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Klimawissen

von Alexandra

Auf dieser Seite finden Sie eine spezielle Enzyklopädie zu den Themen, die Sie auf dem „Thüringer Klimaweg Geraberg“ erleben können.

Sie haben hier die Möglichkeit Ihren Besuch schon einmal vorzubereiten und sich einzustimmen. Ebenso können Sie im Nachhinein das Erlebte noch einmal fachlich vertiefen und nachhaltig zu verarbeiten.

Wenn Sie Themengebiete auf dieser Seite vermissen oder die vorhandenen gern vertiefen möchten, so sind wir Ihnen sehr dankbar, wenn Sie uns dazu Anregungen zukommen lassen und uns dabei helfen, diese Website und auch den Thüringer Klimaweg an sich leben zu lassen.

»Vielen Dank dafür und viel Spaß beim Lernen und Erleben!«

Die Erde ist umgeben von einer Ozonschicht. Diese Schicht ist ein Teil der Stratosphäre und absorbiert die gefährliche UV-Strahlung aus dem Weltall. Als Ozonloch bezeichnet man eine ungewöhnlich starke, geographisch abgegrenzte Verminderung des Ozons über den Polen.

Grundsätzlich ist Ozon in der Stratosphäre erwünscht, weil es dort das schädliche UV-Licht der Sonne absorbiert (Ozonschicht). In Bodennähe ist es jedoch als Umweltgift unerwünscht, insbesondere bewirkt die lokal sehr unterschiedliche Ozonbelastung Reizungen der Atemwege, erhöhte Korrosion und Baumsterben (Sommersmog). Das schädliche Bodenozon entsteht vor allem an heißen Sommertagen in der Abluft größerer Städte. Die höchsten Bodenozonwerte werden dann am späten Nachmittag in ländlichen Regionen erreicht.

Das Ozonloch wurde erstmals Ende der 1970er Jahre beobachtet, zunächst nur über der Südpolarregion. Inzwischen ist auch eine Abnahme der Ozonkonzentration über der Nordhalbkugel zu beobachten. Der Abbau des Ozons wird durch gasförmige Halogenverbindungen verursacht, insbesondere durch Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW). Durch das Ozonloch dringt die ultraviolette Strahlung bis auf die Erde und wirkt sich negativ auf die Menschen und ihre Umwelt aus.

Die UV-Strahlung schwächt das menschliche Immunsystem und kann Hautkrebs auslösen. Im schlimmsten Fall können Menschen sogar erblinden, wenn sie durch das Ozonloch mit den gefährlichen UV-Strahlen in Kontakt kommen. Das Ozonloch wirkt zudem negativ auf das Wachstum von Pflanzen und begünstigt schlechte Ernteerträge. Bei einem völligen Verlust der Ozonschicht wäre Leben auf der Erde auf Dauer nicht möglich.

Ein Kugelblitz in Geraberg?

Ein Blitz ist ein Funkenüberschlag großen Ausmaßes zwischen Wolken mit entgegengesetzter Ladung oder zwischen Wolken und der Erdoberfläche. Der gesamte Blitzvorgang beginnt mit Vorentladungen, die den Entladungskanal aufbauen. Innerhalb einiger Zehntelsekunden beginnt die Hauptentladung, der weitere Teilentladungen im Abstand von hundertstel bis tausendstel Sekunden folgen. Durch die explosionsartige Erhitzung der Luft im Blitzkanal (innerhalb von Mikro- sekunden auf ca. 30000 °C) entsteht der nachfolgende Donner.

Neuesten Erkenntnissen zufolge bestehen Blitze, die sich zwischen den Wolken und der Erdoberfläche entladen, zumeist aus zwei einander entgegenkommenden Hauptblitzkanälen, wobei der von der Erdoberfläche ausgehende Kanal zuerst entsteht. Er geht oft von einzelnen Erhebungen aus.

Es lassen sich drei hauptsächliche Blitzarten unterscheiden: Erdentladungen (Blitzschlag), die zwischen Wolke und Erdboden auftreten, Wolkenentladungen (Wolken- und Flächenblitze), die innerhalb einer Gewitterwolke stattfinden, Luftentladungen, die von einer Gewitterwolke in den Luftraum gerichtet sind, dabei aber nicht den Erdboden treffen.

Kugelblitze sind sehr selten, daher gibt es kaum fotografische Belege. Sie sind rund 15 – 40 cm groß, glühen meist orange bis hellgelb und haben eine Lebensdauer von etwa zwei bis acht, maximal 30 Sekunden. Dabei bewegen sie sich unvorhersehbar teils durch Mauern, Türen oder Fenster. So tritt jeder dritte Fall im Gebäudeinneren auf. Dann lösen sich die kugel-, ei- oder stabförmigen Erscheinungen auf, werden absorbiert oder explodieren. Diese seltene Erscheinung war im Sommer 2011 in Geraberg am Pfarrhaus zu beobachten. Die Feuerkugel bewegte sich vom Pfarrhaus in Richtung Gera und löste sich dort explosionsartig auf.

Die Abbildung zeigt die globale Verteilung der Blitzhäufigkeit in jährlichen Einschlägen/km².

Forschungen der NASA (z. B. LIS) haben ergeben, dass die weltweit größte Blitzhäufigkeit im Kongobecken, speziell im Lee, d. h. westlich der Zentralafrikanischen Schwelle, zu finden ist.

Am schlüssigsten erscheint die Vermutung, dass es sich um leuchtende Gasgebilde handelt, die durch sich überlagernde Mikrowellen erzeugt werden. Unter Labor-Bedingungen konnten japanische Forscher einen solchen Kugelblitz erzeugen, der den Augenzeugenberichten recht nahe kam. Doch bis heute gibt es keine allgemein akzeptable Erklärung, da sich einige Berichte und Theorien widersprechen.

Passt sich der Wald dem Klima an?

Wachsende Bäume entziehen der Atmosphäre laufend Kohlendioxid (CO²) und wandeln das mit Abstand wichtigste Treibhausgas in Biomasse um. In Wurzeln, Stamm und Ästen bleibt dieses CO² je nach Baumalter über einen längeren Zeitraum gebunden.

In den letzten 100 Jahren stieg die Temperatur um +1,1 °C, die Winterniederschlagsmenge um 17% und die Sommerniederschläge verringerten sich um 14%. Die Folgen sind veränderte Wachstums- und Umgebungsbedingungen für die Hauptbaumarten.

Durch häufige Stürme und Orkane besteht für einschichtige Fichtenwälder erhöhte Bruch- und Wurfgefahr. In trockenen Sommern nimmt die Vermehrung von Schadinsekten (z. B. Fichtenborkenkäfer) sprunghaft zu.

Für viele Laubbäume verbesserten sich dagegen die Bedingungen. In Thüringen soll langfristig in den nächsten hundert Jahren ein naturnaher Waldumbau mit veränderter Baumartenzusammensetzung erfolgen. Der Fichtenanteil muß reduziert und das Laubholz (z. B. Buche und Ahorn) soll erhöht werden.

Zerstörter Fichtenwald nach dem Orkan Kyrill am 18./19. Januar 2007
– Ilmenau, Lindenberg

Gesunder, strukturreicher Mischwald
– Jüchnitztal bei Geraberg

Mit Windstärke 9 durchs Tal

Immer wieder in zeitlichen Abständen ziehen schwere Sturmtiefs über den Thüringer Wald. Sie hinterlassen dabei oft große Schäden, wie zum Beispiel im Jahr 2007 der Orkan Kyrill. Die Kyrill-Schäden betrafen eine Waldfläche von 10.980 Hektar, davon 6.286 Hektar Kahlschläge.

Stürme oder auch ganz allgemein Winde sind Druckausgleichsströmungen. Sie entstehen durch Druckdifferenzen in der Atmosphäre, d. h. durch sogenannte Hoch- und Tiefdruckgebiete. Sturmtiefs treten in Europa vor allem im Winterhalbjahr auf. Die Temperaturunterschiede zwischen Azorenhoch und Islandtief sind dann am größten.

Nach der Beaufort-Wind-Skala wird einem Sturm die Windstärke 9 zugeordnet. Er bläst dabei mit 75 bis 88 km/h Windgeschwindigkeit. Die Windstärken 10 und 11 bedeuten schweren bzw. orkanartigen Sturm. Windstärke 12
entspricht dem Orkan mit Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h.

Aufziehende Sturmwolken

Windsack an der »Talbrücke Reichenbach« bei Geraberg

Folge des Orkans Kyrill – komplett abgeholzter Hochwald am Lindenberg bei Ilmenau

Druck-, Temperatur- und Strömungsverhältnisse zwischen Hochdruck- und Tiefdruckgebieten

Das Phänomen der Tautropfenbildung

Wir alle kennen den morgendlichen Anblick von glitzernden Tautropfen auf Blättern, Spinnennetzen oder Nebelschwaden über den Wiesen – oder ärgern uns im Winter über vereiste Autoscheiben. Das zugrunde liegende physikalische Phänomen der Tautropfenbildung ist der Übergang des Wassers vom gasförmigen zum flüssigen (Kondensation) bzw. vom gasförmigen zum festen (Sublimation)  Aggregatzustand.

Die Luft kann abhängig von ihrer Temperatur und ihrem Druck nur eine bestimmte Menge Wasserdampf enthalten – bei Kälte weniger, bei Wärme mehr. Wird diese Menge überschritten, oder sinkt die Temperatur, wie z. B. in klaren Sommernächten, dann fällt der überschüssige Wasserdampf flüssig (Tautropfen) oder fest (Eiskristalle) aus – Gegenstände »betauen« oder »bereifen«. Die Temperatur, bei der das geschieht, heißt Taupunkttemperatur – oder vereinfacht Taupunkt.

Die Taupunkttemperatur ist eine wichtige Größe in der Meteorologie zur Vorhersage von Dunst, Nebel oder Wolkenbildungen. Aber auch für das »Klima« in Gebäuden ist sie eine wichtige Kenngröße.

Tautropfenbildung auf Blättern

Tautropfenbildung im Wald

Gibt es Tornados in Thüringen?

Der Tornado oder auch im angloamerikanischen Raum »Twister« genannt, ist eine kleinräumige Wirbelerscheinung in der Erdatmosphäre. Nach einer Definition von Alfred Wegener weist ein Tornado eine fast senkrechte Drehachse auf und steht im Zusammenhang mit Schauer oder Gewitterwolken. Die Wirbelerscheinung verläuft durchgängig von der Wolke hinunter zum Boden, ist aber nicht immer als Wolkenschlauch sichtbar. Weitere umgangssprachliche Bezeichnungen für den Tornado sind die sogenannte „Wasserhose“ (Luftwirbel über einer Wasserfläche) oder „Windhose/Großtrombe“ (Luftwirbel über Land).

Die Tornados lassen sich hinsichtlich ihrer Entstehungsweise in zwei Grundtypen, den Mesozyklonalen Tornado und den Nicht-Mesozyklonalen Tornado, unterscheiden. Im Allgemeinen wird ein Tornade in den Tornadostärken F0 bis F5 klassifiziert, wobei die Schäden zur Klassifizierung herangezogen werden. Die Dauer des Tornados reicht von wenigen Sekunden bis zu mehr als einer Stunde im Durchschnitt und die Vorwärtsbewegung des Tornados bzw. des Lufttrichters erfolgt mit einer Geschwindigkeit von ca. 50 km/h. Für die Ausbildung eines Tornados ist der Bodenkontakt des Luftwirbels entscheidend, nicht seine allgemeine Sichtbarkeit.

Die Meinung, dass es in Deutschland keine oder nur wenige Tornados gibt, stimmt nicht. Zum Beispiel gab es am 11. 6. 2009 in Meuselwitz (Ostthüringen) einen Tornado.

Wichtig: Bei einem Tornado muss man sich anders verhalten als bei einem Gewitter:

  • ein Auto kann zur tödlichen Falle werden, man sollte versuchen, dem Tornado auszuweichen oder davon zu fahren
  • wenn ein Gebäude in der Nähe ist, sollte man dort Schutz suchen
  • ein sicherer Platz ist ein Keller, bzw. soweit unten wie möglich
  • möglichst nicht hinter Fensterscheiben und Türen aufhalten, diese könnten von Trümmern durchschlagen werden.

Was ist der UV-Index?

Der UV-Index ist eine durch die Weltgesundheitsorganisation (WHO) und die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) international standardisierte Maßzahl für die Stärke der UV-Strahlung der Sonne. Mit Hilfe dieses Index will man das Bewusstsein der Menschen über die Gefährlichkeit der UV-Strahlung schärfen.
Bei übermäßiger Bestrahlung können Sonnenbrand oder Entzündungen am Auge entstehen. Als langfristige Schäden durch ein zuviel an UV-Strahlung kann es zu Hautkrebs oder Trübungen der Augenlinse bzw. Schäden am Immunsystem kommen.

Der UV-Index soll dem Menschen helfen, die Sonnenstrahlung einzuschätzen und sich mit geeigneten Maßnahmen vor der gefährlichen Strahlung zu schützen. Je höher der Indexwert ist, desto schädlicher ist die Strahlung. Der UV-Index ist unabhängig vom Hauttyp.

Die Öffentlichkeit in Deutschland wird auf der Basis der Empfehlungen der Strahlenschutzkommission (SSK) informiert. Der Deutsche Wetterdienst kooperiert bei den Vorhersagen eng mit dem Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) und dem Umweltbundesamt (UBA).

Weitere Informationen unter: www.uv-index.de

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) zeigt im Internet unter www.dwd.de täglich aktuelle UV-Index Grafiken für drei Tage an.

Verschiedene Regionen der Erde und Deutschland werden angezeigt.

Wind Chill-Tabelle

Der Wind Chill (engl. für Windkühle bzw. Windfrösteln) beschreibt den Unterschied zwischen der gemessenen Lufttemperatur und der gefühlten Temperatur in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit.

Er ist definiert für Temperaturen unterhalb von ca. 10 °C. Dann trägt die absolute Luftfeuchtigkeit weniger als 1 % zur Luftmasse bei und ihr Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit und -kapazität ist vernachlässigbar.

Wir alle kennen das, dass man an einer zugigen Ecke relativ stark friert, obwohl es laut Thermometer gar nicht so kalt ist. Dieser Effekt ist über die Betrachtung der Wärmebilanz des menschlichen Wärmehaushalts erklärbar.

Ist die Lufttemperatur unterhalb der Körpertemperatur, so gibt unser Körper Wärmenergie an die Umgebung ab. Diese Wärmeabgabe verstärkt sich mit zunehmender Windgeschwindigkeit.

Der Mensch erspürt diese Wind-Abkühlung ab 7°C deutlich, wobei das Empfinden von der aktuell bestehenden Windgeschwindigkeit abhängt. Aus diesem Grunde gibt es die sogenannten Wind Chill-Tabellen, die die gefühlte Wind Chill-Temperatur bei vorgegebener Windgeschwindigkeit angeben.

Zum Beispiel beträgt die Wind Chill-Temperatur bei -3 °C Lufttemperatur und über 15 km/h Windgeschwindigkeit -10,3 °C.

In den USA und in Canada wurde in der Wintersaison 2001/2 ein neuer Wind Chill-Temperature-Index eingeführt.

Weitere Infos: www.weather.gov

Er ist gewissermaßen ein virtueller Durchschnittstyp: 35 Jahre alt, 1,75 m groß und 75 kg schwer. Er wandert mit vier km/h in der Ebene, produziert dadurch Wärme, die an die Umgebung abgegeben wird und passt sich dem Wetter vernünftig über seine Bekleidung an, um optimale »Behaglichkeit« zu erreichen. An Kleidung steht ihm das Spektrum zwischen sommerlich, d. h. kurzärmeliges Hemd, leichte lange Hose und Sandalen, und winterlich, d. h. einen wollenen Anzug mit Wintermantel, Kopfbedeckung und warmen Schuhen zur Verfügung. Das Klima-Michel-Modell setzt man ein für Wettervorhersagen und -Warnungen, bioklimatologische Bewertungen, Stadtklimauntersuchungen, in der Umweltepidemiologie, in der Klimawirkungsforschung usw.

Situation 1

Geringe Luftfeuchte, windstill, kurz- und langwellige Strahlung der Sonne, die Temperatur in Situation 1 und 2 sind gleich. Der Klima-Michel wandert mit 4 km/h in der Ebene.

Situation 2

Hohe Luftfeuchte, es weht Wind, keine kurz- und langwellige Strahlung der Sonne, die Temperatur in Situation 1 und 2 sind gleich. Der Klima-Michel wandert mit 4 km/h in der Ebene.

Situation 3

Geringe Luftfeuchte, windstill, kurz- und langwellige Strahlung der Sonne, die Temperatur in Situation 3 und 4 sind gleich. Der Klima-Michel wandert mit 4 km/h in der Ebene.

Situation 4

Hohe Luftfeuchte, es weht Wind, keine kurz- und langwellige Strahlung der Sonne, die Temperatur in Situation 3 und 4 sind gleich. Der Klima-Michel wandert mit 4 km/h in der Ebene.

Gefühlte Temperatur

Jeder kennt das, wenn im Winter die am Thermometer abgelesene Temperatur so gar nicht mit dem eigenen Empfinden übereinstimmt.

Bei Frost, heftigem Wind und trübem Wetter signalisiert unsere »gefühlte« Temperatur es sei viel kälter. Genießen wir aber bei Windstille, Sonnenschein und blauem Himmel den knirschenden Schnee unter den Füßen, kommt es uns trotz gleicher Temperatur deutlich wärmer vor.

Die Gefühlte Temperatur wird nicht gemessen, sondern mit Hilfe einer Simulierung, des Klima-Michel-Modells, aufwändig berechnet. Eingangsgrößen sind Lufttemperatur, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und die kurz- und langwellige Strahlung der Sonne sowie der Umgebung.

Ist der Rennsteig eine Wetterscheide?

Eine Wetterscheide beschreibt ein Landschaftsgebiet, welches sich sozusagen als Trennlinie von Wetterereignissen auswirkt.

So kann beispielsweise ein großer Fluss oder See die Verlagerung von nicht frontgebundenen Gewittern beeinflussen, bzw. deren Weiterzug ablenken oder verhindern.

Ein klassisches Beispiel einer Wetterscheide ist ein Gebirge. In Abhängigkeit der Wetterlage bilden sich auf der Luvseite Wolken, welche sich durch den Staueffekt (erzwungene Hebung) ausregnen, während sich auf der Leeseite durch Absinkvorgänge und Erwärmung die Wolken auflösen (Föhneffekt).

Beispielsweise herrscht häufig eine Föhnwetterlage auf der Alpennordseite, während es südlich der Alpenzentralkette regnet, genauer gesagt zu Steigungsregen kommt.

Blick vom Kickelhahnturm über das winterliche Ilmenau
– eine Wolkenformation schiebt sich Richtung Rennsteig

Blick vom Kickelhahnturm zur untergehenden Wintersonne
– weit über dem Nebel in den Tälern ziehen Cirruswolken dahin

Aus welcher Richtung kommen Wind und Regen?

Als Wetterseite wird die Seite eines Gegenstandes, z. B. eines Gebäudes oder eines Baums bezeichnet, die dem Wind und dem »Wetter« (vorwiegend dem Niederschlag) besonders ausgesetzt ist.

Die Ausrichtung der Wetterseite ist abhängig von der Häufigkeit des Auftretens von Wetterlagen, die bevorzugt mit Niederschlägen und hohen Windgeschwindigkeiten einhergehen.

Die Wetterseite eines Gebäudes ist daher manchmal längere Zeit feucht, der Putz verwittert schneller als auf der dem Wind und Wetter abgewandten Seite.

In Wäldern erkennt man die Wetterseite oft am stärkeren Moosbewuchs oder an grünlichen Verfärbungen der Bäume.

Da in Deutschland Westwetterlagen häufig mit Schlechtwetterereignissen verbunden sind, wird hier meist die Westseite eines Objektes als Wetterseite bezeichnet.

Sandsteinmauer – Wetterseite mit deutlichem Bewuchs von Moosen und Flechten

Sandsteinmauer – dem Wetter abgewandte Seite

Wetterseite einer Lärchenholzfassade (unbehandelt, sägerauh, 10 Jahre alt) – die Holzoberfläche wir durch den Wettereinfluss silbergrau

wetterabgewandte Seite einer Lärchenholzfassade (unbehandelt, sägerauh, 10 Jahre alt) – die Holzoberfläche hat ihren warmen Rotton erhalten

Wetterseite eines Baumes – diese Seite ist fast völlig mit Moos überwachsen

Baum von der Seite betrachtet – am Moosbewuchs kann man gut die Wetterseite erkennen

wetterabgewandte Seite desselben Baumes – diese Baumseite ist frei von Moos

Wasser-Wetterglas

auch Donderglas genannt, ist ein birnenförmiges Glasgefäß mit offener Tülle. Es hat eine flache Rückseite, damit das Wetterglas beim Aufhängen flächig an die Wand passt. Gefüllt ist es mit Wasser, dessen Stand auf Luftdruck und Temperatur reagiert.

Das Goethe-Thermometer oder auch Goethe-Barometer entspricht in seiner Funktion den sogenannten Thermoskopen oder Wettergläsern des 17./18. Jahrhunderts.

Es kann sein, dass bereits die Phönizier solche Wasser-Wettergläser herstellen konnten; Belege dafür sind aber nicht bekannt. Nach letzten Erkenntnissen ist der Niederländer Ghijsbrecht de Donckere als Erfinder anzusehen. Er hat das Instrument durch seine Ehefrau am 20. September 1619 in Gent zum Patent angemeldet. Die Erfindung geht also nicht auf den Geheimrat Goethe zurück.

Durch die Kannenform mit offener Vordertülle ist der Kannen-Wasserstand zwar druckabhängig – jedoch gering. Stärker auf den Wasserstand wirkt sich der innere Druck des eingeschlossenen Luftvolumens aus. Dieser Innendruck ist stark temperaturabhängig, so dass diese Kannenanordnung hauptsächlich wie ein Gasthermometer wirkt, das durch Luftdruckschwankungen beeinflusst wird! Die konkrete Ausführung des Glases – insbesondere die Größe des Luftvolumens – bestimmt die zu beobachtende physikalische Wirkung.

Goethe, der an dieser Stelle des Körnbachtals vor seinem Tode verweilte, war den meteorologischen Dingen sehr aufgeschlossen. Er benutzte zum Beispiel derartige Wettergläser zum Aufbau eines meteorologischen Messnetzes, gemäß den Wünschen seines Großherzogs. Dies war jedoch eines der wenigen Dinge, die dem Geheimrat misslangen.

Die lyrische Wolken?

Reif, Dunst, Nebel und andere meteorologische Erscheinungen halfen Goethe in seiner Lyrik, Naturstimmungen eindringlich zu beschreiben.

Goethes Beschäftigung mit Klimaerscheinungen begann erst nach seinem 65. Lebensjahr. Tatsächlich hegten der Geheimrat und sein Großherzog eine starke innere Zuwendung zu dem atmos- phärischen Geschehen. Um die Jahre 1810 oder 1812 erteilte Großherzog Karl August dem Geheimrat den Auftrag, ein Messnetz für die Wetterbeobachtungen aufzustellen, wobei Goethe an dieser Aufgabe letzlich scheiterte. Die pragmatischen Arbeiten zum Messnetz beinhalteten die Errichtung von neun Messstationen mit Thermo-, Hygro- und Barometer zwischen Eisenach, Weimar und Ilmenau. Eine Messstation befand sich auf der Wartburg. Durch seine Beschäftigung mit dem Wetter wurde Goethe auf die Arbeit des Londoner Apothekers Luke Howard aufmerksam. Der hatte vier verschiedene Wolkentypen klassifiziert:

  • Stratuswolken
  • Cumuluswolken
  • Cirruswolken
  • Nimbuswolken.

Dies ist im Prinzip auch heute noch gültig! Goethe hielt zu Recht die Arbeit von Howard für bahnbrechend und widmete ihm 1821 das Gedicht „Howards Ehrengedächtnis“.

Obwohl die Wolken aufgrund ihrer Entstehung, der verschiedenen Arten der Wolkenelemente und ihrer ständigen Umwandlung ein unendlichen Formenreichtum aufweisen, läßt sich eine begrenzte Anzahl von charakteristischen Erscheinungsbildern erkennen, die für die gesamte Erde typisch sind und von der WMO, nach der Idee von Luke Howard zu Gruppen zusammengefaßt wurden. Diese sogenannte Wolkenklassifikation hat die WMO im internationalen Wolkenatlas verbindlich festgelegt. Die WMO unterscheidet:

  • 10 Wolkengattungen
  • 14 Wolkenarten
  • 9 Wolkenunterarten
  • 9 Sonderformen und Begleitwolken

Cirrus-Wolke

Cumulus-Wolke

Nimbus-Wolke

Stratus-Wolke

Täglich werden die Wetterprognosen veröffentlicht – sie überdecken einen Zeitraum von 1 bis maximal 10 Tagen. Mit Hilfe von Klimamodellen wird versucht, Veränderungen des Klimas vorherzusagen. Dabei müssen Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte berücksichtigt werden. Klimatologen müssen also das Wetter möglichst vieler Gebiete in möglichst langen Zeiträumen erfassen. Mit Hilfe dieser Zeitreihen kann man Aussagen darüber machen, wie in einer bestimmten Gegend das Klima zu einer bestimmten Jahreszeit sein wird oder war.

Die Weltorganisation für Meteorologie WMO hat 30-jährige Messreihen aus der Vergangenheit als Vergleichsperioden definiert. Solche Archive mit Wetterdaten sind das Fundament der Klimaforschung.

Die Überwachung und Dokumentation des Klimas und seine Veränderung ist eine gesetzlich verankerte zentrale Aufgabe des Deutschen Wetterdienstes DWD. So ist unter anderem das nationale Klimaarchiv beim DWD angesiedelt. Dessen Messreihen dienen der Erforschung des Klimawandels.

Die seit 1761 lückenlosen Wetteraufzeichnungen vom Hohenpeissenberg gehören zu den wertvollsten Zeitreihen im Nationalen Klimaarchiv.

Darüber hinaus erforscht der DWD die Entwicklung des künftigen Klimas in Deutschland und berät die Politik, Wirtschaft und Verwaltung, wie man sich an den Klimawandel anpassen kann.

Die Messstation Schmücke liegt im Kammbereich des Thüringer Waldes auf 937 Metern Höhe. Mitten in Deutschland gelegen ist die Station repräsentativ für Mittelgebirgslandschaften und erfasst weiträumig transportierte Luftmassen aus dem westlichen und östlichen Europa.

Die Messstation ist spezialisiert auf die Messung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und erfasst natürlich auch meteorologischen Daten, wie Lufttemperatur, Niederschlagsmenge, relative Luftfeuchte und Luftdruck.

Bildquelle: wikipedia.org

Wie lässt sich der Klimawandel feststellen?

Klimawandel ist ein Synonym für Klimaveränderung – also allgemein jede Veränderung des Klimas unabhängig von der betrachteten Größenordnung in Raum und Zeit. Neben Veränderung der Mittelwerte können auch Änderungen anderer statistischer Kenngrößen (Streuung, Extreme, Form der Häufigkeitsverteilungen) einzelner Klimaparameter (Temperatur, Niederschlag, Wind, Feuchte, Bewölkung usw.) auftreten. Als Klimaparameter werden dabei mess- und beobachtbare Wetterelemente bezeichnet, die der Beschreibung des Klimas dienen, wie Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchte, Wind, Niederschlag, Bewölkung, Sicht, Sonnenscheindauer, Strahlung u.a.. Die Temperatur ist dabei das wichtigste messbare Wetterelement bei Untersuchungen zum Klimawandel. Im Fokus spezieller Überwachungen von Klimaveränderungen stehen daher die extremen und mittleren Temperaturen im Boden, in der Luft und im Wasser (Ozeane, Golfstrom).

In Thüringen zeigt sich der Klimawandel in den nächsten 100 Jahren in der Verringerung der Niederschläge im Mittel um 10 % in der Vegetationszeit und in einer Erhöhung der Temperatur im Mittel um 2°C.

In Thüringen zeigt sich der Klimawandel in den nächsten 100 Jahren in der Verringerung der Niederschläge im Mittel um 10 % in der Vegetationszeit und in einer Erhöhung der Temperatur im Mittel um 2°C.

Die Berg-Tal-Windsysteme in den Thüringer Tälern

Die regionalen Windsysteme sind im Unterschied zu den globalen Windsystemen, wie beispielsweise Passat oder Monsun, nur in Einzelregionen wirksam. Sie werden unterschieden in tagesperiodische Winde, Fallwinde (Mistral, Bora, Föhn), synoptische Winde und tropische Wirbelstürme.

In den Thüringer Tälern sind regionale Berg-Tal-Windsysteme beobachtbar. Am Morgen werden zuerst die Berggipfel und Talhänge erwärmt. Kalte Luft sammelt sich in der Talmitte. Kalte Luft ist schwerer als warme, darum sinkt sie ab. Über den Berggipfeln wird Wärme abgestrahlt, hier entsteht tiefer Luftdruck und die Luft steigt auf. Die schwere kalte Luft in den Tälern erzeugt einen hohen Luftdruck. Es weht ein Wind vom Tal zum Berg – ein Talwind.

Im Tagesverlauf werden auch die Täler erwärmt.

Mit dem Einbrechen der Nacht kühlen die Berggipfel schnell ab. Über den Gipfeln bilden sich Hochdruckgebiete. Die warme Luft in den Tälern steigt auf und erzeugt Tiefdruckgebiete. Es weht ein Wind vom Berg zum Tal – ein Bergwind.

Beim Bergwandern kann man die Berg-Tal-Wind-Strömungen erspüren. Besteigt man in den Morgenstunden bei offener, sonniger Wetterlage einen Berg, so hat man den Wind im Rücken. Rückenwind hat man aber auch, wenn man am späten Nachmittag wieder absteigt.

Weiterführende Literatur:
Matthias Forkel, www.klima-der-erde.de

Vormittag

Nachmittag

Tal der Wilden Gera zwischen Gehlberg und Gräfenroda

Beeinflussen die zyklisch auftretenden Sonnenflecken unser Klima?

Die Strahlung der Sonne erwärmt Luft, Wasser und die Erde. Damit werden auch Verdunstungsvorgänge in Gang gesetzt, die das ganze Wettergeschehen antreiben. Somit beeinflusst die Stärke der Sonneneinstrahlung das Klima.

Art und Dauer der speziellen Sonnenaktivitäten, aber auch die Schwankungen der Sonneneinstrahlung auf die Erde durch periodische Schwankungen der Erdbewegung sind Untersuchungsgegenstand zum Einfluss der Sonne auf unser Klima.

Die Sonne leuchtet nicht immer gleich. In einem 11-jährigen Zyklus überziehen dunkle, kühle Flecken (Sonnenflecken) das Antlitz unseres Zentralgestirns. Jedoch führen mehr Sonnenflecken an der Oberfläche der Sonne nicht zur Verringerung, sondern im Gegenteil zur Erhöhung der Gesamtstrahlung der Sonne. Denn parallel zu den dunklen Flecken zeigen sich auch mehr helle Fackelgebiete.

Durch die Erfindung des Fernrohrs 1610 wurde es möglich, die Sonne genauer zu betrachten. Die Beobachtungen der letzten 400 Jahre legen einen Einfluss der solaren Aktivität auf unser Klima nahe. So wird z. B. angenommen, dass die äußerst geringe Sonnenaktivität in der Zeit von 1645 bis 1715 eine wichtige Ursache für die damalige »Kleine Eiszeit« gewesen sein könnte.

Sonne mit Sonnenflecken, Analogfotografie mit einem 4“ Maksutovteleskop
und Filterfolie der Stärke ND 4

Aufnahme vom 28. Oktober 2003 von Hans Bernhard – veröffentlicht bei Wikipedia

Detailaufnahme von Sonnenflecken

Aufnahme des Schwedischen 1-Meter-Solar-Teleskops (SST) des Schwedischen Instituts für Solar-Physik

  • 1830 In dem kleinen thüringischen Ort Stützerbach werden erstmals gewerblich Thermometer und Glasinstrumente hergestellt.
  • 1865 In Ilmenau beginnt durch die Gründung der Firma Alexander Küchler die Thermometerfabrikation.
  • 1873 Carl Kellner – Nach dreijähriger Lehrzeit in Stützerbach gründet C. Kellner die erste Thermometerfabrik in Arlesberg (heute Ortsteil von Geraberg), dem späteren Zentrum der Thermometerherstellung.
  • 1874 Alt, Eberhardt & Jäger – Die Thermometer- und Glasinstrumentenfabrik wird in Ilmenau gegründet und entwickelt sich mit über 100 Beschäftigten zum leistungsstärksten Unternehmen in der Region.
  • 1886 Keiner, Schramm & Co. – In Arlesberg wird das Tochterunternehmen der Fa. Alt Eberhardt & Jäger gegründet.
  • um 1900 Die Thüringer Glasinstrumentenfabrikation hat das Weltmonopol erlangt.
  • 1947 Es erfolgt die Übernahme der Firma Keiner, Schramm & Co als selbständiger landeseigener Betrieb. In das Handelsregister wird sie als »Thüringer Glas-Union-landeseigener Betrieb Geraberg« eingetragen. Am gleichen Standort entsteht später das zweitgrößte Thermometerwerk Europas.
  • ab 1959 Thermometerwerk Geraberg – 1958 bis 60 wird das neue Produktionsgebäude mit wesentlich verbesserten Arbeitsbedingungen errichtet. Bis Ende der 1980er Jahre haben ca. 2 000 Menschen der Region ihr Auskommen. Über 45 000 verschiedene Glasthermometer werden hergestellt und in die ganze Welt geliefert.
  • 1992 Mit dem Eintritt in die freie Marktwirtschaft verlassen Abteilungen und Mitarbeiter den Betrieb, um eigenständige wirtschaftliche Wege zu beschreiten. ab 1996 Thermometerwerk Geraberg – Die alten Gebäude des im Volksmund »Teweg« (nach Abkürzung TWG) genannten Betriebes werden abgerissen. Heute sind im Ilm-Kreis ca. 30 Unternehmen in der Mess- und Regeltechnik tätig.

Wie unterscheiden sich die verschiedenen Klimabereiche?

Auch das Thüringer Klima ist als Bestandteil des globalen Klimas dem Klimawandel unterworfen. Thüringen lässt sich in 4 Klimabereiche unterteilen, die sich in ihrer Empfindlichkeit gegenüber Klimaveränderungen unterscheiden.

Prägend für das Klima in Thüringen sind vor allem die Mittelgebirge Thüringer Wald und Schiefergebirge, Rhön und Harz, aber auch die kleineren Höhenzüge, wie der Hainich und im Norden und Nordosten Hainleite, Kyffhäuser, Finne, Schrecke und Schmücke. Alle Erhebungen führen in Luv und Lee zu typischen klimatologischen Erscheinungsbildern bei den meteorologischen Größen Lufttemperatur, Windrichtung und -geschwindigkeit, Niederschlag und Sonnenscheindauer (Globalstrahlung).

Die Lage der Gebirge in Thüringen mit dem dominierenden Thüringer Wald von Nordwest nach Südost unterscheidet das Thüringer Klima z. B. sehr von dem Sachsens, das überwiegend vom Südwest nach Nordost verlaufenden Erzgebirge geprägt wird.

Spezielle klimatische Besonderheiten Thüringens Das Thüringer Becken gehört aufgrund seiner Lage im Lee (im Regenschatten von Thüringer Wald und Harz) zu den trockensten Gebieten Deutschlands. Zwischen diesem Bereich und den Höhenlagen des Thüringer Waldes besteht ein Unterschied von ca. 700 Liter/m² Niederschlag im Jahr. Hinzu kommt, dass Thüringen in einem Gebiet liegt, wo sich feuchte atlantische und trockene kontinentale Einflüsse etwa die Waage halten.

Ins Wasser gefallen –
oder »weiße Weihnachten«?

„Weiße Weihnachten“ sind in Deutschland ein eher seltenes Ereignis, zumindest wenn man nicht gerade im höheren Mittelgebirgsraum oder am Alpenrand wohnt. Stattdessen dominieren »Grüne Weihnachten« für die Mehrzahl der Deutschen.

Der erste Schnee der Saison fällt zwar häufig bereits Ende November, jedoch folgt danach oft eine mildere Phase. Etwa Mitte Dezember kommt es manchmal zum nächsten massiven Kaltluftvorstoß und weiterem Schneefall.

Doch kurz vor dem Fest ist die weiße Pracht dann meist wieder dahin, das berüchtigte »Weihnachtstauwetter« stellt sich ein – milde atlantische Luft strömt von Westen heran, verbunden mit gelegentlichen Regenfällen. Dabei zehren die milden Luftmassen die zuvor gefallene Schneedecke oft völlig auf.

Dieser Ablauf ist typisch. Das Weihnachtstauwetter zählt daher zu den sogenannten Singularitäten (auch Witterungsregelfälle genannt) und ist – je nach Region – mit einer Wahrscheinlichkeit von 60 bis 70 Prozent jährlich zu erwarten.

Geraberg – gelegen im Tal der Zahmen Gera am Fuße des Thüringer Waldes

Das Wetter beschreibt kurzfristig Vorgänge in der Atmosphäre innerhalb von wenigen Tagen.

Beim Klima geht es hingegen um lange Beobachtungszeiträume erdnaher und atmosphärischer Zustände bzw. Vorgänge.

Klimatologen müssen also das Wetter möglichst vieler Gebiete in möglichst langen Zeiträumen erfassen. Dies erfolgt durch Messung und Beobachtung der sogenannten Klimaelemente:

  • Lufttemperatur
  • Luftdruck
  • Luftfeuchte
  • Wind
  • Niederschlag
  • Sonnenschein usw.

Das Klima eines Bereiches, wie z. B. hier des Geratals wird von Klimafaktoren bestimmt. Die natürlichen Klimafaktoren sind:

  • geografische Breite
  • topgrafischen Höhe
  • Meerentfernung
  • Bodenart
  • Bodenbedeckung

u. a. sogenannte anthropogene Klimafaktoren wie Bebauung und Abwärme kommen hinzu.

Klimafaktoren für Geraberg

Geraberg liegt im Tal der Zahmen Gera an der Einmündung des Körnbachs in etwa 450 Metern Höhe. Südwestlich des Ortes beginnt der Thüringer Wald. Nördlich des Ortes liegt der 496 Meter hohe Geschwendaer Berg, südlich grenzt Geraberg direkt an Elgersburg.

  • geografische Breite 50° 43′ N, 10° 51′ O
  • topgrafischen Höhe 450 Meter ü. NN
  • Meerentfernung ca. 500 km bis zur Ostsee
  • Bodenart

Geologisch liegt Geraberg im Grenzbereich zwischen den Eruptivgesteinen des Thüringer Waldes sowie kalkigen Zechsteinablagerungen am Rande des Waldgebirges und dem aus Buntsandstein und Muschelkalk aufgebauten Vorland.

 

Bodenbedeckung

Auf den leichten Böden wachsen vorwiegend Fichten und Kiefern, auf den schwereren Misch- und Laubwälder.
Daraus ergibt sich eine abwechslungsreiche Vegetation. Die Berge des Thüringer Waldes steigen in unmittelbarer Nähe des
Ortes bis über 900 Meter empor.

Durchschnittliche Klimadaten für den Thüringer Wald bis in 500 m Höhe

  • Lufttemperatur im Jahresmittelwert 6,5 °C
  • Luftdruck 950 hPa
  • Luftfeuchte 80 %
  • Sonnenscheindauer 1495 Stunden
  • Niederschlag 760 mm
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