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1 Wetterkunde für die Binnenschifffahrt Die wichtigsten Grundgrößen sind:  Lufttemperatur  Luftfeuchtigkeit (Taupunkt)  Luftdruck  Wind  Niederschläge.

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1 1 Wetterkunde für die Binnenschifffahrt Die wichtigsten Grundgrößen sind:  Lufttemperatur  Luftfeuchtigkeit (Taupunkt)  Luftdruck  Wind  Niederschläge  Bewölkung  Sicht  Globalstrahlung  Albedo

2 2 Wetterkunde Messgeräte

3 3 Lufttemperatur Temperatur der bodennahen Atmosphäre, die weder von Sonneneintrahlung noch von der Bodenwärme beeinflusst ist.  variiert im Laufe des Tages, der Jahreszeiten durch Klimaschwankungen  höchste Temperaturen ca. 60 °C im Innern von Wüsten  tiefste Temperaturen in der Antarktis bis fast −90 °C Jahresgang (Europa)  Januar kältester Monat, von März bis Mai rasche Zunahme  Maximum im Juli  rasche Abnahme von September bis Dezember Tagesgang (Europa)  an den Tagesgang der Globalstrahlung gekoppelt  ausgeprägter Abfall in der Nacht, also nach Sonnenuntergang.  Minimum wird am frühen Morgen bzw. um den Sonnenaufgang herum  Abdämpfung durch starke Bewölkung und Wind, besonders in Nähe größerer Wasseroberflächen  Unterschreitet die Lufttemperatur die Taupunkttemperatur, kann es zu Nebel, Tau oder Reif kommen.  Maximum nach dem Sonnenhöchststand, im Winter meist schon zwischen 13 und 14 Uhr, im Sommer zwischen 16 und 17 Uhr, teilweise erst vor 18 Uhr.  Dynamische Einflüsse wie Warm- oder Kaltluft können zu teils erheblichen Abweichungen und unter Umständen einer Umkehr des Temperaturverlaufs führen.  In Küstennähe ist der Seewind dafür verantwortlich, dass die Tageshöchsttemperatur oft schon wesentlich früher um 12 bis 13 Uhr erreicht wird, die Temperatur im weiteren Tagesverlauf also nicht mehr zunimmt. Lufttemperatur

4 4 Luftfeuchtigkeit Die Luftfeuchtigkeit – oder kurz Luftfeuchte  Ist der Anteil des Wasserdampfs am Gasgemisch der Erdatmosphäre oder in Räumen. Regentropfen, Nebeltröpfchen, Eis, Schneekristalle werden der Luftfeuchtigkeit nicht zugerechnet.  In Abhängigkeit von der Temperatur kann Luft von einem gegebenen Volumen nur eine gewisse Höchstmenge Wasserdampf aufnehmen.  Maß für die Luftfeuchtigkeit ist die relative Luftfeuchtigkeit, angegeben in Prozent (%). Sie gibt für die aktuelle Temperatur und den aktuellen Druck das Verhältnis des momentanen Wasserdampfgehalts zum maximal möglichen Wasserdampfgehalt an. Durch die Aufnahme von Wasserdampf wird die Luftdichte verringert.  Taupunkt oder Taupunkttemperatur ist die Temperatur, bei der sich auf einem Gegenstand (bei vorhandener Feuchtigkeit) ein Gleichgewichtszustand von kondensierendem und verdunstendem Wasser einstellt, somit die Temperatur, bei deren Unterschreitung Kondensatbildung gerade einsetzt.  Messung mit Taupunktspiegelhygrometer (in % relative Feuchtigkeit).  Abkühlung der Luft unter die Taupunkttemperatur führt zu Kondensation  Erwärmung zu neuer Wasserdampfaufnahmefähigkeit.

5 5 Luftdruck Der Luftdruck an einem beliebigen Ort der Erdatmosphäre ist der hydrostatische Druck der Luft, der an diesem Ort herrscht. o Entstehung durch die Gewichtskraft der Luftsäule, die auf die Erdoberfläche wirkt o Mittlerer Luftdruck der Atmosphäre (Atmosphärischer Druck) auf Meereshöhe beträgt Pa = 1 013,25 hPa (Hektopascal = Millibar) o Die international verwendete Einheit (SI-Einheit) des Luftdrucks ist Pascal (Einheitenzeichen Pa) (Hektopascal hPa) oder Bar (Einheitenzeichen bar, 1 bar = 105 Pa). o Rasches Fallen des Luftdrucks bedeutet meistens Starkwind- oder Sturmgefahr. Die Luftdruckabnahme für eine Windprognose ist breitengradabhängig. Fällt der Luftdruck in unseren Breiten um mehr als 1 bis 2 Hektopascal in einer Stunde, gibt es mit hoher Wahrscheinlichkeit Starkwind oder Sturm. o Starker Druckanstieg bedeutet nicht umgekehrt immer rasche Windabnahme.

6 6 Wind Windrichtung ist die Himmelsrichtung, aus der der Wind kommt.  Richtungsangaben entweder als eine von acht oder sechzehn Hauptwindrichtungen oder als Gradzahl der Kompassrose (zwischen 1° und 360°) (Nord (N), Nordost (NE), Ost (E), Südost (SE), Süd (S), Südwest (SW), West (W) und Nordwest (NW)). Bei der Gradangabe zählt die Gradzahl von Norden im Uhrzeigersinn. Ein Nordostwind entspräche daher 45°, ein Nordwestwind 315° usw.  Messung der Windgeschwindigkeit mit Schalenkreuzanemometer.  Auch genauer mit Ultraschallanemometer und SODAR-Systeme, die die Ausbreitung von Schallwellen zur Erfassung der Windgeschwindigkeit nutzen und auf diese Weise oft auch in der Lage sind, vertikale Profile zu messen. Windgeschwindigkeit  Messung in Kilometer pro Stunde oder Meter pro Sekunde (m/s), Knoten (kn) = Seemeilen/Stunde (sm/h).  Die verschiedenen Einheiten lassen sich wie folgt umrechnen: 1 kn (1 sm/h) = 1,852 km/h = 0,514 m/s 1 m/s = 3,6 km/h = 1,944 kn 1 km/h= 0,540 kn= 0,278 m/s

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10 10 Niederschläge Regen ist die am häufigsten auftretende Form flüssigen Niederschlags aus Wolken.  Bestehend aus Wasser, das nach Kondensation von Wasserdampf infolge der Schwerkraft auf die Erde fällt. Nebel ist ein Teil der Atmosphäre, in dem Wassertröpfchen fein verteilt sind, und der in Kontakt mit dem Boden steht  Entstehung: feine Wassertröpfchen entstehen durch Kondensation des Wassers der feuchten und übersättigten Luft.  Nebel ist sichtbar, weil eine Lichtstreuung an den sonst farblosen Wassertröpfchen erfolgt.  Bei einer Sichtweite von weniger als einem Kilometer wird von Nebel gesprochen  Sichtweiten von einem bis etwa vier Kilometern gelten als Dunst. Schnee in Wolken lagern sich feinste Tröpfchen unterkühlten Wassers an Kristallisationskeimen (zum Beispiel Staubteilchen) an und dort gefrieren.  Einsetzung bei Temperaturen unter −12 °C  Eiskristalle, weniger als 0,1 mm groß, fallen durch zunehmendes Gewicht nach unten und wachsen durch den Unterschied des Dampfdrucks zwischen Eis und unterkühltem Wasser weiter an. Ausbildung von sechseckigen Formen  Bei Lufttemperatur nahe dem Gefrierpunkt, Verklebung der einzelnen Eiskristalle durch kleine Wassertropfen und es entsteht die Schneeflocke. Graupel ist eine Form von Niederschlag, bei dem Schneekristalle durch angefrorene Wassertröpfchen zu kleinen, bis zu 5 mm großen Kügelchen verklumpt werden. Bei Korngrößen mit einem Durchmesser von unter einem Millimeter spricht man auch von Griesel.

11 11 Niederschläge Hagel besteht aus Eisklumpen und tritt überwiegend in warmen Jahreszeiten und Gegenden auf  Man spricht erst bei einem Durchmesser von über 0,5 Zentimetern von Hagel bzw. Eishagel, darunter von Graupel.  Hagelkörner entstehen in den niedrigeren Schichten von Gewitterwolken bzw. innerhalb einer Gewitterzelle durch unterkühltes Wasser, das an Kristallisationskernen zu Eis gefriert. Tau ist ein beschlagender Niederschlag aus flüssigem Wasser.  Bei Abkühlung der Luft unter dem Taupunkt kondensiert der Wasserdampf der Luft an bodennahen Objekten.  Dies geschieht besonders am frühen Morgen, da dann die Temperaturen am tiefsten sind; diesen Tau nennt man dann Morgentau.  Kommt es anschließend zu einem Gefrieren der Tropfen, so spricht von Raureif, der zu Reif übergehen kann. Reif ist ein kristalliner, beinahe schneeartiger Belag und bildet sich auf wärmeabstrahlenden Flächen mit geringer Wärmeleitung, sobald der Taupunkt auf diesen Flächen unter dem Gefrierpunkt des Wassers liegt

12 12 Strahlung Unter Globalstrahlung versteht man die gesamte an der Erdoberfläche auf eine horizontale Empfangsfläche auftreffende Solarstrahlung. Zusammensetzung: Direktstrahlung der Sonne auf die Erde Diffusstrahlung der Sonne, die über Streuung an Wolken, Wasser- und Staubteilchen die Erdoberfläche erreicht Nettostrahlung, ist die absorbierte Sonnenstrahlung, d. h. abzüglich des reflektierten Anteils, der Albedo Die Albedo (lateinisch albedo „Weißheit“; v. lat. albus „weiß“) Maß für das Rückstrahlvermögen von diffus reflektierenden, also nicht selbst leuchtenden Oberflächen. Angabe als dimensionslose Zahl in Prozent (eine Albedo von 0,9 entspricht 90% Rückstrahlung). Sicht  Bei einer Sichtweite von weniger als einem Kilometer, beeinträchtigt durch Regen, Nebel oder sonstigen dickem Wetter ist das Fahren mit einem Sportboot verboten. Ein sicherer Liegeplatz oder Ankerplatz ist anzulaufen.  Das Fahren der Wasserstraßen ist dann nur unter RADAR gestattet. Dazu ist ein Radarpatent plus Funkbetriebsschein erforderlich.

13 13 Tiefdruckgebiet:  Gebiet mit niedrigerem Luftdruck gegenüber dessen großräumiger Umgebung. Ihm steht begrifflich das Hochdruckgebiet gegenüber.  Druckunterschied beträgt ca. 10 hPa, es kommen aber auch weit größere Druckunterschiede vor. Tiefdruckgebiet hat ein Tiefdruckkern, von dem aus gesehen der Druck in jede Richtung außer der Höhe zunimmt. Sonst ist die Rede von einem Trog. Thermisches Tiefdruckgebiet sind Unterschiede in der Luftdichte, hervorgerufen durch Erwärmung (Sonneneinstrahlung) oder durch Abkühlung. Je nach Luftschicht entstehen Boden- und Höhentiefs. Dynamisches Tiefdruckgebiet (auch Zyklone) Luftströmungen fließen in tiefen Schichten der Atmosphäre zusammen (konvergiert) und in der Höhe wieder auseinanderströmt (divergiert) und dabei an Geschwindigkeit verliert. Die Luft im Zentrum eines Tiefs wird gehoben, wodurch ein Luftmassendefizit am Boden, also ein Druckabfall oder auch Tiefdruck entsteht. Bei einem Tiefdruckgebiet strömt die Luft aufgrund des Druckgefälles nach innen. Diese Strömung wird auf der Nordhalbkugel durch die Corioliskraft nach rechts abgelenkt und es ergibt sich eine gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Rotation.  Hochdruckgebiete werden auch Antizyklonen genannt.  Die Corioliskraft ist am Äquator weniger stark ausgeprägt und nimmt zu den Polen hin stark zu. Druckgebiete

14 14 Fronten: Vorder- und Rückseite Aufgrund der in den mittleren Breiten insgesamt vorherrschenden westlichen Winde bewegen sich Tiefdruckgebiete von Westen nach Osten. Daher bezeichnet man die somit an einem bestimmten Ort im Regelfall früher eintreffende Ostseite des Tiefs auch als Vorderseite, die Westseite als Rückseite. Warmfront An der Vorderseite des Tiefs gleitet warme, und damit relativ leichte Luft auf die vor ihr liegende kältere, schwerere Luft auf, und wird dabei gehoben. Es entsteht eine Warmfront. Die aufgleitende Luft kühlt sich dabei ab, es kommt zur Kondensation und es bilden sich zuerst Eiskristallwolken (Cirrus) und dann Schichtwolken (Stratus, Nimbostratus), aus denen es anhaltend regnen kann. Weil die abgekühlte Luft sich zu der kalten Luft an der Vorderseite des Tiefs zuschlägt, wandert die Warmfront (im mit dem Tief rotierenden Bezugssystem) zunehmend in Richtung der Rückseite des Tiefs. Durch die insgesamt entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete Rotation (auf der Nordhalbkugel) des Tiefdruckgebietes entsteht der Eindruck, als ob die Warmfront sich langsam an der Vorderseite des Tiefs einrollt. Warmsektor Zwischen der Kalt- und Warmfront befindet sich der Warmsektor. Oft lösen sich Wolken in diesem Bereich auf und es fällt kein Niederschlag. Die Luft ist jedoch auch häufig feuchtwarm und labil geschichtet, so dass sich Schauer und Gewitter bilden können. Da die Kaltfront in der Regel schneller als die Warmfront vorstößt, wird der Warmsektor allmählich schmaler.

15 15 Fronten Kaltfront Bei einer Kaltfront schiebt sich kalte Luft unter die warme Luft, die sich dabei abkühlt. Dabei regnet es. Weil hier die abgekühlte Luft sich zur Kaltluft auf der Rückseite des Tiefs zuschlägt, wandert die Kaltfront (im mit dem Tief rotierenden Bezugssystem) zunehmend in Richtung der Vorderseite des Tiefs. Durch die insgesamt entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete Rotation des Tiefdruckgebiets entsteht der Eindruck, als ob die Kaltfront sich schnell an der Vorderseite des Tiefs einrollt. Die Kaltfront ist gekennzeichnet durch konvektive Bewölkung, auch bekannt als Quellwolken (Cumulus, Cumulonimbus). Es kommt zu Schauern, auch Gewitter können folgen. Okklusion Als Okklusion bezeichnet man die Vereinigung einer Kalt- und Warmfront. Dabei wird warme Luft vom Boden abgehoben und es entstehen Verwirbelungen. Zur Bildung einer Okklusion kommt es im Regelfall dadurch, dass infolge der unterschiedlichen Rotationsbewegungen in einem Tief die Kaltfront nach einigen Tagen die Warmfront einholt.

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17 17 Wetterablauf beim Durchzug einer außertropischen Zyklone (dynamisches Tiefdruckgebiet) Mit ihrer Unbeständigkeit beeinflussen die Zyklonen weitgehend den Wetterablauf in Mitteleuropa. Schon lange vor dem Ankommen der Warmfront ist das Annähern einer Zyklone zu sehen. Mit dem zögernden Aufgleiten der leichteren Warmluft über eine schwerere vorausgegangene Kaltluft ist Advektionsbewölkung verbunden. Hakenförmig aufgebogene Schleierwolken (Cirren) sind die Vorläufer einer nahenden Warmfront. Sie dichten sich zunächst zu hohen, später mächtigen und tieferen Schichtwolken (Stratus) ab, aus denen zunehmend ergiebiger und lang dauernder Nieselregen, so genannter Landregen fällt, wenn die Kaltluft ortsfest bleibt. Das Aufhören der Aufgleitbewegung nach dem Durchzug der Warmfront führt erst einmal zum Aussetzen der Kondensation, und es kann zum Auflösen der Wolkendecke kommen. Warmluft aus südlicher Richtung fließt in den Warmsektor ein und steigt in große Höhen auf, wo es wieder zur Wolkenbildung und evtl. zu örtlichem schauerartigen Niederschlag kommen kann. Der Warmsektor führt zu den höchsten Temperaturen des Zyklonendurchganges. Die folgende Kaltfront ist deutlich durch einen Temperaturrückgang um einige Grad zu spüren. Die durch die Kaltluft nach oben verdrängte Warmluft kühlt sich schnell ab. Es entstehen hoch reichende Konvektionswolken (Cumulus). Starke Schauerregen mit großen Tropfen und teilweise Hagelbildung sind die Folge. Mehrfach kommt es auch zu Gewittern. Nach dem Durchzug der Kaltfront hat man eine hervorragende Fernsicht aufgrund der klaren Luft. Das Rückseitenwetter nach einem Zyklonendurchgang hängt davon ab, ob weitere Zyklonen folgen. Oft hören die Niederschläge nach dem Durchzug der Kaltfront wieder auf.

18 18 Als Hochdruckgebiet, auch Antizyklone oder Hoch genannt, bezeichnet man eine Luftmasse am Boden, welche horizontal durch einen im Vergleich zur Umgebung höheren Luftdruck gekennzeichnet ist. Ihm steht begrifflich das Tiefdruckgebiet gegenüber. Entstehung und Einteilung In einem (Boden-)Hochdruckgebiet sinken Luftmassen großräumig ab. Dabei erwärmt sich die Luft, so dass keine Kondensation und mithin keine Wolkenbildung stattfinden kann. In Bodennähe strömt die Luft aus dem Hochdruckgebiet in Richtung Tiefdruckgebiete hinaus, sie divergiert. Es gibt daher im Hoch keine Ausbildung von Fronten. Während des Absinkens der Luftmassen bildet sich eine Inversion. Dabei lösen sich die Wolken auf. Hochdruckgebiete werden nach den Unterschieden bei ihrer Entstehung und Frontentwicklung in drei Kategorien eingeteilt: Ein Höhenhoch ist ein Hochdruckgebiet, das in großen Höhen auftritt und daher in Höhenwetterkarten dargestellt wird. Es ist immer mit einem Bodentief verbunden, da bei der Erwärmung von Oberflächen der vertikaleDruckgradient abgesenkt wird und sich die relative Luftdruckverringerung am Boden mit zunehmender Höhe in einem relativ zur horizontalen Umgebung höheren Druck widerspiegelt. Man kann daher im umgekehrten Fall aus einem Bodenhoch (auch thermisches Hoch) auch ein Höhentief ableiten. Ein Kältehoch entsteht, wenn sich Luft beispielsweise im Winter über einer kühlen Landmasse abkühlt (z. B. Zentralasiatisches Hoch). Die Luft hat dann eine größere Dichte und übt einen höheren Druck auf die Unterlage aus. In den mittleren Breiten kann es auch in Form flacher Keile an der Rückseite von Zyklonen als Zwischenhoch entstehen. Ein dynamisches Hoch wird durch Rossby-Wellen (Polarfrontjetstream) erzeugt. Großen Einfluss auf das Wetter Mitteleuropas übt hierbei die dynamische Westwindströmung (Azorenhoch) aus.

19 19 Strömungen im Hochdruckgebiet Windrichtungen (auf der Nordhalbkugel) Der Wind umströmt ein Hochdruckgebiet auf der Nordhalbkugel immer im Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn. Der Drehsinn wird durch die Corioliskraft bestimmt, die eine sich bewegende Luftmasse auf der Nordhalbkugel in Bewegungsrichtung nach rechts ablenkt und auf der Südhalbkugel entsprechend in Bewegungsrichtung nach links, wobei die Stärke dieser Ablenkung vom Äquator zu den Polen zunimmt und von der Windgeschwindigkeit abhängt. Corioliskraft: in einem rotierenden Bezugssystem auf einen sich bewegenden Körper einwirkende Trägheitskraft (nach dem französischen Physiker und Ingenieur G. G. Coriolis, 1792–1843 benannt) Auswirkung der Corioliskraft

20 20 Wolken

21 21 Cumuluswolken, im Hintergrund Amboss eines Cumulonimbus Zeichen für eine Kaltfront

22 22 Wolken Cirren, Schönwetterwolken Vorläufer einer Warmfront Stratus Warmfront

23 23 Wolken Nimbostatus Regenwolken Cumuluswolken einer Kaltfront, Regen möglich

24 24 Wolken Cumulonimbus Gewitterwolke mit typischen Amboss

25 25 Auf der wohl jedem geläufigen Wetterkarte verbinden sogenannte Isobaren alle Orte gleichen Luftdrucks. Liegen die Isobaren sehr eng nebeneinander, ist das Druckgefälle groß und es wird stark wehen. Liegen die Isobaren weit auseinander, ist das Druckgefälle gering und es ist allenfalls mit leichten Winden zu rechnen. Die Erddrehung bewirkt, dass auf der nördlichen Halbkugel die Luft gegen den Uhrzeigersinn spiralförmig ins Tief einströmt, aus dem Hoch aber im Uhrzeigersinn spiralförmig ausströmt. Auf der südlichen Halbkugel geschieht es entgegengesetzt. Die Höhe des Luftdrucks, gemessen in Hektopascal (hPa), zeigt das Barometer an. Allerdings sagt der augenblickliche Barometerstand über die Wetterentwicklung kaum etwas aus. Erst aus den Luftdruckschwankungen lassen sich gewisse Schlüsse ziehen. Im Allgemeinen gilt: Gleichbleibender oder langsam ansteigender Luftdruck verspricht eine Schönwetterperiode. Stetig fallender Luftdruck kündigt schlechtes Wetter an, schnell fallender meist Sturm. Isobaren sind Linien gleichen Luftdrucks Wetterkarte

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27 27 Radarkarte

28 28 Wetterinformationen Internet: Radio: Der Seewetterbericht im Radio: Täglich 01:05 Uhr, 06:40 Uhr, 11:05 Uhr, während der Sommerzeit auch 21:05 Uhr Frequenzen: Mittelwelle 1269 kHz (DLF), Langwelle 177 kHz (Deutschlandradio Kultur) Aktueller Seewetterbericht als MP3 TV:

29 29 Ende


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