Diese Arbeit ist eine Zusammenfassung der in der physischen Geographie geläufigen Literatur zu den Themen Wolkenbildung und Niederschlag und deren Ausführungen.
Egal ob man sich auf der Zuspitze, im Flugzeug, im Tannheimer Tal oder in der Innenstadt befindet: von überall aus kann man Wolken sehen und beobachten. Viele Menschen haben sich schon als Kind über Wolken gefreut und dafür sogar ein kreatives Ratespiel erfunden. Ein guter Bergsteiger hat immer den Himmel im Blick und kann die Wetterlage anhand der Wolken und deren horizontalen und vertikalen Bewegungen genauer einschätzen, wenn nicht sogar vorher bestimmen. Und ein Beobachter wird schnell feststellen, dass Wolken konstanten Veränderungen unterworfen sind, welche sich sogar schon über einen kurzen Zeitraum hinweg zeigen. Diese Veränderungen verursachen ein „geordnetes Chaos am Himmel“, denn die Entstehung und Bewegungen von Wolken mögen wie ein heilloses Durcheinander wirken, dennoch sind sie niemals willkürlich, sondern folgen den Gesetzten der Natur. Somit ist eine Wolke keine passiv in der Strömung gleitende Himmelserscheinung, sondern ein Zusammenschluss aus einer Vielzahl sich beeinflussender Prozesse.
In der Arbeit wird das Konstrukt Wolke genau definiert und dessen Wichtigkeit und Relevanz für die atmosphärischen Prozesse hervorgehoben. Danach wird die Entstehung einer Wolke in einzelnen Schritten erläutert, um im Anschluss die Klassifizierung nach verschiedenen Urhebern und mögliche Wolkenunterscheidungen darzulegen. Im zweiten Teil dieser Arbeit werden die verschiedenen niederschlagsbildenden Prozesse sowie die einzelnen Niederschlagsarten und deren Unterscheidungsmerkmale dargestellt. Es folgt die Definition für eine Wolke und deren Wichtigkeit für die Klimatologie.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Wolkenbildung
2.1. Definition einer Wolke
2.2. Relevanz für die Klimatologie
2.3. Entstehung einer Wolke
2.4. Unterscheidung und Klassifizierung von Wolken
3. Niederschlag
3.1. Niederschlagbildende Prozesse
3.1.1. Bowen-Ludlam-Prozess
3.1.2. Bergeron-Findeisen-Prozess
3.2. Unterscheidung der Niederschlagsarten
4. Regionaler Bezug: Begegnungsland Lech-Wertach
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, die physikalischen Grundlagen der Wolkenentstehung und der niederschlagbildenden Prozesse zu definieren sowie deren klimatologische Relevanz und lokale Ausprägung im Raum Lech-Wertach zu untersuchen.
- Physikalische Definition und klimatologische Bedeutung von Wolken
- Prozesse der Wolkenbildung durch vertikale Konvektion und adiabatische Abkühlung
- Klassifizierung von Wolken nach der World Meteorological Organization (WMO)
- Analyse niederschlagbildender Prozesse (Bowen-Ludlam und Bergeron-Findeisen)
- Regionale Besonderheiten der Wolken- und Nebelbildung im Begegnungsland Lech-Wertach
Auszug aus dem Buch
2.3. Entstehung einer Wolke
Aus Hirts Stichwörterbücher sei zitiert:
„Wird feuchte Luft gehoben und kühlt sie sich dabei unter den Taupunkt ab, so bilden sich an vorhandenen Kondensationskeimen Wassertröpfchen [und] es entsteht eine Wolke.“ (Emeis 2000, S. 21).
Damit werden alle wichtigen Komponenten, die an der Wolkenbildung beteiligt sind, genannt. Nun gilt es, diese im Einzelnen zu erläutern.
Voraussetzung für die Bildung von Wolken ist ausreichend feuchte Luft, was bedeutet, dass die Luft mit Wasserdampf durchsetzt ist. Je nach Höhe und Temperatur ergibt sich für die Luft ein bestimmter Sättigungswert, bis zu dem sie Wasserdampf aufnehmen kann. Für diese Tatsache ist die spezifische Feuchte (wie viel Gramm Wasserdampf pro einem Kilogramm Luft enthalten ist) ganz entscheidend (Scherhag, Lauer 1985).
Die Hebung der feuchten Luft erfolgt durch das Prinzip der vertikalen Konvektion. Aufgrund des erhöhten Gasdrucks im Inneren eines durch zum Beispiel Sonneneinstrahlung erwärmten Luftpaketes verringert sich seine Dichte und es steigt auf (Weischet, Endlicher 2012).
Durch das Aufsteigen des Luftpaketes kommt es zur sogenannten adiabatischen Abkühlung. Die Veränderung des Außendrucks hat Einfluss auf die Teilchenbewegung im Inneren des gehobenen feuchten Luftpaketes und führt zu einer Verlangsamung und somit zu einer Abkühlung, jedoch ohne Phasenzustandsänderung des Wassers und ohne Energieabgabe nach außen (Weischet, Endlicher 2012). Die adiabatische Abkühlung geschieht solange, bis der sogenannte Taupunkt erreicht ist. Dieser ist der Moment, indem das Kondensationsniveau und der Kondensationspunkt erreicht werden und die relative Feuchtigkeit (das Verhältnis zwischen vorhandener und maximal möglicher Menge an Wasserdampf) bei mindestens 100% liegt (Scherhag, Lauer 1985).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel führt in die phänomenologische Beobachtung von Wolken ein und umreißt die Zielsetzung sowie den methodischen Aufbau der Arbeit.
2. Wolkenbildung: Hier werden Definitionen von Wolken sowie deren Entstehungsprozesse durch vertikale Luftbewegungen und die internationale Klassifikation nach WMO detailliert erläutert.
3. Niederschlag: Dieses Kapitel behandelt die zwei zentralen Niederschlagsprozesse (Bowen-Ludlam und Bergeron-Findeisen) sowie die Kriterien zur Unterscheidung verschiedener Niederschlagsarten.
4. Regionaler Bezug: Begegnungsland Lech-Wertach: Abschließend wird die theoretische Basis auf die Region südlich von Augsburg angewandt, um dort auftretende Phänomene wie Dauernebel zu erklären.
Schlüsselwörter
Wolkenbildung, Niederschlag, Troposphäre, adiabatische Abkühlung, Kondensationskeime, Bowen-Ludlam-Prozess, Bergeron-Findeisen-Prozess, Wolkenklassifikation, WMO, Hydrometeor, Luftpaket, Konvektion, Klimatologie, Lech-Wertach, Nebel.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit den physikalisch-geographischen Grundlagen der Wolkenbildung und der Entstehung von Niederschlägen sowie deren Bedeutung für das Klima.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder sind die Atmosphärenphysik, meteorologische Klassifikationssysteme und die angewandte Klimatologie am regionalen Beispiel.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Das Ziel ist die systematische Erläuterung der Entstehungsbedingungen von Wolken und Niederschlägen und deren Einordnung in bestehende wissenschaftliche Modelle.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturanalyse meteorologischer Standardwerke und wissenschaftlicher Fachpublikationen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden der physikalische Prozess der Kondensation, die WMO-Klassifizierung von Wolkenfamilien und die zwei wesentlichen niederschlagbildenden Prozesse detailliert dargelegt.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie Wolkenbildung, Niederschlag, adiabatische Abkühlung und meteorologische Klassifikation geprägt.
Warum ist das Verständnis des Taupunktes für die Wolkenbildung entscheidend?
Der Taupunkt markiert den Moment, ab dem die Luft gesättigt ist und bei weiterer Abkühlung die Kondensation zu Tröpfchen an Kondensationskeimen einsetzt.
Welchen Einfluss hat die Region Lech-Wertach auf die Wolkenbildung?
Durch das Vorhandensein von Flüssen und die geografische Lage kommt es in dieser Region häufig zu hartnäckigem Dauernebel, der als Wolke mit Bodenkontakt fungiert.
Was unterscheidet den Bowen-Ludlam-Prozess vom Bergeron-Findeisen-Prozess?
Der Bowen-Ludlam-Prozess findet in Wasserwolken durch Koagulation statt, während der Bergeron-Findeisen-Prozess in Mischwolken auf der unterschiedlichen Sättigung über Eis und Wasser basiert.
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- Carolin Buck (Autor), 2016, Wolkenbildung und Niederschlag, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/353771
