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Das muss ich wissen!

Quiz-Thema ist das Grundwissen zum Klima Europas!

Vorher muss das Thema erarbeitet worden sein.

Viel Spaß und Erfolg!

Übrigens:
Im Quiz können zwischen keiner und allen Lösungen richtig sein. Das Quiz zeigt an, was richtig gelöst wurde: z.B. 2/4. Das bedeutet, dass zwei von vier Lösungen korrekt gewählt wurden. Beispiel: 2 Lösungen wurden fälschlich gewählt, richtig ist keiner der Lösungsvorschläge. Das ergibt 2 richtige von 4 (2/4) möglichen Antworten, nämlich die beiden nicht gewählten.

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Die Sonne - Motor unseres Klimas

(STM)

Eine gleiche Menge Sonnenlicht und damit auch Sonnenenergie auf eine kleine Fläche ergibt eine wesentlich stärkere Erwärmung, als auf eine große Fläche. Dort verteilt sich ja diese bestimmte Menge Energie auf einen größeren Bereich.

(STM)

Aus der Verteilung der von der Sonne auf die Erde eingestrahlten Energiemenge auf der gekrümmten Erdoberfläche ergeben sich "Gürtel" um die Erde herum, die relativ ähnliche Mengen an Sonnenenergie erhalten. Diese Gürtel oder Zonen ergeben dann die drei grundlegenden Beleuchtungsklimazonen auf der Erde.
Die Südhalbkugel (oder südliche Hemisphäre) ist dabei ein Spiegelbild der Nordhalbkugel.

Würde sich die Erde nicht drehen und hätte keine schräg gestellte Erdachse (und kein Wasser), würde sich ein sehr einfaches Umwälzsystem auf der Erde ergeben:

(Grafik: NOAA)

Der Äquator würde sich besonders stark erwärmen, die Luft aufsteigen und erst an den Polen endgültig absinken.

Wie liest man und interpretiert man ein Europäisches Klimadiagramm?

(hier: Klimadiagramm nach Walter/Lieth)

Ort Höhe über Meeresspiegel (NN) Skala links: Niederschlag in mm (bis 100 mm in kleinen gleichmäßigen Schritten, ab 100 mm großschrittig) Querachse: Monate mit 1-12 (Januar bis Dezember) oder Kürzeln J, F, M...(Januar, Februar,...) bezeichnet

(© B. Mühr, www.klimadiagramme.de) rote Kurve: Temperatur blaue Kurve: Niederschlag Auftrag der Werte: 10°C = 20mm Niederschlag (bei einem Niederschlag von 20mm und einer Temperatur von 10°C ist die mögliche Verdunstung genauso hoch wie der Niederschlag, d.h.: ein Bereich, in dem die Niederschlagskurve unter die Temperaturkurve fällt ist arid, bleibt sie darüber, ist er humid)

Jahresdurchschnitts- temperatur Jahresniederschlag in mm (Csa ist eine genauere Einteilung nach bestimmten klimatischen Kriterien) Skala rechts: Temperatur in Grad C Nur die Temperaturkurve kann unter den Nullpunkt führen

Beispiele für das Lesen von Temperatur und Niederschlag in Diagrammen aus Europa:

Temperaturkurve:

• maritime und kontinentale Lage: Orte in maritimer Lage besitzen im Vergleich zu Orten mit kontinentaler Lage eine geringere Jahrestemperaturamplitude
• Breitenlage:
• die Temperaturamplitude nimmt zu, je weiter im Norden (steigende Breitenlage) ein Ort liegt,
• gleichzeitig sinkt die Durchschnittstemperatur des wärmsten Monats

(STM)	(STM)	(STM)
Temperaturkurve maritimes Klima: Ort liegt im Westen Europas	übereinander gelegte Temperaturkurven von drei unterschiedlich weit nördlich liegenden Orten aus der "Mitte Europas" (Russland: Gegend von Grosnij bis Archangelsk)	Temperaturkurve kontinentales Klima: Ort liegt im Osten Europas

Niederschlagsverteilung (kontinental - maritim):

• Kontinentalität - Maritimität: mit zunehmender kontinentaler Lage eines Ortes in den mittleren Breiten nimmt der Niederschlag von Westen nach Osten hin ab
  

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Die Jahreszeiten

Erfahrungsgemäß leben wir auf der Erde und insbesondere wir in Europa nicht in einem Bereich mit immer gleichem Klima, schließlich werden wir im Jahresverlauf mit hochsommerlichen Temperaturen und auch eiskalten Wintertagen konfrontiert. Das ist ein sicheres Zeichen dafür, dass wir ein regelmäßig wechselndes Klima erleben, eben die Jahreszeiten.

Lufttemperatur im Jahresgang (University of Oregon)

Wie entstehen nun die Jahreszeiten? Etwa durch die jahreszeitlich unterschiedliche Entfernung der Erde von der Sonne?

(STM verändert nach: Weischet, Walch)

Der unterschiedliche Abstand zwischen Sonne und Erde im Winter und im Sommer durch die Abweichung der Erdbahn (Exzentrizität) von der kreisförmigen Bahnkurve hat offensichtlich nichts mit der Entstehung der Jahreszeiten zu tun!

Die Erdachse bleibt beim Umlauf um die Sonne immer in die gleiche Richtung geneigt.
(STM verändert nach: Weischet, Walch)

Die Neigung der Erdachse lässt den Sonnenhöchststand im Jahresverlauf auf der Erdoberfläche wandern. Da die Neigung der Erdachse stets in die gleiche Richtung weist, wird im Jahresverlauf einmal die Nordhalbkugel, einmal die Südhalbkugel stärker bestrahlt. Damit ändert sich auch laufend die Menge an Energie, die jeder Punkt auf der Erdoberfläche erhält.

(STM)

Am 21.06 ereicht die Sonne ihren Zenit (Höchststand) am nördlichen Wendekreis, bei 23,5°. Dort steht sie senkrecht. Ende Juni steht damit auch "bei uns" die Sonne am höchsten, wenn auch nicht senkrecht über uns. Das heißt, wir in Mitteleuropa erhalten um diese Zeit herum am meisten Energie von der Sonne, die Erwärmung der Erdoberfläche ist dann am größten. Wir haben Sommer.

Die Neigung der Erdachse allein bewirkt aber noch nicht unser Wettergeschehen.

Siehe auch:

• Präzession der Erdachse - die Richtungsänderung der Erdachse
• Exzentrizität - die Erdbahn ist nicht immer kreisförmig

Unser Klima in Europa

Einerseits wird das Klima in Europa von der zunehmenden Erwärmung der Erdoberfläche von Nord nach Süd bestimmt.
So ist es etwa im Mittelmeerraum im Sommer meist gleichmäßig warm und trocken, er liegt in subtropischem Einflussbereich. Mit der Wanderung des Sonnenstandes nach Süden, über den Äquator hinweg, kommt das Mittelmeergebiet im Herbst und Winter in den Einflussbereich der Westwinde der gemäßigten Zone. So fallen dort im Winter die gesamten Jahresniederschläge.

Diese Niederschläge ziehen aus dem Westen heran, mit Luftmassen, die über dem Atlantik viel Feuchtigkeit aufgenommen haben. Solche sogenannten maritimen Luftmassen bringen auch uns in Deutschland mit den Westwinden Niederschläge.

(STM, NASA)

Im Winter kann sich über Sibirien ein starkes Hochdruckgebiet auf Grunde der starken Abkühlung über den riesigen Landflächen bilden. Dann fließt sehr kalte und sehr trockene Luft zu uns nach Mitteleuropa. Eine so trockene Festlandsluft nennt man kontinental.

Je weiter südlich also ein Land in Europa liegt, desto höher ist also seine Jahresdurchschnittstemperatur, je weiter nördlich, desto niedriger.

Je näher ein Land am Atlantik (also im Westen) liegt, desto stärker ist der Einfluss des Meeres. Es wird zum einen mehr Niederschläge erhalten.
Zum anderen kühlen sich die Wassermassen im Herbst und Winter viel langsamer ab als das Land. In der Nähe zum Meer wird daher auch die Lufttemperatur nicht so tief sinken, wie es weit weg vom Meer möglich ist.
Andererseits erwärmt sich das Meer im Frühjahr und Sommer nur langsam, die Landmassen aber schnell. Daher wird die Lufttemperatur in diesen Jahreszeiten niedriger sein, als weit im Kontinent. Diesen Einfluss der großen Meere nennt man Maritimität. Das sogenannte Seeklima wird also durch die Temperatur ausgleichende Wirkung des Meeres und relativ hohe Niederschläge bestimmt.

Weit im europäischen Kontinent (also im Osten) erwärmt sich das Land im Frühjahr und Sommer schnell, kühlt aber auch im Herbst und Winter schnell wieder ab. Die Temperaturunterschiede zwischen Sommer und Winter sind sehr groß.
Die Menge an Niederschlägen ist durch die Entfernung zu Meer gering. Die mit den Westwinden ziehenden Luftmassen haben sich meist bereits abgeregnet.
Diesen Einfluss großer Landmassen nennt man Kontinentalität. Das sogenannte Landklima wird also durch schnelle Erwärmung und Abkühlung und geringe Niederschläge bestimmt.

(STM)

In Mitteleuropa (also auch in Deutschland) herrscht weder das Seeklima vor, noch das Landklima. Je nach Jahreszeit kommen die verschiedensten Einflüsse zum Tragen.

Weit im Norden, in Skandinavien liegen gerade die Wintertemperaturen deutlich höher, als sie es eigentlich von der Breitenlage her sein dürften. Dies liegt am weltumspannenden Netz der Meeresströmungen, zu dem auch der warme Golfstrom gehört (mehr Infos: -> Das Netz weltweiter Meeresströmungen).

Die Umwälzung der Atmosphäre

(Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre, vereinfacht 7. Klasse)

Da in dem Gürtel um den Äquator herum ein Großteil der die Erde erreichenden Sonnenenergie eingestrahlt wird, muss über die Luft der Wärmeüberschuss am Äquator auf dem gesamten Globus verteilt werden. Diese Aufgabe haben die Winde.

(STM stark vereinfacht nach: Weischet, Walch)

Zwei stabile ganzjährig ablaufende Umwälzsysteme laufen einmal zwischen dem Äquator und ca. 30° und zum zweiten zwischen den Polen und ca. 60°.

Durch die Coriolis-Kraft der Erddrehung wird die vom Äquator aufgestiegene Luft auf der Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt. Bei etwa 30° N ist aus dem Süd-Nord-Wind ein sehr schneller Wind genau auf dem Breitenkreis geworden.

Auch die polare Zirkulation ist ein Kreislauf, da kalte Luft über dem N-Pol absinkt, ein bodennahes Hochdruckgebiet hervorruft, aus dem die Luft herausströmt. Die sich langsam wieder erwärmende Luft steigt bis ca. 60° Breite in die Höhe auf und wird zum Pol zurückgeführt.

Der Luftaustausch und damit der Wärmeaustausch zwischen den beiden Kreisläufen geschieht in unseren Breiten durch von West nach Ost durchziehende Schlechtwettergebiete, sogenannte Tiefdruckgebiete.

(STM)

Dieser Westwind bestimmt unser Wettergeschehen. Mit ihm ziehen Schlechtwettergebiete, die durch ein Zusammentreffen von tropischer Warmluft und polarer Kaltluft entstehen. Diese Schlechtwettergebiete drehen sich durch Erddrehung. Diese Drehung führt zu einem kräftigen Zusammentreffen von feucht-warmer und kalter Luft und damit zu Wolkenbildung und zu Niederschlägen.
In dem Bereich zwischen 30° und 60° wird also fast der ganze Wärmeaustausch zwischen Äquator und den Polen vollbracht. In ihm ziehen "Fronten", die aus ineinander verwirbelter Warm- und Kaltluft bestehen.

Arbeitsblätter zum Modul Klima Europas:
zu Einführung 1 und 2
zu Einführung 3 und 4
zu Klimadiagramme verstehen
Übung Klimadiagramme Europas

Die Luft macht Druck - der Luftdruck

Was ist Luftdruck?
Luft besteht aus verschiedenen Gasen, unter anderem Sauerstoff (für genaue Angaben: -> hier klicken!).
Die Luftteilchen bewegen sich mit über 1500 km/h in der Atmosphäre und stoßen aneinander und an allen Oberflächen an. Die etwa 10 Milliarden Milliarden Teilchen pro Kubikzentimeter verursachen durch diese Zusammenstöße den Luftdruck.

Ein kleiner Versuch:

Über eine kleine Glasflasche wird (möglichst) luftdicht ein nicht aufgeblasener Luftballon gezogen.	Stellt man nun die Flasche in eisgekültes Wasser zieht sich der Ballon deutlich zusammen.

Das kalte Wasser wird durch beinahe kochendes ersetzt.	Der Ballon beginnt sich langsam wieder aufzublähen.	Bald ist er beinahe aufgeblasen (deutlicher Widerstand auf Druck).

An Hand des Versuchs kann man erkennen, dass sich abkühlende Luft zusammenzieht, sich erwärmende Luft ausdehnt. Die Zahl der Luftteilchen ändert sich aber nicht!
Anders ausgedrückt: durch die Abkühlung werden die Teilchen langsamer, der Druck wird geringer. Durch die Erwärmung bewegen sich die Teilchen schneller, der Druck erhöht sich.

Warum ist am Boden der Luftdruck am größten?
Durch die Kraft der Erdanziehung, die Schwerkraft, ist der größte Teil der Luftteilchen in der unteren Atmosphäre zusammengedrückt, in der sogenannten Troposphäre. Die Schwerkraft wirkt also gegen den Luftdruck.

(STM verändert nach: Weischet, Wiedersich)

Wie wird Luftdruck gemessen?

Barometer (STM/Hemera 2005)

In nichtelektronischen Luftdruckmessgeräten (Barometer) drückt die Luft eine metallene luftleere Kammer zusammen, im Bild oben die gerillte flache Dose unter Zeiger und Befestigung. Das Zusammendrücken wird mit Hilfe eines Hebelmechanismus auf einen Zeiger übertragen.

Die Bezeichnung mm Hg für den Luftdruck, also mm Höhe einer Quecksilbersäule, bezieht sich auf die klassische Messmethode, bei der der Luftdruck Quecksilber zusammendrückt, das in einer luftleeren Säule aufsteigt. Dabei ist der Normalluftdruck 760 mm Hg, also etwa ein dreiviertel Meter, steigt die Quecksilbersäule weniger hoch spricht man von einem Tiefdruckgebiet, steigt sie höher von hohem Luftdruck. Heutzutage benutzt man statt mm Hg die Einheit hPa, sprich Hektopascal. 760 mm Hg entsprechen dabei 1013 hPa, dem Normaldruck auf Meeresspiegelhöhe.

Was geschieht, wenn sich der Luftdruck ändert?
Steigt der Luftdruck, so wird entweder zusätzliche Luft an einen Ort geführt oder Luft wird erwärmt und der Druck steigt auf diese Art. Man spricht von einem Hochdruckgebiet.
Sinkt der Luftdruck, so strömt Luft von einem Ort weg oder die Luft kühlt sich ab. Man spricht von einem Tiefdruckgebiet.
Ein Beispiel: öffnet man im Winter ein Fenster, spürt man deutliche kalte Luft, die herein strömt. In das warme Zimmer (niedriger L.) fließt Luft aus der kalten Umgebung (hoher L.).

Zwischen besonders kalten Regionen (hoher Luftdruck) und den warmen Gürteln um die Erde (niedriger Luftdruck) wird weltweit ein Ausgleich des unterschiedlichen Drucks angestrebt. Diese Luftströmungen, die Winde, bilden verschiedene Gürtel auf der Erde. Bei uns in Europa herrschen insgesamt Westwinde vor, je nach Jahreszeit sind sie aber unterschieldich stark oder sie werden gar von anderen Strömungen verdrängt (-> Unser Klima in Europa).

Aufbau und Zusammensetzung der Atmosphäre

Der Aufbau der Erdatmosphäre
(STM verändert und ergänzt nach Battan, Weischet, u.a.)

Animation: ->Ein Flug durch die Atmosphäre

Das muss ich wissen!

Quiz-Thema sind Klimadiagramme und ihre Auswertung!

Vorher müssen die Grundlagen erarbeitet worden sein.

Viel Spaß und Erfolg!

Übrigens:
Im Quiz können zwischen keiner und allen Lösungen richtig sein. Das Quiz zeigt an, was richtig gelöst wurde: z.B. 2/4. Das bedeutet, dass zwei von vier Lösungen korrekt gewählt wurden. Beispiel: 2 Lösungen wurden fälschlich gewählt, richtig ist keiner der Lösungsvorschläge. Das ergibt 2 richtige von 4 (2/4) möglichen Antworten, nämlich die beiden nicht gewählten.

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Das muss ich wissen!

Quiz-Thema sind Klimadiagramme Europas und die damit verbundene Auswertung!

Vorher muss das Arbeitsblatt erarbeitet worden sein.

Viel Spaß und Erfolg!

Übrigens:
Im Quiz können zwischen keiner und allen Lösungen richtig sein. Das Quiz zeigt an, was richtig gelöst wurde: z.B. 2/4. Das bedeutet, dass zwei von vier Lösungen korrekt gewählt wurden. Beispiel: 2 Lösungen wurden fälschlich gewählt, richtig ist keiner der Lösungsvorschläge. Das ergibt 2 richtige von 4 (2/4) möglichen Antworten, nämlich die beiden nicht gewählten.

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