Das Wetter  -  ein zwar aus physikalisch erklärbaren Vorgängen bestehendes – aber trotzdem nicht eindeutig voraussagbares Phänomen. Gekonnter und ausführlicher, hochinteressanter, allgemeinverständlicher Vortrag von Herrn Winter am 27.1.12 zum Infotreff.

Globale Windsysteme

Die weltweiten Windsysteme bewirken zusammen mit warmen und kalten Meeresströmungen einen teilweisen Ausgleich der Temperaturverteilung der Erde zwischen Äquator und Polen. Das Zirkulationssystem der Erdatmosphäre, also die typische globale Wind- und Druckverteilung zwischen Äquator und den Polen, lässt sich wie folgt unterteilen:

1. Tropische Tiefdruckzone, auch äquatoriale Tiefdruckrinne genannt. Es ist eine schmale Zone mit nur leichten Westwinden und allgemein aufsteigender Luftbewegung

2. Passatzone, sie reicht bis ca. 300­­ Breite und unterteilt sich je nach Hemisphäre in Nordost- und Südost-Passat.

3. Subtropischer Hochdruckgürtel, auch Rossbreiten genannt.

4. Westwindzone, im Bereich der mittleren Breitengrade. Sie ist geprägt von wandernden Hoch- und Tiefdruckgebieten

5. Polare Hochdruckgebiete, an den Polen wird die Luft wegen mangelnder Sonnenstrahlung immer kälter und damit schwerer. Sie sinkt zu Boden und fließt ab

Hauptgründe für die Verschiedenartigkeit von globalen Strömungen und Druckzonen:
- Die Oberfläche der Erde ist nicht einheitlich oder glatt. Ungleichmäßige Erwärmung infolge des Wechselspiels von Land und Wasser findet statt.
- Der Wind selbst kann instabil werden und lokale Strömungen und Turbulenzen ausbilden, in der Fachsprache als "Eddies" bezeichnet.
- Die Erde dreht sich um die eigene Achse und lenkt den Wind ab (Coriolis-Kraft). Die Auswirkung der Corioliskraft ist in Polnähe am größten, weil sich Luft in steilem Winkel von oder zu der Erdachse bewegt. Sie geht in der Nähe des Äquators gegen Null. Dort weicht die Krümmung der Erdoberfläche weniger stark von der Zylinderform ab.
- Da die Erdachse geneigt ist, verbleibt das Maximum der Sonnenstrahlung nicht über dem Äquator, sondern wandert über das Jahr hinweg zwischen dem nördlichen Wendekreis (23,5 ° N) und dem südlichen Wendekreis (23,5° S).
Infolgedessen gibt es wandernde Hoch- und Tiefdruckgebiete. Sie variieren in ihrer Stärke und Lage über das Jahr hinweg. Aber es gibt durchaus relativ stabile Muster:
Winter
· Polares Hoch über Sibirien und Kanada
· Pazifisches Hoch und Azoren-Hoch (Teile des subtropischen Hochdrucksystems) Aleuten-Tief und Island-Tief
Sommer
· Das Azoren-Hoch wandert westwärts, intensiviert sich und wird zum Bermuda-Hoch
· Das Pazifik-Hoch wandert westwärts und intensiviert sich
· Polare Hochs werden durch niedrigeren Druck ersetzt.

Die Strahlströme/jetstream
sind Motor für viele Wetterphänomene in der Westwindzone. Sie transportieren Luft von West nach Ost Sie bewegen sich gewöhnlich auf bevorzugten Bahnen. Eine solche Bahn verläuft von den britischen Inseln über Norddeutschland, Polen usw. Diese Bahnen darf man sich nicht als starres „eingefahrenes Gleis“ vorstellen. Der Luftstrom pendelt vielmehr in Schlangenlinien gen Osten. Dabei kann es zu starken Ausschlägen nach Süden oder Norden und zu Wellenbildungen kommen. Dabei trägt er zur teilweisen Durchmischung subtropische Warmluft mit polarer Kaltluft bei. - Mal ist der Jet-Stream  breit, mal wird er zwischen tropischen und polaren Luftmassen zu einem schmalen Band zusammengedrückt. Er ist für die Tiefdruckgebiete verantwortlich, die für die Westwindzonen wetterbestimmend sind. Schlägt er polseits aus, so erzeugt er dynamische Tiefdruckgebiete (Zyklonen), also Zonen mit sinkendem Luftdruck. Sein äquatorseitiger Ausschlag erzeugt Hochdruckgebiete (Antizyklonen) mit steigendem Luftdruck. Diesen Vorgang kann man sich wie folgt vorstellen: Wo der Strahlstrom Kurs auf die Tropen nimmt, verdichtet sich die Luft und drückt nach unten, was zu einem Gebiet absinkender Luft und schö­nen Wetters am Boden führt (einem «Hochdruckgebiet» oder einer Anti­zyklone). Steuert er dagegen auf die Arktis zu, verbreitert sich der Strahl­strom und verursacht einen Aufwärtssog. Am Boden bewirkt dies ein Aufsteigen der Luft mit feuchtem und windigem Wetter (ein «Tiefdruck­gebiet» oder eine Zyklone).   

Lokale Windsysteme

Neben den globalen Ausgleichsströmungen bilden sich ebenfalls lokal Winde, die auch durch unterschiedliche Luftdrücke verursacht werden. Die wichtigsten Winde sind See-Land- und Berg-Tal-Zirkulation.

Bei der See-Land Zirkulation handelt es sich um ein tagesperiodisches Windsystem. Am Meer beobachtet man an warmen, sonnigen Tagen regelmäßig gegen Mittag das Aufkommen eines angenehm kühlenden Windes, der von der See hinein ins Land weht. 
Angenommen der Himmel ist morgens wolkenlos. Es ist windstill und die Lufttemperatur über Land und See ist ausgeglichen. Dann geht die Sonne auf. Sie scheint auf Land und Wasser gleichermaßen. Ins Wasser können die Lichtstrahlen eindringen, werden dort absorbiert und erwärmen ganz allmählich das Wasser.  An Land, in Sand oder Erdreich können die Strahlen nicht eindringen.   Sand leitet Wärme auch schlecht.   Die Oberfläche wird daher stark erhitzt und gibt die Wärme   an die Umgebungsluft weiter. Die Luft dehnt sich durch die Erwärmung aus, wird dadurch leichter und steigt auf. Mit zunehmender Höhe gelangt die Luft in kältere Sphären, kühlt sich   ab und bildet gewöhnlich wegen Taupunktunterschreitung Wolken.   -   Unten am Erdboden entsteht durch den Aufwind Luftmangel, der durch Ansaugen frischer Meeresluft ausgeglichen wird. Damit über dem Meere kein neues Defizit entsteht, strömt die aufgequollene, abgekühlte Luft in der Höhe zum Meer zurück und sinkt dort ab. So entsteht eine kontinuierliche Luftzirkulation, die erst bei Sonnenuntergang durch Erlöschen der Energiezufuhr ihr natürliches Ende
Nachts kann sich die Zirkulation umkehren, wenn das Wasser oft wärmer ist als die infolge Wärmeabstrahlung erkaltete Eroberfläche.
Würde man den Druck der absinkenden Luft über dem Wasser messen, so wäre er höher als auf dem Lande im . Bereich aufsteigender Luft. Es handelt sich um den einfachsten Fall eines Hoch- bzw. Tiefdruckgebietes. - Die Land-See-Windzirkulation spielt sich in Regionen von ca. 10 bis 20 km Ausdehnung ab. Bei diesen kleinen Entfernungen ist der Einfluss der Erddrehung kaum spürbar. Wird das Gebiet der Luftzirkulation größer (100 und mehr km), macht die Erddrehung den Austauschprozess komplizierter. Der Luftstrom wird durch die Corioliskraft seitlich abgelenkt und kann in der Regel das ursprünglich angesteuerte Zielgebiet   nicht erreichen.
In dem Gebirge bilden sich ebenfalls thermische Zirkulationen, die sich aus Hangwinden und das der Berg- und Talwinde zusammensetzen. Eine strahlungsintensive Hochdruckwetterlage ist für eine gute Zirkulation als Vorbedingung. Beim Sonnenaufgang beginnen sich die Sonnenhänge zu erwärmen und setzten eine thermische Bewegung in Gang (Hangaufwind). Diese Strömung zieht kältere Luftmassen aus dem Tal nach, es entstehen die Talwinde. Umgekehrt verläuft es bei Sonnenuntergang, die Berghänge kühlen schneller ab als die Luft in der Atmosphäre  

Windentstehung
Die Sonne erwärmt verschiedene Regionen der Erde verschieden stark. Da Wärme Luft in Bewegung setzt und aufsteigen lässt, entstehen hieraus Druckunterschiede, die zu Luftströmungen führen. Der Maßstab solcher Bewegungen kann sehr verschieden sein. Er reicht von globalen Strömungen (durch die Erddrehung bedingte Windrichtungen), über regionale Systeme (Wirbelstürme) bis hin zu lokalem Transport im kleinen Raum (Bergwinde). In einigen Zonen der Erde bläst der Wind bevorzugt in einer Richtung, in anderen wechselt die vorherrschende Windrichtung mit der Jahreszeit. In den meisten Gebieten kann die Windrichtung jedoch von Tag zu Tag variieren. Benannt wird der Wind nach der Himmelsrichtung, aus der er dem Kompass zufolge kommt. D.h. ein Wind, der aus nördlicher Richtung weht, ist ein Nordwind.
Weitere Kräfte sind: 1. Druckunterschiede 2. Erdanziehung  3. Corioliskraft  4.Reibung  5.Zentrifugalkraft

Wolkenentstehung
Die uns umgebende Luft ist nie vollständig trocken; immer enthält sie eine mehr oder weniger große Menge an Feuchtigkeit. Diese Feuchtigkeit befindet sich als Wasser-dampf in der Luft, er ist unsichtbar. Erst wenn in der Atmosphäre durch physikalische Prozesse der Wasserdampf zu Wassertröpfchen kondensiert oder zu Eiskristallen sublimiert, wird die Feuchtigkeit als Wolke sichtbar. Luft kann bei einer bestimmten Temperatur nur eine bestimmte Menge an Wasserdampf enthalten. Erreicht der Wasserdampfgehalt den Sättigungswert, kommt es zur Kondensation (Wasser) oder Sublimation (Eis). Hierbei werden die bei der Verdunstung gebundenen Wärme-mengen wieder frei.
Kondensation ist die Voraussetzung für die verschiedenen Wolkenformen und den Niederschlag. Nach der Entstehung werden 3 Arten von Kondensationserscheinungen unterschieden: Kondensation am Boden (zB Tau), in der bodennahen Luftschicht (Nebel) und in der nicht bodennahen Atmosphäre (Wolken). Nebel und Wolken sind ihrer Natur nach nicht unterscheidbar, lediglich der Ort der Bildung ist verschieden, die Entstehungsursache ist (fast) immer die gleiche.

Kondensation in einem Luftpaket tritt ein bei:
1. abnehmender Lufttemperatur mit der Höhe und konstantem Volumen
2. zunehmendem Luftvolumen ohne Wärmezufuhr
3. sinkender Temperatur und gleichzeitiger Volumenverringerung
4.ständiger Feuchtezufuhr

Bei all diesen Vorgängen wird irgendwann der Taupunkt unterschritten, bei dem die Luft mit Feuchtigkeit gesättigt ist und die relative Luftfeuchte 100 % beträgt. Wassermoleküle schlagen sich an Kondensationskernen nieder und bilden Wassertröpfchen. Kondensationskerne sind in der Atmosphäre schwebende kleine Partikel von einer Größe von 0.001 µm bis 10 µm (Staub, Salz, Ruß, kleine Bodenteilchen usw.), die durch Konvektion in höhere Luftschichten verfrachtet werden. Ohne diese hygroskopischen Partikel träte Kondensation erst bei vielfacher Übersättigung ein.

Sublimation: Bildung von Eiskristallen ohne das Durchlaufen einer flüssigen Phase.

Reibung, Konvektion oder Aufgleitvorgänge können die Wassertröpfchen und Eisteilchen entgegen der Schwerkraft schwebend in der Atmosphäre halten bis zu einer Größe von etwa 0.001 cm. Erreichen die Teilchen einen Durchmesser von 0.01 bis 0.5 cm, fallen sie als Tropfen zur Erde.

Sprühregen bezeichnet sehr feinen Niederschlag und weist immer auf eine geringe vertikale Mächtigkeit der Wolken hin, in fester Form handelt es sich um (Schnee-Griesel).
Polarschnee: Bei sehr niedrigen Temperaturen ist der Wasserdampfgehalt der Luft so gering, dass gelegentlich überhaupt keine Wolken zu erkennen sind und die Restfeuchte durch direkte Sublimation als Eisnadeln (Polarschnee) vom klaren Himmel fällt, was häufig zu mannigfaltigen optischen Erscheinungen Anlass gibt.

Beschreibung der Wolkengattungen
Cirrus (hohe Federwolke)
sie bestehen ausschließlich aus Eis- und Schneekristallen, vielfach kündet Cirrus vom Herannahen einer Warmfront
Cirrocumulus: ( kleine Schäfchenwolken) weist darauf hin, dass in der Bildungshöhe relativ starke vertikale Bewegungsvorgänge auftreten.
Cirrostratus (hohe Schleierwolke ) direkter Vorbote einer Warmfront
Altocumulus (grobe Schäfchenwolke) Labilität in höheren Luftschichten, Gewitterneigung

Altostratus (mittelhohe Schichtwolke) Vorboten einer Warmfront nach Cirrostratus
Nimbostratus (Regen-Schichtwolke) Landregen bei Warmfronten
Stratocumulus (Schicht-Haufenwolke) nach einer Kaltfront im Sommer
Stratus (Schichtwolke )ruhige Wetterlage im Warmsektor eines Tiefs
Cumulus (Haufenwolke) Labilität in unteren Schichten, Schauer, Schönwetterwolken an Küsten, Vorläufer von Böen
Cumulonimbus (Schauer- u. Gewitterwolken)hochreichende Labilität, Gewitter, Sturmböen
Zum Schluss bemerkte Herr Winter, dass trotz der vielen Wetterstationen die Wettervorhersage bis maximal 3 Tage  lang vorhersagbar sei, wegen der Riesenmenge an anfallenden Daten jedoch eine längerfristige Vorschau nicht stattfinden könne. Die aufmerksame Beobachtung von Wolkenformationen, Windrichtung, Tierbeobachtung, Pflanzenbeobachtung (Sonnenblume, Tannenzapfen) und Erfahrung könne jedoch helfen, vor nassen Überraschungen auf unseren Wanderritten geschützt zu sein.

Judith Mink