UND NUN:
DAS WETTER

Wetter bezieht sich auf den Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt. Dieser momentane Zustand lässt sich mit verschiedenen Elementen beschreiben, zum Beispiel durch Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Windgeschwindigkeit, Niederschlag und Wolkenbedeckung. Das Wetter kann sich von einem Tag auf den anderen ändern – auch innerhalb weniger Stunden oder sogar Minuten. Es präsentiert uns jeden Tag eine Vielzahl von faszinierenden Phänomenen, die wiederum selbst von unzähligen Faktoren beeinflusst werden. Und: Das Wetter war auch schon lange vor uns da. Ursächlich für das Entstehen von Wetter sind Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre, der Erdoberfläche und der Sonnenstrahlung – uns Menschen braucht es dazu nicht. Aber wie entsteht das Wetter denn nun genau?

Die Erde wird von einer Schicht aus Gasen umgeben – unserer Atmosphäre und dem Ort des Geschehens: Sie spielt eine entscheidende Rolle für das Wetter Vorwiegend besteht sie aus Stickstoff (etwa 78 Prozent) und zu etwa 21 Prozent aus Sauerstoff, der Rest setzt sich zusammen aus sogenannten Spurengasen wie Argon, Kohlendioxid und Wasserdampf. Diese Gase bilden ein komplexes Gemisch, in dem sich alle uns bekannten Wetterphänomene wie zum Beispiel Regen oder Sturm abspielen.

Und wer gibt den Startschuss für das Wetter? Die Sonne. Sie sendet kontinuierlich elektromagnetische Strahlung aus, die zunächst die Atmosphäre und dann die Erdoberfläche erreicht. Ein Teil dieser Strahlung wird von der Erdoberfläche absorbiert, wodurch sich die Erdoberfläche erwärmt. Diese gibt wiederum Wärme an die Luft ab – und die Lufttemperatur der erdnahen Schichten steigt. Dadurch entstehen thermisch induzierte Bewegungen wie zum Beispiel Auf- und Abwinde, die wiederum unter anderem für die Entstehung von Wolken und Niederschlag verantwortlich sind. Wichtig hierbei: Die Erwärmung der Erdoberfläche ist nicht gleichmäßig, sondern allein schon aufgrund von Tag und Nacht unterschiedlich stark. Auch Wasser und Land, Eis und Wälder, Wüsten und Moore erwärmen sich nicht gleich stark – und all diese Unterschiede tragen dazu bei, dass das Wetter vor allen Dingen eines ist: komplex.

Der Wasserkreislauf ist ein wesentlicher Bestandteil des Wettergeschehens. Die solare Strahlung ist nämlich auch für Verdunstung des Wassers der Ozeane, Seen und Flüsse verantwortlich. Der aufsteigende Wasserdampf kondensiert in der Atmosphäre zu winzigen Wassertröpfchen oder Eiskristallen und bildet Wolken. Und wenn diese Tröpfchen oder Kristalle weiter anwachsen, kommt es zu Niederschlag in Form von Regen, Schnee oder Hagel.

Die Luftdruckunterschiede spielen ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Entstehung des Wetters. Die Luft über unseren Köpfen lastet förmlich auf unseren Schultern – denn sie hat ein Gewicht und übt deshalb Druck auf die Erdoberfläche aus.

Unterschiede im Luftdruck führen zur Bildung von atmosphärischen Strömungen, die das Wettergeschehen beeinflussen. Diese Strömungen dienen als Ausgleich: So strömt Luft von Gebieten mit hohem Druck zu Gebieten mit niedrigem Druck – ein Wind weht. Die Kombination aus Luftdruckunterschieden und der Corioliskraft – einer Schein- oder auch Trägheitskraft, die auch ablenkende Kraft der Erdrotation genannt wird – führt dann zur Ausbildung von Hoch- und Tiefdruckgebieten.

Auch die Jahreszeiten spielen zumindest in den mittleren Breiten, also den Erdteilen mit gemäßigtem Klima, eine wichtige Rolle. Sie entstehen durch die Neigung der Erdachse in Bezug auf ihre Umlaufbahn um die Sonne: Während sich die Erde um die Sonne bewegt, bleibt ihre Achse geneigt und zeigt immer zum Nordstern, was dazu führt, dass unterschiedliche Teile der Erde zu verschiedenen Zeiten unterschiedliche Mengen an Sonnenlicht erhalten.

Die zur Sonne geneigte Hemisphäre erhält deutlich mehr direkte Sonnenstrahlung, was zu wärmeren Temperaturen führt: Es ist Sommer. Gleichzeitig ist auf der jeweils anderen Hemisphäre Winter: In den jeweiligen Wintermonaten erreicht dort weniger direktes Sonnenlicht die Erdoberfläche, es ist also kälter. Und so kommt es Jahr für Jahr in den gemäßigten Breiten zu einem Zyklus zwischen Frühling, Sommer, Herbst und Winter. So selbstverständlich der Wechsel zwischen Schneeglöckchen im Winter, den ersten warmen Tagen um Ostern, langen hellen Sommernächten und bunten Blättern und kürzer werdenden Tagen im Herbst erscheint: Es gibt viele Regionen auf der Erde, die diese ausgeprägten Jahreszeiten gar nicht kennen. In Äquatornähe treffen die Sonnenstrahlen das ganze Jahr über mittags nahezu senkrecht auf die Erdoberfläche. Es gibt also in den Tropen, die sich von 23,5 ° nördlicher bis 23,5 ° südlicher Breite erstrecken, keinen deutlichen Wechsel der Jahreszeiten, die Temperaturen sind über das Jahr gesehen vergleichsweise konstant hoch. Tag und Nacht sind ebenfalls das ganze Jahr über nahezu gleich lang. Selbstverständlich gibt es innerhalb eines Jahres – und an verschiedenen Orten – dennoch unterschiedliche klimatische Bedingungen wie variierende Niederschlagsmengen. Diese werden jedoch hauptsächlich durch regionale Einflüsse wie Topografie, vorherrschende Winde oder auch Meeresströmungen bestimmt. Deshalb können sich trotz gleichmäßiger Sonneneinstrahlung sowohl Wüsten und Savannen als auch immerfeuchte tropische Regenwälder entwickeln.

SONNE, MOND UND WETTER

Unser Wetter wird aber längst nicht nur von der Sonne und dem beeinflusst, was auf unserem Planeten stattfindet. Aufgrund der Anziehungskraft zwischen Massen, der Gravitation, beeinflussen sich die Himmelskörper gegenseitig. Die Erde übt eine Anziehungskraft auf den Mond aus und hält ihn so auf seiner Umlaufbahn – umgekehrt hat auch die Masse des Mondes trotz einer Entfernung von etwa 384 400 km einen Einfluss auf die Erde: Die Anziehungskraft des Mondes ist zwar deutlich geringer als die der Erde (denn seine Masse ist 81-mal kleiner), reicht aber aus, um einen auch für uns deutlich spürbaren und sichtbaren Effekt zu erzeugen: die Gezeiten. Je nach Position des Mondes herrscht auf der Erde ungefähr alle 6 Stunden ein Wechsel von Ebbe auf Flut – und umgekehrt. Dabei ist es gerade nicht die Anziehungskraft selbst, die das Wasser bewegt – es ist vielmehr die Gezeitenkraft, eine Kraft, die sich aus dem Gradienten, also der Änderung der Anziehungskraft ergibt: Mond und Erde sind ja keine Punkte, sondern ausgedehnte Körper mit jeweils einem Massenmittelpunkt. Es existiert also ein räumlich variierendes Gravitationsfeld: Je weiter ein Punkt auf der Erde vom Mond entfernt ist, desto geringer ist die Gravitationskraft. Aus den Gezeitenkräften resultieren entsprechend Verformungen im System, die wir auf der Erde als Ebbe und Flut beobachten können, und zwar gerade in den Bereichen der Erde, die dem Mond nicht direkt zugewandt sind.

Dass es nicht die Anziehungskraft selbst ist, die die Gezeiten auslöst, stellt man auch schnell fest, wenn man bedenkt, dass die Gravitation der Sonne in Bezug auf die Erde 178-mal größer ist als die des Mondes – dafür ist die Gezeitenkraft des Mondes doppelt so groß wie die der Sonne. Auch der Mond ist übrigens entsprechend verformt, denn die Erde wirkt sich ja noch viel stärker auf ihn aus.

Zurück zum Wetter: Die Gezeiten, auch Tiden genannt, sind ein Bestandteil der ozeanischen Strömungen und haben so natürlich als Teil des Luft-See-Systems auch einen Einfluss auf das Wetter. Das führte im 19. Jahrhundert dazu, dass eine Gruppe von Menschen sich dem sogenannten Lunarismus anschloss. Sie vertraten die Auffassung, der Mond bestimme maßgeblich das Wetter auf der Erde.2 Tatsächlich gibt es einzelne Zusammenhänge, die sich beobachten lassen. Zum Beispiel zeigen einige Studien, dass die Übergänge zwischen einem El-Niño- und einem La-Niña-Ereignis mit der Gezeitenkraft des Mondes zusammenhängt (diese Ereignisse können sich wiederum massiv auf globale Temperaturen, Niederschläge und tropische Zyklone auswirken, später mehr dazu).3 Man konnte außerdem beobachten, dass es ungefähr alle neun Jahre zu mittelfristigen Temperaturschwankungen in Verbindung mit extrem starken Tiden kommt.4 Hier wird...