Wettervorhersagen Seminararbeit

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dass die Bevölkerung vor größeren Unwettern gewarnt werden kann. 2. Wettervorhersagen Die heutigen Wetterprognosen unterscheiden sich enorm von den ersten Vorhersagen, die je gemacht wurden. Im 21. Jahrhundert entstehen sie unter Einfluss verschiedenster Messwerte. Jedoch kann man mit etwas Beobachtung und anderen Tricks auf ganz alt- modische Art und Weise selbst das Wetter deuten und Niederschlag oder Sonnenschein schon im Voraus erahnen. 2.1 Die Geschichte der Wettervorhersagen Wettervorhersagen gibt es nicht erst seit gestern. Schon vor tausenden Jahren be- schäftigten sich die Menschen mit der Frage, wie sich das Wettergeschehen verän- dern wird. ,,Zwar waren diese Vorhersagen stark mit astrologischen Vorstellungen verknüpft, aber Keilschrifttexte lassen erkennen, daß die Prognosen zugleich auf eingehender Beobachtung fußten"¹. Aristoteles war der erste Mensch, der eine Sammlung des Wissens dieser Zeit über das Wetter verfasste.² Sein Buch blieb auch im Mittelalter noch aktuell. Ende des 13. Jahrhunderts gab es dann schon ,,revoluti- onäre Ideen".3 Erst um 1840 entstand das ,,erste moderne Lehrbuch der Meteoro- logie" von Ludwig Friedrich Kämtz. Dietrich Pohlmann, Wetterkunde, S.10 Vgl. Dietrich Pohlmann, S.10 Dietrich Pohlmann, S.10 Dietrich Pohlmann, S.10 -3- Geschichte .Schon 350 v.Chr. Erste Sammlung des Wissens über das Wetter .Wetterkarten gibt es seit mehr als 100 Jahren .Telegrafen zur schnellen Verbreitung von Bodenwetterkarten als Warnung .Radiosonden und Wettersatelliten für mehr .Raketen für meteorologische Zwecke Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium 5 6 7 8 9 10 11 . 2.1.1 Wetterkarten Die ersten Klimakarten entstanden auf Grundlage von Beobachtungsdaten, welche über mehrere Jahre hinweg gesammelt wurden. ,,Vor mehr als 100 Jahren stellte man die ersten Bodenwetterkarten auf". Mit Hilfe von Satelli- tendaten kann man heutzutage auch Bewölkungskarten verfassen. Diese stel- len die Verteilung der Wolken über der gesamten Erde dar und enthalten so- mit auch viel mehr Informationen.7 2.1.2 Telegrafen Bodenwetterkarten konnten allerdings erst sinnvoll genutzt werden, als man auch Telegrafen verwendete. Diese Erfindung machte es den Menschen möglich, das Wetter exakter einschätzen zu können. Kam beispielsweise ein Unwetter aus Westen, so konnte die Bevölkerung im Osten vorgewarnt wer- den, indem man eine kurze telegrafische Nachricht (aus dem Gebiet, in wel- chem sich das Unwetter gerade noch befand) sendete. 2.1.3 Radiosonden und Wettersatelliten tet." Im Jahr 1930 wurde die Radiosonde erfunden." Die Messgeräte fliegen an Wetterballons befestigt mehrere Kilometer hoch. Sie übermitteln die gemesse- nen Daten sofort zurück zum Boden. ,,Der erste künstliche Erdsatellit in der Geschichte der Menschheit wurde am 4. Oktober 1957 in der UdSSR gestar- t.10 Satelliten sind auch für den Flugverkehr von großer Bedeutung. Die Strecke der Piloten basiert auf der Obergrenze der Wolken, welche anhand von Satellitendaten berechnet werden können. Wolkenaufnahmen, die im Fernsehen gezeigt werden, stammen von meteorologischen Satelliten. Sie um- kreisen die Erde in Entfernungen von hunderten bis tausenden Kilometern.¹¹ 2.1.4 Raketen Die ersten meteorologischen Raketen starteten 1945 in den USA. Diese Flug- körper fliegen zwischen 60 und 120 Kilometer hoch. Aus dieser Höhe gleiten dann extrem sensible Messgeräte an Fallschirmen Richtung Erdboden. Wäh- Vgl. Choren P. Pogosjan et al., Wolken, Wind und Wetter, S.255 Choren P. Pogosjan et al., S.259 Vgl. Choren P. Pogosjan et al., S.27 Vgl. Choren P. Pogosjan et al., S.260 Vgl. Choren P. Pogosjan et al., S.260 Choren P. Pogosjan et al., S.26 Vgl. Choren P. Pogosjan et al., S.26 f -4- Genauigkeit .Kurzfristige Prognosen: 62% - 95% 1-3 Tage .Mittelfristige Prognosen 4 - 10 Tage .Langfristige Prognosen: 3% - 20% Monate/Jahreszeiten F1 5 Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium DELEGA 12 Vgl. Choren P. Pogosjan et al., S.24 14 a rend ihrem Flug werden gleichzeitig die gemessenen Werte sofort zur Aus- wertung an die Station gesendet. Seit 1950 werden regelmäßig auch aus ande- ren Ländern solche Raketen für meteorologische Zwecke in den Himmel ge- sandt.12 15 2.2 Genauigkeit von Vorhersagen Man unterscheidet verschiedene Arten von Wettervorhersagen: Prognosen, die sich auf einen Zeitraum von nur ein bis drei Tage beziehen, nennt man kurzfristig. Sol- che, die vier bis zehn Tage betreffen, werden als mittelfristig bezeichnet und Vor- hersagen, die für mehrere Monate oder ganze Jahreszeiten gelten, werden langfris- tig genannt.¹3 Doch wie verlässlich sind diese Wettervorhersagen? Je länger man das Wetter betrachtet, desto genauer werden die Vorhersagen. Seit der Einbeziehung der Daten von Wettersatelliten und durch technische Fortschritte, wurden Wetter- vorhersagen um einiges genauer. 2.2.1 Kurzfristige Prognosen 13 Vgl. Choren P. Pogosjan et al., S.261 Choren P. Pogosjan et al., S.260 M. Hoffmann, Prognosegüte von Wettervorhersagen Durch technische Fortschritte erhöht sich die Treffsicherheit einer kurzfristi- gen Vorhersage schnell. Im 20. Jahrhundert wurden die Prognosen innerhalb von 30 Jahren ,,um mehr als 25%"¹4 genauer. Heutzutage hat eine kurzfristige Wettervorhersage je nach unsicherer oder stabiler Wetterlage schon eine Ge- nauigkeit von etwa 62% bis 95%.¹5 Mittlerweile sind solche kurzfristigen Pro- gnosen also relativ genau und man kann ihnen heute mehr Vertrauen schen- ken. 2.2.2 Langfristige Prognosen Die Treffsicherheit langfristiger Vorhersagen ist deutlich geringer als die der kurzfristigen, ,,obwohl genaue langfristige Wetterprognosen als Monats- oder Jahreszeitenvorhersage noch wichtiger erscheinen als Kurzfristprognosen."16 Eine Prognose für in 21 Tagen hat eine Genauigkeit von etwa 3% bis zu ma- ximal 20%.¹7 Eine Vorhersage für eine ganze Jahreszeit aufzustellen macht also auch im 21. Jahrhundert noch nicht wirklich Sinn. 17 16 Choren P. Pogosjan et al., S.271 M.Hoffmann -5- Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium 18 19 20 21 2.3 Vorhersagen durch Beobachtung Sollte eine Prognose mit starkem regionalem Bezug erwünscht sein, ist es sicher an- zuraten, diese selbst zu erstellen. Man kann natürlich eine eigene Wetterstation bau- en und die Daten selbst verarbeiten, aber noch einfacher ist es, raus zu gehen, den Himmel und das gegenwärtige Wetter zu betrachten und zu interpretieren. Mit et- was Ahnung von Meteorologie und ein wenig Beobachtung kann man eine eigene Prognose für eine bestimmte Örtlichkeit erstellen. Der Wetterbericht im Fernsehen oder im Radio schließt mehrere Gebiete ein und kann daher nur eine geringere Treffsicherheit haben. 18 2.3.1 Wind Bei nahezu windstillem Wetter wird die derzeitige Wetterlage stabil bleiben. Je stärker der Wind weht, desto wahrscheinlicher ist es, dass Regenwolken auf- ziehen oder verschwinden und sich das Wetter ändert. Dabei ist es wichtig zu unterscheiden woher der Wind kommt. Weht er vom Meer oder anderen grö- Beren Gewässern her, so bringt er hohe Luftfeuchtigkeit und Regenwolken mit sich. Vertrieben werden diese Regenschauer dann von einem trockenen Wind, der vom Inneren des Landes kommt. An Küstenregionen gibt es einer- seits den regnerischen See-Landwind und auf der anderen Seite den trockenen Land-Seewind. Der Wind wirkt sich auch auf den Flugverkehr aus, aber selbst bei stürmischem Wetter werden einige Flüge nicht abgesagt. Luftfahrzeuge wie Ballons können natürlich nicht vom Boden abheben. Ein Passagierflug- zeug beispielsweise kann jedoch auch bei einem Sturm, der Bäume fallen lässt und Dachziegel zum Schweben bringt fliegen. ¹ ,,Flugexperten [...] erklären, dass Flugzeuge sogar mit einem Orkan gut zurecht kommen."20 Die größten Schwierigkeiten bei einem Sturm hat der Pilot bei der Landung. Diese ist dann meistens sehr ruckartig. Denn während am Boden ein Sturm herrscht ist es in der Höhe eher ruhig.²1 Vgl. Choren P. Pogosjan et al., S.286 Vgl. Selda Bekar, Flugangst: Windstärke Flugangst: Windstärke Vgl. Flugangst: Windstärke -6- Vorhersagen durch Beobachtung .Windstill → stabile Wetterlage windig → Wolken ziehen oder lösen sich auf .https://www.youtube.com/watch?v=_5nQ1hkhJys .Nebel hohe Luftfeuchtigkeit .Wolken: .6000m: Cirrostratus, Cirrus, Cirrocumulus .2000m - 6000m: Altocumulus, Cumulonimbus, Altostratus .<2000m: Nimbostratus, Cumulus, Stratocumulus, Stratus 6 Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium 22 23 24 25 26 . 2.3.2 Nebel Eine Nebelfront ist eine tiefe Wolke. Sie ist meist am frühen Morgen zu se- hen. Da Wolken aus Wasser bestehen, bringt der Nebel oft Nieselregen und hohe Luftfeuchtigkeit mit sich. 2.3.3 Wolken Es gibt viele verschiedene Wolken und sie alle geben einen Hinweis auf das künftige Wetter am Beobachtungsort. Man kann die unter- schiedlichen Wolkenarten in drei Stockwerke einteilen. In der obersten Etage, in mehr als 6000 m Entfernung von der Erde, befinden sich die Cirrostratus, Cirrus und Cirrocumulus Wolken.22 Die Cirrostratus ist eine [h]ohe, dünne Schleierwolke. Sie zeigt, dass sich eine Warmfront nähert. Es könnte also in einigen Stunden anfangen zu regnen."23 Die Cirrus- wolke wird auch Federwolke genannt, da sie durch starke Winde Feder-ähnlich geformt wird.24 Zu sehen sind solche Federwolken oft bei schönem Wetter, jedoch kann auch schlechtes Wetter folgen. Die kleinen Schäfchenwolken heißen Cirrocumulus. Sie sind sehr dünn und lassen schö- nes Wetter vermuten. Ein Wetterumschwung ist eher unwahrscheinlich.25 „Je weißer [die Schäfchenwolken sind], desto länger hält sich das schöne Wet- ter." <<26 Die Altocumulus, Cumulonimbus und Alto- stratus Wolken ordnet man in das mittlere Stockwerk, in etwa 2000 m bis 6000 m Höhe, ein. Etwas größere Schäfchenwolken werden Altocumulus genannt. Wenn solche Wolken Vgl. Karsten Schwanke, WETTER Sonne, Wind und Wolkenbruch, S.24 Karsten Schwanke, S.24 Vgl. Sylvia Englert, Wetter und Klima, Das große Mausposter Vgl. Karsten Schwanke, S.25 Christian Satorius, Wettervorhersage selbst gemacht -7- Abb. 1: Cirrostratus mit Halo Abb. 2: Cirruswolken Abb. 3: Cirrocumulus Abb. 4: Altocumulus Cirrostratus mit Halo Altocumulus Nimbostratus Cumulus Cirruswolken Cumulonimbus Stratocumulus Cirrocumulus Altostratus Stratus 7 Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium 27 28 29 30 am Himmel stehen, sollte man keine Wande- rungen oder ähnliches planen. Entdeckt man schon am frühen Morgen Altocumuluswol- ken, zieht sehr wahrscheinlich bald ein Ge- witter auf.27 Die Cumulonimbus ist die Ge- witterwolke schlecht hin, denn nur in ihr ,,können Blitze entstehen."28 Sie türmt sich mehrere Kilometer in die Höhe hinauf. Wenn so eine Wolke am Himmel ist, dann sind star- ker Regen, Hagel und Gewitter zu erwarten. Altostratuswolken kündigen eine Warmfront an und wenn dann auch die Sonne nicht mehr sichtbar ist, so wird es regnen. Auf der untersten Etage sind die Nimbostra- tus, Cumulus, Stratocumulus und Stratowol- ken zu finden. Sie bewegen sich etwas weniger als 2000 m über dem Erdboden. Die Nimbo- stratus ist eine einzige große Regenwolke, die sich über den gesamten Himmel erstreckt. Mit ihr können viele Stunden oder sogar mehrere Tage lang regnerisches Wetter verbunden werden.29 Cumulus ist eine tiefe Quellwolke. Solche Wolken treten spät an sonnig warmen Tagen auf und verschwinden auch wieder. Al- lerdings kann die Cumulus Wolke auch zu ei- ner Cumulonimbus heranwachsen und somit Regen ankündigen.30 ,,Ist über dem Himmel eine dünne, aufgerissene Decke von Haufen- schichtwolken [, die auch Stratocumulus ge- nannt werden] gespannt, so bleibt das Wetter Vgl. Karsten Schwanke, S.24 Sylvia Englert, Das große Mausposter Vgl. Karsten Schwanke, S.25 Vgl. Karsten Schwanke, S.24 -8- Abb. 5: Cumulonimbus Abb. 6: Altostratus Abb. 7: Nimbostratus Abb. 8: Cumulus Abb. 9: Stratocumulus Vorhersagen durch Beobachtung .Windstill → stabile Wetterlage windig → Wolken ziehen oder lösen sich auf .Nebel → hohe Luftfeuchtigkeit .Wolken .Kondensstreifen - künstliche Eiswolken .Sonne und Mond Morgenrot - Regen droht und Abendrot - schön Wetterbot .Radio Gewitter 8 Bestandteile einer Wetterstation .Hygrometer: Luftfeuchtigkeit in .Regenmesser. Niederschlagsmenge in Liter/m² .Windmesser und -fahne .Thermometer .Barometer: Luftdruck in Hektopascal 990 980 970 1000 960 1010 1020 950 hPa Barometer 1030 1090 4040 A050 1060 Regenmesser 50 100 Hygrometer 10 °C Schalenkreuz 38 38 880 88 Thermometer 9 Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium 31 32 33 34 35 36 37 38 39 schön."31 Die Stratus ist eine ,,[t]iefe Schicht- wolke. Wenn sie auftaucht, heißt es: Hochne- bel, grau und eintönig. 632 Stratuswolken verur- sachen, wie der Nebel auch, Nieselregen.³ 2.3.4 Kondensstreifen 33 Abb. 10: Stratus Die Kondensstreifen der Flugzeuge sind künstliche Eiswolken. Bei Abflug oder Landung eines Flugzeugs sind keine Kondensstreifen zu sehen, denn diese entstehen nur in der Höhe, da die Luft dort sehr kalt ist.³4 „In den Triebwerken eines Düsenflugzeugs wird eine Art Benzin verbrannt. Dabei entstehen Abgase und auch ein wenig Wasserdampf."35 Aufgrund der Kälte kondensiert der Wasserdampf und bildet mit den Abgasteilchen eine Eiswol- ke. 36 ,,Bleibt der Streifen am Himmel stehen und löst sich nicht auf, und ist der Wolkenstreifen zusätzlich in die Breite ,geblasen worden, ist es in dieser Flughöhe offensichtlich feucht und windig. Ein Wetterumschwung kündigt sich an."37 Kann man jedoch keine Kondensstreifen sehen oder diese lösen sich schnell wieder auf, so ist die Luft in der Höhe eher trocken und das Wet- ter bleibt stabil.38 2.3.5 Sonne und Mond Morgenrot Regen droht und Abendrot - schön Wetterbot. Diese alte Bau- ernregel gilt auch im 21. Jahrhundert noch. Viele Menschen haben diesen Spruch schon oft gehört, aber wieso das zutrifft, kann kaum einer erklären. Deutschland liegt auf der Nordhalbkugel der Erde. Der Wind treibt die Wol- ken und das Wetter meistens von Westen nach Osten. Erkennt man wie das Wetter im Westen ist, so kann man vermuten wie das Wetter in den nächsten Stunden wird.39 „Wenn sich nun am sonst bedeckten Himmel ein heller Spalt öffnet und die Sonne darin rot untergeht, so hat dies in der Regel zur Folge, Prof. Siegfried Aust, Das Wetter, S.19 Karsten Schwanke, S.25 Vgl. Prof. Siegfried Aust, S.19 Vgl. Sylvia Englert, S.26 Sylvia Englert, S.26 Vgl. Sylvia Englert, S.27 Andreas Jäger, Kondensstreifen - Das neue Wetterzeichen Vgl. Andreas Jäger Vgl. Adriana R., Morgenrot, schlecht Wetter droht - Was ist dran an der alten Bauernregel? - 9- Vorhersagen als wichtige Grundlage .Landwirtschaft (agrarmetorologische Vorhersagen): Angaben über Bewölkung, Dürre, Frost, Temperatur, Gewitter, Regengüsse, Hagel .Transportwesen: Angaben über Nebel, Schneefall, Starkregen u.a. 10 Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium 40 41 42 43 44 a dass der Himmel aufklaren und der nächste Tag schön und sonnig wird."40 Das Morgenrot hingegen kündigt schlechtes Wetter an. Die aufgehende Son- ne strahlt die aus dem Westen kommenden Wolken an, sodass sie rötlich er- scheinen. Die aufziehende Wolkenfront wird sich schon in wenigen Stunden mit Regen entleeren.41 Erkennt man einen Lichtschleier um den Mond oder die Sonne, so kann man in den nächsten zwölf bis 24 Stunden mit Niederschlag rechnen. Dieser Licht- schleier wird auch Halo genannt (siehe Seite 7 Abb. 1). Wenn der Mond klar zu sehen ist, keine Wolken am Himmel sind und sich am Morgen Tau und Reif gebildet haben, so folgt schönes und trockenes Wetter.4² „Findet sich al- lerdings gar kein Reif oder Tau, so sollte man lange Touren lieber verschie- ben, denn es wird regnen, allerspätestens am (frühen) Abend."43 2.3.6 Radio Viele wissen nicht einmal, dass man sogar mit einem Radio Aussagen über das Wetter treffen kann. Dazu wird eine freie Frequenz eingestellt. Wenn ein Ge- witter in der Nähe ist, so kann man dieses nun mit knackenden und knarren- den Geräuschen gut hören.44 2.4 Bestandteile einer Wetterstation Eine Wetterstation besteht aus vielen einzelnen Messgeräten. Diese ver- schiedenen Bestandteile der Wetter- station geben jeweils verschiedene Daten für eine Wetterprognose an. Adriana R. Vgl. Adriana R. Vgl. Christian Satorius Christian Satorius Vgl. Christian Satorius 800 - 10- Barometer Hygrometer Thermometer Regenmesser Abb. 11: Teile einer Wetterstation 2.4.1 Hygrometer Auch ohne bestimmte Messgeräte war es früher möglich die Luftfeuchtigkeit einigermaßen zu messen. Pflanzen, wie die Silberdistel, waren die ersten Hy- grometer. Denn wenn Regen bevor steht und die Luftfeuchtigkeit ansteigt, rollt die Wetterdistel ihre Blütenblätter auf. Eines der verschiedenen Bauarten von Feuchtigkeitsmessern ist heute das Haar-Hygrometer. Ein einziges Haar Schalenkreuz Luft- und Raumfahrt .Wetterdaten TAF (Terminal Area Forecast) METAR (Meteorological Aerodrome Report) SIG-MET (signifikante meteo- rologische Erscheiungen) .Vereisung (Klareis, Raueis, Mischeis, Reif/Raureif) .Flugunfälle 15% Wetterbedingt 11 Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium dr wird an seinem einen Ende befestigt und an dem anderen mit einem Zeiger verbunden. Wenn die Luftfeuchtigkeit zunimmt, dehnt sich das Haar aus und der Zeiger bewegt sich. Wird die Luft trockener, so geschieht das Gegenteil.45 Das Hygrometer gibt in Prozent an, ,,wie feucht die Luft ist, also wie viel un- sichtbaren Wasserdampf sie enthält“.46 2.4.2 Regenmesser 45 46 47 48 49 50 51 Der Regenmesser ist ein Messbecher, der das Regenwasser sammelt. Man kann dann direkt ablesen, wie viele Liter pro Quadratmeter es geregnet hat. 47 ,,Eine Niederschlagshöhe von 1 mm bedeutet umgerechnet 1 Liter Nieder- schlag pro Quadratmeter."48 Um besonders genaue Messwerte zu erhalten, sollte man den Regenmesser mehrere Meter von Gebäuden oder Bäumen ent- fernt aufstellen. 2.4.3 Windmesser Der Windmesser oder auch das Anemometer, ,,ein dreiteiliges Schalen- kreuz"49, zeigt mit welcher Geschwindigkeit der Wind weht. Die Schalen des Anemometers werden vom Wind angetrieben. Je schneller die Schalen sich also drehen, desto höher ist auch die Geschwindigkeit des Windes.50 In zehn Metern Höhe befindet sich an einem Mast neben dem Windmesser auch die Windfahne, welche die Windrichtung angibt. Es ist wichtig die Messgeräte für den Wind in mehreren Metern Höhe anzubringen, da dort der Wind von Bäu- men, Häusern oder anderen Dingen nicht abgebremst werden kann. Je näher Windmesser und Windfahne am Boden sind, desto ungenauer sind auch ihre Messwerte.51 2.4.4 Thermometer Das Thermometer gibt die Temperatur (in Europa in Grad Celsius) an. Im In- neren des Thermometers befindet sich eine Flüssigkeit, früher meist giftiges Quecksilber, welches sich bei Erwärmung ausdehnt und somit nach oben Vgl. Prof. Siegfried Aust, S.38 Sylvia Englert, S.15 Vgl. Karsten Schwanke, S.40 Vgl. Prof. Siegfried Aust, S.37 Karsten Schwanke, S.41 Vgl. Sylvia Englert, S.15 Vgl. Karsten Schwanke, S.41 - 11 - Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 a steigt.52 Heutzutage werden hauptsächlich elektronische oder mit Alkohol ge- füllte Thermometer verwendet, da Alkohol ebenfalls bei höherer Temperatur nach oben steigt und weniger giftig ist als Quecksilber. 53 2.4.5 Barometer 55 Bei Das Barometer oder auch Aneroidbarometer 54 ,,zeigt den Luftdruck an. hohem Luftdruck ist schönes Wetter zu erwarten wohingegen niedrige Mess- werte stürmisches und schlechtes Wetter ankündigen. ,,Heute heißt die inter- nationale Einheit für den Luftdruck Hektopascal."57 2.5 Vorhersagen als wichtige Grundlage ,,Man unterscheidet [zwischen] allgemeine[n] und spezielle[n] Wettervorhersa- gen. Allgemeine Vorhersagen enthalten Werte von ,,Temperatur, Wind, Bewöl- kung, Niederschläge und gefährliche Wettererscheinungen. 159 Spezielle Prognosen liefern zusätzlich noch andere Werte, die jeweils für einen Bereich der Volkswirt- schaft wichtig sind. Es ist wichtig für verschiedene Bereiche spezielle Prognosen zu erstellen. Während Schiffe vor allem Angaben über Wellengang benötigen, sind für Flugzeuge Informationen über das Wettergeschehen in mehreren Kilometern Höhe wichtiger. <<58 2.5.1 Landwirtschaft Wetterprognosen für die Landwirtschaft nennt man agrarmeteorologische Vorhersagen. Sie „beinhalten Angaben über Bewölkung, Dürre, Frost, Tem- peratur, Gewitter, Regengüsse und Hagel." Also alle wichtigen Wetterereig- nisse, die einen großen Einfluss auf die Bodenbearbeitung, das Wachstum von Pflanzen und die Ernte haben. Vgl. Prof. Siegfried Aust, S.38 Vgl. Unbekannt, Wie funktioniert eigentlich ein Thermometer? Vgl. Prof. Siegfried Aust, S.38 Sylvia Englert, S.15 Vgl. Brian Cosgrove, Das Wetter, S.62 Vgl. Prof. Siegfried Aust, S.38 56 Choren P. Pogosjan et al., S.261 Choren P. Pogosjan et al., S.261 Vgl. Choren P. Pogosjan et al., S.261 Choren P. Pogosjan et al., S.261 - 12- .https://www.deutsch-perfekt.com/sites/deutsch-perfekt.spotlight- Quellen verlag.de/files/2017-11/iStock-165729273%20Online_0.jpg .https://www.tagesschau.de/import/wetter/de-vs-3t.jpg https://images.auctionet.com/uploads/item_801037_a33a45af42.JPG .https://hackaday.com/wp-content/uploads/2017/12/radiosonde- e1512703684452.jpeg?w=799 .https://www0.flonline.de/preW/006883000/6883880.jpg .https://img.welt.de/img/wissenschaft/mobile120785374/3701352557-ci16x9- w1200/Monster-DW-Wissenschaft-jpg.jpg .https://aiswetter-a.akamaihd.net/masters/1187924/3200x1800/wetterlexikon- vereisung.jpg 12 Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium 62 63 64 65 66 67 68 2.5.2 Transportwesen „Für das Transportwesen sind Werte über Nebel, Schneefall, Starkregen u.a. wichtig." Eine Schifffahrt beispielsweise ist bei Starkregen selbstverständlich nicht möglich, genauso wie Züge bei vereisten Gleisen und Schneefall nicht den Bahnhof verlassen können. 2.6 Luft- und Raumfahrt 2.6.1 Wetterdaten 63 Das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) trägt einige Messda- ten zu der Erstellung von Wetterprognosen bei. Mit einem Link können Wet- terdienste die Messdaten von Messsonden in Echtzeit abrufen und in Vorher- sagen einfließen lassen. ,,Die vom Deutschen Wetterdienst (DWD) an die Lufthansa gelieferten Daten sind exakt im Annex 3 zur Konvention der Inter- national Civil Aviation Organisation (ICAO) beschrieben."64 Man unterschei- det zwischen Terminal Area Forecast (TAF), Meteorological Aerodrome Re- port (METAR) und signifikanten meteorologischen Erscheinungen (SIG- MET). Im TAF wird das Wetter zur Landung vorhergesagt. ,,Wind, Wetter, Art und Höhe der Bewölkung sowie die Änderung dieser Parameter innerhalb des Vorhersagezeitraums"65 werden hier beschrieben. Im METAR wird das aktuelle Wetter zum Start angegeben. ,,Wettermeldungen über Sichtweite, Wind, Wetter und Wolken, Temperatur und Taupunkt sowie den Luftdruck am Boden sind in dieser Meldung enthalten." SIG-MET warnt vor „Gewit- ter, Turbulenzen, Vereisung, tropische[n] Wirbelstürme[n], Sandsturm [und vor] vulkanische[n] Aschewolken".67 2.6.2 Vereisung Eine große Gefahr für den Flugverkehr stellt die Vereisung dar. Unter diesem Begriff versteht man an einem Flugzeug angefrorene Wassertropfen.68 ,,Damit Vereisung überhaupt entstehen kann, müssen mehrere Faktoren gleichzeitig Choren P. Pogosjan et al., S.261 Vgl. Unbekannt, Im Kochtopf der Wetterküche: Forschungsflüge über dem Nordatlantik für bessere Wet tervorhersagen Werner Wehry, Wetterinformationen für die Öffentlichkeit - aber wie?, S.158 Werner Wehry, S.158 Werner Wehry, S.158 Werner Wehry, S.158 Vgl. Boger, Vereisung - Die langsam eintretende Lebensgefahr - 13- Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium Boger Vgl. Boger Boger 72 Boger TE Vgl. Boger Boger Vgl. Boger Boger Vgl. Boger Boger dr gegeben sein." Man unterscheidet zwischen vier Arten von Vereisung. Wenn größere Wassertropfen auf dem Flugzeug erst abkühlen und dann gefrieren, handelt es sich um Klareis. ,,[E]in glasiges hornähnliches Eisgebilde"71 ist zu sehen. „Raueis entsteht, wenn sich kleinere Wolkentröpfchen am Flugzeug festsetzen. Es hat ein weißliches Aussehen und wächst nach vorne in Flug- richtung an."72 Das Zusammenspiel von Klareis und Raueis wird Mischeis ge- nannt. Diese Art von Vereisung ist nur bei Temperaturen von etwa -8°C bis - 15°C möglich. Die vierte und letzte Vereisungsart wird als Reif oder Raureif bezeichnet. Das Luftfahrzeug wird von einer dünnen Schicht Eis bedeckt, die durch gefrorenen Wasserdampf entsteht. Dies kann sowohl am Boden als auch in der Luft geschehen. Vereisung kann viele verschiedene Gefahren mit sich bringen. Durch Vereisung auf Fenstern wird die Sicht eingeschränkt. Eis- schichten sorgen für höheren Widerstand und Gewichtzunahme. Außerdem lässt die Stabilität des Flugzeuges nach und der Auftrieb wird verhindert.73 "Ruder- und Steuerelemente können einfrieren"74 und die Überziehgeschwin- digkeit nimmt zu.75 Es stellt sich die Frage, ob Vereisung in der Luft verhin- dert werden kann. Viele Luftfahrzeuge werden ,,vor dem Abflug mit einer Enteisungsflüssigkeit [...] überdeckt, um so der Enteisung währen des Ab- flugs zu entgehen. Ist der Flieger in der Luft, werden die empfindlichen Stel- len mit der warmen, aus der Turbine zugeführten, Luft warm gehalten."76 Au- Berdem können einige kleinere Flugzeuge auch während des Fluges Entei- sungsflüssigkeiten freigeben, um die Vereisung zu vermeiden oder aufzuhal- ten. Die beste Art der Vermeidung ist jedoch, den Flug bei Vereisungsgefahr abzusagen. ,,[A]llgemeine Wetterbedingungen können viel über die mögliche Vereisung vorhersagen."78 69 70 71 77 73 74 75 76 77 78 - 14- Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium 79 80 81 82 83 84 85 86 87 . 2.6.3 Flugunfälle Etwa 15% aller Flugunfälle sind Wetterbedingt.79 Im November 2012 zum Beispiel kollidierte ein Flugzeug mit einem Baum. Die Folge waren ein zer- störtes Flugzeug und zwei schwer verletzte Personen. „Kurz nach dem Start zu einem Rundflug kam der Pilot in 450 ft unerwartet in eine Nebelwand. Er hatte weder Flugsicht noch Erdsicht und verlor schnell die Orientierung."80 Bei einem anderen Unfall im Jahr 2006 wurde das Flugzeug ebenfalls zerstört wobei der Pilot damals starb. Unmittelbar nach dem Start befand sich das Flugzeug in einem Schneesturm und die Fluglage war nicht mehr zu kontrol- lieren. Die Flugmaschine ,prallte mit großer Längsneigung auf de[n] Bo- den."82 Im August 2020 wurde ein Heißluftballon vom Wind erfasst und stürzte ab. ,,Der Korb mit den sieben Insassen sei dann mehrfach auf einem Acker aufgeschlagen [...]. Der Ballon sei den Berg hinab in Richtung Rhein gerutscht und habe sich in einem steilen, unwegsamen Gelände in Bäumen verfangen."83 Der Pilot starb bei dem Unglück und es gab zwei weitere schwer verlezte.84 3. Wettervorhersagen in der Zukunft Da der technische Fortschritt im heutigen 21. Jahrhundert schon weit entwickelt ist, stellt sich die Frage, ob es überhaupt noch möglich ist Wetterprognosen zu verbessern, denn ,,irgendwann [...] wird der Fortschritt bei der Wettervorhersage eine Grenze errei- chen - das ist seit langer Zeit bekannt."85 Wir kennen Wetterberichte, die mehrere Tage einschließen oder sogar eine Woche, aber es gibt kaum Vorhersagen für mehrere Mona- te oder Jahre. ,,[K]leine fehlerhafte Abweichungen in der Wettervorhersage [wachsen] mit der Zeit so stark an[...], dass das Weiterrechnen keinen Sinn mehr ergibt." 86 Diese Erkenntnis ist auch als „Schmetterlingseffekt" bekannt. ,,[D]er amerikanische Meteoro- loge Edward Lorenz"87 setzte den Zeithorizont sinnvoller Vorhersagen bei maximal Vgl. Unbekannt, Wetterbedingte Unfälle Wetterbedingte Unfälle Vgl. Wetterbedingte Unfälle Wetterbedingte Unfälle Unbekannt, Heißluftballon abgestürzt Ballonführer stirbt bei Unfal - 2 Schwerverletzte Vgl. Heißluftballon abgestürzt Ballonführer stirbt bei Unfal - 2 Schwerverletzte Sven Titz, Die Reichweite nützlicher Wettervorhersagen wird sich noch um mehrere Tage in die Zukunft verlagern Sven Titz Sven Titz - 15- Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium d zwei Wochen fest. Jedoch wurde dieses Vorhersagelimit selbst heute noch nicht er- reicht. Um die Entwicklung weiter voran zu bringen, kann es durchaus nützlich sein, ,,mehr Satellitendaten einzubeziehen."89 Seit zwei Jahren fliegt ein Satellit um die Erde, dessen Daten für Höhenwinde allerdings noch nicht genutzt werden. Alle existierenden Satelliten sollen in Zukunft fähig sein, Winde in mehreren Kilometern Höhe zu messen. Diese Messwerte sollen dann verwertet werden. ,,Globale Wettermodelle bestehen derzeit aus einem räumlichen Datengitter mit einem horizontalen Abstand der Daten- punkte von zehn Kilometern und mehr."9¹ Um die Genauigkeit der Wetterprognosen zu erhöhen, darf die Gitterweite maximal einen Kilometer betragen. Allerdings müssen dann auch die Computer für die Datenverarbeitung deutlich schneller arbeiten. For- scher schätzen, dass solche genauen Prognosen frühstens ab 2030 möglich sind."² ,,<<<Ein Wundercomputer und ein Modell mit einer Auflösung von einem Kilometer be- deuten noch nicht zwingend, dass ich an das theoretische Vorhersagelimit tatsächlich herankomme>>[...] Der Spielraum für Verbesserungen wird für die Wetterprognostiker vorerst nicht kleiner."93 88 89 90 91 92 93 C. Quellenverzeichnis Internetquellen: ● M. Prognosegüte https://www.wetterprognose-wettervorhersage.de/wetterkarten-unwetter- regenradar-wolkenradar/wetter-fragen/1036-prognoseguete-von- wettervorhersagen.html abgerufen am 25.08.2020 um 11:03 Uhr Vgl. Sven Titz Sven Titz Hoffmann, Vgl. Sven Titz Sven Titz Vgl. Sven Titz Sven Titz 90 Andreas Jäger, Kondensstreifen https://www.bergwelten.com/a/wetterregel-kondensstreifen-das-neue- wetterzeichen abgerufen am 01.09.2020 um 11:54 Uhr - 16- von Wettervorhersagen, Das neue Wetterzeichen, Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium a ● Christian Satorius, Wettervorhersage selbst gemacht, https://www.welt.de/wis- senschaft/article961045/Wettervorhersage-selbst-gemacht.html abgerufen am 05.10.2020 um 08:22 Uhr ● Adriana R., Morgenrot, schlecht Wetter droht - Was ist dran an der alten Bauern- regel?, https://www.wie-wie.de/ratgeber/3166/morgenrot-schlecht-wetter-droht- was-ist-dran-an-der-alten-bauernregel.html abgerufen am 10.10.2020 um 15:35 Uhr ● Sven Titz, Die Reichweite nützlicher Wettervorhersagen wird sich noch um meh- rere Tage in die Zukunft verlagern, https://www.nzz.ch/wissenschaft/wetter-die- vorhersage-laesst-sich-auch-noch-in-zukunft-verbessern-ld.1478561 abgerufen am 03.11.2020 um 11:42 Uhr Unbekannt, Wetterbedingte Unfälle, https://www.dwd.de/DE/fachnutzer/luft- fahrt/download/vortraege/dfs pilotentag/2018 wetterbedingte unfaelle.pdf? blob=publicationFile&v=5 abgerufen am 05.11.2020 um 08:49 Uhr Boger, Vereisung - Die langsam eintretende Lebensgefahr, https://www.aeroin- ternational.de/industrie-technik-nachrichten/vereisung-die-langsam-eintretende- lebensgefahr.html abgerufen am 07.11.2020 um 09:42 Uhr ● Unbekannt, Im Kochtopf der Wetterküche: Forschungsflüge über dem Nordat- lantik für bessere Wettervorhersagen, https://www.dlr.de/content/de/artikel/ news/2016/20160928 im-kochtopf-der-wetterkueche-forschungsfluege-ueber- dem-nordatlantik-fuer-bessere-wettervorhersagen 19475.html abgerufen 07.11.2020 um 19:35 Uhr ● Selda Bekar, Flugangst: Windstärke, https://flugangstlos.de/flugangst-windstaer- ke/ abgerufen am 07.11.2020 um 19:47 Uhr am Unbekannt, Wie funktioniert eigentlich ein Thermometer?, https://ga.de/wie- funktioniert-eigentlich-ein-thermometer aid-42464681 abgerufen am 08.11.2020 um 11:46 Uhr - 17- d • Unbekannt, Heißluftballon abgestürzt Ballonführer stirbt bei Unfall - 2 Schwer- verletzte, https://www.ksta.de/panorama/heissluftballon-abgestuerzt-ballonfuch- Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium rer-stirbt-bei-unfall---2-schwerverletzte-37195592 abgerufen am 08.11.2020 um 12:09 Uhr Buchquellen: Choren P. Pogosjan, Sinaida L.Turketti (1975), Wolken, Wind und Wetter, MIR Moskau und Urania-Verlag, Leipzig, Jena, Berlin (1. Auflage) ● Dietrich Pohlmann (1974), Wetterkunde, Aulis Verlag Deubner & co KG, Köln ● Werner Wehry (1998), Wetterinformation für die Öffentlichkeit - aber wie?, Deutsche Meteorologische Gesellschaft e.V. (DMG), Berlin ● Brian Cosgrove (1991), Das Wetter, Gerstenberg Verlag, Hildesheim (Deutsche Ausgabe) ● Prof. Siegfried Aust (1989), Das Wetter, Tessloff Verlag, Nürnberg (Neufassung) ● Karsten Schwanke (2013), WETTER Sonne, Wind und Wolkenbruch, Tessloff Verlag, Nürnberg ● Sylvia Englert (2009), Wetter und Klima, cbj, München (1. Auflage) D. Abbildungsverzeichnis ● Abb. 1: https://tu-dresden.de/bu/umwelt/hydro/ihm/meteorologie/ressour- cen/bilder/forschung/glossar/Cirrostratus.jpg/@@images/4c977397-9e1c-4fdc- a8e1-89fe92a6f48a.jpeg ● Abb. 2: https://images.ctfassets.net/xap83rmpoqfs/7iGF476uFxgBXZg1mlL- FLO/db34ddf8b43ea6e62aa051637a8aeec5/cirrus.jpg ● Abb. 3: https://xn--wetter-rdermark-gtb.de/img/cirroc.jpg . Abb. 4: https://xn--wetter-rdermark-gtb.de/img/altoc.jpg - 18- Wolfgang-Borchert-Gymnasium Langenzenn Naturwissenschaftlich-Technologisches und Sprachliches Gymnasium ● Abb. 5: https://aiswetter-a.akamaihd.net/masters/1121219/3158x1777/wetterle- xikon-amboss.jpg ● Abb. 6: https://cloudatlas.wmo.int/en/varieties-altostratus-opacus-as-op.html ● Abb. 7: https://xn--wetter-rdermark-gtb.de/img/nimbos.jpg ● Abb. 8: https://pixfeeds.com/images/14/388569/640-497100312-cumulus- clouds.jpg ● Abb. 9: http://www.gohowie.com/media/images/clouds-stratocumulus-01.jpg E. Anhang a F. Erklärung Hiermit erkläre ich, die Seminararbeit ohne fremde Hilfe angefertigt zu haben. Alle genannten Quellen, die ich zur Inhaltsangabe genutzt habe sind im Quellenverzeich- nis aufgelistet. 10. November 2020 - 19-