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Wetter-Lexikon:

Hier finden Sie Erklärungen zu wetterspezifischen Fachbegriffen:






Meteorologische Grundlagen

Durch das Zusammenwirken der verschiedenen klimatischen Elemente wie Lufttemperatur,
Feuchte, Niederschläge, Sonnenstrahlung, Wind usw. entsteht das ”Wetter”.
Über einen längeren Zeitraum betrachtet, nennt man es ”Klima”.

Die Luft umgibt die Erde in Form einer Hülle und übt dabei auf sie einen veränderlichen Druck
aus (Barometerstand). Die untere der Erdoberfläche anliegende Schicht nennt man Troposphäre,
die in unseren Breiten bis etwa 11 km reicht. Darauf folgen die Stratosphäre (11 bis 75 km) und
Ionosphäre (75 bis 600 km). Der durch das Gewicht der Luft verursachte Druck an der
Erdoberfläche beträgt im Mittel 1013 mbar. Bei gleichmäßiger Dichte der Luft würde sich hieraus
rechnerisch eine Höhe der Atmosphäre von 7990 m ergeben. In Wirklichkeit nimmt jedoch die
Dichte und die Temperatur der Luft mit der Höhe ab.

Abnahme des Luftdrucks und der Temperatur mit der Höhe
(Norm-Atmosphäre, DIN ISO 2533 Dez. 79)

Höhe: km 0 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 6,0 8,0 10 15 20
Druck: mbar 1013 955 899 795 701 616 472 356 264 120 55
Temperatur: °C 15 11,8 8,5 2,04 -4,5 -11 -24 -37 -50 -55 -55

Abnahme der Temperatur mit der Höhe: 6,5 K je km bis etwa 11 km Höhe. Von 11 km bis etwa
20 km Temperatur annähernd gleichbleibend bei etwa -55 °C. In 20 bis 47 km Höhe
Temperaturanstieg durch Ozonbildung bis etwa 0 °C, dann wieder Temperaturabfall.
Die Größen, mit denen der Luftzustand beschrieben wird, nennt man Zustandsgrößen.

Reine trockene Luft
Luft ist ein Gemisch aus Gasen, Verunreinigungen und Dämpfen. Trockene reine Luft gibt es
nur theoretisch. Diese besteht aus:

Gas: Abkürzung: Vol.: %
Stickstoff N2 78,060
Sauerstoff O2 20,960
Argon Ar 0,930
Kohlendioxyd CO2 0,030
Wasserstoff H2 0,010
Neon Ne 0,002
Helium He 0,00007
Krypton Kr 0,0003
Xenon Xe 0,00004

Feuchte Luft
Absolut trockene Luft kommt in der freien Atmosphäre nicht vor. Ein gewisser Anteil an Wasserdampf ist stets in ihr enthalten. Feuchte Luft ist also eine Mischung von trockener Luft und Wasserdampf.
Zu geringe oder zu große Luftfeuchtigkeit beeinträchtigen das Behaglichkeitsgefühl des Menschen, und in vielen Betrieben ist die Güte des Rohmaterials oder des Erzeugnisses von der Luftfeuchtigkeit in den Lager- und Fabrikationsräumen abhängig.

Zustandsgrößen der Luft:

- Lufttemperatur
Sie kennzeichnet den Wärmezustand der Luft und kann u.a. mit dem Thermometer gemessen werden. Die Angabe der Temperatur erfolgt in ° Celsius C oder absolut in Kelvin K. Eine Temperaturdifferenz wird immer in K angegeben.

- Mittelwerte der Temperatur
Die an einem Ort herrschende Temperatur zeigt über der Zeit als Maßstab aufgetragen einen täglichen und jährlichen wellenförmigen Verlauf, der durch den wechselnden Sonnenstand verursacht ist. Um die Temperaturen miteinander zu vergleichen, bildet man Temperaturmittel: Die mittlere Tagestemperatur, die aus stündlichen Ablesungen der Temperatur zu ermitteln ist.

- Absolute Luftfeuchtigkeit
Unter absoluter Feuchtigkeit x versteht man diejenige Wassermenge in kg, die pro kg trockener Luft vorhanden ist. Um mit handlicheren Zahlen arbeiten zu können, wird die absolute Feuchtigkeit in Tabellen und Diagrammen allerdings in g angegeben (x = g/kg).

- Relative Luftfeuchtigkeit
Trockene Luft kann bei einer bestimmten Temperatur nur eine ganz bestimmte maximale Menge an Wasserdampf aufnehmen. Je höher die Temperatur, desto größer ist der mögliche Wassergehalt.
1 kg Luft von z.B. 25 ° C kann bei null Meter über Meer bis zur Sättigung ca. 20 g Wasser aufnehmen. Ist nun aber die absolute Feuchtigkeit dieser Luft nur 10 g/kg, so ist nur 50 % der maximal möglichen Wassermenge vorhanden, d.h. die relative Feuchtigkeit r.F der Luft beträgt 50 %.
Die relative Feuchtigkeit sagt also aus, wie groß bei der im Moment betrachteten Lufttemperatur die vorhandene Dampfmenge im Verhältnis zur maximal möglichen Menge (bei gleicher Temperatur) ist.

- Luftdruck
Druck ist die auf eine Fläche wirkende Kraft.
Der durch das Gewicht der Luft verursachte Druck auf die Erdoberfläche ist der atmosphärische Druck.
Dieser beträgt auf Meereshöhe im Mittel 1013 mbar = 760 mm Hg.
Bei luft- und wärmetechnischen Rechnungen wurde früher der Druck oft durch die Druckhöhe von Flüssigkeitssäulen angegeben, z.B. mm Wassersäule (mm WS) oder mm Quecksilbersäule (mm Hg):
1 bar = 1000 mbar = 1000 hPa = 10200 mm WS = 750 mm Hg

Einfluss der Höhenlage auf die Luftzustandsgrößen:

Eine Luftmenge mit der relativen Feuchte r.F = 100 % enthält bei 1000 Meter Höhe ca. 1,2 g/kg mehr Wasser als auf 0 m ü.M. (NN) - d.h. für eine Luftmenge (t und r.F konstant) steigt der Wassergehalt x (absolute Feuchte) mit zunehmender Höhe.

Luft mit r.F = 100 % auf 0 m NN wird auf 1000 Meter Höhe zu Luft mit r.F = 88.7 %. Die Differenz beträgt also r.F =11.3 % - es gilt: Die relative Feuchte r.F einer Luftmenge sinkt mit zunehmender Höhe (t und x konstant).

Berechnungen mit dem h-x-Diagramm:
Bei allen Berechnungen muss der atmosphärische Druck (Barometerstand) berücksichtigt werden.Dieser ist vor allem von der Höhe über NN abhängig.
Die meisten h-x-Diagramme beziehen sich auf null Meter über Meer (NN) entsprechend 1013 mbar = 760 mm Hg.

Umrechnungsfaktoren (h-x-Diagramm):

Höhe: m 0 200 400 600 800 1000 1500 2000
Druck: mbar 1013 989 966 943 921 899 842 795
Faktor: Faktor 1.000 0.976 0.953 0.931 0.909 0.887 0.831 0.785



Quelle: Von Werner Krenn (www.pc-wetterstation.de)