Die Kunst der Wettervorhersage

Wetter: Was ist die Meteorologie?

Meteorologie als Fachgebiet in Deutschland
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Auch schmelzende Gletscher sind Interessensgegenstand der Meteorologie

Meteorologie wird professionell beim Deutschen Wetterdienst in Offenbach betrieben, wo Meteorologen das Wetter wissenschaftlich auswerten und analysieren.

  • Die Meteorologie liefert den wissenschaftlichen Hintergrund für die Wettervorhersage.
  • Wettermodelle helfen Meteorologen, sich anbahnende Wetterlagen zu berechnen.
  • Die Meteorologie ist eine der modernsten Wissenschaften überhaupt.

Offenbach – Die Meteorologie befasst sich mit der Untersuchung der Atmosphäre der Erde. Insbesondere Schwankungen der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit stehen hierbei im Fokus, denn diese Faktoren erzeugen unterschiedliche Wetterlagen. Die Meteorologie nimmt in unserer Gesellschaft eine bedeutende Stellung ein, was beispielsweise an den sogenannten Wetterkanälen zu sehen ist, die rund um die Uhr über die Entwicklung des Wetters berichten. Grund dafür ist, dass meteorologische Ereignisse in unterschiedlichster Weise registriert werden und eine direkte Auswirkung auf unser Leben haben. Die Meteorologen sind bestrebt, bestimmte Wetterentwicklungen in der Atmosphäre möglichst frühzeitig und präzise vorauszusagen. So können rechtzeitig Maßnahmen ergriffen werden, um negative Auswirkungen des kommenden Wetters zu minimieren. Beispiele hierfür sind:

  • eine Dürre
  • Ernteschäden durch Sturm, extreme Sonneneinstrahlung oder heftige Niederschläge
  • ein erhöhtes Waldbrandpotential
  • Infiltration von Salzwasser in Grundwasserschichten
  • klimatisch verursachter Stress für Pflanzen sowie Tierarten
  • meteorologisch begründete wirtschaftliche Probleme und sogar politische Unruhen

Meteorologische Ereignisse werden in unterschiedlichster Weise registriert. Insgesamt besitzt das Wetter einen erheblichen Einfluss auf die Aktivitäten des Menschen.

Wetter und Meteorologie: Die ersten Meteorologen der Antike

Seit jeher haben Menschen das Wetter beobachtet, denn es war bereits in der Steinzeit ein wichtiger Faktor für eine erfolgreiche Jagd oder das Sammeln von Samen und Beeren. Die Meteorologie wurde als Wissenschaft aber erst in der griechischen Antike erstmals erwähnt, im Werk Meteorologica von Aristoteles (63, † 322 vor Christi) von 340 vor Christi Geburt. Der Begriff Meteorologie ist eine Ableitung des griechischen Wortes Meteoron, das jede Art von Phänomen am Himmel bezeichnet. Erst viel später spaltete sich mit der Astronomie der Zweig der Meteorologie ab, der sich ausschließlich mit Meteoren, Planeten, Sternen und anderen Himmelskörpern beschäftigt. Seither beschränkt sich die Wissenschaft der Meteorologie einzig auf das Studium der Atmosphäre. Bis in die Gegenwart werden verschiedene meteorologische Ereignisse als Meteore bezeichnet:

  • Hydrometeore, für flüssiges oder gefrorenes Wasser inklusive Regen, Schnee, Schneeflocken, Wolken sowie Nebel
  • Lithometeore für trockene Partikel wie Sand, Staub oder Rauch
  • Photometeore für optische Phänomene wie Lichthöfe, Trugbilder, Regenbogen oder Koronen
  • Elektrometeore, womit elektrische Phänomene wie Blitze oder das Elmsfeuer gemeint sind.

Die Basis der wissenschaftlichen Meteorologie wurde im Mittelalter geschaffen

Es waren Wissenschaftler wie Galileo Galilei (77, † 1642), die im frühen 17. Jahrhundert begannen, die spekulative Voraussage des Wetters durch die Wetterbeobachtung mit Instrumenten zu ersetzen. Deshalb wurden Geräte wie das Barometer, das Hygrometer und das Thermometer in der relativ kurzen Zeitspanne zwischen 1650 und 1750 entwickelt. Bahnbrechende Erfolge wurden in der theoretischen und experimentellen Meteorologie erzielt, nachdem Sir Isaac Newton (84, † 1727) seine Gesetze zur Bewegung, Kühlung und Brechung veröffentlicht hatte. Dadurch wurde es möglich, die Vorgänge in der Atmosphäre genauer zu untersuchen und Gesetzmäßigkeiten abzuleiten.

Die Entwicklung zur modernen Meteorologie

Die Meteorologen konzentrieren sich in der Hauptsache auf die Beobachtung typischer Wettermuster. Dazu gehören insbesondere:

  • Gewitter
  • Wirbelstürme
  • Kalt- und Warmfronten
  • Hurrikane
  • Taifune
  • Tornados
  • Monsun
  • tropische Stürme
  • aber auch Phänomene wie Hagel und Eisstürme

Die Meteorologie untersucht und beschreibt die physikalischen Vorgänge bei Einzelereignissen in der Atmosphäre. Im Gegensatz dazu befasst sich die Klimatologie mit den Ursprüngen und Entwicklungen atmosphärischer Muster auf eine lange Zeit hin gesehen. Allerdings werden Phänomene wie der Monsun oder die El Niño-Southern-Oszillation in beiden Disziplinen beobachtet, da diese Vorkommnisse langfristig Auswirkungen haben, aber auch unmittelbar das Wetter beeinflussen.

Die Spezialgebiete in der Meteorologie

Um die Atmosphäre und die darin stattfindenden Prozesse zu verstehen, werden verschiedenste wissenschaftliche Bereiche zur Unterstützung herangezogen. Die dynamische Meteorologie untersucht die Bewegungen in der Atmosphäre. Um dies mit wissenschaftlicher Präzision durchzuführen, verwendet sie mathematische Gleichungen. So kann sie das Verhalten komprimierbarer Flüssigkeiten und Gase auf einer rotierenden Kugel beschreiben – der Erde. Hauptproblem dabei ist, dass Wasser in der Atmosphäre recht schnell und komplex seinen Aggregatzustand von fest nach flüssig oder nach gasförmig in alle Richtungen wechselt.

Die physikalische Meteorologie oder Atmosphärenphysik befasst sich beispielsweise mit der Untersuchung von:

  • Wolken in Form von Hydrometeoren
  • Verhalten von Wasser in der Atmosphäre
  • Strahlungstransfers (Wirkung der Sonne auf die Atmosphäre und das Wetter)

Zudem gibt es Spezialdisziplinen in der Meteorologie, die sich durch die Größe der Wetterphänomene definieren. Die Mikrometeorologie untersucht die Geschehnisse in der niedrigsten atmosphärischen Schicht und deren Kontakt zur Erdoberfläche. In der mesoskaligen Meteorologie stehen Gewitter und Bergwinde im Fokus wie der bekannte Fön. Die synoptische Meteorologie untersucht Prozesse in großen Systemen, darunter:

Diese synoptische Meteorologie ist die zentrale Aufgabe des Deutschen Wetterdienstes in Offenbach, denn diese Disziplin zeichnet für die Wettervorhersagen verantwortlich.

Weitere meteorologische Fachgebiete

Andere meteorologische Fachdisziplinen befassen sich mit dem Licht (atmosphärische Optik) und dem Schall (atmosphärische Akustik). Außerdem gibt es Experten in der Meteorologie, die sich auf das Wetter und die Atmosphäre in bestimmten Regionen der Erde konzentrieren, beispielsweise auf:

  • Äquatorgebiete
  • Tropen
  • Meeresregionen
  • Küstengebiete
  • Polregionen
  • Gebirgsregionen

Abschließend sind die technischen Meteorologen zu nennen. Diese arbeiten mit Radiowellen, Computermodellen, Wetterradar, Satelliten und einem Netz von Messstationen, um eine Wettervorhersage definieren zu können. Insgesamt ist das Studium der Meteorologie in mehrere Fachrichtungen aufgeteilt. Dazu gehören:

  • Niederschlag in Form von Regen sowie Schnee,
  • Gewitter
  • Tornados
  • Hurrikane
  • Zyklone
  • Taifune
  • Monsun
  • Dürre
  • Wind
  • Atmosphäre

Meteorologie – Wettervorhersage mit modernster Technik

Aus fast jeder Region auf der Erde senden Wetterstationen täglich und in bestimmten Intervallen die aktuellen Messwerte an meteorologische Zentralen. Diese Stationen sind an markanten Punkten installiert. Vorzugsweise dort, wo das Wetter direkten Einfluss auf die Geschehnisse hat. Das sind insbesondere Flughäfen und Flugplätze sowie Häfen – beispielsweise am Flughafen München. Außerdem fahren auf den Weltmeeren tausende Schiffe, die mit einer Wetterstation ausgestattet sind. Wie bereits im Mittelalter, so werden bis heute zumindest die Kernwerte gemessen und übermittelt:

  • Lufttemperatur
  • Luftdruck
  • Luftfeuchtigkeit
  • Windgeschwindigkeit
  • Niederschlagsmenge seit der letzten Messung

Hinzu kommen die Daten von Wettersatelliten sowie die der eigenen Messgeräte, so wie sie auch der Deutsche Wetterdienst (DWD) in Offenbach einsetzt. Mit der Hilfe von Computermodellen entsteht in der Meteorologie das globale Wetter, von dem die regionalen Vorhersagen anhand der Vorgänge in der Atmosphäre abgeleitet werden.

Die Aufgaben der Meteorologen und die Anwendung der Meteorologie

Die eingehende Datenflut der Geschehnisse in der Atmosphäre wird von den Meteorologen gesammelt, sortiert und anschließend ausgewertet. So entsteht in der Meteorologie eine relativ präzise Wettervorhersage, die in verschiedensten Bereichen nützlich ist – häufig nur zu einem bestimmten, eng begrenzten Zeitpunkt. Dazu gehören:

  • Luftfahrt
  • Landwirtschaft
  • Verkehr
  • Seefahrt
  • Architektur
  • Energieerzeugung
  • Forstwirtschaft
  • Hydrologie
  • Medizin
  • Ozeanographie

Überdies gibt es Wetterstationen mit besonderem Aufgabenbereich. Dazu gehören die Vorwarnzentralen für Tornados, Taifune, Hurrikane, tropische Stürme, das Seewetteramt für die zivile Schifffahrt sowie der Straßenwetterbericht, insbesondere im Winter. Diese speziellen Zentralen für ein regionales Wetter oder ein Wetterphänomen nutzen zur Vorhersage verstärkt auch Drohnen, Wetterballons und die Wettermeldungen, die von Schiffen und Flugzeugen eingehen. Außerdem sind Wettervorhersagen auch im Freizeitbereich und im Sport nötig. Ein Paradebeispiel dafür ist die Formel 1, wo jedes Rennteam einen eigenen Meteorologen beschäftigt. (Lukas Rogalla)

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