Meteorologie
Wetterkunde,
nicht nur für Piloten
Dr. Helmut Albrecht, Institut für Mathematik und Informatik an der PH Ludwigsburg
Inhalt
• Grundlagen
•
•
•
•
Adiabatische Vorgänge
Hoch- und Tiefdruckgebiete
Fronten
Wetterinformation
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Grundlagen
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Meteorologie
meteoros (griech.)
„in der Luft schwebend“
logos (griech.)
„das Wort, die Lehre“
Meteorologie
„Lehre von den Wolken und Niederschlägen
in unserer Atmosphäre“
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Atmosphäre
Stickstoff (N2)
78%
14
Sauerstoff (O2)
21%
16
Kohlenstoffdioxid (CO2) 0,033% - 0,035%
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Wasser in der Atmosphäre
... bis zu 4% in unterschiedlichen Aggregatzuständen
kJ
2300
kg
kJ
334
kg
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Wetter ...
…Erscheinungen, die bei einem bestimmten Zustand
und bei der Änderung des Zustands der Atmosphäre
auftreten.
Zustandsgrößen der Atmosphäre:
• Luftdruck
• Lufttemperatur
• Luftfeuchtigkeit
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Der Luftdruck
Otto von Guericke demonstriert 1654 dem Regensburger Reichstag die Wirkung des Luftdrucks
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Der Luftdruck
Druck 
Kraft
Gewichtskr aft der Lufthülle

Erdoberflä che
Fläche
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
 100 000
N
m²
Der Luftdruck
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Messung des Luftdrucks
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Messung des Luftdrucks
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Messung des Luftdrucks
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Änderung des Luftdrucks
Alle 5500 m halbiert sich der Luftdruck und die Luftdichte!
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Die barometrische Höhenstufe
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Die barometrische Höhenstufe
Höhe:
m
hPA
ft
hPA
16500
64
216
11000
32
108
5500
16
54
5000
14
46
3000
11
36
2000
10
33
1000
9
30
Boden
8
27
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Die Lufttemperatur
Die mittlere Geschwindigkeit vm
ist das Maß für die Temperatur
des gesamten Gases.
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Spektrum
elektromagnetischer
Wellen
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Intensität
Spektrum des Sonnenlichts
Ultraviolett:
Sichtbar:
Infrarot:
7%
46%
47%
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Temperaturverlauf
Ionosphäre
Mesopause
Mesosphäre
Stratopause
Stratosphäre
Tropopause
Troposphäre
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Luftfeuchtigkeit
Der Sättigungsdampfdruck
und damit die Menge des
maximal in der Luft
befindlichen Wasserdampfs
ist einzig und allein
temperaturabhängig!
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Luftfeuchtigkeit
°C
0
5
10
15
20
25
30
35
40
hPa 6,1 8,7 12,3
17 23,4 31,7 42,4 56,2 73,8
g/m³ 4,85 6,8 9,4 12,8 17,3 23,1 30,4 39,6 50,2
max. Feuchte: 5 10 15 20 25 30 g/m³
abs. Feuchte: Die tatsächlich in der Luft
enthaltene Wasserdampfmenge,
ausgedrückt in g/m³
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Luftfeuchtigkeit
Beispiel: In Luft von 25°C sind 15 g/m³ Wasserdampf enthalten.
25 g/m³ könnten maximal drin sein!
Ergebnis: Die Luft enthält nur 3/5 (= 60%) der möglichen Feuchte.
Dies bezeichnet man als „relative Feuchte“
Fabs 100
%
Frel 
Fmax
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Luftfeuchtigkeit
T = 20°C, Frel = 80%
Fabs = 16 g/m³
16 g/m³ sind bei einer Lufttemperatur von 16 °C die maximale Feuchte!
Die Luftmasse kann sich bis auf 16 °C abkühlen, dann tritt Kondensation ein,
man sagt: der Taupunkt liegt bei 16 °C
Die Differenz zwischen der aktuellen Lufttemperatur und dem Taupunkt ist
die Taupunktsdifferenz, auch spread genannt.
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Berechnung der Basishöhe
Wenn Luft aufsteigt, so kühlt sie sich um 1 °C/100m ab.
Wie weit kann die beschriebene Luftmasse (spread = 4 °C)
aufsteigen, bis Kondensation eintritt?
Leider falsch!
Der Taupunkt ändert sich mit der Höhe!
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Die Taupunktsänderung
Der Taupunkt
nimmt um
0,2 °C/100m
ab!
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Berechnung der Basishöhe
Die Temperatur eines aufsteigenden Luftpakets nimmt um 1 °C/100m ab,
der Taupunkt der Luft nimmt um 0,2 °C/100m ab.
Das aufsteigende Luftpaket nähert sich seinem Taupunkt um 0,8 °C/100m.
spread
Basishöhe 
100m  spread 125m
0,8
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Höhe [m]
Grafische Basisbestimmung
2000
Temperaturverlauf eines aufsteigenden Luftpakets
Taupunktslinie
500
400
Temp. [°C]
0
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
16
20
ICAO-Standard-Atmosphäre
• Luftfeuchtigkeit:
0%
• Temperatur in NN:
+15°C
• Luftdruck in NN:
1013,25 hPA = 29,92 inch.merc.
• Luftdichte in NN:
1,225 kg/m³
• Tropopausenhöhe:
11 km = 36000 ft
• Tropopausentemperatur:
-56,5°C
• Temperaturgradient
bis 11 km Höhe:
0,65°C / 100m
2°C / 1000 ft
• Isothermie:
von 11 - 25 km
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Berechnung der Dichtehöhe
Bekannt sein müssen:
• ELEV
• QNH
• Temperatur
sowie die Umrechnungsfaktoren:
barometrische Höhenstufe: 8 m/hPa
30 ft/hPa
Dichtekorrekturfaktor: 36 m/°C 120 ft/°C
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Berechnung der Dichtehöhe
Hornberg, ELEV: 680 m, QNH: 998 hPa, Temp: 30°C
Ermittlung der Druckhöhe:
Druckdifferenz:
1013 hPa – 998 hPa = 15 hPa
Höhendifferenz:
15 hPa * 8 m/hPa = 120 m
Druckhöhe: 680 m + 120 m = 800 m
Standardtemperatur in 800 m: 15°C - 800 m * 0,65°C/100 m = 15°C - 5,2°C = 9,8°C
Ermittlung der Dichtehöhe: Temperaturdifferenz: 30°C – 9,8°C = 20,2°C
Höhendifferenz: 20,2°C * 36 m/°C = 727,2 m
Dichtehöhe: 800 m + 727,2 m = 1527,2 m
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Berechnung der Dichtehöhe
Elchingen, ELEV: 1900 ft, QNH: 1020 hPa, Temp: 5°C
Ermittlung der Druckhöhe:
Druckdifferenz:
1020 hPa – 1013 hPa = 7 hPa
Höhendifferenz:
7 hPa * 30 ft/hPa = 210 ft
Druckhöhe: 1900 ft - 210 ft = 1690 ft
Standardtemperatur in 1690 ft: 15°C - 1690 ft * 2°C/1000 ft = 15°C - 3,4°C = 11,6°C
Ermittlung der Dichtehöhe: Temperaturdifferenz: 11,6°C – 5°C = 6,6°C
Höhendifferenz: 6,6°C * 120 ft/°C = 792 ft
Dichtehöhe: 1690 ft - 792 ft = 898 ft
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Literatur:
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Literatur:
• Joseph Egger: Vom Tornado zum Ozonloch, Oldenbourg, München
1999
• Manfred Reiber: Moderne Flugmeteorologie, Harri Deutsch,
Frankfurt a. M., 1998
• Dieter Knapp: Grundlagen der Wetterkunde für Piloten, Motorbuch
Verlag, Stuttgart
• Fritz Möller: Einführung in die Meteorologie Band 1 & 2
Bibliographisches Institut, Mannheim 1973
• Manfred Kreipl: Mit dem Wetter segelfliegen, Motorbuch-Verlag,
Stuttgart 1977
• Manfred W. Kreipl: METEO im Unterricht, Selbstverlag, o. O. u. J.
• Willy Eichenberger: Flugwetterkunde, Schweizer Verlagshaus,
Zürich 1969
Dr. H. Albrecht: Meteorologie
Bestimmung des ICAOSchichtungsgradienten
Temperaturdifferenz: 71,5°C
Temperatur in 11 km Höhe:
-56,5°C
Höhendifferenz:
11000 m
71,5 C 0,65 C

11000 m 100 m
Temperatur in NN: +15°C
Dr. H. Albrecht: Meteorologie

Meteorologie