.: Es gibt Begleitphänomene der Niederschlagsbildung: der Blitz und der Regenbogen!
Schlag nach, wie sie entstehen!
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
…………………………………
Bild IV/39 Regenbogen
Bild IV/38 Blitz
4. Was ist die Bedeutung des Niederschlags?
Für das Klima eines bestimmten Gebietes sind die Niederschlagsmenge und die zeitliche Niederschlagsverteilung
typisch. Davon sind die natürliche Vegetation und die Bedingungen der Agrarwirtschaft abhängig.
Wenn der Niederschlag zu viel ist, erhöht sich der Grundwasserspiegel, was für die Pflanzen schädlich ist, und
kann zum Hochwasser führen. Wenn zu wenig Niederschlag fällt, ist es ungünstig für die Nutzpflanzen und die
Wasserversorgung. Es kann zur Dürre führen, die eine Mangel an Ernte und Hungersnot zur Folge hat.
Ein äußerst schwieriges Problem bedeutet die Bodenerosion durch den Schauerregen in den hügeligen Gebieten.
Aufgabe 12.: Schlag nach, wie sich man gegen die Bodenerosion schützen kann!
Gut zu wissen!
Welche Aggregatzustände hat das Wasser in der Erdatmosphäre, und welche Übergänge laufen ab?
Was ist der Unterschied zwischen der absoluten und relativen Luftfeuchtigkeit?
Was nennt man als Taupunkt?
Was ist die Grundlage der Wolken- und Niederschlagsbildung?
Was für Niederschlagsarten gibt es, und wie bilden sie sich?
Was für eine Bedeutung hat der Niederschlag?
VII. DIE GLOBALE LUFTZIRKULATION IN DER ERDATMOSPHÄRE
In dem letzteren Jahrhundert entwickelte sich stark die Forschung der Erdatmosphäre. Man misst mit Hilfe von
immer besser werdenden Messinstrumenten die Geschwindigkeit und die Richtungen der Winde, die
Strömungsverhältnisse in der Atmosphäre. So wurde es klar, dass für die Troposphäre ein großes, zusammenhängendes und beständiges System der Luftströmungen typisch ist.
1. Was für Luftdruckverhältnisse und Windsysteme herrschen in der Troposphäre vor?
Aufgabe 1.: Betrachte das Bild IV/39, dann löse die Aufgaben!
▪
Vervollständige sinngemäß die Sätze!
Denn die Erde hat eine _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _, ist der Einfallswinkel
der Sonnenstrahlen _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. Deshalb gelangt
unterschiedliche _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ an die Erdoberfläche. Die stärkste
Erwärmung ist für das _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ typisch, deshalb
_ _ _ _ _ _ die Luft beständig _ _. So herrscht hier ständiger _ _ _ _ _ _ _ _ _
und bildet sich um die Erde die sog. äquatoriale Tiefdruckrinne. Die
_ _ _ _ _ _ _ _ _ Erwärmung ist für die _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ typisch, wo
sich die schwere kalte Luft anhäuft und _ _ _ _ _ _ _. So herrscht hier
ständiger _ _ _ _ _ _ _ _ _ und bildet sich das sog. Polarhoch.
Polargebiete │ steigt ... an │ Hochdruck │ unterschiedlich │
Äquatorialgebiet │ Kugelgestalt │ geringste │ Energiemenge │
Tiefdruck │ absinkt
Wegen der unterschiedlichen Erwärmung der Äquatorial- und
Polargebiete entstehen große Temperatur- bzw. Luftdruckunterschiede, die zum großräumigen Luftmassenaustausch und
Bild IV/40 Luftaustausch, wenn sich die Erde nicht drehen würde
zur weltweiten Zirkulation führen. Theoretisch würde die sich
am Äquator erwärmende und dort empor steigende Luft in der
Höhe in Richtung der Pole, die kalte Luft der Polargebiete in Bodennahe in Richtung des Äquators strömen. Aber
die Rotation um die Drehachse modifiziert diesen einfachen Luftaustausch erheblich.
Über 6-8 km Höhe (im oberen Bereich der Troposphäre) herrschen auf der ganzen Erde äußerst starke Westwinde, die sog.
Strahlströme (Jet Stream). Ihre Höchstgeschwindigkeit kann den Wert von 300–500 km/h zwischen dem 30. und dem 60. Breitengrad wegen
des großen Temperaturunterschiedes erreichen. Deshalb sind sie hier sehr instabil, strömen turbulent, wirbelnd, wodurch große Wirbel –
die Zyklonen und die Antizyklonen – entstehen.
86
Die von den Westwinden in Richtung Osten beweglichen Zyklonen und Antizyklonen werden von der Coriolis-Kraft abgelenkt.
Deshalb driften die Antizyklonen auf der Nordhalbkugel in Richtung Südosten bis zum Wendekreis und bilden den Hochdruckgürtel. Die
Zyklonen driften in Richtung Nordosten bis zum Polarkreis und bilden den Tiefdruckgürtel.
Auch zwei weitere Luftdruckzonen ziehen sich auf der Erde hin: Entlang des 30. Breitengrades (an den
Wendekreisen) bildet sich der subtropische Hochdruckgürtel, entlang des 60. Breitengrades (an den Polarkreisen)
bildet sich der subpolare Tiefdruckgürtel. In ihren Gebietsstreifen herrschen ab- bzw. aufsteigende
Luftbewegungen. Aber der Grund dafür sind nicht die unterschiedliche Erwärmung und Temperaturen. Ihre
Entstehung verbindet sich mit den Zyklonen und Antizyklonen.
Unter 6-8 km Höhe (im unteren Bereich der Troposphäre) sind für die Luftströme unterschiedliche Richtungen
charakteristisch. Diese Luftströme verbinden sich mit den Luftdruckgürteln. Zwischen den unterschiedlichen
Luftdruckgürteln entsteht ein System des Luftaustausches, das man GLOBALE LUFTZIRKULATION nennt.
In der globalen Luftzirkulation sind drei Windsysteme in Bewegung: Die östlichen Passatwinde, die
Westwinde und die östlichen Polarwinde.
Es ist aber nur ein Modell, das die Luftdruckverhältnisse und Windsysteme darstellt. Die Wirklichkeit ist echt
komplizierter. Die Luftdruckgürtel trennen sich zu sog. barischen
Aktionszentren wie sie auf den Bildern IV/45, IV/46 zu sehen sind.
Die Zonen der großen Windsysteme trennen sich eigentlich
nicht so scharf. Die tropischen Luftmassen gelangen üblich an die
gemäßigte Zone, die polaren Luftmassen können in die
Westwindzone einbrechen.
Aufgabe 2.: Antworte auf die Frage!
Die Oberfläche welchen Kontinents trägt dazu am stärksten bei?
.......................................................
1.1 Die Passatwinde
In den Tropen strömt die Luft von den 30° Breiten in Richtung
des Äquatorialgebietes. Dieser Passatwind ist ein ständiger, auf der
Nordhalbkugel NO-, auf der Südhalbkugel SO-Wind. Seine Richtung
und Stärke verändern sich kaum.
Entlang dem Äquator, wo der NO- und SO-Passat
zusammenströmt und ganzjährlicher Luftaufstieg typisch ist,
herrscht Windstill. Sowie entlang den 30 ° Breiten, wo
Bild IV/41 Das System der globalen Luftzirkulation
ganzjährlicher Luftabstieg typisch ist.
Grundlage für die Niederschlagsmenge und –verteilung in den Tropen sind die Passatwinde.
1.2 Die Westwinde
Im Bereich der mittleren Breitengrade – zwischen 30° und 60° Breiten – herrschen die Westwinde vor. Ihre
Entstehung verbindet sich zu den Strahlströmen (jet stream), die im oberen Bereich der Troposphäre auf der ganzen
Erde herrschen, in Richtung West strömen und äußerst stark sind.
Diese Zone ist von den westlich wandernden Tief- und Hochdruckgebieten geprägt. Die von Westen
strömenden Luftmassen nehmen über dem Ozean Wasserdampf auf und liefern auf den Kontinent Niederschlag.
1.3 Die Polarwinde
An den Polen wird die Luft wegen mangelnder Sonnenstrahlung immer kälter und damit schwerer. Sie sinkt zu
Boden und fließt vom Nordpol her in Richtung Süden, vom Südpol in Richtung Norden ab. Auch wegen der CoriolisKraft werden sie abgelenkt. Deshalb herrschen in den Polargebieten nordöstliche bzw. südöstliche Winde vor.
Aufgabe 3.: Ergänze die untenstehende Abbildung!
a) Mit den die Luftbewegungen anzeigenden Pfeilen
b) Mit dem Luftdruck an den gekennzeichneten Breitenkreisen
c) Benenne die entsprechenden Klimazonen!
....….………..…
........………………
……………………….
87
........…………….
.......……………..
Aufgabe 4.: Studiere das Bild des Systems der globalen Luftzirkulation, dann ergänze die untenstehende Abbildung!
a) Markiere die Erde umfassenden Luftdruckgürtel mit dem Buchstaben T und H! Benenne diese Luftdruckgürtel auch!
b) Zeichne den theoretischen und tatsächlichen Verlauf der Luftströmungen!
Wovon wird die Richtung der Luftströmungen beeinflusst? ………………………………………………
c) Benenne die großen Windsysteme der Erde!
1. …………………………………….
N
2. ……………………………………..
A. ………………………………...
B. …………………………
3. ………………………………..
4. …………………………………..
C. …………………….
3. …………………………………..
2. ……………………………………..
B. …………………………
A. ………………………………..
1. ……………………………………..
S
Aufgabe 5.: Für welchen Luftdruckgürtel stehen die untenstehenden Feststellungen? Schreibe ihre Nummer in die Quadrate!
Ihre Entstehung lässt sich auf die unterschiedliche Erwärmungen und Temperaturen zurückführen.
Der Luftdruckgürtel wird von den abdriftenden Zyklonen herausgebildet.
Der Luftdruckgürtel wird von den abdriftenden Antizyklonen herausgebildet.
Aufgabe 6.: Assoziationsaufgabe. Auf welches Windsystem beziehen sich die folgenden Feststellungen? Führe die Nummer an
die passende Stelle ein! Eine Nummer kann zu mehreren Stellen passen!
A) die Passatwinde: ..................................
D) Alle drei: ....................................
B) die Westwinde: .................................
E) Keiner von ihnen: ................................
C) die Polarwinde: .................................
1. Ihre Richtungen sind NO und SO. 2. Sie herrschen im Gebiet zwischen den Wendekreisen und dem Äquator vor.
3. Sie herrschen zwischen 30° und 60° Breiten vor. 4. Sie sind Luftaustausch zwischen den Gebieten mit
unterschiedlichem Luftdruck. 5. In ihrem Gebiet bilden die Tief- und Hochdruckgebiete das Wetter heraus. 6. Sie
sind für den mittleren und unteren Bereich der Troposphäre typisch. 7. Sie sind ständig wehende Winde, ihre
Richtung und Stärke verändert sich nicht. 8. Sie erheben sich wegen des Temperatureneffekts. 9. Sie verändern ihre
Richtung um mindestens 120°. 10. Sie wehen im Sommer von dem Ozean, im Winter von dem Festland.
2. Warum verschieben sich die Windsysteme auf dem Spur des thermischen Äquators?
Die Luftdruckgürtel und die Windsysteme in der globalen Luftzirkulation
sind nicht stabil, sondern verschieben sich jahreszeitlich in Richtung Nord
bzw. Süd. Sie folgen dem scheinbaren Gang der Sonne im Jahre.
Begriffe:
Der „thermische“ Äquator: Der
Wärmeäquator, der die Punkte mit den
jeweils höchsten Jahresmitteltemperaturen auf der Erde verbindet.
Streng genommen ist er eine verschieden breite Zone, innerhalb derer
die höchsten Jahresmitteltemperaturen
liegen.
Bild IV/42 Einfallswinkel und Energieverteilung auf den beiden Halbkugeln
Aufgabe 7.: Stelle anhand der Kartenskizze fest, wo der Wärmeäquator in
den verschiedenen Jahreszeiten verläuft!
▪
Im Juli: ............................................................
▪
Im Januar: .......................................................
Bild IV/43 Der „thermische“ Äquator
Warum verläuft der Wärmeäquator so unregelmäßig und nicht parallel
zum geographischen Äquator? .................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................................................
88
Aufgabe 8.: Erkläre, warum verschiebt sich der Wärmeäquator jahreszeitlich in Richtung Nord bzw. Süd?
....................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................ ........................
Von der jahreszeitlichen Bewegung des thermischen Äquators ergibt sich, dass sich sowohl die Tief- und
Hochdruckgürtel als auch die großen Windsysteme verlegen.
Bild IV/44 Verschiebung der ITC-Zone infolge des jährlichen Sonnengangs
Gut zu wissen!
Was für Luftdruckverhältnisse herrschen in der Troposphäre vor? Warum bilden sie sich heraus?
Welche Windsysteme sind für die Troposphäre typisch? Welche Charakterzüge haben diese Windsysteme?
Wie erhebt sich der Passat?
Womit stehen die Westwinde in Verbindung?
Was ist typisch für die Polarwinde?
Was ist der Grund dafür, dass sich die Luftdruckgürtel und die Windsysteme jahreszeitlich in Richtung Nord bzw. Süd verlegen?
VIII. DIE JAHRESZEITLICH WECHSELNDEN WINDE IN DER GLOBALEN LUFTZIRKULATION
Sowohl in den Tropen als auch in der gemäßigten Klimazone lassen sich
solche Winde finden, die jahreszeitlich einen Richtungswechsel zeigen. Diese
Winde bezeichnet man als MONSUN. (Der Name dieser Winde leitet sich vom
arabischen Wort „mausin“ ab, das „Jahreszeit“ bedeutet.)
Der Monsun ist kein eigenständiges Windsystem, sondern ein Element der
globalen Luftzirkulation.
Aufgabe 1.: Studiere die Kartenskizze, dann antworte auf die Frage?
Was ist der Grund dafür, dass die Winde in den auf der
Kartenskizze dargestellten Gebieten jahreszeitlich
einen Richtungswechsel zeigen?
...........................................................................................
...........................................................................................
...........................................................................................
...........................................................................................
...........................................................................................
Woher und wohin wehen die Monsunwinde...
im Sommer? Von dem ............... nach dem ...................
im Winter? Von dem ................. nach dem ....................
89
Begriffe:
Der Monsunwind: Er ist ein Wind,
der seine Richtung jahreszeitlich,
halbjährlich um mindestens 120°
wechselt, der im Sommer vom Meer
zum Festland, im Winter vom
Festland zum Meer gerichtet ist.
1. Monsunwind in den Tropen: der „weggetriebene“ Passat
In den Tropen richten sich die Passatwinde in der Wirklichkeit nicht nach dem geographischen
(astronomischen) Äquator, sondern nach dem Wärmeäquator. Sowie die Luftdruckgürtel und der Wärmeäquator
auch die Windsysteme folgen dem scheinbaren Sonnengang im ganzen Jahr. Sie verlegen sich im Sommer auf der
Nordhalbkugel in Richtung Nord, im Sommer auf der Südhalbkugel in Richtung Süd. Diese Verschiebung der
Luftdruckzonen und des Wärmeäquators in Nord–Süd Richtung beträgt – wie auf dem Bild IV/44 zu sehen ist – ca.
5-10 Breitengrade.
Die Luftmassen in den Tropen strömen von den Wendekreisen (von den Breitenkreisen 30°), wo Hochdruck
herrscht, in Richtung des Wärmeäquators, an dem sich die äquatoriale Tiefdruckrinne erstreckt. Inzwischen
überschreiten die Luftströmungen den geographischen (astronomischen) Äquator. So wird ihre Richtung von der
Coriolis-Kraft abgelenkt, auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links.
Bild IV/45 Luftdruckverhältnisse und Windsysteme im Juni
Bild IV/46 Luftdruckverhältnisse und Windsysteme im Januar
90
Aufgabe 2.: Die folgenden Abbildungen haben mit den tropischen Monsunwinden zu tun. Die Karten IV/44 und 45
helfen dir bei der Lösung!
a) Ergänze diese Zeichnungen! Bezeichne die Windrichtungen auf den beiden Halbkugeln, die in den gegebenen
Jahreszeiten vorherrschen!
Sommer auf der Nordhalbkugel
Winter auf der Nordhalbkugel
Der geographische
Äquator
Der
Wärmeäquator
Der geographische
Äquator
Der
Wärmeäquator
b) Schreibe in die Tabelle die charakteristischen Windrichtungen in den tropischen Monsungebieten!
Sommer
Winter
Nordhalbkugel
Südhalbkugel
2. Monsunwind außerhalb den Tropen, in der gemäßigten Zone
Er steht mit der jahreszeitlichen Verschiebung des Wärmeäquators und der Luftdruckzonen nicht in
Verbindung. Grund für ihre Entstehung ist nur, dass sich die Wassermasse der Meere (Ozeane) und das Festland
unterschiedlich erwärmen und abkühlen. Auf Grund der Temperaturunterschiede sind abweichende
Luftdruckverhältnisse typisch.
Aufgabe 3.: Die folgenden Abbildungen haben mit den Monsunwinden in der gemäßigten Klimazone zu tun.
a) Kennzeichne in den Kreisen die Luftdruckverhältnisse mit Anfangsbuchstaben!
b) Kennzeichne die Luftbewegungen mit Pfeilen!
Im Sommer
Im Winter
3. Welchen Einfluss üben die Monsunwinde auf das Klima aus?
Das Klima in den Monsungebieten – egal, ob sie in den oder außer den Tropen sind – ist eigenartig. Es ist
typisch für das Monsunklima, dass warme oder milde und feuchte bzw. kühle oder kalte und trockene Jahreszeiten
wechseln einander ab. Die Monsungebiete sind auf der Erde solche, in denen die Niederschlagsverteilung sehr
extrem ist.
Aufgabe 4.: Wie ist die Niederschlagsverteilung in den Monsungebieten? Füge die fehlenden Wörter in den Lückentext ein!
sommerlichen │ dem Festland │ niederschlagsreich │ dem Ozean │ dem Festland │ dem Ozean │ niederschlagsarm │ dem
Festland │ dem Festland │ dem Ozean
Der Sommer ist ............................................................., denn die Luftmassen strömen von ................................. nach
............................................. Sie nehmen über ......................................... Wasserdampf auf, der über .............................................
kondensiert.
Der Winter ist ..................................................................., weil die Luftmassen von .................................... nach ................................
strömen. Sie können über ........................................... keinen Wasserdampf aufnehmen.
So fällt ca. 80-90 % des Niederschlags in den .................................... Monaten.
91
Aufgabe 5.: Studiere die Klimakarte der Erde im Schulatlas! Male auf der untenstehenden Kartenskizze die Gebiete des
tropischen Monsuns rot, die Gebiete des subtropischen Monsuns grün! Auch benenne sie!
Aufgabe 6.: Der Monsunwind bringt also in den sommerlichen Monaten Niederschlag mit. Dann wieso sind die winterlichen
Monate auf den japanischen Inseln auch niederschlagsreich?
............................................................................................................................................................... ..............................
.............................................................................................................................................................................................
Aufgabe 7.: Zum Monsun verbindet sich der extremste Wert des Niederschlags auf der Erde. An Cherrapunji in Indien fällt
im Durchschnitt 11 000 mm/Jahr Niederschlag, das absolute Maximum war bisher 25 900 mm/Jahr. Dieser Wert
entspricht einer Wasserdecke, die fast 26 m dick ist!
Gib eine Erklärung dafür! Für die Antwort musst du Cherrapunji im Schulatlas suchen!
......................................................................................................................................................................... .............
......................................................................................................................................................................................
Gut zu wissen!
Was ist der Grund für die Entstehung des Monsunwindes? Was ist für den Sommer- und den Wintermonsun typisch?
Wie entsteht der Monsun in den Tropen? Was für einen Zusammenhang gibt es zwischen dem Monsun und dem Wärmeäquator?
Wie entsteht der Monsun außer den Tropen, in der gemäßigten Klimazone?
Welche sind die Monsungebiete auf der Erde?
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