Sektion junge DMG (jDMG)

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Rekord – Wind

Verfasst von am 21. Dezember 2022

Weiter geht es mit den Rekorden. Dieses Mal knöpfen wir uns den Wind vor. Dieser kann eine ganz schön zerstörerische Kraft haben. Das hat die Wetterwarte auf dem Fichtelberg auch erlebt als 1976 eine Windböe mit 216km/h ein Fenster eindrückte. Die Ursache für den Sturm war der legendäre Capella-Orkan. Dieser gehörte zu den stärksten Orkanen des 20. Jahrhunderts. Der Wind des Orkans sorgt auch für Sturmflut in Norddeutschland. Die höchste Windgeschwindigkeit in deutschland und sogar Europa, wurde auf der Zugspitze gemessen. Dort wurde 1985 eine Windgeschwindigkeit von 335 km/h in 2975m gemessen. Das bringt uns gleich zum wichtigen Punkt, dass in der Höhe (“freie Atmosphäre”) der Wind generell schneller ist als am Boden. Das liegt daran, dass vorallem nah am Boden viel mehr Reibung besteht. Deshalb konnte über Japan 1970 bei Messungen in Jetstreams (sehr schnelle Strömungen) in der freien Atmosphäre eine Geschwindigkeit von 650 km/h gemessen werden! Natürlich dürfen in diesem Beitrag Zyklone und Tornados nicht fehlen.

So wurde 1996 im tropischen Zyklon Olivia auf den westaustralischen Barrow Island eine Windböe mit 408 km/h gemessen

Bei einem Tornado in Oklahoma (USA) im Jahr 1999 wurde eine noch schnellere Windgeschwindigkeit von 496 ±33 km/h mittels eines Doppler-Radars gemessen. Das sind Geschwindigkeiten die man sich kaum vorstellen kann!

Hast du schon mal so extremen Wind erlebt?

Text & Bilder: Tracy Kizsler

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Rekord – Schnee

Verfasst von am 14. Dezember 2022

Es schneit, es schneit! Kommt alle aus dem Haus! Das Lied weckt Erinnerungen an weiße Flocken vor dem Fenster. Endlich Schnee! Heute wollen wir euch zu diesem wohl spaßigstem Niederschlag ein paar Extremrekorde präsentieren.

Doch zuerst ein paar technische Hintergrundinformationen. Wir werden von Gesamtschneehöhe und von Neuschneehöhe sprechen. Die Neuschneehöhe ist dabei die Höhe, die zwischen zwei Messungen (meist am Morgen) auf einem freigeräumten Holzbrett gemessen werden. Die Gesamtschneehöhe ist dann die Höhe einer Schneedecke vom Boden bis zur Oberfläche.

Nun zu den Rekorden! In Deutschland ist die Zugspitze unangefochtener Schneespitzenreiter. Der derzeitige Rekord liegt bei 7,80 Meter Gesamtschneehöhe. Die höchste Neuschneehöhe innerhalb von 24 Stunden gab es am 24. März 2004 mit 1,5 Metern ebenfalls auf der Zugspitze.

Wenn wir unseren Blick nun auf Europa ausweiten, wird es noch extremer. Laut den derzeitig verfügbaren Messungen sind die Alpen weiterhin Spitzenreiter. Am 09. Mai 1944 meldete die auf 3100 Meter gelegene Wetterstation Hohen Tauern eine Gesamtschneehöhe von 11,90 Meter.

Weltweit gibt es drei sehr schneereiche Gebiete in denen vereinzelte Messungen vorliegen. In den neuseeländischen Alpen, die unvermittelt fast 4000 Meter aus dem Pazifik aufragen, verzeichnen die Gletscherfelder des Mount Tasman geschätzte 100 Meter Neuschnee im Jahr. Etwas belastbarer wird es am Mount Rainer im Nordwesten der USA. Hier wurden zwischen Februar 1971 und Februar 1972 31,1 Meter Neuschnee gemessen.

In den über 3000 Meter hohen japanischen Alpen an der Westseite der japanischen Hauptinsel Honshu kommen im Jahr sagenhafte 30 bis 38 Meter Neuschnee zusammen. Sagenhaft auch deshalb weil es hier keine Messstationen gibt, da die Gebiete durch die Schneemassen unbewohnbar sind. In Sukayu Onsen auf 890 Meter Höhe werden jährlich 17,9 Meter Neuschnee gemessen und die höchste jemals gemessene Schneedecke war 11,82 Meter hoch.

Text: Johannes Röttenbacher
Bild: Jana Ulrich

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Rekord – Kälte

Verfasst von am 7. Dezember 2022

Der Winter ist da. Die Tage werden kürzer, es wird kälter und einige Regionen in Deutschland haben schon den ersten Schnee des Winters erlebt. Wie kalt kann es eigentlich in Deutschland und in anderen Teilen der Welt werden?

In der Vergangenheit wurden in Deutschland während extrem kalter Witterungsperioden Minimumtemperaturen zwischen etwa -20 und -30°C gemessen, in besonderen Lagen sogar noch niedrigere. Die tiefste von offiziellen Messstellen in Deutschland gemessene Temperatur liegt bei -37,8°C und wurde am 12. Februar 1929 in Hüll in Oberbayern registriert. Bei der letzten großen Kältewelle im Februar 2021 wurden im thüringischen Mühlhausen immerhin -26,7°C erreicht.

Richten wir den Blick von Deutschland weg in andere Regionen, kann es noch kälter werden. Der sibirische Ort Oimjakon ist der kälteste bewohnte Ort der Erde. Die niedrigste dort gemessene und offiziell anerkannte Temperatur lag am 06. Februar 1933 bei -67,8°C.

Noch kälter war es z.B. in der Antarktis. Die niedrigste jemals auf der Welt gemessene Temperatur wurde dort am 21. Juli 1983 – also im Winter der Südhalbkugel – auf der über 3400 Metern hoch gelegenen Forschungsstation Vostok mit -89,2°C aufgezeichnet.

Text: Felix Herz
Bilder: Olaf Börner

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Reif – Eiskristalle aus dem Nichts?

Verfasst von am 16. November 2022

In der vergangenen Woche haben wir gelernt, was Tau ist und wie er entsteht. Nun gehen wir gedanklich einen Schritt weiter und begeben uns unter den Gefrierpunkt.
Reif ist wie Tau eine Ablagerung von Wasser auf Gegenständen. Kühlt die Luft nachts aus und unterschreitet dabei ihren Taupunkt, kondensiert der in ihr enthaltene Wasserdampf. Wenn der Taupunkt unter 0°C liegt, geht der Wasserdampf direkt von der gasförmigen Phase in die feste Phase über. Er resublimiert. Die dabei entstandene Ablagerung ist im Gegensatz zum flüssigen Tau fest und zeigt sich in Form von kleinen Eiskristallen – Reif.
Im Winter bildet sich Reif meist in der Nacht und schmilzt tagsüber, wenn es wärmer ist. Halten die Bildungsbedingungen allerdings länger an, wachsen die Reifkristalle immer weiter an und bilden größere, bizarr anmutende Strukturen. Das passiert z.B. bei Dauerfrost in der Nähe von Seen oder dem Meer, da dort durch die vergleichsweise warme Wasseroberfläche kontinuierlich Feuchtigkeit in die Atmosphäre gelangt.
Übrigens gibt es Reif nicht nur in der Natur, sondern auch bei euch in der Küche. Lässt man die Tür des Gefrierschranks etwas länger offen, passiert genau das gleiche, wie draußen in einer kalten Winternacht. Die warme und i.d.R. feuchte Luft aus der Küche gelangt in die Nähe der kalten Türoberfläche, kühlt dort ab und der Wasserdampf schlägt sich als Reif an ihr nieder.

Text: Felix Herz
Bild: Joseph Schwan

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Regen – Welche Form hat ein Regentropfen?

Verfasst von am 28. September 2022

Na, die Tropfenform natürlich, oder? Nein, tatsächlich sieht ein Regentropfen in der Luft nicht so aus, wie ein Tropfen, der langsam aus dem Wasserhahn fließt.
In der letzten Woche haben wir euch erklärt, dass Regentropfen beim Fallen dem Luftwiderstand ausgesetzt sind. Der Luftwiderstand ist umso stärker, je größer der Regentropfen ist. Ein sehr kleiner Tropfen, der vielleicht kleiner als ein Millimeter ist, ist annähernd kugelrund, da die Wassermoleküle in ihm einander anziehen. Mit wachsender Tröpfchengröße reicht diese innere Anziehungskraft (der Physiker sagt dazu Kohäsion) nicht mehr aus und der steigende Luftwiderstand beginnt, den Tropfen zu verformen. Ist der Tropfen wenige Millimeter groß, drückt sich im Fallen eine kleine Kuhle in seine Unterseite und er nimmt die Form einer flachen Kuppel an. Dies sorgt dafür, dass der Tropfendurchmesser weiter zunimmt. Damit schreitet die Verformung weiter voran, der Tropfen wird platt gedrückt und ähnelt irgendwann einem Pfannkuchen. Wächst er dann noch weiter, werden die Turbulenzen, die durch die Umströmung des Tropfens entstehen so groß, dass er in viele kleine Tröpfchen zerfällt. Dann beginnen Wachstum und Verformung von vorne.

Text & Bilder: Felix & Jana

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Regentropfen-Wachstum – Wie groß kann ein Regentropfen werden?

Verfasst von am 21. September 2022

Sicher ist dir schon aufgefallen, dass Regentropfen nicht beliebig groß werden können und es eine natürliche Grenze für deren Wachstum zu geben scheint. In der Tat kommen die Tropfen meist nicht über einen Durchmesser von 5 mm hinaus, in Platzregen erreichen sie auch bis zu 9 mm. Aber warum werden sie nicht größer? Das Verhältnis zwischen Tropfendurchmesser und Masse ändert sich nicht gleich, ein im Durchmesser verdoppelter Tropfen würde bei perfekter Kugelform eine Verachtfachung der Masse erfahren, während sich seine für den Luftwiderstand entscheidende Querschnittsfläche nur vervierfacht. Kurz: Größere Tropfen können deutlich schneller fallen. Das führt dazu, dass kleinere Tröpfchen den Luftwiderstand kaum „spüren“, während die Größeren im schnellen Fall einem deutlich stärkeren Luftstrom ausgesetzt sind. Diese Tropfen beginnen, die eigentlich sehr stabile Kugelform zu verlassen und verformen sich zunehmend. Sind sie zu groß, so reicht die Oberflächenspannung des Wassers nicht mehr aus, den Tropfen zusammen zu halten und er zerspringt in viele kleinere Tropfen. Vielleicht fragst du dich nun, wie so ein großer Tropfen eigentlich aussieht – genau dazu folgt hier in der kommenden Woche ein Beitrag.

📷: Philipp Joppe
✍: Mica Thomas & Olaf Börner

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Regen – Woraus besteht ein Regentropfen?

Verfasst von am 14. September 2022

Naja Wasser! … und woraus sonst noch? Das kommt ganz darauf an, wo der Regen fällt. Die weiteren Bestandteile des Regens stammen im Wesentlichen entweder von Aerosolen an welchen die Tröpfchen kondensieren oder sich anlagern oder von im Wasser gelösten Gasen. Der DWD misst zum Beispiel an der Station Hohenpeißenberg die Konzentration der im Niederschlag gelösten anorganischen Substanzen. An dieser Station kommen am häufigsten Ammonium, Nitrat, Kalzium und Sulfat vor. Diese Stoffe gelangen meistens in der näheren Umgebung durch die Landwirtschaft, Verkehrs- oder Industrieabgase, Brände oder als Abrieb von der Oberfläche in die Atmosphäre. Kalzium kann aber auch als Bestandteil des Saharastaubs in den Niederschlag gelangen. Zu einem geringeren Anteil kommen auch Natrium- und Chlorid-Ionen vor, welche ihren Ursprung zum Teil im Meeressalz haben. Außerdem befindet sich im Regenwasser auch organische Stoffe, welche von Rußpartikeln oder auch Pollen und Sporen stammen. Je nach der geographischen Lage unterscheiden sich die Konzentrationen der einzelnen Bestandteile sehr stark. Aber auch an einem Ort können die Inhaltsstoffe deutlich variieren. In Hohenpeißenberg ist zum Beispiel im Frühjahr, wenn die umliegenden Felder gedüngt werden, ist die Ammonium-Konzentration im Niederschlag am höchsten. Außerdem haben dort die Luftreinhaltungsmaßnahmen seit den 80er Jahren zu einem deutlichen Rückgang der Sulfat- und Schwermetallanteile geführt. Weil der Niederschlag die Aerosole aus der Luft entfernt, hat auch die Niederschlagshäufigkeit und -menge einen entscheidenden Einfluss auf seine Zusammensetzung. Nach einer langen Trockenphase ist die Konzentration der einzelnen Bestandteile demnach besonders hoch. Trotz des geringen Anteils der zusätzlichen Stoffe im Regen können wir aus Ihrer Zusammensetzung und Menge also vieles über die Atmosphäre lernen.

Text & Bild: Jana Ulrich

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Regen – Warum regnet es?

Verfasst von am 7. September 2022

Die kurze Antwort: Weil Wassertröpfchen oder Eispartikel in einer Wolke wachsen und dann irgendwann aufgrund ihrer Größe runterfallen und im Fall von Eispartikeln schmelzen. Aber warum wächst eigentlich ein Regentropfen? Dazu kommen verschiede Faktoren ins Spiel. Einmal braucht es genügend Feuchte und die Luft muss “gesättigt” sein. Das heißt einfach gesagt, sie hat eine relative Feuchte über 100% und fängt an Tröpfchen oder Eiskristalle zu bilden. Die relative Feuchte beinhaltet auch einen weiteren wichtigen Faktor, die Temperatur. Je kälter es ist desto weniger Wasserdampft kann ein Luftpaket aufnehmen bevor es anfängt zu kondensieren (flüssig zu werden). Wenn also die Luft mit dem Wasserdampf aufsteigt und abkühlt, dann kann ab einer bestimmten Temperatur das Wasser kondensieren und eine Wolke entsteht. Es gibt verschiedene Prozesse wie ein Tröpfchen nach der Entstehung zum Regentropfen werden kann. Hier unterscheidet man auch ganz bewusst zwischen einem (Wolken-)Tröpfchen und den größeren Regentropfen. Zum einen kann ein Tröpfchen weitere Tröpfchen einsammeln und so ein größeres Tröpfchen entstehen. Andererseits kann ein Tropfen auch an einem Kondensationskeim, z.b. Salz aus dem Meer, heran wachsen wenn mehr Wasserdampf daran kondensiert. Eine weitere Option ist auch das ein Tröpfchen mit einem bereits vorhanden Regentropfen zusammen prallt. Durch das schmelzen von Eispartikeln kann ebenfalls ein Regentropfen hervor gehen. Es gibt also diverse Prozesse wie ein Regentropfen entstehen kann, der dann als Regen herunterfällt. Haben wir ein Prozess vergessen? Schreib uns gerne in die Kommentare!

Text & Bilder: Tracy Kiszler

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Rekord – Niederschlag

Verfasst von am 20. Juli 2022

Nachdem wir letzte Woche die trockensten Orte gesucht haben, möchten wir euch diese Woche passend dazu beantworten, an welchen Orten der meiste Niederschlag fällt. In Deutschland gilt Balderschwang östlich des Bodensees als niederschlagsreichster Ort. Dort fallen im Mittel in einem Jahr 2450 mm Niederschlag. Der Ort hält auch den absoluten Jahresrekord, denn 1970 fielen dort sogar 3.503 mm. Bevor ihr es aber auf die Balderschwanger Kinder schiebt, die anscheinend nie ihre Teller leer essen, verraten wir euch lieber schnell, wer wirklich Schuld am vielen Niederschlag in diesem Ort ist: Der Bodensee! Wie bei den „Großen Seen“ in Nordamerika kann auch er den sogenannten „Lake-Effekt“ verursachen, den wir euch gerne in einem späteren Post mal genauer erklären.

Wie steht denn eigentlich der deutsche Niederschlagsrekord im weltweiten Vergleich da? Mit dem Orten Mawsynram in den Khasi-Bergen im Osten Indiens kann Balderschwang bei weitem nicht mithalten! Dort regnet es praktisch pausenlos, da sich im Sommer der Nordwestmonsun und im Winter der Nordostmonsun entlädt. Eine kurze Erholungsphase gibt es nur im Dezember. Im Mittel regnet es in Mawsynram 11872 mm pro Jahr. Und das ist noch nicht einmal der heutige Gewinner… Der liegt mit 12000 mm im Jahr in Hawaii am Mount Waialeale auf der Insel Kauai, wo es durchschnittlich 335 Tage im Jahr regnet, da der Nordostpassat hier das ganze Jahr über nahezu ungebremst auf die steilen Klippen des 1.569 Meter hohen Berges prallt. Herzlichen Glückwunsch! 

Quellenangabe: DWD Climate Data Center (CDC): Historische tägliche Niederschlagsbeobachtungen für Deutschland, Version v21.3, 2021.

Text & Bilder: Jana Ulrich & Claudia Hinz

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Rekord – Dürre

Verfasst von am 13. Juli 2022

Kannst du dir vorstellen an einem Ort zu wohnen an dem es nie regnet? 
Solche Orte gibt es verteilt auf der Erde und einer davon überrascht, da dieser nichts mit hohen Temperaturen zu tun hat. Ganz im Gegenteil sind es die Antarktischen Trockentäler die mit max. 2mm Niederschlag (hier Schnee) sehr trocken und sogar eis- und schneefrei sind. Zum Vergleich hat Deutschland eine durchschnittliche Niederschlagsmenge von 789 mm wobei es stark unterschiedlich ist wo der Niederschlag fällt. Unsere Hauptstadt Berlin z.B. liegt mit 335 mm auf der trockeneren Seite. Das trockenste Jahr in Deutschland seit der Niederschlag aufgezeichnet wird, war das Jahr 1959 mit nur 551 mm im Jahr. Spannend ist auch, dass es in Deutschland im Sommer am meisten Niederschlag gibt obwohl wir oft Hitze mit Trockenheit verbinden. Allerdings kommt dieser Niederschlag im Sommer oft als Starkniederschlag runter. Der Boden kann häufig nur einen Bruchteil des Niederschlags aufnehmen wenn dieser zu intensiv ist, daher bleibt der Boden trotz des Niederschlags auf längerer Sicht trocken. An einem anderen super trockenen Ort ist die Trockenheit aber durchgehend mit Hitze verbunden. In Aswan, Ägypten, leben Menschen an einem Ort an dem es keinen Regen gibt. Es ist damit einer der trockensten bewohnten Orten.

✍: Tracy Kiszler

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