Meteorologie: Lufttemperatur

Zurück zu Strahlung | Hoch zu Einführung in die Meteorologie | Vor zu Luftdruck

Lufttemperatur

Die Lufttemperatur bezeichnet den Wärmezustand der Luft und ist ein wichtiger Faktor des Wetters. Durch ungleiche Erwärmung entstehen Luftströmungen (Wind) und damit auch Wolken und Niederschlag.

Messung der Temperatur

Celsius	Fahrenheit	Kelvin
0 °C	32 °F	273.15 K
100 °C	212 °F	373.15 K

Die Standardmessung der Temperatur erfolgt in 2 Meter Höhe und in einem strahlungsgeschützten, in der Regel nach unten geöffneten Gehäuse. Denn es soll die Lufttemperatur gemessen werden und nicht die Strahlungsintensität, die sowieso überall unterschiedlich ist. Gebräuchliche Einheiten sind Fahrenheit und Celsius, wobei in der Physik auch noch in Kelvin gemessen wird. International wird in der Meteorologie aber versucht, Celsius durchzusetzen.

Maximumthermometer

Ein mit Quecksilber gefülltes Flüssigkeits-Thermometer. Es besitzt direkt oberhalb der Thermometerkugel eine Verengung, durch welche bei ansteigen der Temperatur das Quecksilber hindurch gedrückt wird. Nach Abkühlung der Temperatur reißt dort der Quecksilber faden ab. Die beim Maximum der Temperatur erreichte Ausdehnung bleibt erhalten. Somit kann über einen beliebig langen Zeitraum die Maximale Temperatur festgehalten werden. Zur Messung wird dieses Thermometer waagrecht mit leichter Neigung zur Kappilare hin gelagert, um zu verhindern, dass der Quecksilberfaden nicht abreißt.

Mitteltemperaturen

Die Tagesmitteltemperatur wird so festgelegt, dass sich die mittlere Temperatur der Luft $T_{M}$ aus den Temperaturablesungen $T_{7}$ um 7 Uhr, $T_{14}$ um 14 Uhr und $T_{21}$ um 21 Uhr nach folgender Formel berechnet:

$T_{M}={1 \over 4}*(T_{7}+T_{14}+2*T_{21})$

Diese Formel ist die bestmögliche Annäherung. Sie gilt für die Normalzeit, also nicht für die Sommerzeit.

Die Monats- und Jahresmittel ergeben sich aus den jeweiligen Tagesmitteln. Sie müssen nur addiert und dann durch die Anzahl Tage dividiert werden.

Ohne Angabe der Amplitude sagen die Mitteltemperaturen recht wenig aus.

Abhängigkeit der Temperatur

Die folgenden Faktoren beeinflussen die Lufttemperatur:

• Dauer und Intensität der Strahlung
• Verhalten der Erdoberfläche gegenüber der eingestrahlten Energie
• Luft- und Meeresströmungen

Strahlung

Die Strahlung ist ausschlaggebend für die Temperatur. Gebiete mit großer Einstrahlung erreichen große Temperaturen. Die Strahlungsgröße wird gegeben einerseits durch die Strahlungsintensität und andererseits durch die Dauer der Strahlung.

Die Strahlungsintensität ist abhängig vom Einfallswinkel. Die gesamte bestrahlte Fläche nimmt mit dem Sinus des Einfallswinkels ab. Es gilt

$I_{n}=I_{90}*sin\alpha \,$

wobei $I_{n}\,$ die wirkliche Strahlungsintensität, $I_{90}\,$ die Strahlungsintensität bei einem Einfallswinkel von 90° ist und $\alpha \,$ der Einfallswinkel der Strahlung darstellt.

Erdoberfläche

• unterschiedliche Albedo
• Land-Wasser-Unterschied

Strömungen

• Luftströmungen

Meeresströmungen haben wegen der großen Wärmekapazität von Wasser sehr beständige klimatische Auswirkungen

Jahresgang der Temperatur

Im Jahresgang, basierend auf entweder Tages- oder Monatsmitteln als langjährige Durchschnittswerte, zeigt sich für Mitteleuropa in etwa der folgende Verlauf. Der Januar bildet den kältesten Monat, von März bis Mai zeigt sich eine rasche Zunahme mit Maximum im Juli und von September bis Dezember eine ebenso rasche Abnahme der Temperaturen.

Vertikale Temperaturverteilung und Schichtung

• Temperaturmessung in der freien Atmosphäre
• Temperaturänderung mit der Höhe: Im Mittel 0.65°/100 m
  • Inversionen
• Wärmetransport durch Vertikalbewegungen
  • Temperaturänderung
  • Föhn
• Stabilität Luftschichtung
• Veränderung der Stabilität

Zurück zu Strahlung | Hoch zu Einführung in die Meteorologie | Vor zu Luftdruck