Sektion junge DMG (jDMG)

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Pileus – Was macht ein Hut auf einer Wolke?

Verfasst von am 13. April 2022

Manchmal bilden sich auf Gewitter- oder auch kleineren Quellwolken (Cumulus) Hüte, die sich zum Teil mehrstöckig in die Höhe schrauben. Dieser „Wolkenkopfschmuck“ wird Pileus genannt.In Quellwolken herrschen häufig heftige Aufwinde, welche die Wolke nach oben wachsen lassen und damit auch die Luft über der Wolke anheben. Pileus-Wolken entstehen, wenn oberhalb der Cumulus-Wolke die Luft sehr feucht ist. Wenn diese feuchte Luft in kältere Bereiche angehoben wird, kondensiert die Feuchtigkeit aus und es bilden sich am oberen Rand der Cumulus-Wolke zum Teil mehrschichtige haubenförmige Wolken, die sich sehr schnell verändern. Diese Form ist auch namensgebend: Pileus ist lateinisch und bedeutet Haube. Die Cumulus-Wolke kann die Pileus-Wolke auch durchstoßen und überwuchern. Dann löst sich die Pileus-Wolke allmählich auf oder geht in den Cumulus über.Übrigens können sich auch Berge einen Hut aufsetzen. Hier gilt allerdings die Bauernregel: „Hat der Berg einen Hut, wird das Wetter wieder gut“. Denn im Gegensatz zu den Gewitterhüten benötigen Bergkappen eine stabile Wetterlage. Er entsteht nämlich dann, wenn eine Windströmung auf den Berg trifft, die Strömung angehoben wird und die Feuchtigkeit zu einer Wolke kondensiert.Befindet sich die Sonne genau hinter der Wolke oder dem Berg, dann kann die Pileus-Wolke durch Irisieren auch farbig leuchten.

Text: Claudia Hinz (Fachausschuss Amateurmeteorologie)
Bilder: Jana Ulrich

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Proxys – Woher kennen wir das vergangene Klima?

Verfasst von am 9. März 2022

Wettermessungen gibt es in ihrer heutigen Form seit etwa 100 bis 150 Jahren. Die ersten systematischen Beobachtungen reichen sogar bis ins 17. Jahrhundert zurück. Aber woher wissen wir, was in der Zeit davor war? Mangels direkter Messungen müssen wir uns auf indirekte Zeugen des vergangenen Wetters und Klimas verlassen, sogenannte Proxys.Ein eingängiges Beispiel sind Jahresringe von Bäumen. Anhand der Dichte der einzelnen Ringe lassen sich Rückschlüsse auf die Wachstumsbedingungen im jeweiligen Jahr ziehen. So erhält man vor allem Informationen über Temperatur und Niederschlag. Diese Daten reichen einige Jahrhunderte, manchmal sogar wenige Jahrtausende zurück.Deutlich älter sind die Informationen aus Eisbohrkernen. Lufteinschlüsse im Eis konservieren die Atmosphäre vergangener Zeiten. Im Labor kann ihre Zusammensetzung untersucht und mit der heutigen Atmosphäre verglichen werden. So weiß man u.a., wie hoch die Treibhausgaskonzentration war. Durch eingelagerte Ascheschichten sind sogar Vulkanausbrüche erkennbar. Diese Daten reichen bei Gletschern einige 10.000 Jahre, in Grönland bis 120.000 Jahre und in der Antarktis bis 800.000 Jahre in die Vergangenheit.Die ältesten Informationen, die wir heute haben, stammen aus Sedimenten von Seen und vom Meeresboden. Durch die chemische Zusammensetzung des Gesteins erhalten Forschende indirekte Daten über Niederschlag und Temperatur. Pflanzliche und tierische Fossilien ermöglichen Rückschlüsse auf frühere Lebensformen und auf das für sie notwendige Klima. Diese Daten geben Einblicke in die Zeit vor mehreren zehn oder hundert Millionen Jahren. Zum Vergleich: Die Dinosaurier sind vor etwa 66 Millionen Jahren ausgestorben.

Text: Felix Herz
Zeichnungen: Josef Schwan

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Polarfront – Wie beeinflusst die Arktis unser Wetter?

Verfasst von am 24. November 2021

Die Arktis scheint weit weg von Mitteleuropa, dennoch beeinflusst sie unser Wetter spürbar. In Äquatornähe, wo die Sonne hoch am Himmel steht, erwärmt sich die Luft stark. In der Arktis hingegen steht die Sonne sehr flach über dem Horizont und schafft es kaum, die Luft zu erwärmen. Aus der Perspektive Europas liegen also eine kalte, arktische Luftmasse im Norden und eine warme, subtropische im Süden. Die Trennlinie zwischen den beiden Luftmassen heißt Polarfront, an ihr konzentriert sich der Temperaturunterschied auf relativ kurzer Distanz. Die Natur ist bemüht, solch große Temperaturunterschiede zwischen hohen und niedrigen Breiten auszugleichen und folglich entstehen entlang der Polarfront immer wieder Tiefdruckgebiete. Diese drehen sich auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn, schaufeln also auf ihrer Westseite Kaltluft aus Norden nach Süden, auf ihrer Ostseite Warmluft aus Süden nach Norden. Sie vermischen also kalte und warme Luft.
Den Einfluss der Arktis spüren wir direkt, wenn die Polarfront im Winterhalbjahr weit im Süden liegt, denn dann befinden wir uns in der arktischen Luftmasse. Wie sich die Luft dann anfühlt, hängt u.a. davon ab, aus welcher Richtung der Wind weht. Bei östlichem Wind kommt die Luft aus Russland und Osteuropa und ist kalt und ziemlich trocken. Bei nordwestlichem Wind hingegen kommt die Luft zwar ursprünglich aus arktischen Breiten, wird auf ihrem langen Weg nach Mitteleuropa allerdings über die Nordsee geführt, die mit etwa 2 bis 10°C im Winter vergleichsweise warm ist. Dort nimmt sie Wärme und Feuchtigkeit auf und erscheint deswegen meistens nicht ganz so kalt wie die Kaltluft aus Osten.

Übrigens: Im Sommer gibt es im Prinzip den gleichen Wechsel von Luftmassen. Allerdings liegt die Polarfront dann durchschnittlich weiter nördlich, sodass Mitteleuropa oft in der subtropischen Luftmasse mit höherer Temperatur liegt. Gelangen wir im Sommer doch einmal in die Arktikluft, ist sie deutlich wärmer als im Winter.

Text: Felix Herz & Johannes Röttenbacher
✍: Johannes Röttenbachter

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Polarlichter – Was sind Polarlichter und wie entstehen sie?

Verfasst von am 3. November 2021

Das wollen wir euch heute ganz vereinfacht erklären, und dabei nur auf die wesentlichen Schritte eingehen. In einem späteren Post erklären wir euch vielleicht einmal, wie es zu den verschiedenen Farben der Polarlichter kommt.

Es sind ein paar Grundvoraussetzungen nötig, damit Polarlichter entstehen können. Zum Einen muss die Sonne elektrisch geladene Teilchen aussenden, den sogenannten Sonnenwind, zum Anderen muss ein Planet von einer Atmosphäre und von einem Magnetfeld umgeben sein, so wie die Erde. Erreichen die geladenen Teilchen also unseren Planeten, wechselwirken sie zunächst mit dem Erdmagnetfeld: Sie ändern ihre Bewegungsrichtung und wandern, anstatt direkt auf die Erde zu treffen, entlang der Magnetfeldlinien in Richtung der Pole ab. Wie Flüssigkeit in einem riesigen Trichter rauschen die Teilchen dort auf die Atmosphäre zu. Wenn sie ankommen stoßen sie mit den Molekülen der Atmosphäre zusammen. Dabei wird Energie an die Moleküle übertragen, die sie nach sehr kurzer Zeit als Photonen – also winzigen Lichtteilchen – wieder abgeben. Die Summe aller Photonen ergibt das Polarlicht, welches wir am Himmel etwa 100 km über unseren Köpfen bestaunen können. Übrigens gibt es Polarlichter auch auf anderen Planeten, für die die oben genannten Bedingungen zutreffen: Sie wurden bereits auf allen Gasplaneten unseres Sonnensystems beobachtet aber auch auf der Venus und dem Mars.

Text: Carola Detring & Mica Thomas
✍: Carola Detring

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