Aus meinen Funkwetterberichten
(Auswahl)
Hochdruckgebiete
In unserer Vorstellung und Erwartung verbinden wir ein Hoch meist mit schönem Wetter. Darin werden wir am heutigen spätsommerlichen Sonntag uns alle bestätigt fühlen. Aber vor allem in der kalten Jahreszeit und deren Randbereichen zum Frühjahr und Herbst herrscht bei hohem Luftdruck oftmals gar kein so schönes Wetter. Bei hohem Luftdruck befinden wir uns nämlich meist nicht im Zentrum des Hochs, sondern vielfach in seinen Randgebieten, und dort kann das Wetter recht verschiedene Gesichter zeigen. Ein Hoch wird im Durchschnitt von drei Tiefdruckgebieten umkreist, deren Einflüsse sich bisweilen recht deutlich bemerkbar machen. Ein Hoch verdanken wir somit stets den Tiefdruckgebieten seiner Umgebung, die ihre Luft in die höheren Atmosphäreschichten pumpen. Von dort sinken sie dann nach unten.
So ist die Ostseite eines Hochs in unseren Breiten die kalte Flanke. Die Winde wehen dann aus nordwestlichen bis nordöstlichen Richtungen und führen maritime bis kontinentale Luftmassen aus dem Polargebiet bzw. aus Skandinavien oder Nordostrussland heran. Zur Erinnerung: Aus einem Hoch strömen die Winde im Uhrzeigersinn heraus, neigen also stets zu Rechtskurven. Die dazu gehörigen Isobaren weisen sog. "antizyklonale Krümmungen" auf. Die Westseite der Antizyklone (ein anderer Name für Hochdruckgebiet) ist hingegen die warme Seite. Luft aus Süden und Südwesten strömt in Deutschland ein. Warmluftadvektion kann dann zu Inversionen führen. An der Nordseite des Hochs kann sich - wenn auch in abgeschwächter Form - eine Westwinddrift einstellen mit Bewölkung und starkem Wind. An der Südseite des Hochs kommt es zu kontinentalen Ostwinden. Im Sommer wird es dann oftmals heiß, trocken und sonnig, aber im Winter bisweilen bitterkalt und neblig, vor allem wenn sich noch feuchte Mittelmeerluft über den Alpenkamm nach Norden bewegt.
Nur wenn wir im Zentrum des Hochs liegen, was gar nicht so oft vorkommt, dann ist die Wahrscheinlichkeit eines strahlendblauen Himmels und von Trockenheit am größten. Aber auch hier bildet das Wetter im Winter oftmals Einschränkungen. Die Sonne strahlt nämlich nur dann vom blauen Himmel bis zum Erdboden, wenn die Luft sehr trocken ist, vor allem trocken auch noch bis in die Niederungen hinein. Ansonsten bildet sich Bodennebel mit einer Inversionsschicht. Dieser Nebel kann sehr hartnäckig sein und sich tagelang halten, denn die Sonne als kleines Fünkchen am Himmel hat im Winter zu wenig Energie, den Nebel aufzulösen. Kühlt sich die Luft in den langen Nächten noch weiter ab, wird der Taupunkt ständig unterschritten und es kommt zu Nebelnässen oder sogar zu Sprühregen. Die Beschriftungen "Schönes Wetter", "Beständig" oder "Sehr trocken" auf manchen älteren Barometern sollte man daher ruhig vergessen. Die Begriffe "Hoch" und "Tief" reichen völlig aus. Denn auf diese Bezeichnungen ist Verlass, vorausgesetzt, das Barometer wurde entsprechend geeicht, nämlich auf den auf Meereshöhe reduzierten, also relativen Luftdruck.
Azorenhoch
In meinen Funkwetterberichten ist oft die Rede vom Azorenhoch oder Keil des Azorenhochs sowie von seinem Gegenstück, dem Islandtief. Beide Luftdruckgebilde bestimmen recht verlässlich das Wettergeschehen in Europa. Sie sorgen nämlich dafür, dass bei uns eine atlantische westliche Drift vorherrscht, was dazu führt, dass unsere Sommer und Winter im Allgemeinen von den Temperaturen her gemäßigt ausfallen, also im Sommer nicht zu heiß, im Winter nicht zu kalt werden. So war das zumindest vor unserer derzeitigen eventuellen Klimaänderung. Es ist übrigens im Wesentlichen der Golfstrom, der jenen Wettermotor in Gang hält. Das ganze lässt sich nachschlagen unter dem Stichwort "maritimes Klima." (Meeresklima)
Die Entstehung jener beiden Luftdruck-"Giganten" wird vornehmlich durch die Ausbildung kalter und warmer Meeresströmungen, also durch unterschiedlich temperiertes Oberflächenwasser des Atlantiks, mitbestimmt, wie das ja auch beim "El Nino" im Pazifik der Fall ist. Bei uns hat man nun eine Periode von etwa 20 Jahren festgestellt, in der sich das Azorenhoch und das Islandtief abschwächen. Man spricht in diesem Fall von einer "niedrigen nordatlantischen Oszillation." Vor allem wegen der damit verbundenen Schwäche des Azorenhochs können Stürme, die normalerweise auf dem Atlantik toben, dann auch Südwesteuropa erreichen und dort zu Unwettern führen, wie wir sie manchmal in Portugal und Spanien erlebt haben. Eine weitere Folge wäre eine Reihe relativ kalter Winter in Mittel- und Osteuropa.
Es könnte nun sein, dass eine Klimaerwärmung jener normalen Klimaschwankung, also der erwähnten niedrigen "nordatlantischen Oszillation", entgegenwirkt und zu einer sich verstärkenden Ausbildung von Azorenhoch und Islandtief führen, also zu einer starken "nordatlantischen Oszillation". Dies hätte zur Folge, dass es künftig wieder häufiger kühle Sommer und milde Winter gäbe. Die Westwinddrift würde somit allgemein kräftiger und verlässlicher. Das wäre dann eine gute Nachricht für alle Energiegewinnungen, die mit der Ausnutzung des Windes zu tun haben.
Zurzeit sind dies aber alles nur Spekulationen - in ca. 30 Jahren wissen wir mehr darüber, denn 30 Jahre beträgt der Zeitraum, den man mindestens benötigt, um einigermaßen verlässliche Aussagen über eine mögliche Klimaänderung zu machen. Auf das Azorenhoch und das Islandtief können wir uns auf jeden Fall weiterhin verlassen. Ob sich jedoch die von ihnen erzeugte Westwinddrift künftig verstärkt oder abschwächt und welche Zeiträume dies umfasst, bleibt abzuwarten. Das Wetter in Europa wird sich wohl weiterhin zwischen maritimen und kontinentalen Einflüssen gestalten. Allein in Deutschland können wir dabei über 10 verschiedene Luftmassen registrieren, die zum Teil sehr unterschiedliche Auswirkungen auf unser Wetter haben. Zu diesem Thema habe ich mich in meinen Beiträgen bereits früher mehrmals geäußert.
Indian Summer ohne "Alte Weiber"
Nun hat uns gestern nach dem meteorologischen vor drei Wochen auch der kalendarische Herbst erreicht. Und pünktlich ist wieder die Rede vom so genannten "Altweibersommer", den viele von uns herbeisehnen. Der Altweibersommer zählt zu den sich regelmäßig wiederholenden Wetterereignissen, den sog. "Singularitäten", wie z.B. auch das Weihnachtstauwetter, die Eisheiligen, die Schafskälte und der Siebenschläfer. Es handelt sich um einen Wärmerückfall, der in fast jedem Jahr im Zeitraum zwischen dem 23. September und dem 1. Oktober auftritt und wofür in aller Regel ein Festlandshoch über Osteuropa verantwortlich ist, das trockene und warme Kontinentalluft nach Mitteleuropa einströmen lässt. In jener Zeit fängt das Laub an, sich bunt zu färben. Mit "alten Weibern" hat jene Wetterphase allerdings gar nichts zu tun.
Schon seit Jahrtausenden ranken Sagen und Mythen um den Begriff des Altweibersommers. Zu jeder Zeit und in jedem Land wurden die Ursprünge des Wortes anders gedeutet: Die im Volksglauben gängigste Erklärung war folgende: Die winzigen Fäden, die in den letzten Septembertagen durch die Lüfte fliegen und natürlich von jungen Spinnen stammen, wurden als das Werk von Elfen angesehen. Im nordischen Mythos sind es die sog. "Nornen", drei Göttinnen mit den Namen "Urt", "Werdoni" und "Skult", übersetzt: "Vergangenheit", "Gegenwart", "Zukunft". Jene total alterungs-resistenten Damen spinnen den Schicksalsfaden eines jeden Menschen bis zu seinem Tode. Soweit zum Mythos.
Eine besonders stark ausgeprägte Form des Altweibersommers gibt es in Nordamerika. Dort heißt er "Indian Summer" (Indianersommer). Während sich bei uns im Frühherbst die Blätter verfärben, erlebt die amerikanische Ostküste einen fast explosionsartig auftretenden Farbenrausch. Dieser gilt als weltweit einmalig. Mitte August beginnt das Farbenspiel in Kanada und wandert dann weiter südwärts über Georgia bis nach Texas, das es im November erreicht. Am schönsten ist es in den Neuenglandstaaten Connecticut, Maine, Massachusetts, New Hampshire und Rhode Island, vor allem aber in Vermont.
Nach den ersten kalten frostigen Nächten wird es oft wieder wärmer mit Temperaturen um 20 Grad unter blauem Himmel, so dass die Farben dann besonders intensiv strahlen. Die nordamerikanische Flora ist weitaus vielfältiger als die in Deutschland und Europa. Es gibt fünfzehn Mal so viele Baumarten wie in Westeuropa. Dazu gehören allein 70 verschiedene Eichenarten - bei uns sind es nur drei. Dass der Farbenrausch an der Ostküste so plötzlich und intensiv einsetzt, liegt aber vornehmlich auch daran, dass es in jenen Regionen früher kalt wird als bei uns. Die Bäume unterbinden dann schlagartig die Zufuhr des grünen Farbstoffes, des Chlorophylls. So bleiben die Rot- und Brauntöne übrig, die sonst vom Grün überdeckt werden. Der wichtigste Baum im Indian Summer ist der Zuckerahorn. Die Kälte unterbricht den Zuckerzyklus, wobei der danach einsetzende chemische Umwandlungsprozess das Laub erst so richtig zum Leuchten bringt.
Aus Amerika stammt auch die originellste Sage um den Altweibersommer, die Rückschlüsse auf die Bezeichnung "Indian Summer" zulässt. Der Name Indian Summer geht nämlich auf die Zeit zurück, als die Weißen begannen, die Gebiete der Indianer zu erobern. Die an Zahl und Waffen unterlegenen Indianer wehrten sich bisweilen mit einer List. So unterstellte es ihnen der weiße Mann, dass sie ihre Geschenke in heuchlerischer Absicht oder mit listigen Hintergedanken übergaben. Sie standen ja schließlich mit dem Rücken zur Wand und versuchten, ihre Haut zu retten. Somit wäre der Indianer-Sommer als ein Heuchler zu betrachten, dem nicht zu trauen ist, ein "falscher" Sommer also, der uns zwar Echtheit vorgaukelt, der aber bald zu Ende sein wird und in Regen, Wind und Kälte umschlägt, in Nordamerika übrigens noch abrupter und nachhaltiger als hier bei uns. Es existiert aber noch eine zweite Deutung, vor allem für die rote Blattfärbung: Sie hat mit dem Sternenhimmel zu tun. Schuld gab man dem indianischen "Himmlischen Jäger", der den Großen Bären über den nächtlichen Himmel hetzte und auf ihn mit einem Bogen schoss. Aus der Pfeilwunde tropfte Blut, das die Herbstwälder Amerikas so markant rot färbte, dass in jedem Jahr nicht nur die Amerikaner selbst, sondern auch die Touristen sich jenes Naturschauspiel immer wieder anschauen.
Luftdruck und Höhe
Wahrscheinlich haben Sie schon mal eine Wanderung unternommen und dabei eine topogra-phische Landkarte benutzt. Auf einer solchen Karte sind neben den üblichen Informationen zur Strecke auch Höhenlinien eingezeichnet. Jede dieser Linien stellt ein bestimmtes Höhen-niveau dar. Von einer Linie zur nächsten wird immer derselbe Höhenunterschied angezeigt. So können sich diese Linien auch niemals berühren. Um einen wohlgeformten Berg herum verlaufen sie nahezu kreisförmig. Nehmen Sie einen Wanderweg senkrecht dazu, handelt es sich um den steilsten Anstieg, den es geben kann. Verläuft er schräg, ist er weniger steil, dafür aber länger. Benutzen Sie einen Weg, der parallel zu einer solchen Höhenlinie verläuft, blei-ben Sie stets auf ein- und derselben Höhe. So können Sie Ihre Wanderstrecke bereits vor dem Aufbruch zur Tour genau danach untersuchen, wo es auf Ihrem Weg aufwärts oder abwärts geht und wie steil der Anstieg pro Wegstrecke jeweils ist.
In der Wetterkunde gibt es ebenfalls solche topographischen Karten. Diese haben jedoch mit dem Luftdruck und seiner Höhenlage zu tun. Wie Sie bereits wissen, nimmt der Luftdruck mit der Höhe recht stark ab. So haben wir bereits in 5,5 km Höhe durchschnittlich nur noch die Hälfte des Luftdrucks hier am Boden. Sie kennen sicher auch den Begriff der Isobaren. Das sind die Linien gleichen Luftdrucks auf einer Bodenwetterkarte. Ihr Abstand voneinander gibt die Druckunterschiede über eine bestimmte Entfernung an. Am vergangenen Montag hatten wir den ersten Herbststurm dieses Jahres. Dieser war auf der Wetterkarte an einer besonders dichten Drängung der Isobaren im Bereich einer Kaltfront sichtbar. Es ging also über einen kurzen Raum steil mit dem Luftdruck nach unten. Daher der Sturm. Dabei weht der Wind etwa in Richtung dieser Isobaren.
Eine solche Bodenwetterkarte ist jedoch keine topographische Darstellung. Für eine topogra-phische Karte benötigt man ebenfalls Höhenlinien. Aber was sind das beim Luftdruck für Höhenlinien? Es sind die Höhenlinien einer bestimmten Druckfläche in unserer Atmosphäre. Sehr wichtig ist zum Beispiel die Druckfläche von 500 hPa. Dieses Druckniveau liegt etwa in 5 km Höhe. So kann man mit einem Radiosondenaufstieg eines Wetterballons messen, in welcher Höhe der Luftdruck 500 hPa beträgt. So erhält man zum Beispiel um ein Tief herum ziemlich kreisförmige Höhenlinien jenes Luftdruckniveaus.
Die Messungen in der Höhe haben den Vorteil, dass dort die Winde wegen der fehlenden Bo-denreibung parallel zu diesen Höhenlinien wehen. Dadurch wird eine Wetterlage für die Me-teorologen durchsichtiger. Wir erhalten ebenfalls ein Bild von der Verteilung der Hoch-. und Tiefdruckgebiete und damit der Luftströmungen. Die Luft bewegt sich, wie gesagt, parallel zu diesen Linien und der Wind ist um so stärker, je dichter die Linien beieinander liegen.
Die Regeln für die Luftbewegung um ein Hoch und ein Tief sind genau dieselben wie für die Isobaren in der Bodenwetterkarte. Linien, die Punkte gleicher Höhe miteinander verbinden, werden Isohypsen genannt. Und diese meteorologischen Isohypsen sind im Prinzip dasselbe wie die topografischen Höhenlinien auf einer Landkarte. Die Druckflächen von 500 hPa und 300 hPa sind besonders wichtig für die Arbeiten des Wetterdienstes. Da der Luftdruck von 500 hPa etwa die Hälfte des Luftdrucks an der Erdoberfläche ausmacht, stellt die 500 hPa -Fläche das mittlere Niveau der Atmosphäre dar. Man hat dort ebenso viel Luft über sich wie unter sich. Karten für das 300 hPa- Niveau bei etwa 9000 Meter Höhe sind von großer Wich-tigkeit für den Flugverkehr, da in dieser Höhe die Jetstreams (Strahlströme) wehen.
Auf der Südhalbkugel rotieren Hoch- und Tiefdruckgebiete anders herum als auf der Nordhalbkugel
Wir sind uns selten darüber bewusst, dass wir uns auf einer rotierenden Erdkugel befinden. Wir tun so, als seien wir in Ruhe. Ohne die Erddrehung sähe aber manches anders aus als wir es gewohnt sind. Mit Sicherheit gäbe es uns alle gar nicht. Nehmen wir nur einmal das Wetter und unser Klima als Beispiel. Ohne Erdrotation gäbe es keine Hoch- und Tiefdruckgebiete und somit auch nicht das uns bekannte und lebenswichtige Wetter und Klima auf der Erde. Wieso? Hintergrund dieses Phänomens ist die Corioliskraft oder "die ablenkende Kraft der Erdrotation". Richtig müsste man vom "Corioliseffekt" sprechen, denn es handelt sich um keine echte Kraft, sondern um eine Scheinkraft. Sie ist einfach ein Beobachtungseffekt, dem wir unterliegen, weil wir uns mit der Erde mitdrehen.
Ein Gegenstand am Äquator dreht sich, von außen gesehen, mit einer Geschwindigkeit von 1667 Kilometern pro Stunde von West nach Ost. Je weiter man nach Norden kommt, umso langsamer rotieren die Punkte auf der Erdoberfläche. Eine Masse, die sich vom Äquator nach Norden bewegt, ist bestrebt, ihr höheres Drehmoment beizubehalten. Deshalb wird sie nach rechts abgelenkt, nach Osten. Umgekehrt: Eine Masse, die sich von Norden nach Süden auf den Äquator zu bewegt, "wehrt sich" gegen das zunehmende Rotationstempo und weicht nach Westen aus - also auch nach rechts in Strömungsrichtung.
Tiefdruckgebiete zeichnen sich nun dadurch aus, dass Luftmassen in sie hinein strömen. Weil sie sich über Hunderte oder Tausende von Kilometern ausdehnen, wird für jene Luftmassen der Corioliseffekt spürbar. Sie erfahren auf der Nordhalbkugel eine Ablenkung nach rechts. Die Folge ist eine Rotation des gesamten Tiefdruckwirbels gegen den Uhrzeigersinn. Be-sonders gut kann man dies auf den Satellitenbildern von tropischen Wirbelstürmen sehen, die nichts weiter sind als extreme Tiefdruckgebiete.
Aus einem Hochdruckgebiet strömt am Boden zum Ausgleich Luft nach außen, eine Folge der das Hoch umgebenden Tiefdruckgebiete. Auch diese Luft wird auf der Nordhalbkugel nach rechts ablenkt. Die Folge ist eine Drehung im Uhrzeigersinn.
Auf der Südhalbkugel gelten natürlich die gleichen Gesetze, nur mit umgekehrtem Vorzei-chen, denn dort werden die Winde vom Corioliseffekt nach links abgelenkt. Dort drehen sich
somit die Tiefdruckgebiete im Uhrzeigersinn und die Hochs dem entgegen.
Wie gesagt: Da wir uns auf der Erde mitdrehen, scheint es nur so, dass unsere Winde durch die Erddrehung abgelenkt werden. Wenn wir der "Mann im Mond" wären, würden wir die Linien als Gerade sehen und genauso würden wir auch die Luft "sehen", wie sie geradewegs vom hohen zum tiefen Druck fließt. Deshalb ist die Corioliskraft eben nur eine Scheinkraft. Dieser Effekt wurde nach dem französischen Wissenschaftler Gaspard Coriolis benannt.
Der Effekt macht sich bei allen frei beweglichen Objekten bemerkbar, somit auch bei Meeres-strömungen, Flugzeugen und Raketen. Man hat sogar festgestellt, dass nordsüdlich verlaufen-de Eisenbahnschienen sich etwas eher abnutzen als westöstlich verlegte, eben wegen der ab-lenkenden Kraft nach rechts. Die Räder drücken bei einer Fahrt nach Norden etwas stärker gegen die Innenseite der rechten Schiene. Bei einer Fahrt nach Süden geschieht dies ebenso, nur ist dann die Innenseite der anderen Schiene davon betroffen.
Der Corioliseffekt variiert mit der Geschwindigkeit des Objekts und mit der geographischen Breite. Er ist Null am Äquator und an den Polen am größten. Er ist jedoch so gering, dass wir im normalen Leben nichts von ihm bemerken, weil entweder die Geschwindigkeit zu gering ist oder aber die Strecke zu kurz. Somit ist der Corioliseffekt auch nicht daran schuld, ob sich in der Badewanne beim Abfließen der Wasserstrudel links oder rechts herum dreht.
Wetterkapriolen und Klimaerwärmung
Heftigste Regenfälle in Brasilien, Überflutungen von Riesenausmaßen in Queensland in Australien, Regen und Schneeschmelze bei uns und das Hochwasser, dies alles sind nur Einzelfälle im weltweiten Wettergeschehen. So haben die Australier unter ihrem Klimaphänomen "la Nina" zu leiden. Dies erhöht vor der australischen Ostküste die Wassertemperaturen, die ohnehin schon hoch sind. Deshalb verdunstet dort viel Wasser und es kommt entsprechend viel runter. Es handelt sich um eine Wetterkapriole, ohne dass sich eine bestimmte neue Ursache dafür erkennen lässt.
Auch die massiven Niederschläge in Brasilien sind nicht die direkte Folge einer globalen Erwärmung. Die tropischen Ozeane haben sich erwärmt. So können enorme Wassermengen in relativ kurzer Zeit herunterkommen. Allerdings haben die Wetterextreme eine zunehmende Tendenz. Auch die Überschwemmungen in Pakistan muss man hinzurechnen. Der Indische Ozean ist ein bisschen wärmer geworden als im Normalfall. Starke Niederschläge können somit noch etwas stärker werden.
Dies kann alles durchaus noch schlimmer werden, denn wir erleben ja jetzt erst den Anfang der globalen Erwärmung. Wir haben weltweit eine Erwärmung von 0,7 °C während des letzten Jahrhunderts zu verzeichnen. Wir wissen, dass jene Erwärmung auf jeden Fall weitergeht, zumal auch wegen der Trägheit des Klimageschehens. Selbst wenn wir jetzt die Erwärmung stoppen würden, es würde erst einmal noch schlimmer werden, bevor eine Stagnation eintritt. Nur über eine längere Zeit kann man dies rückgängig machen, zum Beispiel durch die drastische Verringerung des CO2. Aber das geht nicht kurzfristig. Jedoch im Prinzip haben wir es noch in der Hand, zumindest die schlimmsten Folgen zu vermeiden.
So will man ja die Grenze einer weltweiten Erwärmung um 2 °C nicht überschreiten. Aber auch das ist schon eine gewaltige Herausforderung. Wir müssen also in Zukunft mit weiter zunehmenden extremen Wettererscheinungen weltweit rechnen.
Schon jetzt können sich die entwickelten reichen Länder besser dagegen schützen als die unterentwickelten armen. Das sieht man ja immer wieder ganz deutlich an den Folgen der Wetterkatastrophen. Die meisten Toten sind stets in den armen Ländern zu beklagen. Diese benötigen die Unterstützung - vor allem mit viel Geld - durch die reichen Länder. Dies wurde ja auch auf der letzten Klimakonferenz in Cancún mit Nachdruck angedacht.
Hintergrundwissen zur aktuellen Winterdiskussion in Europa
Die Nordatlantische Oszillation (NAO)
Unser Klima über dem Nordatlantik und hier in Europa wird sehr stark durch die Nordatlantische Oszillation bestimmt. Es handelt sich dabei um eine interne Klimaschwankung, die schon seit vielen Jahrzehnten bekannt ist. Sie wurde bereits in den 20-er Jahren des vorigen Jahrhunderts beschrieben. Es handelt sich dabei um eine "Luftdruckschaufel" zwischen dem Islandtief und dem Azorenhoch. Dadurch wird die Stärke der Westwinde in jener Region bestimmt.
Ein einfach zu messender Index ist die Druckdifferenz zwischen Lissabon und Island. Ein hoher NAO- Index steht für ein anomal starkes Islandtief und ein anomal starkes Azorenhoch. Ein niedriger Index ist durch ein anomal schwaches Islandtief und ein anomal schwaches Azorenhoch charakterisiert. Seit 1860, dem Beginn der Luftdruckmessungen an beiden Stationen, kann man ausgeprägte Schwankungen im Abstand von durchschnittlich zehn Jahren feststellen. So wurden Anfang des 20. Jahrhunderts relativ hohe Werte gemessen, aber in den 60-er Jahren erreichte der Index ein Minimum und stieg dann wieder relativ stark an. Dieser Anstieg trug beträchtlich zur Erwärmung der Nordhemisphäre im Winter in den letzten Jahrzehnten, insbesondere über Eurasien, bei. Auch die milden Winter in Deutschland in den letzten Jahrzehnten sind auf die anomale Stärke der NAO zurückzuführen. Bis heute weiß man jedoch nicht, ob diese Intensivierung auch durch menschliche Einflüsse teilweise bewirkt wird oder bewirkt worden ist. Jene Druckschwingungen waren in den vergangenen 30 Jahren sogar von Jahr zu Jahr recht variabel.
Die Veränderungen der NAO haben natürlich Auswirkungen für das Klima über dem Nordatlantik und Europa. So werden vor allem die bodennahe Temperatur und der Niederschlag über Europa stark durch die NAO geprägt. Die Sturmhäufigkeit über dem Atlantik ist ebenfalls eng mit der NAO korreliert. Hohe Werte gehen üblicherweise mit milden Temperaturen, erhöhten Niederschlägen und mehr Stürmen über Deutschland einher. Unser diesjähriger lang anhaltender extremer Frühwinter in Deutschland und Europa hat seinen Ursprung in einem aktuell relativ niedrigen Wert der Nordatlantischen Oszillation. Man sollte dies bei allen Diskussionen über den globalen Klimawandel nicht vergessen.
Der Mai
Der Mai hat seinen Namen von der Erd- und Wachstumsgöttin Maria. Der zweite Namenspate ist der Göttervater Jupiter Maius, der Gebieter über Blitz, Donner, Regen und Sonnenschein.
Obwohl die Sonne in diesem Monat das Festland schon auf sommerliche Temperaturen erwärmen kann, gibt es mit Sicherheit immer wieder recht kühle Tage, da sich das nördliche Meer noch nicht genügend aufgeheizt hat. Doch "Mai warm und trocken, lässt alles Wachstum stocken", heißt es. Und "Mai kühl und nass, füllt des Bauern Scheun und Fass."
Der 25ste ist der Tag des Hl. Urban, Schutzpatron der Winzer und Weinberge. So werden dann in Weingegenden vielerorts Bittgänge abgehalten. Außerdem ist dieser Tag für die Wetterbestimmung der nächsten Tage bis Wochen wichtig: "Wie sich's an St. Urban verhält, so ist's noch 20 Tage bestellt." "St. Urbanus gibt der Kälte den Rest, wenn Servatius noch was übrig lässt". Am 25. und 26. Mai sind nämlich die sog. "kleinen Eisheiligen". Die bekannten Eisheiligen finden vom 11. bis 13. Mai statt (in Süddeutschland vom 12. - 14. Mai).
Seit 1936 begehen wir in diesem Monat den "Vatertag". Dieser Tag hat vornehmlich für denjenigen, der zu tief ins Glas schaut, etwas von der ursprünglichen Erfahrung von "Himmelfahrt" verloren, wobei er am Folgetag sehr irdisch mit Katerstimmung auf dieser Welt sich wieder findet.
In diesem Zusammenhang fällt mir ein Volksspruch ein, der in etwa dazu passt: "Es kommt kein gut Wetter, bevor Christus nicht die Beine von der Erde hat."
Im Mai, im Marienmonat, werden überall Marienandachten gefeiert. Mit Maria wird Fruchtbarkeit und Wachstum verbunden. Der Mai gilt als Monat mit dem stärksten Wachstum in der Natur. Die Mauersegler kehren zurück und man kann wieder schwärmende Bienen beobachten. Die Libellen schlüpfen wieder, ein Geschlecht, das schon seit 250 Mio Jahren auf unserer Erde existiert.
Und was ist mit den Maikäfern? Gibt es keine Maikäfer mehr? In früheren Zeiten traten diese in solchen Massen auf, dass sie bekämpft werden mussten. Sie fraßen innerhalb kürzester Zeit z.B. große Eichen kahl. Seit Mitte der 80er Jahre kommen sie heute auch wieder vermehrt vor, wobei man einen Jahresrhythmus von ca. 35 Jahren beobachtet hat. Dann gibt es sog. "Spitzenpopulationen".
Die Entwicklungsdauer des wechselwarmen Maikäfers hängt von der Außentemperatur ab. Sie beträgt in warmen Regionen etwa 3 Jahre, in kälteren bis zu 5 Jahre. Der Käfer schwärmt nur 2 - 8 Tage von Mitte bis Ende Mai. Früher kannte man die sogenannten "gefürchteten Maikäferjahre", welches an der vierjährigen Entwicklungszeit der Maikäferlarve liegt.
Wenn in diesem Jahr ein Maikäfer den Boden verlässt, frisst er Blätter und legt dann Eier ab. Daraus entwickelt sich die Larve, der Engerling, der zunächst einmal bis etwa Spätherbst Moder und Humus frisst, danach bis zum April nächsten Jahres im Boden ruht. Dann, im Mai bis Juni nächsten Jahres, frisst er Wurzeln und kann damit große Schäden anrichten. Dies macht er dann noch zwei Jahre lang so: ruhen und fressen. Im 3.- 4. Jahr erreicht er von Juli bis September sein Puppenstadium in etwa ein Meter Tiefe. Von Oktober bis Dezember schlüpft dann bereits der Käfer, bleibt aber noch im Boden, bis er im Mai durch wärmende Sonnenstrahlen geweckt wird und für kurze Zeit ausschwärmt.
Sollten Sie in diesen Tagen irgendwo einen Maikäfer finden und in der Hand halten, dann werden Sie sich bewusst, welch lange Entwicklungszeit der Käfer hinter sich hat. Wenn er nicht gerade in Massen auftritt, schadet er der Natur wenig. Dann können wir ihn um so unbefangener bewundern.
Kälterückfälle im Mai
Aus wettermäßig aktuellem Anlass heute noch ein kleiner Nachschlag zum Thema der "Eisheiligen". Am vergangenen Sonntag bemerkte ich, dass jene Kälterückfälle im Mai nichts Ungewöhnliches darstellen und dass sie in früheren Zeiten fast in jedem Jahr nachgewiesen wurden. In unserer Zeit ist die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens auf etwa 60% herabgesunken. Wenn die Eisheiligen ausbleiben, beschwert sich natürlich niemand, und wenn sie dann so markant wie in diesem Monat auftreten - erst recht nach dem langen kalten Winter dieses Jahres - sind wir auf sie überhaupt nicht gut zu sprechen. Wir sind diese lang anhaltende kalte Witterung einfach leid, zumal diese überhaupt schwer einzuordnen ist in den Erwärmungstrend des angekündigten Klimawandels. Nun wird die Durchschnittstemperatur des Mai sogar um satte fünf Grad unterschritten. Droht vielleicht doch eher eine neue Eiszeit?
Ich bleibe bei meinem Nein. Die Kälteperiode Mitte Mai bleibt ein typisches Wetterphänomen, das - wie gesagt - in früheren Jahrhunderten sogar regelmäßig stattfand. Heute bleiben jedoch derartige Kälterückfälle in zwei von fünf Jahren aus. Die Eisheiligen der hinter uns liegenden Woche sind markante Zeugnisse einer historischen, aber schon recht genauen Wetterbeobachtung: So enden die Eisheiligen in Norddeutschland am 13. Mai, im Süden unserer Republik aber erst am 14. oder 15. Mai. Der Grund: Die oftmals aus der Arktis stammende Luft braucht mindestens einen Tag, um von der Küste zu den Alpen zu gelangen.
Zum Schluss möchte ich Ihnen heute jene Eisheiligen einmal etwas persönlicher vorstellen.
Mamertus († um 477 in Vienne, Gallien) war Bischof und wird in der katholischen Kirche als Heiliger verehrt. Mamertus entstammte einer wohlhabenden gallorömischen Familie aus Lyon. Er wurde 461 Erzbischof von Vienne, wo er auch verstarb. Er führte die Bittprozession vor Himmelfahrt ein.
Während seiner Amtszeit gebot er der Überlieferung nach durch Beten einer furchtbaren Feuersbrunst Einhalt, die die ganze Stadt zu zerstören drohte und soll auch andere Wunder und Heilungen bewirkt haben.
In der Kunst wird er im Ornat eines Bischofs dargestellt, mit einem brennenden Licht zu Füßen des Kreuzes. Er ist der Patron der Hirten und der Feuerwehr und wird bei Dürre, Fieber und Brusterkrankungen angerufen.
Sein Gedenktag ist der 11. Mai. In Deutschland (vor allem Norddeutschland) wird er zu den Eisheiligen gezählt.
Pankratius, 12. Mai: Um das Jahr 303 kam der verwaiste Sohn eines reichen Römers mit seinem Onkel nach Rom und unterstützte der Legende nach mit seinem Erbe die verfolgten Christen. Der 14-jährige wurde erwischt, vor Kaiser Diokletian gebracht und öffentlich enthauptet. Der Heilige gilt als Schutzpatron der Kommunionkinder sowie gegen Krämpfe und Kopfschmerzen.
Servatius, 13.Mai: Er war der erste Bischof von Tongern in den heutigen Niederlanden. Nach unterschiedlichen Legenden wurde er am 13. Mai 384 mit einem Holzschuh erschlagen. Sein Grab befindet sich in Maastricht an der Straße nach Köln. Er war im Übrigen noch entfernt verwandt mit Jesus. Marias Mutter Anna hatte nämlich eine Schwester namens Esmeria, deren Tochter Elisabeth die Mutter von Johannes dem Täufer war - somit die Großtante von Servatius.
Bonifatius, 14. Mai: Es handelt sich nicht um den berühmten Heidenapostel der Deutschen, sondern um einen jungen Römer, der eigentlich gar kein Christ war. Er suchte in Tarsus (Türkei) nach den Reliquien christlicher Märtyrer. Unter dem Druck der Christenverfolgung bekehrte er sich und fiel ihr im Jahre 306 selbst zum Opfer.
Sophie, 15. Mai: Sie gilt nur in Süddeutschland als Eisheilige. Man weiß nur wenig über sie. Auch sie soll während der Christenverfolgungen durch Kaiser Diokletian den Märtyrertod erlitten haben. Reliquien der Heiligen werden sowohl in Rom als auch im Elsass verehrt. Nach ihr ist das Sophienkraut benannt, auch als Besenranke bekannt.
Bei den Datumsangaben der Eisheiligentage muss berücksichtigt werden, dass Papst Gregor XIII. den gregorianischen Kalender zwar schon 1582 einführte, dass er jedoch in den nichtkatholischen Gebieten Nord- und Mitteleuropas erst zwischen 1700 und 1752 flächendeckend auf die neue Zeitrechnung umgestellt wurde. Bei dieser Umstellung wurde z. B. in England der September 1752 um 11 Tage verkürzt (auf den 2. September folgte unmittelbar der 14.). Da die Eisheiligen, wie alle anderen Heiligen, im Kalender unverändert stehen geblieben sind, finden sie nach altem Kalender also eigentlich erst 11-12 Tage später statt, also vom 23. Mai bis 27. Mai. Diese Überlegung trifft natürlich nur zu, wenn die Regel vor Einführung der Kalenderreform aufgestellt wurde. Tatsächlich sind wetterstatistisch die Tage mit häufiger N/NO-Wetterlage, die Kaltluft bringt, vom 21. Mai bis 23. Mai, also 9 Tage später. Das lässt auf eine Entstehung der Wetterregel 2-3 Jahrhunderte vor der Kalenderreform schließen.
Ganz zum Schluss noch ein paar Eisheiligen- Regeln:
Pankraz, Servaz, Bonifaz
machen erst dem Sommer Platz.
Vor Bonifaz kein Sommer,
nach der Sophie kein Frost.
Vor Nachtfrost du nie sicher bist,
bis Sophie vorüber ist.
Servaz muss vorüber sein,
will man vor Nachtfrost sicher sein.
Pankrazi, Servazi und Bonifazi, sind drei frostige Bazi.
Und zum Schluss fehlt nie, die Kalte Sophie.
Pankraz und Servaz sind zwei böse Brüder,
was der Frühling gebracht, zerstören sie wieder.
Pflanze nie vor der Kalten Sophie.
Mamerz hat ein kaltes Herz. Die kalte Sophie macht alles hie.
Sie bringt zum Schluss ganz gern noch einen Regenguss.
Das war´s mal wieder. Schönen Sonntag und eine wärmere Woche!
Vy 73
Klaus, DL5EJ
Entwicklung des globalen Klimas
Die Entwicklung des globalen Klimas hängt von weitaus mehr Faktoren ab als allgemein bekannt ist. Am vergangenen Sonntag wies ich darauf hin, dass seit Beginn der Industrialisierung die Menge von Gasen in unserer Atmosphäre, die den Treibhauseffekt verstärken, um 40% seit 1750 - und damit auch die globale mittlere Temperatur um 0,6 bis 1 Grad - unter Einwirkung des Menschen zugenommen hat. Auffallend ist, dass die 10 wärmsten Jahre des 20. Jahrhunderts aus seinen letzten 17 Jahren stammen (1998, 1997, 1995, 1990, 1991, 1994, 1983, 1988, 1987, 1996). Wir treiben also ein gewagtes Spiel mit dem globalen Klima, das wir mit Sicherheit nicht gewinnen werden, wenn wir so weitermachen.
Das globale Klima hat sich aber immer schon durch "natürliche" Ursachen (ohne Eingriff des Menschen) mehr oder weniger stark verändert. So wissen wir z.B. inzwischen recht genau, wie sich das Klima in den letzten 1000 Jahren verhalten hat. Trotz leicht voneinander abweichender Ergebnisse der Klimaforscher stimmen ihre Aussagen in wesentlichen Punkten überein. Die Sonne, aber auch die Erde selbst, muss man nämlich mit globalen Temperaturschwankungen in Verbindung bringen.
Sonne
Die "Solarkonstante", also der Betrag der Sonnenenergie, die an der Obergrenze der Atmosphäre ankommt (1370 W / m²) schwankt um 3% wegen der unterschiedlichen Entfernung der Erde während ihres Umlaufs um die Sonne. Doch strahlt auch die Sonne bei weitem nicht so gleichmäßig, wie man noch bis ins 16. Jahrhundert hinein annahm. Denken wir an die "Sonnenflecken" und ihren ca. 11jährigen Zyklus, dem noch weitere Perioden überlagert sind und die zu extremen Fleckenmaxima und Fleckenminima führen können. So sind bedeutsame Zusammenhänge zwischen dem Klima der letzten Jahrhunderte und der Anzahl der Sonnenflecken belegt. Die so genannte "Kleine Eiszeit" fand in einem Stadium der Sonne statt, als diese viele Jahrzehnte lang ohne Flecken war.
Erde
Ihre Bahn ist gleich mehreren Änderungen unterworfen.
Die Bahn der Erde um die Sonne unterliegt einem Zyklus, bei dem diese zwischen einer Ellipse und (fast) einem Kreis schwankt. Dies vollzieht sich allerdings in dem großen Zeitraum von 100 000 Jahren. Je größer die Exzentrizität, umso größer ist der Unterschied der eintreffenden Sonnenstrahlung zwischen dem sonnenfernsten und sonnennächsten Punkt. Zurzeit ist die Exzentrizität gering.
Der zweite Zyklus entsteht bei der Rotation der Erde um ihre Achse wie ein taumelnder Kreisel, "Präzession" genannt. Jene Periode dauert etwa 23 000 Jahre. In ca. 11 000 Jahren wird unsere Erde der Sonne wieder im Juli am nächsten sein, wenn auf der Nordhalbkugel Sommer ist. Dadurch werden die Gegensätze zwischen Sommer und Winter zunehmen, da die Nordhalbkugel die größeren Landmassen besitzt. (Zurzeit ist die Erde der Sonne im Januar am nächsten.)
Der 3. Zyklus von ca. 41 000 Jahren wird durch die Änderung des Neigungswinkels der Erdachse gegenüber der Ekliptik, also der Erdbahn um die Sonne, hervorgerufen. Zurzeit beträgt jener Winkel 23,5°. Er schwankt zwischen 22° und 24,5°. Je kleiner der Winkel, umso geringer gestalten sich die jahreszeitlichen Schwankungen in mittleren und höheren Breiten.
Was ich hier angeführt habe, ist die Grundannahme der "Melankovitch- Theorie". Milutin Melankovitch, ein serbischer Mathematiker, hat diese Theorie um 1930 entwickelt. Danach wird durch die geschilderten Änderungen des Laufes der Erde um die Sonne das globale Klima beeinflusst. Ablagerungen in den Ozeanen und Untersuchungen von Eisbohrkernen haben eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Eisausbreitung und der Melankovitch- Theorie ergeben. Jedoch kann der Verlauf der verschiedenen Eiszeiten auf unserem Planeten damit nicht vollständig erklärt werden. Hierbei könnten z.B. auch gewaltige Vulkanausbrüche und Meteoriteneinschläge ursächlich mitgewirkt haben.
Welch dramatische Auswirkungen ein großer Vulkanausbruch auf das Wetter haben kann, zeigt das Jahr 1816, als in Teilen Nordamerikas und in Westeuropa der Sommer "ausfiel". Im Juni gab es Schneestürme, und Fröste traten noch im Juli und August auf. Ursache: Zwischen 1810 und 1815 stieg die Vulkanaktivität weltweit an und erreichte im April 1815 mit der Explosion des Vulkans "Tambora" im heutigen Indonesien ein Maximum. Aber Vorsicht! Ganz eindeutig ist der Zusammenhang zwischen dem Wetter von 1816 und der Eruption ein Jahr davor nicht, da es in jener Zeit kaum Wetteraufzeichnungen gab. Ziemlich sicher ist jedoch: Vulkangase können den Treibhauseffekt verstärken. Bedeutsamer ist aber wohl der Abkühlungseffekt durch die weltweite Trübung der höheren Atmosphärenschichten durch Vulkanrauch und Vulkanasche- Wolken.
Soweit der heutige Funkwetterbericht von DL5EL, Klaus Hoffmann. Einen schönen Sonntag und eine gute Woche!
Der Schmetterlings-Effekt
Als wir über die fehlenden Kondensstreifen anlässlich des Flugverbots und die damit verbundenen Auswirkungen auf unser Wetter diskutierten, wies ich darauf hin, dass bereits eine kleine Änderung in der Ausgangslage der Wetterbedingungen, wie zum Beispiel die sich bisweilen zu Wolken auswachsenden Kondensstreifen von Flugzeugen, zu großräumigen Änderungen einer vorhergesagten Wetterlage führen können. Man kennt jenes Phänomen unter dem Begriff "Schmetterlingseffekt", der 1963 von dem Meteorologen Edward Lorenz geprägt wurde. Der stellte nämlich fest, dass in einer damals noch sehr einfachen Wettersimulation das Geschehen einen völlig anderen Verlauf nahm, wenn man die Ausgangsbedingungen auch nur ein winziges Bisschen veränderte. Um eine möglichst extrem kleine Veränderung im realen Wettergeschehen zu benennen, wählte er den Flügelschlag einer Möwe als Beispiel. Das war die Geburtsstunde der so genannten "Chaostheorie". Später bürgerte sich dann der Schmetterling als Vergleich ein, vielleicht auch deshalb, weil die mathematische Struktur, die dieses Chaos beschreibt, ein so genannter Attraktor, entfernt an einen Schmetterling erinnert.
Inzwischen sind die Wettersimulationen erheblich komplexer, aber dass das Wetter ein chaotisches System ist, bestätigt sich immer wieder. In Simulationen und Prognosen gehen wir immer nur von einzelnen Daten an endlich vielen Punkten auf der Erde aus - und mit denen ist das Wetter nicht mehr als rund fünf Tage im Voraus zu bestimmen. Die kleinste Abweichung beim Ausgangszustand potenziert sich, je weiter man in die Zukunft rechnet, was eine große Auswirkung auf das Vorhersageergebnis hat.
Die Vorgänge beim Wetter laufen bekanntlich nach physikalischen Gesetzen ab. Nur deshalb ist es überhaupt möglich, Wetterentwicklungen vorherzusagen. Das Wetter unterliegt jedoch dem Gesetz der Strömungen. Turbulenzen darin werden zu einem Stück unberechenbarer Natur. Sie entwickeln sich wie gesagt "chaotisch". Somit sind bis heute Wetterprognosen über vier Tage hinaus noch immer relativ unsicher, da jede Ausgangswetterlage in ihrem Anfangszustand datenmäßig nicht genau genug bekannt ist, also angefüllt ist mit sog. "sensi-tiven Bereichen", in denen kleinste Veränderungen zu völlig anderen Endresultaten führen können. Und das Vertrackte bei Chaoseffekten ist, dass man für eine Verdopplung der Vorhersagezeit nicht die doppelte Anzahl von Vorhersagepunkten benötigt, sondern ein Vielfaches davon.
Die chaotische Entwicklung bei Wetterphänomenen ist zwar bis heute unumstritten, doch auch die Turbulenz weist - soviel wurde inzwischen erkannt - Gesetzmäßigkeiten auf, die sie dem Chaos verdankt. In Experimenten hat sich gezeigt, dass die so unregelmäßig erscheinenden Wirbel einer turbulenten Strömung dennoch bestimmte Formen überraschend deutlich bevorzugen und dass man ihre Eigenschaften durch geeignete Mittelwerte kennzeichnen kann. Gerade die chaotischen Bahnen sind es, auf deren Mittelwerte Verlass ist.
Es sind also immer die Anfangszustände, die den Verlauf einer chaotischen Entwicklung bestimmen, die - zum Glück - in ihrer weiteren Entwicklung dennoch zu recht verlässlichen Mittelwerten führen. Aber diese helfen bei einer Wetterprognose für mehrere Tage wenig. Hier will man ja wissen, wie sich das Wetter an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit entwickelt. Um dies genau vorher zu sagen, müsste man den Anfangszustand der Atmosphäre vor der Prognose so genau kennen, dass die weitere Entwicklung nach drei Tagen nicht mehr aus dem Ruder läuft. Denn der noch so kleinste nicht berücksichtigte Parameter im Anfangszustand kann eine Computervorhersage zu ganz anderen Ergebnissen führen.
Man sollte den Schmetterlingseffekt allerdings nicht allzu wörtlich nehmen und eher als eine Metapher begreifen. Bei den Auswirkungen der Kondensstreifen, die bei den Anfangsparametern einer Wetterprognose wohl nicht berücksichtigt werden können, bin ich mir da nicht so sicher, weil diese mit Sicherheit größere wettermäßige Effektivität besitzen, wenn sie sich zu Wolkenformationen auswachsen. Jedoch könnte wohl kein Meteorologe eine Kausalkette angeben, wie sich dieser Effekt so vergrößert, dass er tatsächlich einen Sturm auslöst- noch dazu mehrere tausend Kilometer entfernt. So wird wohl jeder Kondensstreifen mehr vom Wetter beeinflusst als das Wetter von einem Kondensstreifen.
Makelloser Stern
Die Himmelsforscher stehen vor einem Rätsel: Schon seit Jahren bilden sich kaum noch Sonnenflecken. Ihr Verschwinden könnte sich auf unser Erdklima auswirken. Ein britischer Himmelsforscher hat bereits Ende des vorigen Jahrhunderts beim Studium alter astronomischer Aufzeichnungen entdeckt, dass zwischen den Jahren 1645 und 1715 (70 Jahre lang!) so gut wie gar keine Sonnenflecken beobachtet werden konnten. Genau zu jener Zeit herrschte in Europa die "kleine Eiszeit". Die Temperaturen rauschten in die Tiefe. Es gab viele strenge Winter und Missernten. Regelmäßig fror der Ärmelkanal zu. Schlittern wir heute erneut in ein solches Strahlungsminimum hinein? Würde das der anthropogenen globalen Erderwärmung entgegen wirken? Dämpft die Sonne - zumindest vorübergehend den Treibhauseffekt? Darüber sind sich die Forscher zurzeit nicht einig, einige vermuten sogar das Gegenteil. Nun eine kleine Rückblende:
Man schrieb das Jahr 1611. Kopernikus´ Lehre von der Sonne als Mittelpunkt unseres Planetensystems kam einer Revolution gleich. Zwei "Sterne" leuchteten auf am Himmel der Wissenschaft auf: Galilei und Kepler. Galilei hatte von holländischen Linsenschleifern erfundene Fernrohre zur Verfügung. Alles, was er beobachtete, gab Kopernikus Recht. Die Sonne stand im Mittelpunkt. Aber es sollte noch viel schlimmer kommen. War nun die Erde ihrer zentralen Stellung beraubt, so war auch die Sonne - nun in den Mittelpunkt gerückt - nicht ohne Makel. Man entdeckte die "Maculae solis", die Sonnenflecken. Galilei, katholisch, und Kepler, protestantisch, zogen im Widerstreit ihrer Beobachtungen manche Patres in ihren Bann, die, in zwei Lager aufgeteilt, nach Bestätigung oder Widerspruch der Beobachtungen suchten.
Einer, der die Sonnenflecken als erster wahrnahm, und darüber mit Kepler einen Briefwechsel führte, war der ostfriesische Astronom und evangelische Priester Fabricius aus Osteel in Ostfriesland.
Heute wissen wir im Vergleich zu damals natürlich mehr über die besagten Sonnenflecken. Uns interessiert in diesem Zusammenhang, ob sie unser Klima beeinflussen können.
In den Großwetterlagen gibt es zwar keine 11-jährigen Schwankungen analog zum oft vorhandenen Sonnenfleckenzyklus, aber man hat doch beachtliche andere Zusammenhänge festgestellt, wie zum Beispiel ziemlich eindeutige Beziehungen der Flecken zum Herbstwetter. Wahrscheinlich hat die Strahlung der Sonne, die wir ja nicht nur auf den sichtbaren und langwelligen infraroten Bereich einschränken dürfen, sondern die den sog. "Sonnenwind" erzeugt, sowie eine Menge ultravioletter Strahlung, doch einen recht großen Einfluss auf Wetterereignisse und Klimaänderungen.
Es hängt derzeit wohl viel für die weitere Entwicklung unseres Klimas davon ab, ob unsere Sonne noch für viele weitere Jahre ihre derzeitige stille Phase beibehält. Dann könnten die Sonnenflecken für mehrere Jahrzehnte verschwunden bleiben. Einige Forscher sagen das Gegenteil voraus: Die Flecken werden schon bald in großer Zahl zurückkommen. In diesem Fall würden sie die globale Erwärmung sogar noch zusätzlich anheizen.
Eine ausführliche Abhandlung dieses doch recht interessanten astronomischen Themas können Sie im Heft 51, 2009, des SPIEGEL nachlesen.
Stopp für unsere Hochgeschwindigkeitsgesellschaft
Kein Jet mehr am Himmel! Keine Kondensstreifen
Hat dies Auswirkungen auf unser Wetter? Ja, vor allem bei klarem Himmel. Die Kondensstreifen hindern als künstlich generierte Wolken tagsüber die Sonne daran, ihre volle Strahlungskraft zum Boden durchzusetzen. Bei klarem Himmel wird es somit etwas wärmer. In der klaren Nacht ist es umgekehrt: Die fehlenden Kondensstreifen sorgen dafür, dass der Erdboden seine Wärme ungehindert abstrahlen kann. Es wird somit nachts etwas kälter als bei vorhandenen Kondensstreifen.
Bei der Diskussion um den vom Menschen mit verursachten Klimawandel kommt meines Erachtens der weltweit zunehmende Flugverkehr stets zu kurz. Ich will jetzt gar nicht auf die immensen Mengen von CO² in den Abgasen eingehen, die in wenigen Tagen durch die Jetstreams um den gesamten Globus verfrachtet werden. Bleiben wir bei den erwähnten Kondensstreifen. Diese können sich ausweiten und zu regelrechten Wolken werden und das Sonnenlicht abschwächen, denn Kondensstreifen sind ja im Prinzip Wolken. Sie gleichen in ihrer Struktur den Zirruswolken, die sich in Höhen zwischen 6 und 10 Kilometern bilden. Dort oben herrschen Temperaturen um minus 40 Grad, so dass der Wasserdampf in den Abgasen von Düsenflugzeugen unmittelbar zu Eiskristallen gefriert. Die dazu nötigen Kondensationskeime liefert der Jet in Gestalt von feinen Russpartikeln gleich mit.
Dadurch wird ein Flugzeug für uns erst sichtbar, das sonst nur ein winziger Punkt am Himmel wäre. Normalerweise lösen sich Kondensstreifen schnell wieder auf - ihre Lebensdauer beträgt meist nicht mehr als ein paar Minuten. Wenn allerdings die Luft in dieser Höhe mit Feuchtigkeit schon fast gesättigt ist, bleiben die Kondensstreifen länger bestehen. Sie gehen in die Breite und sind als feine Schlieren am Himmel sichtbar. Langlebige Streifen sind also ein Zeichen für hohe Luftfeuchtigkeit und damit in gewisser Weise auch ein Zeichen für eine bevorstehende Wetterverschlechterung.
Die Wasserdampfmenge, die ein Flugzeug ausstößt, ist allerdings gering im Vergleich zu dem, was eine normale Wolke an Wasser enthält. Trotzdem können die Flugzeugabgase zur Wolkenbildung beitragen. Die Partikel, die aus dem Triebwerk strömen, können nämlich auch den schon vorhandenen Wasserdampf zum Kondensieren bringen. So kann aus einem schmalen Kondensstreifen eine regelrechte Wolke entstehen, die eine recht große Fläche überstreicht. Inzwischen ist längst nachgewiesen worden, dass es in den großen Flugkorridoren tatsächlich einen höheren Grad an Bewölkung gibt. Der Mensch verändert somit gebietsweise die Strahlungsbilanz der Sonne durch den Flugverkehr, was Auswirkungen auf Wettererscheinungen haben kann. Manchmal nimmt das Wettergeschehen nämlich einen ganz anderen Verlauf, wenn die Ausgangsbedingungen nur ein bisschen verändert werden. Wenn dies nach der "Chaostheorie" bereits durch den Flügelschlag einer Möwe oder sogar vielleicht bereits durch den eines Schmetterlings bewirkt werden kann, dann doch wohl erst recht durch einen sich zur Wolke auswachsenden Kondensstreifen.
Astronomischer und meteorologischer Frühlingsbeginn sind nicht dasselbe
Für die Meteorologen begann am 1. März bereits der Frühling. Das liegt daran, dass sich die Wetterkundler nicht nach den astronomischen Verhältnissen bei der Frühlingsbestimmung ausrichten, sondern nach wettermäßigen, vornehmlich wetter-statistischen Gesichtspunkten, und da sind Dezember, Januar und Februar eben die kältesten, also die Winter-Monate. Der astronomische Frühlingstermin liegt bekanntlich um den 21. März herum. In diesem Jahr war es der 20. März, also gestern um 18.32 Uhr. Die Sonne hat dann eine besondere Stellung am Himmel. Sie steht über dem Äquator genau senkrecht. Eine Folge davon ist die so genannte "Tag- und Nachgleiche". Tag und Nacht haben weltweit die gleiche Länge von je 12 Stunden.
Würden wir das Sonnensystem von außen wie ein entfernter Beobachter betrachten, stellten wir fest, dass die Bahnen der Erde und der anderen Planeten, die um die Sonne laufen, vereinfacht gesagt, alle in einer Ebene liegen. Das Sonnensystem erschiene uns also wie eine Scheibe, auf der sich die Planetenbahnen als nahezu konzentrische Kreise abzeichnen. Die Rotationsachse unserer Erde bildet nun mit der Hauptebene dieser gedachten Scheibe einen Winkel von rund 66,5 Grad. Anders ausgedrückt: Die Ebene, die durch den Erdäquator bestimmt ist, bildet mit der Ebene, die durch die Erdbahn um die Sonne gebildet wird, der so genannten "Ekliptik", einen Winkel von 23,5 Grad. Dies wirkt sich für einen irdischen Beobachter so aus, dass die Sonne für ihn sechs Monate lang einen Bogen oberhalb der Äquatorebene - und sechs Monate lang einen gleichartigen Bogen unterhalb der Äquatorebene beschreibt.
Zweimal im Jahr, im "Frühlingspunkt" und im "Herbstpunkt", schneidet die Sonne auf ihrer scheinbaren, das heißt von der Erde aus gesehenen Bahn, die Äquatorebene. Sie steht dann genau senkrecht über dem Äquator. Gestern überschritt sie um 18.32 Uhr den Frühlingspunkt.
Das gleiche geschieht nochmals als "Herbstpunkt" am 23. September, nur wandert die Sonne dann anschließend südlich des Äquators weiter. Zurzeit aber bewegt sie sich immer weiter nordwärts, und wenn sie den Frühlingspunkt überwunden hat, strebt sie hin zum nördlichen Wendekreis, den sie am 21. Juno erreicht und über dem sie dann senkrecht steht. An diesem 21. Juni besitzt sie für alle Gebiete nördlich des Wendekreises die höchste Stellung am Himmel und der kalendarische Sommer beginnt.
Das Wetter hält sich meist weder an den Frühlingstermin der Meteorologen am 1. März noch an den astronomischen Zeitpunkt um den 21. März. Das wissen wir alle längst aus Erfahrung.
Nicht überall in Deutschland, vor allem in den Mittelgebirgen, ist nun der gesamte Schnee dieses Winters schon weggetaut. Alter Schnee hat jedoch eine dunklere Oberfläche, was die Reflexion der Sonnenstrahlung verringert und den Abschmelzprozess beschleunigt. Um diese Jahreszeit sind besonders die plötzlichen Warmlufteinbrüche gefürchtet, die eine starke Schneeschmelze und Hochwasser verursachen können. Aber auch ein warmer Regen auf Schnee kann Bäche und Flüsse über die Ufer treten lassen.
Wenn Sie jetzt durch die Wälder spazieren, werden Sie feststellen, dass hier der Schnee viel länger liegen bleibt als auf Feldern oder Wiesen. Die Bäume schützen den Schnee nämlich vor Sonnenstrahlung, aber insbesondere vor dem Einfluss von Warmluft. Langsameres Schmelzen verringert somit die Hochwassergefahr.
Im Kleinen sehen Sie das bei der Schneeschmelze im Vergleich zwischen Waldbächen und Bächen, die sich nur durch Wiesen und Felder schlängeln. Beim verzögerten Schmelzen kann mehr Wasser im Boden versickern und somit das Grundwasser anreichern. Auf Feldern, die im Herbst in groben Schollen gepflügt worden sind, können Sie verfolgen, wie sich dies auf die Grundwasserbildung auswirkt. Die groben Schollen ragen schon dunkel aus dem Schnee, während eine Wiese daneben noch eine geschlossene Schneedecke zeigt. Die Schollen wirken als kleine Wärmeinseln, welche die Sonnenstrahlen einfangen und als fühlbare Wärme an ihre Umgebung weitergeben. Sie können fast zuschauen, wie um sie herum der Schnee schwindet, das Schmelzwasser aber nicht abfließt, sondern vom Boden aufgesaugt wird. Auf der Wiese daneben wirkt der Schnee wie eine Isolierschicht und lässt lange Zeit das Wasser nicht in den Boden eindringen, bis ihn schließlich ein Warmlufteinbruch schlagartig wegtaut, so dass die Wiese voll Wasser steht oder ein Wiesenbach über seine Ufer tritt.
Vor allem in den Städten bleiben manchmal dunkle bis schwarze Schneehaufen noch außergewöhnlich lange liegen. Es ist nämlich so, dass die dunkle Oberfläche der Schneereste zwar mehr Wärme absorbiert als weißer Schnee, dass aber auch umgekehrt eine solche dunkle Oberfläche in kühlen Tagen, vor allem bei windigem Wetter, mehr Wärme an die Umgebung abgibt als weißer Schnee. Dadurch entsteht Verdunstungskälte, welche dem Abtauen der schmutzigen Schneereste entgegen wirkt und diese somit konserviert.
Die Natur benötigt für alle Vorgänge eben einen gewissen Zeitraum, der im Einzelfall auch einmal extrem lange andauern kann. Deshalb sollten wir uns in Geduld üben, auch wenn unser Verlangen nach Frühlingswetter in diesem Jahr nach dem langen Winter besonders intensiv empfunden wird.
Schönen Sonntag und eine gute Woche! Meinen Funkwetterbericht finden Sie zum Nachlesen und Anhören auch auf meiner Homepage www.hoffydirect.de .
Vy 73
Klaus, DL5EJ
Die "gefühlte" Temperatur - "Wind-Chill- Effekt"
In diesem Winter haben wir es recht oft immer wieder zu hören bekommen: Die "gefühlte" Temperatur läge recht häufig wesentlich unter den vorhergesagten exakten Temperaturwerten nach Anders Celsius.
Sicher haben Sie schon einmal diese Beobachtung gemacht: Bei derselben Temperatur kommt es einem bei Wind kälter vor als ohne Luftströmung. Denselben Effekt spürt man auch beim Radeln, verursacht durch den Fahrtwind. Doch es ist in Wirklichkeit natürlich nicht kälter. Womit hängt die gefühlte Kälte denn zusammen?
Klar ist, dass - bis auf ganz wenige Ausnahmen im Hochsommer - die Lufttemperatur immer geringer ist als unsere Körpertemperatur. Letztere liegt ja so um die 37°. Das heißt aber, dass unsere Hautoberfläche laufend Wärme an unsere Umgebung abgibt. Und das ist auch gut so, damit wir nicht an Überhitzung sterben. Je kälter die Luft aber ist, umso mehr Wärme wird der Haut entzogen. Man fängt dann unter Umständen an zu frieren, wenn man die Haut "offen- flächig" der Umgebung preisgibt, zum Beispiel, wenn man auch im Winter sein "Arschgeweih" der Öffentlichkeit präsentieren möchte. Der Ratschlag aus früheren Zeiten, als die "digital natives" noch nicht herumliefen, lautete recht einfach: "Zieh dich warm an"! Und zwar überall am Körper, bis hin zur Baskenmütze. Und auch der seit Urzeiten bekannte Ausspruch: "Ob Frühling, Sommer, Herbst, ob Winter - ´ne lange Unterhose wärmt Schenkel und Hintern" lässt sich durchaus physikalisch korrekt im Bereich der Wärmelehre einordnen.
Das Maß des Wärmeaustausches zwischen Körperoberfläche und Umgebungsluft ist aber stark vom Wind abhängig. Bei hohen Windgeschwindigkeiten ist der Wärmeverlust höher als bei schwacher Luftströmung und erst recht bei völliger Windstille. Somit lässt sich jener "Windchill" - Effekt einer "gefühlten" Temperatur erklären.
Mit einem Thermometer kann man diesen Vorgang jedoch nicht nachweisen, da dieses ja gerade die jeweilige (nicht gefühlte) Temperatur der Umgebungsluft annehmen soll. Die Temperatur, die den Wind berücksichtigt, nennt man "Windchill - Temperatur". Diese lässt sich berechnen, wenn Lufttemperatur und Windgeschwindigkeit bekannt sind. Dafür gibt es auch eine Näherungsformel, die natürlich nicht linear ist und auch nicht zwischen Mann und Frau unterscheidet, da Frauen ja bekanntlich häufiger frieren als Männer.
Bei einer Windgeschwindigkeit von 25 Kilometern pro Stunde zum Beispiel, also bei Windstärke 4, und einer Lufttemperatur von plus 5 Grad fühlt es sich für den Durchschnitts-Menschen etwa an wie minus 5 Grad. Anders ausgedrückt: Der Wärmeverlust bei -5 Grad und Windstille wäre genau so groß wie bei plus 5 Grad und einem Wind von 25 km/h.
Alle Leute, die in diesem Winter so oft bemerkten: "Et is ja eijentlich jar nit e so kalt, ever de verdammte Wind…", haben damit das Problem des Wärmetausches zwischen Hautoberfläche und Umgebungsluft völlig zutreffend angesprochen.
Schönen Sonntag und eine gute Woche!
Vy 73
Klaus, dl5ej
Märzwinter
Diese Bezeichnung ist sehr sinnvoll, denn es kommt alle Jahre vor, dass sich vor allem in der ersten Märzhälfte nochmals sehr kalte Luftmassen polaren Ursprungs bei uns durchsetzen und zu einer winterlichen Witterung führen. Aktuell hat uns ein kleines, aber wetterintensives Randtief von Freitagabend bis Samstagnachmittag überquert. Es brachte vor allem in der Westhälfte sowie in Süddeutschland Schneefälle, die auch im Flachland nochmals mehrere Zentimeter Schnee ergeben können. So fielen in Teilen Bochums z.B. bis zu 10 Zentimeter Schnee bis Samstagmorgen. Hier in Kempen fiel nichts.
Dieser Schnee ist zumeist nass und taut aufgrund des doch zu dieser Jahreszeit schon relativ hohen Sonnenstandes tagsüber zumeist wieder weg. In den Mittelgebirgen sowie in den Alpen wird es aber richtig winterlich, denn die hinter dem Randtief einströmende Kaltluft konserviert den Schnee im Bergland und hier ist bei Dauerfrost die Sonne noch zu schwach, um durchgreifendes Tauwetter auszulösen.
Somit wird es verständlich, dass wir in den kommenden Tagen es mit einer für die Jahreszeit wesentlich zu kalten Großwetterlage zu tun haben. Die erste Märzhälfte dürfte also aus Sicht des langjährigen Klimamittels (bezogen auf den Zeitraum von 1961 bis 1990) wesentlich zu kalt ausfallen, denn die kommenden Nächte können in weiten Landesteilen Deutschlands mäßigen Frost zwischen -5°C und -9°C bringen, über Schnee und in höheren Lagen wird es sogar zu strengem Frost von unter -10°C kommen. Frühlingswetter ist somit zunächst nicht drin.
Der März hat wettermäßig so einige Kontraste zu bieten. Hier zum Schluss ein paar Beispiele.
2. März 1997:
22°C Stuttgart
21°C Mannheim, München
20°C Cottbus, Freiburg, Garmisch-Partenkirchen, Magdeburg
Tiefstwerte am 4.März 2005
-19°C Itzehoe
-18°C Bremen
-17°C Emden
Unabhängig davon gilt stets: "Der Märzwind mag blasen, wie er will. Ostern kommt stets noch vor Ende April".
Treibhauseffekt, was ist das?
Obwohl unsere Lufthülle nicht durch Glasscheiben isoliert ist, spricht man von einem Treibhauseffekt. Ist dieser Begriff nicht falsch gewählt? Wörtlich genommen schon, deshalb bedarf er einer Erläuterung, was damit eigentlich gemeint ist. Sie wissen, wer im Glashaus oder Wintergarten sitzt, muss nicht frieren, wenn die Sonne herein scheint. Vor allem im Winter merken wir das ganz deutlich. Was bewirken denn die Glasscheiben des Gewächshauses? Sie lassen den Anteil der kurzwelligen Sonnenstrahlung, der nicht reflektiert wird, nahezu unbeeinflusst passieren, strahlen jedoch die langwelligen Anteile überwiegend zurück, erwärmen damit den Boden und senden einen Teil der von ihm abgestrahlten Energie erneut wieder zur Erde zurück. Dadurch erhöht sich die Temperatur der Luft im Glashaus ganz beträchtlich.
Jenen Effekt gibt es in unserer Atmosphäre auch bei den natürlich fehlenden Glasscheiben. Hier stehen dem Energiegewinn ebenfalls Verluste durch die Wärmeausstrahlung der Erde gegenüber. Wie jeder andere Himmelskörper strahlt die Erde selbst laufend Energie ab, sonst würde sich ihre Oberfläche in kurzer Zeit auf Gluttemperaturen erhitzen. Dieser Energieverlust ist mit durchschnittlich 8,2 kWh/m²d (Kilowattstunden pro m² und Tag) sogar mehr als doppelt so hoch wie der Gewinn. Eigentlich müsste die Erdoberfläche also immer kälter werden. Dass dies nicht so ist, verdanken wir Erdbewohner dem "Treibhauseffekt" der Atmosphäre. Die Lufthülle lässt die kurzwellige Einstrahlung fast ungehindert durch, aber nur einen sehr geringen Anteil der langwelligen Ausstrahlung direkt in den Weltraum entweichen. Der größte Teil wird von der Atmosphäre absorbiert, die sich durch die Energiezufuhr erwärmt und ihrerseits Wärme nach oben in den Weltraum und nach unten zur Erdoberfläche hin abstrahlt. Eine entscheidende Rolle spielen dabei Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan und andere Spuren- oder Treibhausgase.
Die Erdoberfläche wird somit aus zwei Energiequellen versorgt: zum einen von der Sonne, zum anderen aus der Erdatmosphäre. So bleibt für die Energiebilanz noch ein stattlicher Gewinn übrig. In der Strahlungsbilanz der Erde spielt also der Energiegewinn durch die Gegenstrahlung der Lufthülle eine wichtige Rolle. Mit der Konzentration der so genannten Treibhausgase wächst jener Energiegewinn. Dies ist an einem außerirdischen Beispiel besonders deutlich zu erkennen: Am Boden der kohlendioxydreichen Atmosphäre des Planeten Venus herrscht eine Temperatur zwischen 450 und 700 Grad. Ihre Atmosphäre besteht allerdings zu 96% aus Kohlendioxyd. Auf unserer Erde hingegen sind es zurzeit nur 370 Millionstel Volumenanteile. Aber auch solch geringe Mengen erzeugen bereits einen "Treibhauseffekt". Was uns derzeit beunruhigt ist die Tatsache, dass der CO2- Gehalt unserer Atmosphäre von etwa 310 ppm im Jahre 1955 inzwischen auf über 370 ppm angestiegen ist. Daran könnten wir Menschen einen entscheidenden Anteil haben. Ob dies jedoch ein ausreichender Grund dafür ist, panisch zu reagieren und uns alle bange zu machen, dazu heute kein Kommentar. Auf meiner Wetter-Homepage können sie zu jenen Themen eine Menge lesen. Klicken Sie www.hoffydirect.de an. Von dort gelangen Sie zu allen meinen weiteren Seiten.
Eine Schneeflocke
ist eine Ansammlung von Schneekristallen. Liegt die Temperatur in der Nähe des Gefrierpunktes oder knapp darüber, werden die Schneeflocken nass. Sie kleben aneinander und können bis zu einem Durchmesser von 5 bis 7 cm anwachsen. Nur wenn die Temperatur ständig unter dem Gefrierpunkt bleibt, fallen einzelne Kristalle bis zur Erde. Liegt die Temperatur in der Wolke, in der sie entstehen, und in der Luft, durch die sie fallen, bei minus 2,7 Grad, sind die Kristalle im Allgemeinen flach und sechseckig. Zwischen -3 und -5 Grad werden sie nadelförmig und zwischen -5 und -7,7 Grad hohl und röhrenähnlich mit prismenförmigen Seitenflächen. Bei Temperaturen unter etwa -8 Grad können sie wie Säulen, Sechsecke oder Farne geformt sein.
Praktisch alle Schneeflocken haben sechs Seiten. Diese Sechsersymmetrie ist ein wenig rätselhaft. Nach den Vermutungen mancher Wissenschaftler entsteht sie durch elektrische Ladungen in den Kristallen, andere meinen, sie sei eine grundlegende Eigenschaft der Wassermoleküle. Die Atome in einem H²O-Molekül sind nämlich angeordnet mit zwei kleinen Wasserstoffatomen an einem großen Sauerstoffatom wie die Ohren am Kopf von Micky-Maus. So könnte der Winkel, in dem die Wasserstoffatome vom Sauerstoff abstehen - er beträgt etwa 120° - für die Sechsersymmetrie der Schneeflocken sorgen, in der sich sozusagen die Molekülstruktur des Wassers widerspiegelt. Dennoch gleicht sehr wahrscheinlich keine einzige Schneeflocke genau einer anderen.
Etwa bei -4 Grad und bei Windstille lassen sich Schneeflocken zur Beobachtung am besten einfangen. Manchmal fallen die Kristalle einzeln, aber oft kleben sie in lockeren Klumpen zusammen, die bei der Landung zerfallen. Wenn man ein Stück dunkles Gewebe über Karton spannt und wartet, bis sich der Stoff an die Außentemperatur angepasst hat, bleiben meist die feinsten, empfindlichsten Kristalle so lange erhalten, dass man sie genau betrachten kann.
Leichter und schwerer Schnee
Wir haben es in diesem Winter besonders oft gehört: Manchmal lastet der Schnee schwer und nass auf den Ästen und lässt sie sogar abbrechen. Manche Flachdächer sind dann einsturgefährdet. Solange der Schnee nicht zu feucht ist, lassen sich daraus gut Schneemänner bauen. Manchmal türmt sich der Schnee aber auch locker auf einem Zaunpfahl. Dann besteht er aus großen, fein verästelten Flocken.
Schnee ist also nicht gleich Schnee. Da gibt es einmal unverzweigte Nadeln und recht strukturlose Gebilde. Ein andermal besteht er aus unverzweigten kompakten Säulen, Knöpfen, Platten oder Eisprismen. Dann wieder aus sechsstrahligen Schneesternen oder aus Plättchen und bereiften Kugeln, als Griesel und Graupeln bekannt.
Wenn runde weiße Häubchen auf Zweigen und Wipfeln sitzen oder sogar die Waben von Drahtzäunen mit feinen Kristallen geschmückt sind, so wirkt der Schnee ganz leicht und luftig. Ein kleiner Windhauch weht ihn dann auch sogleich wieder von unseren Antennendrähten und Antennenelementen. Ein solcher Schnee ist "trocken". Doch oft biegen sich die Zweige unter ihrer Schneelast, als ob sie sie kaum tragen könnten oder brechen sogar ab. Harte Schneelawinen rutschen von den Dächern und das Schneeräumen erfordert viel Kraft. Schneebälle lassen sich gut formen, aber sie sind schwer und eisig und somit als Wurfgeschosse gefährlich. Schnee kann somit verschiedene Gewichte haben.
Um das Schneegewicht zu bestimmen, muss ein bestimmtes Volumen ausgestochen und geschmolzen werden. Die Schmelzwassermenge ergibt den Wassergehalt und das Gewicht des Schnees (1 ml Wasser wiegt 1 g). Eine bestimmte Menge Schnee lässt sich am einfachsten mit einer Konservendose ausstechen, auf dem Etikett ist nämlich ihr Inhalt (Volumen) aufgedruckt, z.B. 850 ml. Entfernen Sie mit dem Dosenöffner auch den unteren Deckel. Den Inhalt berechnen Sie nach der Formel: Volumen = r² mal Pi mal Höhe. Die präparierte Dose stechen Sie bis zur Oberkante in den Schnee, fahren mit einer Schaufel unter die untere Öffnung und schneiden die Schneesäule gerade ab.
Liegt der Schnee nicht hoch genug, müssen Sie mehrfach ausstechen bis das Gefäß gefüllt ist. Den Schnee füllen Sie in einen Messbecher und lassen ihn im Zimmer schmelzen. Dann lesen Sie ab, wie viel ml (cm³) in dem Schneevolumen enthalten sind. Sind z.B. 90 ml Wasser im Messbecher, so ist das Wasservolumen durch das Dosenvolumen zu teilen, also 90: 850 = 0,106. Das bedeutet: In 1 ml Schnee stecken rund 0,1 ml Wasser. In Prozent sind das dann 10,6% Wassergehalt. Der Rest des Schneevolumens ist also Luft. So lässt sich leicht aus der Schneehöhe die Wassermenge ausrechnen, die beim Tauen entsteht, also wie schwer der Schnee bei der ermittelten Höhe ist.
Wenn Schnee bei ruhigem, kaltem Wetter in großen Flocken fällt, bildet sich eine luftreiche, lockere Pulverschneedecke, die sich aber bald setzt und dichter, also wasserreicher wird. Ein kleinflockiger Schnee, von kräftigen Winden getrieben, setzt sich als dichtere Decke ab - der Wind bricht den Sternchen die Zacken ab, so dass sich die Flocken nicht verhaken. Vom Wind zusammen gewehter Schnee ist immer fester gepackt als frei gefallener. Sehr wasserhaltiger Schnee kann Schäden an Nadelbäumen verursachen, wenn er sich "klebrig" auf die Zweige legt. Schmilzt die Schneedecke an der Oberfläche und gefriert dann wieder, so "verharscht" der Schnee. Die Eisdecke kann dann dem Wild Verletzungen zufügen.
Wenn sich eine dicke Schneedecke gebildet hat, so wird der untenliegende Schnee stärker zusammen gedrückt und sollte somit einen höheren Wassergehalt haben. Bei Gletschern wird älterer Schnee zu "Firn", der im Laufe der Zeit zu festem Eis gepresst wird.
Den Langdrahtantennen und Antennenelementen der Funkamateure können die Schneeablagerungen kaum etwas anhaben. Aber auch hier ist die Gewichtsbelastung bei nassem Schnee natürlich am größten, reicht aber nicht zum Reißen oder Brechen. Anders sieht die Sache jedoch aus, wenn Eisregen oder unterkühlter Sprühregen um Drähte und Elemente eine Eisschicht anwachsen lässt. Dies kann zu sehr hohen Gewichtsbelastungen und zum Reißen der Drähte führen, manchmal auch zum Abbrechen von längeren freihängenden Antennenelementen. Aber das hat wie gesagt nichts mehr mit Schnee zu tun, sondern ist eine Sache von intensiver Reif- oder Eisbildung. Wegen der sich stark vergrößernden Zugspannungen an den Drähten knickten bisweilen sogar Hochspannungsmasten unter der Last ein.
Nach der Wintersonnenwende…
am 22. Dezember werden die Nächte allmählich wieder kürzer und die Tage länger. Auf Grund der so genannten "Zeitgleichung" wird die Tageslänge bis gegen Ende Januar jedoch nur dadurch vergrößert, dass es abends immer länger hell bleibt, wohingegen die Sonnenaufgänge bis fast zum Ende dieses Monats Januar weiterhin fast konstant spät (so gegen 8.30 Uhr) erfolgen. Erst mit dem Beginn des Februars wird es dann auch spürbar morgens jeden Tag früher hell. Doch gerade in diesem von mir angesprochenen Zeitraum findet erst der Hochwinter statt. Das kommt auch in folgenden Bauernregeln zum Ausdruck: "Wenn der Tag beginnt zu langen, kommt der Winter erst gegangen." Oder: "Werden die Tage länger, wird der Winter strenger." Am 20. Januar heißt es: "An Fabian und Sebastian fängt der echte Winter an." Um diese Zeit hat sich in der Polarregion als Folge der Polarnacht die Luft so stark abgekühlt, dass bei Kaltluftvorstößen nach Mitteleuropa meist die niedrigsten Temperaturen des Winters auftreten. So heißt es in Bezug auf die Sonne, die auf Grund ihres tiefen Standes die Luft nur wenig erwärmen kann: "Januarsonne hat weder Kraft noch Wonne".
Der Februar zeichnet sich zwar auch durch winterliches Wetter aus, doch ist er im Allgemeinen schon nicht mehr so kalt wie der Januar. So heißt es im Volksmund: "Der Februar sagt zum Januar, hätte ich die Gewalt wie du, erfröre das Kalb in der Kuh." Dies hat seinen Grund in der zunehmenden Tageslänge und Sonnenhöhe. Auch Warmlufteinbrüche mit Tauwetter sind im Februar häufiger zu erwarten als im Januar. So heißt es z.B. für den Valentinstag: "Am Tage von St. Valentin gehen Eis und Schnee dahin." Oder "am Matthiastag (24.2.) kein Fuchs über das Eis gehen mag."
Der Spätwinter Mitte Februar ist oft mit einem kräftigen Hochdruckgebiet verbunden. Danach nimmt der Luftdruck bis Ende März deutlich ab. Die Kraft der Märzsonne erwärmt Luft und Erdboden so sehr, dass das winterliche Regime im Allgemeinen beendet ist. So heißt es für Kunigunde (3. März): "Kunigunde macht warm von unten". Oder für den Josefstag am 19.3. lautet ein Ausspruch: "Wenn´ s erst einmal Josefi ist, so endet auch der Winter gewiss." Natürlich muss man mit winterlichen "Nachwehen" und Nachtfrösten noch eine ganze Weile rechnen. In einigen Teilen Deutschlands gilt daher der Matthiastag (24.2.) als Datum für eine durchgreifende Umstellung des Wettercharakters: "Der Matthis bricht´ s Eis, findet er keins, dann macht er eins."
Kalt trotz Klima-Erwärmung?
Der extreme Wintereinbruch in Deutschland ist ein Einzelereignis
Es bleibt dabei:
Die Jahre von 2000 bis 2009 bilden das wärmste Jahrzehnt seit 130 Jahren
Am 20. Dezember fiel massenhaft Schnee und legte den Flugverkehr lahm. Ein Hoch über Russland hatte zuvor eiskalte und trockene Kontinentalluft nach Europa getragen. Es kam zu Rekord-Tiefsttemperaturen. Am 20.12. brachte dann ein Tief milde und feuchte Luft von der Nordsee mit sich. Im Mischungsbereich jener Luftmassen kühlte sich die milde Luft stark ab und kondensierte aus - auf Grund der Kälte fiel statt Regen also Schnee. Beim Regen kann man die Mengen nicht so deutlich erkennen wie beim Schnee. Schnee führt somit stets zu dramatischeren Schlagzeilen, zumal er den Verkehr stärker behindert als eine entsprechende Regenmenge. Und jetzt zum Jahreswechsel 2009/10 hat sich eine neue Kälteperiode eingestellt.
Mit Klimaänderung hat dies alles nichts zu tun. Jene Wettervorgänge sind Einzelereignisse und Momentaufnahmen. Man bezeichnet dies als aktuelles Wetter. Wetter ist übrigens immer nur aktuell! Hält sich dies über mehrere Tage oder sogar Wochen, spricht man von "Witterung". Wir erwarten somit aktuell in diesem Januar eine vorherrschend kalte Witterung. Und diese kann zur selben Zeit gar nicht so weit entfernt ganz anders sein. So herrschte in unseren frostigen Dezember-Tagen 2009 in Skandinavien eher ein mildes Winterwetter. Im Schnitt gleicht sich dies wieder aus. Klimaänderungen kann man nur global betrachten. Dazu benötigt man Weltwetter-Angaben von mindestens 30 Jahren.
Klima ist statistisches Wetter. Es besteht nur aus statistischen Messwerten. Wenn ein Italiener bei 35 Grad sich in die kühlenden Fluten stürzt und zur selben Zeit im Winter auf der Südhalbkugel ein Obdachloser unter einer Brücke in Brasilien erfriert, so ist der Mittelwert beider Temperaturen durchaus erträglich (17 Grad). Damit könnte man leben! Kein schlechtes Klima! Aber wie gesagt, man braucht mindestens 30 Jahre für eine Statistik, die beginnt seriöser zu werden. Vergessen Sie also sehr schnell, unser derzeitiges Wetter in Deutschland mit einer Klimaerwärmung in Verbindung zu bringen!
Die vergangenen kalten Tage und auch die Ente "Daisy" ändern nichts daran, dass die Durchschnittstemperaturen in Deutschland gestiegen sind. Das Mittel der Jahrestemperatur in Deutschland lag zwischen 1961 und 1990 bei 8,2 Grad. Seit 2000 stiegen die Durchschnittstemperaturen jedoch an und erreichten 2009 sogar 9,2 Grad. 2007 wurde sogar ein Rekordwert von 9,9 Grad ermittelt. Die Werte in den einzelnen Bundesländern fallen übrigens unterschiedlich aus.
Die kalten Tage vor Weihnachten und auch die jetzigen im Januar sind somit Ausreißer. Der November war übrigens mit 7,3 Grad sogar um 3,3 Grad zu warm. Er gehört somit zu den drei wärmsten Novembermonaten in Deutschland seit 1881. Der gesamte Herbst 2009 war zu warm, hat jedoch den Rekord von 2006 nicht ganz erreicht (12 Grad gegenüber einem Mittel von 9,5 Grad). Es gibt eine sehr alte Bauernregel, die besagt, dass einem sehr milden November ein kalter Januar folgt, einem kalten November hingegen ein milder Januar. Eine weitere Bauernregel stellt fest, dass einem kalten Januar auch ein zu kalter Februar folgt. Aber das nur nebenbei. Man bedenke, dass jene Regeln in einer Zeit entstanden, als der Mensch beim Wetter noch nicht mitmischte.
Es bleibt dabei: Wetter und Klima darf man nicht verwechseln. Klimawerte bestehen aus gemittelten Wetterdaten über mindestens 30 Jahre, am besten 100 Jahre - dann werden sie aussagekräftiger. Wenn sich Klimadaten verändern, kann man damit rechnen, dass sich ebenfalls die zu erwartenden Wetterereignisse ändern, die wie stets aus den uns bekannten Elementen bestehen wie Wind, Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Luftdruck usw.
Wir dürfen jetzt nicht den Fehler machen, einzelne Wetterereignisse als relevant für oder gegen die derzeitige Klima- Diskussion anzuführen. Unser Verhalten sollte vielmehr geprägt sein von der Überzeugung, dass wir einfach noch zu wenig darüber wissen, inwieweit wir selbst mit unserer Treibgasemission zu einer globalen Erwärmung beitragen. Dies einfach dem Zufall zu überlassen und sozusagen nur mal auszuprobieren, was unsere Atmosphäre in den nächsten Jahrzehnten so macht, wenn wir so weitermachen wie bisher, ist ethisch nicht vertretbar, mal ganz abgesehen von unserer Verpflichtung, den alten fossilen Energieträgern möglichst bald abzuschwören und dafür Alternativen zu entwickeln, die wir als Chance betrachten sollten, weltweit mit innovativen Techniken Arbeitsplätze zu sichern und neu zu schaffen. Klimaerwärmung als Chance, wie Sven Plöger es definierte.
Klima hat sich immer wieder verändert. Das ist natürlich. Klima wird sich auch in Zukunft verändern, auch ohne unsere Einwirkung. Warmzeiten waren früher sogar Segenszeiten für die Menschheit. Dafür gibt es viele historische Belege. Dass wir inzwischen dabei sein könnten, das Klima (anthropogen) zu beeinflussen, führt zu einem Unsicherheitsfaktor im künftigen Wettergeschehen, der beunruhigend ist, erst recht im Hinblick auf die Lebensqualität unserer Nachkommen. Diese sollten niemals eine Klage gegen uns erheben können, wir hätten leichtfertig und egoistisch gehandelt. Wir hätten es doch besser wissen und dem entsprechend handeln müssen. Kopenhagen war leider bisher nur die Fortsetzung einer diesbezüglichen Änderung im Bewusstsein. Im Grunde haben wir uns in Kopenhagen, um das Klima zu retten, nur darauf geeinigt, das Klima zu retten. Mehr noch nicht. Daraus müssen bald rechtliche und allgemein verbindliche Taten hervorgehen. Zu spät? Sagen wir fünf nach zwölf.
"El Nino" - "das Christkind"
Es gibt eine katastrophale Witterung, die als "Christkind" bezeichnet wird (spanisch: "El Nino") Es handelt sich dabei um eine durchschnittlich alle fünf Jahre auftretende Witterung vor der Küste Perus. Katastrophal deshalb, weil sie in dieser Region ein Fisch- und Vogelstreben verursacht und somit den dort lebenden Menschen ihre Lebensgrundlage entzieht. Sie tritt so um die Weihnachtszeit auf, wenn auf der Südhalbkugel Sommer ist.
Können Sie sich noch an ein paar Zeitungsartikel aus den 1980er Jahren erinnern? Damals wurde "El Nino" für unser Wetter hier in Europa entdeckt. Plötzlich wurde fast jedes Unwetter auf jenes Ereignis zurückgeführt. Trotz der damit verbundenen Aufregung und Faszination hatte die Wissenschaft damals sehr schnell herausgefunden, dass sich "El Nino" praktisch nicht auf das europäische Wetter auswirkt - wohl aber auf andere Regionen dieser Welt.
Seinen Ursprung hat die Bezeichnung "das Christkind" in Peru. Alle etwa drei bis sieben Jahre beobachten die Fischer dort um die Weihnachtszeit herum das Verschwinden der für sie so wichtigen Fischschwärme. Dies wiederum lag daran, dass die Wassertemperaturen für einen Zeitraum von rund einem Jahr viel höher lagen, als das normalerweise der Fall ist. Teilweise kam es zu Anomalien von rund fünf Grad, wie es beim besonders starken Ereignis 1997/1998 der Fall war. Es ist der "Humboldtstrom" und mit ihm die Tatsache, dass die Südostpassate vor Südamerika das warme Oberflächenwasser nach Westen drücken, so dass kälteres und nährstoffreicheres Tiefenwasser nach oben quillt. Dies ist der Grund für die zahlreichen Fischschwärme in dieser Gegend. Lassen nun die Passatwinde nach, dann wird das warme Wasser nicht mehr von der Küste weggedrückt und es schwappt obendrein warmes Wasser aus dem westlichen Pazifik gegen die peruanische Küste. So gibt es dort kaum noch Fische, da das warme Wasser nährstoffarm ist.
Das ozeanische Phänomen "El Nino" ist also mit den Passatwinden und damit mit den Vorgängen in der Atmosphäre verknüpft. Dabei spielt die so genannte "südliche Oszillation" in der Atmosphäre eine Rolle. Sie erinnern sich vielleicht noch an meinen Beitrag über das Azorenhoch und das Islandtief. Deren Stärke wird durch die "nordatlantische Oszillation" bestimmt, was einen ganz wichtigen Einfluss auf unser Wetter in Europa hat.
Ich wiederhole: die "südliche Oszillation" wirkt sich auf die Passatwinde aus. Normalerweise herrscht über dem Ostpazifik im Bereich um Peru hoher Luftdruck und Wüstenklima, über Indonesien und den Philippinen hingegen tiefer Druck mit oft kräftigen Regengüssen. Und zwischen diesen Drucksystemen weht der Südostpassat, weil der Wind diese Luftdruckunterschiede auszugleichen trachtet. Steigt nun der Luftdruck über Indonesien, werden die Druckdifferenzen schwächer und somit auch der Südostpassat. Man kann hieran sehr gut erkennen, wie Ozean und Atmosphäre einen Prozess gemeinsam verstärken.
Verschiedene Prozesse sorgen dafür, dass man in jenen betroffenen Regionen nicht von einem regelmäßigen Zyklus sprechen kann. Wann ein "El Nino" wieder auftritt, ist somit schwer vorherzusagen. Die Auslösung hängt meist mit Westwindperioden in den östlichen Philippinen zusammen. Das Ende des Phänomens wird durch eine einsetzende bessere Durchmischung der ozeanischen Deckschicht hervorgerufen. Dadurch sinken die Wasseroberflächentemperaturen, was zur Folge hat, dass die Luft weniger erwärmt wird und deshalb nicht mehr aufsteigt. Der Luftdruck über dem Ostpazifik steigt und die Südostpassate intensivieren sich wieder. Man kann den Prozess mit einer "Schaukel" vergleichen. Das Pendeln hin zur Warmwasseranomalie ist "El Nino". Die Kaltwasseranomalie heißt "La Nina". Das Jahr 2008 war beispielsweise ein "La Nina" - Jahr.
Die verschiedenen Sphären unseres Klimasystems sind also bisweilen Schwingungen unterworfen. Damit haben regionale Bereiche unserer Atmosphäre eine Fähigkeit zur Fernwirkung. In "El Nino" - Jahren kommt es beispielsweise zu Dürren in Südostasien und Australien sowie zu verstärkten Niederschlägen an der südamerikanischen Westküste. Aber auch der indische Monsun wird beeinflusst, und selbst Teile der südlichen USA weisen Wetteranomalien auf. Europa ist - wie schon gesagt - mit diesen Ereignissen nahezu nicht verbunden.
Mit Computermodellen ist man heute in der Lage, "El Nino" in Zeiträumen von bis zu einem Jahr vorherzusagen. Das kann man natürlich nicht nur mit den üblichen Wetterprognosen schaffen, sondern nur mit zusätzlichen Klimasimulationen.
Im Hinblick auf die derzeitige Klimaerwärmung könnte es passieren, dass diese einen Klimazustand nach sich zieht, der einer Art permanenten "El Nino" entspricht. Ich hoffe, dass diese Nachricht auch in Kopenhagen (Hopenhagen !!) ankommt, denn die zusätzlichen Verlierer jener Klimaänderung zum Dauer- "El Nino" sind uns heute schon bekannt.
Dezemberwetter
Was hat uns der Dezember wettermäßig eigentlich alles so zu bieten? Smoglagen, Glatteis, Weihnachtstauwetter, Föhn, Halo- Erscheinungen und den berühmten "El Nino", das "Christkind". Natürlich gibt es auch Bauernregeln. Fangen wir gleich damit an:
Wenn im Dezember noch kein Schnee fällt, ist dies für die Kornentwicklung nicht so gut, denn man sagt: " Dezember kalt mit Schnee, gibt Korn auf jeder Höh ". Früher wurden am 4. Dezember, also am letzten Freitag, Kirschzweige geschnitten. Diese sollten dann zu Weihnachten blühen. Es handelt sich um den Barbaratag, an dem man den ersten Frost erwartete. Über das Thema "Glatteis" habe ich mich bereits in einem meiner letzten Funkwetterberichte ausgelassen, also hier jetzt keine Wiederholung.
Halo- Erscheinungen sind im Dezember relativ häufig. Wenn Sie bei Sonnenschein auf Schneekristalle schauen, sehen Sie oft farbige Reflexe in roten und blauen Farben. Solche Lichtbrechungen finden wir ja auch an Wassertröpfchen, die dann den Regenbogen erzeugen, über dessen Entstehung ich auch schon an dieser Stelle berichtet habe. Geht ein Lichtstrahl durch einen Eiskristall einer Wolke hindurch, so wird er gebrochen, also von seiner geraden Bahn abgelenkt. Solche Eiskristalle kommen oft in den dünnen hohen Wolken vor, den Zirrostrati. Sie können dann einen Ring mit blasser Farbentwicklung um die Sonne herum beobachten, den sog. Halo. Oft ist dieser ein Vorbote einer Wetterverschlechterung.
Die Smog-Wetterlagen haben immer mit einem Hochdruckgebiet zu tun, welches den vertikalen Luftmassenaustausch unterbindet, so dass sich die Abgase in der bodennahen Luftschicht ansammeln können.
Über das Weihnachtstauwetter habe ich in den vergangenen 31 Jahren wiederholt in diesem Monat Dezember berichtet. Ich will es in diesem Jahr nicht erneut tun. Ich nehme an, Sie wissen, was damit gemeint ist. Es ging dabei unter anderem stets um die Frage: Wie wahrscheinlich sind weiße Weihnachten bei uns in Deutschland, insbesondere hier am Niederrhein. Es bleibt bei etwa 10 % für weiße Weihnachten an Rhein und Ruhr.
Über Föhnstürme in Bayern werden wir im November/Dezember recht häufig informiert. Sie treten auf, wenn feuchte Luftmassen über den Südkamm der Alpen nach Norden ziehen. Auf ihrer Luvseite bewirken sie große Niederschlagsmengen, auf der Leeseite hingegen trocknen sie aus und erwärmen sich und erzeugen im Alpenvorland einen aufgeheiterten Himmel mit relativ hohen Lufttemperaturen und geringer relativen Luftfeuchtigkeit in der bodennahen Luftschicht, bis zu 20°!
Es gibt eine katastrophale Witterung, die als "Christkind" bezeichnet wird (spanisch: El Nino") Es handelt sich dabei um eine etwa alle 7 Jahre auftretende Witterung vor der Küste Perus. Katastrophal deshalb, weil sie in dieser Region ein Fisch- und Vogelstreben verursacht. Sie tritt so um die Weihnachtszeit auf, wenn auf der Südhalbkugel Sommer ist.
Der Mistral
Im letzten Beitrag berichtete ich über die drei weltweiten globalen Windsysteme, die das Klima auf der Erde mitbestimmen, den Passat, die Westwinddrift und die Polarwinde. Nun gibt es natürlich noch eine große Menge lokaler Windsysteme, die sich rund um unseren Globus verteilen. Einer der bekanntesten lokalen Winde in Europa ist der Mistral. Wenn kalte schwere Luft von Nordosten und Norden her gegen die Alpen strömt, wird sie sich einen Weg zwischen den Hindernissen suchen. Vor allem wenn ein Hoch über Nordfrankreich die kalte Luft daran hindert, die Berge zu überströmen und wenn gleichzeitig noch die Saugwirkung eines Tiefs im Raume Genua einsetzt, gibt es für die Luft nur den Weg durch das Rhonetal. Dabei wirken die französischen Alpen und das Zentralmassiv wie ein Trichter. Die Luft wird beschleunigt und bläst mit Sturmstärke durch das Tal.
Der Mistral kann Orkanstärke und somit Windgeschwindigkeiten von über 120 km pro h erreichen. Auf der Autobahn von Lyon nach Marseille haben dann sowohl die PKW als auch Lastkraftwagen ihre Probleme. Manche wurden dabei schon von der Fahrbahn geweht. Der Mistral braust durch die Rhonemündung auf das Mittelmeer hinaus und hat als böiger Nordwind bis zu einer Entfernung von über 100 km von der Küste beim plötzlichen Einsetzen schon so manches Segelboot kentern lassen.
Im Schweizer Mittelland gibt es einen ähnlichen Wind bei ähnlicher Wetterlage. Er kommt kalt und trocken aus Nordosten und weht bis in die Gegend um Genf und die französischen Voralpen. Er wird Bise genannt. Ein dem Mistral vergleichbarer Wind ist der so genannte Vardarwind. Er bläst in Mazedonien und Griechenland, wenn ein Hoch über Mitteleuropa liegt. Von Skopje kommend zwängt sich der Vardar durch ein enges Tal nach Südosten. Danach öffnet er sich weit zur Ägäis bei Thessaloniki.
Die Windsysteme
Davon gibt es drei große, die das Klima prägen, auf unserem Planeten.
Zum einen wehen zwischen 30 Grad Breite und dem Äquator die so genannten Passate: Am Äquator erwärmte Luft steigt auf, fließt nach Norden oder Süden, kühlt sich dabei ab und strömt in Bodennähe zurück zum Äquator. Die Passate werden durch die Erdrotation, die sog. Corioliskraft, abgelenkt. Diese beschleunigt Bewegungen zu den Polen nach Osten und zum Äquator nach Westen. Daher wehen die Passate stets aus östlicher Richtung.
In den mittleren Breiten hingegen herrschen Winde aus dem Westen vor, mit denen sich Tiefdruckgebiete nach Osten verlagern.
Das dritte Luftdrucksystem befindet sich an den Polen. Von einem Hochdrucksystem über den Polkappen aus werden die abfließenden Luftmassen abgelenkt.
Über diesen drei Systemen blasen in großer Höhe starke Westwinde (Jetstreams). Sie gleichen große horizontale Druckdifferenzen an der Grenze zwischen Warm- und Kaltluftmassen aus.
Zu den weiteren wichtigen Klimafaktoren zählen wir die ozeanischen Strömungen sowie die Wolken und die Wärmestrahlung. Darüber vielleicht später einmal mehr.
Spätherbst
Wir befinden uns im Spätherbst, gekennzeichnet durch allgemeinen Laubfall, vor allem der Rosskastanie, und nun geht das Wintergetreide auf. Der Spätherbst beginnt Ende Oktober und erfasst normalerweise den gesamten November, reicht in günstigen Regionen bis Mitte Dezember.
Erst seit dem Ende des 18. Jahrhunderts beschäftigten sich Naturwissenschaftler mit Klima und Wetter. Als erstes verbannten sie manche Bauernregel als unwissenschaftlichen Aberglauben. Doch trotz aller computergestützten Wettervorhersagen ist auch heute noch keine hundertprozentige Sicherheit zu erreichen. Wir stehen nun der Wetterwissenschaft gelassener gegenüber, so dass wir die alten Wettersprüche gern zur Kenntnis nehmen und mit der wissenschaftlichen Prognose vergleichen. Und solch ein Spruch lautet z.B. für den St. Martinstag:
"Wenn um Martini Nebel sind,
so wird der Winter meist gelind.
Zieht die Spinne ins Gemach,
kommt ihr gleich der Winter nach.
Hecken die Hühner in den Ecken,
kommt der Winter mit Frost und Schrecken".
Die Sehnsucht nach Wärme und Sonne ist offensichtlich nicht nur eine Erfindung der Tourismus-Industrie. Schon seit Jahrhunderten freuen sich die Menschen über den "Altweibersommer" oder einen "goldenen Oktober". Doch mit dem November bricht unweigerlich die kalte Jahreszeit an.
"Wenn der Winter vor Allerheiligen (1.11.) nicht kommt, kommt er nicht vor Martini (11.11.)"
Neben "Altweibersommer" und "goldenem Oktober" hat eine weitere Schönwetter-Periode einen eigenen Namen erhalten: Im Zeitraum Anfang November können sich dann häufiger Hochdruckgebiete über Europa halten und für Sonnenschein sorgen. Dieser Zeitraum wird deshalb auch als "Nachsommer" bezeichnet. Davon gab es diesmal einige Tage. Aber auch bei solch schönem Wetter ist es mit Temperaturen unterhalb von 10 Grad auf jeden Fall kalt, da es in den meist klaren Nächten stark abkühlt.
"Ist Martini (11.11.) klar mit Sonnenschein, bricht bald ein kalter Winter herein. - Hat Martini einen weißen Bart, wird der Winter hart." - Für diese Regel konnten die Meteorologen keine Bestätigung finden: Es lassen sich von der Wetterlage am 11. November keine Rückschlüsse auf den folgenden Winter ziehen, - bei dem Wetterdurcheinander auf Grund der Klimaerwärmung sowieso nicht mehr.
"Wie der Tag zu Kathrein (25.11.), wird der nächste Februar bzw. Neujahr sein." Diese Bauernregel hält der wissenschaftlichen Betrachtung - zumindest teilweise - stand: Ist es um den 25.11. zu trocken, wird mit hoher Wahrscheinlichkeit (über 80 Prozent!) auch der Februar zu trocken. Auch bei zuviel Feuchtigkeit um den 25.11. wird der Februar zu feucht.
"Friert im November zeitig das Wasser, wird's im Januar umso nasser." - Auf den ersten Blick ein wirklich grotesker Zusammenhang, den die mittelalterlichen Wetter-Weisen da aufgestellt haben. Aber tatsächlich bestätigen die langjährigen Wetteraufzeichnungen diese Regel: Je häufiger es Anfang November friert, desto mehr Regentage gibt es im Januar. Wenn es also zurzeit noch kälter werden sollte, wäre dies auf keinen Fall ein Hinweis auf einen kalten Winter, eher im Gegenteil. Und das mit einer erstaunlichen Treffergenauigkeit von rund 80 Prozent! Aber was das Wetter tatsächlich in der kommenden Wochen uns anzubieten hat, haben Sie ja zu Beginn eben gehört.
SCHAUER
In den Wettermeldungen der vergangenen Woche kam recht häufig der Begriff "Schauer" vor. Es wurde vom "Aprilwetter" im November gesprochen.
Drei Dinge sind für das Auftreten von Schauern notwendig:
1. eine instabile Luftschichtung,
2. ein Auslöser für Aufwärtsbewegungen der bodennahen Luftschicht und
3. ausreichende Luftfeuchtigkeit.
Wenn ein Luftpaket vom Boden her aus eigenem Antrieb in beträchtliche Höhen weiter aufsteigt, bezeichnet man die vorhandene Luftschichtung als instabil oder "labil". Wir benötigen also eine nach oben gerichtete Luftströmung, die große, solide Kumuluswolken anwachsen lässt, und zwar bis weit über die Frostgrenze hinaus. Solche Wolken entstehen zum Beispiel mit einsetzender Thermik in der warmen Jahreszeit. Sobald die über den Boden strömende kühle Luft von der Sonne erwärmt wird, - das wissen besonders die Segelflieger - setzt die Thermikentwicklung ein.
Diese Wolken entstehen aber auch durch das Einfließen von Höhenkaltluft, also ohne nennenswerte Erwärmung von unten. Dabei kann es am Boden relativ kalt sein, wie zum Beispiel im Winter. Es kommt dann nur darauf an, dass es in der Höhe wesentlich kälter ist als unten. So kann es auch in der kalten Jahreszeit Schauer und Gewitter geben. Es kommt also nur auf die Temperaturdifferenz zwischen Boden- und Höhenluft an. Und diese kann auch im Winter recht hoch sein, wenn zum Beispiel frische Polarluft eindringt. Eine Quelle für Thermik ist z.B. ein örtlich begrenztes Gebiet, das wärmer als seine Umgebung ist. Überall dort, wo der Boden dunkel und relativ trocken ist und die Sonneneinstrahlung nicht bis in größere Tiefen eindringen kann, ist eine Thermikauslösung möglich, denn dort steigt die Temperatur gegenüber derjenigen der Umgebung.
Bei der Entwicklung einer Schauerwolke ist es nun so, dass die Luft erst einmal trocken aufsteigt und sich dabei um ca. 1 Grad C je 100 m abkühlt. Wenn diese dann den Taupunkt erreicht hat, steigt sie mit Feuchte gesättigt - erst jetzt als Wolke erkennbar - weiter auf, kühlt sich jedoch, weil Kondensationswärme frei wird, nur noch um 0,65 Grad je 100 m ab. Sie wird also beim Aufsteigen dann nur langsamer kälter als vorher. Sie steigt so lange weiter auf, bis sie die gleiche Temperatur durch Abkühlung erreicht hat wie die Luft der Umgebung. Das kann z.B. im Bereich einer Inversion der Fall sein.
Das Temperaturprofil der Umgebungsluft, das sich übrigens von Tag zu Tag, ja oft von Stunde zu Stunde ändert, entscheidet darüber, wie mächtig die Haufenwolke anwächst und ob daraus letztendlich Niederschlag fällt. Fehlen z.B. Inversionen, dann bleibt ein aufsteigendes Wolkenpaket recht lange wärmer als seine Umgebung und wird weiter immer größere Höhen erklimmen, recht oft Höhen von 6000 m bis hinauf zu ca. 10 000 m im Sommer! Aus einem derart großen Wolkenberg, der bis in große Höhen kalt ist - wie z.B. bei maritimer Polarluft - werden sich Schauer entwickeln. Die polare Meeresluft besitzt nämlich genügend Feuchtigkeit, um die Kondensation beim Vorstoß der Luft in große Höhen voran zu treiben.
Natürlich muss die Luft zum Ausgleich in der Umgebung einer solchen Schauerwolke absinken. Absinkende Luft bewirkt aber eine Inversion in der Höhe, denn beim Absinken erwärmt sich die Luft um ca. 1 Grad je 100 m, wird also - auf gleiche Höhe bezogen - wärmer als diejenige in der Wolke. Dabei verdunstet die Feuchtigkeit und der Himmel klart auf, so dass die Sonne kurzfristig durchkommt. Das ist der Grund für das so genannte "Aprilwetter", da im April derartige Wetterbedingungen sehr häufig auftreten. An jenen Inversionen hört ein neuer Aufstieg von Luft auf. Deshalb treten manchmal bei intensiver Schauertätigkeit auch kurzfristig wechselnde UKW-Bedingungen auf, eben wegen jener plötzlich sich bildenden engräumigen Absinkinversionen. Wenn die Wolken mächtig genug sind, um den Niederschlagsprozess in Gang zu setzen, fällt ein Regenschauer oder je nach Temperaturverhältnissen ein Graupelschauer. Falls nicht, entstehen nur Kumuli (Haufenwolken) ohne Regen.
Das Thema der Regenschauer ist damit noch längst nicht erschöpft. Vielleicht bald einmal mehr dazu. Vielleicht im Schauermonat April.
Verschiedene Nebel
In dieser Jahreszeit tritt Nebel statistisch recht häufig auf. Doch Nebel ist noch längst nicht gleich Nebel. Allgemein für jede Form von Nebel gilt: Die Luft ist manchmal mit Feuchtigkeit übersättigt, so dass der Wasserdampf bei vertikaler Durchmischung durch leichten Wind darin spontan zu feinen Tröpfchen kondensiert. Die Wasserpartikel sind etwas kleiner als die beim feinsten Nieselregen und damit leicht genug, um in der Luft zu schweben. Jene Übersättigung feuchter Luft kann jedoch mehrere verschiedene Ursachen haben.
Man unterscheidet etwa fünf verschiedene Nebelarten. Da gibt es zunächst den "Strahlungsnebel". Er entsteht dadurch, dass der Boden stark abkühlt, weil er seine Wärme ausstrahlt. Die aufliegenden Luftschichten geben nun ihre Wärme an den Boden ab und kühlen dabei bis zum Taupunkt ab. Jener Nebel entsteht nur bei sehr schwachem Wind bei klarem Himmel in der Nacht. Hauptentstehungszeiten sind Herbst und Frühjahr. Bei Windstille kommt es oft nur zu Tau-, bzw. Reifbildung. Darüber habe ich am vergangenen Sonntag ausführlicher berichtet.
Als eine weitere Nebelart gilt der "Advektionsnebel". Er wird dadurch hervorgerufen, dass sich eine Luftmasse durch das Überstreichen eines kühlen Untergrundes stark abkühlt. Er tritt vor allem im Winter auf, wenn warme und feuchte Luft ihre Wärmeenergie durch Turbulenz und Strahlung auf den kälteren Boden überträgt. Dazu gehört aber auch der "Böschungsnebel", der häufig an Berghängen entsteht, wenn warme Luftströmungen der Geländeform folgen und schließlich eine Höhe erreichen, wo sie wegen kalter Oberflächen oder kalter Umgebungsluft kondensieren müssen. Dies geschieht z.B. in den Ebenen des Mittleren Westens der USA, wo feuchter Wind vom Golf von Mexiko am Fuß der Rocky Mountains aufsteigt, aber auch in den Küstengebieten, wo feuchte Meeresluft an Berghängen nach oben gedrückt wird.
Eine weitere Art von Nebel ist der "Mischungsnebel". Feuchte, wärmere Luft strömt in kühle Luft hinein und mischt sich mit ihr. Jene Nebelart kann zu allen Jahreszeiten auftreten, vornehmlich in Küstennähe, wenn die Regentropfen einer Warmfront in eine kältere Luft hinein verdunsten.
Ein weiteres Nebelphänomen ist der See- oder Flussnebel. Er bildet sich über Wasserflächen, die wärmer als die umgebende Luft sind.
Die 5. Art von Nebel in dieser Reihe nennt man Hochnebel. Er bildet sich bei Inversionslagen und besitzt meist eine deutlich sichtbare Untergrenze. Jene liegt oft nur wenige 100 Meter über dem Erdboden.
Strahlungs- und Hochnebel kommen bei uns am Niederrhein am häufigsten vor. In sehr kalter Luft kondensiert Wasserdampf oft direkt zu Eiskristallen, also zu Eisnebel.
Wenn auch die Nebel von London und San Francisco eine gewisse Berühmtheit erlangt haben, so tritt Nebel doch an anderen Orten noch häufiger auf. Die nebligste Stelle der Erde ist wahrscheinlich Cape Race an der Südostecke Neufundlands. Dort ist der Blick auf den Atlantik an durchschnittlich 158 Tagen im Jahr verhüllt.
Der Nebel hat viele Maler, Dichter und Komponisten zu künstlerischen Schaffensprozessen angeregt. So trägt z.B. der 2. Satz in Peter Tschaikowskys 1. Sinfonie den Titel "Land der Öde, Land des Nebels." Es lohnt, sich jene Tonmalerei einmal anzuhören.
Sehr große Berühmtheit hat auch Hermann Hesses Gedicht "Im Nebel" erlangt:
"Seltsam, im Nebel zu wandern!
Einsam ist jeder Busch und Stein,
Kein Baum sieht den andern,
Jeder ist allein.
Voll Freunden war mir die Welt,
Als noch mein Leben licht war;
Nun, da der Nebel fällt,
Ist keiner mehr sichtbar.
Wahrlich, keiner ist weise,
Der nicht das Dunkel kennt,
Das unentrinnbar und leise
Von allen ihn trennt.
Seltsam, im Nebel zu wandern!
Leben ist Einsamsein.
Kein Mensch kennt den andern,
Jeder ist allein."
Tau und Reif
Es ist allgemein bekannt, dass die Temperaturen in einer klaren Nacht oftmals recht stark absinken. Wie kommt das eigentlich?
Nicht nur die Sonne, sondern jeder stoffliche Körper - also auch die Erde und die Luft - sendet eine ausschließlich von seiner Temperatur abhängige Strahlung aus. Diese so genannte "Emission" ist umso stärker, je höher die Temperatur des Körpers ist. Dabei verschiebt sich mit zunehmender Strahlung das Spektrum weiter zu kürzeren, energiereicheren Wellenlängen.
Nun ist es aber so, dass ein Körper nicht nur selbst Wärme ausstrahlt, sondern auch selbst in bestimmten Wellenlängenbereichen Wärme empfängt (absorbiert). So absorbieren die Erdoberfläche und die Luft am Tage einen Großteil der einfallenden kurzwelligen Sonnenstrahlung. Der Betrag ist meist größer als der, der durch die Ausstrahlung nachts wieder abgegeben wird. Nach Sonnenuntergang fällt der Anteil der Sonnenstrahlung natürlich weg. So kann sich die Erde mit der sie umgebenden Luft zunehmend abkühlen.
Die Luft ist ja ein Gemisch verschiedener Gase. Der überwiegende Teil ist Stickstoff. In diesem Gemisch werden Strahlungen verschiedener Längenbereiche aufgenommen. Dazu gehören auch die bekannten Treibhausgase, also das Kohlendioxid, das Methan und der ebenfalls unsichtbare Wasserdampf. Diese Gase "verschlucken" die von der Erdoberfläche ausgesandten Wärmestrahlen (Infrarot) recht stark.
Die Luft bleibt relativ warm, wenn ihr Wasserdampfanteil groß ist. Dann nämlich vermag sie die von der Erdoberfläche ausgestrahlte Wärmeenergie gut zu speichern. Wenn der Wasserdampf in Form von Wolken oder Nebel kondensiert, wenn sich also Wassertröpfchen bilden, wird die Wärmeausstrahlung noch viel stärker absorbiert als durch den gasförmigen, unsichtbaren Wasserdampf. Dann kühlt die Luft kaum aus.
Bei aufklarendem Himmel werden die Temperaturen nur dann drastisch zurückgehen, wenn die Luft trocken und der Himmel klar sind. In diesem Fall kann nämlich der Erdboden seine Wärme ungehindert ausstrahlen. Dabei werden Erdboden und die darüber liegende Luft spürbar kälter.
Es kann beim Erreichen des Taupunktes zu Nebelbildung, manchmal aber auch nur zu Tau- oder Reifbildung kommen. In früheren Zeiten erinnerten sich Bauern, die morgens zu ihrer Scheune gingen, wahrscheinlich an ein altes Sprichwort: "Wenn der Tau liegt auf dem Gras, macht es heut kein Regen nass, sieht man aber trock´ne Wiesen, wird es vor dem Abend gießen."
Fehlender oder vorhandener Tau ist zwar kein absolut sicheres Wetterzeichen, aber es spiegelt die Vorgänge in der Atmosphäre während der Nacht wider. Starker Tau bildet sich oft unter einem klaren Himmel, wenn der Verlust von Strahlungsenergie am Boden die Voraussetzungen für die Kondensation schafft. Bildet sich dagegen kein Tau, ist die Ursache oft eine Wolkendecke, die in der Nacht die Abkühlung des Bodens verhindert.
Tau entsteht wie Nebel, wenn feuchte Luft mit einer kalten Oberfläche in Berührung kommt. Nachts kühlt sich die Erdoberfläche ab, so dass die warme, feuchte Luft, die in seine Nähe kommt, ebenfalls Wärme verliert. Da die kalte Luft nicht soviel Wasser aufnehmen kann wie die warme, nimmt ihre Sättigung mit Wasserdampf immer stärker zu, bis schließlich der sog. "Taupunkt" erreicht ist, an dem sie keine weitere Feuchtigkeit mehr aufnehmen kann. Wenn kein Wind für eine senkrechte Durchmischung der Kaltluft und der warmen, gesättigten Luft sorgt, erfolgt die Kondensation nicht in der Luft - was Nebel erzeugen würde - sondern auf allen kalten Oberflächen, welche die Luft berührt. Wenn also die Wassermoleküle einen Grashalm oder das kalte Blech eines Autos berühren, kondensieren sie dort. So entstehen, zusammen mit der Eigenfeuchtigkeit der Pflanze, die uns bekannten Tautropfen, bei Temperaturen um den Gefrierpunkt sprechen wir von Reif.
Da Tau scheinbar aus der dünnen Luft entsteht und nur in kleinen Mengen vorkommt, hielt man ihn lange Zeit für eine Art himmlischen Nektar mit magischen oder verjüngenden Eigenschaften. Wenn man sich, vor allem im Mai, das Gesicht damit wusch, sollte das gut für den Teint sein. Als Getränk hielt man ihn ebenso gesund wie Lebertran, nur schmeckte er besser. Weiterhin - so habe ich in einem Sachbuch gefunden - soll sich der alte Kämpfer Oliver Cromwell ab und zu mit einem Schluck Morgentau gestärkt haben. Bei den Maifeiern im alten England wälzten sich angeblich junge Mädchen manchmal nackt im Morgentau, weil sie sich attraktiver machen wollten. Davon hört man nun schon lange nichts mehr. Vielleicht fühlten sich die Damen ja von der zunehmenden Anzahl der amtlichen Wetterfrösche gestört.
Es gab einmal Zeiten…
ohne Telefon, Autos und Internet, wobei man im Zeitalter der Postkutschen oft wochenlang auf die Antwort eines Briefes warten musste. Auch fehlten amtliche Wetterprognosen. Heute können wir unsere modernen Wetterpropheten auf Hunderten von Seiten im Internet aufrufen, wohingegen man sich früher auf eigene Wetterbeobachtungen oder die Aussagen der Bauern beziehen musste, wenn es um die Vorhersage der künftigen Wetterentwicklung ging. So waren unsere Vorfahren auf jeden Fall bessere Wetterbeobachter als wir es heute sind und nicht bloße Wetter- Konsumenten, bzw. Wetterkunden. Das zeigt sich zum Beispiel darin, dass viele der mannigfaltigen Bauernregeln heute noch weitgehend stimmen.
Beobachtete man zum Beispiel Frösche auf Stegen und Wegen, deutete dies auf baldigen Regen hin. Ihr Landgang war nämlich ein Zeichen für hohe Luftfeuchtigkeit und bald einsetzenden Niederschlag. Das galt vor allem dann, wenn auch noch Spinnen zu dieser Zeit vermehrt ihre Netze bauten. Und wenn die Insekten Gewitter spürten, schwirrten sie dicht über den Wiesen, was zur Folge hatte, dass die Schwalben für alle sichtbar tief flogen.
Auch die Pflanzen gaben deutliche Hinweise auf das zu erwartende Wetter. So deuteten nach unten geklappte Blätter des Sauerklees auf baldigen Regen. Ähnlich verhielten sich Tomaten-, Bohnen- und Gurkenblätter. Senkte der Mohn seine Köpfe, konnte man Sturm erwarten, wohingegen man bei weit geöffneten Anemonenblüten richtig schönes Wetter in Aussicht gestellt bekam.
Auch der Regenbogen hat bis heute Botschaften zu bieten, die auf das Wetter der kommenden Stunden hindeuten. Vormittags bildet sich der Regenbogen im Westen. Weht dazu ein Westwind, ist mit Regen zu rechnen, denn hierzulande kommen die meisten Winde aus westlichen Richtungen. Ein Regenbogen am Nachmittag bringt jedoch meistens besseres Wetter. Zu dieser Zeit steht der Regenbogen im Osten. Die dort angesiedelten Wolken ziehen meist ab oder fallen in den Abendstunden auf Grund nachlassender Thermik in sich zusammen.
Auch das Abendrot ist ein wichtiges Zeichen für meist gutes Wetter. Die Sonne geht ja im Westen unter und in unseren Breiten treiben die meisten Wolken von Westen heran. So ist ein blasses Abendrot meist ein Zeichen für schönes Wetter. Ein knallig roter Sonnenuntergang verheißt hingegen oftmals nichts Gutes. Denn dann ist die Luft sehr wasserhaltig. Regenwolken können sich leicht bilden. Bei einem feurigen Morgenrot sollte man auf jeden Fall den Schirm nicht vergessen. Denn von Westen her wird weiterhin sehr feuchte Luft erwartet.
Die Wolken selbst geben natürlich jede Menge Hinweise auf das zu erwartende Wetter. Jene Beobachtung ist jedoch schon schwieriger und man benötigt eine Menge Erfahrung. Allgemein bekannt ist wohl, dass Schäfchenwolken - die mittelhohen Altokumulusbällchen - meist gutes Wetter verheißen, wohingegen schmale Zirrusfetzen darauf hinweisen, dass es bald wettermäßig ungemütlich werden könnte. Aber auch in Zirren kann man sich - wie in Frauen - öfters mal irren. Wichtige Hinweise auf Schauer- und Regenbildung gibt die Tagesentwicklung der Haufenwolken, der Kumuli. Zu einer solchen Beurteilung benötigt man jedoch bereits eine detaillierte Kenntnis über Thermik, Inversion und Wolkenformen und deren Aussehen.
Aber auch ein blauer Himmel hat so seine Wettergeheimnisse. Hier ist es die Intensität des Blau- Tons, die etwas über die Wetterlage aussagt. Ein leuchtendes Hellblau ist die beste Prognose für bleibend schönes Sommerwetter. Ein milchiges Graublau zeigt eine hohe Luftfeuchtigkeit an. So sind die Aussichten dann eher trüb: Regen zieht bald auf. Ein auffallend dunkles Blau bringt oftmals neuen Regen. Meist ist vorher eine Kaltfront durchgezogen und die Luft ist dahinter besonders trübungsarm. Die so genannte "postfrontale Subsidenz", also absinkende Luftmassen hinter der Frontlinie, sorgen für das tiefe Himmelsblau und eine manchmal bis zu einigen Stunden andauernde Regenpause.
Es gibt natürlich noch viel mehr natürliche Hinweise auf das künftige Wetter, zum Beispiel sind auch Bäume und Winde bisweilen als Wetterpropheten zu verwenden.
Sie können also auch heute noch eine ganze Menge über das Wetter und seine Entwicklung erfahren, auch ohne die Medien und das Internet zu bemühen, so wie Sie auch heute noch einen handgeschriebenen Brief zur Post bringen können anstatt schnell mal eine E-Mail zu tippen, oder einfach mal zu Fuß gehen, statt das Fahrrad oder den Wagen zu benutzen. Dann werden Sie wahrscheinlich auch wieder zu einem besseren Wetterbeobachter und haben erst recht etwas davon, wenn Sie bei totalem Stromausfall auf Ihr Barometer schauen. Die Wetter- Messinstrumente habe ich in diesem Zusammenhang ja noch gar nicht erwähnt. Und das müssen nicht unbedingt Kiefernzapfen sein.
Schönen Sonntag und eine gute Woche!
Vy 73
Klaus, DL5EJ
Aufklaren
Es ist allgemein bekannt, dass die Temperaturen in einer klaren Nacht oftmals recht stark absinken. Wie kommt das eigentlich?
Nicht nur die Sonne, sondern jeder stoffliche Körper - also auch die Erde und die Luft - sendet eine ausschließlich von seiner Temperatur abhängige Strahlung aus. Diese sogenannte "Emission" ist um so stärker, je höher die Temperatur des Körpers ist. Dabei verschiebt sich mit zunehmender Strahlung das Spektrum weiter zu kürzeren, energiereicheren Wellenlängen.
Nun ist es aber so, dass ein Körper nicht nur selbst Wärme ausstrahlt, sondern auch selbst in bestimmten Wellenlängenbereichen Wärme empfängt (absorbiert). So absorbieren die Erdoberfläche und die Luft am Tage einen Großteil der einfallenden kurzwelligen Sonnenstrahlung. Der Betrag ist meist größer als der, der durch die Ausstrahlung nachts wieder abgegeben wird. Nach Sonnenuntergang fällt der Anteil der Sonnenstrahlung natürlich weg. So kann sich die Erde mit der sie umgebenden Luft zunehmend abkühlen.
Die Luft ist ja ein Gemisch verschiedener Gase. Der überwiegende Teil ist Stickstoff. In diesem Gemisch werden Strahlungen verschiedener Längenbereiche aufgenommen. Dazu gehören auch die bekannten Treibhausgase, also das Kohlendioxid, das Methan und der ebenfalls unsichtbare Wasserdampf. Diese Gase "verschlucken" die von der Erdoberfläche ausgesandten Wärmestrahlen (Infrarot) recht stark.
Die Luft bleibt relativ warm, wenn ihr Wasserdampfanteil groß ist. Dann nämlich vermag sie die von der Erdoberfläche ausgestrahlte Wärmeenergie gut zu speichern. Wenn der Wasserdampf in Form von Wolken oder Nebel kondensiert, wenn sich also Wassertröpfchen bilden, wird die Wärmeausstrahlung noch viel stärker absorbiert als durch den gasförmigen, unsichtbaren Wasserdampf. Dann kühlt die Luft kaum aus.
Bei aufklarendem Himmel werden die Temperaturen nur dann drastisch zurück gehen, wenn die Luft trocken und der Himmel klar sind. In diesem Fall kann nämlich der Erdboden seine Wärme ungehindert ausstrahlen. Dabei werden Erdboden und die darüber liegende Luft spürbar kälter. Die größte uns auf dieser Erde bekannte nächtliche Abkühlung erfolgt in den Wüstengebieten mit ihren extrem trockenen Luftmassen unter äußerst klarem Himmel.
In Deutschland treten die stärksten Nachtfröste meist bei winterlichen Hochdrucklagen auf, wenn aus Osteuropa trockene Kontinentalluft heran geführt wird. Besonders tief sinken die Temperaturen dann über Schneeflächen ab, da der Schnee als schlechter Wärmeleiter die Wärme des Erdbodens nicht durchlässt. Dadurch kann der Erdboden seine Wärme nicht abstrahlen, was zu besonders tiefen Temperaturen der Luft dicht über der Schneedecke führt.
Die Grenztemperatur der weiteren Abkühlung wird jedoch durch den "Taupunkt" der Luft bestimmt. Das ist die Temperatur, bei welcher der Wasserdampf der Luft zur Sättigung kommt, so dass Nebel oder Raureif entsteht. Unter diesen Taupunkt kann sich die Luft kaum noch abkühlen, da bei der Kondensation des Wasserdampfes Wärme an die Luft abgegeben wird.
Glätte
In den Wetterberichten taucht der Begriff der "Glätte" nun wieder vermehrt auf.
"Glätte" ist eine Sammelbezeichnung für meteorologische Erscheinungen, die durch Eisablagerungen am Erdbden oder an Gegenständen hervorgerufen werden. Hier muss man deutlich unterscheiden zwischen Eisglätte, Glatteis, Reifglätte und Schneeglätte.
Eisglätte entsteht dadurch, dass auf dem Erdboden bereits vorhandenes Wasser gefriert. Das kann z.B. gefrorenes Schmelzwasser einer Schnee- oder Eisdecke sein. Sehr häufig stellt sich Eisglätte ein, wenn nach einem Kälteeinbruch mit Regen beim nächtlichen Aufklaren die Temperatur am Erdboden den Gefrierpunkt unterschreitet. Man spricht dann auch von "gefrierender Nässe".
Glatteis wird durch gefrierenden Regen oder Sprühregen hervorgerufen. Reifglätte entsteht durch Bildung von Reif am Erdboden und Schneeglätte durch festgefahrenen oder festgetretenen Schnee.
Vorsicht also, wenn es bei sinkenden Temperaturen und nassen Straßen aufklart! Dann besteht die Gefahr von Eisglätte.
Vorsicht, wenn es bei Frosttemperaturen anstatt zu schneien, zu regnen beginnt. Dann kann es Glatteis geben.
Vorsicht, wenn die Straßen mit einem weißen Hauch überzogen sind. Dann ist die Gefahr vorhanden, dass sich Reifglätte bildet.
Zum Schluss ein Rätsel:
Es hat die gesamte Nacht geregnet und es regnet auch am Tage bei sinkenden Temperaturen weiter. Am Nachmittag geht der Regen in Schnee über und es schneit nun bis in die späten Abendstunden. Um Mitternacht gibt es die ersten Wolkenlücken und später klart der Himmel ganz auf. Welchen Namen hat die Glätte, mit der Sie nun rechnen müssen? Kreuzen Sie richtig an: Glatteis, Eisglätte, Reifglätte, Schneeglätte.
Jetstream
Warum halten sich eigentlich manche Wetterlagen so lange und wie kommt es zur bekannten Erhaltungstendenz des Wetters?
Daran sind die Wellen der westöstlichen Grundströmung der gemäßigten Breiten beteiligt, also die Höhenwinde. In den Subtropen reicht die warme, und somit dünnere Luft bis in Höhen von etwa 16 km, während im Subpolargebiet die gleiche Masse kalter, dichterer Luft sich nur bis in Höhen von 6 bis 10 km ausdehnt. Das hat entscheidenden Einfluß auf die globale Windzirkulation. In der Kaltluft nimmt nämlich der Druck mit der Höhe schneller ab als in der Warmluft. So entsteht in den Subtropen eine Art "Luftberg", von dem aus sich die Luft nach Norden in Bewegung setzt, ins "Lufttal" hinein. Die Luftmassen setzen sich also von den Subtropen aus nach Norden in Bewegung. Durch die Rotation der Erde wird jedoch aus dieser Bewegung bald ein Westwind, und zwar durch die ablenkende Kraft der Erddrehung, auch Corioliskraft genannt. Deshalb heißt der Bereich zwischen 30 und 60 Grad Breite auch die Westwindzone. Dies ist übrigens auch der Grund dafür, daß sich die Hoch- und Tiefdruckgebiete meist von Westen nähern und mit Vorzugsrichtung Ost weiterziehen.
Jene Westwinddrift wird jedoch gestört durch Turbulenzen in der Atmosphäre, wodurch sich - vor allem bei großen Windgeschwindigkeiten - horizontale Wellen ausbilden, die die Grundströmung des reinen Westwindes verändern. Solche Wellen können sehr langlebig und stationär sein. Und diese bestimmen die Großwetterlagen über den Kontinenten und Meeren. Auf der Höhenwetterkarte bemerken wir dann eine mäandrierende, mit ihrer Haupttendenz aber immer noch westöstlich verlaufende Hauptströmung.
Im Bereiche dieser Wellen dehnt sich einerseits der Warmluftberg der Subtropen nach Norden hin aus, andererseits schneidet die kalte Polarluft nach Süden hin Täler in die Welle ein. Ein Wellental ist als Tiefdrucktrog bekannt, ein Wellenberg als Hochdruckkeil. So entsteht in unseren Breiten rund um den Globus ein sich ständig änderndes Band von nach Süden ausgreifenden Trögen und nach Norden gerichteten Keilen. Dort, wo die kalte Luft die warme verdrängt, steigt der Luftdruck am Boden. Umgekehrt sinkt der Luftdruck in jenen Gebieten, in denen die Kaltluft von Warmluft ersetzt wird.
Die Höhenwinde innerhalb des mäandrierenden Bandes wehen recht stark und bilden oft regelrechte Windschläuche aus. Daher auch der Name Jetstream. Sie sind es nun, welche die Zugrichtung der Hoch-und Tiefdruckgebiete am Boden steuern. Bildet der Jetstream z.B. eine Welle von Island über die Nordsee hinweg, bis er über dem nördlichen Mittelmeer wieder nach Osten abbiegt, so liegen wir hier in Deutschland im Bereich eines Tiefdrucktroges, in dem maritime Polarluft nach Süden strömt. Mögen sich auch am Boden Hochkeile und Tiefausläufer abwechseln, an der Großwetterlage ändert sich im Wesentlichen nichts, solange der Jetstream seine Lage nicht ändert.
Nehmen wir jetzt die Funkersprache zur Erläuterung zu Hilfe. Die Großwetterlage ändert sich nicht, wenn sich über uns eine "stehende Welle" ausbildet. Unser Wetter ist deshalb manchmal so hartnäckig, weil die wellende Höhenströmung konstant bleibt und uns ständig dieselbe "Schulter" zeigt. Das Wetter müßte dann mal "QSY" machen, also eine andere Welle anbieten.
Verschiedene Nebel
Die Luft ist manchmal mit Feuchtigkeit übersättigt, so dass der Wasserdampf darin spontan zu feinen Tröpfchen kondensiert. Die Wasserpartikel sind etwas kleiner als die beim feinsten Nieselregen und damit leicht genug, um in der Luft zu schweben. Die Übersättigung feuchter Luft kann jedoch verschiedene Ursachen haben.
Man unterscheidet etwa fünf verschiedene Nebelarten. Da gibt es zunächst den "Strahlungsnebel". Er entsteht dadurch, dass der Boden stark abkühlt, weil er seine Wärme ausstrahlt. Die aufliegenden Luftschichten geben nun ihre Wärme an den Boden ab und kühlen dabei bis zum Taupunkt ab. Jener Nebel entsteht nur bei sehr schwachem Wind bei klarem Himmel in der Nacht. Hauptentstehungszeiten sind Herbst und Frühjahr.
Als eine weitere Nebelart gilt der "Advektionsnebel". Er wird dadurch hervor gerufen, dass sich eine Luftmasse durch das Überstreichen eines kühlen Untergrundes stark abkühlt. Er tritt vor allem im Winter auf, wenn warme und feuchte Luft ihre Wärmeenergie durch Turbulenz und Strahlung auf den kälteren Boden überträgt. Dazu gehört aber auch der "Böschungsnebel", der häufig an Berghängen entsteht, wenn warme Luftströmungen der Geländeform folgen und schließlich eine Höhe erreichen, wo sie wegen kalter Oberflächen oder kalter Umgebungsluft kondensieren müssen. Dies geschieht z.B. in den Ebenen des Mittleren Westens der USA, wo feuchter Wind vom Golf von Mexiko am Fuß der Rocky Mountains aufsteigt, und in den Küstengebieten, wo feuchte Meeresluft an Berghängen nach oben gedrückt wird.
Eine weitere Art von Nebel ist der "Mischungsnebel". Feuchte, wärmere Luft strömt in kühle Luft hinein und mischt sich mit ihr. Jene Nebelart kann zu allen Jahreszeiten auftreten, vornehmlich in Küstennähe, wenn die Regentropfen einer Warmfront in eine kältere Luft hinein verdunsten.
Ein weiteres Nebelphänomen ist der See- oder Flussnebel. Er bildet sich über Wasserflächen, die wärmer als die umgebende Luft sind.
Die 5. Art von Nebel in dieser Reihe nennt man Hochnebel. Er bildet sich bei Inversionslagen und besitzt meist eine deutlich sichtbare Untergrenze. Jene liegt oft nur wenige 100 Meter über dem Erdboden.
Strahlungs- und Hochnebel kommen bei uns am Niederrhein am häufigsten vor. In sehr kalter Luft kondensiert Wasserdampf oft direkt zu Eiskristallen, also zu Eisnebel.
Wenn auch die Nebel von London und San Francisco eine gewisse Berühmtheit erlangt haben, so tritt Nebel doch an anderen Orten noch häufiger auf. Die nebligste Stelle der Erde ist wahrscheinlich Cape Race an der Südostecke Neufundlands. Dort ist der Blick auf den Atlantik an durchschnittlich 158 Tagen im Jahr verhüllt.
Der Nebel hat viele Maler, Dichter und Komponisten zu künstlerischen Schaffensprozessen angeregt. So trägt z.B. der 2. Satz in Peter Tschaikowskys 1. Sinfonie den Titel "Land der Öde, Land des Nebels." Es lohnt sich bestimmt, diese Tonmalerei einmal zu hören.
Warum regnet es nicht aus jeder Wolke?
Sie kennen das schon längst: Regenschwere Wolken bedecken den Himmel, aber es fällt kein Tropfen Wasser heraus. Wann regnet es eigentlich aus einer Wolke? Zunächst einmal müssen wir uns klar machen, dass der Wasserdampf unsichtbar ist. Die Wolke besteht somit nicht aus Wasserdampf, sondern aus Schwaden, einer Ansammlung von unzählbar vielen kleinen Wassertröpfchen. Nur das kann man sehen. Der Schwaden besteht also aus Wasser. Solange die kleinen Wassertröpfchen nicht wachsen, schweben sie nur in der Luft. Warum sollte es dann regnen? Ganz wichtig ist es zu wissen, dass warmer Schwaden viel mehr Wasser enthält als kalter Schwaden. Schwaden von 25 Grad zum Beispiel enthält etwa 23 Gramm Wasser je Kubikmeter, Schwaden von 5 Grad hingegen nur 7 Gramm. Das Geheimnis des Regnens besteht darin, Bedingungen zu schaffen, dass sich der warme Schwaden abkühlen kann. Dann muss das überschüssige Wasser raus. Da beißt die Maus keinen Faden ab. Sie kennen das Phänomen von wasser- triefenden Wänden, Spiegeln oder Fenstern, wenn sich warmer Schwaden an kalten Flächen niederschlägt, zum Beispiel beim Warmduschen. In der Atmosphäre gibt es solche Flächen natürlich nicht, dafür nehmen jedoch die Temperaturen mit zunehmender Höhe drastisch ab, bis zu einem Grad je 100 Meter. Eine Wolke muss mit ihrem warmen Schwaden also aufsteigen, damit Wasser herauskommt. Regen ist also Wasserüberschuss von warmem Schwaden, der in kältere Regionen aufsteigt. Solange Wolken nur horizontal dahindümpeln, passiert nichts und Sie haben Ihren Regenschirm umsonst mitgeschleppt.
Goldener Oktober
In jedem Jahr dürfen wir im Herbst zwei Schönwetterperioden von mindestens drei Tagen erwarten. Das sind einmal der Altweibersommer Ende September und dann der sog. Goldene Oktober zur Monatsmitte. Ansonsten gestaltet sich das Wetter statistisch wechselhaft, es wird allmählich kälter, es regnet recht oft und die Winde melden sich zurück. Jene Witterung über Deutschland ist wie ein Puzzleteil eingelagert in das globale Wettergeschehen auf der nördlichen Erdhalbkugel zwischen dem Polarmeer und den Subtropen.
Infolge der abnehmenden Sonneneinstrahlung verschärfen sich die Temperaturgegensätze zwischen der Grenzzone des polaren Hochdruckgebietes und der wärmeren Luftmassen der gemäßigten Breiten. Im Bereich jener sog. Frontalzone strömen kalte polare Ostwinde und warme atlantische Westwinde gegeneinander und erzeugen Tiefdruckgebiete wie an einer Perlenschnur. Diese können uns recht nahe kommen, wenn sich in der Höhenströmung sog. Tröge ausbilden, die weit nach Süden ausgreifen. Die alternden tropischen Wirbelstürme aus den USA können das Wettergeschehen bei uns zusätzlich in dieser "negativen" Entwicklung beschleunigen, da sie mit ihrem Drehimpuls die zyklonale Grundstimmung (entgegen dem Uhrzeiger) über dem Atlantik unterstützen. Sie rennen so zu sagen "offene Türen" ein. Wie kommt es aber zu den erwähnten Schönwetterlagen?
Das Azorenhoch hat meist noch im Herbst eine nach Norden ausgreifende Lage. In einer Zeit, in der die Temperaturgegensätze zwischen Land und Meer sich angleichen, schiebt es Ende September ziemlich regelmäßig einen Keil nach Mitteleuropa. Daraus entwickelt sich dann der "Altweibersommer". Ein zweiter Anlauf des Azorenhochs, jedoch meist schwächer als der erste, findet dann zur Oktobermitte statt. Wiederum schiebt sich ein Keil vom Atlantik nach Westeuropa vor. Trifft er dann auf ein Kontinentalhoch über Osteuropa, ist der "Goldene Oktober" perfekt, vorausgesetzt, dass sich die eben erwähnte Frontalzone an Aktivität zurückhält.
Doch im Gegensatz zum Altweibersommer kann sich das Wetter in den Niederungen schon recht herbstlich gestalten. Nebellagen sind dort wesentlich häufiger anzutreffen als im Bergland. Dies ist die Zeit der Inversionen und der markanten UKW-Überreichweiten, eine Zeit, in der die Kontinente "ausatmen", da der Luftdruck über ihnen höher ist als über den Meeren. Jeder Mensch kann ja auch nur dann ausatmen, wenn die Luft in seinen Lungen mengenmäßig groß genug ist und die Atmungsmuskeln aktiv werden, damit der Überdruck nach außen gelangen kann.
In diesem Zusammenhang ist der 14. Oktober ein Lostag. Es ist der Tag des heiligen Burkhard. Wenn an diesem Tag die Sonne scheint, sollen die Öchslegrade des Weines noch nachweislich ansteigen. So heißt es: "Gibt es zu St. Burkhard Sonnenschein, schüttet er Zucker in den Wein."
Hoffen wir darauf, dass es so kommt, nicht nur im Sinne der Winzer! Wir alle sind mit gutem Wetter in der vergangenen Zeit recht verwöhnt worden. Doch Gott ließ die Sonne über Wein- und Biertrinkern gleichermaßen scheinen. Dies ist natürlich in diesem Sinne kein Werturteil wie das etwa zwischen gut und böse.
Die Verdunstungsrate
Wir reden im Allgemeinen nur immer von ausbleibendem Regen oder von zu wenig oder zu viel Niederschlag. Es gibt jedoch einen Begriff, der bei unseren Überlegungen sehr vernachlässigt wird. Das ist die "Verdunstungsrate". In einem Sommerhalbjahr können z.B. von einer Grasoberfläche 250 bis 500 Liter Wasser je m² verdunsten, wenn es zwischendurch immer mal wieder genug geregnet hat. Die Höhe des Wasserentzuges durch Verdunstung hängt von der Lufttemperatur, von der Luftfeuchtigkeit, von der Sonnenscheindauer und in besonders großem Maße vom Wind ab. Natürlich spielt auch die Bodenbeschaffenheit eine wichtige Rolle dabei. Unwetterartige Regenfälle von 25 Liter pro m² und mehr in kurzer Zeit tragen hingegen höchstens fruchtbaren Boden ab und schädigen die Nutzpflanzen. Sie können den durch große Verdunstungsraten auftretenden Wassermangel keinesfalls ausgleichen. Es geht also mehr Wasser durch Verdunstung verloren als durch Niederschlag hinzukommt.
Es gibt nur eine Möglichkeit, ein Niederschlagsdefizit in kürzerer Zeit wieder auszugleichen. Das ist ein lang anhaltender und somit ergiebiger "Landregen", so wie er sich an breiten Warmfronten einstellt. Dieser tritt aber gerade in den Sommermonaten einfach zu selten auf. Unsere derzeitige Wetterlage hat sich zwar etwas auf Unbeständigkeit umgestellt, aber die Regenmengen sind noch immer zu unterschiedlich verteilt, regional zu gering und treten zu sporadisch auf, als dass damit örtliche Trockenheitsprobleme gleich beseitigt werden könnten. Außerdem bleibt es noch immer relativ warm und windig dabei, so dass die Verdunstungsrate recht hoch ist.
Mythos "Siebenschläfer"
Sieben Jünglinge - frisch "gebackene" Christen - flüchteten vor ihren Verfolgern im Jahre 251 in eine Höhle bei Ephesos und schliefen dort ein. Dort erwachten sie erst wieder am 27. Juni 446.
Was diese "sagenhafte" Erzählung über eine Christenverfolgung mit dem Wetter zwischen dem 27. Juni und dem 7. Juli (und auch noch mit der wochenlangen Witterung danach) zu tun hat, ist bis heute unklar.
Es gibt zum Glück aber eine meteorologische Deutung für die Siebenschläferregel. Wir haben den "Aberglauben" also gar nicht (mehr) nötig. Jene Interpretation bezieht sich auf die sog. "Frontalzone". Was ist damit gemeint?
In der um unseren Globus im Großen und Ganzen ununterbrochen wehenden Westwinddrift gibt es ein relativ schmales Band, in der warme Subtropikluft und kalte Polarluft ziemlich nahe aneinander stoßen. Im Bereich jener Zone - das ist die besagte mäandrierende "Frontalzone" - entstehen die nach Süden gerichteten Tiefdrucktröge und zum Ausgleich die nach Norden sich ausbeulenden Hochdruckkeile. Für unser Wetter in Mitteleuropa von großer Bedeutung sind das daraus resultierende Azorenhoch und als Gegenstück dazu das Islandtief. Zwischen diesen beiden Gebilden verläuft im Wesentlichen die Frontalzone, über welcher der sog. "Jetstream" weht, ein Starkwindband in der Höhe, welches die Zugbahn unserer Tief- und Hochdruckgebiete bestimmt.
Äußerst wichtig für die Meteorologen ist es zu wissen, wie weit jene Frontalzone nach Süden reicht. Je südlicher sie anzutreffen ist, desto unbeständiger ist das Wetter, und je weiter sie im Norden liegt, umso länger halten Schönwetterperioden. Zurzeit liegt diese aktuell recht weit südlich, fast schon über uns - vom Atlantik aus Westen kommend - und biegt erst über Osteuropa nach Norden ab. Daher rührt das von manchen Zeitgenossen als abartig bezeichnete Sommerwetter der vergangenen Woche.
Es ist nun so, dass die Lage der Frontalzone Ende Juni / Anfang Juli - und das ist ja die Zeit um den Siebenschläfertag - oftmals für eine längere Zeit ortsfest bleibt. Das kommt unter anderem daher, dass unsere Sonne nun ihren Höchststand am Wendekreis für etwa sieben Wochen unverändert beibehält. In den Jahren mit gutem Sommerwetter in Deutschland ist bei einer nördlicheren Lage der Frontalzone der Azorenhochkeil besonders stark ausgeprägt, so kräftig, dass daraus oftmals eine eigene Hochdruckzelle wird, die über Deutschland hinweg nach Osten wandert und sich mit dem osteuropäischen Kontinentalhoch verbindet. Immer dann können wir vorherrschend heiße und sonnige Sommer erleben. In den meisten Jahren - wie auch gerade jetzt - liegt die Frontalzone aber zu weit südlich. Immer dann fällt es den atlantischen Tiefdruckgebieten besonders leicht, ihren Einfluss nach Süden hin bis zu den Alpen auszudehnen. Dann entsteht die uns allen bekannte sehr wechselhafte und kühle sommerliche Witterung, das "verflixte Sommerwetter", wie Professor Haber es einmal ausdrückte, das man manchmal als "europäischen Sommermonsun" bezeichnet, obwohl das so nicht stimmt, da sich Wasser- und Landtemperaturen um jene Zeit bei uns ziemlich angeglichen haben.
Es gibt keinen Grund, uns über ein durchweg "normales" Sommerwetter zu beklagen, denn wir leben in Europa dort, wo lang anhaltende heiße und oftmals trockene Sommer einfach nicht an der Tagesordnung sind, wie z.B. im Raume der Subtropen. Die nach Norden gewanderte Subtropenzone beschert den Mittelmeerländern wie Spanien, Italien und Griechenland ihre meist sehr schönen Sommer. Wenn Sie also wirklich Sonnenferien haben wollen, dann kann ich Ihnen jetzt schon für das nächste Jahr Kreta, Rhodos, Sizilien, die Türkei oder Tunesien als recht zuverlässig empfehlen. Die beständige Hochdruckzone der Subtropen liegt nämlich dann mit einiger Sicherheit dort und eben nicht bei uns.
Regionale Unwetter
Es ist die Zeit von Mai bis Juli, in der Gewitter bei uns in Mitteleuropa am häufigsten auftreten. Die hoch reichenden Gewitterwolken, sog. "Cumulonimben", verdanken ihre Entstehung dem Aufsteigen von feuchter Warmluft bis in große Höhen. Dieser Vorgang ist unter dem Namen "Konvektion" bekannt. Diese Konvektion funktioniert natürlich im Sommer um die Zeit des Sonnenhöchststandes am besten. Dann brodelt die Luft oftmals wie die Suppe über einer heißen Herdplatte.
Nun können jedoch Intensität und horizontale Ausdehnung von Gewittern recht unterschiedlich sein. Ein kleines Gewitter hat eine Ausdehnung von ca. 10 km mal 10 km, also 100 qkm. Das ist eine sog. "single cell", eine einzelne Zelle. Ein großes Gewitter, ein sog. "supercell storm", bringt es schon auf ca. 2500 qkm, also eine Fläche von 50 km mal 50 km. Die kleinen Gewitter haben etwa eine Lebensdauer von 1 Stunde. Sie toben sich nur örtlich aus, da in der Höhe wenig Wind ist, der sie weiter führt und dynamisiert. Anders ist das bei den großen Gewitterzellen. Sie sind sehr dynamisch und können sich lange halten, z.B. vom Nachmittag bis in die Nacht. Diese "supercell-storms" bilden sich oft "klumpenweise" in einem räumlich ziemlich eng begrenzten Gebiet, wobei sich im Umland - obwohl der Wetterdienst auch für diese Region Gewitter vorhergesagt hat - überhaupt nichts tut (das ist oft glücklicherweise bei uns am Niederrhein der Fall, am Freitag war´s nicht so!).
Die gewittrigen "Superzellen" - und das sind die Unwetterschwerpunkte ! - entstehen bevorzugt an der warmen Ostflanke von trichterförmigen Höhentrögen (Tief-Vorderseite), weil nämlich dort die Luft hoch reichend angehoben wird und weil der Wind mit zunehmender Höhe sehr schnell stärker wird. Er dreht zudem gleichzeitig von Südost über Süd auf Südwest. Jene starke Windscherung begünstigt dramatisch die Entstehung von schweren Gewitterwolken. Die Superzellen backen dann manchmal zu einem sog. "cloud cluster" zusammen. Der heißt in der Fachsprache "MCC" (Mesoskaligner konvektiver Wolkenkomplex). Davon kann es bisweilen gleich zwei oder drei geben. Einer davon hat eine durchschnittliche Größe von 300 km mal 300 km, also 90 000 qkm. So ein Gebilde bringt meistens Unwetter mit Platzregen, Hagelschlag und Sturm. Die Lebensdauer beträgt durchweg einen halben Tag.
Welches Gebiet in Deutschland davon betroffen wird, hängt also von den erwähnten Faktoren ab. Einmal hat die Zugrichtung des Gewittertiefs großen Einfluss auf die Regionen, über denen die Unwetter niedergehen. Aber auch bevorzugte Entstehungsgebiete - das sind die Aufheizflächen am Boden - spielen eine Rolle, "Gewitterherde" genannt. Aufheizungszonen sind z.B. Hochflächen von Gebirgsmassiven oder Flussniederungen wie der Oberrheingraben oder die Kölner Bucht. Wenn also der Wetterbericht Unwetterwarnungen heraus gibt, dann nehmen Sie die Sache bitte ernst. Wenn es auch in Ihrem Gebiet wettermäßig friedlich ablaufen sollte, vielleicht nur mit ein paar Tropfen Regen, so kann es dennoch auf Grund der geschilderten Phänomene ein paar Kilometer weiter kräftig schütten, blitzen, hageln und stürmen. Für einen bestimmten Ort lassen sich jene Unwetter vorläufig weiterhin nicht voraussagen.
Rückblick Frühling 2009
Nach kaltem März frühsommerlich
Für die Meteorologen ging am 1. Juni der Frühling zu Ende. Den groben Witterungsverlauf geprägt haben in diesem Frühjahr ein nasskalter, teils spätwinterlicher März, dann der sehr rasche Übergang zu dem außergewöhnlich sonnigen und warmen April und schließlich ein wechselhafter Mai. Entsprechend kam es Anfang April zu einem markanten Wachstumsschub in der Natur, so wie man ihn in Mitteleuropa nur in einigen kontinental geprägten Jahren erlebt. Der April war außerdem im Nordosten Deutschlands sehr trocken, der Mai war dann besonders im Süden infolge zahlreicher Gewitterschauer nass.
Der Frühling 2009 zeigte sich mit einer durchschnittlichen Temperatur von knapp 10 Grad im Vergleich zum langjährigen Mittel um gut zwei Grad wärmer und gehörte damit zu den wärmsten Frühjahren seit dem Beginn der regelmäßigen Wetteraufzeichnungen. Diese bedeutungsvolle, positive Temperaturabweichung gegenüber dem Klimamittel lässt sich vor allem auf den ungewöhnlich warmen April zurückführen, der den so genannten "Aprilsommer" des Jahres 2007 teilweise sogar übertraf.
Zu den kältesten Tagen zählte ausgerechnet der kalendarische Frühlingsanfang, als es überall Nachtfrost gab und die Temperatur in Oberstdorf im Allgäu sogar bis minus 14,1 Grad sank. Außer Nachtfrösten gab es im März überdurchschnittlich viele Tage mit Schneefall. So wurde es selbst bis in die Täler der Mittelgebirge teilweise weiß, während die Schneedecke auf der Zugspitze die stattliche "Fünf-Meter-Marke" übertraf. Die ersten Tropentage (also mindestens 30 Grad warm) gab es am 25. Mai.
Die Niederschlagsverteilung fiel in diesem Frühjahr in Abhängigkeit von Zeit und geographischer Lage sehr unterschiedlich aus. Markant war die Trockenheit im Nordosten im April, als in den östlichen Bundesländern die höchste Waldbrand-Gefahrenstufe ausgerufen wurde. Deutlich mehr geregnet hat es dann wieder im Mai, so dass die Trockenheit im Nordosten Deutschlands endete. Die Niederschlagsschwerpunkte lagen aber weitgehend im Süden. In der Westhälfte Deutschlands war dagegen zumeist der März der nasseste Frühlingsmonat. Davon bekamen wir an Rhein und Ruhr allerdings nur wenig ab.
Das allgemeine Sonnenstundendefizit im März hat vor allem der sehr sonnige April kompensieren können. Besonders im Norden war auch der Mai sehr sonnig, so dass die Sonnenstundenanzahl an der Nordspitze Rügens sogar über 660 Stunden stieg. In den westlichen und südwestlichen Mittelgebirgen wurden meist etwas über 400 Sonnenstunden registriert, was dem Niveau der klimatologischen Durchschnittswerte entspricht.
"Wetterfrösche"
Da man mich bisweilen als "Wetterfrosch" des Distriktes bezeichnet, bietet sich die Frage an: Können Frösche wirklich das Wetter vorhersagen? Man sagt ja von Fröschen, die in einem Einmachglas mit Leiter gehalten werden, folgendes: Wenn die kräftig quaken, soll es Regen geben, und wenn sie die Leiter hochsteigen, wird das Wetter schön.
Diese Geschichte hat allerhöchstens nur einen wahren Kern, was das Klettern des Frosches angeht. Laubfrösche, die im gewässernahen Gebüsch leben, finden bei feuchter Witterung genügend Nahrung am Boden. Wenn es trockener ist, krabbeln die Insekten höher auf die Blätter und Gräser hinauf, und auch der Frosch muss dann höher hinaus, um sich seine Nahrung zu sichern. Aber so ist das Klettern lediglich ein Zeichen dafür, wie das Wetter ist und nicht, wie es einmal wird.
Für einen Frosch in einem Einmachglas ergibt dies wohl kaum einen Sinn. Wenn er die Leiter hinauf klettert, dann wahrscheinlich vor allem in der Hoffnung, seinem nicht artgerechten Gefängnis zu entkommen. Ich kenne keinen Wissenschaftler, der einen Zusammenhang zwischen Froschverhalten und der zukünftigen Wetterentwicklung festgestellt hat. Nicht nur die Abergläubischen unter Ihnen, sondern auch alle anderen dürfen mich aber weiterhin "Wetterfrosch" nennen. Dies ist nach über dreißig Jahren Funkwetterbericht inzwischen sowieso schon ein "Gewohnheitsrecht" geworden. Ich gehe mal davon aus, dass niemand von Ihnen vermutet, ich würde mit einem Lodenmantel bekleidet in einem großen Einmachglas neben einer Leiter mein Dasein fristen. Denn auch "die Würde" eines Wetterfroschs "ist unantastbar".
Pfingstwetter - sehr beweglich
Das hängt mit Ostern zusammen, denn Pfingsten ist stets sieben Wochen (50 Tage) später. Der Ostertermin wird vom Mond bestimmt. Ostern fällt stets auf den ersten Sonntag nach dem Frühlingsvollmond, also dem Vollmond nach dem (von der Kirche festgesetzten) 21. März Null Uhr. Deshalb kann der Ostertermin zwischen dem 22. März und dem 24. April liegen. Somit kann Pfingsten in die Zeit zwischen dem 24. April und dem 12. Juni fallen. Der durchschnittliche Ostertermin ist der 9. April. Das entspräche dem durchschnittlichen Pfingsttermin, dem 28. Mai.
Da Pfingsten somit in den Zeitraum zwischen dem 24. April und dem 12. Juni fallen kann, ist unschwer einzusehen, dass es zu Pfingsten kein typisches Wetter gibt, welches sich auffallend oft jährlich wiederholt. In jenen Zeitraum fallen nämlich die Eisheiligen vom 11. bis 13. Mai. Dafür verantwortlich sind die "Kandidaten" Mamertus, Pankratius und Servatius.
Die "Eisheiligen" sind eine volkstümliche Bezeichnung für bestimmte Tage im Mai, in denen Kaltlufteinbrüche in manchen Gegenden Frostschäden verursachen, da sie mit einer frostempfindlichen Vegetationsperiode zusammenfallen. Sie entstehen bei Nordlagen, die im Mai ihre größte Häufigkeit haben und Polarluft nach Mitteleuropa führen. Bei klarem Himmel in den Nächten kommt es dann zu einer markanten Wärmeausstrahlung.
Mitte Juni, somit dicht hinter dem Zeitraum für Pfingsten, tritt dann noch die so genannte "Schafskälte" auf. Hierbei handelt es sich um einen Kälteeinbruch von Nordwesten, der in den Gipfellagen der Mittelgebirge sogar zu einer dünnen Schneedecke führen kann. Jenes Ereignis ist natürlich für die gerade frisch geschorenen Schafe recht unangenehm. Sie fühlen sich dann wohl so ähnlich, als wenn wir in einem Kühlhaus unseren Pullover ausziehen müssten.
Die erwähnten Kälterückfälle, mit denen wir bisweilen auch gerade zu Pfingsten in jedem Jahr rechnen müssen, haben ihre Ursache in Vorstößen kalter Meeresluft, die durch die bereits beträchtliche Erwärmung des Festlandes monsunartig "angesaugt" wird. Jene Wetterereignisse halten sich jedoch nicht streng an die erwähnten Lostage. Manchmal fallen sie sogar ganz aus oder treten nur in abgeschwächter Form auf.
Nebenbei gesagt, die Eisheiligen beginnen in Süddeutschland einen Tag später als hier bei uns, da die kalte Luft bis dorthin einen Tag länger unterwegs ist. Sie beginnen somit erst am 12. Mai mit Pankratius. Dann folgt einen Tag später Servatius. Am 15. Mai gibt es dann noch die kalte Sophie.
Das Wetter zu Pfingsten wird somit in jedem Jahr anders sein. Alles ist möglich, was Niederschläge, Wind und Temperaturen angeht. Das Wetter kann sich sommerlich, frühlingshaft, aber auch winterlich gebärden.
Luftelektrizität bei schönem und schlechtem Wetter
Gewitter gehörten immer schon zu den eindrucksvollsten Erscheinungen in unserer Atmosphäre. Benjamin Franklin wies 1752 elektrische Ladungen in den Gewitterwolken nach und im selben Jahr erkannte Lemonnier, dass auch in Schönwettergebieten ein elektrisches Feld in der Erdatmosphäre vorhanden ist. Zwischen der Erdoberfläche und den höheren Atmosphärenschichten bis zur Untergrenze des Ionosphäre (ca. 60 km Höhe) ist ein dauerndes elektrisches Feld vorhanden, dessen Feldlinien senkrecht zur Erdoberfläche stehen, während die Flächen gleicher Spannung (Potentialflächen) horizontal verlaufen. Der Spannungsunterschied je Höhenmeter, die sog. "Potentialdifferenz", nimmt mit der Höhe stark ab. Sie beträgt in Schönwettergebieten in Bodennähe im Durchschnitt 130 Volt/m, während sie in Schlechtwettergebieten (Gewitter) sehr groß werden kann, bis zu 450 000 Volt je Meter.
Luft ist zwar ein guter Isolator. Mit empfindlichen Messinstrumenten kann jedoch nachgewiesen werden, dass zwischen Atmosphäre und Erdoberfläche dauernd ein elektrischer Strom fließt. Dieser Strom wird durch leitfähige wandernde Luft-Ionen gebildet. Sie entstehen durch Herauslösung oder Anlagerung von Elektronen aus bzw. an elektrisch neutralen Atomen oder Molekülen. Diese Ionisierung wird von dem Erdboden aus durch radioaktive Strahlungen von Zerfallsprodukten des Radiums und Thoriums, von der Höhe aus durch die Höhenstrahlung hervorgerufen.
Die Hochatmosphäre bildet den Pluspol und die Erdoberfläche den Minuspol bei dem ständig zu beobachtenden Stromfluss in unserer Lufthülle. Wenn auch die dabei auftretenden Stromstärken in Schönwetterzonen verschwindend gering sind, würde es in kurzer Zeit zu einem Ausgleich der zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre bestehenden Potentialdifferenzen kommen, wenn nicht in den Schlechtwettergebieten, insbesondere in den Gewittern, ein Strom in umgekehrter Richtung von der Erdoberfläche zur Atmosphäre fließen würde.
Diesen Strom liefern die Blitze. Hierdurch wird das elektrische Feld der Erde dauernd aufrechterhalten.
Schließlich schätzt man die Zahl der täglichen Gewitter auf unserer Erde auf ca. 44 000. Da die Erdoberfläche in den Schönwettergebieten negativ, in den Schlechtwettergebieten positiv geladen ist, erscheint sie als ganzes neutral.
Wie kommt es nun, dass in den Schlechtwettergebieten, vor allem in Schauern und Gewittern, so große elektrische Entladungen auftreten? Es gibt zwar eine Reihe von Gewittertheorien, aber sie sind bis heute noch nicht befriedigend.
Eine der bekanntesten ist die Simpsonsche Gewittertheorie. Sie hat die sog. "Wasserfallelektrizität" als Grundlage. Danach trennen sich elektrische Ladungen bei Wassertropfen, die unter der Einwirkung turbulenter Luftströmungen zerreißen. Da hierbei die positiven Ladungen in den größeren, nach unten fallenden und die negativen Ladungen in den kleineren, durch den aufsteigenden Luftstrom nach oben getragenen Tropfen verbleiben, würden sich im oberen Teil der Wolke negative und im unteren Teil positive Ladungen ansammeln können. Nach neueren Erkenntnissen entstehen bei dem Zusammentreffen von unterkühlten Wassertröpfchen mit Eiskristallen und bei der dabei eintretenden Vergraupelung starke elektrische Entladungen auf.
Die Verteilungen der elektrischen Ladungen in einer Gewitterwolke sind inzwischen recht genau untersucht worden, wenn auch die Entstehung der Gewitterelektrizität noch immer nicht ausreichend erklärt werden kann. Danach sind negative Ladungen überwiegend im unteren Teil der Wolke bis zur Null-Grad-Grenze und positive Ladungen im oberen Teil der Wolke etwa oberhalb der -15° C - Isotherme konzentriert. Dazwischen ist die Wolke teils positiv, teils negativ geladen. Unterhalb der negativen Schicht an der Wolkenbasis ist meist ein eng begrenztes Gebiet positiver Ladungen an der Erdoberfläche vorhanden. Diesen gleichen die gefürchteten und für uns eigentlich wirklich gefährlichen Erdblitze aus, wenn der Blitz "einschlägt". In den Gewitterzonen gerät der normale luftelektrische Haushalt unserer Atmosphäre somit durcheinander. Die sich auf engstem Raume aufbauenden Gegensätze der Ladungen suchen einen Ausgleich, und dies geschieht nicht immer gleich durch die Blitze. Die Angelegenheit ist viel komplizierter.
Während die Luftelektrizität bei schönem Wetter nur kleine Werte besitzt, gerät sie in den
Schlechtwettergebieten,
vor allem in den Gewittern selbst, haushaltsmäßig völlig durcheinander, wird somit "unnormal".
Die sich dort auf engstem Raum aufbauenden Gegensätze der Ladungen suchen einen Ausgleich. Dies geschieht nicht, wie man meinen könnte, sogleich mit einer Blitzentladung, also mit einem "Kurzschluss". Nein, in der Nähe von Spitzen, die sich über das Gelände erheben (Kirchtürme, Mastspitzen, Blitzableiter usw.) werden die Potentialflächen des an sich schon starken elektrischen Feldes zusammen gedrängt, so dass die Luft-Ionen dort eine Beschleunigung erfahren und den sog. "Spitzenstrom" bilden. Diesen können Sie sogar in der Dunkelheit sehen in Form von sprühenden, bläulichen Büscheln oder Glimmentladungen, die man als "St. Elmsfeuer" bezeichnet.
Die Blitze sind die imposantesten Ausgleichsformen elektrischer Ladungen. Wir unterscheiden zwischen den Wolkenblitzen und den Erdblitzen. Man spricht von Wolkenblitzen, wenn der Spannungsausgleich zwischen den verschiedenen Ladungszentren der Gewitterwolke erfolgt. Erdblitze entstehen, wenn der Spannungsausgleich zwischen den Ladungszentren der Wolke und der Erdoberfläche stattfindet. Das sind die für uns wirklich gefährlichen.
Wenn Sie einen Blitz beobachten, so stellen Sie oftmals ein Flackern fest. Das kommt daher, dass der Blitz meist aus einer Aufeinanderfolge von mehreren Entladungen im gleichen Blitzkanal besteht. Der Blitzkanal bildet sich ruckartig von einem Ladungszentrum mit großen Feldstärken aus. Er wird in seiner Entstehung und in seinem Verlauf durch Ionisierungsprozesse der benachbarten Luft beeinflusst. Er hat einen Durchmesser von 10 - 50 cm. Er ist der Träger der "Vorentladung". Im Blitzkanal folgt nun die Hauptentladung, der weitere Entladungen folgen können - deshalb das Flackern. Dabei beträgt die Dauer einer einzelnen Entladung nur zwischen einer tausendstel und einer hundertstel Sekunde. Die Spannungsunterschiede können einige 100 Millionen Volt erreichen. Die Stromstärken bewegen sich zwischen 20 000 und 220 000 Ampere. Wegen der kurzen Dauer einer Blitzentladung ist die Energiebilanz dennoch verhältnismäßig gering.
Blitze sind nicht gleich Blitze. Der "Linienblitz" ist wohl die am häufigsten beobachtete Form des Blitzes. Bei Flächenblitzen handelt es sich um flächenhafte, an vielen Tropfen und Kristallen gleichzeitig auftretende Büschelentladungen. Wenn Linienblitze durch Wolken verdeckt sind, werden durch ihren Widerschein oft Flächenblitze vorgetäuscht. Verhältnismäßig selten treten Kugelblitze auf, deren Natur bis heute noch ziemlich unbekannt ist. Sie bestehen aus leuchtenden Kugeln, welche sich relativ langsam fortbewegen und die seltsamsten Wege einschlagen können. Nach einer Lebensdauer von einigen Sekunden bis zu einigen Minuten (!!) verschwinden sie entweder geräuschlos oder mit einem explosionsartigen Knall.
Und was ist mit dem Donner? In der Blitzbahn wir die Luft äußerst stark erhitzt und explosionsartig auseinandergetrieben. Danach stürzt sie wieder in das entstandene Vakuum zurück. Hinzu kommt, dass bei dieser extremen Funkenentladung das in der Luft vorhandene Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespaltet wird. Das so gebildete "Knallgas", wahrscheinlich in der Gesamtwirkung zu vernachlässigen, explodiert. Die Druckwellen dieser Erscheinungen sind als Donner bis zu einer Entfernung von 20 - 30 km hörbar.
Über das "Donnergrollen" habe ich bisher selten eine plausible Erklärung gefunden. Es soll angeblich dadurch entstehen, dass die Schallwellen an Wolken, Bergwänden und an der Erdoberfläche reflektiert werden. Meiner Meinung nach hat das länger anhaltende Poltern des Donners (Donnergrollen) jedoch folgende Ursache:
Der Schall breitet sich ja mit einer Geschwindigkeit von ca. 300 m pro Sekunde aus. Ein Wolkenblitz überstreicht - vom Beobachter aus gesehen - bisweilen einen Raum von mehreren Kilometern von ihm weg. Somit gelangen die Schallwellen, die der Blitz erzeugt, nacheinander aus unterschiedlichen Entfernungen zu ihm. Der Donner beginnt laut, das sind die Schallwellen aus dem Nahbereich. Der Donner wird leiser. Es gelangen die Schallwellen aus immer größer werdenden Entfernungen des Blitzkanals in das Ohr des Beobachters. Da die Blitze zudem oft weit verzweigt sind (Struktur eines Astes), ergeben sich die eigenartigsten Grollgeräusche des Donners. Sie alle aber haben ihre Ursachse vornehmlich in den Laufzeitunterschieden des Schalls in Bezug zum Beobachter.
Vom "Wetterleuchten" spricht man, wenn wegen der großen Entfernung des Gewitters die Blitze oder deren Widerschein wohl zu sehen sind (nachts!!), der Donner aber nicht oder kaum hörbar ist.
Blitze, wie Sie wissen, können erhebliche Schäden anrichten. Darüber habe ich in anderen Beiträgen berichtet, (www.darc.de/distrikte/l/html/wetter.htm) auch darüber, wie man sich bei einem Gewitter verhalten sollte.
Ein Blitzableiter "zieht" im Übrigen den Blitz nicht an. Er sorgt nur dafür, dass im "Ernstfall" die Elektrizität zu Boden geleitet wird, ohne Schaden anzurichten. Er leitet zudem Überproportionalitäten im luftelektrischen Feld sicher zur Erde ab. Deswegen erden wir ja auch unsere Antennen. Grundsätzlich richtet ein Erdblitz, und um den handelt es sich ja jetzt nur, Schäden dadurch an, dass er auf seinem Weg in die Erde einen Widerstand vorfindet. Auch nur im kleinsten Widerstand (Ohmsches Gesetz) erzeugt der Blitz bei Stromstärken von vielen tausend Ampere ernorme Wärmemengen. Dies ist die Ursache dafür, dass durch Blitzschlag Höfe und Häuser abbrennen können.
Es gibt die "kalten" und die "heißen" Blitzeinschläge. "Kalt" bedeutet soviel wie: Die Entladung war so kurz, dass deren Hitze nichts entflammen konnte. Die Entzündungstemperatur wurde nicht erreicht. Bei einem "heißen" Blitzeinschlag erfolgten mehrere Entladungen im gleichen Blitzkanal. Somit konnte die Entzündungstemperatur (von Dachlatten, Balken, Schaumstoff etc.) bisweilen sogar explosionsartig erreicht werden.
An dieser Stelle möchte ich noch einer Auffassung widersprechen, die besagt, dass der Blitz stets in die höheren Objekte seiner Umgebung einschlägt. Radio Eriwan passt hier: "Im Prinzip ja!" Aber, die Blitzbahn, der sie vorbereitende Blitzkanal, orientiert sich zunächst einmal an der Leitfähigkeit der Luft, die sie (er) auf dem Weg zur Erde vorfindet. So kann es manchmal vorkommen, dass ein Blitz ungeahnte Wege nimmt und nicht in den Kirchturm, sondern in ein tiefer gelegenes Objekt in der Nähe einschlägt. Der Blitz bleibt somit unberechenbar! Und gerade davor haben wir Angst. Jedoch bleibt dies sicher: Ein richtig installierter Blitzableiter schützt das gewählte Objekt. Immer! Am besten: Erdwiderstand gleich Null! Aber das ist selten ganz zu verwirklichen.
Vom "Aprilsommer" bis zur "Schafskälte"
In etwa fünf Wochen erreicht die Sonne bereits ihre diesjährige höchste Stellung im Tagesbogen, besser bekannt als "kalendarischer Sommeranfang". Unser Muttergestirn steht dann senkrecht über dem nördlichen Wendekreis.
Verbunden mit diesem Lauf am Himmel sind ständig weiterer Anstieg der Länge der Tageshelligkeit und damit Zunahme der Wärmeenergie, die wir als Strahlung von der Sonne erwarten können.
Unsere Atmosphäre, vor allem das Wasser, besitzt bezüglich ihrer Erwärmung jedoch eine beachtliche Trägheit. So lagern zum Beispiel über dem Subpolargebiet noch immer relativ kühle Luftmassen, vornehmlich über dem kalten Ozean, während sich in den Subtropen die Luft schon beachtlich erwärmen konnte. Somit braucht man sich nicht zu wundern, dass bei so genannten "meridionalen Wetterlagen" in diesen Tagen noch Warmluftvorstöße mit Kälteeinbrüchen abwechseln. Auffallend war ja auch die markante Luftmassengrenze zwischen "kalt" und "warm" quer durch Deutschland in der vergangenen Woche.
Konkret finden diese Wetterereignisse unter meteorologischen Begriffen wie "Aprilsommer" und "Eisheilige", bzw. "Schafskälte" ihre Bezeichnungen. Ebenso kommen jene Gesetzmäßigkeiten des Luftmassenaustausches im Mai und Juni in stark sich abwechselnden Wolkenarten zum Ausdruck. Bei Einbruch von Höhenkaltluft sind es die mächtigen Haufenwolken bis hin zum CB (Cumulonimbus), bei Warmluft- Advektion nehmen wir hingegen aufziehende Schichtbewölkung (Stratus) wahr.
Eine weitere Bestätigung des derzeitigen Witterungscharakters kann man bei den Nachttemperaturen ausmachen, die zwischen äußerst milden Werten bis 15 Grad und Nachtfrösten hin- und herpendeln können.
Erst gegen Ende Juni werden dann die eigentlichen meteorologischen Weichen für unser Sommerwetter gestellt. Die Tage um den Siebenschläfer lassen uns dann grob erahnen, wie unser Sommer werden wird.
Wir wissen alle, dass unser mitteleuropäischer Sommer in den meisten Fällen "Monsuncharakter" aufweist, was bedeutet, dass er durchweg feucht und kühl ausfällt, wobei diesen Witterungscharakter meist nur wenige heiße und trockene Tage unterbrechen. So war es jedenfalls früher vor der Klimaänderung.
Den Charakter des Sommers dieses Jahres jetzt schon vorherzusagen, traut sich niemand; er wäre ein Scharlatan. Erst nach dem Siebenschläfertag steigt das Eintreffen einer Prognose von 50 auf bis zu 70%. Aber selbst dann nimmt jeder seriöse Meteorologe seinen Mund noch nicht allzu voll, wenn er sich für eine mittel- bis längerfristige Vorhersage des Sommerwetters hinreißen lässt. Auch ich in meiner gewissen nichtamtlichen "Narrenfreiheit" neige eher nicht dazu, mich diesbezüglich aufs "Glatteis" führen zu lassen.
Wetter, Witterung, Klima und Singularität
Heute möchte ich einmal wichtige Begriffe aus der Wetterkunde erläutern, deren Bedeutungen meist nicht genau genug bekannt sind und die auch manchmal miteinander verwechselt werden.
Jeder Wetterablauf besteht ja aus raum-zeitlichen Zusammenhängen. Hier sind es drei Begriffe, die man auseinander halten muss. Der bekannteste ist natürlich der Begriff "Wetter" selbst.
Unter "Wetter" versteht man den physikalischen Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit.
Der zweite Begriff lautet "Witterung". "Witterung" beschreibt die Summe der Wettererscheinungen an einem Ort oder in einer Region über einen mehrtägigen Zeitraum.
Im Unterschied dazu versteht man unter "Klima" den durchschnittlichen Zustand der Witterung an einem bestimmten Ort oder in einer Region über einen vieljährigen Zeitraum, meist 30 Jahre oder mehr.
Soweit zu diesen drei wichtigen Grundbegriffen. Es gibt aber noch einen sehr wichtigen vierten, der schon öfters in meinen Berichten gefallen ist: "Singularität". Im Bereich der Westwinddrift, die ja in unserem mittel- und nordeuropäischen Raum den Wetterablauf in der überwiegenden Zeit des Jahres beherrscht, treten zu bestimmten Zeiten im Jahr sehr ähnliche Witterungen mit unterschiedlicher Häufigkeit auf. Solche häufig in bestimmten Wochen im Jahr wiederkehrenden Witterungsabschnitte bezeichnet man als Singularitäten. Jene sind nur statistisch zu begründen und liefern deshalb auch nur Wahrscheinlichkeitsaussagen, können daher als Prognose für einen bestimmten Fall nicht heran gezogen werden. Es handelt sich um kalendergebundene Witterungen, die oft mit den sog. "Bauernregeln" in einen Topf geworfen werden.
Ich will nun einmal eine Aufstellung dieser am häufigsten zitierten Singularitäten in Mitteleuropa vorstellen. In der ersten und zweiten Januarwoche treten häufig Stürme auf. Dabei ist es mild und regnerisch. Die 3. und 4. Januarwoche ist der sog. "Hochwinter" mit strenger Kälte. Hier werden häufig die tiefsten Temperaturen des Jahres gemessen. In der 2. Hälfte des Februars tritt oftmals der "Spätwinter" mit strenger Kälte auf. In der ersten Hälfte des März haben wir oft Kälterückfälle mit Schnee(Märzwinter). Weiterhin kennen Sie alle die Zeit der Eisheiligen vom 11. - 15. Mai, Kaltlufteinbrüche mit Spätfrösten.
Anfang Juni haben wir dann die "Schafskälte", einen späten Kälterückfall mit Bodenfrösten. Sehr gut bekannt sind auch die "Hundstage", eine hochsommerliche Witterung vom 23. Juli bis 23. August. Erste Herbststürme treten häufig im letzten Septemberdrittel auf und der "Altweibersommer" verwöhnt uns recht regelmäßig in der Zeit zwischen Ende September und Anfang Oktober. Dann können wir ruhiges, zu Nebel neigendes Hochdruckwetter genießen, ähnlich wie im "Goldenen Oktober".
Erste Kälteeinbrüche mit meist nur dünnen Schneedecken, den sog. "Frühwinter", erwarten wir dann Anfang bis etwa Mitte Dezember. Sehr regelmäßig (wer wüsste es nicht) kommt dann das "Weihnachtstauwetter" in der 3. bis 4. Dezemberwoche. Es handelt sich um eine milde Westwetterlage. Wer kennt nicht die schon fast sprichwörtliche "Neujahrskälte", einen Kälteeinbruch mit Schneedecke und z. T. strengem Frost um die Jahreswende?
Das waren also die am häufigsten genannten Singularitäten in Mitteleuropa, also kalendergebundene Witterungen. Darauf beziehen sich natürlich manche bekannten Bauernregeln, aber man sollte sie dennoch nicht mit den Singularitäten in einen Topf werfen. Bauerregeln basieren auf der vormals recht exakten Wetterbeobachtungsgabe unserer Vorfahren, die den meisten von uns heute abgeht, da wir einfach zu vielen anderen Ablenkungsmanövern unterliegen. Singularitäten entstehen durch zu bestimmten Jahreszeiten recht regelmäßig mit hoher Wahrscheinlichkeit wiederkehrende Luftdruckkonstellationen, wodurch bestimmte Wetterlagen zu mehr oder weniger kalendergebundenen Zeiten statistisch häufiger als eben nur zufällig auftreten. Im Zeichen des Klimawandels kann es künftig beträchtliche Abweichungen davon geben.
"April, April" !
"Wohl hundertmal schlägt das Wetter um, das ist des Aprils Privilegium". Gegensätzliche Wetterlagen wechseln in bunter Folge ab, Launenhaftigkeit gibt der Witterung dieses Monats das Gepräge. Hochdrucklagen kommen im April am wenigsten vor. Quer durch Mitteleuropa bildet sich häufig eine von Norden nach Süden verlaufende Tiefdruckrinne, auf deren Ostseite Luft aus südlichen Breiten nordwärts strömt, während auf der kalten Westseite grönländische Polarluft zuweilen bis in den Mittelmeerraum vordringt. Der April hat auch, neben dem März, die häufigsten Tage mit Starkwindböen. Andererseits hat er manchmal den sog. "Aprilsommer" zu bieten. Das treibt die Entwicklung der Blüten stark voran und kann zu unangenehmen Folgen für die Obsternte führen, wenn danach ein Kälterückfall erfolgt. So nennt man den April nicht zu Unrecht den "Eulenspiegel" der Monate. Wer kennt es nicht aus der Erinnerung: das so genannte "Aprilwetter" mit einem Mix aus Sonnenschein, Temperatursprüngen, Gewitterschauern mit Starkregengüssen, Graupel und Schnee? Das Aprilwetter über Deutschland scheint sich im Zuge des Klimawandels bereits sichtlich zu verändern. Erinnern Sie sich noch? Vor zwei Jahren hatten wir trockene Wetterverhältnisse mit fast täglichem vollem Sonnenschein. Einmal wurden 30 Grad erreicht. Es was unser eigentlicher "Sommer" 2007.
Rückblick April 2009
Mit Ausnahme des äußersten Westens und Südwestens war der Monat der wärmste April seit dem Beginn der regelmäßigen Wetteraufzeichnungen in Deutschland. Die Durchschnittstemperatur reichte meist von etwa 11 Grad in Küstennähe bis 14 Grad in den Tälern des Binnenlandes. Damit ergaben sich markante positive Abweichungen zum Klimamittel, die verbreitet zwischen vier und fünf Grad lagen. Neben einigen Sommertagen traten jedoch vor allem zum Monatsanfang und um den 24. April auch kalte Nächte mit Bodenfrost auf.
Abseits kalendarischer Einordnungen wurde das Kriterium für einen Sommertag, der über die Höchsttemperatur von mindestens 25,0 Grad definiert ist, vor allem an den Ostertagen, im nordostdeutschen Raum dann im letzten Monatsdrittel erfüllt. Anders als im vergleichbar warmen April 2007, als am Niederrhein 30,2 Grad erreicht wurden, gab es in diesem Monat keinen Tropentag mit mindestens 30,0 Grad. Am wärmsten wurde es am 15. April in Bendorf bei Koblenz mit 26,8 Grad, ehe am 27. April auch in der Hauptstadt ein Sommertag registriert wurde.
Nach dem schneereichen Februar und dem nasskalten März kam der Frühling mit Macht und sorgte für einen explosionsartigen Wachstumsschub bei der Vegetation. Am sonnigsten verlief der Monat im Nordosten, wo die Sonne vielerorts 300 bis 340 Stunden lang schien und damit auch bei der Sonnenscheindauer Rekorde gebrochen wurden. Ansonsten waren zwischen Rhein, Weser und Werra meist 200 bis 240 Stunden Sonne zu verbuchen. Diese Werte lagen zwar deutlich unter denen von April 2007, aber zumeist 20 bis 50 Prozent über dem langjährigen Mittel.
Dieser April ging nicht nur als sehr sonniger sondern insgesamt auch als trockener Frühlingsmonat in die Statistik ein. Am wenigsten geregnet hat es zwischen Elbe und Oder, wo dieser Monat beinahe ähnlich niederschlagsarm war wie der bislang trockenste April im Jahr 2007. Im nordostdeutschen Raum fielen meist nur 1 bis 10 Liter Regen pro Quadratmeter, das sind lediglich 5 bis 10 Prozent des langjährigen Mittels. Aber auch in der West- und Südhälfte konnten einige wenige Regentage das Niederschlagsdefizit vielerorts nicht mehr kompensieren.
Erneut also ein April ohne Kälterückfälle so wie es früher die Regel war. In der Presse las ich recht dramatische Ausführungen zum Klimawandel in Deutschland. Darin wird Nordrhein-Westfalen als "Verlierer des Klimawandels" bezeichnet, vor allem das Ruhrgebiet. Einzelheiten dazu finden Sie zum Beispiel in der Rheinischen Post von Mittwoch, dem 29. April 2009, auf der Seite A3 "Land & Leute".
Computermodelle
Zum Thema "Klimaerwärmung", die zum Teil von uns Menschen mit verursacht wird, gibt es immer wieder kritische Thesen. Eine davon befasst sich zum Beispiel mit den Computermodellen. Diese besäßen keine oder nur eine unzureichende Aussagekraft. Dieses Argument lässt sich nicht leicht entkräften, denn die Rechenergebnisse vom Anfang dieses Jahrhunderts sind ja heute noch nicht überprüfbar. Die Kritiker führen an, dass die Klimaforschung mit unsicheren Ergebnissen Politik und Gesellschaft veranlasse, Kosten verursachende Maßnahmen durchzuführen, die ihre Ziele verfehlen würden, wenn sich die berechneten Klimamodelle als Fehlprognosen erwiesen. Betrachten wir die Sache aber einmal nüchtern:
Natürlich spiegeln die Computermodelle die Zukunft nicht exakt wider, aber es handelt sich dabei auf keinen Fall um willkürlichen Unsinn ohne physikalische Grundlagen. Wir müssen lernen, mit derartigen Unsicherheiten umzugehen, denn jede Vorausschau und damit auch jede Strategie enthält gewisse Unwägbarkeiten. Das gilt ja auch zum Beispiel für die Prognose des Verlaufs der derzeitigen wirtschaftsbedingten Rezession. Die solide Forschung kann eigentlich nur so vorgehen, dass sie die Unsicherheiten so gering wie möglich hält. Das geschieht auch bei den aufgestellten Klimamodellen. Jene Klimamodellierung hat sich zum Beispiel bei der Rückrechnung (Klima- "Nachhersage") des Klimas recht gut bewährt. Daher gibt es eigentlich keinen Grund, die Modellergebnisse allesamt zu verwerfen. Bei den Interpretationen der Ergebnisse sollte man jedoch recht behutsam vorgehen. Ungenauigkeiten nehmen nämlich vor allem bei Rückschlüssen auf regionalere Prognosen zu.
Wir können einfach die Modellergebnisse nicht ignorieren und abwarten, was dereinst nach vielen Jahren tatsächlich mit unserer Erde passiert. Das wäre sehr unvernünftig und auch ethisch nicht vertretbar. Außerdem sind die Klimamodellierungen durch immer größere und schnellere Computer mit höheren Rechenleistungen in den letzten Jahren besser geworden. Hinzu kommt, dass niemand mehr bezweifelt, dass wir das Wetter mit unseren Treibhausgasen beeinflussen. Die Messungen belegen dies, nicht etwa Computerprognosen. Klimaveränderungen finden zurzeit ja bereits statt.
Es gibt noch einige andere kritische Thesen derjenigen Menschen, die unsere Klimaveränderung beschönigen wollen, zum Beispiel, dass eine wärmere Welt viele Vorteile bringen würde oder dass unsere Sonne alleiniger Verursacher der Klimaerwärmung ist. Man hört auch sehr oft, dass das Kohlendioxyd gar nicht so klimawirksam sein könne, da es anteilig in nur sehr geringen Mengen (etwa nur zu 0,038%) in unserer Atmosphäre vorkommt. Bei wissenschaftlicher Betrachtung sind jene Meinungen aber nicht stichhaltig. Ich weise in diesem Zusammenhang nur einmal darauf hin, dass unsere Atmosphäre zu 99 % aus den Gasen Stickstoff und Sauerstoff besteht, die nicht relevant für den Treibhauseffekt sind. Lediglich in dem verbleibenden 1 % können also solche Gase vorhanden sein, die den Treibhauseffekt bewirken. Den größten Anteil davon bildet der Wasserdampf, der in der Gesamterwärmung unserer Erde durch den Treibhauseffekt von 33 Grad über dem Normalwert von weltweit minus 18 Grad (Durchschnittwert der Erdtemperatur 15 Grad) allein für 21 Grad Temperaturerhöhung verantwortlich ist. Und auf den Wasserdampfgehalt unserer Erde hat der Mensch überhaupt keinen Einfluss, da dieses Gas ständigen Energieumwandlungen unterliegt, also keine nachhaltigen Wirkungen bezüglich einer Klimaveränderung aufweist.
Alle kritischen Thesen bedürfen somit einer ebenso kritischen wissenschaftlich begründeten Nachprüfung. Bei der großen Komplexität von Wetter und Klima können das nur studierte Fachwissenschaftler leisten. Und jene haben die schwere Aufgabe, ihre Ergebnisse dem Normalverbraucher verständlich zu machen. Dazu haben sie meist zu wenig Zeit und müssen ihre Stellungnahmen an Journalisten delegieren, die den Stoff dann meist so präsentieren, dass er überhaupt gelesen wird. So wird oft mit Schlagzeilen und emotionalisierenden Texten um die Leserschaft geworben. In jenem medialen Wettbewerb bleiben oftmals Einwände und auch unumstößliche Wahrheiten auf der Strecke.
März 2009
Der vergangene März hat sich bei allen Menschen, die sich nach Frühling sehnen und die leicht frieren, vor allem also bei Frauen, wenig beliebt gemacht. Nur bei zeitweiligem Föhn am Alpenrand und in den Rheinebenen erreichte das Thermometer bisweilen gerade mal 15 Grad C. In den anderen Gebieten kam hauptsächlich der Fön zum Trocknen der nassen Haare vermehrt zum Einsatz. Besonders nass war es im ersten und letzten Monatsdrittel und der Schnee konnte in den Hochlagen im Gegensatz zur arbeitenden Bevölkerung jeden Morgen erneut liegen bleiben. Die küstennahen Gebiete bekamen den größten Anteil an Sonnenstunden mit. Dies passiert dort häufig im Frühjahr, allerdings bei recht tiefen Wassertemperaturen zwischen 5 und 10 Grad. Insgesamt hielt sich der Lenzmond jedoch fast an das statistische Mittel von 4,9 Grad und schielte mit einem kleinen Defizit von 0,7 Grad in Richtung Ostermond, der versprach, es würde alles besser, was sich ja nun auch in der hinter uns liegenden Woche bewahrheitet hat. Kommen wir zum wärmsten Tag: Es war der 14. März mit 17,9 Grad in Nörvenich. Hingegen meldete Oberstdorf mit minus 14,1 Grad zu Beginn des kalendarischen Frühlings einen Minusrekord.
Den meisten Regen des Monats bekamen die Nordseiten der Mittelgebirge mit. Einen Rekord mit 180 Eimern Wasser auf einen Quadratmeter lieferte das Erzgebirge am Fichtelberg. Das ist das Doppelte gegenüber dem Normalfall. Ansonsten lagen die Monatssummen meist zwischen 50 und 80 Millimeter, also Liter pro qm². Phasen der Abtrocknung stellten sich um die Monatsmitte ein. Der Schnee hielt sich hartnäckig in den Hochlagen. Aber auch in den Niederungen sorgte am 7. März das Tief "Berthold" für eine weiße Überraschung.
Wie gesagt: Den meisten Sonnenschein gab es an der Nordseeküste. Dort waren es 100 Stunden gegenüber sonst 60 - 80. Ingesamt mussten wir landesweit auf 20 % des zu erwartenden direkten Sonnenlichtes verzichten. Wegen des wechselhaften Wetters hielten sich der Morgengesang der Vögel und der Vegetationsschub der Pflanzen zurück. So verschiebt sich die Blüte der Birke diesmal um bis zu zwei Wochen.
Celsius & Co.
Die Temperaturwerte geben wir im größten Teil der Welt in Grad Celsius an. Anders Celsius führte 1742 eine Temperaturskala ein, die zwei Fixpunkte besaß: den Siedepunkt des Wassers und den Schmelzpunkt des Eises. Dem Siedepunkt des Wassers gab er zunächst den Wert 0 Grad, dem Schmelzpunkt des Eises den Wert 100 Grad. ( ? ) Einfach so. Sie haben sich gerade nicht verhört. Es war nämlich Carl Linné, ein Mitarbeiter von Celsius und ein begeisterter Kopfständler, der jene Celsiusskala herumdrehte, so wie wir sie heute verwenden. Der Nullpunkt liegt bei der Temperatur des schmelzenden Eises und der Siedepunkt des Wassers bei 100 Grad.
Wie Sie wissen beträgt der Fundamentalabstand zwischen den beiden Fixpunkten 100 gleiche Teile. Das sind die Celsiusgrade. Die Differenz zweier benachbarter Teilstriche entspricht genau einem Grad Celsius, egal wie groß Ihr Thermometer ist. Die negativen Celsiusgrade stellen eine Erweiterung dar auf unter dem Gefrierpunkt des Wassers liegende Werte. Danach liegt der absolute Nullpunkt auf der Celsius-Skala bei minus 273,15 Grad C. Für Temperaturdifferenzen gilt 1 Grad C = 1 Kelvin (Kelvin).
Die Kelvin-Skala wurde von dem britischen Physiker William Lord Kelvin of Largs vorgeschlagen. Seine Überlegungen beruhten darauf, dass der absolute Nullpunkt dort liegen müsse, wo die mittlere Bewegungsenergie der Moleküle auf Null absinkt. Kelvins Temperatur-Skala beginnt also bei 0 Grad, dem absoluten Nullpunkt und wird als "absolute Temperaturskala" bezeichnet. Der Schmelzpunkt des Eises liegt demnach bei 273,15 Grad. Da können Sie mal sehen, wie "heiß" das Eis eigentlich noch ist.
1714 führte Fahrenheit aus Danzig eine Temperaturskala ein, die zwischen den Fixpunkten, dem Siedepunkt des Wassers bei 212 Grad Fahrenheit (F) und dem Schmelzpunkt des Eises bei 32 Grad F in 180 gleiche Teile unterteilt war. Die 180 hat mit der Kreiseinteilung zu tun. Eigentlich rechnet man hier mit 360 Graden, aber das war Fahrenheit dann doch zu viel. Das Kuriose: Der Nullpunkt der Fahrenheitskala entspricht der tiefsten, damals in Danzig, dem Geburtsort Fahrenheits, im Jahre 1709 gemessenen Temperatur von minus 17,78 Grad C, die später von Fahrenheit mit einer aus Wasser, Eis und Salmiak bestehenden Kältemischung nachgestellt wurde.
Als einen weiteren Fixpunkt setzte Fahrenheit die Körpertemperatur des Menschen mit 100 Grad F (37,8° C) an. Einer Temperaturdifferenz von 1 Grad C entspricht eine Temperaturdifferenz von 9/5 Grad Fahrenheit. Die Fahrenheitskala wird heute nur noch in den USA und in Großbritannien verwendet, wo sonst? In England gebe ich auch heute noch meine Körpergröße als 7,08 Inches an, und niemand nimmt daran Anstoß.
Es gibt zudem noch eine heute aus der Praxis so gut wie verschwundene Temperaturskala nach Reaumur. (Hat nichts mit Rheuma zu tun). Sie stammt aus dem Jahre 1730. Bei ihr beträgt der Abstand zwischen dem Siedepunkt des Wassers (80 Grad R) und dem Schmelzpunkt des Eises (0 Grad R) 80 gleiche Teile, Reaumur- Grade genannt. Einer Temperaturdifferenz von 1 Grad C entspricht eine Temperaturdifferenz von 4/5 Grad Reaumur. Man könnte dies heute als Seniorenthermometer einführen, da es etwas länger dauert, bis jeweils der nächste Temperaturstrich erreicht wird.
Soweit diese Erläuterungen zu den verschiedenen Temperaturskalen. Zum Schluss noch eine sehr leicht zu merkende Umrechnungsmöglichkeit beider Temperaturskalen:
Um Celsius in Fahrenheit umzurechnen, addiere man 40, multipliziere mit 1,8 und ziehe dann wieder 40 ab.
Um Fahrenheit in Celsius umzurechnen, addiere man 40, dividiere durch 1,8 und ziehe dann wieder 40 ab.
Diese sehr leicht zu merkende Umrechnung klappt deshalb, weil 40 Grad unter Null auf beiden Skalen die gleiche Temperatur bedeuten und ein Grad Celsius das 1,8fache eines Grades Fahrenheit beträgt. Probieren Sie´ s aus!
Als Fahrenheit sein auf Null geeichtes Thermometer in Eiswasser steckte, stieg es gemäß seiner Einteilung auf 32 Grad. Auch die normale Körpertemperatur des Menschen besitzt auf der Fahrenheitskala einen gut zu merkenden Wert: 100 Grad Fahrenheit = 37,7 Grad Celsius. Wenn Sie also mal aussprechen sollten: "Das bringt mich auf 100", dann hätten Sie nach Fahrenheit eine völlig normale Körpertemperatur.
Wie entsteht eigentlich eine Wettervorhersage?
Die Grundlage der meteorologischen Arbeit bilden sämtliche verfügbaren Wetterdaten. Hierzu zählen die Daten des sehr dichten Wetterstationsnetzes, Radar- und Blitzinformationen sowie Satellitenaufnahmen. Sie beschreiben den Zustand unserer Atmosphäre wie Temperatur, Windgeschwindigkeit und Feuchtigkeit unterschiedlicher Luftschichten.
Die Luftmasse selbst gehorcht den physikalischen Gesetzen der Thermo- und Strömungsdynamik. Damit ist es möglich, die Entwicklung des atmosphärischen Zustands mittels mathematischer Gleichungen zu beschreiben: Kennt man deren Lösung, so kennt man die bevorstehende Wetterentwicklung. Obwohl die strömungsbeschreibenden Gleichungen seit fast 200 Jahren bekannt sind, ist deren Lösung überaus komplex und aufwändig. Für eine mehrfach tägliche globale Vorhersage sind selbst die weltweit schnellsten Rechner viele Stunden beschäftigt.
Meteomedia zum Beispiel hat Zugriff auf die Ergebnisse von mehr als zwölf numerischen Wettermodellen, unter anderem die des europäischen (ECMWF), des englischen (UKMO/UKNA/UKNX) des amerikanischen (GFS/ETA/NOGAPS) und des deutschen Wetterdienstes (DWD).
Numerische Vorhersagemodelle stoßen aufgrund der Rechnerressourcen bei der Auflösung lokaler Wettererscheinungen aber schnell an ihre Grenzen. Mit Hilfe statistischer MOS- Verfahren ist es möglich, beispielsweise die Temperatur in kleinen Muldenlagen, lokale Windsysteme, Niederschlagsereignisse durch Staulagen oder die Sonnenscheindauer in Hanglagen wesentlich präziser vorherzusagen.
Meteomedia hat deshalb ein eigenes MOS- System entwickelt, das so genannte Punkt-Vorhersagen erlaubt. Dazu wird der statistische Zusammenhang zwischen dem Output eines "grobmaschigen" Wettervorhersage-Modells und den Daten einer Wetterstation ermittelt. Dies ermöglicht präzise Vorhersagen für die Stationen, deren Beobachtungsdaten vorliegen. Diese Vorhersagen werden mehrmals täglich für ca. 14.000 Stationen weltweit berechnet. Damit ist Meteomedia in der Lage, für jeden Ort eine Vorhersage zur Verfügung zu stellen.
Sämtliche Modelle unterscheiden sich in ihrer Auflösung und in ihren Eigenschaften. Meteorologen werten die relevanten Modelle aus und lassen Ihre langjährige Erfahrung in die Interpretation der zu erwartenden Wetterentwicklung einfließen.
Grundlagenforschung und produktorientierte Forschung sind wesentliche Bestandteile der täglichen Arbeit bei Meteomedia. Außerdem werden Produkte speziell nach individuellen Kundenbedürfnissen entwickelt. Im Meteomedia- Forschungsteam arbeiten Mathematiker, Physiker, Informatiker und natürlich Meteorologen.
Unwetterwarnungen - Ein unverzichtbarer Service
Schwere Stürme, heftige Gewitter und Überschwemmungen: Die wachsende Zahl extremer Wetterereignisse macht eine zuverlässige Früherkennung von Unwettern und rechtzeitige Veröffentlichung von Warnungen unverzichtbar.
Unwetter verursachen enorme Schäden. Mit Hilfe rechtzeitiger Warnungen können sie verhindert oder zumindest verringert werden - und nicht zuletzt retten rechtzeitige Warnungen vor Unwettern sogar Menschenleben.
Meteomedia hat auf die zunehmende Anzahl von Unwetterereignissen reagiert und betreibt eigene Unwetterzentralen in Deutschland und in der Schweiz. An 365 Tagen im Jahr beobachten die Unwetterexperten rund um die Uhr die (Un-)Wetterlage und warnen punktgenau vor Sturm/Orkan, Starkregen, Gewitter und Hagel, Glatteisregen und Starkschneefall.
Moderne Unwetter-Früherkennung
Wesentlicher Bestandteil des Unwetterwarnsystems ist das private Meteomedia- Messnetz, das allein in Deutschland und der Schweiz rund 700 Wetterstationen umfasst. In Kombination mit den weltweit führenden Wettermodellen und eigenen Prognoseverfahren bildet es eine einmalige Datengrundlage. Zusätzlich liefern hoch aufgelöste Radar-, Satelliten- und Blitzdaten einen detaillierten Überblick über die aktuelle (Un-)Wetterlage. Für kleinräumige Unwetter wie Gewitter wurde eine radarbasierte Spezialtechnologie entwickelt. Hinter den Warnungen stehen jedoch immer die Unwetterexperten persönlich.
Effizientes Warnsystem
Die Meteomedia- Unwetterzentralen warnen frühzeitig und präzise vor Sturm/Orkan, Starkregen, Gewitter und Hagel, Glatteisregen und Starkschneefall. Alle Warnungen werden für so genannte Naturräume ausgegeben - dies sind Räume gleicher (Un-)Wetterbedingungen. Die Veröffentlichung der Warnungen erfolgt bis zu 36 Stunden im Voraus. Ein optimal angepasstes, vierstufiges Warnkonzept informiert jeweils über die Art, die Stärke und den Verlauf der Unwetter. Durch das professionelle Warnsystem werden Betroffene individuell, frühzeitig und zuverlässig gewarnt.
Quelle: Meteomedia
Windrichtung und Schall
Wenn eine Kirchenglocke mit Rückenwind läutet, wird ihr Schall manchmal kilometerweit getragen. Wie schafft es eigentlich eine Luftströmung, die sich mit wenigen Metern pro Sekunde bewegt, Schallwellen zu "tragen", deren Geschwindigkeit immerhin etwa 330 Meter pro Sekunde beträgt? Es kann ja wohl nicht daran liegen, dass sich der Schall ein kleines Bisschen schneller als sonst ausbreitet.
Das Ganze hat etwas mit "Brechung" zu tun. Denn nicht nur Licht- und Funkwellen, sondern auch Schallwellen können gebrochen werden. Beim bekannten Echo werden sie sogar reflektiert. Normalerweise breitet sich der Schall von seiner Quelle geradlinig und kugelförmig aus. Bei Wind ändert sich aber genau das. Es liegt daran, dass die Windgeschwindigkeit in den unterschiedlichen Luftschichten nicht konstant ist. Meist nimmt sie von Boden aus nach oben hin zu. Das bedeutet, dass der Schall bei Rückenwind in der Höhe einen zusätzlichen Schub bekommt. Dadurch werden die Schallwellen gebrochen und ändern ihre Richtung - ähnlich wie Lichtstrahlen, die in ein anderes Medium mit höherer optischer Dichte eintreten.
Der Rückenwind sorgt dafür, dass die Schallwellen in der Höhe, die den Zuhörer sonst nicht erreichen würden, zum Boden hin abgelenkt werden. Sie können auf diese Weise sogar Hindernisse wie Mauern oder Häuser überwinden. Die entfernte Glocke klingt sehr laut.
Läutet die Glocke jedoch gegen den Wind, werden ihre Schallwellen vom Boden weg gebrochen und in Richtung Himmel geschickt. Der Schallpegel sinkt, es kann sogar ein Bereich entstehen, in dem gar nichts von dem Läuten zu hören ist, obwohl zwischen Kirchturm und dem Zuhörer kein Hindernis steht. In diesem Sinne "trägt" der Rückenwind den Schall tatsächlich.
Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass wir manchmal im Sommer den Donner eines weit entfernten Gewitters hören können, obwohl die Entfernung für jene Schallausbreitung viel zu weit ist. In diesem Fall gelangt der Schall ebenfalls durch Brechungen in der Luft aus der Höhe zu uns. Man hört dann jedoch nur ein dumpfes Grollen, da die hohen Frequenzanteile nicht so weit gelangen wie die tiefen. Diesen Effekt kennen Sie von der Stereoanlage Ihres Nachbarn. Hat diese die entsprechende Lautstärke, vernehmen sie durch die Wände vornehmlich nur noch die Bässe von Musik und Sprache.
Dies alles dürfen wir nicht mit dem Doppler- Effekt verwechseln. Seine Auswirkungen beziehen sich auf Schallquellen, die sich relativ zu uns bewegen. Wir erinnern uns: Bewegt sich eine Schallquelle von uns weg, werden die Wellenlängen auseinander gezogen. Der Ton wird tiefer. Bewegt sich eine Schallquelle auf uns zu, werden ihre Wellen gestaucht, also kürzer. Der Ton erscheint höher.
Schallwellen sind horizontale Dichteunterschiede im Medium Luft. Die Schallgeschwindigkeit wird durch die Luftdichte bestimmt. Schall breitet sich zum Beispiel in dem wesentlich dichteren Wasser viel schneller aus als in Luft. Besonders hoch ist die Schallgeschwindigkeit in Eisen. Wenn ein Indianer früher ein Ohr auf die Schienen legte, konnte er bereits viele Minuten vorher feststellen, ob sich ein Zug näherte. Ohne ein Medium der Übertragung gibt es keinen Schall. So ist es zum Beispiel auf unserem luftleeren Mond totenstill, auch wenn unmittelbar neben Ihnen jemand einen Schuss aus einem Gewehr abfeuert.
Tiefdruckgebiete sind immer mit schlechtem Wetter verbunden? Stimmt das?
Im Rahmen meiner Beiträge habe ich schon mehrmals erläutert, dass Hochdruckgebiete nicht immer schönes Wetter bedeuten. Vor allem im Winter können sich Inversionslagen mit Nebel und Sprühregen bilden. Bisweilen kommt auch ein unangenehm kalter Wind hinzu.
Bescheren uns nun Tiefdruckgebiete stets schlechtes Wetter? Was bedeutet eigentlich "schlecht" in Verbindung mit Wetter? Der Regen, den man bei einer Radtour nicht gerade angenehm findet, gefällt vielleicht dem Bauern. Fragen wir also lieber: Bringen Tiefdruckgebiete immer Niederschläge mit sich? Erinnern wir uns einmal daran, wie das Wettergeschehen beim Durchzug eines Tiefs abläuft:
Hohe Schleierwolken kündigen eine Warmfront an. Die nahende warme Luft gleitet zunächst in großer und sehr kalter Höhe großflächig auf die kältere, bereits vorhandene Luft auf, dabei kommt es zur Kondensation, wodurch jene Zirrus- Bewölkung aus Eiskristallen entsteht. Anschließend wachsen die Wolken immer mehr nach unten, werden also vertikal immer mächtiger und dichter, bis sich schließlich Nimbostratus- Bewölkung ausgebildet hat. Jene erzeugt den uns bekannten anhaltenden, gleichmäßigen "Landregen". Mit Durchgang der Warmfront hört der Regen dann auf und die Wolken beginnen aufzulockern. Es wird dann recht freundlich mit zeitweiligem Sonnenschein. Das Barometer ist bis zu diesem Zeitpunkt ständig weiter gefallen, verharrt aber nun eine Zeit lang auf dem zuletzt erreichten Wert. Der Wind hat auf Südwest gedreht.
Bis zum Eintreffen der Kaltfront ist das Wetter durchaus schön. Dann aber schiebt sich die kalte Luft wie eine Nase in die warme Luft, es kommt zur Labilisierung und es bilden sich Schauer oder Gewitter. Das Wolkenbild hat sich total verändert: Die typische Wolkenform ist nun der Cumulonimbus mit dem "Gewitteramboss". Diese Wolken treten allerdings nicht großflächig, sondern eher punktuell auf. Der Wind frischt auf und dreht auf West bis Nordwest. In Gewitternähe gibt es starke Böen. Es wird kälter. Der Luftdruck, der direkt vor der Kaltfront noch etwas fiel, steigt nun plötzlich an. Auf dem Barographen sieht man dann deutlich die sog. "Gewitternase". Anschließend folgt das typische Rückseitenwetter. Schauer und sonnige Zwischenphasen wechseln in rascher Folge einander ab. Ist die Atmosphäre dann gut durchmischt, stabilisiert sich das Wetter. Es klart auf und die Sonne scheint dann oft für mehrere Stunden von einem tief blauen Himmel herab. Der Meteorologe spricht dann von einer sog. "postfrontalen Subsidenz", hervorgerufen durch absinkende Luftmassen hinter derKaltfront.
Ein ideales Tief bringt also verschiedene Arten von Wetter mit sich. Meist beginnt es aber mit großflächigem ergiebigem Niederschlag, im Winter wie im Sommer. Dies gilt jedoch nur für unsere Breiten, in denen die Luft nicht zu heiß und zu trocken ist.
Das Wetter bei Durchzug eines Tiefs kann aber durchaus im sog. Warmsektor, also zwischen Warm- und Kaltfront, einigen Stunde recht schön sein, aber auch, nachdem die Kaltfront durchgezogen ist, in der postfrontalen Subsidenz. Außerdem treffen die Schauer einer Kaltfront nicht jeden gleichermaßen, da es sich um mehr punktuelle Ereignisse sehr unterschiedlicher Intensität handelt. Dennoch lautet die Antwort auf unsere Anfangsfrage in der Gesamtbilanz eines Tiefs: Für Mitteleuropa stimmt es.
Rückblick Februar 2009
Kaum Vorfrühling und viel Schnee
Der Februar 2009 war im Durchschnitt etwas kälter als im langjährigen Klimamittel bezeugt. Im Vorjahr traten hingegen einmal Höchsttemperaturen von 20 Grad auf. Doch in diesem Jahr wurde die 10-Grad-Marke nur vereinzelt überschritten. Außerdem war der Monat vor allem im Osten und Süden Deutschlands sehr schneereich. In den höheren Lagen der Mittelgebirge wuchs die Schneedecke auf 1 bis 1,5 Meter an. Bei den Niederschlägen gab es kaum Abweichungen zum Klimamittel, die Sonne machte sich dagegen ziemlich rar.
Im Süden und Osten des Landes war es generell kälter als im Klimamittel von 1961 bis 1990. Die größten Abweichungen mit 1 bis über 2,5 Grad gab es im äußersten Süden. Positive Abweichungen wurden in Norddeutschland vor allem in Nordseenähe registriert. Am kältesten war der 19. Februar mit minus 24,2 Grad in Oberstdorf. Nur leichte Frühlingsgefühle stellten sich bei 12 Grad plus am 10. Februar in Freiburg ein, bei Föhn am Alpenrand war es Anfang des Monats noch etwas milder. Zum Vergleich: Im Februar 2008 lagen die Temperaturspitzen bei 21 Grad!
Die monatlichen Niederschlagsmengen bewegten sich meist zwischen 30 und 60 Liter pro Quadratmeter und damit im Mittel knapp über den langjährigen Werten. Bedeutend mehr Regen und vor allem Schnee fiel an den Nordrändern der Mittelgebirge und am Alpenrand. So wurden auf dem Fichtelberg im Erzgebirge über 150, auf der Zugspitze sogar über 250 Liter pro Quadratmeter gemessen. Dort wuchs die Schneedecke auf knapp 4 Meter an. Durch die starken Schneefälle erhöhte sich die Lawinengefahr in den Alpen.
Im Vergleich zum sonnenscheinreichen Januar, wo Rekordwerte gemessen wurden, schien die Sonne im Februar recht selten. Mit rund 50 Stunden wurden etwa 30 Prozent weniger Sonnenstunden registriert als im Klimamittel. Teils nur die Hälfte des langjährigen Mittels gab es in Westdeutschland und im Norden. Die meisten Sonnenstunden konnte man im Süden Baden-Württembergs und in Bayern genießen.
Was drückt eigentlich beim Luftdruck?
Wir alle wissen, dass die Luft ein Gewicht hat, auch wenn wir sie nicht sehen können. Jenes Gewicht wird hauptsächlich durch Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle bestimmt. Jene Luftmoleküle sausen mit enormer Geschwindigkeit umher. Hier am Boden sind das etwa 1750 km/h. In jedem Kubikzentimeter sind rund 10 hoch 19 Luftmoleküle vorhanden, die mit jener hohen Geschwindigkeit herumrasen. Sie stoßen somit in dieser riesigen Zahl an jedes Hindernis. Und dieses Bombardement von Stößen erzeugt den Druck als Endergebnis. Dieser hängt von der Anzahl der Moleküle ab und von der Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegen.
Wenn wir Luft in einem festen Behälter erwärmen, steigt der Druck, weil die Moleküle schneller rasen. Kühlen wir die Luft ab, wird der Druck abnehmen. Wird bei gleicher Temperatur der Behälter verkleinert, steigt der Druck, da es nun mehr Moleküle pro Raumeinheit sind.
Die Luft um uns herum haben wir der Schwerkraft zu verdanken. Sie zieht alle Dinge, auch die Gase, in Richtung Erdmittelpunkt. Warum werden nicht alle Luftmoleküle am Erdboden wie ein Teppich zusammengepresst? Das verhindert eben der Luftdruck. Die einzelnen Luftmoleküle sausen ja in alle Richtungen, erzeugen dabei den Druck, und dieser wirkt daher auch in alle Richtungen, also auch nach oben und zu den Seiten. Der Luftdruck gleicht damit die Schwerkraft aus.
Allerdings hat die Schwerkraft doch noch eine besondere Auswirkung auf die Lufthülle unserer Erde: Hier am Erdboden werden die Luftmoleküle durch das Gewicht der anderen Moleküle darüber zusammengedrückt wie durch den Kolben einer Luftpumpe, und damit ist der Luftdruck über dem Erdboden am größten. In Meereshöhe beträgt der durchschnittliche Luftdruck 1013,25 hPa.
Steigen wir auf einen Berg, lassen wir einen beachtlichen Teil der Luft unter uns, wodurch das Gewicht der Luft über uns vermindert wird, weshalb natürlich auch der Luftdruck sinkt. Das geht sogar ziemlich schnell. Auf dem Feldberg im Schwarzwald zum Beispiel, der 1500 Meter hoch ist, beträgt der Luftdruck nur noch rund 850 hPa, und auf der 3000 Meter hohen Zugspitze nur noch 700 hPa. Auf dem 4807 Meter hohen Montblanc wären es sogar nur noch 550 hPa, das heißt, wir hätten dort bereits fast die Hälfte der Luft unter uns gelassen.
Damit wird klar, dass die Abnahme des Luftdrucks mit der Höhe nicht linear erfolgt. Die "Halbwertshöhe" des Luftdrucks am Boden liegt bereits bei 5,5 km. Dort beträgt der Luftdruck also nur noch 506,6 hPa, die Hälfte von 1013,25 hPa am Boden. In 11 km Höhe bleibt davon wieder nur die Hälfte übrig, also nur noch 253,3 hPa, etwa ein Viertel des Ausgangswertes am Boden. Vernachlässigt dabei habe ich die Lufttemperatur, die ja einen großen Einfluss auf die Luftdichte und somit den Luftdruck hat. Bereits in ungefähr 31 Kilometer Höhe hat der Luftdruck gegenüber dem am Boden um 99% abgenommen und in 50 Kilometer Höhe sind es 99,9%. Dort kann man bereits von weltraumähnlichen Bedingungen sprechen.
Da sich der Luftdruck mit der Höhe streng mathematisch ändert, kann jeder Pilot mit Hilfe des Luftdrucks seine Höhe messen. Doch dies wäre ein Thema für ein neues Kapitel.
Das soll´ s für heute gewesen sein. Sie hörten (oder lasen) den Funkwetterbericht von DL5EJ.
Schönen Sonntag und eine gute Woche!
Vy 73
Klaus
Ein Regenbogen im Winter?
Die Farben des Regenbogens entstehen, weil die unterschiedlichen Farben, aus denen das Sonnenlicht zusammengesetzt ist, an Wassertröpfchen unterschiedlich stark gebrochen werden - das rote Licht am wenigsten, das violette am stärksten. Der Bogen kommt zustande, wenn sich das Sonnenlicht in den Bogen zweimal bricht und zwischen den beiden Brechungen einmal gespiegelt wird - ein ziemlich kompliziertes optisches Phänomen, aber es ist immer so: Die Sonne steht im Rücken des Betrachters, und der Mittelpunkt des Bogens liegt exakt gegenüber auf der gedachten Himmelskugel, meist unter dem Horizont. Der Radius des Regenbogens beträgt immer 41 Grad. Wie viel von dem Bogen tatsächlich zu sehen ist, hängt vom Sonnenstand ab. Im Gebirge oder vom Flugzeug aus kann man manchmal einen vollständigen Regenbogenkreis sehen.
Der Regenbogen hat also keine absolute Position am Himmel, sondern jeder Beobachter sieht seinen eigenen Bogen - und natürlich kann er nicht zu dem Ort laufen, wo der Bogen die Erde trifft.
Bei sehr günstigen Bedingungen kann man manchmal zusätzlich zum Hauptregenbogen noch einen Nebenregenbogen sehen. Bei diesem wird das Licht im Inneren der Wassertröpfchen zweimal reflektiert, er liegt außerhalb des Hauptbogens und ist erheblich lichtschwächer. Außerdem ist bei ihm die Reihenfolge der Regenbogenfarben umgekehrt. Wir schließen also daraus: Der Durchmesser des Regenbogens ist immer gleich - wir sehen nur mal mehr oder weniger von ihm.
Der Regenbogen hat immer einen Radius von 41 Grad um den so genannten Sonnengegenpunkt - den meist unter dem Horizont liegenden Punkt, welcher der Sonne exakt gegenüber liegt. Das bedeutet aber auch: Sobald die Sonne höher als 41 Grad über dem Horizont steht, können wir nicht einmal mehr ein kleines Stückchen vom Regenbogen sehen.
In unseren Breiten steht aber im Sommer die Mittagssonne etwa 62 Grad über dem Horizont, und somit kann es keinen Regenbogen zur Mittagsstunde geben. Man sieht ihn dann nur am Vormittag und am Nachmittag. Im tiefsten Winter hingegen steigt die Sonne niemals höher als 16 Grad, und theoretisch ist ein Regenbogen den ganzen Tag über möglich. Allerdings gehört zu diesem Phänomen ja auch ein wolkenloser Himmel rund um die Sonne und ein kräftiger Regen in der gegenüberliegenden Himmelsrichtung - und diese Voraussetzungen sind in der kalten Jahreszeit sehr selten erfüllt. Dass es mittags keinen Regenbogen gibt, stimmt also nur für den Sommer.
Zum Regenbogen gehört ein kräftiger Sonnenschein, und deshalb kann es ihn nachts nicht geben? Es gibt doch noch eine zweite Lichtquelle am Himmel: den Mond. Von diesem gelangt zwar 470 000mal weniger Licht zu uns als von der Sonne, aber das reicht durchaus, um einen Regenbogen zu erzeugen. Caspar David Friedrich hat einen solchen Regenbogen 1810 auf einem Gemälde verewigt.
Weil der Mondregenbogen so lichtschwach ist, erscheint er unseren Augen meist nur als ein weißes Band am Himmel. Denn wir können bei schwachem Licht Farben kaum noch unterscheiden - denn auch für uns sind schließlich in der Nacht alle Katzen grau. In seiner vollen Pracht kann man den Mondregenbogen sehen, wenn man ihn mit einer langen Belichtungszeit fotografiert. Dann kann man feststellen: Er ist genauso groß wie der Sonnenregenbogen und er besteht aus denselben Farben. Nachts kann es also tatsächlich Regenbögen geben.
Bauernregeln
In meinen Funkwetterberichten habe ich schon häufig sog. "Bauernregeln" zitiert. Man kann durchaus sagen, dass diese Sprüche als Teil der Kulturgeschichte unseres Volkes bis auf den heutigen Tag von ihrer Faszination und Aktualität nichts eingebüßt haben. Jene Wetter- und Klimaregeln orientieren sich dabei an den vielfältigen Wetterzeichen wie Wind, Wolken und optischen Erscheinungen, die Vorboten einer bestimmten Wetterentwicklung sind. Mit solchen Regeln lässt sich in vielen Fällen eine recht gute Wetterabschätzung durchführen. Recht gute Wetterprognosen bis zu 6 Tagen mit einer Trefferquote von rund 75% leisten auch heute noch wie in früherer Zeit z.B. Schäfer und manche Landwirte.
Das ausgezeichnete Wissen unserer Vorfahren über das Klima ihrer Heimat kommt in den kalendergebundenen Klimaregeln zum Ausdruck. Auch wenn sich das Wetter nicht an ein bestimmtes Kalenderdatum hält, so gibt es doch in den einzelnen Monaten ganz charakteristische Wettererscheinungen, sog. "Singularitäten", wie die "Schafskälte" oder den "Altweibersommer" und das "Weihnachtstauwetter". Ohne jede Möglichkeiten einer quantitativen Messung wurden diese anerkannt und in Form der Klimaregeln von Generation zu Generation weitergegeben. Den jeweiligen "Lostag" darf man jedoch dabei nicht zu eng sehen. Er hatte in erster Linie einen Merkcharakter. Abweichungen von mehreren Tagen liegen in der Natur der Sache, teilweise auch in der gregorianischen Kalenderreform von Papst Gregor XIII. im Jahre 1582, die alle Termine um ca. 12 Tage nach hinten verschoben hat.
Was jene "Bauernregeln" z.B. für die kalte Jahreszeit bieten, möchte ich nun erläutern.
"Geht Barbara (4. Dezember) im Grünen, kommt das Christkind im Schnee." "Ist es an Weihnachten kalt, ist kurz der Winter, das Frühjahr kommt bald." "Ist es auf Weihnachten gelind, sich noch viel Kälte einfindet." "Dezember veränderlich und lind, der ganze Winter wird ein Kind."
Diese Bauernregeln besagen eigentlich nur: fällt der Dezember zu warm aus, so ist mit relativ großer Wahrscheinlichkeit (67%) auch ein zu warmes Frühjahr zu erwarten. Umgekehrt folgt zu etwa 60% ein zu kalter Frühling, wenn der Dezember zu kalt war.
Ziemlich sicher sind folgende Klimaregeln:
"Wenn der Tag beginnt zu langen, kommt der Winter erst gegangen."
"Werden die Tage länger, wird der Winter strenger." "Januarsonne hat weder Kraft noch Wonne."
Nach der Wintersonnenwende am 22. Dezember werden die Nächte wieder kürzer und die Tage länger, doch danach beginnt erst der Hochwinter mit seinen niedrigen Temperaturen.
Was nicht jeder weiß: Unsere Sonne erreicht hier am Niederrhein am 8. Dezember ihren tiefsten Stand, also nicht erst am 22. Allerdings steht sie dann bis Ende Dezember weiterhin so tief, jedoch wird es bis zum 22. Dezember an jedem Morgen später hell. Dies ist ein Phänomen der sog. "Zeitgleichung", über die ich hier an dieser Stelle schon zweimal ausführlich berichtet habe.
Aktuell für Mitte Februar habe ich abschließend folgende Bauernregel herausgesucht:
"Wenn die Februarsonne den Dachs nicht weckt, schläft er im April noch fest".
Zurzeit der aktuellen Finanzkrise denkt mancher sogleich wieder an das Börsengeschehen, wenn von "DAX", dem Deutschen Aktienindex, die Rede ist. Diese Bauernregel könnte diesmal sogar darauf übertragen werden: "Wenn die Februarsonne den DAX nicht weckt, schläft er bis April noch fest". (Es fragt sich nur: April welchen Jahres?) Nein, was hat dies für das Wetter zu bedeuten? Die Februarsonne weckt den Dachs wohl nur dann, wenn es gleichzeitig auch schon frühlingshaft mild wird. Ist das aber eher nicht der Fall, so wie in diesem kalten Februar 2009, dann bleiben die Temperaturen mit hoher Wahrscheinlichkeit auch im März und April noch so ungemütlich, dass die Dachse nur beschwerlich aus ihrem Winterschlaf aufwachen.
In der Tat spricht vieles für ein eher kaltes Frühjahr 2009. Witterungsregeln deuten an, dass die Zahl der Frosttage im März und im April überdurchschnittlich hoch ist, wenn auch schon im Februar überdurchschnittlich viele Frosttage aufgetreten sind. Außerdem ist in den Monaten von Februar bis Mai die Häufigkeit von Nord- bis Ostströmungen am größten. Von Nord- und Ostsee kann aber in diesem Frühjahr nichts Warmes kommen, denn diese Meere weisen zurzeit Wassertemperaturen von wenigen Graden über dem Gefrierpunkt auf.
Ein im Vergleich mit klimatologischen Mittelwerten zu kaltes Frühjahr 2009 - wenn es denn auch wirklich so eintreffen sollte - lässt lange noch nicht auf häufige Regen- oder Schneefälle schließen, im Gegenteil: Gerade die Monate von Februar bis Mai sind nämlich statistisch gesehen diejenigen mit den geringsten Niederschlägen im Jahr. Stellt sich in den Frühlingsmonaten oft Hochdruckwetter mit vielen Nachtfrösten ein, dann werden durch jene tiefen Werte die Monatsmitteltemperaturen nach unten gezogen, ähnlich wie auch in diesem Winter.
Fazit: Sollte es ein kaltes Frühjahr geben, so war der Februar an allem schuld... Verläuft das Frühjahr 2009 aber trotzdem meist sonnig und warm, so freuen wir uns. Wenn es aber bis Juni doch zu kalt für 's Freibad bleibt, so sei keiner böse, denn: Der nächste Sommer kommt bestimmt! Wann auch immer.
Seelische Ausgeglichenheit
Ein beständiges Hochdruckwetter, gerade bei Kälte, beruhigt übrigens die Nerven und kann deshalb zu seelischer Ausgeglichenheit beitragen. Die meisten Menschen schlafen dann nachts erholsam und wachen morgens ausgeruht auf. Hohe Konzentrations- und Leistungsfähigkeit können die Folge sein. Wer tagsüber die Spätwintersonne nutzt und sich aktiv draußen bewegt, bringt den Kreislauf in Schwung und regt den Stoffwechsel an. An der Nordsee schwächen Südostwinde allerdings die Heilwirkung der dort vorherrschenden mineralstoffhaltigen Meeresluft ab. Dort lebt es sich im Sommer gesünder.
Der Februar
Der Februar war im altrömischen Kalender der letzte Monat des Jahres. Gegen Ende des Monats fanden Sühneopfer zur Reinigung statt. Er hatte zu Jahresschluss weniger Tage als die anderen und bekam in Schaltjahren noch einen Tag angehängt. So erklärt sich auch der Name "Hornung", der nichts mit Hirschgeweihen zu tun hat, sondern sich aus dem althochdeutschen Wort "hornunc", was so viel bedeutet wie "Bastard, Zu- kurz- Gekommener", entwickelte. So erklärt es sich, dass in manchen Bauernregeln ein zu schöner Februar als ein schlechtes Omen für die weitere Wetterentwicklung gesehen wird.
Statistisch betrachtet, überwiegt noch bis zum 5. Februar die Zufuhr von milder Meeresluft. Es ist regnerisch und trübe, und wenn noch eine Schneedecke besteht, taut sie sicher weg. Erst in der Zeit vom 6. -12. und 19. - 24. Februar ist trockenes Frostwetter zu erwarten. Das fiele in diesem Jahr genau in die Karnevalstage. Immer wenn in strengen Wintern die milderen Zwischenabschnitte fehlten, traten in jenen Zeiten die tiefsten Jahrestemperaturen auf.
Welche Wetterregeln und Lostage gibt es nun in diesem Monat? Wie Sie wissen, war am 2. Februar Maria Lichtmess. Die Sonne steht dann schon wieder eine ganze Stunde länger am Himmel als zu Weihnachten. Jedoch an diesem Tage wurde ihr Durchbrechen durch die Wolken nicht gewünscht, denn es hieß: "Wenn der Bär zu Lichtmess seinen Schatten sieht, kriecht er wieder für sechs Wochen ins Loch."
Der vergangene Freitag, der 6. Februar, war eigentlich der Lostag für richtigen Schnee, denn es heißt: "Die heilige Dorothee bringt erst den meisten Schnee." Kälte wurde früher für den 14. Februar erwartet. Ein Spruch lautete: "An St. Valentein friert ´s Rad mitsamt der Mühle ein." Dieses Datum zeigt recht deutlich die Verschiebung der Lostage durch die Kalenderreform, denn der Valentinstag liegt heutzutage im langjährigen Mittel in der Mitte zwischen zwei Kältephasen. Dagegen stimmt die Bauernregel zum 24. Februar, dem heiligen Matthias, gut mit der häufigen Wetterabfolge überein: "Mattheis bricht ´s Eis." Zudem beginnt fünf Tage danach für die Meteorologen am 1. März der Frühling.
Der Januar 2009
Der Januar 2009 war fast 2 Grad kälter als das langjährige Klimamittel des Monats. In der ersten Hälfte war es extrem kalt mit strengen Frösten von örtlich unter minus 20 Grad. Viele stehende und fließende Gewässer erstarrten zu Eis, die Schifffahrt kam teilweise zum Erliegen. Auch im Flachland lag längere Zeit Schnee. In der zweiten Monatshälfte wurde es milder, wobei zweistellige Plusgrade, wie man sie aus vergangenen Wintern kennt, meist ausblieben. Der Januar brachte ungewöhnlich viele Sonnenstunden und setzte die Serie trockener Monate fort.
Die größten Temperaturabweichungen vom langjährigen Mittel traten in Hessen auf. Dort wurde das Klimamittel bis zu vier Grad unterschritten. Leicht positive Abweichungen gab es an den Küsten. Am kältesten war es am 6. Januar mit minus 27,7 Grad südlich von Dresden. An einigen Stationen wurden neue Negativ-Rekordwerte für den Januar aufgestellt. Am mildesten war es am 19. Januar mit plus 12,6 Grad in Freiburg. Einen ähnlichen kalten Januar gab es 2006 vor allem im Nordosten des Landes, landesweit dagegen zuletzt im Jahr 1997.
Mit meist 20 bis 45 Liter Niederschlag pro Quadratmeter geht der Januar 2009 als trockener Monat in die Statistik ein. Verbreitet wurden nur 50 Prozent des Klimamittels gemessen. Der regenreichste Tag war der 23. Januar. In Verbindung mit Sturmtief "Joris" fiel dort der Hauptteil der Gesamtmonatssumme.
Sehr häufig schien die Sonne. Mit 80 bis teils über 100 Sonnenstunden wurden verbreitet die anderthalb bis zweifache Menge des Klimamittels erreicht. Die Ausnahme bildeten zum Beispiel die Bodenseeregion und die Nordseeküste, wo kaum Abweichungen zum langjährigen Mittel auftraten.
Luftdruck und Barometer
Im letzten Rundspruch am vergangenen Sonntag berichtete ich über den extrem tiefen Luftdruck, den wir am Freitag, dem 23. Januar 2009, über Deutschland zu verzeichnen hatten, den zweittiefsten seit dem Jahre 1901. Ich maß hier in Kempen 964,5 hPa. Deshalb heuteeinpaar Hintergrundinformationen zum Thema Luftdruck.
Das Gerät zur Messung des Luftdrucks, das Barometer, wurde in den 30er und 40er Jahren des 17. Jahrhunderts erfunden. Die Tatsache, dass die Luft schwer ist und somit ein Gewicht besitzt, kannte man schon in der Antike. Allerdings wurde die Frage nach dem Luftdruck damals noch nicht gestellt.
Aristoteles und andere Vertreter seiner Schule folgerten, dass in der Natur kein Vakuum existiere und dass die Natur geradezu eine "Furcht vor dem Vakuum" habe (horror vacui). Dabei hatte Demokrit schon vor Aristoteles die atomistische Ansicht vertreten, dass es nichts anderes als Atome oder leeren Raum gäbe.
Die Auffassungen des Aristoteles wurden vom Christentum übernommen, da in ihnen kein Widerspruch zur Schöpfungsgeschichte der Bibel zu entdecken war. Die Frage nach dem Vakuum blieb bis ins 17. Jahrhundert hinein heikel, obwohl Versuche zum Vakuum durchgeführt wurden, bei der auch die Geistlichkeit anwesend war. All zu leicht konnte sich hinter der Bejahung des Vakuums "Ketzerei" verbergen.
Bereits im 15. Jahrhundert hatte Kardinal Nicolaus von Cusa Versuche zur Gewichtsbestimmung der Luft vorgenommen. Seine positiven Resultate wurden jedoch angezweifelt. Man höre: Sogar Galilei war um 1615 noch der Meinung, Luft habe kein Gewicht, da sie keinen Druck ausübe. Später revidierte er seine Auffassung wieder.
Das bekannte Quecksilberbarometer-Experiment wurde von Torricelli, der ein Schüler von Galilei war, Anfang des 17. Jahrhunderts vorgeschlagen. Man nannte es "das italienische Experiment". Die Kenntnis von diesem Versuch breitete sich rasch weiter, zunächst nach Frankreich. Bereits in der 2. Hälfte des 17. Jahrhunderts wurden das wetterabhängige Steigen und Fallen des Barometers beobachtet.
Der erste Meteorologe, der die Beobachtungen von Luftdruckschwankungen und damit verknüpften Wetteränderungen erstaunlich klar und kritisch niederschrieb, war Ludwig Kämtz in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Bereits damals wies er in einem Text darauf hin, dass es gar nicht so einfach ist, die Regungen eines Barometers richtig zu interpretieren. Er schrieb: "Es wird als gewiss angenommen, dass es regnen werde, wenn der Luftdruck klein ist, dass hingegen schönes Wetter bei hohem Barometerstand stattfinden müsse. Geschieht das nicht, dann ergießen sich die Besitzer solcher Instrumente in ein Klagen über die Unrichtigkeit derselben. Besser wäre es, sie beklagten sich selber darüber, dass vorgefasste Meinungen bei ihnen zur fixen Idee geworden sind".
Sehr modern, nicht wahr? Heute wissen wir ja längst, dass ein hoher Barometerstand nicht unbedingt schönes Wetter hervorrufen muss, vor allem nicht in der kalten Jahreszeit. Auch ein sehr tiefer Barometerstand bedeutet nicht uneingeschränkt "Regen" und "Sturm". Die Auswirkungen des Luftdrucks auf unser Wetter hängen nämlich noch von zwei anderen Gegebenheiten als von den reinen Messwerten ab: Einmal von der Jahreszeit und zum anderen von der Lage von Hoch oder Tief zum Standpunkt des Beobachters. Gerade im Winter ist ein Hochdruckgebiet recht oft mit schlechtem Wetter verbunden, wie Nebel, Kälte und Nieselregen. Andererseits gibt es oft in der warmen Jahreszeit Schönwetterereignisse bei tiefem Luftdruck, wie zum Beispiel im Warmsektor einer Zyklone (Tief). Auch in einem Sturm- oder Orkantief gibt es relativ ruhige Bereiche, wie zum Beispiel nahe am Zentrum oder in einem Streifen einer rückläufigen Kaltfront (Wellenstörung). Das eigentliche Sturmfeld befindet sich meist im Rückseitenbereich, bzw. im "Trog" des Tiefs.
Es liegt also nicht an Ihrem Barometer, wenn es Ihre Erwartungen an das Wetter nicht erfüllt. Vergessen Sie die althergebrachten Beschriftungen "Sturm", "Viel Regen", "Regen-Wind", "Veränderlich", "Schönwetter", "Beständig" und "Sehr trocken". Wie sagte schon Ludwig Kämtz vor über 150 Jahren: Alles vorgefasste Meinungen, die bei vielen zur fixen Idee gewordensind. Wenn das Wettergeschehen so einfach wäre, bräuchten wir keine Meteorologen.
Den extrem tiefen Luftdruck am 22. Januar 2009 konnte ich nur noch mit meinem Höhenmesser aus einem Jet feststellen: In 100 Fuß Höhe hier in Kempen am Niederrhein wurden mir 28,48 Inches HG in Meereshöhe angezeigt (964,5 hPa). Sowohl mein Quecksilber-Kontra- Barometer als auch mein Aneroid- Barometer waren nicht mehr ablesbar.
Tauwetter in der Arktis
In Sibirien benötigt man zum Graben eines Loches Sprengstoff, da der Boden in weiten Teilen des Landes die meiste Zeit des Jahres gefroren ist. Doch die Dauerfrostregionen, die dort weit über den Polarkreis nach Süden reichen, schmelzen. Der Klimawandel bedroht den "Kühlschrank" der Erde.
Ein Viertel der globalen Festlandsoberfläche ist von Dauerfrost betroffen - seit vielen zehntausenden von Jahren. Aber in nur 75 Jahren wird diese Fläche um 25% geschrumpft sein mit dann vermutlich katastrophalen Folgen für Ökonomie und Ökologie. Deutsche Klimaforscher haben ziemlich Deutliches zur Zukunft gesagt: Es kann sein, dass das Meer- Eis der Nordpolregion im Sommer vollständig schmilzt. Die globale Temperatur könnte bis zum Ende dieses Jahrhunderts bis zu vier Grad ansteigen.
Meist ist der Sommer in Sibirien kurz. Dann taut der Boden oberflächlich einige Dezimeter an, südlicher auch schon mal einen Meter tief. Darunter bleibt es eisig. Bis zu 1500 Meter tief kann der Dauerfrost reichen. Weder Erdwärme noch Sonnenstrahlen konnten das bisher ändern, wohl aber der Klimawandel. In den vergangenen 50 Jahren ist die Lufttemperatur dort bereits um drei Grad gestiegen. Das setzt die Natur unter Druck. Im angetauten Boden werden Mikroben aktiv. Sie zersetzen die wenigen Moose und Pflanzenreste der Tundra. Dabei entsteht Methan. Ein üblicher Vorgang, der überall passiert, wo es feucht ist, auch im Tümpel hierzulande. In der Tundra aber entsteht aufgrund der weltweiten Erwärmung viel mehr Methan als sonst, weil die Auftautiefe des Bodens größer wird.
Einer schwedischen Studie zufolge entweicht in der sumpfigen Tundra Nordschwedens im Sommer bis zu 60% mehr Methan als noch vor 30 Jahren. Wenn man bedenkt, dass es sich beim Permafrost um riesige Regionen handelt, wird klar, dass die zusätzliche Methanproduktion den globalen Klimawandel unterstützt. Der Grund: Methan gilt als Treibhausgas Nr. 1. Es ist 23mal klimawirksamer als Kohlendioxid. Die bisherige Erwärmung führt also zu vermehrter Methanproduktion, was den Treibhauseffekt verstärkt.
Falls es auf der Erde in den nächsten hundert Jahren noch ein paar Grade wärmer wird, bekommen wir Verhältnisse wie kurz nach der Eiszeit vor etwa 7000 Jahren. Da war der Dauerfrostboden schon einmal großflächig aufgetaut. Erste Probleme gibt es bereits heute. Weil der Boden im sibirischen Sommer immer tiefer auftaut, sind die riesigen Pipelines bedroht. Sie stehen, wie alle Bauten im Dauerfrostgebiet, auf Stelzen, die weit in die Erde gebohrt wurden. Taut es tiefer, wird der Baugrund instabil. Wenn das Dauer- Eis im Boden auftaut, gibt es in ebenen Gebieten mehrere zehn Meter tiefe Senken. Ganze Leitungen und Straßen brechen dann auf oder wellen sich. Das wäre eine neue, ganz andere Herausforderung für Gasprom als bislang durchgemacht. Dann würde Putin, falls noch immer an der Macht, um sich abzulenken, mal wieder "oben ohne" angeln gehen. Frau Merkel würde dies eher nicht in Betracht ziehen.
Auch manche Trassen der berühmten Transsibirischen Eisenbahn sind bedroht. Erdöltrassen, wie die Trans- Alaska- Pipeline werden heute schon mit viel Energie künstlich nachgekühlt. Die Ausbeutung der Erdöl- und Erdgasfelder würde noch schwieriger - und die Preise für die Produkte stiegen weiter.
Die ökologischen Folgen sind bisher weniger sichtbar, jedoch werden sie dauerhafter sein. In den sich vermehrt bildenden Sümpfen würden keine Wälder mehr entstehen. Die waldreiche Taiga würde schwinden. Die hoch spezialisierte Pflanzen- und Tierwelt, angepasst an große Schwankungen von 60 - 80 Grad, würde den Klimawandel nicht schadlos überstehen. Damals vor 7000 Jahren starben ganze Tiergruppen aus.
Zu diesem Thema gibt es ein Buch "Der Arktis- Klima- Report. Die Auswirkungen der Erwärmung". Convent Verlag, Hamburg 2005, 140 Seiten, 16,90 Euro.
Chronik eines extremen Winters 1978/79
Der Winter 1978/79 begann mit einem Paukenschlag: Ende November war ein erster Wintereinbruch erfolgt und in den ersten Dezembertagen stellte sich trockenkaltes Winterwetter mit teils strengen Nachtfrösten ein. Als am 8. des Monats milde Atlantikluft auf die bodennahe Frostluft hinauf glitt, kam es in weiten Teilen Deutschlands zu teils extremem Glatteisregen. Beim ersten großen Wintergefecht setzte sich die milde Luft gegen die Kaltluft durch. Aber schon zur Monatsmitte wehte erneut Polarluft heran und brachte weiten Landesteilen reichlich Schnee.
Der nächste Anlauf milderer Luft kam mit atlantischen Tiefausläufern pünktlich zu Weihnachten. Von Südwest nach Nordost wich der Winter zurück und anfängliche Schneefälle gingen bis in die Gipfellagen der Mittelgebirge in Regen über. Die aus dem Seegebiet um die Azoren stammende Luft brachte viel Regen, stürmischen Wind und Temperaturen bis über plus 10 Grad mit. In den Alpen setzte sich bis in Höhenlagen über 2000 Meter Tauwetter durch. Regen und Schneeschmelze ließen im Süden "zwischen den Jahren" zahlreiche Flüsse über die Ufer treten.
Doch dann schlug der Winter machtvoll zurück: Die milde Atlantikluft hatte es gerade mal bis nach Dänemark und zur südlichen Ostsee geschafft, als die Frostluft auch schon wieder südwärts zu drängen begann. Weil sie jedoch zunächst kaum gegen den stürmischen Südwestwind anzukommen vermochte, wich sie nach Westen hin aus und schwoll dabei ihrerseits zu einem ausgewachsenen Sturm an. Dabei zwang sie den vom Atlantik kommenden Sturmtiefs immer südlichere Zugbahnen auf, so dass diese nunmehr genau über Deutschland nach Osten zogen.
Gleichzeitig schob sich die schwere Kaltluft am Boden unter die leichtere, rund 20 Grad wärmere Atlantikluft und gewann so Stück für Stück auch südwärts an Raum. Drei Tage verlief das Gerangel zwischen den gleich starken Gegenspielern nahezu unentschieden, wobei die Gewalt des Schneesturms im Norden immer mehr zunahm. Aber erst hinter einem letzten Sturmtief, das am Silvestertag über die Mitte Deutschlands nach Osten zog, wurde der Weg nach Süden frei und die Eisluft konnte bis zum Neujahrstag ganz Mitteleuropa überfluten.
Nach dem mit Nachttemperaturen teils unter minus 25 Grad zunächst extrem kalten Jahresbeginn beruhigte sich die wetterbestimmende Strömung allmählich und die Temperaturen normalisierten sich wieder. Doch Anfang Februar regenerierte sich das alte Strömungsmuster noch einmal. Wieder fegte vom Atlantik subtropische Warmluft heran und abermals hielt der nordosteuropäische blockierende Hoch dagegen. Der Höhepunkt dieses dritten großen Wintergefechts traf Norddeutschland am 13. Februar 1979 in Gestalt des zweiten verheerenden Schneesturms dieses denkwürdigen Winters.
Erst danach löste sich das so beherrschende atmosphärische Strömungsmuster der scharfen Gegensätze über Europa endgültig auf, aber auch im anschließenden Frühjahr stellten sich auch aufgrund der im Norden Deutschlands noch lange liegenden Schneemassen immer wieder nasskalte Witterungsphasen ein. Noch bis zum Mai zeugten dort die letzten Schneereste von jenem so außergewöhnlichen, wiederholt arktisch geprägten Winterverlauf und erinnerten dort an den überstandenen norddeutschen Katastrophenwinter.
Der "Schmetterlingseffekt"
Im vergangenen Funkwetterbericht wies ich darauf hin, dass bereits eine kleine Änderung in der Ausgangslage der Wetterbedingungen, wie zum Beispiel die sich bisweilen zu Wolken auswachsenden Kondensstreifen von Flugzeugen, zu großräumigen Änderungen einer vorhergesagten Wetterlage führen können. Man kennt jenes Phänomen unter dem Begriff "Schmetterlingseffekt", der 1963 von dem Meteorologen Edward Lorenz geprägt wurde. Der stellte nämlich fest, dass in einer damals noch sehr einfachen Wettersimulation das Geschehen einen völlig anderen Verlauf nahm, wenn man die Ausgangsbedingungen auch nur ein winziges Bisschen veränderte. Um eine möglichst extrem kleine Veränderung im realen Wettergeschehen zu benennen, wählte er den Flügelschlag einer Möwe als Beispiel. Das war die Geburtsstunde der so genannten "Chaostheorie". Später bürgerte sich dann der Schmetterling als Vergleich ein, vielleicht auch deshalb, weil die mathematische Struktur, die das Chaos beschreibt, ein so genannter Attraktor, entfernt an einen Schmetterling erinnert.
Inzwischen sind die Wettersimulationen erheblich komplexer, aber dass das Wetter ein chaotisches System ist, bestätigt sich immer wieder. In Simulationen und Prognosen gehen wir immer nur von einzelnen Daten an endlich vielen Punkten auf der Erde aus - und mit denen ist das Wetter nicht mehr als rund fünf Tage im Voraus zu bestimmen. Die kleinste Abweichung beim Ausgangszustand potenziert sich, je weiter man in die Zukunft rechnet, was eine große Auswirkung auf das Vorhersageergebnis hat.
Die Vorgänge beim Wetter laufen bekanntlich nach physikalischen Gesetzen ab. Nur deshalb ist es überhaupt möglich, Wetterentwicklungen vorherzusagen. Das Wetter unterliegt jedoch dem Gesetz der Strömungen. Turbulenzen darin werden zu einem Stück unberechenbarer Natur. Sie entwickeln sich wie gesagt "chaotisch". Somit sind bis heute Wetterprognosen über vier Tage hinaus noch immer relativ unsicher, da jede Ausgangswetterlage in ihrem Anfangszustand datenmäßig nicht genau genug bekannt ist, also angefüllt ist mit sog. "sensi-tiven Bereichen", in denen kleinste Veränderungen zu völlig anderen Endresultaten führen können. Und das Vertrackte bei Chaoseffekten ist, dass man für eine Verdopplung der Vorhersagezeit nicht die doppelte Anzahl von Vorhersagepunkten benötigt, sondern ein Vielfaches davon.
Die chaotische Entwicklung bei Wetterphänomenen ist zwar bis heute unumstritten, doch auch die Turbulenz weist - soviel wurde inzwischen erkannt - Gesetzmäßigkeiten auf, die sie dem Chaos verdankt. In Experimenten hat sich gezeigt, dass die so unregelmäßig erscheinenden Wirbel einer turbulenten Strömung doch bestimmte Formen überraschend deutlich bevorzugen und dass man ihre Eigenschaften durch geeignete Mittelwerte kennzeichnen kann. Gerade die chaotischen Bahnen sind es, auf deren Mittelwerte Verlass ist.
Es sind also immer die Anfangszustände, die den Verlauf einer chaotischen Entwicklung bestimmen, die - zum Glück - in ihrer weiteren Entwicklung dennoch zu recht verlässlichen Mittelwerten führen. Aber diese helfen bei einer Wetterprognose für mehrere Tage wenig. Hier will man ja wissen, wie sich das Wetter an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit entwickelt. Um dies genau vorher zu sagen, müsste man den Anfangszustand der Atmosphäre vor der Prognose so genau kennen, dass die weitere Entwicklung nach drei Tagen nicht mehr aus dem Ruder läuft. Denn der noch so kleinste nicht berücksichtigte Parameter im Anfangszustand kann eine Computervorhersage zu ganz anderen Ergebnissen führen.
Man sollte den Schmetterlingseffekt allerdings nicht allzu wörtlich nehmen und eher als eine Metapher begreifen. Bei den Auswirkungen der Kondensstreifen, die bei den Anfangsparametern einer Wetterprognose wohl nicht berücksichtigt werden können, bin ich mir da nicht so sicher, weil diese mit Sicherheit größere wettermäßige Effektivität besitzen, wenn sie sich zu Wolkenformationen auswachsen. Jedoch könnte wohl kein Meteorologe eine Kausalkette angeben, wie sich dieser Effekt so vergrößert, dass er tatsächlich einen Sturm auslöst- noch dazu mehrere tausend Kilometer entfernt. So wird wohl jeder Kondensstreifen mehr vom Wetter beeinflusst als das Wetter von einem Kondensstreifen.
Damit sind wir am Ende des heutigen Funkwetterberichtes. Nachlesen können Sie diesen Text wie stets auf meiner Homepage beim DARC. Schönen Sonntag und gute Woche!
Kondensstreifen
Bei der Diskussion um den vom Menschen mit verursachten Klimawandel kommt meines Erachtens der weltweit zunehmende Flugverkehr zu kurz. Ich will jetzt gar nicht auf die immensen Mengen von CO² in den Abgasen eingehen, die in wenigen Tagen durch die Jetstreams um den gesamten Globus verfrachtet werden können, sondern heute einmal fragen: Was ist eigentlich mit den Kondensstreifen von Flugzeugen? Diese können doch zu Wolken werden und das Sonnenlicht abschwächen, denn Kondensstreifen sind ja im Prinzip Wolken. Sie gleichen in ihrer Struktur den Cirruswolken, die sich in Höhen um zehn Kilometer bilden. Dort oben herrschen Temperaturen um minus 40 Grad, so dass der Wasserdampf in den Abgasen von Düsenflugzeugen unmittelbar zu Eiskristallen gefriert. Die dazu nötigen Kondensationskeime liefert der Jet in Gestalt von feinen Russpartikeln gleich mit.
Dadurch wird ein Flugzeug für uns erst sichtbar, das sonst nur ein winziger Punkt am Himmel wäre. Normalerweise lösen sich Kondensstreifen schnell wieder auf - ihre Lebensdauer beträgt meist nicht mehr als ein paar Minuten. Wenn allerdings die Luft in dieser Höhe mit Feuchtigkeit schon fast gesättigt ist, bleiben die Kondensstreifen länger bestehen. Sie gehen in die Breite und sind als feine Schlieren am Himmel sichtbar. Langlebige Streifen sind also ein Zeichen für hohe Luftfeuchtigkeit und damit in gewisser Weise auch ein Zeichen für eine bevorstehende Wetterverschlechterung.
Die Wasserdampfmenge, die ein Flugzeug ausstößt, ist allerdings gering im Vergleich zu dem, was eine normale Wolke an Wasser enthält. Trotzdem können die Flugzeugabgase zur Wolkenbildung beitragen. Die Partikel, die aus dem Triebwerk strömen, können nämlich auch den schon vorhandenen Wasserdampf zum Kondensieren bringen. So kann aus einen schmalen Kondensstreifen eine regelrechte Wolke entstehen, die eine recht große Fläche überstreicht. Inzwischen ist längst nachgewiesen worden, dass es in den großen Flugkorridoren tatsächlich einen höheren Grad an Bewölkung gibt. Kondensstreifen können sich also tatsächlich zu Wolken auswachsen.
Der Mensch verändert somit gebietsweise die Strahlungsbilanz der Sonne durch den Flugverkehr, was Auswirkungen auf Wettererscheinungen haben kann. Manchmal nimmt das Wettergeschehen nämlich einen ganz anderen Verlauf, wenn die Ausgangsbedingungen nur ein bisschen verändert werden. Wenn dies bereits durch den Flügelschlag einer Möwe oder sogar vielleicht bereits durch den eines Schmetterlings bewirkt werden kann, dann doch wohl erst recht durch einen sich zur Wolke auswachsenden Kondensstreifen. Sie merken, ich will auf die Chaostheorie beim Wetter hinaus. Das ist jedoch ein neues Thema.
Mythos Kugelblitz
Die Existenz des Kugelblitzes ist auch heute noch eine umstrittene Frage, denn es liegen nur wenige Berichte oder Bilder dieses Naturphänomens vor. Kugelblitze können angeblich durch Mauern und Ritzen dringen und sich langsam in Bodennähe bewegen. Es ist mittlerweile möglich, eine Art Kugelblitz künstlich zu erzeugen.
Kugelblitze sind extrem seltene Erscheinungen, und die Augenzeugenberichte unterscheiden sich in manchen Einzelheiten. Viele der berichteten Eigenschaften von Kugelblitzen widersprechen einander. Eine mögliche Erklärung ist, dass mehrere verschiedene Phänomene als Kugelblitz bezeichnet werden.
Kugelblitze treten sehr selten und zufällig im Zusammenhang mit Gewittern und atmosphärischen Entladungen überwiegend in Bodennähe auf. Sie wurden als schwebende, glühende Objekte beschrieben. Im Gegensatz zur kurzlebigen Lichtbogenbildung zwischen zwei Punkten eines gewöhnlichen Blitzes haben sie eine Lebensdauer von bis zu dreißig, typischerweise aber zwei bis acht Sekunden.
Die Form kann kugelförmig, eiförmig oder stabähnlich sein, wobei die Erscheinung in keiner Dimension viel größer als in den anderen Formen ist. Die größte beobachtete Ausdehnung lag zwischen fünfzehn und vierzig Zentimetern. Die Blitze sind selbst leuchtend, meist orangefarben bis hellgelb und undurchsichtig. Manchmal versprühen sie Funken und sind von Geräuschen begleitet. Bisweilen wird die Erscheinung von einem bestimmten Objekt angezogen, manchmal bewegt sie sich eher zufällig oder bleibt sogar stehen. Nach mehreren Sekunden verschwindet die Erscheinung, zerstreut sich, wird von etwas absorbiert oder verabschiedet sich in seltenen Fällen in einer Explosion. Manchen Berichten zufolge können sie in Gebäude eindringen, scheinbar mühelos durch Mauern, Türen und Fenster dringen oder aber auch bei Berührung explodieren und Verletzungen verursachen.
Manche Beschreibungen ähneln sehr stark denen von anderen Phänomenen wie zum Beispiel von UFO s.
Entstehung und Aufbau des Phänomens "Kugelblitz" sind trotz erfolgreicher japanischer Experimente mit interferierenden Mikrowellen, die Plasma- Kugeln erzeugten, die Kugelblitzen in Größe und Erscheinungsbild ähnelten, nicht gänzlich geklärt. Experten verschiedener Fachrichtungen wie Meteorologen, Elektrotechniker, aber auch viele Laien sammeln deshalb seit langem alle Augenzeugenberichte, werten sie aus und versuchen auf dieser Grundlage, dem Phänomen auf die Spur zu kommen. Besonders begehrt sind zufällig gelungene Fotos oder Filmaufnahmen. Dabei handelt es sich aber häufig um Fälschungen.
Nikola Tesla berichtet in seinen Aufzeichnungen von der erfolgreichen Erzeugung von Kugelblitzen in seinem Labor. Spätere Versuche haben aber keine Anhaltspunkte finden können, ob diese Kugelblitze wirklich etwas mit dem beobachteten Naturphänomen zu tun haben oder ob es sich nur um eine andere Art eines elektrischen Phänomens handelt.
Interferierende Mikrowellen in Plasmen
Die populärste Hypothese ist, dass es sich um Plasmen handelt, die durch interferierende Mikrowellen gebildet werden. Zwei japanischen Wissenschaftlern gelang es 1991 erstmals, unter Laborbedingungen Kugelblitzen ähnelnde Gebilde aus Plasma reproduzierbar zu erzeugen, deren Eigenschaften dem von Augenzeugen berichteten Verhalten ähnelten. Dabei verwendeten sie ein Magnetron mit 2,45 GHz und 5 kW Dauerleistung. Die Lebensdauer der Kugelblitze betrug jedoch nur einige Millisekunden.
Silizium-Wolken
Eine andere, im Jahre 2000 von John Abrahamson und James Dinniss in Neuseeland vorgestellte Theorie postuliert, dass Kugelblitze keine elektrische Natur haben, jedoch durch Blitzeinschlag ins Erdreich entstehen. Dabei werde Siliziumdioxid (Sand, Kieselerde) in Silizium und Sauerstoff zerlegt. Während der Sauerstoff im Erdreich mit Kohlenstoff, also organischem Material, reagiere, trete das Silizium als Dampf oder Aerosol aus dem Blitzkanal aus und werde durch Luftsauerstoff langsam oxidiert, wodurch es leuchte. So diese Theorie. Die Siliziumpartikel-Wolke sei durch Selbstorganisation aufgrund ihrer Ladung in der Lage, eine kugelähnliche Form anzunehmen, und es sei daher auch möglich, dass sie sich nach Durchdringen einer kleinen Öffnung wieder zusammenfindet.
Diese Hypothese wurde in Brasilien an der Universidade Federal de Pernambuco inzwischen nachgeprüft, indem Silizium- Wafer elektrisch verdampft und die Silizium-Luft-Mischung per Funkenentladung entzündet wurde. Farbe, Temperatur und Lebensdauer (8 Sekunden) der tischtennisballgroßen Siliziumdampfbälle entsprachen dabei den Zeugenaussagen, so weit diese bei einem seltenen Kurzzeitphänomen exakt sind.
Stehende Wellen und Maser
Eine wichtige Theorie wurde 1955 vom russischen Physiker Pjotr Kapiza aufgestellt. Er rechnete die Lebensdauer einer nuklearen Explosionswolke auf die von Kugelblitzen angenommenen Dimensionen herunter und erhielt für einen Feuerball von 10 cm Durchmesser eine Lebensdauer von weniger als 10 Millisekunden. Da Kugelblitze für mehrere Sekunden beobachtet werden, kam er zu dem Schluss, dass die Kugelblitze extern gespeist werden müssen und eine intern ablaufende Reaktion gleich welcher Art nicht für den Energiebedarf ausreicht. Daraufhin entwickelte er die Theorie, dass sich während eines Gewitters stehende elektromagnetische Wellen zwischen Himmel und Erde ausbilden und Kugelblitze an den Schwingungsbäuchen entstehen.
Kapiza ging jedoch nicht auf die Problematik ein, dass es eine Reihe von Schwingungsbäuchen gibt und welche Bedingungen einen bestimmten Schwingungsbauch zum Kugelblitz werden lassen. Um einen Ort bevorzugter Energieabgabe zu bilden, muss das sich dort befindliche Gas im Vergleich zur Umgebungsluft zumindest schwach ionisiert (leitfähig) sein, und es ist unklar, wie sich eine solche Anfangsionisation ausbilden kann. Als theoretisches Beispiel sei eine heiße Luftblase genannt, denn die Ionisierung von Luft steigt mit der Temperatur an. Wenn eine solche Luftblase dadurch mehr Energie erhielte, führte das zu einem weiteren Anstieg der Temperatur und damit zu einem sich selbst aufschaukelnden Prozess.
Peter Handel hat die Theorie mit dem Vorschlag eines atmosphärischen Masers, einer Art Verstärker von Mikrowellen, ausgebaut. Wenn das Volumen eines Masers groß genug ist (mehrere Kubikkilometer), könnten durch alleiniges Pumpen (was bei kleinen Masern normalerweise zur sofortigen Zerstreuung der Energie führt) genügend Moleküle in einen angeregten Zustand versetzt werden. Handel hat gezeigt, dass es Solitonlösungen innerhalb des Masers gibt, das heißt, eine stabile stehende Welle im nichtlinearen Medium, deren Energie vom Maser eine Zeitlang aufrechterhalten wird.
Die Entstehung und die Bewegung der Kugelblitze sind damit an den Ort der Energieabgabe gebunden. Deshalb steigen sie im Gegensatz zum gewöhnlichen Plasma nicht auf und sind gegen Wind unempfindlich. Sofern Baustoffe von Gebäuden für Mikrowellen durchlässig sind, was zumeist der Fall ist, können Kugelblitze diese durchaus durchdringen.
Die von den japanischen Wissenschaftlern Ohtsuki und Ofuruton durchgeführten Experimente konnten dies bestätigen. Die Plasma- Bälle hatten vergleichbare Dimensionen und Lebensdauer, sie konnten sich gegen Wind bewegen und eine 3 cm dicke Keramikplatte durchdringen.
Wissenschaftler der gemeinsamen Arbeitsgruppe Plasmaphysik des Garchinger Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) und der Berliner Humboldt-Universität (HUB) haben 2006 kugelblitzähnliche Plasma- Wolken erzeugt. Die Physiker produzierten über einer Wasseroberfläche leuchtende Plasma- Bälle, die eine Lebensdauer von knapp einer halben Sekunde und Durchmesser von 10 cm bis 20 cm besitzen. Dabei ragen in ein mit Salzwasser gefülltes Becherglas zwei Elektroden, wobei eine Elektrode durch ein Tonröhrchen, das etwas aus der Wasseroberfläche herausschaut, vom umgebenden Wasser isoliert ist. Wird über eine Kondensatorbatterie von 0,5 mF eine Hochspannung von 5 kV angelegt, so fließt für 0,15 Sekunden ein bis zu 60 Ampere starker Strom durch das Wasser. Durch einen Überschlag vom Wasser aus gelangt der Strom in das Tonröhrchen, wobei das dort enthaltene Wasser verdampft. Nach dem Stromimpuls zeigt sich ein leuchtendes Plasmoid aus ionisierten Wassermolekülen.
Elektromagnetischer Knoten
Die Theorie von A. F. Ranada (Madrid) geht von einem topologischen Modell, einem so genannten elektromagnetischen Knoten aus. Ein elektromagnetischer Knoten ist definiert als Vakuum-Lösung der Maxwellschen Gleichungen mit der Eigenschaft, dass alle elektrischen und magnetischen Feldlinien geschlossen sind. Entsprechend dieser Theorie besteht das Volumen des Kugelblitzes nicht vollständig aus Plasma, sondern aus ineinander hängenden Plasma- Schläuchen, die sich gegenseitig magnetisch und hydrodynamisch stabilisieren und Eigenschaften von etwa 10 s Lebensdauer sowie eine Netto-Abstrahlung von etwa 100 W bei einer Gesamtenergie von etwa 20 kJ ohne externe Energiezufuhr zulassen, wie durch entsprechende elektrodynamische Modellrechnungen auf der Grundlage der Alfvén- und Maxwellschen Gleichungen gezeigt werden konnte. Dabei werde der Hauptteil der Energie nicht durch das Plasma der Blitzentladung, sondern in Form der magnetischen Feldenergie gespeichert, wobei magnetische Feldstärken von 0,5 T bis 2 T angenommen werden. Ich habe diese recht komplizierte Theorie, die ich selbst nicht richtig verstehe, nur mal angeführt, damit Sie sehen, wie stark das Phänomen des Kugelblitzes bis heute die Wissenschaft beschäftigt.
Weitere Theorien
Es gibt viele weitere Theorien: Hochstromentladungen, bei denen kleine (< 1 cm) hüpfende Feuerbälle entstehen, die Bildung anderer zündfähiger Gase oder Aerosole (so genannte diffusive Verbrennung), oder Zuhilfenahme esoterischer Energiequellen.
Es gibt auch Forscher, die der Meinung sind, die beobachteten Kugelblitze seien nur eine optische Täuschung. Wird das Auge kurzzeitig stark geblendet, so sieht man noch einige Sekunden einen Lichteffekt. Bewegt man die Augen, kann der Eindruck entstehen, eine Lichtkugel fliege durch den Raum.
Die Diskussion um die Kugelblitze ebbt wohl niemals ab und ist noch heute ebenso spannend und geheimnisvoll wie zu meiner Kindheit. Leider habe ich bislang eine derartige Erscheinung noch nie beobachten können. Dass es sich hierbei um eine Täuschung handeln könnte, glaube ich jedoch seit dem Tage nicht mehr, als mir eine Berufskollegin von ihrem Erlebnis mit einem Kugelblitz sehr detailliert, ergriffen und relativ glaubwürdig berichtete.
Geht der Blitz eigentlich von unten nach oben?
Die Physik der Blitze ist eine ziemlich komplizierte Angelegenheit. Es beginnt damit, dass in einer Gewitterwolke geladene Teilchen voneinander getrennt werden - die positiven wandern nach oben, die negativen sammeln sich im unteren Tei der Wolke an. So entsteht eine Spannung innerhalb der Wolke, zwischen einzelnen Wolken, aber auch zwischen Wolke und dem nicht geladenen Boden. Irgendwann wird die Spannung so groß, dass es zur Entladung kommt.
Dabei entsteht zuerst ein so genannter Vorblitz, der sich von der Wolke auf einem Zickzackkurs einen Weg zum Boden sucht. Der schafft den Blitzkanal, in dem dann später die eigentliche Entladung stattfindet. Kommt die Spitze des Vorblitzes in die Nähe eines Baumes, einer Antenne oder eines Kirchturms, so wächst ihm von dort ein kleines Blitzchen entgegen. Sobald die beiden Äste sich getroffen haben, ist die Leitung zwischen Boden und Wolke geschlossen, und der eigentliche Blitz kann sich entladen - mit einer Geschwindigkeit von bis zu 100 000 Kilometern pro Sekunde, also immerhin einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit.
Im Blitzkanal herrscht dabei eine Temperatur von 30000 Grad Celsius. Die erste Entladung pflanzt sich tatsächlich von unten nach oben fort. Die Ladungsträger fließen aber selbstverständlich immer vom negativen Pol zum positiven, also von der Wolkenunterseite zur Erde.
Mit einem Hauptblitz ist es meistens nicht getan. Nach dem ersten Hauptblitz folgt ein kleinerer von oben nach unten und dann wieder ein großer von unten nach oben. Die mehrfachen Entladungen nehmen wir manchmal als Flackern wahr, das gesamte Spektakel dauert wenige Zehntelsekunden. Wenn man mit "Blitz" also die sichtbare Hauptentladung bezeichnet, dann geht der Blitz tatsächlich von unten nach oben.
Schlägt der Blitz eigentlich nie zweimal in die gleiche Stelle ein?
Dieser Satz ist genauso plausibel wie die Behauptung, es sei unmöglich, zweimal hintereinander eine Sechs zu würfeln. Man hat ein relativ seltenes Ereignis, und natürlich ist es noch seltener, dass dieses Ereignis gleich zweimal hintereinander auftritt. Es ist aber ein Fehlschluss zu glauben, dass nach dem Eintritt des ersten Ereignisses das zweite nun besonders unwahrscheinlich sei. So wie nach der ersten Sechs die zweite immer noch eine Wahrscheinlichkeit von einem Sechstel hat, so ist ein Ort, in den gerade (oder in der letzten Woche) der Blitz eingeschlagen hat, nicht weniger gefährdet als vorher. Das wird besonders bei Orten deutlich, die besonders häufig vom Blitz getroffen werden, etwa das Empire State Building in New York. In dieses Hochhaus schlägt jedes Jahr etwa 25-mal der Blitz ein, was nicht zu besonderen Schäden führt wegen des guten Blitzableiters. Oft bekommt der Wolkenkratzer bei einem einzigen Gewitter gleich mehrere Blitzeinschläge mit.
Auch für Menschen gilt der Satz natürlich nicht. Wer einmal von einem Blitz getroffen wurde und das überlebt hat, der ist in Zukunft nicht auf magische Weise sicher. Das Guinness-Buch der Rekorde verzeichnet als Rekordhalter den Amerikaner Roy C. Sullivan, der insgesamt siebenmal vom Blitz getroffen wurde und alle diese Einschläge überlebte. Es handelt sich also hierbei um reinen Aberglauben.
Dass der Blitz stets in den höchsten Punkt einschlägt, stimmt auch nicht absolut. Dass ein Blitz nicht immer den geradesten Weg nimmt, sieht man an seiner gezackten Form. Er schlägt nicht von oben geradewegs in den Boden ein, sondern zuckt in Teilentladungen erratisch hin und her. Das liegt daran, dass das elektrische Feld in der Luft nicht absolut gleichmäßig ist, sondern durchaus unterschiedlich dicht. Im Extremfall kann ein Blitz sogar eine große Strecke waagerecht überbrücken. Das mit dem höchsten Punkt stimmt durchaus, wenn man es nicht als absolute Regel nimmt. "Jeder hohe Gegenstand beeinflusst das normale luftelektrische Feld so, dass es über dem Gegenstand zu einer Drängung der parallel zur Erdoberfläche verlaufenden elektrischen Feldlinien kommt, wodurch der Blitz angezogen wird", schreibt der Meteorologe Horst Malberg. Das heißt: Die Einschlagwahrscheinlichkeit ist größer, und sie nimmt natürlich mit der Entfernung vom Objekt ab. Ein Kirchturm kann kein ganzes Dorf vor dem Blitzschlag schützen. Deshalb sollte man sich auf die Regel nicht verlassen, sondern bei Gewitter Schutz suchen.
Trockene Gewitter
In einem Gespräch vor ein paar Tagen behauptete jemand, dass "trockene Gewitter" viel gefährlicher seien als die normalen nassen. Gibt es bei uns überhaupt Gewitter, bei denen kein Niederschlag fällt?
In unseren Breiten sind Gewitter durchweg mit Niederschlag verbunden. Allenfalls hört und sieht man einmal ein Gewitter am Horizont und bekommt seinen Niederschlag nicht mit, weil es vorbeizieht - aber am Ort des Gewitters selbst regnet oder hagelt es.
Es gibt aber in heißeren Gegenden der Welt tatsächlich trockene Gewitter, etwa im Westen der USA. Wie kann das sein, denn schließlich sind doch für die Aufladung von Wolken elektrisch geladene Eispartikel nötig.
Natürlich regnet es auch bei trockenen Gewittern, aber der Regen erreicht nicht den Boden. Die Luft unterhalb der Wolke ist so heiß und trocken, dass die Tropfen auf dem Weg nach unten verdunsten. Ein solches Phänomen nennen die Meteorologen "Virga". Man kann dies auch von weitem erkennen - man sieht dann unterhalb der Wolke die typischen Regenstreifen, aber diese hören dann mitten in der Luft auf. Gelegentlich geschieht dies auch mal in unseren Breiten vornehmlich an heißen Sommertagen.
Gefährlich sind die trockenen Gewitter vor allem, weil sie Waldbrände auslösen können. Denn obwohl der Regen nicht den Boden erreicht, kann der Blitz natürlich in den Boden einschlagen. Wenn er dann etwa einen trockenen Baum in Brand setzt, ist kein Regen da, der das Feuer im Keim ersticken kann. Die böigen Winde, die mit dem Gewitter kommen, fachen das Feuer noch zusätzlich an.
Trockene Gewitter können sogar aus lodernden Waldbränden entstehen. Das Feuer erzeugt dann die typischen heftigen Aufwinde, die viel Wasserdampf aus den verbrennenden Pflanzen enthalten. In der Höhe entstehen die Gewitterwolken, aber ihr Regen wird von den heißen Bodenschichten wieder in Wasserdampf verwandelt. Feuerwehrleute fürchten diese Gewitter, weil zum ersten die Blitze neue Brandherde zu erzeugen vermögen und zweitens die schnell drehenden Winde des Gewitters das Feuer in alle Richtungen treiben können.
Im Auto sicher vor Blitzschlag?
Immer wieder taucht auch die Frage auf, ob man im Auto wirklich vor Blitzschlag geschützt ist. Ein Auto ist, physikalisch betrachtet, ein Faraday - Käfig. Darunter versteht man eine geschlossene Metallstruktur mit nicht allzu großen Löchern. Wenn ein solcher Käfig von einer elektrischen Entladung getroffen wird, verteilt sich die Ladung nur über die Außenhülle und wird dann, meist zur Erde, abgeleitet. Das kann man zum Beispiel bei spektakulären Vorführungen im Deutschen Museum in München bestaunen, bei denen ein Mitarbeiter in einem solchen Käfig sitzt. Draußen sprühen die Funken, und er bleibt unverletzt. Im Inneren des Käfigs und auch in einem Auto ist die Feldstärke Null. An der Karosserie kann die enorme Hitze allerdings Spuren hinterlassen und auch elektrische Geräte können Schaden nehmen. Aber der Mensch ist sicher.
Nun hat aber nicht jedes Auto eine vollständige Metallhülle. Heute werden immer mehr Kunststoffteile verbaut, etwa in Schiebedächern. Ein Cabriolet ist auch bei geschlossenem Verdeck nicht völlig sicher. Ob der Blitz dort wirklich abgeleitet wird, hängt von mehreren Faktoren ab - etwa davon, wie nass das Stoffdach ist oder ob es eine stützende Metallkonstruktion besitzt. Eine Cabriotour bei Gewitter ist somit auf jeden Fall riskant. Dass man bei Gewitter im Auto vor Blitzschlag geschützt ist, gilt daher nur für geschlossene Limousinen.
Die Schafskälte traf pünktlich ein
Zwischen dem 10. und 20. Juni tritt bis heute recht regelmäßig ein Wetterphänomen ein, das unter dem Namen "Schafskälte" bekannt ist. Traditionell wurden die Schafe in Mitteleuropa Mitte Juni geschoren. Wenn dann ein plötzlicher Kälteeinbruch, vielleicht sogar mit Nachtfrösten, kam, konnte das für die nackten und schutzlosen Tiere gefährlich werden - daher der Name "Schafskälte".
Im letzten Rundspruch am vergangenen Sonntag hatte ich jenes Ereignis für die Mitte der vergangenen Woche angekündigt uns es traf auch pünktlich ein. Die Schafskälte gehört zu den am besten dokumentierten "Singularitäten" - also Wetterlagen, die immer wieder mit hoher Wahrscheinlichkeit im Jahresrhythmus auftreten. Tatsächlich stellt sich in jener Zeit Mitte Juni die Großwetterlage häufig um. Nach einem frühen Sommerauftakt Anfang Juni mit sonnigem Wetter bricht der Hochdruckeinfluss plötzlich zusammen und macht den Weg frei für atlantische Tiefdruckausläufer. Der Wind dreht von Süd- Südwest auf West bis Nordwest. So kann kältere Luft nach Mitteleuropa strömen und das Wetter wird wechselhafter. Die Tagestemperaturen können auf 10 Grad oder darunter absinken.
Das ganze rührt zum Teil daher, dass sich zu Beginn des Sommers der Kontinent schneller aufheizt als das Meer. Wenn an Land die warme Luft aufsteigt, befindet sich oftmals über dem Atlantik ein kühles Hochdruckgebiet. So entsteht eine Tiefdruckrinne über dem Festland. Diese saugt dann die kalte Luft vom Atlantik an, so dass sie als "Rückseitenwetter" von Nordwesten her einbrechen kann. In der Mitte jener Tiefdruckrinne im Bereich der Luftmassengrenzen kommt es vorher oftmals zu Gewittern mit Unwetterpotenzial. Auch das haben wir in der letzten Zeit hier in Deutschland erlebt. An der Schafskälteregel ist also wirklich etwas dran.
Können Frösche das Wetter vorhersagen?
Zum Schluss noch etwas in eigener Sache. Da man mich bisweilen als Wetterfrosch des Distriktes bezeichnet, bietet sich die Frage an: Können Frösche wirklich das Wetter vorhersagen? Man sagt ja von Fröschen, die in einem Einmachglas mit Leiter gehalten werden, folgendes: Wenn die kräftig quaken, soll es Regen geben, und wenn sie die Leiter hochsteigen, wird das Wetter schön.
Diese Geschichte hat allerhöchstens nur einen wahren Kern, was das Klettern des Frosches angeht. Laubfrösche, die im gewässernahen Gebüsch leben, finden bei feuchter Witterung genügend Nahrung am Boden. Wenn es trockener ist, krabbeln die Insekten höher auf die Blätter und Gräser hinauf, und auch der Frosch muss dann höher hinaus, um sich seine Nahrung zu sichern. Aber so ist das Klettern lediglich ein Zeichen dafür, wie das Wetter ist und nicht, wie es einmal wird.
Für einen Frosch in einem Einmachglas ergibt dies wohl kaum einen Sinn. Wenn er die Leiter hinauf klettert, dann wahrscheinlich vor allem in der Hoffnung, seinem nicht artgerechten Gefängnis zu entkommen. Ich kenne keinen Wissenschaftler, der einen Zusammenhang zwischen Froschverhalten und der zukünftigen Wetterentwicklung festgestellt hat. Nicht nur die Abergläubischen unter ihnen, sondern auch alle anderen dürfen mich aber weiterhin Wetterfrosch nennen. Dies ist nach dreißig Jahren inzwischen sowieso schon ein Gewohnheitsrecht.
Wie entsteht ein Regenbogen?
Wer einen Regenbogen sehen will, braucht Sonne und Regen. Aber es geht auch bei gutem Wetter. Dann muss man den Regen selber machen. Man nehme: einen Schlauch und eine feine Düse. Wenn jetzt die Sonne genau im Rücken steht, dann sieht man ihn vor sich: den "künstlichen" Regenbogen. Der Vorteil bei einem künstlichen Regenbogen: Man kann versuchen, um ihn herum zu gehen. Dann sieht man: Der Regenbogen wandert mit dem Beobachter mit. So ist das natürlich auch beim Regenbogen unter den Wolken.
Zum Regenbogen gehören die Farben. Ganz außen schimmert Rot. Dann geht es nach innen über Gelb, Grün, Blau zu Violett. Viele haben sich an der Erklärung versucht, aber erst Decartes und Newton fanden vor 300 Jahren die Lösung: Das weiße Sonnenlicht wird im Wassertropfen in seine verschiedenen Farben zerlegt. Rot außen und Violett innen.
Der Regenbogen trägt seinen Namen zu Recht. Er ist tatsächlich ein Kreisbogen. Nur die Tropfen, von denen aus das Licht in einem bestimmten Winkel (42 Grad) auf die Augen des Betrachters trifft, bilden den Bogen, und deshalb wandert er auch mit dem Betrachter mit. Die verschiedenen Farben liegen haargenau nebeneinander, jede auf ihrem Kreisbogen.
Wenn überall Regen ist (z.B. vom Flugzeug aus gesehen), dann wächst der Regenbogen zu einem Regenkreis. Von weitem betrachtet ist der Bogen genau genommen ein Kegel. In der Spitze liegt das Auge des Betrachters. Wer nicht darauf warten will, bis das Wetter seine Kapriolen schlägt und Regen und Sonne zugleich serviert, der kann es machen, wie zu Beginn beschrieben: sich seinen Regenbogen selber bauen.
Jeder von uns hat, bedingt durch den Winkel zum Licht und zu den Wassertröpfchen, seinen ganz persönlichen Regenbogen. Wandert man zu der Stelle, wo der Regenbogen den Boden berührt, so bleibt der Bogen vor unseren Augen stehen, solange sich noch Tröpfchen in der Luft befinden, die von der Sonne beleuchtet werden. Dabei können die Tröpfchen 10 Meter oder 10 Kilometer von uns entfernt sein. Die Entfernung der Tröpfchen spielt überhaupt keine Rolle, es kommt nur auf ihren entsprechenden Winkel von 42 Grad an.
Manipulierbares Wetter?
Vor kurzem las ich die Meldung, dass man in Moskau anlässlich der großen Militärparade düstere Wolken in der Umgebung habe künstlich abregnen lassen, damit das Ereignis nicht durch "Segen" von oben beeinträchtigt würde. Seit Jahrtausenden träumen die Menschen davon, das Wetter beeinflussen zu können. So ließe sich nach einer langen Dürreperiode endlich Regen herbeiführen. Solche Versuche gibt es bis in die heutige Zeit.
Die ersten Versuche, mit technischen Mitteln auf das Wetter einzuwirken, gab es in den vierziger Jahren des letzten Jahrhunderts. Es handelt sich im Grunde dabei immer um das gleiche Prinzip: Man versucht, durch das Ausstreuen von Partikeln, an denen sich das Wasser niederschlägt, also durch so genannte "Kondensationskerne", entweder Wolken zu erzeugen oder bereits bestehende Wolken dazu zu bringen, ihre Wasserfracht als Regen abzuwerfen. Als Kondensationskeime benutzt man vor allem Silberjodid und Trockeneis (gefrorenes Kohlendioxid).
China und Russland wenden jene Verfahren bis heute in größerem Maßstab an. So schießt man Raketen mit Silberjodid in Wolken, um sie über trockenen Regionen zum Abregnen zu bringen. Es gibt bereits Streit zwischen verschiedenen Regionen, die sich gegenseitig des "Regendiebstahls" beschuldigen. In Russland ist die Regenmacherei ein Überbleibsel aus der Zeit des Kommunismus. Noch immer werden vor den großen Paraden, die zu den Jahrestagen der Oktoberrevolution und des Sieges über die Nazis sowie zum 1. Mai stattfinden, die Wolken "behandelt". Tatsächlich finden die Paraden selten bei Regen statt. In des USA ist die Wettermacherei fast vollständig in privater Hand - Firmen bieten ihre Dienste an, etwa um Nebel in Flughafennähe zu beseitigen oder die Größe von Hagelkörnern in Gewitterwolken zu reduzieren.
Das Problem bei all diesen Maßnahmen lautet: Ihre Wirksamkeit ist schwer zu beweisen. Wenn das gewünschte Ziel erreicht wird und eine Wolke abregnet - wer sagt dann, dass sie das nicht sowieso getan hätte. Denn natürliche Kondensationskeime sind stets in mehr oder weniger größerer Zahl in der Luft vorhanden, wie z.B. Ruß-, Staub- oder Salzteilchen. Wir verfügen nämlich bis heute nicht über langfristige Auswertungen der Versuche. So bleibt die Wettermacherei noch immer eine Glaubenssache. Es fehlen die Beweise.
Neben jenen lokal eng begrenzten Versuchen des Menschen, das Wetter regional zu manipulieren, was keinerlei globale Auswirkungen hat oder hätte, stehen wir heute direkt vor einer weltweiten Klimabeeinflussung, wobei die Rolle des Menschen noch immer nicht klar ist. Nach dem letzten internationalen Klimabericht der UN von 2007 scheint sich die "Schuld" des Menschen am Klimawandel wieder ein Stückchen mehr zu erhärten. Jörg Kachelmann zum Beispiel gibt dem Menschen tatsächlich bereits die Schuld angesichts der folgenden Kernaussagen dieses Berichtes:
Seit 20 000 Jahren hat es keinen so steilen Temperaturanstieg gegeben. Bis zum Ende des Jahrhunderts wird es noch einmal um etwa drei Grad wärmer. Natürliche Schwankungen als Ursache für die Erwärmung sind praktisch auszuschließen.
Mit Unsicherheiten behaftet sind noch immer Aussagen darüber, wie sich das Klima in den einzelnen Regionen der Erde entwickelt.
Der nächste Winter kommt bestimmt....
Kalt ist aber nicht gleich kalt
Ein kalter Winter bezieht seine Luftmassen natürlich aus polaren Regionen. Polare Luftmassen treten in drei unterschiedlich temperierten Varianten auf, und diese erwerben unterwegs - ob über Land oder Meer geführt - ihre kontinentalen oder maritimen Eigenschaften. Somit gibt es sechs verschiedene polare Luftmassen über Mitteleuropa. Auf der anderen Seite beteiligen sich ebenfalls sechs verschiedenartige subtropische Luftmassen am Wettergeschehen, insgesamt also 12 unterscheidbare Luftmassen in unseren Breiten. Bleiben wir heute bei den polaren Luftmassen.
Am markantesten und am leichtesten zu erkennen ist die "nordsibirische Polarluft", die uns die strengste Kälte bringt. Sie entsteht in klaren Nächten und bei hohem Luftdruck über den weiten Flächen Sibiriens und überflutet in manchen Hochwintermonaten mit ihrem eisigen Atem ganz Mitteleuropa.
Etwas weniger kalt ist die "russische Polarluft", die aus den Weiten Mittelrusslands stammt. Beide Luftmassen sind sehr trocken und trotz ihrer Kältegrade ganz gut zu ertragen, also auch in biologischer Hinsicht recht günstig. Die Wirkung des meist böigen Windes erhöht jedoch das Kälteempfinden des Menschen beträchtlich. Aus dem hohen Norden strömt sie sog. "arktische Polarluft" sehr kalt und feucht nach Mitteleuropa. Ihre Wetterwirksamkeit äußert sich in Niederschlägen, die oft schauerartig auftreten. Dazwischen ist diese Luftmasse sehr klar und beschert uns in den Winternächten den imposantesten Sternenhimmel. Die Alpen bilden jedoch für die aus Norden heranströmende arktische Polarluft ein meist unüberwindliches Hindernis. So gibt es in Südbayern kräftige Staubewölkung mit langanhaltenden Niederschlägen.
Als nächstes wäre die "grönländische Polarluft" zu erwähnen, die von Nordwesten nach Mitteleuropa hineinströmt und die Eigenschaften der arktischen Polarluft in minder krasser Form aufweist. Sie tritt relativ häufig auf und spielt bei uns eine recht dominierende Rolle im Wettergeschehen. Die kalten Luftmassen aus dem Norden können beim Überqueren des Atlantiks oder des weiten russischen Kontinentes ihre ursprünglichen Eigenschaften weitgehend verlieren. Ehemals polare Luftmassen strömen dann z.B. von Westen her "erwärmt und feucht" heran, oder von Osten "erwärmt und trocken". Dabei ist der aus Südosten kommende Anteil der "rückkehrenden Polarluft" gering. Bedeutend für unser mitteleuropäisches Wetter ist jedoch der Anteil der aus dem Westen zu uns gelangenden "erwärmten Polarluft". Der hohe Feuchtigkeitsgehalt der erwärmten Polarluft verursacht die große Unbeständigkeit der mit ihrem Heranströmen verbundenen Wettervorgänge.
Der Nordost-Atlantik, nördlich der Azoren, ist dann die Heimat der echten Meeresluft, deren Einfluss vor allem die Britischen Inseln unmittelbar und überwiegend unterliegen.
Sie sehen also: Kaltluft ist nicht gleich Kaltluft. Neben der "arktischen Polarluft" gibt es auch noch die erwähnten anderen Arten, die ich zum Schluss noch einmal nenne:
Die nordsibirische, die russische und die grönländische Polarluft, dann noch die rückkehrende und die erwärmte Polarluft.
Die mitteleuropäische, also hausgemachte Festlandsluft, kann natürlich im Winter ebenfalls nur kalt sein. Sie ist meist trocken. Die Unterscheidungsmerkmale der angeführten kalten Luftmassen beziehen sich auf ihre Temperaturen, also ob sie extrem kalt, sehr kalt oder nur kalt sind, - und auf ihre Feuchtigkeit, ob sie eher trocken oder feucht sind. Für die subtropischen Luftmassen gibt es natürlich ebenso unterschiedliche Merkmale. Vielleicht darüber mal etwas im nächsten Sommer.
Die "Kleine Eiszeit"
Jeder recht lange und kalte Winter erinnert mich daran, dass erst vor 150 Jahren in Europa ein 500 Jahre währender Kälteeinbruch zu Ende ging, dem man als "Kleine Eiszeit" bezeichnet. Sie war die jüngste von drei relativ kalten Kälteeinbrüchen während der letzten zehntausend Jahre. Sie war eine Periode konstanter und manchmal bedeutender klimatischer Wechsel zwischen heißen Sommern und frostigen Wintern.
Wie der Pazifik unterliegt auch der Atlantik eigenen Druckschwankungen. Wir kennen ja das große Druckgefälle zwischen dem Islandtief und dem Azorenhoch. Wenn dieses Gefälle groß ist, bringt es viel Regen, starke Weststürme und wärmere Temperaturen. Bei geringerem Druckgefälle kommen kalte Jahre. Man spricht hier von der "Nordatlantischen Oszillation", die unser Wetter großräumig beeinflussen kann. Die "Kleine Eiszeit" über vier Jahrhunderte hat gezeigt, wie langfristige Klimaschwankungen den Lauf der Geschichte sowohl allmählich als auch plötzlich zu ändern vermögen. Auf dem Höhepunkt der "Kleinen Eiszeit" zwischen 1550 und 1700 waren die mittleren Temperaturen 1,2 bis 1,4 Grad niedriger als die der mittelalterlichen Wärmeperiode.
Was die "Kleine Eiszeit" ausgelöst hat, ist bis heute eine strittige Frage. Jene Kälteperiode ist jedoch gerade für das Verständnis des heutigen Klimawandels enorm wichtig, denn sie erstreckte sich zwischen sechs Jahrhunderten der jüngeren Geschichte, als die von Menschen verursachte globale Erwärmung noch keine Rolle spielte. Wahrscheinlich hatte auch eine Phase beachtlicher vulkanischer Ausbrüche der damaligen Zeit zusammen mit einer etwas schwächeren Sonneneinstrahlung einen Einfluss darauf.
Es gibt Hinweise, dass sich die periodisch wiederkehrenden Veränderungen im Sonnenmagnetfeld auch direkt auf das irdische Klima auswirken könnten. Denn ist beispielsweise das Feld schwach, trägt unser Stern kaum Flecken, strahlt dann aber auch insgesamt etwas weniger hell. Die berühmteste dieser Perioden begann 1645 und endete zu Beginn des 18. Jahrhunderts. Noch länger dauerte von 1420 bis 1530 das sog. "Spörer- Minimum". Und zusammen korrelieren beide Perioden erstaunlich gut mit jener Ära, die Klimaforscher als die "Kleine Eiszeit" bezeichnen, weil es in Europa so kalt wurde, dass sogar die Lagune von Venedig im Winter regelmäßig zufror. Seit 1940 erweist sich das solare Magnetfeld dagegen wieder als ausgesprochen aktiv und beeinflusst nach neueren Erkenntnissen womöglich sogar die globale Klimaerwärmung.
In den dreißiger Jahren des 15. Jahrhunderts gab es lange Perioden strengen Winterwetters, unterbrochen von sehr trockenen, heißen Sommern und außergewöhnlich nassen Frühjahren und Herbsten. Um 1500 waren die europäischen Sommer um sieben Grad kälter als in der Mittelalterlichen Wärmeperiode. Die kalten Jahrhunderte endeten um 1850, auf dem Höhepunkt der industriellen Revolution. Die Erde trat in eine neue wärmere Ära mit weniger extrem klimatischen Schwankungen ein, die offensichtlich ausschließlich von natürlichen Faktoren ausgelöst wurde. Die Erwärmung setzt sich bis heute fort, nur gelegentlich durch kühlere Episoden unterbrochen. Die drei strengen Winter von 1939 - 1942 schadeten Hitler in Frankreich und Russland. Zwischen 1940 und 1975 kühlte sich das Weltklima trotz steigender Kohlendioxidwerte ganz geringfügig ab, was sofort zur Diskussion über eine bevorstehende Eiszeit führte. Seit den siebziger Jahren setzte sich die Erwärmung wieder fort. Klimatologen berichteten, dass 1997 das wärmste Jahr des 20. Jahrhunderts gewesen war und von 1998 wohl noch übertroffen würde. Inzwischen sind diese Meldungen bereits überholt.
Inwieweit diese Erwärmung auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe und andere menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist, ist immer noch Gegenstand einer kontroversen Diskussion. Vielleicht ist eine erneute kleine Eiszeit jetzt weniger wahrscheinlich, als es sie gewesen wäre, wenn die Nutzung fossiler Brennstoffe im 20. Jahrhundert nicht so dramatisch gestiegen wäre. Aber das heißt nicht, dass eine weitere "Kleine Eiszeit" unmöglich wäre.
Die zahlreichen Märchen, in denen von Schnee, Eis und Kälte die Rede ist, sind entsprechend alt und in der damaligen "Kleinen Eiszeit" irgendwann entstanden und weitererzählt worden. Sie belegen wenig "Märchenhaftes", sondern bittere Realität, wenn man sich in Erinnerung ruft, welche Perioden steter Hungersnöte, Ernteausfälle und Entbehrungen mit der kalten Zeit verbunden waren. Es kam sogar soweit (nur ein Beispiel), dass schottische Hochlandbewohner ihr Brot aus Baumrinde herstellen mussten. Der Hunger verursachte zudem manche gesellschaftliche Verwerfungen und nicht zuletzt trugen die massiven Ernteausfälle auch zu den Unruhen bei, die zur Französischen Revolution führten.
Die Kleine Eiszeit war die jüngste von drei relativ langen Kälteperioden während der letzten zehntausend Jahre. Die erste Dryaszeit, die den Ackerbau in Südostasien ausgelöst hat, war die strengste, denn sie brachte die Vergletscherung zurück nach Europa. Ein weiterer Kälteeinbruch um 6200 v. Chr. dauerte vier Jahrhunderte an und verursachte große Dürren. Die Kleine Eiszeit hatte einen größeren Einfluss auf die Geschichte als ihre beiden Vorgänger, denn sie ereignete sich nach Jahrhunderten von ungewöhnlich warmen Temperaturen. Man kann sie mit Recht die Mutter aller geschichtsverändernden Ereignisse nennen.
Bauernregeln
In meinen Funkwetterberichten habe ich schon häufig sog. "Bauernregeln" zitiert. Man kann durchaus sagen, dass diese Sprüche als Teil der Kulturgeschichte unseres Volkes bis auf den heutigen Tag von ihrer Faszination und Aktualität nichts eingebüßt haben. Jene Wetter- und Klimaregeln orientieren sich dabei an den vielfältigen Wetterzeichen wie Wind, Wolken und optischen Erscheinungen, die Vorboten einer bestimmten Wetterentwicklung sind. Mit solchen Regeln lässt sich in vielen Fällen eine recht gute Wetterabschätzung durchführen. Recht gute Wetterprognosen bis zu 6 Tagen mit einer Trefferquote von rund 75% leisten auch heute noch wie in früherer Zeit z.B. Schäfer und manche Landwirte.
Das ausgezeichnete Wissen unserer Vorfahren über das Klima ihrer Heimat kommt in den kalendergebundenen Klimaregeln zum Ausdruck. Auch wenn sich das Wetter nicht an ein bestimmtes Kalenderdatum hält, so gibt es doch in den einzelnen Monaten ganz charakteristische Wettererscheinungen, sog. "Singularitäten", wie die "Schafskälte" oder den "Altweibersommer". Ohne jede Möglichkeiten einer quantitativen Messung wurden diese anerkannt und in Form der Klimaregeln von Generation zu Generation weiter gegeben. Den jeweiligen "Lostag" darf man dabei nicht zu eng sehen. Er hatte in erster Linie einen Merkcharakter. Abweichungen von mehreren Tagen liegen in der Natur der Sache, teilweise auch in der gregorianischen Kalenderreform, die alle Termine um ca. 12 Tage nach hinten verschoben hat.
Was jene "Bauernregeln" z.B. für die kalte Jahreszeit bieten, möchte ich nun erläutern.
"Geht Barbara (4. Dezember) im Grünen, kommt das Christkind im Schnee." "Ist es an Weihnachten kalt, ist kurz der Winter, das Frühjahr kommt bald." "Ist es auf Weihnachten gelind, sich noch viel Kälte einfindet." "Dezember veränderlich und lind, der ganze Winter wird ein Kind."
Diese Bauernregeln besagen eigentlich nur: fällt der Dezember zu warm aus, so ist mit relativ großer Wahrscheinlichkeit (67%) auch ein zu warmes Frühjahr zu erwarten. Umgekehrt folgt zu etwa 60% ein zu kalter Frühling, wenn der Dezember zu kalt war.
Ziemlich sicher sind Klimaregeln:
"Wenn der Tag beginnt zu langen, kommt der Winter erst gegangen."
"Werden die Tage länger, wird der Winter strenger." "Januarsonne hat weder Kraft noch Wonne."
Nach der Wintersonnenwende am 22. Dezember werden die Nächte wieder kürzer und die Tage länger, doch danach beginnt erst der Hochwinter mit seinen niedrigen Temperaturen.
Was nicht jeder weiß: Unsere Sonne erreicht hier am Niederrhein am 8. Dezember ihren tiefsten Stand, also nicht erst am 22. Allerdings steht sie dann bis Ende Dezember weiterhin so tief, jedoch wird es bis zum 22. Dezember an jedem Morgen etwas später hell.
Der Tageswind
Vielleicht haben Sie bei der derzeitig oftmals sehr ruhigen Hochdruckwetterlage schon einmal bemerkt, dass der Wind einen typischen Tagesgang hat. Wenn es nachts klar oder nur leicht bewölkt ist, kühlt sich der Erdboden mit der darüber liegenden Luftschicht stark ab. Da die Luft jedoch am Vortage bis in eine beträchtliche Höhe erwärmt wurde, bildet sich die bekannte Bodeninversion aus. Diese verstärkt sich in der Nacht und erreicht ihre größte Ausprägung etwa um die Morgendämmerung
Die Inversion bewirkt die Ausbildung einer Sperrschicht für die darunter liegende Luft. So lässt der Wind unterhalb der Inversion nach, während er darüber zum Ausgleich zunimmt. Die Bildung der Inversion setzt bereits gegen Abend ein. So lässt der Wind schon zu jener Zeit nach und "schläft" nachts ganz ein.
Auch am frühen Vormittag weht der Wind noch sehr schwach. Wenn jedoch die Sonne etwa 30° über dem Horizont steht, hat sie im Frühjahr - und erst recht im Sommer - genügend Energie, um die sog. "Thermik" in Gang zu setzen. Jene warmen Luftpakete steigen auf, werden anfangs noch durch die Inversion abgebremst, durchstoßen sie aber bald und lösen sich darüber auf. Ist die Luft feucht genug, erkennt man jene Thermik an einigen Kumuluswolken, die im Tagesverlauf meist anwachsen. Ist die Luft sehr trocken, besteht jene Thermik auch, wird "Blauthermik" genannt und ist somit unsichtbar. Nun kann der kräftigere Wind über der Inversion nach unten bis in Bodennähe vorstoßen. So wird der Wind am Vormittag bis zum frühen Nachmittag immer kräftiger und ist zunächst auch recht böig, wobei er seine Richtung oft wechselt.
Einige Stunden nach dem Sonnenhöchststand ist der Wind an einem normalen Tag am stärksten. Kommt jedoch eine Absinkinversion mit ins Spiel, wird der vertikale Luftaustausch unterbunden und der Bodenwind bleibt auch am Nachmittag ruhig.
Der Nachmittagswind wird allmählich zurückgehen, sobald die Inversionsbildung einsetzt. Das passiert etwa nach 17 Uhr. Dann lässt auch die Böigkeit des Windes rasch nach. Am Abend weht der Wind dann meist nur noch sanft und gleichmäßig. Er folgt nun auch recht "brav" den Konturen der Erdoberfläche, z.B. denen von Tälern und Hügeln.
Vor allem als Radfahrer konnte man den Tageswind in der vergangenen Woche recht gut beobachten. Bis etwa 11 Uhr hatte der Radler keine Probleme mit dem Wind, doch ab Mittag musste er sich immer mehr auf böigen Gegenwind einstellen, dessen Richtung ziemlich variabel war. Zwischen 15 und 16 Uhr blies der Wind dann am stärksten. Am frühen Abend nahm er allmählich an Stärke ab, war jedoch als ständiger Begleiter beim Radfahren noch recht spürbar - recht gleichmäßig wehend. Kehrte man gegen 22 Uhr zurück, war es windstill.
Ich konnte nur einige der vielen Variationsmöglichkeiten des Tageswindes erläutern, aber vielleicht haben sie doch zum grundsätzlichen Verständnis der Rhythmen des Windes bei ruhigem Hochdruckwetter beigetragen.
Sturmtief und tropischer Sturm (Hurrikan, Taifun)
Den Namen "Sturmtief" verdient erst eine Tiefdruckgebiet mit einem ausgeprägten Sturmfeld und sehr niedrigem, häufig 975 hPa unterschreitendem Luftdruck in seinem Kern.
Das Sturmfeld ist der Bereich, in dem die Windgeschwindigkeiten 75 km/h überschreiten. Es liegt entsprechend der Wirbelstruktur des Tiefs ringförmig oder halbkreisförmig um eine windschwächere Kernzone und kann bei den Sturmtiefs unserer Breiten eine Ausdehnung von mehreren 100 km haben, wobei die höchsten Windgeschwindigkeiten im Bereich der Fronten und des nachfolgenden Troges vorkommen.
Voraussetzung für die Entstehung eines Sturmtiefs ist das Vorhandensein unterschiedlich temperierter Luftmassen mit großen Temperaturunterschieden in der Vertikalen. Die Antriebsenergie erhält das Luftdruckgebilde durch eine feuchtlabile Schichtung seiner Luftmassen, also hauptsächlich durch die Wärmeenergie, die bei der Kondensation von Wasserdampf frei wird.
Unter Sturm dürfen wir - streng genommen - nur einen Wind mit einer Geschwindigkeit zwischen 75 und 117 km/h bezeichnen. Das entspricht den Windstärken 9 bis 11. Weht es stärker, sprechen wir von Orkan.
Es kommt häufig vor, dass sich die Zuggeschwindigkeit eines Sturm- oder Orkantiefs zu seiner Windgeschwindigkeit addiert. In jener Zone treten dann die höchsten Windstärken auf.
Besonders zerstörerisch wirken sich bei einem Sturm oder Orkan die Böen aus, also die kurzzeitigen Schwankungen der Windgeschwindigkeit und Windrichtung infolge der Luftturbulenz. Diese Sturm-, bzw. Orkanböen entstehen hauptsächlich zwischen einer vorrückenden Kaltfront und den nach oben ausweichenden wärmeren Luftmassen, oft in Verbindung mit Gewittern.
Böigkeit des Windes kann aber auch durch Unebenheiten oder die ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche, durch die sog. Sonnenböigkeit, hervorgerufen werden und ist damit im allgemeinen über dem Land größer als über dem Meer und in den unteren Luftschichten größer als in den oberen. Sie ist in der Regel in Kaltluftmassen stärker ausgeprägt als in Warmluft.
Parallel zu den Berichten über die Sturmtiefs unserer Breiten wird in den Medien immer wieder über die tropischen Wirbelstürme in der Nähe des Äquators berichtet. Diese haben ja ein weitaus größeres Ausmaß an Wetterwirksamkeit zu bieten, was Niederschlagsmengen und Windgeschwindigkeiten betrifft, verglichen mit unseren "normalen" Sturm-bzw. Orkantiefs in Nord- und Mitteleuropa.
Die hauptsächlichen Entstehungszeiten für tropische Stürme sind Mitte August bis Mitte Oktober, weil dann die Wassertemperaturen in den Ursprungsgebieten ihre höchsten Werte erreichen. Mindestens 27° sind dazu nötig. Erst ab derart hohen Temperaturen kann sich die Luft über dem Wasserspiegel mit der nötigen Feuchtigkeit anreichern, die zur Abgabe einer entsprechend großen "Kondensationswärme" erforderlich ist.
Ein tropischer Sturm hat ganz andere Entstehungsursachen als ein Sturmtief unserer Breiten. Er beginnt recht harmlos mit einigen Wolkenballen (cloud cluster), die langsam anwachsen. Sie dürfen sich allerdings nicht direkt am Äquator, aber auch nicht zu weit davon entfernt befinden. Sie müssen in einer Zone liegen, in der die ablenkende Kraft der Erdrotation (Corioliskraft) gerade noch ausreicht, um die erwähnten dicken Wolkenhaufen in eine langsam Drehung um ein Zentrum zu versetzen. Dabei wird vermehrt latente Wärme durch Kondensation frei und die feuchten "Wärmeblasen" wachsen sich allmählich zu einem tropischen Tief aus. Jene nennt man in der Karibik und Nordamerika "Hurrikans", im asiatischen Raum heißen sie "Taifune" und im Indischen Ozean sind es die "tropischen Zyklone".
Im Unterschied zu unseren Tiefdruckgebieten der gemäßigten Breiten haben diese Zyklone keine Warm- und Kaltfronten und auch keine so große horizontale Ausdehnung. Unsere bekannten Tiefdruckgebiete entstehen ja an der sog. "Polarfront", wo kalte und warme Luftmassen an der "Frontalzone" sehr nahe beieinander liegen. Die Entstehungsursache der tropischen Stürme ist hingegen das Freiwerden von Kondensationswärme bei entsprechend hohen Wassertemperaturen. Solche Stürme können daher bei uns nicht entstehen.
Ein Hurrikan oder Taifun verliert sehr schnell an Energie, wenn er aufs Land zieht oder in Meeresgebiete mit niedrigerer Wassertemperatur kommt. Dann versiegt die feuchtwarme Energiequelle von unten. Über Land - wegen der verstärkten Reibung an der rauen Bodenoberfläche - kann ein solcher Sturm anfänglich durch das Abbremsen der Luft am Boden ähnliche Eigenschaften wie ein normales Tief bekommen, da Luft vermehrt in Richtung Zentrum strömt, also ins Zentrum hinein geleitet wird, wie das auch in unseren Breiten der Fall ist. Aber dieser Effekt ist nicht sehr dynamisch und führt meist nur kurzfristig zu einer Verstärkung von Niederschlagsneigung.
Tropische Stürme wandeln eigentlich "nur" diejenige Wärme, die durch Kondensation in den gewaltigen Wolkentürmen erzeugt wird, - angestoßen durch den Drehimpuls der ablenkenden Erdbe-schleunigung - in Bewegungsenergie um, beziehen ihre Energie also nicht wie normale Tiefdruckgebiete unserer Breiten aus horizontal unterschiedlichen Lufttemperaturen. Daher gibt es in ihrem Bereich, nochmals gesagt, keine Kalt- und Warmfronten.
Ihren Drehimpuls können die tropischen Stürme jedoch oftmals auch nach Abschwächung noch so lange behalten, bis daraus die Entstehung eines "normalen" Tiefs begünstigt wird, das dann in der Westdrift z.B. nach Island und Skandinavien zieht. Das sind dann die sog. "Ex"- Hurrikans aus Amerika, die als Tiefdruckgebiete unter ihrem alten Namen bei uns auf unseren Wetterkarten erscheinen.
Ihr Einfluss auf unser Wetter in Mitteleuropa ist nicht zu unterschätzen. So können sie manchmal ganz schön "mitmischen", wie sich unser Herbst gestaltet. Sie können sogar den "Altweibersommer" einleiten, je nachdem, wo sie positioniert sind, denn zum Ausgleich muss ja irgendwo ein Hoch entstehen.
Ja, man sieht daraus, für das Wettergeschehen ist unsere Erde relativ klein und begrenzt. So können sich "ferne" Ursachen noch ganz nah bei uns auswirken und die Gestaltung unseres Tages wettermäßig mitbestimmen. Jedoch werden wir hier bei uns mit Sicherheit niemals einen Hurrikan erleben.
Tiefdruckgebiete mittlerer Breiten
Zwischen 40° und 60° nördlicher Breite erstreckt sich die sog. "Westwindzone". Tiefdruckgebiete, die sich dort aufhalten und einen Durchmesser von 1000 km und mehr haben, transportieren kalte Luft südwärts und als Ausgleich dafür einige hundert bis einige tausend km weiter östlich, warme Luft nordwärts. Sie bewirken daher den Wärmeausgleich zwischen den kalten subpolaren und den warmen subtropischen Luftmassen.
In den Zonen eines Tiefs entstehen die sogenannten "Fronten", das sind relativ schmale Wolken- und Niederschlagsbänder.
Durch die Temperaturunterschiede an den Fronten wird die wärmere Luft in den meisten Fällen gehoben. Dabei kühlt sie sich ab und bildet Wolken und Niederschlag. Die trockenere Kaltluft sinkt meistens ab. Daher kommt es, dass das Wetter im kalten Bereich des Tiefs oftmals etwas freundlicher ist.
Wenn die Kaltluft die Warmluft verdrängt, spricht man von einer "Kaltfront", im umgekehrten Fall von einer "Warmfront". Im Bereich der Fronten sind die Wettererscheinungen deshalb so markant, weil die Luftmassen dort "verwirbeln". Sie befinden sich in einer frontalen Übergangszone.
Das verflixte Sommerwetter
Leider können wir nicht rechtzeitig vorhersagen, was die Urlauber an den deutschen Küsten meist brennend interessiert: wie wird das Sommerwetter dort?
Unser deutsches Sommerwetter ist und bleibt verflixt, nämlich unberechenbar und bisweilen ärgerlich. Woran liegt das eigentlich? Mit dem herannahenden Sommer bildet sich über dem riesigen asiatischen Festland, also auch in Osteuropa, ebenfalls wie über den Azoren eine recht verlässliche Hochdruckzone. Diese beiden, um mehrere tausend Kilometer getrennten, mit hoher Wahrscheinlichkeit auftretenden Hochdruckgebiete des Frühsommers bilden nun eine jener Formen, welche die Umschaltung des Winterwetters auf das Sommerwetter kennzeichnen. Es hängt alles davon ab, ob diese beiden Hochdruckgebiete sich vielleicht zu einer Hochdruckbrücke vom mittleren Atlantik quer über Europa hinweg bis nach Russland verbinden. Die Entscheidung, ob sich eine solche Brücke mehr oder minder stark ausgeprägt bildet, fällt etwa gegen Monatswechsel von Juni zu Juli, also um den Siebenschläfer herum.
Stellen Sie sich ein Hochdruckgebiet wie einen Berg und einen Hochdruckrücken wie ein langgestrecktes Gebirge in der Luft vor. Die Tiefdruckgebiete, die von Island und England her in Richtung Mitteleuropa unterwegs sind, müssen dabei wie Kugeln den Abhang eines solchen Rückens hinauf rollen. Wenn der Rücken hoch genug ist und die Wucht und Größe der Tiefdruckgebiete nicht ausreicht, können sie diesen Berg nicht durchbrechen und rollen wieder nach Nordwesten in Richtung Nordkap und Finnland zurück.
In guten Sommern ist dieser Wall des Hochdruckrückens zwischen den Azoren und Westrussland so verlässlich und stark, dass im Juli und August die Tiefdruckgebiete vergeblich dagegen anrennen. Bei ständigem Hochdruckeinfluss mit Einstrahlung der hochstehenden Sonne haben wir Wochen lang große Hitze. Diese wird nur gelegentlich durch örtliche Gewitter unterbrochen und erreicht in den berühmten Hundstagen ihren Höhepunkt.
In den meisten Sommern bildet sich dieser Hochdruckrücken aber nur zögernd. Wenn dann noch in schneller Folge kräftige Tiefdruckgebiete dagegen anrennen, wird er dauerhaft durchbrochen und kann sich von diesen Angriffen oft Wochen lang nicht erholen. Dann ziehen die Tiefausläufer in regelmäßiger Folge über Europa hinweg. Mit ihrer Linksdrehung wird Rückseitenkaltluft von der nördlichen Nordsee nach Süden verfrachtet. Wir haben dann unseren kühlen, regenreichen und sonnenarmen mitteleuropäischen Sommer.
Niemand kann Ihnen also für das nächste Jahr den Rat geben, Ihren Urlaub an deutschen Küsten zu verbringen, da das Sommerwetter wohl gut ausfallen würde. Denn kein Meteorologe weiß heute schon, ob sich um den Siebenschläfertag herum diese für das Sommerwetter so kritische Hochdruckbrücke zwischen den Azoren und dem europäischen Russland aufbauen wird oder nicht.
Wieso entsteht nun jene Hochdruckbrücke gerade zu dieser Zeit und nicht etwa auch im Winter? Dies hat mit dem Stand der Sonne zu tun, die zu unserem Sommerbeginn senkrecht über dem nördlichen Wendekreis steht. Der Gürtel der intensivsten Sonneneinstrahlung ist also dann vom Äquator aus 20 Grad nach Norden gewandert. Damit verschiebt sich auch die Tropenzone nach Norden. Die Subtropenzone tut das ebenfalls, wobei die Frontalzone der gemäßigten Breiten mit ihrem wechselhaften Wetter sich nach Norden verschiebt.
Die nach Norden gewanderte Subtropenzone beschert den Mittelmeerländern wie Spanien, Italien und Griechenland ihre meist sehr schönen Sommer. Wenn Sie also wirklich Sonnenferien haben wollen, dann kann ich Ihnen jetzt schon für das nächste Jahr Kreta, Rhodos, Sizilien, die Türkei oder Tunesien als recht zuverlässig empfehlen. Die beständige Hochdruckzone der Subtropen liegt nämlich dann dort.
Corioliskraft
In meinen Beiträgen habe ich bereits mehrmals darauf hingewiesen, dass unser Wetter - so wie wir es kennen - eine wesentliche Grundvoraussetzung hat. Dies ist die ablenkende Kraft der Erdrotation, die Corioliskraft. Wie entsteht sie eigentlich? Die Erde hat einen Durchmesser von etwa 12 000 km und einen Umfang von 40 000 km. Sie dreht sich in 24 Stunden einmal um ihre Achse, und zwar von West nach Ost. Das bedeutet am Äquator eine Geschwindigkeit von 40 000 km am Tag, also ca. 1 700 km pro Stunde. Je näher man zum Pol kommt, desto geringer wird der Erddurchmesser am Breitenkreis, dadurch wird auch der Erdumfang des jeweiligen Breitenkreises geringer, und die Geschwindigkeit, mit der sich die Erdoberfläche nach Osten bewegt, verringert sich ebenfalls, bis sie am Pol faktisch Null ist. Durch diese unterschiedliche Geschwindigkeit der Erdoberfläche wird jede Bewegung seitlich abgelenkt, und zwar auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links.
Die Wirkung der unterschiedlichen Geschwindigkeit möchte ich an folgendem Beispiel verdeutlichen: Wird ein Gegenstand aus einem fahrenden Auto auf ein festes Ziel geworfen, fliegt er am Ziel vorbei. Der Gegenstand bewegt sich nämlich zusätzlich zu seiner Wurfgeschwindigkeit in Richtung Ziel auch mit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges seitlich weg. Wirft man umgekehrt aus dem Stand einen Gegenstand auf ein fahrendes Auto, so landet der Gegenstand hinter dem Fahrzeug, da sich das Fahrzeug während der Flugzeit des Gegenstandes weiterbewegt hat. Nach dem gleichen Prinzip wirkt sich die Corioliskraft auf Bewegungsvorgänge auf der Erde aus.
Vom Weltraum aus erkennen wir unsere Erde als eine rotierende Kugel. Befindet sich der Nordpol oben, dann dreht sich die Erde nach rechts, also von West nach Ost. Würde jetzt ein Gegenstand am Äquator gestartet und zum Pol fliegen, dann bewegt er sich gleichzeitig mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Erde am Äquator, also 1700 km je Stunde nach Osten. Die Geschwindigkeit der Erdoberfläche wird jedoch wegen des abnehmenden Erdumfanges zum Pol hin immer geringer. Je weiter sich der am Äquator gestartete Gegenstand dem Pol nähert, desto mehr wird er der Erdoberfläche nach Osten voraus laufen. Das bedeutet auf der Nordhalbkugel eine Ablenkung nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links. Das gleiche gilt natürlich auch für ein sich bewegendes Luftpaket.
Schickt man einen Gegenstand vom Pol zum Äquator, dann ist die Flugrichtung zum Äquator gerichtet ohne jede seitliche Ablenkung, denn am Pol ist die Geschwindigkeit der Erdoberfläche nach Osten kaum messbar. Je näher aber dieser Gegenstand zum Äquator kommt, desto größer wird der Erdumfang der Breitenkreise und damit die Geschwindigkeit der Erdoberfläche. Sie läuft immer schneller unter dem Gegenstand nach Osten weg und zwar umso schneller, je weiter sich der Gegenstand vom Pol nach Süden entfernt.
Die Corioliskraft wirkt wegen der Kugelform der Erde je nach Entfernung vom Äquator unterschiedlich stark. Sie ist am Äquator am geringsten und am Pol am stärksten. Der Grund: Entfernt man sich ein Stück vom Äquator weg, dann ändert sich der Erdumfang und damit die Oberflächengeschwindigkeit der Erde nur wenig. Die Corioliskraft wirkt nur schwach. Das andere Extrem findet sich am Pol. Entfernt man sich die gleiche Strecke vom Pol, dann ist die Veränderung des Erdumfangs am größten, die Corioliskraft wirkt am stärksten. Zwischen diesen beiden Extremen gestalten sich die Übergänge gleitend.
Ohne die ablenkende Kraft der Erdrotation, die Corioliskraft, gäbe es nicht die uns bekannten Hoch- und Tiefdruckgebiete, die unser Wetter entscheidend gestalten. Es gäbe auch nicht die dafür ursächliche mäandrierende Frontalzone mit ihren Strahlströmen, den Jetstreams. Ebenso nicht unser bekanntes planetarisches Windsystem mit den Passaten. Wahrscheinlich hätte sich das Leben auf unserer Erde erst gar nicht entwickeln können, wenn diese sich nicht wie ein Kreisel drehen würde.
Fortsetzung "Rund ums Wetter" (2)
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