Wetterbeobachtung und Wettermessung

Interviewer: In Deutschland betreibt der Deutsche Wetterdienst, kurz DWD, ein dichtes Netz aus über 2000 Messstationen. Viele messen mehrere Parameter gleichzeitig. Die wichtigsten sind die Lufttemperatur, der Luftdruck und die Luftfeuchtigkeit. Außerdem werden weitere meteorologische Größen gemessen. Vor allem der Niederschlag, aber auch die Windrichtung und die Windgeschwindigkeit, die Sonnenscheindauer, die Globalstrahlung, die Erdbodentemperatur und die Sichtweite. Der Deutsche Wetterdienst betreibt darüber hinaus 17 Wetterradarstationen. Jedes Radargerät erfasst in einem Umkreis von bis 150 Kilometern Wassertröpfchen und Eiskristalle und lässt dadurch Rückschlüsse auf die Menge und die Verteilung von Regen, Schnee oder Hagel zu. Aus dem zeitlichen Verlauf der Daten lassen sich Animationen erstellen, die die Stärke und die Bewegungsrichtung von Niederschlagsgebieten zeigen. Das Wetter spielt sich nicht nur in Bodennähe ab, sondern auch in einigen Kilometern Höhe. Gerade dort finden die für die Wetterentwicklung wichtigen Prozesse statt, deren Wirkung wir am Boden erfahren. Es ist notwendig, auch dort Messungen durchzuführen. Daher werden an einigen Wetterstationen zweimal am Tag Wetterballone, sogenannte Radiosonden, in die Luft geschickt. Diese steigen bis in eine Höhe von über 30 Kilometern, dann platzen sie. Auf ihrem Weg durch die Luftschichten erfassen die mitgeführten Messfühler die Windbewegungen, die Lufttemperaturen, die Werte des Luftdrucks und der Luftfeuchtigkeit in verschiedenen Höhen. So lässt sich ein vertikales Messprofil der unteren Atmosphäre erstellen. Die Daten werden dann über Funksender an die Bodenstation übermittelt. Beim Deutschen Wetterdienst werden die weltweit gemessenen Daten zentral erfasst, verarbeitet und in Wetterkarten dargestellt. Die Bodenwetterkarte zeigt die Verhältnisse am Boden, die Höhenwetterkarte zeigt, was in der Höhe passiert. Aus den so gewonnenen Wetterdaten kann die aktuelle Wetterlage dargestellt werden.Gerhard Lux: Für unsere Vorhersagen ist es ganz wichtig, zu wissen: Was geschieht in der Atmosphäre, in der Troposphäre genauer gesagt, also am Boden. Aber auch in der Höhe: Wo liegen die Hoch- und die Tiefdruckgebiete? Wie ist der Austausch der Luft, wie geht das praktisch zwischen diesen Druckgebilden auch hin und her? All das ist wetterbestimmend für das Wetter in unseren mittleren Breiten.Interviewer: In der Atmosphäre spielen großräumige, langsame Vertikalbewegungen eine wichtige Rolle. Die Luft hat dabei eine Geschwindigkeit von wenigen Zentimetern pro Sekunde. Wenn Luft aufsteigt, kühlt sie ab, es bilden sich Wolken und häufig auch Niederschlag. Dabei fällt der Luftdruck am Boden. Sinkt die Luft ab, erwärmt sie sich, die Wolken lösen sich auf und die Sonne scheint. Der Luftdruck am Boden steigt. Diese Vertikalbewegungen werden durch Prozesse in der Höhe ausgelöst. Sie hängen mit der Verlagerung der Luftwirbel und der Verfrachtung von Luftmassen zusammen.Gerhard Lux: Unser Wetter in Mitteleuropa, in Westeuropa, wird bestimmt vor allem von dem Austausch von großen Luftmassen. Das heißt, einerseits der Luftmasse, die von Norden kommt, die vom Pol kommt, die kalt ist natürlich. Die kollidiert natürlich zwangsläufig irgendwann auch mit Luftmassen, die aus den Tropen kommen, von Süden her. Und diese Grenze zwischen den beiden Luftmassen, dort entstehen die Tiefdruckgebiete. Das sind unsere mittleren Breiten.Interviewer: Bei den in Europa typischen Westwetterlagen überwiegen von West nach Ost wandernde Tiefdruckgebiete mit ihrem wechselnden Wettergeschehen. Bei der Verlagerung von Luftmassen bilden sich Fronten, schmale Übergangsbereiche zwischen unterschiedlichen Luftmassen. Eine Warmfront findet sich im Übergangsbereich zwischen warmen Luftmassen und kälteren Luftmassen. Dabei gleitet die warme Luft über die kalte und wird gehoben. Deshalb entstehen hier Wolken und Niederschlag. Und der Luftdruck sinkt. An der Kaltfront verlagert sich kalte Luft. Sie strömt unter die Warmluft und verdrängt sie nach und nach. Auch hier bilden sich Wolken und es kommt zu Niederschlägen, die häufig als Schauer auftreten, verbunden mit Gewittern. Unter gewissen Bedingungen, die Meteorologen nennen dies eine „labile Luftschichtung“, steigt warme Luft besonders schnell in immer größere Höhen, mit einer Geschwindigkeit von mehreren Metern pro Sekunde. Es bilden sich starke Schauer und Gewitter. Dabei kann in kurzer Zeit viel Regen fallen. Die Art der Front, ob kalt oder warm, lässt sich an der Bewölkung erkennen. Eine Warmfront kündigt sich zunächst mit dünnen Federwolken an. Diese werden dann von tieferliegenden und dickeren Schichtwolken abgelöst. Aus ihnen fällt der typische Landregen. Für eine Kaltfront sind hochreichende Haufenwolken typisch. Sie sehen manchmal wie ein Blumenkohl aus und sind häufig mit Regenschauern und Gewittern, gelegentlich auch Hagel verbunden. Übrigens regnet es nicht an jeder Warm- und Kaltfront.Dr. Peter Albert: Einen optimalen Überblick über die Lage und die Bewegung dieser Luftdruckgebilde liefern Wettersatelliten. Die verschiedenen Wettersatelliten beobachten die Entwicklung des Wetters auf der Erde aus einer Höhe von 800 bis 40000 Kilometern. So zum Beispiel der Wettersatellit Meteosat, der alle 15 Minuten Aufnahmen des Wetters über Europa liefert. Diese Aufnahmen kann man Tag und Nacht machen. In Dunkelheit kann der Satellit mit einer Infrarotkamera, einer Wärmebildkamera, Aufnahmen machen. Wenn man diese Aufnahmen zusammen schneidet, entsteht ein Zeitrafferfilm über die Bewegung des Wetters, wie man ihn aus den Nachrichtensendungen im Fernsehen kennt. Die Daten der verschiedenen Wettersatelliten werden über die Bodenstationen an die Zentrale von EUMETSAT in Darmstadt weitergeleitet, von wo aus wir die Daten an unsere europäischen Mitgliedsländer verteilen, dort an die Institutionen, die in der Wettervorhersage tätig sind, zum Beispiel die Zentrale des Deutschen Wetterdienstes in Offenbach.Interviewer: Rund 10000 Bodenstationen liefern weltweit und stündlich Wetterdaten. Dazu kommen 1000 Radiosondenstationen, 7000 Schiffe, 3000 Flugzeuge, 600 Ozeanbojen und 500 Wetterradarstationen. Durch die weltweite Vernetzung der Wetterstationen und der Wetterdienste werden in jeder Sekunde Millionen von Daten ausgetauscht. So sind die Meteorologen über die Vorgänge in der Atmosphäre an fast jedem Ort der Erde informiert. Für Gebiete, an denen das Messnetz größere Lücken aufweist, wie zum Beispiel in der Sahara oder über den Ozeanen, werden die Werte aus allen verfügbaren Umgebungsdaten ermittelt. Man sagt interpoliert.