Donnerwetter

Flugmeteorologie von A bis Z

Roger P. Frey

• Verlag: Books on Demand
• Jahr: 2017
• ISBN drucken:
  9783744855389
• eBook-ISBN:
  9783744879316
• Auflage: 7
• Thema: Biowissenschaften
• Thema: Wissenschaft Allgemein

"Donnerwetter", ein Wetterbuch nicht nur für Luftsportgeräteführer wie Gleitschirm-, Drachenpiloten und Ultralightpiloten!Auf 180 Seiten mit unzähligen farbigen Grafiken und vielen Tabellen werden auch komplexe Vorgänge hervorragend vermittelt. Das Buch für den wetterinteressierten Piloten.

1 Vorwort

Gleitschirm- und Drachenfliegen entwickelten sich in den letzten 30 Jahren zu einem sicheren Breitensport. Material und Ausbildung sind heute auf einem hohen qualitativen Niveau.

Das wichtigste Sicherheitselement überhaupt ist und bleibt die richtige Startentscheidung, denn eine Fehleinschätzung der Wettersituation ist eine häufige Unfallursache. Richtig entscheiden setzt noch vor dem fliegerischen Können an und benötigt ein fundiertes meteorologisches Wissen.

Viele Piloten haben das zu Recht erkannt und wollen über den Prüfungsstoff hinaus mehr über Meteorologie lernen, ohne gleich ein Studium zu absolvieren. Das Buch „Donnerwetter“ füllt diese Lücke.

Viel Spaß beim Lesen und immer „happy landing“!

2 Die Atmosphäre

2.1 Der Aufbau der Atmosphäre

Die Erde ist von einer Lufthülle umgeben, die Atmosphäre genannt wird. Sie besteht aus einem Gasgemisch, wobei Stickstoff (N2) mit 78%Volumen den größten Anteil ausmacht. Sauerstoff (O₂) ist mit rund 21% vertreten. Daneben finden sich in der Luft noch Spuren der Edelgase Argon, Neon, Helium, Krypton und Xenon. Meteorologisch wichtigster Bestandteil ist das Wasser.

Abb. 2.1: Die Atmosphäre

Dessen Konzentration schwankt stark von 0% bis 4%. Dazu kommen noch Spuren von Kohlendioxid (CO₂), Kohlenmonoxid (CO), Schwefeldioxid (SO₂), Methan (CH₄), Ozon (O₃) u.a..

Die Atmosphäre wird in verschiedene Schichten aufgeteilt, wobei das Wettergeschehen und das zivile Fliegen in der sogenannten Troposphäre bis rund 15 km Höhe stattfinden.

Der Temperaturverlauf sinkt bis zur Tropopause auf ungefähr minus 55 ^°C. Aufgrund der Absorption von UV-Strahlung durch die Ozonschicht steigt die Temperatur in der anschließenden Stratosphäre an. In etwa 50km Höhe herrscht fast wieder die gleiche Temperatur wie am Boden! Die Atmosphäre reicht bis in rund 640 km, wobei die Gasdurchmischung nur bis rund 100 km Höhe gleich ist (Homosphäre). Ab einer Höhe von 80 km (NASA), respektive 100 km (FAI), beginnt nach deren Definition der Weltraum.

2.1.1 Die Tropopause

Zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre besteht eine Trennschicht. Diese Schicht wird Tropopause¹ genannt. Sie ist durch eine deutliche Veränderung im Temperaturverlauf geprägt und ist die wichtigste Grenzschicht der Atmosphäre. Die Tropopause stellt eine dünne, aber beständig über den gesamten Globus verlaufende Inversionsschicht dar. Die Tropopause ist sehr wichtig für die Erde. Darunter regnet fast der gesamte Wasserdampf ab, und es kann kaum Wasser durch die Tropopause in die oberen Schichten und letztendlich in den Weltraum entweichen. Ohne diese Sperrschicht würde die Erde in kurzer Zeit ihr gesamtes Wasser verlieren.

2.1.2 Die Troposphäre

Die Troposphäre reicht vom Erdboden bis zur Tropopause. Sie ist an den Polen nur etwa 8km dick, erreicht aber am Äquator eine Höhe von bis zu 16 km. Ferner unterliegt ihre Ausdehnung jahreszeitlichen Schwankungen. In Europa schwankt sie von Winter bis Sommer zwischen einer Höhe von 10 bis 12 km. In der Troposphäre finden sich rund 90% der gesamten Luft des Planeten, sowie fast das gesamte Wassergas der Atmosphäre. Da sich in der Troposphäre der Großteil des Wetters abspielt, spricht man auch von der Wetter- oder Advektionsschicht. Die Troposphäre wird nur in geringem Maß durch Absorption in Wasserdampf, Staub usw. durch die Sonne erwärmt. Der größte Teil der Wärme wird von der Erde aufgenommen. Dies ist einer der Gründe, warum die Lufttemperatur in der Troposphäre imSchnitt um rund 0,65 ^°C pro 100 mabnimmt.

2.1.3 Die konvektive Grundschicht

Die konvektive Grundschicht² auch Peplosphäre genannt,³ bildet den untersten Teil der Troposphäre und somit auch den hauptsächlichen Lebensraum des Menschen. In der Grundschicht hat die Sonneneinstrahlung die größten Auswirkungen. Dies führt zu den thermischen Austauschvorgängen, die nutzbare Aufwinde generieren. Das Gelände gibt aber nicht nur Wärme an die Luft ab, es hat auch einen großen Einfluss auf die lokale Windentstehung. Der geostrophische Wind wird durch Reibung gebremst und weht nicht mehr wie in der freien Atmosphäre parallel zu den Isobaren, sondern in Bodennähe nun in Richtung des tiefen Luftdrucks. Die Windrichtung erfährt also in der nördlichen Hemispäre mit zunehmender Höhe eine Abweichung nach rechts.

Die Grundschicht ist die Wetterschicht, in welcher Gleitschirme und Hängegleiter hauptsächlich fliegen. In der Grundschicht kommt es häufig zur Bildung einer Dunstschicht, bedingt durch Anreicherung von Aerosolen. Die Höhe der Konvektionsschicht ist abhängig vom Gelände. Die Obergrenze ist deshalb in den Alpen höher, als im Flachland. Im Modell (Abb. 2.2) ist die Grenze bei rd. 1.500m eingezeichnet. An dieser Grenze findet sich an etwa 50% aller Tage eine Inversion, die sogenannte Peplopause (s. Kapitel 2.1.4). Sie entsteht durch Absinken von Luft aus größerer Höhe. Während dieses Absinkens erwärmt sich diese Luft adiabatisch um 1 ^°C pro 100 m, kumuliert so unter sich die Wärme und bildet eine Inversion. Als stabile Schicht unterbindet diese Inversion den vertikalen Luftaustausch fast gänzlich. Unter ihr findet hingegen ein reger Austausch der Luftmassen statt. Diese Durchmischung führt dazu, dass der Temperaturgradient bis 1 ^°C pro 100m annimmt, was die Thermikentwicklung fördert. Weil sich auch die Feuchtigkeit gut durchmischt, ist der Gradient des Taupunktes bis zur Peplopause rd. 0,2 ^°C pro 100 m.

Abb. 2.2: Grundschicht der Troposphäre

2.1.4 Die Peplopause

Die Peplopause ist eine Grenzfläche, bedingt durch Absinkprozesse von Luft aus größerer Höhe. Normalerweise setzen sich diese Absinkvorgänge nicht bis zur Erdoberfläche durch und es entsteht ...

Inhaltsverzeichnis

• Der Autor
• Motto
• Inhaltsverzeichnis
• 1. Vorwort
• 2. Die Atmosphäre
• 3. Der Wind
• 4. Thermodynamik
• 5. Wolken und Niederschlag
• 6. Gewitter
• 7. Fronten
• 8. Klimatologie
• 9. Wetterkarten
• 10. Wetterprognose
• 11. Gefahren
• 12. Flugwetterdienste
• 13. Internet Meteo
• 14. Abkürzungen
• 15. Glossar
• 16. Maßeinheiten / Umrechnungen
• 17. Vorsätze für Maßeinheiten
• 18. Formelsammlung
• 19. Weiterführende Literatur
• 20. Stichwortverzeichnis
• Weitere Informationen
• Impressum