Meteorologie

De Meteorologie (ooltgr. μετεωρολογία meteorología „Ünnersöken vun de överirdischen Saken un Himmelskörpers“) oder Wederkunn is de Lehr vun de physikaalschen Vörgäng un Gesetten in de Eerdatmosphäär.^[1] Se ünnersöcht un beschrifft de Atmopshärenphysik un de Wederbeobachten un wieter ok de cheemschen Aflööp in de Lufthüll, as to’n Bispeel Ozonbilln, Driefhuusgasen usw., un beobacht atmosphäärsche Begeevnissen an’n Himmel.

De Meteorologie is Deel vun de Eerdwetenschoppen un an de Universitäten faken in de Instituten för Eerdphysik inordent oder an de tostännige Fakultät för Physik. Allgemeen bekannte anwennte Rebeden, de vun de Meteorologie bedeent warrt sünd dat Wedervörutseggen un de Klimatologie.

Dat Woort Meterorologie kummt över dat franzöösche météorologie vun dat greeksche μετεωρολογία meteōrologiā un sett sik dor tosamen ut μετεωρος meteōros „in de Sweev“ un λόγος lógos „Lehr“. To de Tiet vun Archimedes weern all Körpers un Begeevnissen an’n Himmel to de Meteoren tellt, de man nich vörrutsehn künn – in’n Sinn vun nich to bereken oder nich ut de Naturgesetten aftoleiden. De Steerns, de wiet weg sünd, künn man mit jemehr Bewegen bereken un vörutbestimmen. Se weern dorüm nich to de Meteorologie tellt, man för jem weer de Astronomie tostännig. De Grenz weer de Maand: De Astronomie weer supralunare, de Meteorologie sublunare Physik.^[2]

In’n Verloop vun de Tiet sünd de Meteoren denn verstahn worrn un künnen ok berekent warrn. Vundaag warrt de Meteorologie inschränkt op de Berekenborkeit (Vörutseggen) vun’t Weder un dat Klima anwennt. De Meteorologie versöcht wetenschopplich to verkloren, wat beobacht warrt, wiel de Wederbeobachten sik op dat Opteken un Fasthollen vun Wederdaten beschränken deit. Liekers kann een op Grundlaag vun de Wederdaten ok al Prognosen maken.

Wederbeobachten harr al för uns Vörfohren, de noch as Nomaden leevt hebbt, grote Bedüden. Dat Beobachten un Opteken vun’t öörtliche Weder weer un is bit vundaag en wichtige Grundlaag för de Bueree, wenn dat dorüm geiht, wanneer utseit un wanneer oornt warrt.

Dat Beobachten un Utforschen vun’t Weder kann ok militäärsche Bedüden hebben. To’n Bispeel weer dat fröher för Seeslachten wichtig to weten, ut wo vun Richt de Wind wo stark blasen deit. Dat Opdecken vun Amerika weer de Anfang dorvun de Weltmeeren to befohren. De interkontinentale Schippverkehr, de jümmer mehr tonehmen de, hett veel nee Weten över de Wederaflööp bröcht. Op de Scheep is dat Weder nipp un nau beobacht un in’t Logbook fastholen worrn.

As de Luftfohrtüüch utfunnen weern (1783 is de eerste Montgolfière flagen) geev dat de Mööglichkeit, de ünnerren Luftschichten beter to ünnersöken (Wederballon). Mit Utfinnen vun Motorflegers 1909 wünn de Wederforschung an Bedüden. Flegers sünd en wichtigen Deel vun de Forschung worrn, mit de man dat Weder (to’n Bispeel de Wulken vun baven) över grote Flachen beobachten un utmeten künn.

Wiel den tweeten Weltkrieg is dat Radar entwickelt worrn, dat in ne’e Form vun Wederdaten mööglich maken de (Wederradar). In’n Krieg hebbt de bedeeligten Natschonen jemehr Luftstrietkräft bannig vergröttert, un de eersten Düsenflegers weern boet, de ok grote Mngen an Wederdaten sammeln künnen. Bito künnen se jümmer höger flegen un dormit Biller ut veel gröttere Hööch maken. Dat Utforschen vun’t Weder in grote Hööch hett vör allen ok för de Ruumfohrt Nütten bröcht, sünners för de bemannte Ruumfohrt, as ok för’t Entwickeln vun Interkontinentalraketen.

De Insatz vun Wedersatelliten weer en Oort Quantensprung för dat Wederforschen. De eerst is 1960 hoochschaten worrn. Bit 1966 hebbt de USA tosamen teihn TIROS-Satelliten loschickt, folgt vun de NIMBUS-Satelliten, de ok Infrarootkameras an Boord harrn. Dormit kann een ok in de Nacht Wederaflööp (t.B. Wulken) filmen oder meten, woveel Warms vun de Eerdböverflach in’t Weltall afstrahlt warrt. De Satellitenmeteorologie gellt vundaag as egenstännig Deelrebeet vun de Meteorologie. Ok de Entwicklung vun de EDV hett de Meteorologie düchtig vöranbröcht.

Beropene Wederforschers weern ünner annern

• Karl Ludwig Gronau (1742–1826)
• Wilhelm Jacob van Bebber (1841–1909)
• Ludwig Friedrich Kämtz (1801–1867)

De Swoorpunkt vun de Meteorologie liggt vundaag op de wietümfaten dynaamschen Vörgäng in de hüütigen Eerdatmosphäär. De Modellvörstellen künnt aver in’n Rahmen vun’t beteren Verstahn vun de Wederdynamik ok op annere Systemen överdragen warrn. Ok begrenzte Ruumklimas oder Stadtklimas, buterirdische Atmosphären oder de Atmopshäär in fröhere Eerdtietöllers (Paläoklimatlogie) tellt dorüm to de Forschungsobjekten vun de Meteorologie. Tomeist sünd se aver blots in de Forschung sülvst vun Bedüden. Dat Vörgahn is, dör mööglichst naue Beobachtung vun de Eerdatmosphäär en sekere Datengrundlaag to billn un disse Dtaen denn to bruken, üm de meteoroloogschen Aflööp na un na beter to verstahn.

Vele Methoden un Ideen vun de dynaamschen Meteorologie stammt ut de allgemenen Fluiddynamik un warrt ok in annere Wetenschopsfeller as de Ozeanografie, Eerdphysik oder Ingenieurswetenschop, as ok in meist all Ümweltwetenschoppen anwennt. Afsehn vun’t Wederbeobachten is de Meteorologie noch en teemlich junge Wetenschop. Se vereent vele verschedene Wetenschoppen in sik, arbeit als interdisziplinär. Wetenschoppliche Fackrebeden, de vun de Meteorologie nütt oder ansneden warrt, sünd:

• Physik (Hydrodynamik, Thermodynamik, Optik)
• Mathematik (Numerik, partielle Differentialglieken, Funkschoonalanalysis, Lineare Algebra)
• Informatik (Programmeerspraken, Algorithmik, Just-in-Time-Verfohren, Visualiseren)
• Chemie (Ozonchemie, Stickstoffchemie, Kohlenstoffchemie)
• Eerdwetenschoppen (Klimatologie, Paläoklimatologie, Glaziologie)
• Medizin (Humanbiometeorologie)
• Biologie (Climate Impact, Influss vun Planeten op Weder/Klima)

De Deelrebeden vun de Meteorologie künnt na verschedene Richten ünnerscheedt warrn, wobi sik eenige Feller stark översnieden doot:

Disse Tabell is nich vullstännig. Vör allen befaat sik de Meteorologie nich blots mit de Troposphäär, also de ünnersten Schichten vun de Atmosphäär, man ok mit de Stratosphäär un to’n Deel sogor ok mit de Mesosphäär un de Thermosphäär.

De wichtigste Opgaav un togliek een vun de gröttsten Problemen vun de Meteorologie as empirische Wetenschop is dat Winnen, Bearbeiten un dat Utwerten un Verglieken vun Daten. In’n Ünnerscheed to annere Naturwetenschoppen kann man in de Meteorologie blots för en bannig lütten Deel vun Fragen De nödigen Bedingen för Experimenten in en Labor herstellen. Dat Meten vun Wederdaten is normalerwies an de Rhamenbedingen knütt, de vun de Natur vörgeven warrt. Dördor sünd de Meetresultaten blots swoor to wedderhalen. De Redukschonismus op slatene Fragen, de dör en Meten beantwoort warrn künnt, is nich eenfack.

Wichtige Meetgrötten sünd:

• Lufttemperatur
• Luftfuchtigkeit (Daupunkt)
• Luftdruck
• Luftdicht
• Windricht oder Hööftwindricht
• Windstärk
• Nedderslagsoort un -mengde
• Wulkenbedecken
• Sichtwiet
• Globalstrahlen
• Albedo

Vele vun disse Meetweerten warrt in so nöömte Klimagoorns opnahmen.

De Grötten warrt in verschedene Standardformaten to’n Uttuuschen vun Daten praatstellt. In de Luftfohrt warrt to’n Bispeel de Meteorological Aviation Routine Weather Report (METAR)-Kood bruukt, för’t Överdrägen vun meteoroloogsche Daten vun Landstatschonen vun’t SYNOP gifft dat den FM12/13-Kood un op See warrt de Daten mit den Ship-Kood verslötelt.

To’n Klassifizeren vun’t Utprägen vun en Parameter künnt ünnerscheedclieh Hülpmiddels insett warrn. För den Wind kann to’n Bispeel de Beaufortskala oder de Sichtmarkentabell vun en Wederstatschoon bruukt warrn. Meteoroloogsche Daten warrt afhangig vun den Status vun en Wederstatschoon in’t Meetnett (as Klimastatschoon, Nedderslagmeetstatschoon oder synoptische Statschoon) jede Stünn oder twee bit dree mol an’n Dag (morgens Klock 7, middgas un avends Klock 7 oder morgens un avends Klock 7) afleest un internatschonal uttuuscht. Verarbeit warrt se natschonal. Wunnen warrt de Daten vun en Reeg vun meteoroloogsche Reedschoppen, so as:

• Thermometer oder Thermograaf (Temperatur)
• Hygrometer oder Hygrograaf (Luftfuchtigkeit)
• Thermohygrograaf (Temperatur/Luftfuchtigkeitschriever)
• Barometer oder Barograaf (Luftdruckmeter oder -schriever)
• Nedderslagmeter oder Regenmeter/Ombrometer (Nedderslagsoort/Nedderslagsmengde)
• Anemometer (Windsnelligkeit) oder Windsack (Windstärk/Windricht)
• Windfahn (Windricht)
• SODAR (Windsnelligkeit/-richt)
• Aerograaf oder Anemograaf (Schriever för Windricht un Windsnelligkeit
• Nedderslagsradar (Doppler-Radar)
• Wedersatellit
• Lysimeter (Versickern-Verdunsten-Proportschoon / Evapotranspiratschoon)
• Netradiometer/Netto Radiometer (Strahlenbilanzmeter)
• Pyranometer (Globalstrahlensenser)
• Albedometer (Reflexstrahlenmeter)

Ut de groten Tall vun Meetreedschoppen, Oort vun de Meetgrötten un den Sinn vun jemehrn Bruuk folgt tallrieke Problemen.

Bispeelswies gifft dat för de Meetgrött Nedderslag verschedene Meetreedschoppen to’n Meten vun Regen, Dau, Snee oder Hagel. Ut methoodsche Grünnen warrt dat Meten von fletigen Regen oder Dau ünnerscheedt vun faste Nedderslääg as Snee oder Hagel. Dorüm mööt de Weerten na Nedderslagsoort klassifizeert warrn. De Meetnauigkeit kann bi’n fletigen Nedderslag mit ruchweg 30 % ansett warrn un is bi faste Nedderslääg nich jüst beter. Andere Hydrometeoren warrt dör dat Ansugen vun en Luftmengde oder dör dat Anlagern an Stääv faststellt un na Volumen bestimmt.

De Gööd vun Nedderslagmeten warrt in eerste Lien dör Parameters as Lufttemperatur, Wind, Opstellhööch över Grund, Verdunsten un Opstellsteed bestimmt. De Fraag na jemehr Vergliekborkeit oder na de nödigen Korrekturen warrt in de Wetenschop diskuteert. Dorto sünd för verschedene Meetverfohren al tallrieke Verglieksmeten maakt worrn.

Ok annere meteoroloogsche Meetgrötten hebbt jemehr Lasten. So weer dat lange Tiet nich möglich de piele Kumponent vun de Windricht fasttostellen, man ok vundaag noch is dat Meten vun piellieke Gradienten bannig opwännig. Ut den Grund beschränkt man sik tomeist op Meten an’n Bodden, wobi je na Methood en Boddenafstand vun tomeist twee oder teihn Meter ansett warrt. Man mutt doran denken, dat en enkelte meteoroloogsche Meten so goot as keen Bedüden hett. De Wederdynamik in gröttere Ruumskalen kann blots dör en grote Tall vun Meten verstahn un vörutseggt warrn. Man, dorför is dat nödig, dat een de Meten ok mitenanner verglieken kann. Wichtig sünd in de Meteorologie dorher en Normung un Standardiseren vun Reedschoppen un Verfohren, wat dör de velen Problemen aver nich licht ümtosetten is. Dat Inrichten vun Meetnetten un Wederstatschonen passeert dorher normalerwies na de VDI-Richtlien 3786 oder annere, deelwies ok weltwiet na Richtlienen dör de World Meteorological Organization.

Blangen de Vergliekborkeit vun Daten vun verschedene Öörd kummt noch de Vergliekborkeit vun Daten över de Tiet mit dorto, wenn dat t. B. üm’t Entwickeln vun’t Klima geiht. Wenn bi olle Daten de Nauigkeit vun de Meetwerten nich acht warrt oder nicih mehr bekannt sünd, kann een de Daten wetenschopplich nich bruken. Dat kummt dorher faken vör, dat Reedschoppen teemlich oolt sünd, üm mööglichst lang mit de glieken Instrumenten arbeiten to künnen. Ok de Kosten speelt dorbi en Rull, vunwegen dat nich jeed Land de neetste Technik betahlen kann un buetendem jede Ümbo ok wedder mit en Wessel vun de Datengööd verbunnen is. In’n Sinn vun en betere Vergliekborkeit warrt dorüm o pKosten vun en högere Nauigkeit faken vun en Moderniseeren afsehn. Op de annern Siet kann een sünnere Effekten as de globale Temperaturanstieg mitünner nich mit olle Reedschoppen faststellen, vunwgen dat de Meetnauigkeit nich hoog noog is, üm de Ännern düütlich to sehn.

Dat naue Meten un dat Inbetehn vun de Fakters dör Standöörd, Personal oder Verfohren ist dorher wichtig. In de Meteorologie steiht dorbi de rüümliche Datenanalyys in’n Vördergrund, wiel de Klimatologie vör allen den Tietverloop (Tietregenanalyys) in’t Oog hebbt.

Dat Winnen vun physikaalsche Grötten ut dat Vermeten vun verschedene Rebeden vun’t elektromagneetsche Spektrum is en Opgaav, de blots mit groten technischen Opwand un den Insatz vun Modellen to maken is.

Vundaag is en vun de wichtigsten Hülpmiddels för de Meteorologen de Bruuk vun Satelliten, sünners de Wedersatelliten un de Ümweltsatelliten. Dat gellt natürlich sünners för dat Deelrebeet vun de Satellitenmeteorologie. Ünnerscheedt warrt dorbi de geostatschonären Satelliten, de in en Hööch vun 36.000 km fast över en sünnere Steed vun de Eer blievt, as ok Satelliten, de op Bahnen twüschen 400 bit 800 km (LEOs, Low Earth Orbits) üm de Eer kreist. Satelliten warrt bruukt üm globale Tosamenhäng beter to sehn un to verstahn, vunwegen dat se Meetdaten över en grote Flach opnehmen künnt. Weltwiet sammelte Daten, de jeden Dag nee bestimmt warrt, is blots mit Hül vun Satelliten mööglich. Vör allen de Tostand vun de böveren Atmosphäär (Stratosphäär, Mesosphäär, Thermosphäär) kann alleen dör den Insatz vun Satelliten ünnersöcht warrn.

En hoge Oplösen in Ruum un Tiet is to wünschen, vunwegen dat een dordör in de Laag is, över de Atmosphärenbestanddeelen un jemehr Ännern to wachen. So drägt Satellitendaten veel dorto bi, de Entwickeln vun Ozonlöcker to överwachen, vunwegen dat de Andeel vun’t Ozon jeden Dag in jede Hööch bannig nau afschätzt warrn kann. Op de glieken Wies künnt ok vele annere atmosphäärsche Sporengasen in’t Oog behollen warrn, as to’n Bispeel Methan, Kohlenstoffdioxid, Waterdamp, aver ok Meetgrötten as de Temperatur, de Druck un annere. Mit Entwickeln vun de Technik künnt vundaag al hoochspezialiseerte Satelliten boet warrn, mit de ok Stören mit anthropogene Oorsaken ünnersöcht warrn künnt. Tosamen mit Meten ut Wederballons un Modellreken kann dormit en jümmer nauer’t Bild vun den Tosatnd vun de Eerdatmosphäär maakt warrn.

Troposphäärsche Satellitendaten warrt butendem bruukt üm Informatschonen ut Rebeden to kriegen, woneem dat keen Meetnett gifft, so as vun de Ozeanen. Dor staht keen Meetstatschonen un man hett anners bltos de Daten, de vun Bojen oder op Scheep faststellt warrt. De Gööd vun’t Vörutseggen is dorher för de Seerebeden ok vundaag noch weniger nau as för kontinentale Wederlagen. Satellitendaten warrt as Grundlaag ok för de Klimatologie bruukt, üm Modellen to verbetern oder to ünnerstütten. Se sorgt för en gliekmatige un ümfaten Datenopnahm.

Dat Modelleren speelt sünner in de Klimatologie (Klimamodell), aver ok in de Meteorologie (Numeersch Wedervörutseggen) un dat Feernünnersöken en grote Rull. Jemehr Bedüden liggt in verschedene Fakters:

• Mit tonehmen Entwickeln vun de Meettechnik un den wassen Anspröök an dat Wedervörutseggen warrt ok de Datenmengde grötter. Dat schriftliche Utweerten vun de Daten op Wederkorten reckt dorför nich mehr ut. Eenfacke Modellen un Simualtschonen an’n Reekner sünd veel gauer, köst weniger Geld un künnt veel mehr Daten verarbeiten.
• De Tietrüüm, in de sik vele Effekten afspeelt (to’n Bispeel dat Ännern vun’n Seespegel), sünd bannig lang un künnt blots mit Modellen simuleert warrn. Man kann jem nich direkt beobachten, tomal dat dorför ok keen Meetregen in utrecken Gööd un Tiet gifft.

Meteorologen hebbt dorüm normalerwies keen Labor, woneem se wat meten doot, se sünd veelmehr op theoreetsche Modellen anwiest. De Entwcikeln, de ut de Modellen rutkummt, mööt denn wedder dormit vergleken warrn, wat in Wohrheit to beobachten is. Utnahmen sünd to’n Bispeel to Klimakamer AIDA vun’t Forschungszentrum Karlsruhe un de Klimakamer an’t Forschungszentrum Jülich.

Dat Utklamüstern vun so en Modell is en swore Opgaav. Blots Modellen, de mööglichst goot de Natur beschrieven doot, bringt an’t Enn ok Resultaten, de in de Forschung oder för’t praktische Anwennen Sinn maken doot. Man, ümso nauer en Modell is, ümso kumplexer warrt dat ok, un een man bruukt denn lange Rekentieten vun mitünner mehrere Maanden, üm to sehn, wat en söken deit. En wichtigen Punkt bi’t tosamenstellen vun Modellen is dorüm en go’e Algorithmik to finnen, also mööglichst eenfacke statistische Annahmen, de de Natur goot weddergeven doot.

In de 1920er Johren hett de Mathematiker Lewis Fry Richardson Methoden utklamüstert, mit de de gresige Kumplexität vun mathemaatsche meteoroloogsche Modellen angahn warrn kann. Disse Methoden billt ok nu noch de Grundlaag vun vele Simulatschonen, de vundaag op Superreekners maakt warrt. Man, ok de kamt bi de kumplexen Modellen gau an jemehr Grenzen.

Mann kann groff verschedene Orden vun Atmosphärenmodellen ünnerscheden: Strahlentransfermodellen (t.B. KOPRA), Chemietransportmodellen (t.B. ECHAM) un dynaamsche Modellen. De Trend geiht aver mehr na de integreerten oder „Weltmodellen“, de de hele Natur simuleeren schüllt (t.B. SIBERIA 2).

Üm Wederdaten – aktuelle, histoorsche oder ok vörutseggte – licht uttuuschen to künnen, hett de Weltorganisatschoon för Meteorologie (WMO) dat Datenformat GRIB (vun eng. GRIdded Binary) defineert.

De Rechtslaag is kumplex, jüst so as bi de Rechten an Geoinformatschonen. Wichtig is sünners dat Oorheverrecht un dat Datenschuulrecht, dat sik op Sammeln vun Wederdaten betütt. Man, dta gifft ok europääsche Richtlienen to’n Wieterverwennen vun Daten ut dat apentliche Rebeet (Public Sector Information, de in Düütschland as Informatschoonswieterbruukgesett ümsett is, oder to’n Verbreden vun Ümweltinformatschonen (in Düütschland ümsett as Ümweltinformatschoonsgesett), de ok för de Rechten an Wederdaten un jemehr Verbreden Belang hebbt.

• Düütsche Meteoroloogsche Sellschop
• Düütsche Wederdeenst
• Düütsch Zentrum för Luft- un Ruumfohrt (Institut för Physik vun de Atmosphäär)

• American Meteorological Society
• National Center for Atmospheric Research
• American Geophysical Union

• European Centre for Medium-Range Weather Forecasts
• EUMETSAT - European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites

• World Meteorological Organization
• International Association of Broadcast Meteorology
• World Data Center for Remote Sensing of the Atmosphere
• Internatschonale Union för Geodäsie un Eerdphysik

1. ↑ H.-D. Bruß un D. Sählbrandt: Meyers Taschenlexikon „Erdatmosphäre“, 1. Oplaag, VEB Bibliographisches Institut, Leipzig, 1965
2. ↑ Claus Zittel (Rutgever, Översetter, Kommentater): René Descartes Les Météores Die Meteore, in: Zeitsprünge, Bd. 10 (1-2), 2006, S. 1ff, ISBN=3-465-03451-1, ISSN 1431-7451, Frankfort an’n Main, Vittorio Klostermann [1]

• Stefan Emeis: Meteorologie in Stichworten. Hirt’s Stichwortbücher, Borntraeger, Stuttgart, 2000, ISBN 3-443-03108-0
• Hans Häckel: Meteorologie, Ulmer Verlag, Stuttgart, 2005, ISBN 3-8252-1338-2, UTB M, Bd. 1338
• Peter Hupfer un Wilhelm Kuttler: Witterung und Klima – Eine Einführung in die Meteorologie und Klimatologie, 12. Oplaag, Teubner, Leipzig, 2006, ISBN 3-8351-0096-3
• Wilhelm Kuttler, Ewald Zmarsly un Hermann Pethe: Meteorologisch-klimatologisches Grundwissen. Eine Einführung mit Übungen, Aufgaben und Lösungen, Ulmer Verlag, Stuttgart, 2002, ISBN 3-8252-2281-0
• Roger G. Barry, Richard J. Chorley: Atmosphere, Weather and Climate, 8. Oplaag, Routledge, London, 2003, ISBN 0-415-27170-3
• James R. Holton, Encyplopedia of Atmospheric Sciences, Academic Press, San Diego/London, 2002, ISBN 978-0-12-227090-1
• Jörg Kachelmann un Siegfried Schöpfer: Wie wird das Wetter? Rowohlt, Reinbek, 2004, ISBN 3-498-06377-4
• Günter D. Roth: Die BLV Wetterkunde. Das Standardwerk, BLV, München, 2011, ISBN 978-3-8354-0842-5

Meteorologie. Mehr Biller, Videos oder Audiodateien to’t Thema gifft dat bi Wikimedia Commons.

• Geosciences-Forum: Meteorologie
• Düütsche Wederdeenst (DWD)
• Biller, Klimadiagrammen, Lenksammlung
• Allgemeene Informatschonen to’t Weder mit utföhrliche Windkorten för Noordsee, Oostsee un Middellannsche See