Wetterlexikon
Lufttemperatur
Physikalisch betrachtet ist die Lufttemperatur ein Mass für den Wärmezustand eines Luftvolumens. Dieser wird bestimmt durch die mittlere kinetische Energie der ungeordneten Molekularbewegung in der Luft. Je grösser die mittlere Geschwindigkeit aller Moleküle in einem Luftvolumen ist, um so höher ist auch seine Lufttemperatur.
Die Temperatur wird in der Meteorologie gemäss dem internationalen Einheitensystem in Kelvin [K] oder Grad Celsius [°C] gemessen (Ausnahmen: USA, Groß Britannien mit Messungen in Grad Fahrenheit[°F] ).
Um die Lufttemperatur zu messen, muss der Messkörrper eines Thermometers im Wärmegleichgewicht mit der Luft stehen, d.h. der Energietransport zwischen Messkörper und der umgebenden Luft muss ausgeglichen sein. Nur dann hat das Thermometer die gleiche Temperatur wie die Luft. Dies ist nur zu erreichen, wenn das Thermometer strahlungsgeschützt und gut ventiliert aufgestellt ist. Strahlungsgeschützt bedeutet, dass das Thermometer nicht von der kurzwelligen und energiereichen Sonnenstrahlung, nach Möglichkeit aber auch nicht von der Wärmestrahlung der Umgebung getroffen und damit seine Anzeige verfälscht werden kann.
Standardgemäss wird die Lufttemperatur in zwei Meter Höhe über dem Erdboden in einer Thermometerhütte gemessen.
Bodenfrost, gemessen von +5cm Sensor
Beim Auftreten von Bodenfrost kühlt sich die unmittelbar über dem Erdboden befindliche Luftschicht (bis zu 5 cm Höhe über Grund) bis unter den Gefrierpunkt ab. Der Erdboden muss dabei noch nicht gefroren sein.
Ausserdem kann die üblicherweise in 2 m Höhe in einer Thermometerhütte gemessene Lufttemperatur über Null Grad Celsius liegen. Bodenfrost kann bereits bei einer gemessenen Lufttemperatur von 3 bis 5 °C auftreten.
Luftdruck
Mit Luftdruck wird der von der Masse der Luft unter der Wirkung der Erdanziehung ausgeübte Druck bezeichnet. Er ist definiert als das Gewicht der Luftsäule pro Flächeneinheit vom Erdboden bis zur äusseren Grenze der Atmosphäre.
Die Standard-Masseinheit für den Luftdruck ist Hektopascal (hPa ). 1 hPa entspricht dabei 1 mbar, einer der früher verwendeten Einheiten für den Luftdruck.
Der Luftdruck nimmt in den unteren Luftschichten der Atmosphäre rasch mit zunehmender Höhe ab und erreicht über Mitteleuropa etwa 5.500 m über NN (Meeresspiegelhöhe) die 500 hPa-Schwelle.
Mit weiter zunehmender Höhe verlangsamt sich die Druckabnahme immer mehr. Diese Verlangsamung wird deutlich, wenn man den vertikalen Luftdruck-Gradienten in Bodennähe (1h Pa pro 8,4 m Höhenunterschied) mit dem entsprechenden Gradienten in 5.600 m Höhe (1h Pa pro 14,7 m Höhenunterschied) vergleicht. Wegen der Höhenabhängigkeit des Luftdrucks können nur diejenigen Druckwerte zusammen kartenmässig dargestellt werden, welche sich auf das gleiche Referenzniveau (z.B. auf die Meeresspiegelhöhe NN) beziehen (Bodenluftdruckkarten).
Für Kartierungen der Luftdruckverhältnisse in einer bestimmten Höhe über NN wird das Geopotenzial verwendet. Aus den Isobaren der Boden-Luftdruckkarten werden so in den Höhen-(Luftdruck)-Karten die Isohypsen (Linien gleicher geopotenzieller Höhe) für ein bestimmtes Luftdruckniveau (z.B. Höhe der 500 hPa-Fläche).
Der mittlere Luftdruck beträgt in Meereshöhe 1013.25 hPa. Laut Standardatmosphäre verringert er sich bis in 5,6 km Höhe auf 500 hPa (etwa die Hälfte des Bodenwertes) und in 31 km Höhe auf 10 hPa (etwa ein Hundertstel des Bodenwertes).
Der Luftdruck wird mit einem Barometer gemessen.
Luftfeuchtigkeit
Die Luftfeuchtigkeit, oder kurz Luftfeuchte, bezeichnet den Anteil des Wasserdampfs am Gasgemisch der Erdatmosphäre oder in Raumen. Flüssiges Wasser (z.B. Regentropfen, Nebeltröpfchen) oder Eis (z.B. Schneekristalle) werden der Luftfeuchtigkeit folglich nicht zugerechnet. Die Luftfeuchtigkeit ist eine wichtige Kenngrösse für zahlreiche technische und meteorologische Vorgänge sowie für Gesundheit und Behaglichkeit.
relative Luftfeuchtigkeit
Die relative Luftfeuchtigkeit (Formelzeichen: f, f, U oder rF; nicht verbindlich festgelegt) ist das prozentuale Verhältnis zwischen dem momentanen Wasserdampfdruck und dem Sättigungswasserdampfdruck über einer reinen und ebenen Wasseroberfläche. Bei einer nichtprozentualen Angabe, also im Wertebereich 0 bis 1, spricht man auch vom Sättigungsverhältnis.
Die relative Feuchte lässt unmittelbar erkennen, in welchem Grade die Luft mit Wasserdampf gesättigt ist:
Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % enthält die Luft nur die Hälfte der Wasserdampfmenge, die bei der entsprechenden Temperatur maximal enthalten sein könnte.
Bei 100 % relativer Luftfeuchtigkeit ist die Luft vollständig mit Wasserdampf gesättigt.
Wird die Sättigung von 100 % überschritten, so schlägt sich die überschüssige Feuchtigkeit als Kondenswasser bzw. Nebel nieder.
Anhand der relativen Feuchte lässt sich daher leicht abschätzen, wie rasch Verdunstungsvorgänge ablaufen werden oder wie gross die Gefahr von Tauwasserbildung ist. Da die Verdunstung von Feuchtigkeit durch die Haut stark von der relativen Feuchte der Umgebungsluft bestimmt wird, stellt die relative Feuchte eine wichtige Kenngrösse für das Behaglichkeitsempfinden dar.
absolute Luftfeuchtigkeit
Die absolute Luftfeuchtigkeit, auch Wasserdampfdichte oder kurz Dampfdichte (Formelzeichen: ?w, ?d, d oder a; nicht verbindlich festgelegt), ist die Masse des Wasserdampfs in einem bestimmten Luftvolumen, also dessen Dichte beziehungsweise Konzentration. Sie wird üblicherweise in Gramm Wasser pro Kubikmeter Luft angegeben. Nach oben begrenzt wird sie durch die maximale Feuchte ?w,max, die während einer Sättigung herrscht.
Die absolute Luftfeuchtigkeit ist ein direktes Mass für die in einem gegebenen Luftvolumen enthaltene Wasserdampfmenge. Sie lässt unmittelbar erkennen, wieviel Kondensat maximal ausfallen kann oder wieviel Wasser verdunstet werden muss, um eine gewünschte Luftfeuchtigkeit zu erhalten.
Die absolute Luftfeuchtigkeit ändert sich bei einer Volumenänderung des betrachteten Luftpakets, auch ohne dass der Luft Wasserdampf hinzugefügt oder entzogen wird. Bei einer Kompression des Luftpakets werden die darin enthaltenen Wassermoleküle auf einen geringeren Raum konzentriert, ihre Anzahl pro Kubikmeter nimmt zu, die absolute Feuchte steigt; das Umgekehrte gilt bei einer Expansion des Luftpakets. Die Volumenänderung des Luftpakets kann durch Änderung seiner Temperatur oder seines Druckes verursacht werden. Beim Vergleich der Feuchtegehalte zweier Luftpakete sind daher gegebenenfalls ihre Temperatur- und Druckunterschiede zu berücksichtigen. Ein in der Atmosphäre aufgrund der Thermik aufsteigendes Luftpaket verringert beim Aufsteigen seine absolute Feuchte auch wenn es dabei keinerlei Wasserdampf verliert, da es wegen der Abnahme des Luftdrucks mit der Höhe sein Volumen vergrössert. Die absolute Feuchte des Luftpakets ändert sich daher allein durch Auf- und Abwärtsbewegungen. Man bezeichnet dies auch als Verschiebungsvarianz oder Instationarität. Da die absolute Luftfeuchte zudem schwer zu messen ist, wird sie nur selten verwendet.
Taupunkt
Als Taupunkt oder Taupunkttemperatur bezeichnet man die Temperatur, bei der sich auf einem Gegenstand (bei vorhandener Feuchte) ein Gleichgewichtszustand an kondensierendem und verdunstendem Wasser einstellt, mit anderen Worten die Kondensatbildung gerade einsetzt.
In der Meteorologie gibt der Taupunkt die Grenztemperatur an, bei der, in Abhängigkeit vom Luftdruck, der in der Luft enthaltene Wasserdampf gerade damit beginnt Kondensat (Tropfen, Eiskristalle) zu bilden.
Enthält beispielsweise 1 m³ Luft 50 g Wasserdampf, muss die Temperatur mindestens 40°C betragen, damit sich keine Wassertröpfchen bilden. Bei Unterschreitung bilden sich bei Anwesenheit von Kondensationskeimen spontan Tröpfchen (Wolken).
Ist der Taupunkt bekannt, kann mit verschiedenen Faustregeln der zukünftige Wetterverlauf bestimmt werden:
- Sofern keine grösseren Änderungen am Wetter auftreten, kann der Taupunkt am Abend als ungefähr zu erwartende Minimumtemperatur der Nacht angesehen werden (z.B. hilfreich zur Bodenfrost-Vorhersage).
- Nebel ist am Morgen zu erwarten, falls Temperatur und Taupunkt am Vorabend nahe beieinander lagen.
- Bei Kenntnis der aktuellen Temperatur und des aktuellen Taupunkts kann die Wolkenuntergrenze annäherungsweise in Metern berechnet werden.
In der Meteorologie wird der Dampfdruck meist in der Einheit Hektopascal (hPa) angegeben. Er ist ein Mass für den Feuchtigkeitsgehalt der Luft und hängt massgeblich von ihrer Temperatur ab (Sättigungsdampfdruck). Mit Hilfe der Magnusformel kann dieser Zusammenhang berechnet werden. Sogenannte Psychrometertafeln basieren auf dieser Formel und stellen eine praktische Hilfe bei der Ermittlung weiterer Luftfeuchteparameter wie Mischungsverhältnis, Taupunkt und Relativer Luftfeuchte dar.
Die Luftdichte (auch: Dichte von Luft oder Dichte der Luft) gibt an, wie viel Masse Luft in einem bestimmten Volumen enthalten ist. Auf Meeresspiegelhöhe ist die Luft mit rund
1,2041 kg/m3 (0,0012 g/cm3) bei 20°C durch die darüber lastende Luftmasse stärker zusammengedrückt als in grösserer Höhe: die Luft ist also im Verhältnis dichter.
Die Luft hat am Boden immer die höchste Dichte und den höchsten Luftdruck und ausser bei Inversionen auch die höchste Temperatur. In grösseren Höhen wird die Luft immer dünner. Wäre die Temperatur in allen Höhen gleich, so würden Luftdruck und Luftdichte auch gemeinsam mit zunehmender Höhe nach dem Gasgesetz abnehmen. Die Temperatur in verschiedenen Höhen variiert jedoch stark.
Die Bodentemperatur (auch Erdbodentemperatur genannt) ist die Temperatur in verschiedenen Bodentiefen unterhalb der Bodenoberfläche.
Die im Boden ablaufenden chemischen, physikalischen und biologischen Reaktionen beeinflussen die Bodentemperatur.
Entscheidenden Einfluss auf die Bodentemperatur haben die Vegetation auf dem Boden, die Strahlungsenergie, Niederschläge und Verdunstungsprozesse.
Die Messtiefen für die Bodentemperatur sind allgemein 5 cm, 10 cm, 20 cm, 50 cm, und 100 cm.
Kältesumme
Die Kältesumme eines Winters oder Monats erhält man, indem man alle Beträge negativer Tagesmitteltemperaturen (Temperaturen unter 0°C) aufsummiert. Dieser statistische Wert wird oft im Zusammenhang mit dem Gefrierverhalten von Seen herangezogen. Um die Strenge eines Winters zu beurteilen, bildet man eine Summe aller negativer Tagesmitteltemperaturen von November bis März. Das Ergebnis liefert folgende Aussage:
Summe < 100 = sehr milder Winter
Summe 100-200 = normaler Winter
Summe 201-300 = mässig strenger Winter
Summe 301-400 = strenger Winter
Summe > 400 = sehr strenger Winter
Wärmesumme
Die Wärmesumme ist die Summe der Aussentemperaturwerte innerhalb eines definierten Zeitraumes, der extreme Minima und Maxima ausschliesst.
Der Wert wird in der Agrarklimatologie benutzt, um vegetationsorientierte Klimaklassifikationen vorzunehmen und phänologische Vorhersagen zu treffen.
Er ist ein Anhaltspunkt zur Prognose der Reife landwirtschaftlicher Produkte. Die Berechnung der Wärmesummen erfolgt - je nach Betrachtungsort - in unterschiedlicher Weise.
Das führt dazu dass es kein weltweit einheitliches Verfahren zur Ermittlung der Wärmesumme gibt. Daher unterscheiden sich die Ergebnisse so stark, dass sie untereinander kaum vergleichbar sind.
Meine Bewertungen:
* Addition der Tagesmitteltemperaturen über dem Schwellenwert in den Monaten Juni, Juli und August.
* Schwellwert 20°C.
Beispiel: Durchschnitts-Tagestemperatur = 23°C = Tag wird gewertet mit 3
Durchschnitts-Tagestemperatur = 18°C = Tag wird nicht gewertet
Durchschnitts-Tagestemperatur = 24,5°C = Tag wird gewertet mit 4,5
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Quelle: www.wikipedia.org und DWD Deutscher Wetterdienst, Offenbach
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