Sektion junge DMG (jDMG)

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Tornado – Wieso sind Tornados so zerstörerisch?

Verfasst von am 15. Juni 2022

Tornados sind ein sehr spannendes aber auch gefährliches Phänomen. Sie treten dann auf wenn warme und kalte Luft aufeinandertreffen in Kombination mit starker Konvektion (aufsteigende Luft). Die Luft beginnt zu rotieren und der Druck fällt ab im inneren des Wirbels.An sich ist der Luftwirbel unsichtbar und wird nur sichtbar wenn z.B. Trümmer oder Staub umher fliegen oder Wasserdampf wegen der Luftabkühlung kondensiert und dadurch eine Trichterwolke bildet. Nur wenn der Luftwirbel den Boden berührt, spricht man dann von einem Tornado. Aufgrund dessen, dass sie mit ein paar Meter bis max. 4km Durchmesser eine kleine Fläche abdecken und nicht lange leben sind sie schwer vorhersagbar. Im Schnitt vergehen 13 Minuten von der Tornadowarnung bis zum Eintreffen. Deshalb sollte man sich sofort in Sicherheit bringen. Der sicherste Ort ist dann der Keller. Autos, die herumgewirbelt werden sind nicht sicher. Fensterscheiben und Türen können bersten und umherfliegende Objekte werden zu geschossen. Kein Wunder, denn ein Tornado hat extrem hohe Windgeschwindigkeiten. Diese werden in der Fujita-Skala eingeteilt die von F0 (63-117 km/h) bis F5 (419–512 km/h) reichen. Dadurch können sie solche großen Schäden anrichten. Die meisten Tornados gibt es in dem sogenannten “Tornado Alley” in den USA wo kalte trockene Luft der Rocky Mountains auf feuchte warme Luft trifft. Im Gegensatz dazu werden in Deutschland etwa 70 pro Jahr erfasst. Die Dunkelziffer ist vermutlich deutlich höher.

Text: Tracy Kiszler
Bilder: Mica Thomas

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Thermometer – Wie können wir die genaue Temperatur messen?

Verfasst von am 4. Mai 2022

„Am Sonntag steigt das Quecksilber auf 26 Grad.“ – So etwas kann man gelegentlich im Wetterbericht hören. Aber warum eigentlich Quecksilber?Klassische Quecksilberthermometer basieren auf einem sehr einfachen Prinzip, das man aus dem Alltag kennt. Bei Wärme dehnen sich die meisten Stoffe aus, bei Kälte ziehen sie sich zusammen. Quecksilber hat die besondere Eigenschaft, dass es sich in allen Temperaturbereichen fast gleich viel ausdehnt. Das heißt, Quecksilber vergrößert sein Volumen bei einer Temperaturerhöhung von -11 auf -10°C genau so viel wie z.B. bei einer Erwärmung von 35 auf 36°C.In einem Quecksilberthermometer gibt es unten einen runden Behälter, in dem sich das flüssige Metall befindet. Oben schließt sich ein sehr dünnes Glasröhren an, in das der Anteil des Quecksilbers fließt, der nicht mehr in den Behälter passt. An diesem Röhrchen ist eine Skala angebracht, an der man die Temperatur ablesen kann – je nachdem, wie hoch das Quecksilber gestiegen ist. Weil die Ausdehnung unabhängig von der Temperatur immer gleich ist, liegen die Striche immer im gleichen Abstand.Mittlerweile gibt es natürlich noch viele andere Methoden, die Temperatur zu messen, ohne, dass ein Mensch sie von einer Skala ablesen muss. Die am weitesten verbreitete ist das sogenannte Widerstandsthermometer, dessen Messeinheit ein dünner Metalldraht ist. Wenn durch den Draht Strom fließt, weist er einen Widerstand auf, der wiederum von der Temperatur abhängt. Wird dieser Widerstand gemessen, kann man ihm die zugehörige Temperatur zuordnen. So eine Temperaturmessung kann vollautomatisch und in hoher Frequenz aufgezeichnet werden und wird daher heutzutage an den meisten Wetterstationen verwendet.Für die, die es ganz genau wissen wollen: Beide Messmethoden basieren darauf, dass sich die Atome eines Stoffes umso schneller bewegen, je wärmer es ist. 🤓

Text: Felix Herzog
✍: Jana Ulrich

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Treibhausgas – Ist CO2 das einzige Treibhausgas?

Verfasst von am 23. März 2022

Die kurze Antwort darauf ist: Nein.Doch wie immer sollt ihr ja etwas lernen, deswegen hier eine etwas längere Antwort.Unter Treibhausgasen versteht man jene Gase in unserer Atmosphäre welche zwar solare (von der Sonne kommende) Strahlung durchlassen, aber terrestrische (von der Erde kommende) Strahlung absorbieren.Viele von euch haben bestimmt schon von CO2 oder Kohlenstoffdioxid als Treibhausgas gehört, denn es ist das prominenteste unter ihnen.Hauptsächlich deswegen, weil die Menschheit davon so viel ausstößt und es unmittelbar mit der Erwärmung unseres Klimas zu tun hat.Auch Wasserdampf ist ein Treibhausgas, allerdings kein langelebiges, weshalb wir es hier erstmal außen vor lassen.Neben CO2 gibt es dann noch Methan (CH4), Distickstoffoxid (N2O), Ozon (O3) und Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) welche als langlebige Treibhausgase einen großen Einfluss auf die terrestrische Strahlung haben.Der Unterschied zwischen diesen Gasen liegt darin, wie viel der terrestrischen Strahlung sie absorbieren und wie lange es im Schnitt dauert bis ein Molekül wieder abgebaut ist.So dauert es ca. 9 Jahre bis ein CH4 Molekül wieder aus der Atmosphäre entfernt wird. In dieser Zeit absorbiert es allerdings mehr terrestrische Strahlung als CO2.Ähnlich verhält es sich mit N2O, auch Lachgas genannt, es ist im Schnitt nach 116 Jahren abgebaut, ist aber ungefähr 500-mal so effizient wie ein CO2 Molekül bei der Absorption von terrestrischer Strahlung.Dann blieben da noch die FCKWs. Diese Moleküle sind absolute Klimakiller! Die zwei wichtigsten CFC-11 und CFC-12 bleiben circa 45 bzw. 100 Jahre in der Atmosphäre und sind 10.000-mal wirksamer als ein CO2 Molekül.

Text: Johannes Röttenbacher
Zeichnung: Mica Thomas

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Tröpfchenbrechung – Erzeugen alle Tropfen einen Regenbogen?

Verfasst von am 14. Juli 2021

Regenbogen entstehen, wenn das Sonnenlicht durch die Brechung an Regentropfen in seine spektralen Bestandteile zerlegt wird. Aber können auch die viel kleineren Tröpfchen in Nebel und Wolken einen Regenbogen verursachen? Da das Licht beim Durchqueren der kleinen Tröpfchen einen kürzeren Weg zurück legt, werden die Spektralfarben weniger weit voneinander getrennt.
Jedoch wird das Licht beim Durchqueren eines Tropfens nicht nur gebrochen, sondern auch gebeugt. Genauer gesagt legen zwei Lichtwellen beim Durchqueren eines Tropfens einen minimal unterschiedlichen Weg zurück. Dadurch wird der Strahl nicht nur aufgeweitet, sondern es entstehen auch höhere Beugungsordnungen.
Bei den großen Regentropfen sind diese Effekte oft vernachlässigbar, aber bei kleineren Nebel- und Wolkentropfen spielen sie eine große Rolle.
Dadurch sind Nebel- oder Wolkenbogen erstens viel breiter als Regenbogen und zweitens erscheinen sie nicht bunt sondern weiß. Außerdem ist häufig auch die erste Beugungsordnung unterhalb des Regenbogens als zweiter weißer Streifen zu erkennen. Nebelbogen können dort zu sehen sein, wo eine dünne Nebelwand von der Sonne angestrahlt wird. Wolkenbogen sind dagegen vom Flugzeug aus erkennbar.

✍: Jana Ulrich

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