Sektion junge DMG (jDMG)

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Niederschlagsmessung – Wieso geben wir die Niederschlagsmenge in mm an?

Verfasst von am 18. Mai 2022

An Niederschlagsstationen wird die Menge des auf einem Quadratmeter gefallenen Niederschlags gemessen. Wird ein Liter Wasser gleichmäßig auf einem Quadratmeter verteilt, entsteht eine Wasserschicht mit einer Höhe von einem Millimeter (Bild 1), bzw. 1 L/m² = 1 mm, daher ist es üblich die Niederschlagsmenge in mm anzugeben. Im Prinzip ist es sehr einfach, zu bestimmen wie viel Niederschlag pro Fläche gefallen ist, indem man den Niederschlag auffängt und anschließend sein Volumen bestimmt. Das kann man eigentlich mit einem beliebigen Gefäß machen. Professioneller geht es mit einem Niederschlagsmesser nach Hellmann (Bild 2). Meistens wird der Auffangbehälter einmal täglich geleert und das Volumen bestimmt. Der dazugehörige Messzylinder hat gleich eine Skala in mm, so dass nach dem Ablesen nicht erst umgerechnet werden muss. Um kontinuierlich die Niederschlagsmenge zu messen, gibt es auch Messgeräte mit Niederschlagsschreiber (Bild 3). Im Auffangbehälter befindet sich dazu ein Schwimmer, der über eine Stange mit einem Schreibarm verbunden ist. Dieser zeichnet die ganze Zeit auf einer sich langsam drehenden Schreibtrommel mit Registrierpapier die aktuelle Wassermenge im Behälter auf. Natürlich werden heute eher digitale Messgeräte verwendet. Hier nur zwei Beispiele: 1) Die Niederschlagswippe (Bild 4), welche bei einem bestimmten Gewicht kippt. Da es bei jedem Kippen kurz einen elektrischen Kontakt gibt, kann die Anzahlt der Umschläge gezählt und somit die Wassermenge bestimmt werden. 2) Die Niederschlagswaage, bei der ständig das Gewicht des Auffangbehälters gemessen und die Gewichtsänderung in eine Niederschlagsmenge umgerechnet wird.

Text & ✍: Jana Ulrich

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Nebelfarbe – Warum ist Nebel weiß?

Verfasst von am 20. Oktober 2021

Das klingt nach einer sehr einfachen Frage, ist aber tatsächlich gar nicht so leicht zu beantworten.
Nebel ist sozusagen eine Wand aus super winzigen Wassertropfen, die in der Luft schweben. An diesen Teilchen wird das einfallende Licht gestreut. Je nach Größe der Teilchen, an denen das Licht gestreut wird spricht man von unterschiedlichen Arten der Streuung, nämlich Rayleigh-Streuung und Mie-Streuung. Diese unterscheiden sich in ihrem Streuverhalten: Die Rayleigh-Streuung findet an Molekülen statt, die sehr viel kleiner sind als die Lichtwellenlänge und streut das Licht eher symmetrisch nach vorne und hinten. Dadurch wird das blaue Licht sehr viel stärker gestreut und das verursacht z.B. dass wir den Himmel als blau wahrnehmen.
Bei Nebel wird das Licht an den Wassertröpfchen gestreut, welche in etwa so groß sind, wie die Wellenlänge des einfallenden Lichtes. In diesem Fall redet man von Mie-Streuung. Das Mie-Streuverhalten ist stark winkelabhängig, nicht symmetrisch und in alle Richtungen verteilt. Dieses Streuverhalten sorgt dafür, dass alle Teilfarben des Lichts gleich gut gebrochen und in alle Richtungen gestreut werden. Außerdem treten starke Interferenzeffekte auf, das heißt es kommt durch Überlagerung verschiedener Lichtwellen zu einer Aufweitung der Strahlen. Dadurch kommen die Spektralfarben bei uns im Auge wieder gemischt an und wir damit den Nebel weiß sehen.
Wusstest du, dass das der gleiche Grund ist, warum Milch für uns weiß aussieht, obwohl es eine durchsichtige Flüssigkeit mit Fetttröpfchen ist?! Aber genau an denen wird das Licht genauso gestreut wie an den kleinen Wassertröpfchen im Nebel.

Wären die Wasserteilchen noch größer, wäre es wie beim Regenbogen, wo die Farben des Lichtes unterschiedlich gebrochen werden und Interferenzeffekte wieder unwichtiger werden. Könnt ihr euch an unseren Beitrag zu Tröpfchengrößen im Juli erinnern?

Text: Lisa Degenhardt
✍: Jana Ulrich

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Nebel – Wie entsteht Nebel?

Verfasst von am 13. Oktober 2021

Um diese Frage zu beantworten, lohnt sich ein kurzer Blick in eine heiße, dampfende Tasse Tee. Die Dampfschwaden entstehen, weil der Tee die Luft über seiner Oberfläche erwärmt und durch Verdunstung mit Wasserdampf versorgt. Der Dampf ist eigentlich unsichtbar, wir bemerken ihn erst sobald die Luft sich abkühlt. Kältere Luft kann nicht so viel Wasserdampf enthalten und es bleibt nur noch ein Ausweg: Die Kondensation. In der Luft bilden sich dann winzige Tröpfchen, welche wir als Dampfschwaden wahrnehmen. Wir Meteorolog:innen nennen die Temperatur, ab der es zur Kondensation kommt übrigens den Taupunkt.
Ähnlich wie bei der Teetasse kann auch in der Natur ein Gewässer Dampfschwaden erzeugen. Dies passiert vor allem, wenn kühle Luft über einer warmen Wasseroberfläche liegt. So ein Nebel heißt Verdunstungsnebel, wird aber manchmal auch als „Seerauch“ bezeichnet.
Ganz ähnlich kann sich Nebel übrigens bei Regen bilden: Fällt dieser aus einer warmen Luftschicht in kühle bodennahe Schichten, verdampft dessen Wasser. Kurz darauf kondensiert der Dampf aber wieder und wird zum sogenannten Frontnebel. Seinen Namen verdankt er der Tatsache, dass er oft im Bereich von Regenfronten zu finden ist.
Einen anderen Nebel hatten wir schon in unserem Beitrag über Schichtwolken gezeigt, den Strahlungsnebel. Er entsteht, wenn sich Luft in einer kalten Nacht in Bodennähe bis unter den Taupunkt abkühlt. Manchmal zieht Nebel jedoch auch mit einer Luftmasse heran: Bewegt sich zum Beispiel feuchtwarme Luft über sehr kalten Untergrund, kann diese von unten her so sehr abgekühlt werden, dass sich der sogenannte Advektionsnebel bildet.
Die letzte hier vorgestellte Nebelart kennt jeder, der schon einmal länger in einem Gebirge war. Dort stellen sich die Berge wie kolossale Hindernisse den Luftmassen in den Weg, weht nun ein Wind kann die Luft oft nur noch nach oben ausweichen. Dabei kühlt sie sich so weit ab, dass ihr Taupunkt unterschritten wird und es bildet sich am Berghang der orografische Nebel, welcher manchmal auch einfach nur „Hangnebel“ genannt wird.

✍: Mica Thomas

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Nebelatmosphäre – Was macht Nebel so mystisch?

Verfasst von am 6. Oktober 2021

Stell dir vor du wanderst einen Bergweg entlang. Die Sonne scheint, Grillen zirpen und Vögel singen. Du genießt ein prächtiges Panorama über das Tal und die Sonne, die dir auf deine Stirn scheint. Plötzlich jedoch zieht es sich zu: Ein Nebel kriecht den Hang hinauf und Hüllt dich ein, so dass du nur noch wenige Meter weit sehen kannst. Mit einem Schlag ändert sich auch deine Wahrnehmung von der Welt: Deine Augen sehen nur noch wenig, aber deine Ohren hören umso mehr: Das Knirschen unter deinen Füßen wenn du läufst und das leise Rauschen des Windes werden immer lauter. Deine Augen dagegen sehen nur noch Grau in Grau und dort, wo du etwas erkennen kannst verblassen die Formen und Farben. Du bist allein mit dem Boden unter deinen Füßen, den Gestalten im Nebel und den Gedanken in deinem Kopf. Die Welt ist verschwunden und hat Platz gemacht für deine Fantasie.
Wir wissen nicht so genau, warum wir Nebel geheimnisvoll finden. Es hat aber sehr wahrscheinlich damit zu tun, dass wir darin so wenig sehen obwohl es nicht dunkel ist.

Habt ihr auch eine Nebelgeschichte? Teilt sie gerne mit uns in den Kommentaren.

✍: Mica Thomas

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