Wetter
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Wetter ist der Zustand der Atmosphäre, der z. B. beschreibt, wie heiß oder kalt, nass oder trocken, windstill oder stürmisch, klar oder bewölkt sie ist. Auf der Erde treten die meisten Wetterphänomene in der untersten Schicht der Erdatmosphäre auf, der Troposphäre, knapp unterhalb der Stratosphäre. Das Wetter bezieht sich auf die tägliche Temperatur, den Niederschlag und andere atmosphärische Bedingungen, während der Begriff Klima die Durchschnittswerte der atmosphärischen Bedingungen über längere Zeiträume bezeichnet. Wird der Begriff "Wetter" ohne Einschränkung verwendet, so ist damit im Allgemeinen das Wetter auf der Erde gemeint. ⓘ
Das Wetter wird durch Luftdruck-, Temperatur- und Feuchtigkeitsunterschiede von einem Ort zum anderen bestimmt. Diese Unterschiede können durch den Winkel der Sonne an einem bestimmten Ort entstehen, der je nach Breitengrad variiert. Der starke Temperaturunterschied zwischen polarer und tropischer Luft führt zu den größten atmosphärischen Zirkulationen: die Hadley-Zelle, die Ferrel-Zelle, die Polarzelle und der Jetstream. Wettersysteme in den mittleren Breiten, wie z. B. außertropische Wirbelstürme, werden durch Instabilitäten der Jetstream-Strömung verursacht. Da die Erdachse im Verhältnis zu ihrer Bahnebene (der Ekliptik) geneigt ist, fällt das Sonnenlicht zu verschiedenen Zeiten des Jahres in unterschiedlichen Winkeln ein. Die Temperaturen auf der Erdoberfläche schwanken in der Regel jährlich um ±40 °C (-40 °F bis 104 °F). Im Laufe der Jahrtausende können Veränderungen der Erdumlaufbahn die Menge und Verteilung der von der Erde empfangenen Sonnenenergie beeinflussen und so das langfristige Klima und den globalen Klimawandel beeinflussen. ⓘ
Unterschiede in der Oberflächentemperatur führen wiederum zu Druckunterschieden. In höheren Lagen ist es kühler als in niedrigeren Lagen, da der größte Teil der atmosphärischen Erwärmung auf den Kontakt mit der Erdoberfläche zurückzuführen ist, während die Strahlungsverluste in den Weltraum weitgehend konstant sind. Die Wettervorhersage ist die Anwendung von Wissenschaft und Technik zur Vorhersage des Zustands der Atmosphäre für einen zukünftigen Zeitpunkt und einen bestimmten Ort. Das Wettersystem der Erde ist ein chaotisches System; daher können kleine Änderungen an einem Teil des Systems zu großen Auswirkungen auf das Gesamtsystem führen. Der Mensch hat im Laufe der Geschichte immer wieder versucht, das Wetter zu kontrollieren, und es gibt Beweise dafür, dass menschliche Aktivitäten wie Landwirtschaft und Industrie die Wettermuster verändert haben. ⓘ
Das Studium der Wettervorgänge auf anderen Planeten war hilfreich für das Verständnis der Wettervorgänge auf der Erde. Ein berühmtes Wahrzeichen des Sonnensystems, der Große Rote Fleck des Jupiters, ist ein antizyklonaler Sturm, der seit mindestens 300 Jahren existiert. Das Wetter ist jedoch nicht auf planetarische Körper beschränkt. Die Korona eines Sterns geht ständig in den Weltraum verloren, wodurch im gesamten Sonnensystem eine sehr dünne Atmosphäre entsteht. Die Bewegung der von der Sonne ausgestoßenen Masse ist als Sonnenwind bekannt. ⓘ
Als Wetter (v. althochdt.: wetar = Wind, Wehen) bezeichnet man den spürbaren, kurzfristigen Zustand der Atmosphäre (auch: messbarer Zustand der Troposphäre) an einem bestimmten Ort der Erdoberfläche, der unter anderem als Sonnenschein, Bewölkung, Regen, Wind, Hitze oder Kälte in Erscheinung tritt. ⓘ
Die Meteorologie klassifiziert das örtliche Wetter einer bestimmten Zeit anhand der verschiedenen Phänomene in der Troposphäre, dem unteren Teil der Atmosphäre. Den Verlauf des Wetters bestimmt die von Sonnenstrahlung und regionaler Energiebilanz geprägte atmosphärische Zirkulation. ⓘ
Physikalisch lässt sich ein Wetter durch thermodynamische Zustandsgrößen wie etwa Druck, Temperatur, Dichte beschreiben. Ein „Wetter“ in diesem Sinne kann auch in einem Labor erzeugt werden. Darüber hinaus gibt es solche Zustände und Wetterphänomene (zum Beispiel Winde) auch auf anderen Planeten, die eine Atmosphäre haben. ⓘ
Verursacht
Auf der Erde gehören Wind, Wolken, Regen, Schnee, Nebel und Staubstürme zu den üblichen Wetterphänomenen. Zu den weniger häufigen Ereignissen gehören Naturkatastrophen wie Tornados, Wirbelstürme, Taifune und Eisstürme. Fast alle bekannten Wetterphänomene treten in der Troposphäre (dem unteren Teil der Atmosphäre) auf. Das Wetter findet auch in der Stratosphäre statt und kann das Wetter in der Troposphäre beeinflussen, aber die genauen Mechanismen sind kaum bekannt. ⓘ
Das Wetter entsteht in erster Linie aufgrund von Luftdruck-, Temperatur- und Feuchtigkeitsunterschieden von einem Ort zum anderen. Diese Unterschiede können aufgrund des Sonnenwinkels an einem bestimmten Ort auftreten, der je nach Breitengrad von den Tropen abweicht. Mit anderen Worten: Je weiter man von den Tropen entfernt ist, desto geringer ist der Sonnenwinkel, was dazu führt, dass es an diesen Orten kühler ist, weil sich das Sonnenlicht über eine größere Fläche verteilt. Der starke Temperaturkontrast zwischen polarer und tropischer Luft führt zur Entstehung der großräumigen atmosphärischen Zirkulationszellen und des Jetstreams. Wettersysteme in den mittleren Breiten, wie z. B. außertropische Wirbelstürme, werden durch Instabilitäten des Jetstreams verursacht (siehe Baroklinität). Wettersysteme in den Tropen, wie z. B. Monsune oder organisierte Gewittersysteme, werden durch andere Prozesse verursacht. ⓘ
Da die Erdachse relativ zu ihrer Bahnebene geneigt ist, fällt das Sonnenlicht zu verschiedenen Zeiten des Jahres in unterschiedlichen Winkeln ein. Im Juni ist die nördliche Hemisphäre der Sonne zugewandt, so dass das Sonnenlicht auf einem bestimmten Breitengrad der nördlichen Hemisphäre direkter auf diesen Punkt fällt als im Dezember (siehe Auswirkungen des Sonnenwinkels auf das Klima). Dieser Effekt verursacht die Jahreszeiten. Im Laufe von Tausenden bis Hunderttausenden von Jahren wirken sich Veränderungen der Erdbahnparameter auf die Menge und Verteilung der von der Erde empfangenen Sonnenenergie aus und beeinflussen das langfristige Klima. (Siehe Milankovitch-Zyklen). ⓘ
Die ungleichmäßige Erwärmung durch die Sonne (die Bildung von Zonen mit Temperatur- und Feuchtigkeitsgradienten oder Frontogenese) kann auch auf das Wetter selbst in Form von Bewölkung und Niederschlag zurückzuführen sein. In höheren Lagen ist es in der Regel kühler als in niedrigeren Lagen, was auf die höhere Oberflächentemperatur und die Strahlungserwärmung zurückzuführen ist, die die adiabatische Stornorate bewirkt. In manchen Situationen nimmt die Temperatur sogar mit der Höhe zu. Dieses Phänomen wird als Inversion bezeichnet und kann dazu führen, dass es auf den Berggipfeln wärmer ist als in den darunter liegenden Tälern. Inversionen können zu Nebelbildung führen und wirken oft wie eine Kappe, die die Entwicklung von Gewittern unterdrückt. Auf lokaler Ebene können Temperaturunterschiede auftreten, weil verschiedene Oberflächen (z. B. Ozeane, Wälder, Eisschilde oder vom Menschen geschaffene Objekte) unterschiedliche physikalische Eigenschaften wie Reflexionsvermögen, Rauheit oder Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. ⓘ
Unterschiede in der Oberflächentemperatur führen wiederum zu Druckunterschieden. Eine heiße Oberfläche erwärmt die darüber befindliche Luft, die sich dadurch ausdehnt und die Dichte und den daraus resultierenden Luftdruck an der Oberfläche verringert. Das sich daraus ergebende horizontale Druckgefälle bewegt die Luft von höheren zu niedrigeren Druckregionen, wodurch ein Wind entsteht, und die Erdrotation bewirkt dann aufgrund des Coriolis-Effekts eine Ablenkung dieses Luftstroms. Die auf diese Weise gebildeten einfachen Systeme können dann ein emergentes Verhalten zeigen und komplexere Systeme und damit andere Wetterphänomene hervorbringen. Ein großräumiges Beispiel ist die Hadley-Zelle, während ein kleineres Beispiel eine Küstenbrise ist. ⓘ
Die Atmosphäre ist ein chaotisches System. Daher können sich kleine Veränderungen in einem Teil des Systems akkumulieren und verstärken, um große Auswirkungen auf das Gesamtsystem zu haben. Diese atmosphärische Instabilität macht die Wettervorhersage weniger vorhersehbar als Gezeiten oder Sonnenfinsternisse. Obwohl es schwierig ist, das Wetter mehr als ein paar Tage im Voraus genau vorherzusagen, arbeiten Meteorologen ständig daran, diese Grenze durch meteorologische Forschung und die Verfeinerung der aktuellen Methoden der Wettervorhersage zu erweitern. Theoretisch ist es jedoch unmöglich, brauchbare Vorhersagen für den Alltag mehr als zwei Wochen im Voraus zu treffen, was eine Obergrenze für das Potenzial zur Verbesserung der Vorhersagefähigkeit darstellt. ⓘ
Die Gestaltung des Planeten Erde
Das Wetter ist einer der grundlegenden Prozesse, die die Erde formen. Durch den Prozess der Verwitterung werden Gesteine und Böden in kleinere Fragmente und dann in ihre Bestandteile zerlegt. Bei Niederschlägen nehmen die Wassertröpfchen Kohlendioxid aus der Umgebungsluft auf und lösen es. Dadurch wird das Regenwasser leicht sauer, was die erosiven Eigenschaften des Wassers unterstützt. Die freigesetzten Sedimente und Chemikalien können dann an chemischen Reaktionen teilnehmen, die sich weiter auf die Oberfläche auswirken können (z. B. saurer Regen), und Natrium- und Chloridionen (Salz) lagern sich in den Meeren/Ozeanen ab. Die Sedimente können sich im Laufe der Zeit und durch geologische Kräfte zu anderen Gesteinen und Böden umformen. Auf diese Weise spielt das Wetter eine wichtige Rolle bei der Erosion der Oberfläche. ⓘ
Auswirkungen auf den Menschen
Aus anthropologischer Sicht ist das Wetter etwas, das alle Menschen auf der Welt ständig mit ihren Sinnen erfahren, zumindest wenn sie sich im Freien aufhalten. Es gibt sozial und wissenschaftlich konstruierte Auffassungen darüber, was Wetter ist, wie es sich verändert, welche Auswirkungen es auf den Menschen in verschiedenen Situationen hat, usw. Daher ist das Wetter etwas, über das die Menschen häufig kommunizieren. Der nationale Wetterdienst (National Weather Service) erstellt jährlich einen Bericht über Todesopfer, Verletzte und Gesamtkosten für Schäden, die sowohl Ernte- als auch Sachschäden umfassen. Diese Daten werden von den Büros des National Weather Service in allen 50 US-Bundesstaaten sowie in Puerto Rico, Guam und den Jungferninseln erhoben. Im Jahr 2019 hatten Tornados mit 42 Todesopfern die größten Auswirkungen auf Menschen und verursachten Ernte- und Sachschäden in Höhe von über 3 Milliarden Dollar. ⓘ
Auswirkungen auf die Bevölkerung
Das Wetter hat in der Geschichte der Menschheit eine große und manchmal direkte Rolle gespielt. Abgesehen von klimatischen Veränderungen, die zu einer allmählichen Abwanderung von Bevölkerungen geführt haben (z. B. die Wüstenbildung im Nahen Osten und die Bildung von Landbrücken während der Eiszeiten), haben extreme Wetterereignisse Bevölkerungsbewegungen kleineren Ausmaßes verursacht und direkt in historische Ereignisse eingegriffen. Ein solches Ereignis ist die Rettung Japans vor der Invasion der mongolischen Flotte von Kublai Khan durch die Kamikaze-Winde im Jahr 1281. Die französischen Ansprüche auf Florida endeten 1565, als ein Hurrikan die französische Flotte zerstörte und es Spanien ermöglichte, Fort Caroline zu erobern. In jüngerer Zeit wurden durch den Hurrikan Katrina mehr als eine Million Menschen von der zentralen Golfküste in andere Teile der Vereinigten Staaten umgesiedelt, was zur größten Diaspora in der Geschichte der Vereinigten Staaten führte. ⓘ
Die kleine Eiszeit führte in Europa zu Ernteausfällen und Hungersnöten. Während der so genannten Grindelwalder Fluktuation (1560-1630) scheinen vulkanische Ereignisse zu extremeren Wetterereignissen geführt zu haben. Dazu gehörten Dürren, Stürme und saisonale Schneestürme sowie das Anwachsen des Schweizer Grindelwaldgletschers. In den 1690er Jahren gab es in Frankreich die schlimmste Hungersnot seit dem Mittelalter. Finnland wurde 1696-1697 von einer schweren Hungersnot heimgesucht, bei der etwa ein Drittel der finnischen Bevölkerung starb. ⓘ
Vorhersage
Die Wettervorhersage ist die Anwendung von Wissenschaft und Technik zur Vorhersage des Zustands der Atmosphäre für einen zukünftigen Zeitpunkt und einen bestimmten Ort. Der Mensch hat seit Jahrtausenden versucht, das Wetter informell vorherzusagen, und mindestens seit dem neunzehnten Jahrhundert auch formell. Die Wettervorhersage erfolgt durch die Erfassung quantitativer Daten über den aktuellen Zustand der Atmosphäre und die Anwendung wissenschaftlicher Erkenntnisse über atmosphärische Prozesse, um die weitere Entwicklung der Atmosphäre zu prognostizieren. ⓘ
Einst ein rein menschliches Unterfangen, das hauptsächlich auf Veränderungen des Luftdrucks, der aktuellen Wetterlage und der Himmelsbedingungen beruhte, werden heute Vorhersagemodelle verwendet, um zukünftige Bedingungen zu bestimmen. Andererseits ist nach wie vor menschliches Zutun erforderlich, um das bestmögliche Vorhersagemodell auszuwählen, auf das sich die Vorhersage stützt, was viele Disziplinen wie Mustererkennungsfähigkeiten, Telekonnektionen, Kenntnisse der Modellleistung und Kenntnisse der Modellverzerrungen erfordert. ⓘ
Die chaotische Natur der Atmosphäre, die enorme Rechenleistung, die zur Lösung der Gleichungen, die die Atmosphäre beschreiben, erforderlich ist, der Fehler bei der Messung der Anfangsbedingungen und das unvollständige Verständnis der atmosphärischen Prozesse führen dazu, dass die Vorhersagen mit zunehmender Differenz zwischen der aktuellen Zeit und der Zeit, für die die Vorhersage gemacht wird (der Bereich der Vorhersage), immer ungenauer werden. Die Verwendung von Ensembles und Modellkonsens hilft, den Fehler einzugrenzen und das wahrscheinlichste Ergebnis auszuwählen. ⓘ
Es gibt eine Vielzahl von Endnutzern von Wettervorhersagen. Wetterwarnungen sind wichtige Prognosen, da sie zum Schutz von Leben und Eigentum dienen. Temperatur- und Niederschlagsvorhersagen sind wichtig für die Landwirtschaft und damit für Rohstoffhändler an den Börsen. Temperaturvorhersagen werden von Versorgungsunternehmen genutzt, um den Bedarf für die kommenden Tage abzuschätzen. ⓘ
In einigen Gebieten nutzen die Menschen die Wettervorhersagen, um zu entscheiden, was sie an einem bestimmten Tag anziehen sollen. Da Aktivitäten im Freien durch starken Regen, Schnee und Windchill stark eingeschränkt werden, können Vorhersagen genutzt werden, um Aktivitäten rund um diese Ereignisse zu planen und sie zu überstehen. ⓘ
Die tropische Wettervorhersage unterscheidet sich von der in höheren Breitengraden. Die Sonne scheint in den Tropen direkter als in höheren Breitengraden (zumindest im Jahresdurchschnitt), wodurch es in den Tropen wärmer wird (Stevens 2011). Außerdem steht die vertikale Richtung (nach oben, wenn man auf der Erdoberfläche steht) am Äquator senkrecht zur Rotationsachse der Erde, während am Pol die Rotationsachse und die Vertikale identisch sind; dadurch beeinflusst die Erdrotation die atmosphärische Zirkulation in hohen Breiten stärker als in niedrigen. Aufgrund dieser beiden Faktoren können Wolken und Regenstürme in den Tropen spontaner auftreten als in höheren Breitengraden, wo sie stärker von größeren Kräften in der Atmosphäre gesteuert werden. Aufgrund dieser Unterschiede sind Wolken und Regen in den Tropen schwieriger vorherzusagen als in höheren Breitengraden. Die Temperatur hingegen lässt sich in den Tropen leicht vorhersagen, da sie sich nicht so stark ändert. ⓘ
Hauptartikel: Wettervorhersage ⓘ
Änderung
Das Bestreben, das Wetter zu kontrollieren, zieht sich durch die gesamte Menschheitsgeschichte: von antiken Ritualen, die Regen für die Ernte bringen sollten, bis hin zur Operation Popeye des US-Militärs, einem Versuch, die Nachschublinien zu unterbrechen, indem der nordvietnamesische Monsun verlängert wurde. Zu den erfolgreichsten Versuchen der Wetterbeeinflussung gehört das Wolkenimpfung; dazu gehören die Nebel- und Wolkenverschleppungstechniken, die auf großen Flughäfen eingesetzt werden, Techniken zur Erhöhung der Winterniederschläge über Gebirgen und Techniken zur Unterdrückung von Hagel. Ein aktuelles Beispiel für Wetterkontrolle war Chinas Vorbereitung auf die Olympischen Sommerspiele 2008. China schoss von 21 Standorten in der Stadt Peking aus 1 104 Regenverteilungsraketen ab, um Regen von der Eröffnungsfeier der Spiele am 8. August 2008 fernzuhalten. Guo Hu, Leiter des städtischen Büros für Meteorologie in Peking (BMB), bestätigte den Erfolg der Operation: In der südwestlich gelegenen Stadt Baoding in der Provinz Hebei fielen 100 Millimeter Regen und im Pekinger Bezirk Fangshan wurden 25 Millimeter Niederschlag registriert. ⓘ
Während es keine schlüssigen Beweise für die Wirksamkeit dieser Techniken gibt, gibt es zahlreiche Belege dafür, dass menschliche Aktivitäten wie Landwirtschaft und Industrie zu unbeabsichtigten Wetterveränderungen führen:
- Saurer Regen, der durch industrielle Emissionen von Schwefeldioxid und Stickoxiden in die Atmosphäre verursacht wird, beeinträchtigt Süßwasserseen, Vegetation und Bauwerke.
- Vom Menschen verursachte Schadstoffe verringern die Luftqualität und die Sichtbarkeit.
- Es wird erwartet, dass der durch menschliche Aktivitäten, die Treibhausgase in die Luft emittieren, verursachte Klimawandel die Häufigkeit extremer Wetterereignisse wie Trockenheit, extreme Temperaturen, Überschwemmungen, starke Winde und schwere Stürme beeinflussen wird.
- Es hat sich gezeigt, dass die von großen Ballungsräumen erzeugte Wärme das Wetter in der Nähe selbst über Entfernungen von bis zu 1 600 Kilometern nur geringfügig beeinflusst. ⓘ
Die Auswirkungen unbeabsichtigter Wetterveränderungen können ernsthafte Bedrohungen für viele Aspekte der Zivilisation darstellen, darunter Ökosysteme, natürliche Ressourcen, Nahrungsmittel- und Faserproduktion, wirtschaftliche Entwicklung und menschliche Gesundheit. ⓘ
Mikroskalige Meteorologie
Die mikroskalige Meteorologie befasst sich mit kurzlebigen atmosphärischen Phänomenen, die kleiner als die Mesoskala sind, d. h. etwa 1 km oder weniger. Diese beiden Zweige der Meteorologie werden manchmal als "Meso- und Mikrometeorologie" (MMM) zusammengefasst und untersuchen gemeinsam alle Phänomene, die kleiner sind als der synoptische Maßstab, d. h. sie untersuchen Merkmale, die im Allgemeinen zu klein sind, um auf einer Wetterkarte dargestellt zu werden. Dazu gehören kleine und im Allgemeinen flüchtige Wolkenblasen" und andere kleine Wolkenmerkmale. ⓘ
Extreme auf der Erde
Auf der Erde schwanken die Temperaturen normalerweise jährlich um ±40 °C (100 °F bis -40 °F). Die verschiedenen Klimazonen und Breitengrade der Erde können extreme Temperaturen außerhalb dieses Bereichs aufweisen. Die kälteste Lufttemperatur, die jemals auf der Erde gemessen wurde, ist -89,2 °C (-128,6 °F) an der Wostok-Station in der Antarktis am 21. Juli 1983. Die heißeste jemals aufgezeichnete Lufttemperatur war 57,7 °C (135,9 °F) in 'Aziziya, Libyen, am 13. September 1922, aber dieser Wert wird in Frage gestellt. Die höchste aufgezeichnete Jahresdurchschnittstemperatur war 34,4 °C (93,9 °F) in Dallol, Äthiopien. Die kälteste aufgezeichnete Jahresdurchschnittstemperatur war -55,1 °C (-67,2 °F) in der Vostok Station, Antarktis. ⓘ
Die kälteste Jahresdurchschnittstemperatur an einem dauerhaft bewohnten Ort ist Eureka, Nunavut, in Kanada, wo die Jahresdurchschnittstemperatur -19,7 °C (-3,5 °F) beträgt. ⓘ
Der windigste Ort, der jemals aufgezeichnet wurde, liegt in der Antarktis, in der Commonwealth Bay (George-V-Küste). Hier erreichen die Stürme 199 mph (320 km/h). Der größte Schneefall in einem Zeitraum von zwölf Monaten wurde am Mount Rainier in Washington, USA, gemessen. Er wurde mit 31.102 mm (102,04 ft) Schnee gemessen. ⓘ
Extraterrestrisch im Sonnensystem
Die Untersuchung des Wetters auf anderen Planeten wird als hilfreich für das Verständnis des Wetters auf der Erde angesehen. Das Wetter auf anderen Planeten folgt vielen der gleichen physikalischen Prinzipien wie das Wetter auf der Erde, spielt sich aber in anderen Größenordnungen und in Atmosphären mit anderer chemischer Zusammensetzung ab. Die Cassini-Huygens-Mission zum Titan entdeckte Wolken, die aus Methan oder Ethan bestehen und Regen aus flüssigem Methan und anderen organischen Verbindungen absondern. Die Erdatmosphäre umfasst sechs Zirkulationszonen in Breitengraden, drei auf jeder Hemisphäre. Im Gegensatz dazu weist das gebänderte Erscheinungsbild des Jupiters viele solcher Zonen auf, Titan hat einen einzigen Jetstream in der Nähe des 50. nördlichen Breitengrades und die Venus einen einzigen Jet in der Nähe des Äquators. ⓘ
Eines der berühmtesten Wahrzeichen des Sonnensystems, der Große Rote Fleck des Jupiters, ist ein antizyklonaler Sturm, der seit mindestens 300 Jahren besteht. Auf anderen Gasriesen kann der Wind aufgrund der fehlenden Oberfläche enorme Geschwindigkeiten erreichen: Auf dem Planeten Neptun wurden Böen von bis zu 600 Metern pro Sekunde (etwa 2.100 km/h) gemessen. Dies stellt die Planetenforscher vor ein Rätsel. Das Wetter wird letztlich durch Sonnenenergie erzeugt, und die Energiemenge, die Neptun empfängt, beträgt nur etwa 1⁄900 der Energiemenge, die die Erde empfängt, dennoch ist die Intensität der Wetterphänomene auf Neptun viel größer als auf der Erde. Die stärksten planetarischen Winde, die bisher entdeckt wurden, sind auf dem extrasolaren Planeten HD 189733 b zu finden, der vermutlich Ostwinde mit einer Geschwindigkeit von mehr als 9.600 Kilometern pro Stunde (6.000 mph) aufweist. ⓘ
Weltraumwetter
Das Wetter ist nicht auf planetarische Körper beschränkt. Wie bei allen Sternen geht auch die Korona der Sonne ständig in den Weltraum verloren, wodurch im gesamten Sonnensystem eine sehr dünne Atmosphäre entsteht. Die Bewegung der von der Sonne ausgestoßenen Masse ist als Sonnenwind bekannt. Unstimmigkeiten in diesem Wind und größere Ereignisse auf der Oberfläche des Sterns, wie koronale Massenauswürfe, bilden ein System, das ähnliche Eigenschaften wie herkömmliche Wettersysteme (wie Druck und Wind) aufweist und allgemein als Weltraumwetter bekannt ist. Koronale Massenauswürfe sind im Sonnensystem bis zum Saturn verfolgt worden. Die Aktivität dieses Systems kann die Atmosphären von Planeten und gelegentlich auch deren Oberflächen beeinflussen. Die Wechselwirkung des Sonnenwinds mit der Erdatmosphäre kann spektakuläre Polarlichter erzeugen und elektrisch empfindliche Systeme wie Stromnetze und Radiosignale stören. ⓘ
Begriffliche Abgrenzung
Das Wetter charakterisiert den Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort und zu einem bestimmten Zeitpunkt. Kennzeichnend sind die meteorologischen Elemente Strahlung, Luftdruck, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Wind, sowie die daraus ableitbaren Elemente Bewölkung, Niederschlag, Sichtweite etc. Das Wetter ist das augenblickliche Bild eines Vorganges (Wettergeschehen), das sich hauptsächlich in der Troposphäre abspielt. Es kann sich – im Gegensatz zur Wetterlage und Witterung – mehrmals täglich ändern.
- Wetterlage: Zustand der Atmosphäre in einem größeren Gebiet und zu einem bestimmten Zeitpunkt. Die Wetterlage ändert sich von Tag zu Tag mehr oder weniger stark.
- Witterung: Der allgemeine, durchschnittliche oder auch vorherrschende Charakter des Wetters an einem Ort über einen Zeitraum mehrerer Tage oder Wochen betrachtet. Besonders in Betracht gezogen werden dabei die fühlbaren Wetterelemente wie Niederschlag, Temperatur, Wind und Luftfeuchtigkeit.
- Klima: Der für eine Region (bzw. eine größere Klimazone) typische jährliche Ablauf der Witterung, zum Beispiel mildes, raues oder winterfeuchtes Klima. Detailliert beschreiben das Monatskurven von Temperatur und Niederschlägen, die sich aus Wetterstatistiken vieler Jahre bis Jahrzehnte ergeben. Wichtigste Klimaparameter sind unter anderem die Solarkonstante, Strahlungsbilanz, fühlbare und latente Wärmeströme, Wärmeflüsse der Ozeane, allgemeine Zirkulation der Atmosphäre, sowie große Vulkanausbrüche.
- Klimaänderung: eine langfristige, tiefgreifende Veränderung in größeren Gebieten oder Klimazonen. So wird sich die globale Erwärmung in Sibirien und in der Sahelzone voraussichtlich stark auswirken (Auftauen von Permafrost-Böden, zunehmende Trockenheit), in Mitteleuropa vermutlich kaum. Gegen diese Annahme sprechen die Hochwasser in West- und Mitteleuropa im Jahr 2021.
- Ein Wetterumschwung ist eine – verhältnismäßig rasche bzw. plötzliche (innerhalb von Minuten bis Stunden) – Änderung der Wetterlage in einem bestimmten Gebiet.
Das Wetter kann man als ein System betrachten, das vor allem von den Elementen Temperatur, Niederschlag, Bewölkung, Wind und Luftdruck geprägt wird. Zwischen einigen der Elemente bestehen Zusammenhänge (Korrelation oder Kausalität), zwischen anderen nicht. ⓘ
Wetter in Meteorologie und Umgangssprache
Die Meteorologen erfassen die einzelnen Elemente des Wetters mit Messgeräten und die Wetterlage mit Begriffen wie stabil oder wechselhaft, heiter oder wolkenfrei, 3/8 bewölkt, bedeckt oder trüb, Nebeltendenz, regnerisch, Regenschauer oder stürmisch. ⓘ
Umgangssprachlich sind sehr unscharfe Begriffe üblich:
- „Gutes Wetter“ bedeutet meist Sonnenschein – ist zum Beispiel für einen Landwirt, dessen Saat sprießen soll, schlecht.
- „Kaltes Wetter“ heißt für Mitteleuropäer – je nach Jahreszeit – Temperaturen unter −5 °C oder im Hochsommer unter etwa 15 °C.
- Bei „heißem Wetter“ schwanken die Vorstellungen weniger (etwa ab 30 °C), während „warm“ sehr relativ ist.
- Was „stürmisches“ Wetter ist, hängt von den Erfahrungen am Wohnort ab, von der Ausrichtung der Straßen und allgemein vom Gelände, eventuell auch von den Auswirkungen auf den Verkehr oder die Ausübung einer Sportart.
- „Aprilwetter“ steht für „launisches“, wechselhaftes Wetter mit rascher Abfolge von Sonne, Wolken und Schauern.
- Eine „ruhige Wetterlage“ ist sowohl im wissenschaftlichen wie im allgemeinen Sprachgebrauch eine tagelang stabile Wetterlage („Hochdrucklage“) mit wenig, oder gleichmäßigem schwachem Wind.
- „Smog“ in Großstädten ist eine Folge von Inversionswetterlagen: Eine kalte Luftschicht liegt unter einer wärmeren und verhindert so eine Durchmischung (stabile Atmosphärenschichtung). In der kälteren Luftschicht sammeln sich Staub, Ruß und Abgase der Stadt. ⓘ
Elemente des Wetters und ihre Messung
Die Meteorologie untersucht das Wetter, quantifiziert seine einzelnen Elemente und charakterisiert sie durch eine Reihe fundamentaler sowie spezieller Größen (Wetterelemente):
- Lufttemperatur
- zeitlicher Verlauf
- kurzfristig: Temperatursturz
- mittelfristig bzw. jahreszeitlich: Kältewelle, Hitzewelle
- Temperaturextrema (Temperaturminimum, Temperaturmaximum)
- vertikaler Gradient (durchschnittlich −0,6 K pro 100 m)
- zeitlicher Verlauf
- Luftfeuchtigkeit und Taupunkt
- Kondensationsniveau (die Höhe, in der die Lufttemperatur dem Taupunkt gleicht – dort ist die Wolkenbasis)
- Luftdruck und Luftdrucktendenz
- Hoch- und Tiefdruckgebiete
- Winde und Windsysteme
- atmosphärische Dynamik und Energiebilanz
- Turbulenz, Szintillation usw.
- Niederschlagsarten
- Regen und Starkregen
- Nieselregen, Graupeln
- Hagel und seine Korngrößen
- Schnee, Schneeregen
- Niederschlagsmenge, Wasseräquivalent
- Bewölkung (meist in Achteln oder Zehnteln)
- Wolkenart (Cumulus, Cumulonimbus, Alto-, Cirrostratus, Cirren usw.)
- Sichtweite (siehe Flughafen oder Seewetterdienste)
- vertikale Sicht, Bodensicht, Horizontalsicht
- Dunst und Nebel ⓘ
- Besondere Erscheinungen
- Gewitter, Unwetter, Schneesturm
- Fata Morgana, Halo, Nebensonne
- Regenbogen, Nebel, Wetterleuchten (siehe atmosphärische Optik)
- Wirbelsturm, Hurrikan, Tornado, Zyklon
- Sandsturm, Calima ⓘ
Diese Grundgrößen werden in Wetterstationen, auf Wetterschiffen und Leuchttürmen, mit Wetterballons oder Radiosonden, mit Flugzeugen und Bojen gemessen. Wettersatelliten, andere Erdbeobachtungssatelliten und Spionagesatelliten (letztere liefern Wetterinformationen als 'Nebenprodukt') beobachten die Troposphäre aus dem Weltall und sammeln besonders viele Informationen zur Bewölkung (auch zu großflächigen Wolkensystemen), zu Wellenhöhen und Wasseroberflächentemperaturen auf Meeren und zu Luftströmungen. ⓘ
Messinstrumente die der Messung von Wetterelemente dienen nennt man Wettermessgerät (siehe auch Wetterstation, Wetterhäuschen) bzw. danach was sie messen (z. B. Windmesser, Regenmesser, Hygrometer, Thermometer). ⓘ
Faktoren des Wetters und ihre Dynamik
Das Wetter findet fast ausschließlich in den unteren 10 Kilometern der irdischen Lufthülle statt, der Troposphäre. Nur hier gibt es merkliche Bewölkung, weil der Wasserdampf als entscheidender Faktor nicht über die Tropopause (je nach Ort und Jahreszeit etwa 8 bis 15 km hoch) hinaus gelangen kann. ⓘ
Überwiegend prägen die unteren 2 km der Peplosphäre das Wetter. Hier findet sich oft Dunst durch Anreicherung von Aerosolen, und die nächtliche Abkühlung durch Wärmestrahlung. Die Bodenreibung bremst den geostrophischen Wind, weshalb er mehr in Richtung zum tieferen Druck weht als in größerer Höhe. ⓘ
Der primäre Motor des Wetters ist die Energieeinstrahlung der Sonne und die Abstrahlung (Licht und Infrarot) zu den Wolken bzw. in den Weltraum. Das erfassen heute neben terrestrischen Messungen auch großräumig Satelliten und Wetterschiffe, Radiosonden und andere moderne Methoden gut. ⓘ
Für den Verlauf des Wetters sind jedoch die Strömungs-Verhältnisse in der Atmosphäre entscheidend, die von ihrer wechselnden Feuchtigkeit und den globalen Windsystemen abhängen, ferner von der regional unterschiedlichen Wärmereflexion der Erdoberfläche (Albedo), vom Gelände (insbesondere den Gebirgen, Küsten und Wüsten) und von starken lokalen Einflüssen (zyklische Winde, Neigung und Bewuchs von Berghängen …), und vom Widerstand gegen Winde, über den die Rauheit der Oberfläche (Wälder, Windschneisen, große Gebäude usw.) entscheidet. ⓘ
Daher sind in Mitteleuropa nur dann lokal exakte Wetterprognosen möglich, wenn alle diese Einzelheiten einer Modellierung oder verlässlichen Erfahrung zugänglich sind. Letztere wissen auch Laien zu nutzen – siehe die vielfach bewährten Bauernregeln mit „wetterzeigenden“ Bergen (Wetterstein, Wolkenstein usw.) oder typischen Wolken-Formationen wie Schönwetter- und Schäfchenwolken, Nebel, Regen- und Fetzenwolken, Cirren, Föhnmauern usw. ⓘ
Wetter als wirtschaftlicher Faktor
Für eine Reihe von Unternehmen hat das Wetter Auswirkungen auf die betrieblichen Erfolgsgrößen. Klassische Beispiele dafür sind die Landwirtschaft und die Getränkeindustrie, bei denen Wetter sich stark auf den Umsatz auswirken kann. Während bei der Landwirtschaft überwiegend die Erntemengen betroffen sind, schwankt bei den Abfüllern von Mineralwasser und Erfrischungsgetränken der Absatz in Abhängigkeit zur Temperatur. Zu den weiteren Branchen, bei denen sich das Wetter stark auswirken kann, gehören die Baubranche sowie die Tourismus- und Freizeitindustrie. Für einige Unternehmen kann das Wetterrisiko so signifikant sein, dass es gezielt im Risikomanagement des Unternehmens beobachtet und beispielsweise über so genannte Wetterderivate abgesichert wird. ⓘ
Das Landgericht Cottbus beurteilte 2012 Wetter als höhere Gewalt. Demnach geht schlechtes Wetter nicht zu Lasten des Auftraggebers; es gehört nicht zur Risikosphäre eines Bestellers von Bauleistungen. ⓘ
Einfluss des Wetters auf den Verlauf von Kriegen
Die Wetterlage spielt bei vielen kriegerischen Auseinandersetzungen eine wichtige Rolle. Beispiele:
- Bei Wetter mit guter Sicht kann ein Angreifer seine Luftüberlegenheit bzw. Luftherrschaft besser ausüben als bei tiefhängenden Wolken. Dies spielte eine Rolle beim alliierten Vormarsch im Winter 1944/45: Dieser Winter war extrem kalt und verregnet.
- Bei stürmischer See bzw. hohem Wellengang ist eine Amphibische Kriegsführung schwieriger oder sogar unmöglich. Zum Beispiel liefen im Juni 1944 bei der Operation Neptune, dem ersten Teil der Landung der Alliierten in der Normandie, viele Amphibienpanzer voll Wasser und sanken, ehe sie das Ufer erreichen konnten.
- Zugefrorene Gewässer – vor allem Flüsse – können Angriffe erleichtern, Häfen unbenutzbar machen und dort ankernde Schiffe einschließen. Im Winter 1944/45 erleichterten zugefrorene Gewässer die Flucht von Zivilisten, die aus Ostpreußen, Schlesien und anderen Gegenden westwärts vor der Roten Armee flüchteten (siehe Heimatvertriebene). ⓘ
Seit Anfang der 1950er Jahre forscht auch das Militär über Möglichkeiten, das Wetter lokal zu beeinflussen. Eine Anwendung solcher Techniken wäre jedoch ein Verstoß gegen die ENMOD-Konvention. ⓘ
Physische Bedeutung
Wettergeschehen haben in verschiedenster Weise Auswirkungen auf das körperliche Befinden von Lebewesen. Beim Menschen spricht man u. a. von „Wetterfühligkeit“, womit sich die Disziplin der Meteorotropie genauer befasst. ⓘ