050 · Meteorologie

Zusammensetzung der Luft & vertikale Schichtung 3 min

Luft ist ein Gasgemisch aus rund 78 % Stickstoff (N₂), 21 % Sauerstoff (O₂) und knapp 1 % Argon. Diese drei stellen zusammen 99,94 % der Luftmasse und sind bis etwa 80 km Höhe gleichmäßig durchmischt. Der schmale Rest sind Spurengase, darunter CO₂ mit rund 0,04 %, das über den Treibhauseffekt einen Teil der von der Erde abgestrahlten Wärme zurückhält.

Der einzige stark schwankende Bestandteil ist zugleich der wichtigste fürs Wetter: Wasserdampf, mit 0 bis 4 % je nach Ort und Temperatur. Im Mittel sind es nur etwa 0,25 %, womit Wasser nach Argon erst an vierter Stelle steht, und doch liefert es die Energie für Wolken, Niederschlag und Gewitter. Hinzu kommen Aerosole, winzige Schwebeteilchen wie Staub, Pollen oder Seesalz. Sie sind die Kondensationskerne der Atmosphäre: An ihnen lagert sich Wasserdampf an und wird erst dadurch zu Tröpfchen. Ohne sie würde kaum eine Wolke entstehen.

Vertikal ist die Atmosphäre in vier Schichten gegliedert, jeweils getrennt durch eine Grenzfläche, deren Name auf -pause endet. Unten liegt die Troposphäre, die Wetterküche, in der die Temperatur mit der Höhe abnimmt und sich nahezu das gesamte Wetter abspielt. Darüber, jenseits der Tropopause, steigt die Temperatur in der Stratosphäre wieder an. Der Grund ist das Ozon (O₃): In etwa 15 bis 45 km Höhe spaltet die UV-Strahlung der Sonne Sauerstoffmoleküle, die sich neu zu Ozon verbinden. Diese Ozonschicht wirkt wie ein Sonnenschirm, der den Großteil der UV-Strahlung abfängt, und heizt sich dabei selbst auf. Darüber fällt die Temperatur in der Mesosphäre erneut bis auf etwa −90 °C, ehe sie in der äußersten Schicht, der Thermosphäre, wieder steigt.

Die Tropopause, der Deckel über dem Wetter, ist genauer festgelegt, als sie wirkt: Sie beginnt oberhalb von 5000 m dort, wo die Temperatur über mindestens 2000 m hinweg um weniger als 2 °C pro 1000 m abnimmt. Ihre Höhe richtet sich nach der Temperatur darunter. Über dem warmen Äquator liegt sie bei rund 16 km (FL520) und ist mit etwa −75 °C zugleich am kältesten, in mittleren Breiten bei etwa 11 km (FL360, rund −55 °C), über den kalten Polen nur bei etwa 8 km (FL260, rund −45 °C). Als Merksatz: warme Luft, hoher Deckel, und je höher die Tropopause, desto kälter ist sie.

Dieser Deckel verläuft nicht gleichmäßig, sondern bricht bei etwa 30° und 60° Breite stufenweise ab, weshalb man polare, mittlere und äquatoriale Tropopause unterscheidet. An genau diesen Bruchkanten liegen die stärksten Höhenwinde, die Jetstreams. Zusätzlich liegt die Tropopause im Winter tiefer als im Sommer und über Tiefdruckgebieten tiefer als über Hochs. Wie dünn die gesamte Lufthülle ist, zeigt ihre Masse: etwa die Hälfte steckt unterhalb von 5 km, rund 99 % unterhalb von 32 km.

Übungsfragen (8)

Aus welchen beiden Gasen besteht trockene Luft hauptsächlich?

21 % Stickstoff, 78 % Sauerstoff 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff 50 % Stickstoff, 50 % Sauerstoff 78 % Sauerstoff, 21 % Kohlendioxid

Trockene Luft besteht zu rund 78 % aus Stickstoff und 21 % aus Sauerstoff. Der Rest ist Argon und Spurengase.

Wo liegt die Tropopause am höchsten?

Über den Polen In mittleren Breiten Über dem Äquator Überall gleich hoch

Am Äquator erwärmt sich die Luft stark und dehnt sich aus, dadurch reicht die Troposphäre dort am höchsten (~16 km). Über den Polen liegt die Tropopause mit ~8 km am tiefsten.

Welcher Luftbestandteil ist stark variabel und maßgeblich für das Wettergeschehen?

Stickstoff Sauerstoff Argon Wasserdampf

Der Wasserdampfgehalt schwankt zwischen 0 und 4 %. Er ist Quelle für Wolken und Niederschlag und transportiert die latente Wärme, die Gewitter antreibt.

In welcher Atmosphärenschicht spielt sich nahezu das gesamte Wetter ab?

In der Stratosphäre In der Troposphäre In der Mesosphäre In der Thermosphäre

Praktisch das gesamte Wettergeschehen findet in der Troposphäre statt, der untersten Schicht, in der die Temperatur mit der Höhe abnimmt.

In welcher Schicht steigt die Temperatur mit der Höhe, weil dort Ozon UV-Strahlung absorbiert?

Troposphäre Stratosphäre Mesosphäre Thermosphäre

In der Stratosphäre entsteht aus Sauerstoff unter UV-Strahlung Ozon. Es schluckt die UV-Strahlung und erwärmt dabei die Schicht, daher steigt dort die Temperatur mit der Höhe.

Welche Temperatur hat die Tropopause über dem Äquator näherungsweise?

etwa −45 °C etwa −55 °C etwa −75 °C etwa 0 °C

Die äquatoriale Tropopause liegt mit rund 16 km (FL520) am höchsten und ist mit etwa −75 °C zugleich am kältesten. Über den Polen sind es bei ~8 km nur etwa −45 °C.

In welchem Höhenbereich liegt die Ozonschicht hauptsächlich?

0–10 km 15–45 km 50–70 km 80–120 km

Das Ozon konzentriert sich in etwa 15 bis 45 km Höhe in der Stratosphäre, wo es UV-Strahlung absorbiert und die Schicht erwärmt.

Welche Rolle spielen Aerosole als Kondensationskerne?

Sie erwärmen die Stratosphäre An ihnen lagert sich Wasserdampf an und wird zu Tröpfchen Sie bilden die Tropopause Sie ersetzen den Sauerstoff

Aerosole wie Staub, Pollen oder Seesalz sind Kondensationskerne: Erst an diesen Teilchen lagert sich Wasserdampf an und wird zu Wassertröpfchen. Ohne sie gäbe es kaum Wolkenbildung.

Die ISA & reale Abweichungen 2 min

Damit Höhenmesser, Performance-Tabellen und Triebwerksdaten weltweit vergleichbar sind, braucht es eine genormte Referenzatmosphäre: die Internationale Standardatmosphäre (ISA). Sie legt fest: auf Meereshöhe 15 °C und 1013,25 hPa, dazu eine Temperaturabnahme von 2 °C pro 1000 ft, bis bei FL360 die Tropopause mit -56,5 °C erreicht ist. Darüber bleibt es isotherm.

Die echte Atmosphäre hält sich selten exakt daran. Die Abweichung nennt man ISA-Deviation: tatsächliche Temperatur minus Standardtemperatur in der jeweiligen Höhe. Beispiel: In FL100 wären nach ISA -5 °C zu erwarten (15 minus 2×10). Misst du dort 0 °C, herrscht ISA+5.

Warum dich das im Cockpit interessiert: An einem ISA+-Tag ist die Luft wärmer und dünner als die Norm. Dein Höhenmesser zeigt dann mehr an, als du wahr fliegst, und die Performance leidet. ISA-Deviation ist damit die Brücke zwischen der sauberen Theorie und dem, was Maschine und Instrumente real tun.

Übungsfragen (5)

Welche Werte definiert die ISA auf Meereshöhe?

15 °C und 1013,25 hPa 0 °C und 1000 hPa 20 °C und 1025 hPa 15 °C und 1000 hPa

Die ISA setzt auf Meereshöhe 15 °C und 1013,25 hPa an. Das ist die Bezugsbasis für Höhenmesser und Performance.

In FL100 misst du eine Außentemperatur von -1 °C. Wie groß ist die ISA-Deviation?

ISA+4 ISA-4 ISA+1 ISA-1

ISA-Temperatur in FL100 = 15 − 2×10 = -5 °C. Gemessen -1 °C, also -1 − (-5) = +4, somit ISA+4.

Was bedeutet eine positive ISA-Deviation für die Flugleistung?

Bessere Leistung, weil dichtere Luft Schlechtere Leistung, weil dünnere Luft Keine Auswirkung auf die Leistung Nur Auswirkung auf den Funk

Wärmer als ISA heißt dünnere Luft. Triebwerk, Propeller und Tragfläche arbeiten in dünnerer Luft schlechter, die Performance sinkt.

Welchen Temperaturgradienten nimmt die ISA in der Troposphäre an?

etwa 1 °C pro 1000 ft etwa 2 °C pro 1000 ft etwa 3 °C pro 1000 ft die Temperatur bleibt konstant

Die ISA nimmt rund 2 °C Abnahme pro 1000 ft an (6,5 °C/km), bis etwa zur Tropopause in rund 36 000 ft.

Was nimmt die ISA oberhalb der Tropopause (ab rund 36 000 ft) an?

weitere Abkühlung mit 2 °C/1000 ft eine konstante Temperatur von rund −56,5 °C eine Erwärmung mit der Höhe Temperatursprünge je nach Wetter

Oberhalb der Tropopause setzt die ISA eine isotherme Schicht mit rund −56,5 °C an, die Temperatur bleibt dort über eine große Höhenspanne konstant.

Luftdichte & Dichtehöhe 2 min

Auftrieb und Triebwerksschub leben von der Masse Luft, die pro Sekunde über die Tragfläche und durch das Triebwerk strömt. Entscheidend ist also nicht der Druck allein, sondern die Dichte. Und die sinkt, wenn die Luft heiß, hoch gelegen oder feucht ist. Drei Feinde der Performance, gut zu merken als High, Hot, Humid.

Die Dichtehöhe (Density Altitude) übersetzt diese drei Faktoren in eine einzige Zahl: Sie ist die Druckhöhe, korrigiert um die Temperaturabweichung von der ISA. Sie sagt dir, in welcher ISA-Höhe sich dein Flugzeug performancemäßig gerade „fühlt". An einem heißen Tag auf einem Bergflugplatz kann die Dichtehöhe tausende Fuß über der tatsächlichen Platzhöhe liegen.

Praktisch heißt das: längere Startrollstrecke, flacherer Steigwinkel, längere Landerollstrecke. Genau hier passieren im Sommer Unfälle, wenn Piloten mit Winter-Bauchgefühl von einem heißen, hoch gelegenen Platz starten. Bei hoher Dichtehöhe also immer das Performance-Diagramm rechnen, nicht schätzen.

Übungsfragen (5)

Welche Kombination ergibt die höchste Dichtehöhe?

Tief, kalt, trocken Hoch, heiß, feucht Tief, heiß, trocken Hoch, kalt, trocken

High, Hot, Humid: große Höhe, hohe Temperatur und hohe Feuchte senken die Luftdichte am stärksten und treiben die Dichtehöhe nach oben.

Was bewirkt eine hohe Dichtehöhe beim Start?

Kürzere Startrollstrecke Längere Startrollstrecke und flacheres Steigen Höhere Steigrate Keine Veränderung

In dünnerer Luft erzeugen Tragfläche und Triebwerk weniger, das Flugzeug braucht mehr Strecke zum Abheben und steigt flacher.

Wie ist die Dichtehöhe definiert?

Druckhöhe korrigiert um die Temperaturabweichung Die wahre Höhe über Grund Die Höhe der Tropopause Die vom Höhenmesser angezeigte Höhe

Dichtehöhe ist die Druckhöhe, korrigiert um die Abweichung der Temperatur von der ISA. Sie beschreibt die performancewirksame Höhe.

Wie wirkt hohe Luftfeuchtigkeit auf die Luftdichte?

Sie erhöht die Dichte Sie senkt die Dichte, feuchte Luft ist leichter Sie hat keinen Einfluss Sie verdoppelt die Dichte

Feuchte Luft ist leichter als trockene, weil Wasserdampf eine geringere Molekülmasse hat als Stickstoff oder Sauerstoff. Hohe Feuchte senkt die Dichte und erhöht damit die Dichtehöhe.

Wie verändert sich die Triebwerks- und Propellerleistung bei hoher Dichtehöhe?

Sie steigt Sie sinkt, weil weniger Luftmasse zur Verfügung steht Sie bleibt gleich Nur die Propellerleistung steigt

Bei hoher Dichtehöhe steht weniger Luftmasse zur Verfügung. Triebwerksleistung, Propellerwirkung und Auftrieb nehmen ab, Start- und Steigleistung verschlechtern sich.

Temperaturstrahlung & Inversionen 2 min

Normalerweise wird es nach oben kälter. Eine Inversion dreht das um: In einer begrenzten Schicht nimmt die Temperatur mit der Höhe zu. Diese warme Schicht wirkt wie ein Deckel, unter dem sich Feuchte, Dunst und Schadstoffe sammeln. Inversionen bedeuten stabile Luft, also glatten Flug, aber oft mäßige Sicht.

Die Bodeninversion entsteht in klaren, windschwachen Nächten. Der Boden strahlt Wärme ab und kühlt aus, die bodennahe Luft kühlt mit, während es darüber wärmer bleibt. Folge: Strahlungsnebel, Reif und am Morgen schlechte Sichten. Mit der Sonneneinstrahlung löst sich diese Inversion meist wieder auf.

Die Absinkinversion liegt höher und entsteht in Hochdruckgebieten: Großräumig absinkende Luft (Subsidenz) wird beim Sinken komprimiert und erwärmt sich. Darunter staut sich oft eine Dunst- oder Wolkenschicht mit scharfer Obergrenze, darüber ist die Sicht meist hervorragend. An der Inversionsgrenze kann Windscherung auftreten.

Übungsfragen (5)

Was kennzeichnet eine Inversion?

Temperatur nimmt mit der Höhe ab Temperatur bleibt konstant Temperatur nimmt mit der Höhe zu Der Druck steigt mit der Höhe

In einer Inversion steigt die Temperatur mit der Höhe an, statt wie üblich zu fallen. Die warme Schicht wirkt als stabiler Deckel.

Unter welchen Bedingungen bildet sich typischerweise eine Bodeninversion?

Bewölkte, windige Nacht Klare, windschwache Nacht Heißer, sonniger Nachmittag Während einer Kaltfrontpassage

Bei klarem Himmel und schwachem Wind strahlt der Boden nachts ungehindert Wärme ab und kühlt die bodennahe Luft aus. Das begünstigt Strahlungsnebel und Reif.

Wie entsteht eine Absinkinversion?

Durch aufsteigende Warmluft Durch nächtliche Ausstrahlung am Boden Durch absinkende, sich erwärmende Luft im Hochdruck Durch Verdunstung über dem Meer

In Hochdruckgebieten sinkt Luft großräumig ab (Subsidenz) und erwärmt sich dabei durch Kompression. So entsteht in der Höhe eine warme, stabile Schicht.

Wie wirkt eine Inversion auf die vertikale Durchmischung der Luft?

Sie verstärkt die Durchmischung Sie unterdrückt sie, darunter sammeln sich Dunst und Schadstoffe Sie hat keinen Einfluss Sie erzeugt kräftige Aufwinde

Eine Inversion ist sehr stabil und wirkt wie ein Deckel. Sie unterdrückt die vertikale Durchmischung, sodass sich Dunst, Feuchte und Schadstoffe darunter ansammeln.

An welcher Stelle einer Warmfront findet sich eine Inversion?

Es gibt dort keine Inversion an der Grenzfläche, wo warme Luft über kältere aufgleitet nur am Boden in der Stratosphäre

An einer Warmfront gleitet warme Luft über die kältere am Boden. An dieser Grenzfläche liegt warm über kalt, eine Frontinversion.

Luftfeuchtigkeit, Taupunkt & Spread 2 min

Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte, das ist der Schlüssel zur Feuchtelehre. Die absolute Feuchte ist die tatsächlich enthaltene Wasserdampfmenge. Die relative Feuchte sagt, wie voll der Krug ist: wie viel Prozent der bei dieser Temperatur maximal möglichen Menge gerade enthalten sind. Kühlt feuchte Luft ab, steigt die relative Feuchte, obwohl sich die Wassermenge nicht ändert.

Der Taupunkt ist die Temperatur, auf die du die Luft abkühlen müsstest, damit sie gesättigt ist (100 % relative Feuchte). Liegen Temperatur und Taupunkt nahe beieinander, ist die Luft fast gesättigt, Nebel und Wolken sind in Reichweite. Diesen Abstand nennt man Spread: Temperatur minus Taupunkt.

Der Spread ist ein direktes Cockpit-Werkzeug. Eine kleine Faustformel schätzt die Wolkenuntergrenze konvektiver Wolken: Spread geteilt durch 2,5, mal 1000 ft. Beispiel: 15 °C bei einem Taupunkt von 5 °C ergibt Spread 10, also rund 4000 ft Basis. Schrumpft der Spread gegen null, rechne mit Nebel.

Übungsfragen (5)

Was beschreibt die relative Luftfeuchtigkeit?

Die absolute Wassermenge in Gramm Den Prozentsatz der bei dieser Temperatur maximal möglichen Feuchte Die Temperatur der Sättigung Den Luftdruck in Bodennähe

Die relative Feuchte gibt an, wie viel Prozent der bei der aktuellen Temperatur maximal möglichen Wasserdampfmenge tatsächlich vorhanden sind.

Was ist der Taupunkt?

Die Temperatur, bei der die Luft gesättigt ist Die höchste Tagestemperatur Der Druck auf Meereshöhe Die Tropopausentemperatur

Der Taupunkt ist die Temperatur, auf die Luft abgekühlt werden müsste, um 100 % relative Feuchte zu erreichen. Dann beginnt Kondensation.

Temperatur 20 °C, Taupunkt 10 °C. Welche konvektive Wolkenbasis schätzt die Faustformel?

~2000 ft ~4000 ft ~6000 ft ~8000 ft

Spread = 20 − 10 = 10. 10 / 2,5 × 1000 ft = 4000 ft. Die Formel liefert eine grobe Schätzung der Untergrenze konvektiver Wolken.

Was bedeutet ein kleiner Spread (geringe Differenz Temperatur zu Taupunkt)?

Die Luft ist sehr trocken Die Luft ist nahe der Sättigung, Nebel und Wolken sind wahrscheinlich Es herrscht starker Wind Der Luftdruck ist hoch

Ein kleiner Spread heißt, die Lufttemperatur liegt nahe dem Taupunkt. Die Luft ist fast gesättigt, Nebel oder tiefe Wolken werden wahrscheinlich.

Wie ändert sich die relative Luftfeuchtigkeit, wenn sich Luft bei gleichem Wasserdampfgehalt erwärmt?

Sie steigt Sie sinkt Sie bleibt gleich Sie springt auf 100 %

Wärmere Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen. Bleibt der Wasserdampfgehalt gleich, sinkt die relative Feuchte bei Erwärmung.

Adiabatische Prozesse 2 min

Steigt ein Luftpaket auf, sinkt der Umgebungsdruck, das Paket dehnt sich aus und kühlt ab, ganz ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung. Genau das meint adiabatisch. Absinkende Luft wird umgekehrt komprimiert und erwärmt sich. Diese Eigenkühlung beim Aufsteigen ist der Motor jeder Wolkenbildung.

Solange die Luft ungesättigt ist, kühlt sie mit der trockenadiabatischen Rate (DALR) ab: konstant 3 °C pro 1000 ft (1 °C/100 m). Erreicht das Paket seinen Taupunkt, kondensiert Wasserdampf und setzt latente Wärme frei. Diese Wärme bremst die weitere Abkühlung.

Ab dem Kondensationsniveau gilt deshalb die feuchtadiabatische Rate (SALR). Sie ist kleiner als die DALR und nicht konstant, sondern variabel, weil sie von Temperatur und Feuchtegehalt abhängt. Als grober Mittelwert dienen rund 1,5 °C pro 1000 ft (etwa 0,6 °C/100 m). Dass die feuchte Luft langsamer abkühlt, hält sie länger wärmer als ihre Umgebung und treibt Quellwolken in die Höhe.

Übungsfragen (5)

Wie groß ist die trockenadiabatische Abkühlungsrate (DALR)?

1,5 °C / 1000 ft 2 °C / 1000 ft 3 °C / 1000 ft 6,5 °C / 1000 ft

Ungesättigte Luft kühlt beim Aufsteigen konstant mit 3 °C pro 1000 ft (1 °C/100 m) ab. Nicht mit dem ISA-Gradienten von 2 °C/1000 ft verwechseln.

Warum kühlt gesättigte Luft langsamer ab als trockene?

Weil sie schwerer ist Weil bei der Kondensation latente Wärme frei wird Weil der Druck dort nicht fällt Weil sie weniger Sauerstoff enthält

Bei der Kondensation wird latente Wärme frei. Diese Wärme bremst die Abkühlung, daher ist die feuchtadiabatische Rate kleiner als die trockenadiabatische.

Was gilt für die feuchtadiabatische Rate (SALR)?

Sie ist konstant 3 °C / 1000 ft Sie ist variabel und im Mittel kleiner als die DALR Sie ist immer größer als die DALR Sie hängt nur vom Luftdruck ab

Die SALR ist nicht konstant, sie hängt von Temperatur und Feuchte ab. Im Mittel liegt sie bei rund 1,5 °C/1000 ft und damit unter der DALR.

Was bedeutet der Begriff „adiabatisch"?

mit starkem Wärmeaustausch ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung, Temperaturänderung allein durch Druckänderung nur bei Sonnenschein nur in Wolken

Adiabatisch heißt ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung. Ein aufsteigendes Luftpaket kühlt allein durch Ausdehnung (Druckabnahme) ab, ein absinkendes erwärmt sich durch Kompression.

Warum erwärmt sich absinkende Luft?

durch Sonneneinstrahlung durch Kompression bei steigendem Druck (adiabatische Erwärmung) durch Reibung am Boden sie erwärmt sich nicht

Beim Absinken steigt der Umgebungsdruck, die Luft wird komprimiert und erwärmt sich adiabatisch, ohne Wärme von außen. Das ist die Ursache der Absinkinversion im Hoch.

Stabilität & Labilität 2 min

Stabilität beantwortet eine einzige Frage: Steigt ein angehobenes Luftpaket von selbst weiter, oder sinkt es zurück? Maßgeblich ist der Vergleich seiner Temperatur mit der Umgebung, deren tatsächliche Schichtung der vertikale Temperaturgradient (ELR) beschreibt. Wärmeres Paket als Umgebung heißt leichter, es steigt weiter: labil. Kälteres Paket sinkt zurück: stabil.

Labile Luft bedeutet kräftige Vertikalbewegung: Quellwolken vom Cumulus bis zum Cumulonimbus, Schauer, Böen, Turbulenz, aber meist gute Sicht zwischen den Wolken. Stabile Luft unterdrückt das Aufsteigen: flache Schichtwolken (Stratus), Hochnebel, Dunst, glatter Flug, dafür oft eingeschränkte Sicht.

Den Vergleich macht man über die adiabatischen Raten: Ist der ELR größer als die DALR, ist die Luft absolut labil. Ist er kleiner als die SALR, ist sie absolut stabil. Liegt der ELR zwischen SALR und DALR, ist die Luft bedingt labil, also stabil für trockene, aber labil für gesättigte Pakete. Im Tephigramm liest man das als Lage der Zustandskurve relativ zu den Adiabaten ab.

Übungsfragen (5)

Wann ist die Atmosphäre labil (instabil)?

Das Luftpaket ist kälter als die Umgebung Das Luftpaket ist wärmer als die Umgebung und steigt weiter Die Temperatur nimmt mit der Höhe zu Der Wind ist schwach

Ist das aufsteigende Paket wärmer und damit leichter als die Umgebung, steigt es von selbst weiter. Das ist labile Schichtung und begünstigt Quellbewölkung.

Welche Wolken und Bedingungen sind typisch für stabile Luft?

Cumulonimbus und Schauer Schichtwolken, Hochnebel und Dunst Kräftige Thermik Hagel und Böenlinien

Stabile Luft unterdrückt das Aufsteigen. Es entstehen flache Schichtwolken, Hochnebel und Dunst, der Flug ist glatt, die Sicht aber oft mäßig.

Was bedeutet bedingte Labilität?

ELR größer als die DALR ELR kleiner als die SALR ELR liegt zwischen SALR und DALR Die Temperatur ist überall gleich

Bei bedingter Labilität liegt der Umgebungsgradient zwischen feucht- und trockenadiabatischer Rate: stabil für ungesättigte, labil für gesättigte Luftpakete.

Wie verhält sich ein angehobenes Luftpaket in stabiler Schichtung?

Es steigt von selbst weiter Es ist kühler und schwerer als die Umgebung und sinkt zurück Es bleibt schwebend stehen Es löst sich auf

In stabiler Luft kühlt das angehobene Paket schneller ab als die Umgebung, wird schwerer und sinkt in seine Ausgangslage zurück. Vertikalbewegungen werden gedämpft.

Wie ist die Sicht typischerweise bei stabiler gegenüber labiler Schichtung?

bei stabiler Luft besser bei stabiler Luft oft schlechter (Dunst sammelt sich), bei labiler gut immer gleich bei labiler Luft immer schlecht

Stabile Luft unterdrückt die Durchmischung, Dunst und Feuchte sammeln sich, die Sicht ist oft mäßig. Labile Luft durchmischt kräftig, die Sicht ist meist gut.

Das Gasgesetz: was Luftdichte wirklich steuert 2 min

Stell dir Luft wie eine Menschenmenge in einem Raum vor: Wie dicht es zugeht, hängt davon ab, wie stark man von außen zusammendrückt (Druck) und wie wild sich alle bewegen (Temperatur). Genau das beschreibt das ideale Gasgesetz. In der für die Fliegerei handlichen Form lautet es P = ρ · R · T: Druck gleich Dichte mal Gaskonstante mal absolute Temperatur in Kelvin.

Stellt man die Gleichung nach der Dichte um, wird die Doppelregel sofort sichtbar: Die Dichte ρ steigt mit dem Druck und sinkt mit der Temperatur. Hoher Druck presst die Moleküle zusammen, hohe Temperatur treibt sie auseinander. Für trockene Luft ist die spezifische Gaskonstante eine feste Zahl, R = 287,05 J/(kg·K) — die brauchst du nicht herleiten, aber die Größenordnung sollte sitzen.

Jetzt der Knackpunkt, den viele unterschätzen: Feuchte Luft ist leichter als trockene. Wasserdampf-Moleküle (H₂O) wiegen weniger als die Stickstoff- (N₂) und Sauerstoff-Moleküle (O₂), die sie verdrängen. Damit Druck und Dichte trotzdem sauber zusammenpassen, rechnet die Meteorologie mit der virtuellen Temperatur: jener Temperatur, die trockene Luft hätte, um dieselbe Dichte wie die feuchte zu zeigen. Sie ist immer etwas höher als die echte Temperatur — die feuchte Luft verhält sich dichtemäßig wie wärmere, dünnere Trockenluft. Das ist das dritte H von High, Hot, Humid, jetzt mit physikalischem Unterbau.

Übungsfragen (5)

Wie hängt die Luftdichte nach dem Gasgesetz von der Temperatur ab?

Sie steigt mit der Temperatur Sie sinkt mit steigender Temperatur Sie ist von der Temperatur unabhängig Sie steigt nur über 0 °C

Aus P = ρ · R · T folgt ρ = P / (R · T). Bei festem Druck sinkt die Dichte, wenn die Temperatur steigt: Warme Luft ist dünner.

Welchen Wert hat die spezifische Gaskonstante für trockene Luft?

8,31 J/(kg·K) rund 287 J/(kg·K) 1013 J/(kg·K) 9,81 J/(kg·K)

Die spezifische Gaskonstante trockener Luft beträgt rund 287 J/(kg·K) (genauer 287,05). Die 8,31 ist dagegen die universelle Gaskonstante pro Mol.

Ist feuchte Luft dichter oder leichter als trockene Luft bei gleichem Druck und gleicher Temperatur?

Dichter, weil Wasser schwer ist Leichter, weil Wasserdampf-Moleküle leichter sind als N₂ und O₂ Genau gleich Das hängt nur vom Wind ab

Wasserdampf (H₂O) ist leichter als die verdrängten Stickstoff- und Sauerstoff-Moleküle. Feuchte Luft ist daher weniger dicht, was die Dichtehöhe erhöht.

Was beschreibt die virtuelle Temperatur?

Die Temperatur im Triebwerk Die Temperatur, bei der trockene Luft dieselbe Dichte hätte wie die feuchte Die Temperatur am Taupunkt Die ISA-Temperatur in der Tropopause

Die virtuelle Temperatur erlaubt es, das einfache Gasgesetz auf feuchte Luft anzuwenden: Es ist die Temperatur, die trockene Luft bei gleicher Dichte und gleichem Druck hätte. Sie liegt stets etwas über der realen Temperatur.

In der Gleichung P = ρ · R · T: In welcher Einheit muss die Temperatur eingesetzt werden?

in Grad Celsius in Kelvin (absolute Temperatur) in Grad Fahrenheit die Einheit ist egal

Das Gasgesetz gilt nur mit der absoluten Temperatur in Kelvin. 0 °C entsprechen 273,15 K; sonst kämen bei niedrigen Temperaturen unsinnige Dichten heraus.

Mischungsverhältnis, Dampfdruck & Sättigung 2 min

Die Feuchte-Lektion hat Taupunkt und Spread eingeführt. Hier kommt das physikalische Gerüst dahinter — die Größen, mit denen die ECQB tatsächlich rechnet. Erste Größe: das Mischungsverhältnis r = m_v / m_A, die Masse Wasserdampf pro Masse trockener Luft, in g/kg. Es sagt, wie viel Wasser wirklich drinsteckt. Das Sättigungs-Mischungsverhältnis rw ist der Maximalwert, den die Luft bei gegebener Temperatur und gegebenem Druck fassen kann.

Zweite Größe: der Dampfdruck e (engl. vapour pressure). Nach dem Gesetz von Dalton ist der Gesamtdruck die Summe der Partialdrücke: P = P_a + e, wobei P_a der Anteil der trockenen Luft ist und e der Partialdruck des Wasserdampfs, gemessen in hPa. Der maximal mögliche Dampfdruck bei einer Temperatur heißt Sättigungsdampfdruck ew — und das ist der Clou: ew hängt nur von der Temperatur ab, nicht vom Druck oder sonst etwas. ew steigt steil mit der Temperatur (0 °C ≈ 6 hPa, 10 °C ≈ 12 hPa, 20 °C ≈ 23 hPa). Genau deshalb kann warme Luft so viel mehr Wasser tragen.

Jetzt die Brücke zum Taupunkt: Der Taupunkt t_d ist die Temperatur, bei der der vorhandene Dampfdruck gerade dem Sättigungswert entspricht, also e = ew(t_d). Damit übersetzt eine einzige Sättigungstabelle in beide Richtungen — aus der Temperatur den maximalen ew, aus dem Taupunkt den tatsächlichen e. Die relative Feuchte ist dann U = 100 · e/ew (≈ 100 · r/rw). Und weil rw ≈ 0,622 · ew/P gilt (ew ≪ P), hängt das Sättigungs-Mischungsverhältnis von beiden ab: Es steigt mit der Temperatur (über ew) und sinkt mit steigendem Druck. Praktisch heißt das auch: Steigt ein ungesättigtes Paket auf, bleibt sein r konstant, aber rw fällt mit der Abkühlung — die relative Feuchte klettert, bis bei 100 % Kondensation einsetzt.

Übungsfragen (5)

Was beschreibt das Mischungsverhältnis r?

die Temperatur der Sättigung die Masse Wasserdampf pro Masse trockener Luft den Gesamtluftdruck die Wolkenuntergrenze

Das Mischungsverhältnis r = m_v/m_A ist die Masse des Wasserdampfs pro Masse trockener Luft, meist in g/kg. Das Sättigungs-Mischungsverhältnis rw ist der bei gegebener Temperatur und Druck maximal mögliche Wert.

Was besagt das Gesetz von Dalton für feuchte Luft?

Der Gesamtdruck ist die Summe der Partialdrücke: P = P_a + e Der Druck ist unabhängig vom Wasserdampf Der Dampfdruck ist immer 1013 hPa Feuchte Luft hat keinen Partialdruck

Nach Dalton addieren sich die Partialdrücke der Komponenten. Bei feuchter Luft gilt P = P_a + e, mit P_a für die trockene Luft und e für den Wasserdampf (Dampfdruck in hPa).

Wovon hängt der Sättigungsdampfdruck ew ab?

nur vom Luftdruck allein von der Temperatur von der Windgeschwindigkeit von der Flughöhe

Der Sättigungsdampfdruck ew ist eine reine Funktion der Temperatur und steigt steil mit ihr. Deshalb kann warme Luft deutlich mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte.

Welche Beziehung verknüpft den Taupunkt t_d mit dem Dampfdruck e?

e = ew(t_d): der aktuelle Dampfdruck gleicht dem Sättigungswert beim Taupunkt e = P − ew e = 1013 − t_d e ist von t_d unabhängig

Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der der vorhandene Dampfdruck gerade Sättigung erreicht: e = ew(t_d). So lässt sich aus dem Taupunkt der tatsächliche Dampfdruck ablesen.

Wie ändert sich das Sättigungs-Mischungsverhältnis rw mit Temperatur und Druck?

es steigt mit der Temperatur und sinkt mit steigendem Druck es sinkt mit der Temperatur und steigt mit dem Druck es ist konstant es hängt nur vom Wind ab

Wegen rw ≈ 0,622·ew/P steigt rw mit der Temperatur (über ew) und sinkt mit zunehmendem Druck. Beim Aufsteigen kühlt ein Paket, rw fällt, die relative Feuchte steigt bis zur Sättigung.

Phasenübergänge, latente Wärme & Unterkühlung 2 min

Wasser ist der heimliche Motor des Wetters, weil es bei jedem Phasenwechsel große Energiemengen aufnimmt oder abgibt — die latente Wärme. „Latent" heißt versteckt: Die Energie ändert nur den Aggregatzustand, nicht die Temperatur. Drei Zustände, sechs Übergänge. Wärme aufnehmend (endotherm): Schmelzen (fest→flüssig), Verdunsten/Verdampfen (flüssig→gasförmig), Sublimation (fest→gasförmig direkt). Wärme abgebend (exotherm): Gefrieren/Erstarren (flüssig→fest), Kondensation (gasförmig→flüssig), Resublimation/feste Kondensation (gasförmig→fest, z. B. Raureif).

Die Zahlenwerte solltest du der Größenordnung nach kennen: Schmelzwärme Lf ≈ 334 kJ/kg, Verdampfungswärme Lv ≈ 2501 kJ/kg — also rund das Siebenfache —, und die Sublimationswärme Ls = Lf + Lv ≈ 2835 kJ/kg. Diese Energien sind gewaltig: Beim Aufsteigen kondensiert Wasserdampf, gibt Lv frei und heizt damit die Wolke an — genau das treibt Quellwolken und Gewitter. Umgekehrt kühlt Verdunstung (Lv wird entzogen), weshalb nasse Wäsche trocknet und der Körper schwitzt. Nur etwa 1 % des atmosphärischen Wassers ist kondensiert (als Wolke); trotzdem bedecken Wolken die halbe Erde.

Kondensation braucht in der Realität Kondensationskerne — winzige Schwebeteilchen (Staub, Seesalz, Ruß, Vulkanasche, Pollen, 0,1 bis einige µm). Fehlen sie, kann der Dampfdruck den Sättigungswert übersteigen: Übersättigung (e > ew), selten und nur in sehr sauberer Luft über 8–10 km (das ist der Mechanismus der Kondensstreifen). Zwei prüfungsrelevante Feinheiten: Erstens kann Wasser flüssig bleiben, obwohl es kälter als 0 °C ist — Unterkühlung. Sie ist zwischen 0 und −15 °C sehr häufig und bis etwa −40 °C möglich; der Zustand ist labil und gefriert schlagartig bei einer Störung — die Wurzel der Flugzeugvereisung. Zweitens ist der Sättigungsdampfdruck über Eis kleiner als über (unterkühltem) Wasser (e_i < e_w bei t < 0 °C). Genau dieses Gefälle lässt in Mischwolken Eiskristalle auf Kosten der Tröpfchen wachsen — der Bergeron-Prozess der Niederschlagsbildung.

Übungsfragen (5)

Welche Phasenübergänge nehmen Wärme auf (endotherm)?

Gefrieren, Kondensation, Resublimation Schmelzen, Verdunsten, Sublimation nur das Schmelzen alle Übergänge geben Wärme ab

Schmelzen, Verdunsten und Sublimation nehmen latente Wärme auf (endotherm). Die Gegenrichtungen Gefrieren, Kondensation und Resublimation geben sie wieder ab (exotherm).

Was bedeutet „latente" Wärme?

Wärme, die den Aggregatzustand ändert, ohne die Temperatur zu ändern Wärme, die nur die Temperatur erhöht die Wärme der Sonne Wärme, die im Triebwerk entsteht

Latente (verborgene) Wärme wird beim Phasenwechsel aufgenommen oder freigesetzt, ohne dass sich die Temperatur ändert. Sie ist der wichtigste Energietransport im Wettergeschehen.

Wie verhält sich die Verdampfungswärme Lv zur Schmelzwärme Lf?

sie ist kleiner sie ist deutlich größer (~2501 gegenüber ~334 kJ/kg) beide sind gleich Lv ist null

Die Verdampfungswärme (~2501 kJ/kg) ist rund siebenmal so groß wie die Schmelzwärme (~334 kJ/kg). Die Sublimationswärme ist die Summe beider: Ls = Lf + Lv ≈ 2835 kJ/kg.

Bis zu welcher Temperatur kann Wasser als unterkühlte Flüssigkeit vorliegen?

nur bis 0 °C in der Atmosphäre bis etwa −40 °C (häufig zwischen 0 und −15 °C) bis −100 °C Wasser kann nicht unterkühlt sein

Unterkühltes Wasser bleibt unter 0 °C flüssig, sehr häufig zwischen 0 und −15 °C und möglich bis etwa −40 °C. Der Zustand ist labil und gefriert bei einer Störung schlagartig — die Ursache der Flugzeugvereisung.

Warum wachsen in einer Mischwolke Eiskristalle auf Kosten der Wassertröpfchen (Bergeron-Prozess)?

weil der Sättigungsdampfdruck über Eis kleiner ist als über unterkühltem Wasser weil Eis schwerer ist weil die Tröpfchen wärmer sind weil der Wind die Kristalle anbläst

Unter 0 °C ist e_i < e_w: Über Eis ist der Sättigungsdampfdruck kleiner. Die Luft ist gegenüber Eis übersättigt, während sie gegenüber Wasser gerade gesättigt ist, sodass Dampf auf die Kristalle übergeht und die Tröpfchen verdunsten.

Stabilitätstypen & freier Konvektionspunkt 3 min

Bisher hieß es: ein Paket steigt von selbst, wenn es wärmer als die Umgebung ist. Stell dir das Paket aber wie eine Kugel in einer Landschaft vor — dann gibt es nicht nur „rauf" oder „runter", sondern vier Geländeformen. In einer Mulde rollt die Kugel nach jeder Störung zurück: stabiles Gleichgewicht (das Paket ist nach der Hebung kälter als die Umgebung, t_Paket < t_Luft). Auf einem Bergrücken rollt sie weiter weg: labiles Gleichgewicht (t_Paket > t_Luft). Auf ebener Fläche bleibt sie liegen: indifferentes Gleichgewicht (t_Paket = t_Luft). Und in einer Mulde mit kleinem Wall ringsum bleibt sie ruhig, solange der Stoß schwach ist, kippt aber über die Kante, sobald er stark genug ist: bedingtes Gleichgewicht.

Trägt man im Diagramm die Zustandskurve der Umgebung relativ zur Trocken- und Feuchtadiabate durch den Zustandspunkt ein, entstehen drei Zonen. Liegt die Umgebungskurve rechts der Feuchtadiabate (Zone A), ist das Paket auf jeder Höhe kälter als die Umgebung (t_Luft > t_Paket): absolute Stabilität. Liegt sie links der Trockenadiabate (Zone B), ist das Paket überall wärmer (t_Luft < t_Paket): absolute Labilität. Liegt sie dazwischen (Zone C, also zwischen SALR und DALR), entscheidet die Stärke des Anstoßes — das ist die bedingte Labilität.

Der Schlüsselbegriff der Zone C ist der freie Konvektionspunkt (Level of Free Convection, L). Solange das Paket ungesättigt ist, bleibt es stabil und sinkt zurück. Wird es bei kräftiger Hebung gesättigt, folgt es ab dem Kondensationsniveau der flacheren Feuchtadiabate — und kreuzt irgendwann die Umgebungskurve. Ab diesem Punkt L ist es wärmer als die Umgebung und steigt von selbst weiter. Nur Pakete mit genug Anfangsenergie erreichen L, deshalb spricht man auch von selektiver Labilität. Praktisch heißt das: Eine scheinbar ruhige Luftmasse kann am Nachmittag schlagartig hochreichende Gewitter entwickeln, sobald Thermik oder Gelände die Pakete über L hebt.

Übungsfragen (5)

Was kennzeichnet die absolute Stabilität (Zone A)?

Das Paket ist auf jeder Höhe wärmer als die Umgebung Das Paket ist auf jeder Höhe kälter als die Umgebung (t_Luft > t_Paket) Das Paket steigt nach einem schwachen Stoß weiter Es bildet sich immer ein Cumulonimbus

In Zone A liegt die Umgebungskurve rechts der Feuchtadiabate. Das gehobene Paket ist auf jeder Höhe kälter und schwerer als die Umgebung und sinkt zurück — absolute Stabilität.

Was ist der freie Konvektionspunkt (Level of Free Convection)?

die Höhe der Tropopause die Höhe, ab der das gesättigte Paket wärmer als die Umgebung wird und von selbst weitersteigt das Bodenniveau der Punkt, an dem die Sicht null wird

Am freien Konvektionspunkt L kreuzt die Feuchtadiabate des gesättigten Pakets die Umgebungskurve. Oberhalb ist das Paket wärmer als die Umgebung und steigt selbsttätig — der Auslöser hochreichender Konvektion.

Wo liegt die Umgebungskurve bei bedingter Labilität (Zone C)?

rechts der Feuchtadiabate links der Trockenadiabate zwischen Feucht- und Trockenadiabate (zwischen SALR und DALR) genau auf der Trockenadiabate

Bedingte Labilität liegt vor, wenn der Umgebungsgradient zwischen SALR und DALR liegt: stabil für ungesättigte, labil für gesättigte Pakete. Ob es zur Konvektion kommt, hängt von der Stärke des Anstoßes ab.

Warum spricht man bei Zone C auch von selektiver Labilität?

weil nur Pakete mit genügend Anfangsenergie den freien Konvektionspunkt überschreiten weil nur trockene Luft aufsteigt weil sich nur nachts Wolken bilden weil nur über dem Meer Konvektion möglich ist

Nur ein Teil der Pakete erhält einen Anstoß, der stark genug ist, sie über den freien Konvektionspunkt zu heben. Diese werden labil, die übrigen bleiben stabil — daher selektive (ausgewählte) Labilität.

Welches mechanische Bild passt zum indifferenten Gleichgewicht?

Kugel in einer Mulde Kugel auf einem Bergrücken Kugel auf einer ebenen Fläche — sie bleibt nach der Störung an Ort und Stelle Kugel in einer Mulde mit Wall

Beim indifferenten Gleichgewicht ist t_Paket = t_Luft. Wie eine Kugel auf ebener Fläche bleibt das Paket dort, wohin man es schiebt — es steigt weder weiter noch sinkt es zurück.

Das thermodynamische & das schiefe Diagramm 3 min

Ein thermodynamisches Diagramm ist die Landkarte des Meteorologen: Die Senkrechte ist der Druck (logarithmisch, fällt nach oben — also Höhe), die Waagerechte die Temperatur. Darauf liegen drei Kurvenscharen. Die Trockenadiabaten (durchgezogene grüne Linien) zeigen, wie ein ungesättigtes Paket beim Heben abkühlt; die Feuchtadiabaten oder Pseudoadiabaten (grün gestrichelt) gelten für gesättigte Luft; und die Linien gleichen Mischungsverhältnisses (Iso-r, fein gestrichelt) sagen, wie viel Wasserdampf das Paket trägt. Der Trick: Fast jede Größe wächst nach rechts — nur der Druck nicht, denn eine waagerechte Linie ist eine einzige Druckfläche.

Ein moist-air-Paket wird durch zwei Punkte beschrieben: den Zustandspunkt (P, t) und den Taupunkt (P, t_d). Beim Heben wandert der Zustandspunkt entlang einer Trockenadiabate, der Taupunkt entlang einer Iso-r-Linie. Wo sich beide treffen, ist der Kondensationspunkt erreicht — die Wolkenuntergrenze. Von dort folgen beide gemeinsam einer Feuchtadiabate. Die Wolkenobergrenze liegt, wo diese Feuchtadiabate die Umgebungskurve wieder schneidet: höher kann gesättigte Luft nicht steigen, weil sie dort kälter als die Umgebung würde. Im Lehrbuchbeispiel steigt ein Bodenpaket mit +30 °C und Taupunkt −4 °C; Kondensation bei 600 hPa (−10 °C, Wolkenbasis), Obergrenze bei 450 hPa (−26 °C).

Das gerade Diagramm hat einen Schönheitsfehler: Die Druckachse staucht sich oben so stark, dass die Schichtung schwer lesbar wird. Würde man sie auseinanderziehen, wäre das Blatt so hoch wie breit. Deshalb erfand man das schiefe Diagramm (Skew-T): Die Temperaturachse wird um 45° gekippt, sodass die ganze Atmosphäre bequem auf ein Hochformat passt. Inhaltlich ändert sich nichts — man liest es genauso. Eine Inversion (Temperatur steigt mit der Höhe) zeigt sich darin als Knick, bei dem die Umgebungskurve nach rechts ausschert; sie bremst aufsteigende Pakete aus, weil deren Kurve dann links der Umgebung liegt.

Übungsfragen (5)

Welche zwei Punkte beschreiben ein feuchtes Luftpaket im Diagramm?

Druck und Dichte Zustandspunkt (P, t) und Taupunkt (P, t_d) Wind und Sicht QNH und QFE

Ein feuchtes Paket wird durch seinen Zustandspunkt (Druck, Temperatur) und seinen Taupunkt (Druck, Taupunkttemperatur) festgelegt. Beim Heben wandern beide auf unterschiedlichen Kurven, bis sie sich treffen.

Wo liegt der Kondensationspunkt eines aufsteigenden Pakets?

am Schnittpunkt zweier Trockenadiabaten wo die Iso-r durch den Taupunkt die Trockenadiabate durch den Zustandspunkt schneidet immer bei 500 hPa an der Tropopause

Der Zustandspunkt folgt beim Heben der Trockenadiabate, der Taupunkt der Iso-r-Linie. Ihr Schnittpunkt ist der Kondensationspunkt — die Wolkenuntergrenze.

Welche Linien gelten für die Abkühlung gesättigter Luft?

die Iso-r-Linien die Isobaren die Feuchtadiabaten (Pseudoadiabaten) die Trockenadiabaten

Gesättigte Luft folgt den Feuchtadiabaten, auch Pseudoadiabaten genannt. Die Trockenadiabaten gelten nur, solange das Paket ungesättigt ist.

Warum benutzt man das schiefe (Skew-T-)Diagramm statt des geraden?

weil die gekippte Temperaturachse die Atmosphäre gut lesbar ins Hochformat bringt weil es andere physikalische Gesetze nutzt weil es ohne Taupunkt auskommt weil es nur für Hochdruckgebiete gilt

Im geraden Diagramm staucht sich die Druckachse oben stark. Das schiefe Diagramm kippt die Temperaturachse um 45° und stellt die gesamte Atmosphäre gut lesbar auf einer Hochformat-Seite dar — die Auswertung bleibt identisch.

Wie zeigt sich eine Inversion im thermodynamischen Diagramm?

als senkrechte Linie als Knick, bei dem die Umgebungskurve mit der Höhe nach rechts (wärmer) ausschert als Sprung des Drucks gar nicht

Bei einer Inversion steigt die Temperatur mit der Höhe, die Umgebungskurve schert nach rechts aus. Das aufsteigende Paket liegt dann links der Kurve, wird relativ kälter und sein Aufstieg wird gebremst.

Großräumiges Absinken & Advektion 3 min

Absinken ist das Spiegelbild des Aufsteigens: Der Zustandspunkt folgt der Trockenadiabate nach unten, die Luft wird komprimiert und erwärmt sich. In einem Hochdruckgebiet sackt eine ganze Luftmasse langsam ab — nur die unterste Schicht kann nicht, weil der Boden im Weg ist. Dadurch erwärmt sich die Höhenluft, die bodennahe bleibt kühl, und genau dazwischen entsteht eine Absinkinversion (englisch subsidence inversion), auch Absinkfläche genannt. Im Diagramm verschiebt sich die Umgebungskurve dabei deutlich nach rechts.

Diese Inversion wirkt wie ein Deckel. Sind die unteren Schichten feucht, bilden sich darunter Stratus, Stratocumulus oder flacher Cumulus, während es oben in der Absinkschicht klar bleibt. Die Schicht unter der Absinkfläche heißt Diffluenzschicht, weil die Luft dort horizontal auseinanderströmt (Divergenz) — sie muss abfließen, damit von oben Luft nachsinken kann. Der ganze Vorgang gehorcht der Regel „Antizyklone, Absinken, Divergenz". Praktisch erklärt das den Dunst- und Smog-Deckel über Ballungsräumen bei stabilem Hochdruckwetter: Schadstoffe sammeln sich unter der Inversion, weil keine Vertikalbewegung sie nach oben abführt.

Nicht nur Absinken, auch Advektion — der waagerechte Transport einer Luftmasse mit ihren Eigenschaften — verschiebt die Stabilität. Merke das Kreuzschema: Warmluft oben legt einen warmen Deckel auf und schafft eine Inversion → stabilisiert. Warmluft unten heizt die Schicht von der Basis her → labilisiert. Kaltluft unten kühlt von unten, bildet eine Inversion → stabilisiert. Kaltluft oben macht die Umgebungskurve steiler (nach links geneigt) → labilisiert. Kurz: Erwärmung unten oder Abkühlung oben fördert Konvektion; Erwärmung oben oder Abkühlung unten dämpft sie.

Übungsfragen (5)

Wie entsteht eine Absinkinversion in einem Hochdruckgebiet?

die Höhenluft sinkt ab und erwärmt sich, die bodennahe Schicht bleibt kühl — dazwischen bildet sich die Inversion durch nächtliche Ausstrahlung am Boden durch das Aufgleiten an einer Warmfront durch starke Konvektion

Beim großräumigen Absinken im Hoch wird die Höhenluft komprimiert und erwärmt sich, die unterste Schicht ist durch den Boden blockiert. Zwischen warmer Höhen- und kühler Bodenluft entsteht die Absinkinversion.

Was ist die Diffluenzschicht?

die Schicht oberhalb der Tropopause die Schicht unter der Absinkfläche, in der die Luft horizontal divergiert eine besonders feuchte Wolkenschicht die Reibungsschicht über dem Meer

Unter der Absinkfläche muss die Luft horizontal auseinanderströmen (Divergenz), damit von oben Luft nachsinken kann. Diese Schicht heißt Diffluenzschicht — Teil der Regel „Antizyklone, Absinken, Divergenz".

Warum sammeln sich bei beständigem Hochdruckwetter Schadstoffe in Bodennähe?

die Absinkinversion verhindert den vertikalen Austausch, Aerosole bleiben unter der Inversion gefangen weil es viel regnet weil der Wind in der Höhe stärker wird weil die Sonne fehlt

Die Absinkinversion wirkt als Deckel: Unter ihr findet kein vertikaler Austausch statt, sodass sich Staub, Rauch und Schadstoffe anreichern. Über der Inversion wird die Luft beim Durchsteigen schlagartig klar.

Wie wirkt die Advektion von Warmluft in der Höhe auf die Stabilität?

sie labilisiert die Luftmasse sie stabilisiert, weil sie oben einen warmen Deckel (Inversion) schafft sie hat keinen Einfluss sie erzeugt sofort Gewitter

Warmluftadvektion in der Höhe legt einen warmen Deckel auf und erzeugt eine Inversion, die das Aufsteigen bremst — die Luftmasse wird stabiler. Erst Warmluft am Boden oder Kaltluft oben labilisiert.

Welche Advektion erhöht die Labilität am stärksten?

Kaltluft am Boden Warmluft in der Höhe Kaltluft in der Höhe (steilerer Temperaturgradient) oder Warmluft am Boden windstille Luft

Kaltluft in der Höhe macht die Umgebungskurve steiler, Warmluft am Boden heizt von unten — beides vergrößert den Temperaturunterschied über die Höhe und fördert die Konvektion.

Luftdruck & Isobaren 2 min

Luftdruck ist nichts anderes als das Gewicht der Luftsäule über dir. Auf einer Wetterkarte verbindet man Orte gleichen Drucks zu Linien, den Isobaren. Sie sind die Höhenlinien der Druckverteilung: eng beieinander heißt steiler Druckabfall, weit auseinander heißt flach.

Der Druckunterschied über eine Strecke ist die Druckgradientkraft, und sie ist der eigentliche Antrieb des Windes. Merke dir das Bild der Höhenlinien: Eng gedrängte Isobaren bedeuten starken Wind, weit auseinanderliegende schwachen Wind. Du liest die Windstärke also direkt aus dem Isobarenabstand ab.

Zwischen den Druckzentren gibt es zwei wiederkehrende Formen: der Trog ist ein nach außen gestreckter Tiefdruckkeil (oft mit Front und schlechtem Wetter), der Rücken ein vorspringender Hochdruckkeil mit meist ruhigerem Wetter. Beide tauchen ständig auf Bodenwetterkarten auf.

Übungsfragen (5)

Was sagen eng beieinanderliegende Isobaren aus?

Schwacher Wind Starker Wind Windstille Hohe Temperatur

Eng gedrängte Isobaren bedeuten einen großen Druckunterschied auf kurzer Strecke, also eine starke Druckgradientkraft und damit starken Wind.

Welche Kraft treibt den Wind grundlegend an?

Die Corioliskraft Die Reibungskraft Die Druckgradientkraft Die Zentrifugalkraft

Die Druckgradientkraft entsteht aus dem Druckunterschied und ist der Antrieb des Windes. Coriolis und Reibung verändern nur Richtung und Stärke.

Was ist ein Trog?

Ein vorspringender Hochdruckkeil Ein nach außen gestreckter Tiefdruckkeil Ein abgeschlossenes Hoch Eine Inversionsschicht

Ein Trog ist ein länglich gestreckter Bereich tiefen Drucks, häufig mit Front und schlechterem Wetter. Das Gegenstück ist der Rücken (Hochdruckkeil).

Was bezeichnet ein Rücken (Ridge) in der Druckverteilung?

eine keilförmige Tiefdruckzone eine keilförmige Hochdruckzone eine geschlossene Isobare eine Front

Ein Rücken ist eine nach außen gewölbte, keilförmige Hochdruckzone, das Gegenstück zum Trog, der ein Tiefdruckkeil ist.

Was verbinden Isobaren auf einer Wetterkarte?

Orte gleicher Temperatur Orte gleichen Luftdrucks (meist im 4-hPa-Abstand) Orte gleicher Höhe Orte gleicher Windrichtung

Isobaren sind Linien gleichen Luftdrucks, üblicherweise im Abstand von 4 hPa. Ihr Abstand zeigt die Stärke des Druckgradienten und damit des Windes.

Altimeter-Settings: QNH, QFE, QNE 2 min

Ein Höhenmesser ist ein Barometer, das Druck in Höhe übersetzt. Damit er die gewünschte Höhe zeigt, musst du ihm einen Bezugsdruck vorgeben. Welcher das ist, entscheidet, was die Nadel bedeutet.

QNH stellst du so ein, dass der Höhenmesser am Platz die Höhe über dem Meeresspiegel (MSL) zeigt; in Flugplatzhöhe steht dann die Platzelevation. QFE ist der Druck am Platz selbst, eingestellt zeigt der Höhenmesser null auf der Piste, also die Höhe über dem Platz. QNE ist die Standardeinstellung 1013,25 hPa: Über der Übergangshöhe stellen alle 1013 ein und fliegen Flugflächen (Flight Levels), damit alle dieselbe Bezugsfläche nutzen.

Die Logik dahinter: Im Nahbereich des Platzes willst du echte Höhen (QNH/QFE), im oberen Luftraum willst du eine gemeinsame Referenz für die Staffelung (QNE). Beim Steigen durch die Transition Altitude wechselst du von QNH auf 1013, beim Sinken durch das Transition Level zurück.

Übungsfragen (5)

Was zeigt der Höhenmesser bei korrekt eingestelltem QNH am Flugplatz?

Null Die Höhe über dem Platz Die Platzelevation (Höhe über MSL) Immer 1013 ft

Mit QNH ist der Bezug der Meeresspiegel. Am Boden zeigt der Höhenmesser daher die Elevation des Flugplatzes über MSL.

Welcher Wert wird für das Standard-Setting (QNE) eingestellt?

1000 hPa 1013,25 hPa 1025 hPa Der aktuelle Platzdruck

Das Standard-Setting ist 1013,25 hPa. Über der Übergangshöhe stellen alle Luftfahrzeuge 1013 ein und fliegen Flugflächen mit gemeinsamer Bezugsfläche.

Wozu dient die einheitliche Standardeinstellung im oberen Luftraum?

Zur Treibstoffberechnung Zur gemeinsamen Bezugsfläche für die Höhenstaffelung Zur Anzeige der Platzhöhe Zur Temperaturmessung

Wenn alle 1013 hPa einstellen, beziehen sich alle Flugflächen auf dieselbe Fläche. Das garantiert eine konsistente vertikale Staffelung zwischen Luftfahrzeugen.

Was zeigt der Höhenmesser bei eingestelltem QFE am Boden des Platzes?

die Höhe über dem Meer null, also die Höhe über der Pistenschwelle die Flugfläche den Luftdruck

Bei QFE zeigt der Höhenmesser am Platz null an. Im Flug zeigt er dann die Höhe über dem Platzniveau.

Wann wechselt man beim Steigen von QNH auf das Standard-Setting?

nie an der Transition Altitude erst im Reiseflug nach Gefühl beim Start

Beim Durchsteigen der Transition Altitude stellt man auf das Standard-Setting 1013 um und fliegt fortan Flugflächen. Beim Sinken erfolgt der Wechsel am Transition Level zurück auf QNH.

Höhenmesserfehler bei Druck und Temperatur 2 min

Ein Höhenmesser rechnet mit dem eingestellten Druck und der ISA-Temperatur. Stimmt die reale Welt nicht damit überein, weicht die wahre Höhe von der angezeigten ab. Zwei Merksätze fassen die Gefahr zusammen.

„From high to low, look out below": Fliegst du aus einem Gebiet hohen Luftdrucks in eines mit niedrigerem, ohne das QNH nachzustellen, zeigt der Höhenmesser mehr an, als du wahr fliegst. Du bist tiefer als gedacht. Dasselbe gilt für die Temperatur: „From hot to cold, look out below". In kälterer Luft als ISA ist die wahre Höhe niedriger als angezeigt.

Praktisch ist das im Winter und im Anflug auf Berge brisant: An einem sehr kalten Tag steht der Höhenmesser zu optimistisch, die echte Hindernisfreiheit ist geringer. Deshalb gibt es Temperaturkorrekturen für Anflugminima bei tiefen Temperaturen. Merke: zu warm ist sicherheitsunkritisch hoch, zu kalt ist gefährlich tief.

Übungsfragen (5)

Was bedeutet „From high to low, look out below"?

Bei Flug in tieferen Druck ohne Nachstellen ist man tiefer als angezeigt Man ist höher als angezeigt Die Geschwindigkeit nimmt ab Der Funk fällt aus

Fliegt man in ein Gebiet niedrigeren Drucks, ohne das QNH nachzustellen, zeigt der Höhenmesser zu viel an. Die wahre Höhe ist niedriger, also Vorsicht.

Wie wirkt sich Luft kälter als ISA auf die wahre Höhe aus?

Wahre Höhe höher als angezeigt Wahre Höhe niedriger als angezeigt Keine Auswirkung Nur die Geschwindigkeit ändert sich

In kälterer Luft als ISA ist die wahre Höhe niedriger als die angezeigte. „From hot to cold, look out below" warnt genau davor.

In welcher Situation ist der Höhenmesserfehler besonders kritisch?

Heißer Sommertag im Flachland Sehr kalter Tag im Anflug auf bergiges Gelände Windstiller Tag auf See Bei hohem QNH über flachem Land

An sehr kalten Tagen steht der Höhenmesser zu hoch, die Hindernisfreiheit ist real geringer. Im Gebirge sind deshalb Temperaturkorrekturen der Minima nötig.

Was bedeutet sinngemäß „from hot to cold" für die wahre Höhe?

die wahre Höhe ist höher als angezeigt die wahre Höhe ist niedriger als angezeigt, also gefährlich es ändert sich nichts der Höhenmesser fällt aus

Fliegt man in kältere Luft, ohne dies zu berücksichtigen, ist man tatsächlich tiefer als angezeigt. Wie beim Flug in tieferen Druck gilt: Vorsicht, man ist zu tief.

Warum ist im Winter im Gebirge eine Temperaturkorrektur der Höhe wichtig?

wegen des Funkverkehrs weil die wahre Höhe bei tiefen Temperaturen niedriger ist und der Hindernisabstand schrumpft wegen der Vereisung allein sie ist nicht wichtig

Bei sehr tiefen Temperaturen liegt die wahre Höhe deutlich unter der angezeigten. Im Gebirge muss man die Mindesthöhen nach oben korrigieren, um genug Hindernisabstand zu behalten.

Wahre Höhe und Temperaturkorrektur 2 min

Die angezeigte Höhe (bei korrektem QNH) und die wahre Höhe über MSL sind nur in ISA-Bedingungen identisch. Sobald die mittlere Temperatur der Luftsäule von der ISA abweicht, dehnt oder staucht sich diese Säule, und die wahre Höhe verschiebt sich.

In wärmerer Luft als ISA ist die Luftsäule gedehnt: Die wahre Höhe liegt über der angezeigten, ein komfortabler Fehler. In kälterer Luft ist die Säule gestaucht: Die wahre Höhe liegt unter der angezeigten, der gefährliche Fall. Faustwert für Überschlagsrechnungen: etwa 4 ft pro 1000 ft Höhe und pro 1 °C Abweichung von der ISA.

Beispiel: 5000 ft angezeigt, ISA-15 °C. Korrektur grob 4 × 5 × 15 = 300 ft, die du in kalter Luft abziehen musst, also rund 4700 ft wahre Höhe. Im Reiseflug auf Standarddruck ist das für die Staffelung egal (alle haben denselben Fehler), für Hindernisfreiheit im Anflug aber sehr wohl relevant.

Übungsfragen (5)

Wann stimmen angezeigte und wahre Höhe exakt überein?

Immer Nur unter ISA-Bedingungen Nur bei tiefem Druck Nur über Wasser

Der Höhenmesser ist auf die ISA kalibriert. Nur wenn die reale mittlere Temperatur der ISA entspricht, sind angezeigte und wahre Höhe gleich.

In Luft wärmer als ISA gilt für die wahre Höhe …

Sie ist höher als die angezeigte Sie ist niedriger als die angezeigte Sie ist gleich Sie schwankt zufällig

Warme Luft dehnt die Säule, die wahre Höhe liegt über der angezeigten. Das ist der sicherheitsunkritische Fall.

Welcher Faustwert dient der Temperaturkorrektur der Höhe?

~1 ft pro 1000 ft und °C ~4 ft pro 1000 ft und °C ~10 ft pro 1000 ft und °C ~27 ft pro 1000 ft und °C

Als grobe Regel rechnet man rund 4 ft pro 1000 ft Höhe und pro 1 °C Abweichung von der ISA. In kalter Luft wird der Betrag abgezogen.

Bei −10 °C Temperaturabweichung in 3000 ft über dem Platz: wie groß ist der Höhenfehler nach der 4-ft-Faustregel grob?

etwa 40 ft etwa 120 ft etwa 400 ft kein Fehler

Faustregel: 4 ft pro 1000 ft pro °C Abweichung. 4 × 3 × 10 ergibt rund 120 ft, um die man bei Kälte zu tief ist.

Warum liegt die Druckfläche in warmer Luft höher (Säule gedehnt)?

weil warme Luft dichter ist weil warme Luft weniger dicht ist und der Druck langsamer mit der Höhe abnimmt wegen des Windes das ist nicht so

Warme Luft ist weniger dicht, der Druck nimmt langsamer mit der Höhe ab. Eine bestimmte Druckfläche liegt daher höher, die Luftsäule ist gedehnt.

Entstehung von Wind: Druckgradient & Coriolis 2 min

Wind startet als simple Ausgleichsbewegung: Die Druckgradientkraft schiebt Luft vom hohen zum tiefen Druck, senkrecht zu den Isobaren. Würde nur sie wirken, bliese der Wind direkt ins Tief hinein.

Doch die Erde dreht sich, und das erzeugt die Corioliskraft, eine Scheinkraft, die bewegte Luft auf der Nordhalbkugel nach rechts ablenkt (auf der Südhalbkugel nach links). Sie wirkt senkrecht zur Bewegung, wächst mit der Windgeschwindigkeit und ist am Äquator null, an den Polen maximal.

Das Zusammenspiel ist der Schlüssel: Die Druckgradientkraft beschleunigt die Luft, die Corioliskraft dreht sie zunehmend ab, bis sich beide die Waage halten. Das Ergebnis weht nicht ins Tief, sondern parallel zu den Isobaren. Genau dieses Gleichgewicht beschreibt die nächste Lektion als geostrophischen Wind.

Übungsfragen (5)

In welche Richtung wirkt die Druckgradientkraft?

Vom tiefen zum hohen Druck Vom hohen zum tiefen Druck Entlang der Isobaren Senkrecht nach oben

Die Druckgradientkraft schiebt Luft vom hohen zum tiefen Druck, gerichtet senkrecht zu den Isobaren. Sie ist der Antrieb des Windes.

Wie lenkt die Corioliskraft den Wind auf der Nordhalbkugel ab?

Nach links Nach rechts Nach oben Gar nicht

Auf der Nordhalbkugel lenkt die Corioliskraft bewegte Luft nach rechts ab. Auf der Südhalbkugel ist es nach links.

Wo ist die Corioliskraft am stärksten?

Am Äquator In mittleren Breiten An den Polen Sie ist überall gleich

Die Corioliskraft ist am Äquator null und nimmt zu den Polen hin zu, wo sie ihr Maximum erreicht.

Wovon hängt die Stärke der Druckgradientkraft ab?

von der Temperatur allein vom Abstand der Isobaren, eng bedeutet starke Kraft von der Tageszeit von der Flughöhe

Die Druckgradientkraft ist umso größer, je enger die Isobaren liegen. Sie ist der grundlegende Antrieb des Windes.

Hängt die Corioliskraft von der Windgeschwindigkeit ab?

nein, sie ist konstant ja, sie wächst mit der Geschwindigkeit (und der Breite) nur am Boden nur bei Tiefdruck

Die Corioliskraft ist proportional zur Windgeschwindigkeit und zum Sinus der geografischen Breite. Sie ist null am Äquator und am stärksten an den Polen.

Geostrophischer Wind & Gradientwind 2 min

Der geostrophische Wind ist der Idealfall bei geraden Isobaren in der freien Atmosphäre, also fern vom Boden. Druckgradientkraft und Corioliskraft halten sich exakt die Waage, der Wind weht reibungsfrei parallel zu den Isobaren mit konstanter Geschwindigkeit.

Sind die Isobaren gekrümmt, kommt die Zentrifugalkraft ins Spiel und wir sprechen vom Gradientwind. Um ein Tief (zyklonal gekrümmt) wirkt die Zentrifugalkraft nach außen und schwächt den Effekt, der Gradientwind ist subgeostrophisch, also langsamer als der geostrophische. Um ein Hoch (antizyklonal) verstärkt sich der Effekt, der Wind ist supergeostrophisch.

Daraus folgt eine nützliche Merkregel für die Höhenströmung: Bei gleichem Isobarenabstand weht der Wind um ein Hoch tendenziell stärker als um ein Tief. In der Praxis liest man die Höhenwinde aber ohnehin aus WINTEM-Karten, das Konzept hilft, sie zu verstehen.

Übungsfragen (5)

Wodurch ist der geostrophische Wind definiert?

Gleichgewicht aus Druckgradient- und Corioliskraft bei geraden Isobaren Wind in Bodennähe mit Reibung Wind senkrecht zu den Isobaren Wind ohne Druckunterschied

Der geostrophische Wind herrscht bei geraden Isobaren in der reibungsfreien Atmosphäre, wenn sich Druckgradient- und Corioliskraft genau ausgleichen.

Welche zusätzliche Kraft wirkt beim Gradientwind?

Reibungskraft Zentrifugalkraft Schwerkraft Auftrieb

Bei gekrümmten Isobaren kommt die Zentrifugalkraft hinzu. Sie macht den Gradientwind um Tiefs subgeostrophisch und um Hochs supergeostrophisch.

Wie verhält sich der Gradientwind um ein Tiefdruckgebiet?

Supergeostrophisch (schneller) Subgeostrophisch (langsamer) Genau geostrophisch Windstill

Um ein Tief wirkt die Zentrifugalkraft nach außen, der Druckgradient muss mehr ausgleichen, der Wind wird subgeostrophisch, also langsamer als der geostrophische.

Wie verhält sich der Gradientwind um ein Hoch im Vergleich zum geostrophischen Wind?

langsamer (subgeostrophisch) schneller (supergeostrophisch) und antizyklonal identisch er weht zum Zentrum

Um ein Hoch ist der Gradientwind supergeostrophisch, also etwas schneller als der geostrophische, und strömt antizyklonal (auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn).

Buys-Ballot-Regel auf der Nordhalbkugel: Wind im Rücken, wo liegt das Tief?

rechts links voraus dahinter

Steht der Wind auf der Nordhalbkugel im Rücken, liegt der tiefe Druck links und der hohe rechts. Das ist die Buys-Ballot-Regel.

Bodenwind vs. Höhenwind 2 min

In der Höhe weht der Wind reibungsfrei parallel zu den Isobaren. Am Boden kommt die Reibung dazu, und sie verändert den Wind in zwei Punkten: Sie bremst ihn, und sie lässt ihn etwas zum tiefen Druck eindrehen, statt rein parallel zu wehen.

Wie stark, hängt von der Oberfläche ab. Über Land mit Bäumen und Gebäuden ist die Reibung groß, der Wind dreht um etwa 30 Grad ein und wird deutlich gebremst. Über glatter See ist die Reibung gering, das Eindrehen beträgt nur rund 10 bis 15 Grad und der Wind bleibt kräftiger.

Beim Steigen verschwindet die Reibung: Der Wind dreht auf der Nordhalbkugel nach rechts (veers) und nimmt zu. Für den Anflug heißt das, dass der Wind in der Platzrunde anders weht als am Boden gemeldet, ein wichtiger Punkt für die Einschätzung von Seiten- und Rückenwindkomponenten.

Übungsfragen (5)

Wie verändert die Bodenreibung den Wind?

Sie verstärkt ihn und dreht ihn zum Hoch Sie bremst ihn und dreht ihn zum Tief ein Sie hat keinen Einfluss Sie dreht ihn senkrecht zu den Isobaren

Reibung verlangsamt den Bodenwind und lässt ihn zum tieferen Druck eindrehen, statt rein parallel zu den Isobaren zu wehen.

Wie groß ist die Eindrehung des Windes über Land typischerweise?

Etwa 5° Etwa 10–15° Etwa 30° Etwa 90°

Über Land ist die Reibung groß, der Wind dreht um rund 30° zum Tief ein. Über glatter See sind es nur etwa 10 bis 15°.

Was passiert mit dem Wind beim Steigen auf der Nordhalbkugel?

Er dreht nach links und nimmt ab Er dreht nach rechts und nimmt zu Er bleibt unverändert Er dreht sich um 180°

Mit zunehmender Höhe lässt die Reibung nach, der Wind dreht nach rechts (veers) und wird stärker, bis er dem reibungsfreien Höhenwind entspricht.

Wie groß ist die Eindrehung des Windes über See im Vergleich zu Land?

größer als über Land kleiner, rund 10 bis 15 Grad statt rund 30 Grad identisch es gibt über See keine Eindrehung

Über glatter See ist die Reibung geringer, der Wind dreht nur um rund 10 bis 15 Grad ein. Über raues Land sind es eher 30 Grad, und er wird stärker gebremst.

Warum frischt der Bodenwind tagsüber oft auf und dreht?

wegen des Mondes durch Konvektion mischt sich der stärkere Höhenwind nach unten (Tagesgang) wegen des Luftdrucks am Abend das tut er nicht

Tagsüber durchmischt die Konvektion die Grenzschicht und holt schnelleren Höhenwind nach unten. Der Bodenwind frischt auf und dreht etwas, abends beruhigt er sich wieder.

Luftdruck messen: Barometer & Einheiten 2 min

Luftdruck ist das Gewicht der Luftsäule über dir — aber wie wiegt man Luft? Torricelli fand 1643 den Trick: Er stürzte ein oben geschlossenes, mit Quecksilber gefülltes Rohr in eine Quecksilberschale. Das Quecksilber sackte so weit ab, bis das Gewicht der verbliebenen Säule genau dem Luftdruck die Waage hielt. Über dem Quecksilber blieb ein Vakuum. Die Höhe der Säule misst direkt den Luftdruck — das ist das Quecksilberbarometer, in der Präzisionsbauform Fortin-Barometer genannt.

Daher stammen die merkwürdigen Druckeinheiten: Auf Meereshöhe trägt die Atmosphäre eine 760 mm hohe Quecksilbersäule, im angloamerikanischen Raum 29,92 Zoll. Der Standardwert auf Meereshöhe lautet also 1013,25 hPa = 760 mmHg = 29,92 inHg. Die SI-Einheit ist das Pascal: 1 Pa ist die Kraft von 1 Newton auf 1 m². Weil das winzig ist, multipliziert die Meteorologie mit 100 und nutzt das Hektopascal (hPa), das zahlenmäßig dem früheren Millibar entspricht.

Quecksilber ist im Cockpit unpraktisch. Das Aneroid- oder Dosenbarometer nutzt stattdessen luftleer gepumpte Metalldosen (Vidi-Dosen), die sich bei Druckänderung verformen; ein Hebelwerk verstärkt das und treibt einen Zeiger. Genau dieses Prinzip steckt im Höhenmesser. Zeichnet ein Aneroid seinen Verlauf mit einer Schreibfeder auf eine Trommel, entsteht der Barograph — die Druckkurve über Tage, ideal um Wetterumschwünge abzulesen.

Übungsfragen (5)

Was misst beim Quecksilberbarometer direkt den Luftdruck?

Die Temperatur des Quecksilbers Die Höhe der Quecksilbersäule im Rohr Das Gewicht der Schale Die Farbe des Vakuums

Der Luftdruck hält die Quecksilbersäule im Gleichgewicht. Je höher der Druck, desto höher steht die Säule; ihre Höhe ist damit das direkte Maß für den Luftdruck.

Welche Werte entsprechen dem Standard-Luftdruck auf Meereshöhe?

1013,25 hPa = 760 mmHg = 29,92 inHg 1000 hPa = 750 mmHg = 30,00 inHg 1025 hPa = 760 mmHg = 28,00 inHg 1013 hPa = 1000 mmHg = 29,92 inHg

Der ISA-Standarddruck auf Meereshöhe ist 1013,25 hPa, gleichbedeutend mit 760 mmHg oder 29,92 inHg. Diese drei Zahlen solltest du sicher verknüpfen können.

Was ist 1 Pascal physikalisch?

1 Kilogramm pro Liter die Kraft von 1 Newton auf eine Fläche von 1 m² 1 mm Quecksilbersäule 1 Grad Temperaturänderung

1 Pa ist 1 N/m². Weil dieser Wert sehr klein ist, rechnet die Meteorologie in Hektopascal (1 hPa = 100 Pa), was zahlenmäßig dem alten Millibar entspricht.

Welches Messprinzip steckt im Höhenmesser eines Flugzeugs?

eine Quecksilbersäule eine luftleere Aneroid-Dose, die sich bei Druckänderung verformt ein Thermometer ein GPS-Empfänger

Der Höhenmesser ist ein Aneroid-Barometer: Luftleere Dosen dehnen sich oder werden zusammengedrückt, ein Hebelwerk überträgt das auf den Zeiger. Quecksilber wäre im Flug unbrauchbar.

Was liefert ein Barograph?

eine einzelne Momentanmessung eine fortlaufende Aufzeichnung des Luftdrucks über die Zeit die Windrichtung die Wolkenuntergrenze

Ein Barograph ist ein Aneroid mit Schreibfeder auf einer langsam drehenden Trommel. Er zeichnet die Druckkurve über Stunden oder Tage und macht Druckänderungen sichtbar.

Druck und Höhe: 27 ft pro hPa & die Standardflächen 2 min

Der Druck fällt mit der Höhe — aber nicht gleichmäßig. Unten ist die Luft dicht gepackt, oben dünn. Bildlich: Im untersten Stockwerk eines Bücherstapels lasten viele Bücher, ein einzelnes herauszunehmen ändert die Höhe kaum; ganz oben fehlt fast nichts mehr. Deshalb nimmt der Druck exponentiell ab: nahe dem Boden schnell, in großer Höhe nur noch langsam.

Für die Praxis merkt man sich die Übersetzung Druck → Höhe. In Bodennähe entspricht 1 hPa rund 27 ft (etwa 8 m) Höhenunterschied. Genau diese Zahl steckt in jeder Altimeter-Rechnung. Mit der Höhe wird die Luft dünner, und dieselbe 1-hPa-Stufe überspannt immer mehr Meter: In rund 5500 m (FL180) sind es schon etwa 50 ft pro hPa. Als grobe Ankerwerte: Auf Meereshöhe rund 1013 hPa, in etwa 15 km nur noch ein Zehntel davon (~100 hPa), in 30 km nochmals ein Zehntel.

Im oberen Luftraum dreht man den Spieß um und benennt die Höhe nach ihrem Druck. Diese Standard-Druckflächen solltest du im Schlaf zuordnen: 850 hPa ≈ 5000 ft (FL050), 700 hPa ≈ 10 000 ft (FL100), 500 hPa ≈ 18 000 ft (FL180), 300 hPa ≈ FL300, 250 hPa ≈ FL340, 200 hPa ≈ FL390. Die 500-hPa-Fläche um FL180 ist die wichtigste Höhenwetterkarte überhaupt — sie steuert die großräumige Strömung.

Übungsfragen (5)

Wie ändert sich der Luftdruck mit der Höhe?

linear, also gleichmäßig pro Meter exponentiell, unten schnell und oben langsam er bleibt konstant er nimmt mit der Höhe zu

Weil die Luft unten dicht und oben dünn ist, fällt der Druck nahe dem Boden rasch und in großer Höhe nur noch langsam — eine exponentielle Abnahme.

Welcher Höhe entspricht in Bodennähe näherungsweise 1 hPa Druckänderung?

etwa 4 ft etwa 27 ft (rund 8 m) etwa 100 ft etwa 500 ft

In Bodennähe entspricht 1 hPa rund 27 ft oder etwa 8 m. Dieser Wert ist die Basis aller Höhenmesser-Einstellrechnungen im Bereich 950–1050 hPa.

Wie verändert sich der Höhenbetrag pro hPa mit zunehmender Höhe?

Er wird kleiner Er wird größer (z. B. rund 50 ft/hPa in FL180) Er bleibt konstant 27 ft Er springt auf null

Mit der Höhe wird die Luft dünner, dieselbe 1-hPa-Stufe überspannt also mehr Meter. In rund 5500 m (FL180) sind es schon etwa 50 ft pro hPa.

Welcher Flugfläche entspricht näherungsweise die 500-hPa-Druckfläche?

FL050 FL100 FL180 (rund 18 000 ft) FL390

Die 500-hPa-Fläche liegt bei etwa 18 000 ft, also FL180. Sie ist die zentrale Höhenwetterkarte, an der die großräumige Strömung abgelesen wird.

Welche Druckfläche entspricht ungefähr FL100 (10 000 ft)?

850 hPa 700 hPa 500 hPa 300 hPa

Die 700-hPa-Fläche liegt bei rund 10 000 ft, also FL100. Zur Einordnung: 850 hPa ≈ FL050, 500 hPa ≈ FL180, 300 hPa ≈ FL300.

QNH, QFE und QFF: rechnen statt raten 2 min

In Lektion 2.2 ging es darum, was die Einstellungen bedeuten. Jetzt rechnen wir mit ihnen. Der Schlüssel ist eine einzige Faustzahl aus der letzten Lektion: im Bereich 950–1050 hPa gilt 1 hPa ≈ 27 ft. Damit lässt sich jede Einstellung in eine Höhe und zurück übersetzen.

Das QFE ist der gemessene Druck am Platz selbst — eingestellt zeigt der Höhenmesser dort null. Das QNH rechnet diesen Druck auf Meereshöhe herunter, damit der Höhenmesser am Boden die Platzelevation zeigt. Die Brücke: QNH = QFE + (Elevation in ft ÷ 27) in hPa, abgerundet auf das ganze Hektopascal. Beispiel Orly: QFE 1010 hPa, Elevation 291 ft → 291 ÷ 27 ≈ 11 hPa → QNH ≈ 1020 hPa. Wichtige Faustregel für die Anzeige: Setting hoch → Anzeige hoch. Drehst du einen höheren Druck ins Fenster, klettert die angezeigte Höhe; ein niedrigerer Wert senkt sie.

Eine Feinheit für die Theorie: Der Unterschied zwischen QFE und QNH ist nicht konstant, sondern größer bei hohem Druck (Hochdruck/Antizyklone), weil dort jede 1-hPa-Stufe etwas anders wiegt. Und schließlich das oft verwechselte QFF: Es ist ebenfalls der auf Meereshöhe reduzierte Druck, aber mit der echten Temperatur und Feuchte der Luftsäule gerechnet statt mit der ISA. Das QFF (in den USA „SLP", Sea Level Pressure) steht auf Bodenwetterkarten und in Wettermeldungen — in der Fliegerei stellst du aber QNH ein, nie QFF.

Übungsfragen (5)

Ein Platz hat QFE 1005 hPa und 540 ft Elevation. Welches QNH ergibt sich grob (27 ft/hPa)?

etwa 985 hPa etwa 1025 hPa etwa 1005 hPa etwa 1050 hPa

540 ft ÷ 27 ≈ 20 hPa. QNH = QFE + 20 = 1005 + 20 = 1025 hPa. Das QNH ist höher als das QFE, weil es auf den tieferen Meeresspiegel reduziert wird.

Du drehst einen höheren Druckwert ins Höhenmesserfenster. Was passiert mit der angezeigten Höhe?

Sie steigt Sie sinkt Sie bleibt gleich Der Höhenmesser fällt aus

Setting hoch, Anzeige hoch: Ein größerer eingestellter Druck lässt die angezeigte Höhe ansteigen. Umgekehrt senkt ein kleinerer Wert die Anzeige.

Wodurch unterscheidet sich das QFF vom QNH?

QFF ist der Druck am Platz selbst QFF reduziert auf Meereshöhe mit der echten Temperatur/Feuchte statt mit der ISA QFF ist immer 1013 hPa Es gibt keinen Unterschied

Das QFF rechnet wie das QNH auf Meereshöhe herunter, nutzt dafür aber die tatsächlichen Luftsäulenbedingungen. Es steht auf Bodenwetterkarten (USA: „SLP"), geflogen wird jedoch QNH.

Bei welcher Wetterlage ist der Unterschied zwischen QFE und QNH am größten?

bei hohem Luftdruck (Antizyklone) bei sehr tiefem Luftdruck der Unterschied ist immer konstant nur bei Windstille

Weil der Druck nicht linear mit der Höhe abnimmt, fällt die Differenz QFE–QNH bei hohem Druck größer aus. Im Hochdruckgebiet ist sie also am ausgeprägtesten.

Was zeigt der Höhenmesser am Boden bei korrekt eingestelltem QFE?

die Platzelevation null 1013 ft den Meeresspiegeldruck

QFE ist der Druck am Platz selbst. Eingestellt zeigt der Höhenmesser dort null und im Flug die Höhe über dem Platzniveau.

Höhenwetterkarten: Geopotential & Isohypsen 2 min

Eine Bodenwetterkarte fragt: Wie hoch ist der Druck an einem festen Ort? Eine Höhenwetterkarte dreht das clever um und fragt: In welcher Höhe liegt eine feste Druckfläche, etwa die 500 hPa? Statt Druck auf gleicher Höhe trägt man also die Höhe einer Druckfläche auf. Die Linien gleicher Höhe heißen Isohypsen (Höhenlinien, Konturen) — das Pendant zu den Isobaren am Boden.

Gemessen wird diese Höhe im geopotentiellen Meter (gpm). Das ist kein Längenmaß, sondern ein Maß für die Hubarbeit gegen die Schwerkraft; in der Praxis ist 1 gpm aber praktisch gleich 1 geometrischer Meter (1 gpm = 9,8 J/kg). Auf einer 500-hPa-Karte liegen die Konturen typisch um 5500 gpm und sind im Abstand von 40 gpm (auf großen Karten 120 gpm) gezeichnet. Du musst die Werte nicht herleiten — merke dir: Isohypse verhält sich zu Isobare wie Höhe zu Druck.

Die Übersetzung ist einfach und prüfungsrelevant: Wo die Druckfläche hoch liegt (hohes Geopotential, ein „Hügel"), herrscht relativ hoher Druck = H; wo sie tief durchhängt (tiefes Geopotential, ein „Tal"), herrscht relativ tiefer Druck = L. Daraus folgt ein wichtiger Zusammenhang mit der Temperatur: Tiefs in der Höhe sind mit kalter Luft verbunden (Kaltlufttropfen, „cold-core low"), Höhenhochs mit warmer Luft. Weil kalte Luft die Säule staucht, verlagert sich ein Tief mit zunehmender Höhe zur Kaltluftseite, ein Hoch zur Warmluftseite.

Übungsfragen (5)

Was stellt eine Höhenwetterkarte (z. B. 500 hPa) dar?

den Druck in einer festen geometrischen Höhe die Höhe, in der eine feste Druckfläche liegt die Temperatur am Boden die Windrichtung am Platz

Statt Druck auf gleicher Höhe trägt die Höhenkarte die Höhe einer festen Druckfläche auf. Auf der 500-hPa-Karte sieht man, wo diese Fläche höher oder tiefer liegt.

Was sind Isohypsen?

Linien gleicher Temperatur Linien gleicher Höhe einer Druckfläche (geopotentielle Höhenlinien) Linien gleichen Windes Linien gleicher Feuchte

Isohypsen verbinden Punkte gleicher geopotentieller Höhe einer Druckfläche. Sie sind das Höhenkarten-Pendant zu den Isobaren der Bodenkarte.

Wie groß ist ein geopotentielles Meter näherungsweise im Vergleich zum geometrischen Meter?

praktisch gleich (rund 1 m) etwa 10-mal größer etwa 100-mal kleiner es hat nichts mit Höhe zu tun

Das geopotentielle Meter ist ein Maß der Hubarbeit (1 gpm = 9,8 J/kg), entspricht zahlenmäßig aber praktisch dem geometrischen Meter. Für die Praxis darf man sie gleichsetzen.

Hohes Geopotential auf einer Höhenkarte entspricht …

relativ hohem Druck (H) relativ tiefem Druck (L) immer einer Front windstillem Wetter

Wo die Druckfläche hoch liegt (ein „Hügel" aus hohem Geopotential), herrscht relativ hoher Druck, gekennzeichnet mit H. Tiefes Geopotential ist ein „Tal" mit tiefem Druck (L).

Welche Luftmasse ist typischerweise mit einem Höhentief verbunden?

warme Luft kalte Luft (cold-core low) stets trockene Luft die Temperatur spielt keine Rolle

Höhentiefs sind kalt: Kalte Luft staucht die Säule, die Druckfläche hängt durch. Höhenhochs sind dagegen warm. Mit der Höhe verlagert sich ein Tief zur Kaltluft-, ein Hoch zur Warmluftseite.

Düseneffekt im Tal: Bernoulli am Gelände 2 min

Halte den Daumen halb vor einen Gartenschlauch: Der Strahl wird schneller. Genau das macht das Gelände mit Wind. Wird Luft durch ein Tal, eine Meerenge oder zwischen zwei Bergen gepresst, muss dieselbe Luftmenge durch einen engeren Querschnitt — also beschleunigt sie. Das ist der Düsen- oder Venturi-Effekt, und er erklärt, warum es in Engstellen wie dem Rhônetal (Mistral) so brutal zugehen kann.

Dahinter steckt das Bernoulli-Prinzip: In einer Strömung gilt grob „schneller = niedrigerer Druck". Vereinfacht ½·ρ·v² + p = konstant. Wo die Luft im Tal beschleunigt, fällt also der statische Druck. Für die Fliegerei heißt das zweierlei: Erstens nimmt die Windgeschwindigkeit in der Engstelle deutlich zu — mit Böen und Scherung. Zweitens drücken die niedrigeren Drücke die Druckflächen näher an den Boden, sodass dein Höhenmesser über solchem Gelände tückisch reagieren kann.

Die praktische Konsequenz steht im Lehrbuch klar: Mehr Geschwindigkeit bedeutet mehr Turbulenz, und die isobaren Flächen senken sich in Bodennähe ab. Deshalb vergrößert man den Sicherheitsabstand zum Gelände, wenn man in beschleunigter Strömung dicht über Hindernissen fliegt. Im Gebirge ist Talwind selten der harmlose laue Hauch, den die Karte vermuten lässt.

Übungsfragen (5)

Was passiert mit Wind, der durch ein enges Tal gepresst wird?

Er wird langsamer Er wird beschleunigt (Düsen-/Venturi-Effekt) Er bleibt unverändert Er dreht sich um 180°

Dieselbe Luftmenge muss durch einen engeren Querschnitt, daher beschleunigt die Strömung. Das ist der Düsen- oder Venturi-Effekt, etwa beim Mistral im Rhônetal.

Was besagt das Bernoulli-Prinzip vereinfacht über schnelle Strömung?

schneller = höherer Druck schneller = niedrigerer statischer Druck Geschwindigkeit und Druck sind unabhängig schneller = höhere Temperatur

Nach Bernoulli (½·ρ·v² + p = konstant) sinkt der statische Druck dort, wo die Strömung schneller ist. In der beschleunigten Talströmung fällt also der Druck.

Welche Flugwettergefahr nimmt in einer beschleunigten Talströmung zu?

Vereisung in großer Höhe Turbulenz und böiger, kräftiger Wind dichter Strahlungsnebel Hochnebel

Mit der höheren Geschwindigkeit steigt die Turbulenz, der Wind wird kräftiger und böiger. Genau das macht Talwind im Gebirge tückisch.

Wie reagieren die isobaren Flächen über Gelände mit beschleunigter Strömung?

Sie heben sich an Sie senken sich näher zum Boden ab Sie bleiben unverändert Sie verschwinden

Weil der Druck in der schnellen Strömung fällt, drücken die isobaren Flächen näher an den Boden. Über solchem Gelände kann der Höhenmesser entsprechend reagieren.

Welche praktische Konsequenz zieht man aus dem Düseneffekt im Gebirge?

man kann tiefer und enger am Hang fliegen man vergrößert den Sicherheitsabstand zum Gelände man ignoriert den Talwind man reduziert die Fluggeschwindigkeit auf null

Weil Turbulenz und absinkende Druckflächen die Lage über dem Gelände verschärfen, vergrößert man bei beschleunigter Strömung den Sicherheitsabstand zu Hindernissen.

Wind definieren & messen: Einheiten, Mittelung, Windfahnen 2 min

Bevor man über Wind rechnet, muss man wissen, was genau gemeint ist. Wind ist der horizontale Bewegungsvektor der Luft — Vertikalbewegung nennt man stattdessen Auf- oder Absteigen. Und Achtung, die Konvention ist auf den ersten Blick unlogisch: Die Windrichtung gibt an, woher der Wind kommt, nicht wohin er weht. Ein Nordwind kommt aus Norden und strömt nach Süden. Eselsbrücke: Die kalten Winde sind nach ihrer Herkunft benannt, nicht nach ihrem Ziel.

Die Geschwindigkeit kommt in der Fliegerei meist in Knoten (kt = NM/h, mit 1 NM = 1852 m). Die handlichen Umrechnungen solltest du im Kopf haben: 1 kt ≈ 0,5 m/s ≈ 2 km/h, oder umgekehrt 1 m/s ≈ 2 kt ≈ 4 km/h. Gemessen wird mit zwei Instrumenten: dem Anemometer für die Stärke und der Windfahne für die Richtung, üblicherweise in 10 m Höhe über freiem Gelände, um Bodenhindernisse auszublenden. Linien gleicher Windgeschwindigkeit auf Höhenkarten heißen Isotachen.

Welcher Mittelwert berichtet wird, hängt vom Zweck ab — und das wird gern geprüft: Der synoptische Wind (Wettermeldungen, METAR) wird über 10 Minuten gemittelt und auf geografisch Nord bezogen; im METAR wird zusätzlich eine Bö gemeldet, sobald die Spitze den Mittelwert um 10 kt übersteigt. Der vom Tower für Start und Landung gemeldete aeronautische Wind dagegen wird nur über 2 Minuten gemittelt und auf magnetisch Nord bezogen — er reagiert schneller und passt zur Pistenausrichtung. Auf Karten zeigen Windfähnchen mit ihren Federn die Stärke an (halbe Feder 5 kt, ganze Feder 10 kt, Wimpel 50 kt) und weisen stets zum tiefen Druck.

Übungsfragen (5)

Was bedeutet die Angabe „Nordwind"?

Der Wind weht nach Norden Der Wind kommt aus Norden und weht nach Süden Der Wind dreht sich um Norden Der Wind weht nur nördlich des Äquators

Die Windrichtung benennt immer die Herkunft. Ein Nordwind kommt aus Norden und strömt nach Süden.

Welche Umrechnung stimmt näherungsweise?

1 m/s ≈ 2 kt ≈ 4 km/h 1 m/s ≈ 10 kt ≈ 1 km/h 1 kt ≈ 2 m/s ≈ 10 km/h 1 km/h ≈ 2 kt ≈ 4 m/s

Als Faustwerte gelten 1 m/s ≈ 2 kt ≈ 4 km/h, gleichbedeutend mit 1 kt ≈ 0,5 m/s ≈ 2 km/h. Damit lässt sich jede Windangabe schnell umrechnen.

Über welchen Zeitraum und welchen Nordbezug wird der synoptische Wind (METAR) gemittelt?

2 Minuten, magnetisch Nord 10 Minuten, geografisch Nord 1 Stunde, magnetisch Nord 30 Sekunden, geografisch Nord

Der synoptische Wind im METAR wird über 10 Minuten gemittelt und auf geografisch (wahr) Nord bezogen. Der vom Tower gemeldete Wind dagegen über 2 Minuten und auf magnetisch Nord.

Ab welcher Differenz zum Mittelwind wird im METAR eine Bö (gust) gemeldet?

ab 5 kt wenn die Spitze den Mittelwert um mindestens 10 kt übersteigt ab 2 kt ab 25 kt

Eine Bö wird gemeldet, sobald die maximale Windspitze den 10-Minuten-Mittelwert um 10 kt oder mehr übertrifft.

Was sind Isotachen?

Linien gleichen Luftdrucks Linien gleicher Windgeschwindigkeit Linien gleicher Temperatur Linien gleicher Höhe einer Druckfläche

Isotachen verbinden Punkte gleicher Windgeschwindigkeit. Auf Höhenkarten machen sie etwa die Lage und Stärke der Jetstreams sichtbar.

Reibungsschicht, Ekman-Spirale & Breiteneffekt 2 min

In der vorigen Lektion drehte die Reibung den Bodenwind ein und bremste ihn. Hier setzen wir Zahlen dahinter. Die Reibungsschicht (planetare Grenzschicht) reicht im Mittel rund 1500 m hoch — je nach Bodenrauigkeit und Wetterlage zwischen etwa 500 und 3000 m. Darüber beginnt die freie Atmosphäre, in der die Reibung praktisch verschwindet und der Wind dem geostrophischen Ideal folgt.

Als grobe Faustwerte für die Windstärke am Boden: Über glatter See sind es rund 70 % des geostrophischen Windes, über rauem Land nur rund 50 %. Dazu die Eindrehung zum Tief von etwa 10° über See und 30° über Land aus der letzten Lektion. Steigt man auf, nimmt die Reibung schichtweise ab: Der Wind dreht nach rechts (Nordhalbkugel) und wird schneller, und zwar nicht abrupt, sondern als sanfte Drehung über die Höhe — diese Verteilung heißt Ekman-Spirale. Praktisch heißt das: Der gemeldete Bodenwind unterschätzt den Höhenwind in Stärke und liegt in der Richtung links davon.

Schließlich ein Effekt, der die geostrophische Theorie begrenzt: Der geostrophische Wind ist umgekehrt proportional zum Coriolis-Parameter, und der schrumpft zum Äquator hin gegen null. Bei gleichem Isobarenabstand weht der Wind in niedrigen Breiten daher stärker. Unterhalb von rund 20° Breite wird die Coriolis-Kraft so schwach, dass die geostrophische Näherung nicht mehr brauchbar ist — am Äquator selbst gibt es keinen geostrophischen Wind. Das ist auch der Grund, warum tropische Strömungssysteme anderen Regeln folgen als die Mittelbreiten.

Übungsfragen (5)

Wie hoch reicht die Reibungsschicht (Grenzschicht) im Mittel?

etwa 150 m im Mittel rund 1500 m (je nach Lage 500–3000 m) etwa 11 km bis zur Tropopause genau 1000 m überall

Die Reibungs- oder Grenzschicht reicht im Mittel rund 1500 m hoch, abhängig von Bodenrauigkeit und Wetterlage zwischen etwa 500 und 3000 m. Darüber liegt die freie Atmosphäre.

Etwa wie viel Prozent des geostrophischen Windes erreicht der Bodenwind über Land?

rund 90 % rund 50 % rund 100 % rund 20 %

Über rauem Land bremst die Reibung stark: Der Bodenwind erreicht nur rund 50 % des geostrophischen. Über glatter See sind es etwa 70 %.

Was beschreibt die Ekman-Spirale?

die Drehung der Erde um die Sonne die mit der Höhe zunehmende Rechtsdrehung und Verstärkung des Windes (NH) die Krümmung der Isobaren um ein Tief den Tagesgang der Temperatur

Mit abnehmender Reibung in der Höhe dreht der Wind auf der Nordhalbkugel nach rechts und wird stärker. Diese stetige Drehung über die Höhe nennt man Ekman-Spirale.

Wie verhält sich der geostrophische Wind mit der geografischen Breite bei gleichem Isobarenabstand?

stärker zu den Polen hin stärker in niedrigen Breiten, weil die Coriolis-Kraft dort schwächer ist überall gleich am stärksten genau am Pol

Der geostrophische Wind ist umgekehrt proportional zum Coriolis-Parameter. Da dieser zum Äquator hin abnimmt, weht der Wind bei gleichem Gradienten in niedrigen Breiten stärker.

Warum ist die geostrophische Näherung in Äquatornähe unbrauchbar?

weil es dort keinen Druckunterschied gibt weil die Coriolis-Kraft unter rund 20° Breite zu schwach wird (am Äquator null) weil dort kein Wind weht weil die Isobaren senkrecht stehen

Die geostrophische Balance braucht eine wirksame Coriolis-Kraft. Unter etwa 20° Breite wird diese zu klein, am Äquator null, sodass die Näherung dort nicht mehr gilt.

Antizyklonen (Hochdruckgebiete) 2 min

Im Hochdruckgebiet, der Antizyklone, sinkt großräumig Luft ab. Dieses Absinken (Subsidenz) komprimiert die Luft und erwärmt sie, wodurch sich in der Höhe eine Absinkinversion bildet. Sie wirkt als Deckel: Aufsteigende Bewegung wird unterdrückt, kräftige Quellwolken haben keine Chance.

Der Wettercharakter ist deshalb meist ruhig: schwache Druckgradienten, schwacher Wind, wenig Vertikalbewegung. Die Strömung läuft auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn um das Hoch (antizyklonal). Im Sommer bringt ein Hoch oft strahlenden Sonnenschein.

Im Winter zeigt sich die Kehrseite: Unter der Inversion sammeln sich Feuchte, Dunst und Kaltluft. Es entstehen zäher Hochnebel und schlechte Sichten, die tagelang halten können, während es oberhalb der Inversion sonnig ist. Ein Hoch heißt also nicht automatisch gutes Flugwetter.

Übungsfragen (5)

Welche vertikale Luftbewegung herrscht in einem Hochdruckgebiet vor?

Aufsteigende Luft Absinkende Luft (Subsidenz) Keine Vertikalbewegung Wechselnd auf und ab

In der Antizyklone sinkt Luft großräumig ab. Die Subsidenz erwärmt die Luft und bildet eine Absinkinversion, die Konvektion unterdrückt.

In welche Richtung strömt die Luft um ein Hoch auf der Nordhalbkugel?

Gegen den Uhrzeigersinn Im Uhrzeigersinn Direkt nach außen Direkt zum Zentrum

Auf der Nordhalbkugel strömt die Luft antizyklonal, also im Uhrzeigersinn, um ein Hochdruckgebiet.

Warum bringt ein Winterhoch nicht zwingend gutes Flugwetter?

Wegen kräftiger Gewitter Wegen Hochnebel und Dunst unter der Inversion Wegen starker Höhenwinde Wegen Starkregen

Unter der Absinkinversion sammeln sich im Winter Feuchte und Kaltluft. Zäher Hochnebel und schlechte Sichten können tagelang bestehen bleiben.

In welche Richtung strömt die Luft um ein Hoch auf der Südhalbkugel?

gegen den Uhrzeigersinn im Uhrzeigersinn direkt ins Zentrum radial nach außen ohne Drehung

Auf der Südhalbkugel ist der Drehsinn umgekehrt: Um ein Hoch strömt die Luft gegen den Uhrzeigersinn, um ein Tief im Uhrzeigersinn.

Warum bringt ein Sommerhoch oft gutes Flugwetter?

wegen kräftiger Aufwinde wegen großräumigen Absinkens mit wenig Wolken und guter Sicht (Dunst möglich) wegen häufiger Fronten wegen starken Windes

Im Hoch sinkt die Luft großräumig ab, das löst Wolken auf und bringt ruhiges Wetter mit guter Sicht. Bei stabiler Schichtung kann sich aber Dunst sammeln.

Nicht-frontale Tiefdruckgebiete 2 min

Nicht jedes Tief entsteht an einer Front. Das thermische Tief, auch Hitzetief, bildet sich, wenn sich der Boden stark erwärmt: Die Luft darüber dehnt sich aus, steigt auf und der Bodendruck fällt. Typisch über kontinentalen Landmassen im Sommer, oft schwach ausgeprägt und ortsfest.

Das orografische Leetief entsteht im Windschatten eines Gebirges. Strömt Luft über einen Gebirgszug, dehnt sie sich im Lee aus und es bildet sich ein dynamisches Tief auf der windabgewandten Seite, etwa das berühmte Genua-Tief südlich der Alpen.

Auch ein Trog, der gestreckte Tiefdruckkeil aus Lektion 2.1, gehört in diese Familie der Druckformen. Für die Praxis zählt: Diese Tiefs erzeugen Hebung und damit Wolken und Schauer, ohne dass eine klassische Front beteiligt sein muss.

Übungsfragen (5)

Wie entsteht ein thermisches Tief (Hitzetief)?

Durch absinkende Kaltluft Durch starke Bodenerwärmung und aufsteigende Luft Durch eine Warmfront Durch Subsidenz

Erwärmt sich der Boden stark, dehnt sich die Luft aus und steigt auf, der Bodendruck fällt. So bildet sich ein thermisches Tief, typisch über Land im Sommer.

Wo bildet sich ein orografisches Leetief?

Auf der windzugewandten Seite eines Gebirges Im Windschatten (Lee) eines Gebirges Über offenem Meer An der Polarfront

Strömt Luft über ein Gebirge, entsteht auf der windabgewandten Seite ein dynamisches Tief, das Leetief. Ein bekanntes Beispiel ist das Genua-Tief südlich der Alpen.

Was haben nicht-frontale Tiefs gemeinsam?

Sie sind immer mit einer Okklusion verbunden Sie erzeugen Hebung und Wetter ohne klassische Front Sie bringen stets Hochnebel Sie treten nur nachts auf

Hitzetief, Leetief und Trog erzeugen aufsteigende Bewegung und damit Wolken und Schauer, auch ohne dass eine Front beteiligt ist.

Wo und wann bilden sich Hitzetiefs bevorzugt?

über kaltem Meer im Winter über stark erhitzten Landmassen im Sommer in der Stratosphäre nachts über See

Hitzetiefs entstehen über stark erwärmten Landflächen, vor allem im Sommer, wenn aufsteigende warme Luft am Boden ein thermisches Tief erzeugt.

Welches Wetter herrscht tagsüber in einem thermischen Tief?

anhaltender Landregen Konvektion mit Quellwolken und möglichen Schauern klarer, ruhiger Himmel garantiert dichter Nebel

Im thermischen Tief steigt erwärmte Luft auf. Tagsüber bilden sich daher Quellwolken, bei genügend Feuchte auch Schauer oder Gewitter.

Globale Zirkulation & ITCZ 2 min

Die Sonne heizt den Äquator stärker als die Pole, und die Atmosphäre versucht, diese Wärme umzuverteilen. Daraus entsteht ein dreigliedriges Zellenmodell pro Halbkugel: die Hadley-Zelle (Äquator bis ca. 30°), die Ferrel-Zelle (ca. 30° bis 60°) und die Polar-Zelle (60° bis Pol).

Am Äquator steigt warme, feuchte Luft auf, das schafft eine Tiefdruckrinne mit viel Konvektion: die Innertropische Konvergenzzone (ITCZ), erkennbar als Band aus Schauern und Gewittern. Die aufgestiegene Luft sinkt bei rund 30° wieder ab und bildet die subtropischen Hochdruckgürtel mit Wüstenklima.

Zwischen diesen Druckgürteln entstehen die globalen Windsysteme: die Passatwinde von den Subtropenhochs zur ITCZ und die Westwinde der mittleren Breiten. Dieses Grundmuster erklärt, warum unser Wetter in Europa überwiegend aus West kommt.

Übungsfragen (5)

Wie heißen die drei Zirkulationszellen pro Halbkugel?

Hadley, Ferrel, Polar Passat, Monsun, Jet Tropen, Subtropen, Pol Trog, Rücken, Front

Das globale Zirkulationsmodell besteht pro Halbkugel aus der Hadley-, der Ferrel- und der Polar-Zelle, die zusammen Wärme vom Äquator zum Pol transportieren.

Was kennzeichnet die Innertropische Konvergenzzone (ITCZ)?

Absinkende Luft und Wüstenklima Aufsteigende Luft mit Schauern und Gewittern Eine stabile Inversion Ständige Windstille

An der ITCZ konvergieren die Passatwinde, warme feuchte Luft steigt auf, es entsteht ein Band aus konvektiven Schauern und Gewittern.

Was findet sich bei rund 30° Breite?

Tiefdruckrinne mit Starkregen Subtropische Hochdruckgürtel mit absinkender Luft Die Polarfront Die kräftigsten Westwinde am Boden

Die in der Hadley-Zelle aufgestiegene Luft sinkt bei etwa 30° ab und bildet die subtropischen Hochdruckgürtel, in deren Bereich die großen Wüsten liegen.

Wie verlagert sich die ITCZ im Jahresverlauf?

sie bleibt ortsfest am Äquator sie folgt dem Sonnenhöchststand (im Nordsommer nach Norden) sie wandert zu den Polen sie verschwindet im Winter

Die ITCZ folgt mit Verzögerung dem höchsten Sonnenstand. Im Nordsommer verlagert sie sich nach Norden, im Südsommer nach Süden.

Welche Windsysteme prägen die mittleren Breiten?

die Passate die Westwinde der Ferrel-Zelle reine Ostwinde windstille Zonen

In den mittleren Breiten herrschen die Westwinde, die zur Ferrel-Zelle gehören. Mit ihnen ziehen die Tiefdruckgebiete von West nach Ost.

Lokale Windsysteme 2 min

Lokale Winde entstehen aus kleinräumigen Temperatur- und Geländeunterschieden. Der Föhn ist der klassische Fall: Luft wird über ein Gebirge gehoben, regnet sich auf der Luvseite ab (feuchtadiabatische Abkühlung) und sinkt im Lee trockenadiabatisch ab. Weil trockene Luft schneller erwärmt, kommt im Lee ein warmer, trockener, böiger Fallwind an, oft mit hervorragender Fernsicht.

An Küsten wechselt der Wind im Tagesgang: Tagsüber erwärmt sich das Land schneller als das Meer, die Luft über Land steigt auf und kühle Seeluft strömt nach (Seewind). Nachts kehrt sich das um, das Land kühlt schneller aus und es weht ein schwächerer Landwind aufs Meer hinaus.

Im Gebirge gilt Ähnliches: Tagsüber heizen sich die Hänge auf, warme Luft strömt hangaufwärts (Talwind). Nachts fließt abgekühlte, schwere Luft hangabwärts (Bergwind). Eine kräftigere Variante sind katabatische Winde, kalte Fallwinde, die etwa von Gletschern oder Hochplateaus schwerkraftgetrieben abwärtsstürzen.

Übungsfragen (5)

Welche Eigenschaften hat der Föhn im Lee des Gebirges?

Kalt und feucht Warm, trocken und böig Windstill und neblig Kühl mit Dauerregen

Im Lee sinkt die Luft trockenadiabatisch ab und erwärmt sich. Es entsteht ein warmer, trockener, oft böiger Fallwind mit guter Fernsicht.

Wann weht der Seewind vom Meer zum Land?

Nachts Tagsüber Nur im Winter Bei Hochnebel

Tagsüber erwärmt sich das Land schneller als das Meer, die Luft über Land steigt auf und kühle Seeluft strömt als Seewind nach.

Was ist ein katabatischer Wind?

Ein warmer Aufwind am Hang Ein kalter, schwerkraftgetriebener Fallwind Ein Höhenwind in der Stratosphäre Ein Wind entlang der Isobaren

Katabatische Winde sind kalte Fallwinde, bei denen schwere Kaltluft schwerkraftgetrieben hangabwärts strömt, etwa von Gletschern oder Hochplateaus.

Wann weht ein anabatischer Wind (Hangaufwind)?

nachts bei Abkühlung tagsüber, wenn der Hang erwärmt wird nur im Winter bei Hochnebel

Tagsüber erwärmt die Sonne die Hänge, die Luft steigt am Hang auf, das ist der anabatische Wind. Er bildet zusammen mit dem Talwind das thermische Tagessystem.

Wann weht der Landwind vom Land zum Meer?

mittags nachts, wenn das Land kälter ist als das Meer nie bei Sturm

Nachts kühlt das Land schneller aus als das Meer. Über dem wärmeren Wasser steigt Luft auf, und es weht der Landwind vom kühleren Land zum Meer hinaus.

Jetstreams & CAT 2 min

Jetstreams sind schmale Bänder extrem starken Windes nahe der Tropopause, dort, wo benachbarte Luftmassen einen großen Temperaturunterschied haben. Sie wehen aus westlicher Richtung und können 100 bis über 200 kt erreichen. Für die Flugplanung sind sie Gold wert: mit dem Jet im Rücken spart man Zeit und Treibstoff, gegen ihn kostet es beides.

Zwei sind wichtig: der Polarfront-Jet bei rund 60° Breite, gekoppelt an die Polarfront mit ihrem starken Temperaturkontrast, und der Subtropen-Jet bei rund 30°. Der Polarfront-Jet ist der wetterwirksamere und wandert mit den Frontensystemen.

Die Gefahr heißt CAT, Clear Air Turbulence. An den Rändern des Jets ist die Windscherung groß, dort kann es ohne jede Wolke heftig rütteln, daher „clear air". CAT ist tückisch, weil sie nicht sichtbar und vom Radar nicht erfassbar ist; man verlässt sich auf SIGMETs, Significant-Weather-Charts und Pilotmeldungen.

Übungsfragen (5)

Wo befinden sich Jetstreams?

In Bodennähe Nahe der Tropopause In der oberen Stratosphäre Nur über den Polen

Jetstreams sind schmale Starkwindbänder nahe der Tropopause, dort, wo der horizontale Temperaturkontrast zwischen Luftmassen am größten ist.

Welcher Jet ist an die Polarfront gekoppelt und besonders wetterwirksam?

Der Subtropen-Jet Der Polarfront-Jet Der äquatoriale Jet Der katabatische Jet

Der Polarfront-Jet bei rund 60° Breite ist an die Polarfront mit ihrem starken Temperaturkontrast gebunden und wandert mit den Frontensystemen.

Warum ist CAT besonders tückisch?

Sie tritt nur am Boden auf Sie ist sichtbar und gut vorhersagbar Sie ist wolkenlos und vom Radar nicht erfassbar Sie kommt nur nachts vor

Clear Air Turbulence entsteht in den Scherzonen am Jet-Rand ohne Wolken. Sie ist nicht sichtbar und vom Wetterradar nicht erfassbar, daher die Abhängigkeit von SIGMETs und Pilotmeldungen.

In welche Richtung wehen die Jetstreams generell?

von Ost nach West von West nach Ost von Nord nach Süd wechselnd ohne Vorzugsrichtung

Jetstreams wehen großräumig von West nach Ost. Sie sind schmale Starkwindbänder nahe der Tropopause mit 100 bis über 200 Knoten.

Wo relativ zum Jetkern ist die Clear Air Turbulence am stärksten?

genau im Kern in den Scherzonen an den Rändern, oft auf der kalten Seite weit unterhalb es gibt keine CAT am Jet

Die CAT ist am stärksten in den Bereichen kräftiger Windscherung an den Rändern des Jets, besonders auf der polwärtigen, kalten Seite, nicht im ruhigeren Kern selbst.

Konvergenz & Divergenz: warum Tiefs steigen und Hochs sinken 2 min

Du weißt bereits: Im Tief steigt Luft auf und bringt Wolken, im Hoch sinkt sie und löst sie auf. Aber warum? Die Antwort liefert der Bodenwind. Weil die Reibung ihn etwas zum tiefen Druck eindrehen lässt, strömt er nicht sauber um das Tief herum, sondern spiralt leicht nach innen, ins Zentrum hinein. Dort sammelt sich Luft an — das ist Konvergenz. Aufstauen kann sie sich am Boden nicht, also weicht sie nach oben aus: ein Aufsteigen (Updraft).

Beim Hoch läuft alles spiegelverkehrt: Der Bodenwind dreht aus dem Zentrum heraus, die Luft strömt auseinander (Divergenz), und die Lücke wird von oben aufgefüllt — großräumiges Absinken (Subsidenz). Daraus folgt die vielleicht wichtigste Merkregel der ganzen Synoptik, sauber in eine Kette gebracht: Tief ⇒ Konvergenz ⇒ Aufsteigen ⇒ Wolken/schlechtes Wetter, und Hoch ⇒ Divergenz ⇒ Absinken ⇒ Auflösung/Schönwetter.

Ein Bild hilft: Das Tief ist wie ein Abfluss, in den von allen Seiten Wasser zuläuft und dann nach oben „herausspritzt"; das Hoch ist die Fontäne, die oben Luft nachbekommt und unten nach außen drückt. Wichtig für die Höhe: Damit ein Bodentief bestehen bleibt, muss die aufgestiegene Luft oben wieder abfließen (Divergenz in der Höhe), beim Hoch umgekehrt (Konvergenz in der Höhe). Die Vertikalbewegungen sind klein — wenige cm/s — aber großflächig und damit wetterbestimmend.

Übungsfragen (5)

Was geschieht mit der Luft am Boden im Zentrum eines Tiefs?

Sie strömt nach außen (Divergenz) Sie strömt zusammen (Konvergenz) und steigt auf Sie bleibt völlig in Ruhe Sie sinkt ab

Weil die Reibung den Bodenwind ins Tief eindrehen lässt, konvergiert die Luft im Zentrum und weicht nach oben aus. Aufsteigende Luft bedeutet Wolken und oft schlechtes Wetter.

Welche Kette beschreibt ein Hochdruckgebiet korrekt?

Konvergenz ⇒ Aufsteigen ⇒ Wolken Divergenz ⇒ Absinken ⇒ Auflösung/Schönwetter Divergenz ⇒ Aufsteigen ⇒ Regen Konvergenz ⇒ Absinken ⇒ Nebel

Im Hoch strömt die Luft am Boden auseinander (Divergenz), von oben sinkt Luft nach (Subsidenz). Das löst Wolken auf und bringt meist ruhiges Schönwetter.

Warum steigt im Tief überhaupt Luft auf?

weil warme Luft immer aufsteigt weil am Boden zusammenströmende Luft nicht ausweichen kann außer nach oben weil der Höhenmesser es anzeigt wegen der Erdrotation allein

Die konvergierende Luft staut sich am Boden, kann sich aber nicht zusammendrücken und weicht daher nach oben aus. Dieses erzwungene Aufsteigen ist unabhängig von der Lufttemperatur.

Damit ein Bodentief bestehen bleibt, was muss in der Höhe darüber passieren?

Konvergenz in der Höhe Divergenz in der Höhe, damit die aufgestiegene Luft abfließen kann vollkommene Windstille Absinken in der Höhe

Die aus dem Bodentief aufgestiegene Luft muss oben abtransportiert werden. Herrscht dort Divergenz, bleibt der tiefe Bodendruck erhalten oder verstärkt sich sogar.

Wie groß sind die großräumigen Vertikalbewegungen in Drucksystemen typischerweise?

mehrere hundert m/s etwa 50 m/s sehr klein, nur wenige cm/s, aber großflächig es gibt gar keine Vertikalbewegung

Die synoptischen Auf- und Absteigbewegungen sind mit wenigen cm/s winzig, wirken aber über riesige Flächen und prägen so das Wetter. Kräftige m/s-Bewegungen gehören zur Konvektion (Schauer, Gewitter).

Lokalwinde mit Zahlen: See-, Land-, Hang- & Talwind 2 min

Die Lektion zuvor hat See-, Land-, Tal- und Bergwind im Prinzip erklärt. Für die Prüfung lohnt es sich, die Größenordnungen und das Timing parat zu haben — und zu wissen, dass diese Winde nur bei schwacher übergeordneter Strömung und Strahlungswetter (klares, ruhiges Hochdruckwetter) sauber entstehen. Bei kräftigem synoptischem Wind werden sie überdeckt.

Am Tag heizt sich Land schneller auf als das Meer. Es entsteht der Seewind: senkrecht zur Küste vom Meer aufs Land, typisch 10–15 kt stark und 500–1000 m mächtig, kann Dutzende Kilometer landeinwärts vordringen. Seine Vorderkante, die Seewindfront, wirkt wie eine Mini-Kaltfront: Hebung, oft eine Reihe von Quellwolken, manchmal Schauer. Er setzt am späten Vormittag ein und schläft am späten Nachmittag ein. Nachts dreht sich alles um: Das Land kühlt schneller aus, es weht der schwächere Landwind aufs Meer hinaus, nur 5–10 kt und 100–300 m mächtig.

Am Hang das gleiche Spiel: Tagsüber strömt erwärmte Luft den besonnten Hang hinauf — der anabatische Hangaufwind (Schicht ~100–200 m), der oben Quellwolken bilden kann. Nachts fließt abgekühlte, schwere Luft als katabatischer Hangabwind hinab (~50–100 m, rund 6–8 kt). Auf Tal-Ebene ergibt das tagsüber den Talaufwind (5–20 kt, in Extremfällen bis 30 kt, Maximum am Nachmittag) und nachts den Talabwind mit Maximum gegen Sonnenaufgang. Wichtig fürs Gebirge: Nachts sammelt sich die kalte Luft am Talboden, es bildet sich eine Bodeninversion mit Talnebel — schlechte Sicht, die sich erst auflöst, wenn die Sonne die Inversion „aufbricht".

Übungsfragen (5)

Unter welchen Bedingungen bilden sich lokale Wind- und Breeze-Systeme am deutlichsten aus?

bei kräftigem synoptischem Wind bei schwacher übergeordneter Strömung und ruhigem Strahlungswetter nur während Frontdurchgängen nur bei Sturm

Thermisch getriebene Lokalwinde wie See- oder Hangwind treten klar nur bei schwachem Grundwind und Strahlungswetter (ruhiges Hochdruckwetter) auf. Kräftiger synoptischer Wind überdeckt sie.

Welche Größenordnung hat der Seewind tagsüber typischerweise?

rund 10–15 kt, Mächtigkeit 500–1000 m rund 40–50 kt, Mächtigkeit 5000 m unter 1 kt rund 80 kt

Der Seewind erreicht typisch 10–15 kt bei 500–1000 m Mächtigkeit und kann Dutzende Kilometer landeinwärts ziehen. Der nächtliche Landwind ist mit 5–10 kt schwächer.

Was ist die Seewindfront?

die Grenze zwischen zwei Luftmassen in der Höhe die Vorderkante des Seewindes mit Hebung und oft einer Quellwolkenreihe eine Warmfront über dem Meer die Küstenlinie selbst

An der Seewindfront, der landeinwärts wandernden Vorderkante des Seewindes, wird Luft gehoben. Wie an einer kleinen Kaltfront bildet sich oft eine Reihe von Quellwolken, manchmal Schauer.

Wie heißt der nächtliche, schwerkraftgetriebene Hangabwind, und wie mächtig ist er etwa?

anabatisch, rund 1000 m katabatisch, rund 50–100 m (etwa 6–8 kt) geostrophisch, rund 5000 m zyklonal, rund 3000 m

Der nächtliche Hangabwind ist katabatisch: kalte, schwere Luft fließt den Hang hinab, in einer flachen Schicht von rund 50–100 m mit etwa 6–8 kt. Der tagsüber aufsteigende anabatische Wind ist etwas mächtiger (~100–200 m).

Warum bildet sich nachts oft Talnebel?

weil warme Luft im Tal aufsteigt weil kalte Luft am Talboden zusammenfließt und mit der Bodeninversion Nebel bildet weil der Talwind tagsüber zunimmt wegen des Seewindes

Nachts sammelt sich die abgekühlte, schwere Luft am Talboden. Zusammen mit der Bodeninversion und der Feuchte entsteht Talnebel, der sich erst auflöst, wenn die Sonne die Inversion aufbricht.

Jetstreams im Detail: Anatomie, Familien & CAT-Kriterien 2 min

Die Basics zum Jet kennst du. Jetzt die Anatomie und die Zahlen. Ein Jetstream ist ein flacher Starkwindschlauch mit über 60 kt; auf SIGWX-Karten wird er erst ab 80 kt eingezeichnet. Drei Begriffe: Die Jet-Achse ist die Linie der maximalen Windgeschwindigkeit, der Jet-Kern der Punkt höchster Intensität, und Isotachen sind Linien gleicher Windgeschwindigkeit, die den Kern umschließen. Der Schlauch ist riesig in der Länge (einige tausend NM), einige hundert NM breit, aber nur wenige tausend Fuß dick. Wichtig für die Lage relativ zur Temperatur: die zyklonale Seite entspricht dem tiefen Geopotential/kalter Luft — auf der Nordhalbkugel die linke Seite in Flugrichtung; die antizyklonale Seite ist warm und liegt rechts (Buys-Ballot).

Es gibt vier Jet-Familien. Der Polarfront-Jet (Polarluft gegen Tropikluft) ist der wetterwirksamste: zwischen 35° und 70° Breite, im Sommer 60–80 kt, im Winter 120–150 kt, Achse im Sommer höher (FL400) als im Winter (FL300), Kern unter FL350. Der Subtropen-Jet (STJ) liegt bei 20–35°, Orientierung NW–SW, Achse nahe FL400, im Winter 120–150 kt, im Sommer schwächt er ab oder verschwindet (unter 60 kt). Der Arktis-Jet ist ein winterliches, kurzes Zonalband um 60°N (über den USA bis 45–50°N), zwischen FL200 und FL300. Der äquatoriale Ostjet (Tropical Easterly Jet) ist die Ausnahme: Er weht aus Ost, saisonal im Nordsommer (Juli/August) zwischen 5°N und 20°N, mit Kern bei FL450 und darüber — der Indische Monsun ist sein Antrieb.

Für CAT und Scherung gilt: Der Polar-Jet ist im Querschnitt stark asymmetrisch, auf der zyklonalen Seite weht es kräftiger. Horizontale Gradienten rund 20–50 kt/100 km zyklonal, 15–30 kt/100 km antizyklonal; vertikal 7–8 kt/1000 ft über dem Kern, 5–6 kt/1000 ft darunter. Die stärkste CAT sitzt dort, wo die Isotachen am engsten liegen: auf der zyklonalen (kalten) Seite und an der Oberseite des Kerns. Quantitative CAT-Kriterien: Windänderung von mindestens 20 kt auf 60 NM horizontal, oder ein isobarer Temperaturgradient von 5 °C auf 120 NM (entspricht über 5 kt pro 1000 ft vertikal). CAT-Zonen sind 50–250 NM breit, 500–3000 NM lang, 500–15 000 ft dick — meist aber unter 3000 ft. Ausweichen: Flugfläche wechseln, also einige tausend Fuß steigen oder sinken.

Übungsfragen (5)

Ab welcher Windgeschwindigkeit spricht man von einem Jetstream, und ab wann wird er auf SIGWX-Karten dargestellt?

Jet ab über 60 kt, Darstellung auf SIGWX ab 80 kt Jet ab 20 kt, Darstellung ab 30 kt Jet ab 100 kt, Darstellung ab 200 kt es gibt keine feste Schwelle

Ein Jetstream führt Winde über 60 kt. Auf SIGWX-Karten wird er erst ab 80 kt eingezeichnet, da moderne Verkehrsflugzeuge ohnehin schnell unterwegs sind.

Auf welcher Seite des Jets (Nordhalbkugel, in Flugrichtung) liegt die zyklonale, kalte Seite?

links (tiefes Geopotential, kalte Luft) rechts (hohes Geopotential, warme Luft) genau im Kern unterhalb des Jets

Nach Buys-Ballot liegt auf der Nordhalbkugel das tiefe Geopotential (kalte Luft, zyklonale Seite) links in Flugrichtung. Rechts ist die warme, antizyklonale Seite.

Welche Geschwindigkeit hat der Polarfront-Jet typischerweise im Winter?

20–30 kt 60–80 kt 120–150 kt über 400 kt

Der Polarfront-Jet erreicht im Winter 120–150 kt, im Sommer nur 60–80 kt. Im Winter liegt seine Achse zudem tiefer (FL300) als im Sommer (FL400).

Was ist die Besonderheit des äquatorialen Ostjets (Tropical Easterly Jet)?

Er weht aus Ost und tritt saisonal im Nordsommer in niedrigen Breiten auf Er weht ganzjährig aus West über den Polen Er liegt in Bodennähe Er ist der schnellste Jet überhaupt

Anders als die übrigen (westlichen) Jets weht der äquatoriale Ostjet aus Ost. Er erscheint saisonal im Nordsommer zwischen etwa 5°N und 20°N und ist an den Indischen Monsun gekoppelt.

Welches quantitative Kriterium deutet auf CAT hin?

Windänderung ≥ 20 kt auf 60 NM oder Temperaturgradient ≥ 5 °C auf 120 NM Bodenwind über 10 kt Sichtweite unter 1 km Wolkenuntergrenze unter 1000 ft

CAT droht, wenn sich der Wind auf einer Isobarenfläche um mindestens 20 kt über 60 NM ändert oder der isobare Temperaturgradient 5 °C über 120 NM erreicht. Ausweichen gelingt am besten durch einen Flugflächenwechsel.

Luftmassen-Klassifikation 2 min

Eine Luftmasse ist ein riesiger Luftkörper mit annähernd einheitlicher Temperatur und Feuchte. Sie bekommt ihren Charakter von ihrem Ursprungsgebiet, dem Quellgebiet, wo sie lange genug verweilt, um dessen Eigenschaften anzunehmen.

Klassifiziert wird nach zwei Achsen. Die Herkunft bestimmt die Feuchte: maritim (über See entstanden, feucht) oder kontinental (über Land, trocken). Die Breite bestimmt die Temperatur: polar (kalt) oder tropisch (warm). Daraus ergeben sich die bekannten Kürzel wie mP (maritim-polar) oder cT (kontinental-tropisch).

Entscheidend für den Piloten ist die Modifikation: Zieht eine Luftmasse über andere Oberflächen, ändert sie sich. Kalte Polarluft über warmem Meer wird von unten erwärmt, wird labil und bildet Schauer. Warme Luft über kaltem Boden wird von unten gekühlt, wird stabil und neigt zu Nebel und Schichtwolken.

Übungsfragen (5)

Wonach werden Luftmassen klassifiziert?

Nur nach der Temperatur Nach Herkunft (feucht/trocken) und Breite (kalt/warm) Nach dem Luftdruck Nach der Windrichtung

Luftmassen werden nach Herkunft (maritim/kontinental, also feucht/trocken) und nach Breite (polar/tropisch, also kalt/warm) klassifiziert.

Was passiert mit kalter Polarluft, die über warmes Meer zieht?

Sie wird stabil und bildet Nebel Sie wird von unten erwärmt, labilisiert und bildet Schauer Sie bleibt unverändert Sie kühlt weiter ab

Die Erwärmung von unten macht die Luftmasse labil. Es entstehen Quellwolken und Schauer, ein typisches Rückseitenwetter im Winter.

Was bedeutet das Kürzel mP?

Maritim-polar Mittel-polar Maritim-tropisch Kontinental-polar

mP steht für maritim-polar: über See entstandene, feuchte und kalte Luft, in Mitteleuropa eine sehr häufige Luftmasse.

Was bedeutet das Kürzel cT bei Luftmassen?

kalt-tropisch kontinental-tropisch (warm und trocken) maritim-polar kühl-trocken aus der Arktis

cT steht für kontinental-tropisch, eine warme und trockene Luftmasse, die über heißen Landflächen wie der Sahara entsteht.

Wie verändert sich eine Luftmasse, die über eine kältere Oberfläche zieht?

sie wird labiler sie wird von unten stabilisiert, also stabiler sie erwärmt sich sie bleibt unverändert

Über einer kälteren Oberfläche kühlt die Luft von unten ab. Das stabilisiert die Schichtung, oft bilden sich Hochnebel oder Dunst statt Quellwolken.

Lebenszyklus einer Zyklone 2 min

Die meisten Tiefs der mittleren Breiten entstehen an der Polarfront, der Grenze zwischen kalter Polarluft und warmer Subtropikluft. Das norwegische Polarfront-Modell beschreibt ihren Lebenslauf in klaren Phasen.

Zuerst bildet sich an der anfangs geraden Front eine kleine Wellenstörung. Aus ihr wächst ein Tief mit einem Warmsektor: vorne eine Warmfront, hinten eine Kaltfront, dazwischen die eingeschlossene Warmluft. Das Tief vertieft sich, die Fronten werden wetterwirksam.

Weil die Kaltfront schneller zieht als die Warmfront, holt sie diese ein. Der Warmsektor wird vom Boden abgehoben, es entsteht eine Okklusion. Damit erreicht das Tief seinen Höhepunkt und beginnt sich aufzulösen, der Temperaturgegensatz, der es nährte, ist ausgeglichen.

Übungsfragen (5)

Wo entstehen die Tiefdruckgebiete der mittleren Breiten typischerweise?

Am Äquator An der Polarfront In den subtropischen Hochs Über den Wüsten

An der Polarfront treffen kalte Polarluft und warme Subtropikluft aufeinander. Aus Wellenstörungen dieser Grenze entstehen die Zyklonen der mittleren Breiten.

Was kennzeichnet den Warmsektor einer jungen Zyklone?

Er liegt hinter der Kaltfront Er ist die Warmluft zwischen Warm- und Kaltfront Er ist die abgehobene Okklusion Er ist windstill

Der Warmsektor ist die eingeschlossene Warmluft zwischen der vorlaufenden Warmfront und der nachfolgenden Kaltfront.

Wie entsteht eine Okklusion?

Die Warmfront überholt die Kaltfront Die schnellere Kaltfront holt die Warmfront ein und hebt den Warmsektor ab Zwei Hochs verschmelzen Die Front löst sich spurlos auf

Die Kaltfront zieht schneller, holt die Warmfront ein und hebt die Warmluft vom Boden ab. Diese Okklusion markiert die Reifephase des Tiefs.

An welcher Grenze entstehen die Frontaltiefs der mittleren Breiten?

an der ITCZ an der Polarfront, der Grenze zwischen Kalt- und Warmluft über den Subtropenhochs an der Tropopause

Die Tiefdruckgebiete der mittleren Breiten entstehen als Wellen an der Polarfront, wo polare Kaltluft und subtropische Warmluft aufeinandertreffen.

Was ist die wesentliche Energiequelle für die Vertiefung eines Tiefs?

die Erdrotation allein der Temperaturgegensatz und die bei Kondensation frei werdende Wärme die Sonneneinstrahlung am Boden der Luftdruck am Pol

Das Tief lebt vom Temperaturgegensatz der Luftmassen und der Wärme, die beim Aufsteigen und Kondensieren der feuchten Warmluft frei wird.

Die Warmfront 2 min

An einer Warmfront schiebt sich warme Luft gegen kältere. Weil sie leichter ist, kann sie die Kaltluft nicht verdrängen, sondern gleitet flach über sie auf. Diese sanfte Aufgleitfläche erstreckt sich über hunderte Kilometer, die Front kündigt sich also lange vorher an.

Das verrät die typische Wolkenabfolge von oben nach unten: zuerst hohe Cirrus-Wolken (Ci), dann Cirrostratus (Cs) mit Halo, weiter verdichtend zu Altostratus (As) und schließlich tiefer Nimbostratus (Ns) mit lang anhaltendem, gleichmäßigem Landregen. Die Wolkenuntergrenze sinkt immer weiter.

Für den Piloten heißt Warmfront: ausgedehntes Schlechtwettergebiet, schlechte Sichten, Vereisungsgefahr in den unterkühlten Schichten und Niederschlag, der schon weit vor der Bodenfront einsetzt. Nach dem Durchzug folgt der mildere, oft diesige Warmsektor.

Übungsfragen (5)

Wie bewegt sich die Warmluft an einer Warmfront?

Sie verdrängt die Kaltluft am Boden Sie gleitet flach über die Kaltluft auf Sie sinkt unter die Kaltluft Sie bleibt stehen

Die leichtere Warmluft gleitet flach über die Kaltluft auf. Daraus entsteht eine ausgedehnte, früh ankündigende Front mit Schichtbewölkung.

Welche Wolkenabfolge ist typisch für eine herannahende Warmfront?

Cb → As → Ci Ci → Cs → As → Ns Ns → As → Ci Nur Cumulus

Von der ersten Ankündigung bis zum Regen folgt die Staffel Cirrus, Cirrostratus, Altostratus, Nimbostratus, mit kontinuierlich sinkender Untergrenze.

Welcher Niederschlag ist für die Warmfront charakteristisch?

Kurze, heftige Schauer Lang anhaltender, gleichmäßiger Landregen Hagel Kein Niederschlag

Aus dem ausgedehnten Nimbostratus fällt lang anhaltender, gleichmäßiger Regen, der schon weit vor der Bodenfront einsetzt.

Wie ist die Neigung einer Warmfrontfläche?

sehr steil sehr flach (etwa 1:150), das Wetter ist weit vorgelagert senkrecht unregelmäßig

Die Warmfront hat eine sehr flache Aufgleitfläche von rund 1:150. Deshalb kündigt sie sich schon hunderte Kilometer vorher mit hohen Wolken an.

Wie ändert sich der Wind beim Durchzug einer Warmfront (Nordhalbkugel)?

er dreht links und es wird kälter er dreht rechts (veers) und es wird wärmer er bleibt unverändert er flaut völlig ab

Beim Durchzug einer Warmfront dreht der Wind auf der Nordhalbkugel rechts, und die Temperatur steigt, weil die Warmluft einfließt.

Die Kaltfront 2 min

Die Kaltfront ist die Schneeschaufel des Wetters: Kalte, schwere Luft schiebt sich keilförmig unter die warme und hebt sie steil an. Diese kräftige, erzwungene Hebung ist das Gegenteil des sanften Warmfront-Aufgleitens und passiert auf engem Raum.

Folge ist hochreichende Quellbewölkung bis zum Cumulonimbus, oft als Böenlinie vor der Front. Es gibt kurze, heftige Schauer, Gewitter, Hagel und Böen, dazu einen markanten Windsprung und Temperatursturz beim Durchzug. Alles ist intensiver, aber kürzer als an der Warmfront.

Hinter der Front klart es rasch auf, in die labil geschichtete Kaltluft. Dieses Rückseitenwetter zeigt gute Fernsicht mit einzelnen Quellwolken und Schauern. Für den Piloten heißt Kaltfront: kurze, aber gefährliche Passage mit Gewitter- und Scherungsrisiko, danach oft bestes Flugwetter.

Übungsfragen (5)

Wie wirkt eine Kaltfront auf die Warmluft?

Sie gleitet sanft darüber Sie hebt sie steil und kräftig an Sie lässt sie absinken Sie hat keinen Einfluss

Die schwere Kaltluft schiebt sich keilförmig unter die Warmluft und hebt sie steil an. Diese kräftige Hebung erzeugt hochreichende Quellbewölkung.

Welches Wetter ist typisch für den Durchzug einer Kaltfront?

Gleichmäßiger Landregen über Stunden Kurze, heftige Schauer und Gewitter mit Windsprung Anhaltender Nebel Wolkenloser Himmel

An der Kaltfront treten kurze, intensive Schauer, Gewitter und Böen auf, begleitet von einem markanten Windsprung und Temperatursturz.

Was kennzeichnet das Rückseitenwetter hinter einer Kaltfront?

Zunehmender Dauerregen Rasches Aufklaren mit guter Sicht und einzelnen Schauern Dichter Hochnebel Föhnsturm

Hinter der Front strömt labile Kaltluft ein. Es klart rasch auf, die Fernsicht ist gut, einzelne Quellwolken können noch Schauer bringen.

Wie ist die Kaltfrontfläche im Vergleich zur Warmfront geneigt?

flacher steiler (etwa 1:50 bis 1:75) genau gleich waagerecht

Die Kaltfront ist mit rund 1:50 bis 1:75 deutlich steiler als die Warmfront. Die Warmluft wird abrupt angehoben, das Wetter ist kurz, aber heftig.

Welche Wolkenart ist für die aktive Kaltfront typisch?

Cirrus Cumulonimbus mit Schauern und Gewittern Stratus nur Altostratus

An der steilen Kaltfront wird die Warmluft rasch gehoben, es bilden sich Cumulonimbus mit Schauern, Gewittern und Böen.

Okklusionen 2 min

Wenn die schnellere Kaltfront die Warmfront einholt, wird der Warmsektor vom Boden abgehoben und in die Höhe gedrückt. Die zusammengeschobene Front heißt Okklusion. Am Boden steht dann keine Warmluft mehr, der Temperaturgegensatz, der das Tief antrieb, schwindet.

Welcher Typ entsteht, hängt vom Temperaturvergleich der beiden Kaltluftmassen ab. Bei der Kaltfrontokklusion ist die nachrückende Kaltluft hinter der Kaltfront kälter als die voranziehende vor der Warmfront, sie schiebt sich darunter, das Wetter ähnelt einer Kaltfront. Bei der Warmfrontokklusion ist die nachrückende Luft milder, sie gleitet auf, das Wetter ähnelt einer Warmfront.

Für den Piloten kombiniert eine Okklusion oft beide Wettertypen: ausgedehnte Schichtbewölkung mit Niederschlag und eingelagerte Quellbewölkung. Mit fortschreitender Okklusion schwächt sich das System ab und löst sich schließlich auf.

Übungsfragen (5)

Was geschieht bei einer Okklusion mit dem Warmsektor?

Er breitet sich am Boden aus Er wird vom Boden abgehoben und in die Höhe gedrückt Er kühlt zur Kaltfront ab Er bleibt unverändert

Die Kaltfront holt die Warmfront ein und hebt die Warmluft vollständig vom Boden ab. Am Boden steht dann nur noch Kaltluft.

Wodurch unterscheiden sich Kaltfront- und Warmfrontokklusion?

Durch die Tageszeit Durch den Temperaturvergleich der beiden Kaltluftmassen Durch die Windrichtung Durch die Jahreszeit

Maßgeblich ist, ob die nachrückende Kaltluft kälter (Kaltfrontokklusion) oder milder (Warmfrontokklusion) ist als die voranziehende Luft vor der Warmfront.

In welcher Phase des Zyklonenlebens steht die Okklusion?

Ganz am Anfang In der Reifephase, vor der Auflösung Vor der Wellenbildung Sie tritt nie auf

Die Okklusion markiert die Reifephase. Danach ist der Temperaturgegensatz weitgehend ausgeglichen und das Tief löst sich allmählich auf.

Wann bildet sich eine Kaltfrontokklusion?

wenn die Luft hinter der Kaltfront kälter ist als die vor der Warmfront nie nur über dem Meer wenn beide Luftmassen gleich warm sind

Bei der Kaltfrontokklusion ist die nachrückende Kaltluft kälter als die Luft vor der Warmfront und schiebt sich unter beide. Im umgekehrten Fall entsteht eine Warmfrontokklusion.

Was geschieht mit dem Tief nach der Okklusion?

es vertieft sich rasch weiter es erreicht sein Reifestadium und füllt sich allmählich auf es wird zum Hoch es bleibt unverändert

Mit der Okklusion ist die Warmluft vom Boden abgehoben, dem Tief geht die Energiequelle aus. Es erreicht das Reifestadium und füllt sich danach langsam auf.

Wolkenbildung & Klassifikation 2 min

Eine Wolke entsteht, wenn feuchte Luft bis zum Taupunkt abkühlt und der Wasserdampf an winzigen Kondensationskernen kondensiert. Der häufigste Kühlmechanismus ist das Aufsteigen und die adiabatische Abkühlung. Die Form der Wolke verrät, wie die Luft aufsteigt.

Es gibt zwei Grundtypen. Steigt die Luft ruhig und großflächig (stabile Schichtung), entstehen flache Schichtwolken, die stratiformen Typen mit der Vorsilbe oder Endung Stratus. Steigt sie ruckartig und lokal in Blasen (labile Schichtung), quellen Haufenwolken auf, die konvektiven Cumulus-Typen.

Nach der Höhe ordnet man zehn Gattungen in drei Stockwerke: hohe Wolken aus Eis (Cirrus, Cirrostratus, Cirrocumulus), mittelhohe (Altostratus, Altocumulus) und tiefe (Stratus, Stratocumulus, Nimbostratus). Dazu kommen die vertikal mächtigen Cumulus und Cumulonimbus, die mehrere Stockwerke durchstoßen.

Übungsfragen (5)

Welche Bedingung führt zu konvektiven Quellwolken (Cumulus)?

Stabile Schichtung Labile Schichtung mit ruckartigem Aufsteigen Eine Inversion Absinkende Luft

Labile Luft steigt in Blasen auf, dabei quellen Haufenwolken vom Cumulus bis zum Cumulonimbus. Stabile Luft erzeugt dagegen flache Schichtwolken.

Aus welchem Material bestehen hohe Wolken wie der Cirrus überwiegend?

Wassertröpfchen Eiskristalle Staub Unterkühlter Regen

In den großen Höhen herrschen tiefe Temperaturen, hohe Wolken wie Cirrus, Cirrostratus und Cirrocumulus bestehen daher aus Eiskristallen.

Welche Wolken reichen vertikal durch mehrere Stockwerke?

Stratus und Stratocumulus Cirrus und Cirrostratus Cumulus und Cumulonimbus Altostratus und Altocumulus

Cumulus und vor allem Cumulonimbus sind vertikal mächtig und können von tiefen Stockwerken bis zur Tropopause reichen.

Welche Wolkenart bringt typischerweise anhaltenden, gleichmäßigen Landregen?

Cumulus Nimbostratus Cirrus Altocumulus

Nimbostratus ist die dichte, graue Schichtregenwolke, die anhaltenden, gleichmäßigen Regen oder Schnee bringt, typisch an Warmfronten.

Was bedeutet die Vorsilbe „Alto-" bei Wolken?

tiefe Wolken mittelhohe Wolken (z. B. Altostratus, Altocumulus) hohe Eiswolken Quellwolken

Die Vorsilbe Alto kennzeichnet die mittlere Wolkenstufe. Altostratus und Altocumulus liegen zwischen den tiefen und den hohen Wolken.

Niederschlagsarten & Entstehung 2 min

Wolkentröpfchen sind winzig und schweben. Damit Niederschlag fällt, müssen sie wachsen. In warmen Wolken geschieht das durch Koaleszenz: Größere Tropfen fangen beim Fallen kleinere ein. In kalten Wolken wirkt der effizientere Bergeron-Prozess, bei dem Eiskristalle auf Kosten unterkühlter Wassertröpfchen wachsen.

Welche Niederschlagsart am Boden ankommt, hängt vom Temperaturprofil auf dem Weg nach unten ab. Schnee bleibt gefroren, Regen ist durchgeschmolzen, Schneeregen ist die Mischung. Graupel und Hagel entstehen, wenn Tröpfchen an Eispartikeln anfrieren, Hagel vor allem in den kräftigen Auf- und Abwinden eines Gewitters.

Die gefährlichste Form für die Luftfahrt ist gefrierender (unterkühlter) Regen: flüssige, aber unterkühlte Tropfen, die beim Aufprall sofort zu Klareis erstarren. Sie entstehen, wenn Regen aus einer Warmschicht in eine darunterliegende Kaltschicht fällt, ein klassisches Warmfrontszenario.

Übungsfragen (5)

Wie wachsen Tröpfchen in einer kalten Wolke effizient zu Niederschlag?

Durch Koaleszenz Durch den Bergeron-Prozess (Eiskristalle wachsen) Durch Verdunstung Gar nicht

Im Bergeron-Prozess wachsen Eiskristalle auf Kosten unterkühlter Wassertröpfchen, weil über Eis ein geringerer Sättigungsdampfdruck herrscht. Das ist der effiziente Weg in kalten Wolken.

Wo wächst Hagel typischerweise?

In flachem Stratus In den kräftigen Auf- und Abwinden eines Gewitters In Bodennebel In hohen Cirruswolken

Hagelkörner werden in den starken vertikalen Strömungen eines Cumulonimbus mehrfach auf und ab transportiert und wachsen dabei schichtweise an.

Warum ist gefrierender Regen für die Luftfahrt besonders gefährlich?

Er reduziert nur die Sicht Die unterkühlten Tropfen erstarren beim Aufprall sofort zu Klareis Er ist harmlos Er tritt nur am Boden auf

Gefrierender Regen besteht aus unterkühlten flüssigen Tropfen, die beim Auftreffen auf das Flugzeug sofort zu schwerem, glattem Klareis erstarren.

Was ist Graupel?

großer Hagel über 5 mm weiche, bereifte Eiskörner zwischen Schnee und Hagel gefrierender Regen Eisnadeln in Cirren

Graupel besteht aus weichen, bereiften Eiskörnern. Es entsteht, wenn Schneeflocken mit unterkühlten Tröpfchen bereift werden, und liegt zwischen Schnee und Hagel.

Wodurch unterscheiden sich Niesel und Regen grob?

durch die Farbe durch die Tropfengröße, Niesel hat sehr kleine, Regen größere Tropfen Niesel ist immer gefroren es gibt keinen Unterschied

Niesel besteht aus sehr kleinen, dicht fallenden Tröpfchen, meist aus Stratus. Regen hat deutlich größere Tropfen. Schnee ist die gefrorene Form.

Vereisung im Detail 2 min

Vereisung entsteht, wenn unterkühlte Wassertröpfchen, also flüssiges Wasser unter 0 °C, auf das Flugzeug treffen und gefrieren. Sie verformt das Tragflächenprofil, erhöht Gewicht und Widerstand, senkt den Auftrieb und kann Sonden, Vergaser und Steuerflächen blockieren. Die Art des Eises hängt von der Tröpfchengröße und der Temperatur ab.

Klareis bildet sich aus großen Tröpfchen, meist zwischen 0 und etwa -10 °C. Sie zerfließen vor dem Gefrieren und bilden eine klare, glatte, schwere und festhaftende Eisschicht, die gefährlichste Form. Raueis entsteht aus kleinen Tröpfchen bei tieferen Temperaturen, gefriert sofort und bleibt milchig, rau und leichter. Mischeis kombiniert beide.

Besonders tückisch sind Supercooled Large Droplets (SLD): große unterkühlte Tropfen, etwa in gefrierendem Regen, die auch hinter den enteisten Bereichen anfrieren (Runback) und auch bei deutlich tieferen Temperaturen gefährlich sind. Die kräftigste Vereisung erwartet man in unterkühlten Cumulus- und Cumulonimbuswolken mit hohem Flüssigwassergehalt.

Übungsfragen (5)

Welche Vereisungsart gilt als die gefährlichste?

Raueis Klareis Reif Schneeanlagerung

Klareis bildet aus großen Tröpfchen eine klare, glatte, schwere und festhaftende Schicht. Es ist schwer zu erkennen und besonders gefährlich.

Unter welchen Bedingungen entsteht typischerweise Raueis?

Große Tropfen knapp unter 0 °C Kleine Tröpfchen bei tieferen Temperaturen In klarer Luft ohne Wolken Nur am Boden

Kleine unterkühlte Tröpfchen gefrieren bei tieferen Temperaturen sofort beim Aufprall und schließen Luft ein, das ergibt milchiges, raues und leichteres Raueis.

Was kennzeichnet Supercooled Large Droplets (SLD)?

Sie sind harmlos Große unterkühlte Tropfen, die auch hinter Enteisungszonen anfrieren Sie treten nur über 0 °C auf Sie bestehen aus Eiskristallen

SLD sind große unterkühlte Tropfen. Sie können hinter den geschützten Bereichen erneut anfrieren (Runback) und sind auch bei tieferen Temperaturen gefährlich.

An welchen Stellen des Flugzeugs setzt sich Eis zuerst und besonders kritisch an?

an der Kabine an den Vorderkanten von Flügel und Leitwerk sowie an Sensoren wie dem Pitotrohr nur am Rumpfheck an den Reifen

Eis bildet sich zuerst an den Vorderkanten von Flügel und Leitwerk und an Sensoren. Vereiste Tragflächen verlieren Auftrieb, ein vereistes Pitotrohr verfälscht die Fahrtanzeige.

In welchem Temperaturbereich ist Klareis besonders wahrscheinlich?

unter −40 °C knapp unter 0 °C bis etwa −10 °C bei großen unterkühlten Tropfen nur über 0 °C nur in der Stratosphäre

Klareis bildet sich bevorzugt knapp unter dem Gefrierpunkt bis rund −10 °C, wo große unterkühlte Tropfen langsam gefrieren und eine glatte, schwere Eisschicht bilden.

Gewitter: die drei Phasen 2 min

Ein Gewitter, der Cumulonimbus, durchläuft drei Phasen. In der Entwicklungs- oder Cumulusphase dominiert ein kräftiger Aufwind, der die Wolke in die Höhe treibt. Noch fällt kein Niederschlag, die Tröpfchen werden vom Aufwind getragen.

In der Reifephase ist die Wolke voll ausgebildet, oft mit Amboss an der Tropopause. Jetzt existieren Auf- und Abwind nebeneinander, schwerer Niederschlag setzt ein und reißt kalte Luft mit nach unten. Das ist die gefährlichste Phase mit Starkregen, Hagel, Blitzen, Böen und Windscherung.

In der Auflösungsphase überwiegt der Abwind und schneidet den Aufwind vom Nachschub feuchtwarmer Luft ab. Das Gewitter zerfällt. Die drei Zutaten, die ein Gewitter überhaupt zünden, sind Feuchte, eine labile Schichtung und ein Hebungsantrieb, etwa Erwärmung, eine Front oder ein Gebirge.

Übungsfragen (5)

Welche Gewitterphase ist die gefährlichste?

Die Entwicklungsphase Die Reifephase Die Auflösungsphase Alle gleich

In der Reifephase bestehen Auf- und Abwind gleichzeitig, es gibt Starkregen, Hagel, Blitze, Böen und Windscherung. Das ist die gefährlichste Phase.

Welche drei Zutaten braucht ein Gewitter?

Kälte, Trockenheit, Hochdruck Feuchte, labile Schichtung, Hebungsantrieb Wind, Sonne, Nebel Inversion, Subsidenz, Reibung

Ohne ausreichende Feuchte, eine labile Schichtung und einen auslösenden Hebungsantrieb (Erwärmung, Front, Orographie) kann sich kein Gewitter bilden.

Was beendet ein Gewitter in der Auflösungsphase?

Der Aufwind verstärkt sich Der Abwind schneidet den Aufwind vom feuchtwarmen Nachschub ab Die Feuchte nimmt zu Der Hebungsantrieb wird stärker

In der Auflösungsphase überwiegt der Abwind und unterbricht die Zufuhr feuchtwarmer Luft zum Aufwind. Ohne diesen Nachschub zerfällt die Zelle.

Welche Gewitterphase ist allein durch Aufwinde gekennzeichnet?

die Reifephase die Cumulus- oder Entwicklungsphase die Auflösungsphase es gibt keine solche Phase

In der Cumulus- oder Entwicklungsphase herrschen reine Aufwinde, die Wolke wächst rasch in die Höhe. Erst in der Reifephase kommen Abwinde und Niederschlag dazu.

Was begleitet typischerweise den Durchzug der Böenfront eines Gewitters am Boden?

langsamer Druckabfall und Erwärmung kurzer Druckanstieg, Temperatursturz und plötzlicher Windsprung völlige Windstille aufklarender Himmel

Die ausströmende Kaltluft erzeugt eine Böenfront mit kurzem Druckanstieg, deutlichem Temperatursturz und einem heftigen, drehenden Windsprung.

Schwere Gewittergefahren 2 min

Die größte Gefahr eines Gewitters für Start und Landung ist der Microburst: ein kleinräumiger, extrem heftiger Fallwind, der am Boden auseinanderströmt. Ein Flugzeug erlebt erst kräftigen Gegenwind (scheinbar mehr Auftrieb), dann im Zentrum starken Abwind und schließlich Rückenwind, der den Auftrieb schlagartig wegnimmt. Im Tiefflug ist das lebensgefährlich.

Damit verbunden ist heftige Windscherung: rasche Änderungen von Windrichtung und -stärke auf kurzer Distanz. Sie kann Anflug- und Steiggeschwindigkeit abrupt verändern. Moderne Warnsysteme und das Meiden der Gewitterumgebung sind die einzige verlässliche Abwehr.

Dazu kommen Hagel, der noch kilometerweit unter dem Amboss aus der Wolke geschleudert werden kann, und Blitzschlag, der Avionik und Struktur treffen kann. Faustregel: Cumulonimbus und ihre Ambossbereiche großräumig umfliegen, mindestens etwa 10 NM Abstand, eher mehr.

Übungsfragen (5)

Wie wirkt ein Microburst auf ein landendes Flugzeug?

Gleichmäßiger Rückenwind Erst Gegenwind, dann Abwind, dann Rückenwind mit Auftriebsverlust Nur seitlicher Wind Keine Auswirkung

Das Flugzeug fliegt zuerst in den Gegenwind, dann in den zentralen Abwind und schließlich in den Rückenwind. Der plötzliche Auftriebsverlust im Tiefflug ist hochgefährlich.

Welchen Mindestabstand zu einem Cumulonimbus nennt die Faustregel?

Etwa 1 NM Etwa 10 NM oder mehr Kein Abstand nötig Genau 100 NM

Als Richtwert gilt, Cumulonimbus und ihre Ambossbereiche großräumig zu umfliegen, mindestens rund 10 NM, da Hagel und Turbulenz weit hinausreichen können.

Was beschreibt Windscherung?

Gleichbleibenden Wind Rasche Änderung von Windrichtung und -stärke auf kurzer Distanz Den mittleren Bodenwind Eine Wolkenart

Windscherung ist die rasche räumliche Änderung von Windgeschwindigkeit und -richtung. Sie kann Anflug- und Steigflugleistung abrupt verändern.

Was ist eine Böenfront (Gust Front)?

die ruhige Zone im Gewitter die vorlaufende, ausströmende Kaltluft mit kräftigem Windsprung ein Hochdruckkeil eine Warmfront

Die Böenfront ist die dem Gewitter vorauseilende Kaltluftausströmung am Boden. Sie bringt einen plötzlichen, starken Windsprung und ist beim Start und Anflug gefährlich.

Warum ist das Überfliegen eines Cumulonimbus meist keine Option?

weil es verboten ist weil Cb sehr hoch reichen, bis zur Tropopause oder darüber weil dort kein Funk möglich ist weil es zu kalt wird

Cumulonimbus können bis zur Tropopause und mit überschießenden Gipfeln darüber hinaus reichen. Ein sicheres Überfliegen ist für die meisten Flugzeuge nicht möglich, man weicht seitlich aus.

Turbulenzarten 2 min

Turbulenz ist unregelmäßige, wirbelige Luftbewegung. Thermische Turbulenz entsteht an warmen Tagen durch Aufwinde über unterschiedlich erwärmtem Boden, spürbar als das typische Geruckel im Steigflug an Sommernachmittagen.

Mechanische Turbulenz entsteht durch Reibung und Hindernisse: Wind, der über Gebäude, Bäume oder zerklüftetes Gelände strömt, verwirbelt. Je stärker der Wind und je rauer das Gelände, desto kräftiger. Im Lee von Gebirgen können sich Leewellen mit gefährlichen Rotoren darunter bilden, stehende Wellen mit walzenartigen Turbulenzzonen.

Windscherungsturbulenz tritt dort auf, wo sich der Wind sprunghaft ändert, an Inversionen, an Fronten und an den Rändern des Jetstreams als Clear Air Turbulence. CAT ist heimtückisch, weil sie ohne Wolken auftritt und vom Radar nicht erfasst wird.

Übungsfragen (5)

Wodurch entsteht mechanische Turbulenz?

Durch Sonneneinstrahlung am Boden Durch Wind, der über Hindernisse und raues Gelände strömt Durch Kondensation Durch hohen Luftdruck

Mechanische Turbulenz entsteht, wenn Wind durch Reibung an Gebäuden, Bäumen oder zerklüftetem Gelände verwirbelt wird. Sie nimmt mit Windstärke und Geländerauigkeit zu.

Was findet sich im Lee eines Gebirges bei kräftiger Überströmung?

Bodennebel Leewellen mit Rotoren Eine Inversion Windstille

Strömt Wind über ein Gebirge, können sich stehende Leewellen bilden, unter deren Wellenbergen walzenartige Rotoren mit gefährlicher Turbulenz liegen.

Wo tritt Clear Air Turbulence (CAT) auf?

In Cumuluswolken An den Rändern des Jetstreams ohne Wolken Nur in Bodennähe In Nimbostratus

CAT entsteht in den Windscherungszonen an den Rändern des Jetstreams. Sie ist wolkenlos und vom Wetterradar nicht erfassbar, daher besonders tückisch.

Wodurch entsteht thermische Turbulenz?

durch Gebirgsüberströmung durch Konvektion infolge der Bodenerwärmung (Thermik) durch Jetstreams durch Reibung am Boden allein

Thermische Turbulenz entsteht, wenn die Sonne den Boden erwärmt und Warmluftblasen aufsteigen. An schönen Sommernachmittagen sorgt sie für unruhigen Flug in tiefen Schichten.

Was sind Rotoren im Zusammenhang mit Leewellen?

drehende Turbinen walzenförmige, sehr turbulente Wirbel unter den Wellenkämmen, bodennah gefährlich harmlose Schönwetterwolken eine Frontart

Bei Gebirgsüberströmung bilden sich stehende Leewellen, unter deren Kämmen walzenförmige Rotoren liegen. Diese Rotoren sind extrem turbulent und für tief fliegende Flugzeuge gefährlich.

Sichtrelevante Gefahren: Nebel & Dunst 2 min

Die Sichtweite entscheidet über VFR oder IFR. Definitionsgemäß spricht man von Nebel bei einer Sicht unter 1000 m, von Dunst bei eingeschränkter, aber besserer Sicht. Beide entstehen, wenn Luft nahe ihren Taupunkt gekühlt wird, der Spread also gegen null geht.

Strahlungsnebel bildet sich in klaren, windschwachen Nächten, wenn der Boden auskühlt und die bodennahe Luft mitkühlt. Er ist lokal, oft in Tälern, und löst sich mit der Sonne auf. Advektionsnebel entsteht, wenn feuchtwarme Luft über eine kalte Oberfläche strömt; er braucht keinen klaren Himmel, hält sich auch bei Wind und kann großflächig und hartnäckig sein.

Orografischer Nebel (Aufgleitnebel) entsteht, wenn feuchte Luft an einem Hang aufgleitet und dabei abkühlt, am Berg sieht man ihn als anliegende Wolke. Für die Flugplanung gilt: Den Tagesgang und die Luftmasse beachten, denn ob und wann sich Nebel auflöst, hängt genau davon ab.

Übungsfragen (5)

Ab welcher Sichtweite spricht man definitionsgemäß von Nebel?

Unter 5000 m Unter 1000 m Unter 8000 m Unter 100 m

Nebel liegt definitionsgemäß bei einer horizontalen Sicht unter 1000 m vor. Bei besserer, aber eingeschränkter Sicht spricht man von Dunst.

Welcher Nebel hält sich auch bei Wind und kann großflächig sein?

Strahlungsnebel Advektionsnebel Beide gleich Keiner

Advektionsnebel entsteht durch Heranführen feuchtwarmer Luft über eine kalte Fläche. Er braucht keinen klaren Himmel, hält sich bei Wind und ist oft großflächig und hartnäckig.

Wie entsteht Strahlungsnebel?

Durch warme Luft über kaltem Wasser Durch nächtliche Bodenauskühlung bei klarem, windschwachem Wetter Durch Aufgleiten am Hang Durch ein Gewitter

In klaren, windschwachen Nächten strahlt der Boden Wärme ab und kühlt die bodennahe Luft bis zum Taupunkt. Strahlungsnebel ist lokal und löst sich mit der Sonne meist auf.

Wie entsteht Advektionsnebel?

durch nächtliche Ausstrahlung über Land wenn warme, feuchte Luft über eine kalte Oberfläche strömt durch Absinken im Hoch durch Gebirgsüberströmung

Advektionsnebel entsteht, wenn warme, feuchte Luft über eine kalte Oberfläche, etwa kaltes Wasser, strömt und sich dort abkühlt. Er hält sich auch bei Wind und kann großflächig sein.

Was begünstigt die Auflösung von Strahlungsnebel?

weitere Abkühlung Sonneneinstrahlung am Tag oder aufkommender Wind Windstille in der Nacht steigende Luftfeuchte

Strahlungsnebel löst sich auf, wenn die Sonne den Boden erwärmt oder Wind die feuchte Luft durchmischt. Beides hebt die nächtliche Abkühlung auf, die ihn gebildet hat.

Besondere Gefahren: Staub, Vulkanasche & CAT 2 min

Sand- und Staubstürme treten in trockenen Regionen auf, wenn kräftige Winde, oft an Kaltfronten oder Gewitterböen (Haboob), losen Boden aufwirbeln. Sie reduzieren die Sicht drastisch und der Staub kann Triebwerke und Sonden belasten.

Die gefährlichste unsichtbare Falle ist Vulkanasche. Sie besteht aus feinen, harten Gesteinspartikeln, die in der Brennkammer schmelzen, verglasen und Triebwerke zum Ausfall bringen können, dazu Cockpitscheiben und Sonden beschädigen. Asche ist auf dem Wetterradar nicht zu sehen, weshalb spezielle Volcanic Ash Advisories und gesperrte Gebiete strikt zu beachten sind.

Clear Air Turbulence schließt die Reihe der unsichtbaren Gefahren: heftiges Rütteln ohne Wolken in den Scherzonen des Jetstreams. Allen dreien ist gemeinsam, dass das Auge und das Bordradar versagen, die Vorwarnung kommt aus Wetterberatung, SIGMETs, Advisories und Pilotmeldungen.

Übungsfragen (5)

Warum ist Vulkanasche für Strahltriebwerke so gefährlich?

Sie kühlt die Triebwerke ab Sie schmilzt und verglast in der Brennkammer und kann Triebwerke zum Ausfall bringen Sie ist völlig harmlos Sie verbessert die Leistung

Die feinen Aschepartikel schmelzen in der heißen Brennkammer, verglasen an den Turbinenschaufeln und können zum Triebwerksausfall führen. Asche ist zudem radarunsichtbar.

Was haben Vulkanasche, CAT und teils Sandstürme gemeinsam?

Sie sind auf dem Wetterradar gut sichtbar Sie sind für Auge oder Bordradar schlecht oder nicht erkennbar Sie treten nur nachts auf Sie sind ungefährlich

Alle drei entziehen sich der direkten Erkennung durch Auge oder Bordradar. Die Vorwarnung stützt sich auf Wetterberatung, SIGMETs, Advisories und Pilotmeldungen.

Wie entsteht ein Haboob?

Durch Schneefall Durch Gewitterböen, die in Trockengebieten Staub aufwirbeln Durch Hochnebel Durch Vereisung

Ein Haboob ist eine Staubwand, die von den kräftigen Abwinden und Böen eines Gewitters in trockenen Regionen aufgewirbelt wird und die Sicht schlagartig zerstört.

Warum ist Vulkanasche für Piloten oft schwer rechtzeitig zu erkennen?

sie leuchtet grell sie liefert kaum ein Radarecho und ist nachts oder in Wolken kaum sichtbar sie riecht stark sie erscheint deutlich auf dem Wetterradar

Vulkanasche besteht aus trockenen Partikeln, die das Wetterradar kaum zurückwerfen. Nachts oder in Wolken ist sie visuell kaum auszumachen, was sie besonders tückisch macht.

Wie weit kann sich Vulkanasche ausbreiten?

nur wenige Kilometer um den Vulkan über tausende Kilometer und bis in Reiseflughöhen nur in Bodennähe nur über Wüsten

Vom Höhenwind getragen kann sich Vulkanasche über tausende Kilometer und bis in typische Reiseflughöhen ausbreiten, weit entfernt vom Vulkan.

Gebirgswellen: Leewellen, Rotoren & ihre Wolken 2 min

Wirf einen Stein in einen Bach und beobachte, wie sich hinter ihm stehende Wellen bilden, während das Wasser durchfließt. Genau das macht stabile Luft hinter einem Gebirge. Drei Zutaten müssen zusammenkommen: Die Luft muss ausreichend stabil sein, der Wind kräftig genug (rund 20–30 kt) und möglichst senkrecht zum Gebirgskamm wehen. Dann entstehen Gebirgs- oder Leewellen (engl. mountain waves, MTW) — stehende Schwerewellen, die ortsfest hinter dem Hindernis stehen, während die Luft hindurchströmt.

Das Strömungsbild ist typisch: Auf der Luvseite Aufwind, direkt im Lee ein abwärts gerichteter Fallwind (downdraft), danach eine Kette aus Auf- und Abwindzonen, weil die stabile Luft nach dem Hindernis in ihr Ausgangsniveau zurückschwingt und dabei sinusförmig nachschwingt. Häufig stehen fünf bis sechs Wellen mit horizontalen Abständen von 5 bis 25 km hintereinander; Wellenlänge und Amplitude hängen von Windstärke, Relief und Stabilität ab. Unter den Wellenkämmen organisieren sich Rotoren — walzenförmige, extrem turbulente Wirbel mit horizontaler Achse, die gefährlichste Begleiterscheinung in Bodennähe.

Die Wellen verraten sich durch ihre Wolken: über dem Kamm oft eine Cap Cloud (Staukappe), an den Wellenkämmen glatte, linsenförmige Altocumulus lenticularis oder Cirrus lenticularis (silbrig glänzend, oft als „Wolkenstapel"), und wenn die Welle bis zur Tropopause reicht, eine langgestreckte Cirrus-artige Wolke namens Moazagotl. Im aufsteigenden Teil der Rotoren bildet sich der hochturbulente Rotor-Cumulus. Gefährlich ist die Sache, weil die dynamische Turbulenz beim Brechen der Wellen vom Boden bis zur Tropopause reichen kann — der Mt-Fuji-Absturz einer B707 (1966) ging auf extrem starke Gebirgswellen zurück. Segelflieger nutzen dagegen die glatten Aufwinde für große Höhengewinne.

Übungsfragen (5)

Welche Bedingungen begünstigen die Bildung von Gebirgs-/Leewellen?

labile Luft und schwacher Wind stabile Luft, Wind ~20–30 kt, möglichst senkrecht zum Kamm Windstille und feuchte Luft nur nachts bei klarem Himmel

Stehende Leewellen brauchen eine ausreichend stabile Schichtung, kräftigen Wind von etwa 20–30 kt und eine Anströmung möglichst senkrecht zum Gebirgskamm.

Was sind Rotoren bei Gebirgswellen?

glatte Aufwinde über dem Kamm walzenförmige, hochturbulente Wirbel mit horizontaler Achse unter den Wellenkämmen linsenförmige Wolken in der Höhe eine Form von Vereisung

Rotoren bilden sich unter den Wellenkämmen als walzenförmige Wirbel mit horizontaler Achse. Sie sind extrem turbulent und in Bodennähe die gefährlichste Begleiterscheinung der Wellen.

Welche Wolke ist ein typisches Anzeichen für Gebirgswellen an den Wellenkämmen?

Stratus nebulosus Altocumulus lenticularis (linsenförmig) Nimbostratus Cumulus humilis

An den Wellenkämmen bilden sich glatte, linsenförmige Altocumulus oder Cirrus lenticularis. Reicht die Welle zur Tropopause, entsteht die langgestreckte Moazagotl-Wolke.

Wie viele Wellen und welche horizontalen Abstände sind bei Gebirgswellen typisch?

eine einzelne Welle, 100 km breit oft fünf bis sechs Wellen mit 5 bis 25 km Abstand Dutzende Wellen mit je 500 m Abstand immer genau drei Wellen mit 1 km Abstand

Es ist nicht ungewöhnlich, fünf oder sechs Wellen hintereinander zu finden, horizontal 5 bis 25 km voneinander getrennt. Wellenlänge und Amplitude hängen von Wind, Relief und Stabilität ab.

Bis in welche Höhe kann die Turbulenz brechender Gebirgswellen reichen?

nur bis etwa 500 m in manchen Fällen vom Boden bis zur Tropopause nie höher als der Berg selbst nur in der Stratosphäre

Die dynamische Turbulenz beim Brechen der Wellen kann eine Schicht vom Boden bis zur Tropopause umfassen. Der Mt-Fuji-Absturz einer B707 zeigt, wie gefährlich starke Gebirgswellen sind.

Turbulenz: Intensität in g & die fünf Ursachen 2 min

Die vorige Lektion hat Turbulenzarten qualitativ sortiert. Hier kommen die Zahlen und die saubere Einteilung, wie sie die ICAO (Dokument 4444) vorgibt. Turbulenz ist im fliegerischen Sinn die Wirkung von Luftbewegungen auf das Flugzeug — Beschleunigungen nach oben, unten oder zur Seite. Wie heftig, misst man als Lastvielfaches (g) am Schwerpunkt: leicht (light) unter 0,5 g, mäßig (moderate) 0,5 bis 1,0 g, schwer (severe) über 1,0 g. Eselsbrücke für die Wirkung: Bei mäßiger Turbulenz spürt man den Gurt und Gehen an Bord wird schwierig; bei schwerer werden ungesicherte Gegenstände geworfen und das Flugzeug kurzzeitig unkontrollierbar — der Autopilot klinkt sich aus.

Nach der auslösenden Wetterursache unterscheidet man fünf Kategorien: Konvektionsturbulenz (Thermik/Quellwolken, Tagesgang, Vertikalwinde mehrere m/s, kann die ganze Troposphäre erfassen), Reibungs- oder mechanische Turbulenz (Strömung über rauen Boden), orografische Turbulenz (Relief), Frontalturbulenz (Scherung an Frontflächen) und die Clear Air Turbulence (CAT) in wolkenfreier Höhe.

Zwei Kategorien tragen prüfungsrelevante Schwellen. Die Reibungsturbulenz setzt erst ab einer Verlagerungsgeschwindigkeit der Luftmasse von rund 20 kt ein; in stabiler Luft bleibt ihre Schicht bei 100 bis wenige hundert Meter, in labiler kann sie 2000 m überschreiten. Die orografische Turbulenz braucht ebenfalls mindestens 20 kt; ein einzelner Berg stört die Strömung bis etwa ein Drittel über seine eigene Höhe hinaus, ein nicht umströmbarer Gebirgszug bis zum Fünffachen seiner Höhe. Bei steilen Hängen (über 40°) und gut etabliertem Wind erreichen die Lee-Fallwinde 5 bis 10 m/s — gefährlich unabhängig vom Hangwinkel.

Übungsfragen (5)

Welches Lastvielfache kennzeichnet schwere (severe) Turbulenz?

unter 0,5 g 0,5 bis 1,0 g über 1,0 g genau 0 g

Schwere Turbulenz zeigt am Schwerpunkt Beschleunigungen über 1,0 g: ungesicherte Gegenstände werden geworfen, das Flugzeug ist kurzzeitig schwer kontrollierbar. Leicht ist unter 0,5 g, mäßig 0,5–1,0 g.

Welche fünf Kategorien der Turbulenz unterscheidet man nach der Ursache?

Konvektion, Reibung, orografisch, frontal, CAT leicht, mäßig, schwer, extrem, tödlich Nebel, Regen, Schnee, Hagel, Eis Stratus, Cumulus, Cirrus, Nimbus, lenticularis

Nach der auslösenden Ursache gibt es Konvektions-, Reibungs-/mechanische, orografische, frontale Turbulenz und die Clear Air Turbulence. Leicht/mäßig/schwer ist dagegen die Intensitätsskala.

Ab welcher Windgeschwindigkeit treten Reibungs- und orografische Turbulenz nennenswert auf?

ab etwa 5 kt ab rund 20 kt ab 100 kt windunabhängig

Beide brauchen eine Verlagerungs- bzw. Windgeschwindigkeit von rund 20 kt. Darunter ist die Strömung über Boden und Relief zu schwach, um kräftige Wirbel zu erzeugen.

Bis in welche Höhe stört ein nicht umströmbarer Gebirgszug die Strömung?

bis etwa zu seiner halben Höhe bis genau zu seiner eigenen Höhe bis etwa zum Fünffachen seiner Höhe bis zur Tropopause unabhängig von der Höhe

Ein Gebirgszug, der nicht seitlich umströmt werden kann, stört die Strömung bis etwa zum Fünffachen seiner Höhe. Ein einzelner Berg dagegen nur bis rund ein Drittel über seine eigene Höhe.

Welche Geschwindigkeit erreichen Lee-Fallwinde an steilen Hängen bei gut etabliertem Wind?

unter 0,5 m/s rund 5 bis 10 m/s über 100 m/s sie sind immer aufwärts gerichtet

Bei kräftigem Wind und steilem Hang erreichen die Fallwinde im Lee 5 bis 10 m/s. Sie sind für die Luftfahrt unabhängig vom Hangwinkel gefährlich.

Wolken-Mikrophysik: Tröpfchen, Eis & Wassergehalt 3 min

Eine Wolke ist physikalisch ein Hydrometeor — eine atmosphärische Erscheinung aus Wasser. Sichtbar wird sie, weil sie aus winzigen Tröpfchen oder Eiskristallen besteht, die an Kondensationskernen entstanden sind. Eigentlich müsste so eine Wolke unter ihrem Gewicht herabsinken; dass sie es nicht tut, liegt an ständigen Aufwinden, die die Teilchen tragen. Eine Wolke ist daher kein statisches Gebilde, sondern in permanentem Umbau: Unten verdunstet Wasser, während oben gleichzeitig neues kondensiert.

Ob eine Wolke aus Wasser oder Eis besteht, entscheidet die Temperatur — aber nicht so scharf, wie man denkt. Über 0 °C sind es immer Wassertröpfchen. Unter null kommt die Unterkühlung ins Spiel: Zwischen 0 und −15 °C ist unterkühltes Wasser sehr wahrscheinlich, die Wolke besteht überwiegend aus flüssigen Tröpfchen. Eiskristalle treten erst ab etwa −3 °C überhaupt auf, sind bei −12 °C noch extrem selten (rund 1 Kristall je 10 m³), nehmen ab −32 °C stark zu (etwa 1 je cm³), und unter −40 °C besteht die Wolke nur noch aus Eis.

Ein paar Größenordnungen für die Prüfung: Wolkentröpfchen haben 2 bis 200 µm Durchmesser, im Mittel 300 bis 600 Stück je cm³, und fallen — ohne Aufwind — nur mit wenigen cm/s; Eiskristalle sogar nur mm/s. Der Flüssigwassergehalt ist klein: höchstens etwa 0,5 g/m³ in Schichtwolken, aber bis rund 5 g/m³ in Quellwolken (Cumulus). Dieser zehnfach höhere Wassergehalt der Cumuli ist der Grund, warum aus ihnen kräftige Schauer fallen und warum die Vereisung in ihnen so viel intensiver ist als in flachem Stratus.

Übungsfragen (5)

Was bedeutet der Begriff Hydrometeor?

eine atmosphärische Erscheinung, die aus Wasser (flüssig oder fest) besteht ein Messgerät für Feuchte ein Gestein aus dem Weltall ein besonders trockener Wind

Hydrometeor bezeichnet wörtlich eine aus Wasser bestehende atmosphärische Erscheinung. Eine Wolke ist ein Hydrometeor aus Wassertröpfchen und/oder Eiskristallen.

In welchem Temperaturbereich ist unterkühltes Wasser in Wolken besonders wahrscheinlich?

unter −40 °C zwischen 0 und −15 °C nur genau bei 0 °C über +10 °C

Zwischen 0 und −15 °C ist die Wahrscheinlichkeit unterkühlter Tröpfchen hoch, die Wolke besteht dann überwiegend aus flüssigem Wasser — der Hauptbereich gefährlicher Vereisung. Unter −40 °C gibt es nur noch Eis.

Wie groß ist der Flüssigwassergehalt typischerweise in Schicht- gegenüber Quellwolken?

beide etwa gleich, rund 0,5 g/m³ Schichtwolke ≤ 0,5 g/m³, Cumulus rund 5 g/m³ Schichtwolke 5 g/m³, Cumulus 0,5 g/m³ in beiden über 50 g/m³

Schichtwolken enthalten höchstens etwa 0,5 g Wasser je m³, Cumuli rund das Zehnfache (ca. 5 g/m³). Daher fallen aus Cumuli kräftigere Schauer und die Vereisung ist dort intensiver.

Welchen Durchmesser haben Wolkentröpfchen typischerweise?

2 bis 200 mm 2 bis 200 µm (Mikrometer) genau 1 cm unter 0,01 µm

Wolkentröpfchen messen etwa 2 bis 200 µm im Durchmesser, mit im Mittel 300 bis 600 Stück je cm³. Sie fallen ohne Aufwind nur mit wenigen cm/s, Eiskristalle sogar nur mit mm/s.

Warum sinkt eine Wolke trotz des Gewichts ihrer Tröpfchen nicht einfach zu Boden?

aufsteigende Luftströmungen halten die Tröpfchen und Kristalle in der Schwebe weil Wasser in der Luft schwerelos ist weil die Tröpfchen elektrisch geladen sind weil sie am Wind festkleben

Ohne Aufwind würden die Teilchen langsam fallen. Ständige Aufwinde tragen sie jedoch, während unten Wasser verdunstet und oben neues kondensiert — die Wolke ist in fortwährendem Umbau.

Sättigungs- & Hebungsprozesse, konvektive Temperatur 3 min

Damit Wasserdampf kondensiert, muss die Luft erst gesättigt werden. Dafür gibt es genau drei Wege: Abkühlung, Feuchtezufuhr und Mischung. Die isobare Abkühlung (bei gleichbleibendem Druck) ist ein Bodenphänomen und erzeugt Stratus, Stratocumulus oder Nebel — entweder durch nächtliche Ausstrahlung (Strahlungsnebel) oder durch Advektion warmer Luft über kalten Boden (Advektionsnebel). Die Feuchtezufuhr über Wasser, Sümpfen oder durch Verdunstung aus Pflanzen sättigt die Luft von unten — typisch für Küstennebel. Die Mischung zweier fast gesättigter Luftmassen unterschiedlicher Temperatur ergibt, weil die Sättigungskurve gekrümmt ist, eine übersättigte Mischung: Mischungsnebel.

Der häufigste Sättigungsweg ist aber die adiabatische Abkühlung beim Aufsteigen. Vier Mechanismen heben Luft: Turbulenz in einer Schicht (erzeugt flachen St/Sc unter einer Mischungsinversion), Aufgleiten warmer Luft über kalte (Frontwolken), orografische Hebung über ein Gebirge (Föhnwolken, Gebirgsgewitter, Wellenwolken) und freie Konvektion durch Bodenerwärmung (die Quellwolken Cumulus und Cumulonimbus). Nur bei labiler Schichtung führt die Konvektion zu Quellwolken — sonst stoppt das Paket.

Damit verbunden ist die konvektive Temperatur: jene Bodentemperatur, ab der im Tagesgang Cumulus entstehen. Morgens ist es noch zu kühl, die aufsteigenden Pakete erreichen ihren Kondensationspunkt nicht, weil dieser links der Umgebungskurve läge — das Paket wäre dort kälter als die Umgebung. Erst wenn die Sonne den Boden so weit aufgeheizt hat, dass der erste mögliche Kondensationspunkt rechts der Umgebungskurve liegt, „springt" die Konvektion an. Man liest sie ab, indem man von der Iso-r durch den Bodentaupunkt zum ersten Schnitt mit der Umgebungskurve hochgeht und von dort entlang der Trockenadiabate zum Boden zurückkehrt.

Übungsfragen (5)

Welche drei Prozesse können eine Luftmasse zur Sättigung bringen?

Abkühlung, Feuchtezufuhr und Mischung Druckanstieg, Wind und Sonne Reibung, Coriolis und Divergenz Strahlung, Leitung und Konvektion

Eine Luftmasse erreicht Sättigung durch Abkühlung, durch Zufuhr von Wasserdampf oder durch Mischung zweier fast gesättigter Massen. Daraus entstehen je nach Weg unterschiedliche Wolken- oder Nebelarten.

Welcher Sättigungsweg ist bei der Wolkenbildung der häufigste?

die Mischung zweier Luftmassen die adiabatische Abkühlung beim Aufsteigen die Feuchtezufuhr über Wäldern die isobare Abkühlung am Boden

Die adiabatische Abkühlung aufsteigender Luft ist der mit Abstand häufigste Wolkenbildungsprozess. Die anderen Wege erzeugen vor allem bodennahen Nebel und flache Schichtwolken.

Welche vier Mechanismen können Luft zum Aufsteigen bringen?

Strahlung, Leitung, Druck, Reibung Turbulenz, frontales Aufgleiten, orografische Hebung, freie Konvektion nur die Sonneneinstrahlung Verdunstung, Kondensation, Sublimation, Gefrieren

Luft steigt durch Turbulenz in einer Schicht, durch Aufgleiten an Fronten, durch orografische Hebung am Gebirge und durch freie Konvektion bei Bodenerwärmung. Nur die Konvektion in labiler Luft erzeugt die Quellwolken Cu und Cb.

Was versteht man unter der konvektiven Temperatur?

die Bodentemperatur, ab der im Tagesverlauf Cumulus zu entstehen beginnt die Temperatur an der Wolkenobergrenze die Temperatur des Triebwerks die ISA-Temperatur in 5000 ft

Die konvektive Temperatur ist die am Boden nötige Temperatur, ab der die thermisch aufsteigenden Pakete ihren Kondensationspunkt rechts der Umgebungskurve erreichen und Cumulus aufquellen — der „Anspring-Wert" der Tageskonvektion.

Wie entsteht Mischungsnebel?

durch Absinken in einem Hoch durch Mischen zweier fast gesättigter Luftmassen unterschiedlicher Temperatur (gekrümmte Sättigungskurve) durch starke Sonneneinstrahlung durch Föhn im Lee

Weil die Sättigungskurve gekrümmt ist, liegt die Mischung zweier knapp ungesättigter Massen oberhalb der Kurve und ist damit übersättigt. Das überschüssige Wasser kondensiert als Misch- oder Stratusnebel.

Die zehn Wolkengattungen im Detail 3 min

Die internationale Klassifikation (WMO) kennt genau zehn Gattungen, und jede Wolke gehört zu nur einer. Erkannt wird sie an Form, Größe, Stockwerk und begleitenden Erscheinungen. Zwei Merkregeln öffnen das ganze System: Die Wurzel „Cirr-" steht für reine Hochwolken, „Alto-" für reine Mittelwolken; die Wurzel „strat-" verrät Stabilität (Schicht), „cumul-" Labilität (Quellung). Drei Gattungen durchstoßen mehrere Stockwerke: Cumulus reicht vom tiefen ins mittlere, Nimbostratus und Cumulonimbus vom tiefen bis ins hohe Stockwerk.

Wichtig ist die Tabelle aus Stabilität und Phase: Cirrus (Ci), Cirrostratus (Cs) — hoch, stabil, Eis. Cirrocumulus (Cc) — hoch, labil, Eis. Altostratus (As) — mittel, stabil, Wasser+Eis. Altocumulus (Ac) — mittel, labil, Wasser+Eis. Nimbostratus (Ns) — tief/hoch, stabil, Wasser+Eis. Stratus (St) — tief, stabil, Wasser (oder Wasser+Eis). Stratocumulus (Sc) — tief, schwach labil, Wasser(+Eis). Cumulus (Cu) und Cumulonimbus (Cb) — labil, Wasser an der Basis, Eis an der Spitze. Eselsbrücke: Stratiformes ist stabil und glatt, Cumuliformes ist labil und quellt.

Die Stockwerksgrenzen sind nicht fix, sondern hängen von der geografischen Breite ab, weil die Troposphäre zum Äquator hin höher reicht. Tiefe Wolken liegen überall bei 0–2 km. Mittlere reichen polar 2–4 km, in gemäßigten Breiten 2–7 km, tropisch 2–8 km. Hohe Wolken liegen polar 3–8 km, gemäßigt 5–13 km, tropisch sogar 6–18 km. Für Mitteleuropa merkt man sich also grob: tief bis 2 km, mittel bis 7 km, hoch bis 13 km. Genau diese Tabelle wird in der ECQB gern abgefragt.

Übungsfragen (5)

Was verraten die Wortwurzeln „strat-" und „cumul-"?

„strat-" deutet auf Stabilität (Schicht), „cumul-" auf Labilität (Quellung) „strat-" bedeutet hoch, „cumul-" bedeutet tief beide bedeuten Eiswolken sie sagen nichts über die Wolke aus

Die Wurzel „strat-" steht für geschichtete, stabile Wolken, „cumul-" für quellende, labile. Zusätzlich kennzeichnet „Cirr-" reine Hoch- und „Alto-" reine Mittelwolken.

Aus welchem Material besteht der Cirrus und in welchem Stockwerk liegt er?

Wasser, tiefes Stockwerk Eis, hohes Stockwerk, stabil Wasser+Eis, mittleres Stockwerk Wasser an Basis, Eis an Spitze

Cirrus ist eine hohe, stabile Eiswolke. Zusammen mit Cirrostratus (ebenfalls stabil) und Cirrocumulus (labil) bildet er das hohe, eisige Stockwerk.

Welche Gattungen reichen vertikal über mehrere Stockwerke?

nur Stratus Cumulus (tief→mittel) sowie Nimbostratus und Cumulonimbus (tief→hoch) Cirrus und Cirrostratus Altostratus und Altocumulus

Cumulus reicht vom tiefen ins mittlere Stockwerk, Nimbostratus und Cumulonimbus vom tiefen bis ins hohe. Die übrigen Gattungen bleiben jeweils in einem Stockwerk.

Bis in welche Höhe reichen hohe Wolken in den gemäßigten Breiten?

bis etwa 2 km bis etwa 7 km bis etwa 13 km bis etwa 30 km

In gemäßigten Breiten liegt das hohe Stockwerk bei rund 5 bis 13 km. Polar reicht es nur 3–8 km, tropisch dagegen 6–18 km, weil die Troposphäre zum Äquator hin höher ist.

Wie ist der Cumulonimbus hinsichtlich Phase aufgebaut?

Wasser(tröpfchen) an der Basis, Eiskristalle an der Spitze reines Eis von unten bis oben reines Wasser von unten bis oben nur Staubpartikel

Der Cumulonimbus besteht an der warmen Basis aus Wassertröpfchen und an der kalten Spitze aus Eis — daher der charakteristische eisige Amboss, an dem man ihn leicht erkennt.

Wolkenarten & Flugbedingungen je Wolkentyp 3 min

Neben den zehn Gattungen unterscheidet man Arten (Spezies), die in der Flugwetterberatung auftauchen. Fractus heißt „zerrissen" (St fra, zerfetzte Fetzen statt geschlossener Decke). Castellanus zeigt türmchenartige Auswüchse und ist ein Labilitätszeichen (Ac cas → Gewittergefahr). Lenticularis ist die linsenförmige, seidig glänzende Wellenwolke über Gebirgen (Ac len). Humilis ist der flache Schönwetter-Cumulus (Cu hum, breiter als hoch), Mediocris der mittlere (so hoch wie breit), Congestus der hochaufgetürmte „Towering Cumulus" (TCU), reif und kurz vor dem Cb. Beim Cumulonimbus heißt die noch eisfreie Jugendform Calvus („kahl"), die reife mit Eisamboss Capillatus. Virga ist Niederschlag, der verdunstet, bevor er den Boden erreicht.

Für die Praxis zählt das Flugverhalten je Wolkentyp. Hohe Wolken (Ci, Cc, Cs): diffuse Ränder, Sicht darin gering, aber wegen der tiefen Temperatur praktisch keine Vereisung und nur schwache Turbulenz. Geschlossene Schichtwolken (As, Ns): schlechte Sicht (einige hundert Meter), mäßige Vereisung, kaum Turbulenz — gefährlicher Niederschlag eher im Ns. Aufgelockerte tiefe/mittlere Lagen (Ac, St, Sc): die Tücke ist die sehr geringe Sicht (oft < 100 m) nahe am Boden und der Versuchung zum Sichtanflug; Vereisung mäßig, Turbulenz gering.

Die mit Abstand gefährlichsten sind die Quellwolken (Cu, Cb): Sicht teils nur wenige Meter, sehr intensive Vereisung (klarer Klareis-Belag durch großen Flüssigwassergehalt), starke bis schwere Turbulenz durch heftige Auf- und Abwinde, Hagel und Blitzschlag — Letzterer am häufigsten in der Reifephase. Sind sie in Schichtwolken eingebettet, sieht man sie nicht und muss sie per Bordwetterradar an ihrem Niederschlag orten. Zwei Erkennungsmerkmale fürs Logbuch: Der Halo um Sonne oder Mond stammt allein vom Cirrostratus; Stratus erzeugt keinen Halo (außer bei sehr tiefen Temperaturen). Und die Tropopause wirkt wie ein Deckel — fast alle Wolken bleiben darunter, nur kräftigste Konvektion durchstößt sie zeitweise.

Übungsfragen (5)

Wofür steht die Wolkenart „congestus" (Cu con)?

den hochaufgetürmten, reifen Cumulus, auch Towering Cumulus (TCU) genannt eine zerrissene Stratusdecke eine linsenförmige Wellenwolke eine hohe Eiswolke

Cumulus congestus ist der stark aufgetürmte Cumulus in voller Reife, im Englischen Towering Cumulus (TCU). Er entwickelt sich oft weiter zum Cumulonimbus.

Welche Wolke erzeugt den Halo um Sonne oder Mond?

Stratus Cumulus Cirrostratus Nimbostratus

Der Halo entsteht durch Brechung an den Eiskristallen des Cirrostratus. Stratus erzeugt keinen Halo (außer eventuell bei sehr tiefen Temperaturen).

Welcher Wolkentyp ist für die Luftfahrt am gefährlichsten?

Cirrus Altostratus Cumulonimbus (und kräftiger Cumulus) Stratus

Cu und vor allem Cb vereinen intensive Vereisung, starke bis schwere Turbulenz, Hagel und Blitzschlag. Eingebettet in Schichtwolken sind sie unsichtbar und müssen per Bordwetterradar geortet werden.

Was bedeutet die Wolkenart „virga"?

Niederschlag, der verdunstet, bevor er den Boden erreicht eine türmchenförmige Quellung der Eisamboss eines Cb eine zerrissene Wolke

Virga ist Fallstreifen-Niederschlag, der in trockener Luft unter der Wolke verdunstet und den Boden nicht erreicht. Er sieht aus wie Schlieren oder Kommata unter der Wolkenbasis.

Warum ist Vereisung in Cumulus/Cumulonimbus besonders intensiv?

wegen des hohen Flüssigwassergehalts und vieler unterkühlter Tröpfchen weil sie nur aus Eis bestehen weil sie sehr trocken sind weil sie keine Aufwinde haben

Quellwolken enthalten rund 5 g/m³ Flüssigwasser, ein Vielfaches der Schichtwolken, und viele unterkühlte Tröpfchen. Treffen diese auf die Zelle, gefrieren sie schlagartig zu zähem Klareis — die gefährlichste Vereisungsform.

Klimazonen der Erde 2 min

Während Wetter der Zustand der Atmosphäre im Moment ist, beschreibt Klima das langjährige Mittel. Die Sonneneinstrahlung nach Breite ordnet die Erde in Zonen, die für die Streckenplanung das typische Wetter vorhersagbar machen.

Die Tropen am Äquator sind heiß und feucht, geprägt von der ITCZ mit täglichen Schauern und Gewittern. Die Subtropen darum (rund 30°) liegen unter den absinkenden Ästen der Hadley-Zelle: trocken, hoher Druck, hier liegen die großen Wüsten.

Die gemäßigten Breiten (rund 40 bis 60°) sind das Reich der Westwinde und Polarfront-Zyklonen, also wechselhaft mit ziehenden Fronten, hier liegt Mitteleuropa. Die Polargebiete sind kalt und überraschend trocken, mit stabiler Schichtung und langlebigen Inversionen.

Übungsfragen (5)

Was unterscheidet Klima von Wetter?

Klima ist der Momentanzustand Klima ist das langjährige Mittel, Wetter die Momentaufnahme Es gibt keinen Unterschied Wetter gilt nur in den Tropen

Wetter beschreibt den aktuellen Zustand der Atmosphäre, Klima das über viele Jahre gemittelte typische Verhalten einer Region.

Warum liegen die großen Wüsten in den Subtropen um 30° Breite?

Wegen aufsteigender feuchter Luft Wegen der absinkenden, trockenen Luft der Hadley-Zelle Wegen der Polarfront Wegen der Westwinde

Bei rund 30° sinkt die in der Hadley-Zelle aufgestiegene Luft ab und erwärmt sich. Diese trockene Subsidenz unter dem subtropischen Hoch schafft Wüstenklima.

Welche Zone ist von Westwinden und ziehenden Fronten geprägt?

Die Tropen Die Subtropen Die gemäßigten Breiten Die Polargebiete

Die gemäßigten Breiten (rund 40 bis 60°) liegen im Westwindgürtel mit den Polarfront-Zyklonen, daher das wechselhafte Wetter Mitteleuropas.

Welche Klimazone ist von der ITCZ und kräftiger Konvektion geprägt?

die polare Zone die Tropen (feucht und heiß) die gemäßigte Zone die Subtropen

Die Tropen rund um den Äquator sind heiß und feucht. Hier liegt die ITCZ mit ihren täglichen, kräftigen Schauern und Gewittern.

Was kennzeichnet das polare Klima?

heiß und feucht kalt und trocken mit wenig Niederschlag wechselhaft mit vielen Fronten ganzjährig mild

Das polare Klima ist kalt und trotz Eis sehr trocken. Die kalte Luft kann wenig Feuchte aufnehmen, daher fällt nur wenig Niederschlag.

Tropische Phänomene 2 min

Die Passatwinde sind die beständigsten Winde der Erde: Sie wehen von den subtropischen Hochs zur ITCZ, auf der Nordhalbkugel als Nordost-, auf der Südhalbkugel als Südostpassat. Ihre Konstanz machte sie zur Autobahn der Segelschifffahrt.

Der Monsun ist eine saisonale Windumkehr, angetrieben vom unterschiedlichen Temperaturverhalten von Land und Meer. Im Sommer heizt sich der Kontinent (etwa Indien) stark auf, ein Tief entsteht, und feuchte Meeresluft strömt landeinwärts: der nasse Sommermonsun mit ergiebigem Regen. Im Winter kehrt sich die Strömung um, trockene Landluft strömt aufs Meer.

Easterly Waves sind wellenförmige Störungen, die mit der Passatströmung von Ost nach West ziehen. Sie bringen Schauer und Gewitter und sind oft die Keimzelle, aus der sich über warmem Wasser ein tropischer Wirbelsturm entwickeln kann.

Übungsfragen (5)

Wohin wehen die Passatwinde?

Von der ITCZ zu den Polen Von den subtropischen Hochs zur ITCZ Von West nach Ost Von den Polen zum Äquator

Die Passate strömen von den subtropischen Hochdruckgürteln zur äquatorialen Tiefdruckrinne (ITCZ), auf der Nordhalbkugel als Nordostpassat.

Was treibt den Monsun an?

Die Corioliskraft allein Der unterschiedliche Temperaturgang von Land und Meer Vulkanausbrüche Die Jetstreams

Der Monsun entsteht aus dem saisonalen Temperaturunterschied zwischen Kontinent und Ozean. Im Sommer zieht feuchte Meeresluft zum aufgeheizten Land.

Welche Rolle spielen Easterly Waves?

Sie beenden die Monsunzeit Sie können die Keimzelle tropischer Wirbelstürme sein Sie bringen Hochdruck Sie sind Höhenwinde der Polarfront

Easterly Waves sind ostwärts ziehende Störungen der Passatströmung mit Schauern. Über warmem Wasser können sie sich zu tropischen Wirbelstürmen verstärken.

Warum dreht der Sommermonsun in Südasien auf Meer-zu-Land?

wegen der Erdrotation allein weil das Land stärker aufheizt, ein Tief entsteht und feuchte Meeresluft anzieht wegen der Gezeiten er dreht nicht

Im Sommer heizt sich die Landmasse stärker auf als das Meer. Über dem Land bildet sich ein Tief, das feuchte Meeresluft anzieht, das ist der regenreiche Sommermonsun.

Was ist typisch für das Wetter in der ITCZ?

trockene, klare Tage schwüle Luft mit täglichen heftigen Schauern und Gewittern ständiger Starkwind dichter Nebel

In der ITCZ konvergiert die feuchte Passatluft und steigt auf. Das führt zu schwüler Luft mit nahezu täglichen kräftigen Schauern und Gewittern.

Tropische Wirbelstürme 2 min

Tropische Wirbelstürme sind die stärksten Sturmsysteme der Erde. Sie brauchen mehrere Zutaten: Meerwasser von mindestens rund 26 °C als Energiequelle, hohe Feuchte, geringe vertikale Windscherung und genügend Corioliskraft. Deshalb entstehen sie nie direkt am Äquator, wo Coriolis fehlt, sondern erst ab einigen Grad Breite.

Im Zentrum liegt das wolkenarme, fast windstille Auge. Es wird von der Augenwand umschlossen, einem Ring hochreichender Gewitter mit den stärksten Winden und heftigstem Regen. Nach außen schließen spiralförmige Regenbänder an. Je nach Region heißt das System Hurrikan (Atlantik, Ostpazifik), Taifun (Westpazifik) oder Zyklon (Indischer Ozean).

Die Zugbahn führt zunächst mit den Passaten westwärts, später biegen viele Systeme polwärts ab. Über Land oder kaltem Wasser verlieren sie ihre Energiequelle und schwächen sich rasch ab. Für die Luftfahrt sind sie großräumig zu meiden.

Übungsfragen (5)

Welche Wassertemperatur brauchen tropische Wirbelstürme mindestens?

Rund 10 °C Rund 26 °C Rund 40 °C Temperatur spielt keine Rolle

Erst ab einer Meeresoberflächentemperatur von rund 26 °C steht genug Energie über latente Wärme zur Verfügung, um einen tropischen Wirbelsturm zu nähren.

Warum entstehen tropische Wirbelstürme nicht direkt am Äquator?

Das Wasser ist zu kalt Dort fehlt die Corioliskraft für die Rotation Es gibt keine Feuchte Der Druck ist zu hoch

Am Äquator ist die Corioliskraft null. Ohne sie kann sich keine Rotation aufbauen, daher bilden sich die Stürme erst ab einigen Grad Breite.

Wo treten die stärksten Winde eines tropischen Wirbelsturms auf?

Im Auge In der Augenwand Am äußeren Rand Gleichmäßig überall

Das Auge ist nahezu windstill. Die stärksten Winde und der heftigste Regen liegen in der Augenwand, dem Ring hochreichender Gewitter um das Zentrum.

Was herrscht im Auge eines tropischen Wirbelsturms?

die stärksten Winde relative Ruhe mit absinkender Luft und oft klarem Himmel die heftigsten Gewitter dichter Nebel

Im Auge sinkt Luft ab, es herrscht relative Windstille und der Himmel ist oft klar. Die stärksten Winde liegen direkt daneben in der Augenwand.

Wie heißen tropische Wirbelstürme im Westpazifik?

Hurrikan Taifun Zyklon Tornado

Im Westpazifik heißen sie Taifun, im Atlantik und Ostpazifik Hurrikan, im Indischen Ozean Zyklon. Es ist dasselbe Phänomen.

Regionale Wind- und Wettersysteme 2 min

Über die globalen Muster legen sich lokal benannte Winde, die Pilots in der jeweiligen Region kennen sollten. Der Mistral ist ein kalter, kräftiger Nordwestwind, der durch das Rhonetal zum Mittelmeer hinabfegt, oft mit klarer Sicht, aber heftigen Böen.

Der Scirocco ist sein heißes Gegenstück: Er führt warme, oft staubige Saharaluft nach Norden übers Mittelmeer und kann auf dem Weg Feuchte aufnehmen. Der Harmattan weht trocken und staubig aus der Sahara nach Westafrika und kann die Sicht durch Staub erheblich mindern.

Die Bora ist ein kalter, böiger Fallwind, der an der Adriaküste von den Hochflächen herabstürzt, ein katabatisch verstärkter Wind. Solche Regionalwinde sind oft an bestimmte Drucklagen und Geländeformen gebunden und für lokale Anflüge wichtig zu kennen.

Übungsfragen (5)

Wie lässt sich der Mistral charakterisieren?

Warm und feucht Kalt, kräftig und aus Nordwest Heiß und staubig Schwach und veränderlich

Der Mistral ist ein kalter, kräftiger Nordwestwind, der durch das Rhonetal zum Mittelmeer fegt, häufig mit klarer Sicht, aber heftigen Böen.

Welcher Wind führt heiße, staubige Saharaluft übers Mittelmeer nach Norden?

Mistral Bora Scirocco Harmattan

Der Scirocco transportiert warme, oft staubige Luft aus der Sahara nordwärts über das Mittelmeer und kann unterwegs Feuchte aufnehmen.

Was ist die Bora?

Ein warmer Aufwind Ein kalter, böiger Fallwind an der Adria Ein tropischer Wirbelsturm Ein Höhenwind

Die Bora ist ein kalter, böiger Fallwind, der an der Adriaküste katabatisch von den Hochflächen herabstürzt.

Was ist der Harmattan?

ein feuchter Monsunwind ein trockener, staubiger Wind aus der Sahara über Westafrika ein kalter Fallwind der Adria ein Seewind

Der Harmattan ist ein trockener, oft staubiger Passatwind, der Saharastaub über Westafrika trägt und die Sicht stark herabsetzen kann.

Was haben Mistral und Bora gemeinsam?

beide sind heiße Südwinde beide sind kalte, böige Fallwinde beide bringen Saharastaub beide sind Seewinde

Mistral (Rhonetal) und Bora (Adria) sind beide kalte, kräftige und böige Fallwinde, die kanalisiert beziehungsweise katabatisch aus Norden ins Mittelmeer einströmen.

METAR-Dekodierung 2 min

Ein METAR ist die routinemäßige Wetterbeobachtung eines Flugplatzes, der Ist-Zustand. Die Reihenfolge ist immer gleich: Stationskennung, Zeit in UTC (Z), Wind (Richtung/Stärke, z. B. 24015KT), Sicht in Metern, Wetter, Bewölkung, Temperatur/Taupunkt und Luftdruck (Q für hPa, A für inHg).

Die Bewölkung wird in Achteln (Okta) gemeldet: FEW (1–2), SCT (scattered, 3–4), BKN (broken, 5–7), OVC (overcast, 8), jeweils mit Höhe in Hundert Fuß über Grund. Ein Kürzel spart oft alles: CAVOK steht für Sicht 10 km oder mehr, keine Wolken unter 5000 ft (bzw. der höheren Mindestsektorhöhe) und keine signifikanten Wettererscheinungen.

Bei reduzierter Sicht ergänzt die RVR (Runway Visual Range) die gemessene Pistensichtweite. Am Ende kann ein TREND stehen: NOSIG (keine signifikante Änderung erwartet), sonst BECMG oder TEMPO für angekündigte Entwicklungen in den nächsten zwei Stunden.

Übungsfragen (5)

Was bedeutet die Wolkengruppe BKN in einem METAR?

1–2 Achtel bedeckt 3–4 Achtel bedeckt 5–7 Achtel bedeckt 8 Achtel bedeckt

BKN (broken) steht für eine Bedeckung von 5 bis 7 Achteln. FEW sind 1–2, SCT 3–4 und OVC volle 8 Achtel.

Welche Bedingungen fasst CAVOK zusammen?

Sicht ≥ 10 km, keine Wolken unter 5000 ft, kein signifikantes Wetter Sturm und Gewitter Sicht unter 1500 m Bedeckter Himmel

CAVOK (Ceiling And Visibility OK) bedeutet Sicht von 10 km oder mehr, keine Wolken unter 5000 ft bzw. der Mindestsektorhöhe und keine signifikanten Wettererscheinungen.

In welcher Zeit werden METAR-Meldungen angegeben?

In Ortszeit In UTC (Z) In der Zeit des Abflugorts Ohne Zeitangabe

Alle Luftfahrtwettermeldungen verwenden UTC, gekennzeichnet durch das angehängte Z. Das vermeidet Verwechslungen über Zeitzonen hinweg.

Was bedeuten die Bedeckungsangaben FEW und SCT im METAR?

FEW 5-7/8, SCT 8/8 FEW 1-2/8, SCT 3-4/8 beide bedeuten bedeckt FEW heißt wolkenlos

FEW (few) steht für 1 bis 2 Achtel Bedeckung, SCT (scattered) für 3 bis 4 Achtel. Darüber folgen BKN (5 bis 7) und OVC (8 Achtel).

Wie wird der Wind in einer METAR-Gruppe wie 24015KT kodiert?

Richtung magnetisch und in km/h Richtung rechtweisend in Grad und Stärke in Knoten nur die Böenstärke nur die Richtung

Die Windgruppe gibt erst die rechtweisende Richtung in Grad (240) und dann die Stärke in Knoten (15 KT) an. Böen werden mit G angehängt.

TAF-Dekodierung 2 min

Ein TAF ist die Flugplatzwettervorhersage, also der Blick nach vorn, typischerweise über 24 oder 30 Stunden mit einer angegebenen Gültigkeitsspanne. Der Grundzustand wird zu Beginn beschrieben, Änderungen folgen über klar definierte Kennungen.

FM (from) markiert eine rasche, dauerhafte Änderung ab einem Zeitpunkt, alles davor wird ersetzt. BECMG (becoming) beschreibt einen allmählichen, bleibenden Übergang über einen Zeitraum. TEMPO steht für vorübergehende Schwankungen von jeweils unter einer Stunde, die sich danach wieder zurückbilden.

Unsicherheit drückt PROB aus: PROB30 oder PROB40 geben die Wahrscheinlichkeit für ein Szenario an (30 bzw. 40 %). Wichtig fürs Verständnis: METAR ist die Beobachtung jetzt, TAF die Vorhersage für den Zeitraum, beide ergänzen sich in der Flugvorbereitung.

Übungsfragen (5)

Was beschreibt die Kennung TEMPO in einem TAF?

Eine dauerhafte Änderung Vorübergehende Schwankungen von unter einer Stunde Den Grundzustand Die Gültigkeitsspanne

TEMPO kündigt vorübergehende Schwankungen an, die jeweils unter einer Stunde dauern und sich danach wieder zurückbilden.

Wofür steht BECMG?

Eine sofortige, kurze Schwankung Einen allmählichen, bleibenden Übergang über einen Zeitraum Eine Wahrscheinlichkeit Die Windgruppe

BECMG (becoming) beschreibt einen allmählichen Übergang zu neuen Bedingungen, die danach bestehen bleiben.

Was bedeutet PROB40 in einem TAF?

40 Knoten Wind 40 % Eintrittswahrscheinlichkeit für das beschriebene Szenario 40 Minuten Gültigkeit 4000 ft Wolkenbasis

PROB40 gibt eine Eintrittswahrscheinlichkeit von 40 % für das beschriebene Wetterszenario an. Analog steht PROB30 für 30 %.

Was bedeutet die Kennung FM (FROM) in einem TAF?

ein langsamer, allmählicher Wechsel ein rascher, dauerhafter Wechsel ab dem genannten Zeitpunkt eine kurzzeitige Schwankung eine Wahrscheinlichkeitsangabe

FM kennzeichnet einen zügigen und dauerhaften Wetterwechsel ab dem angegebenen Zeitpunkt. Ab da gilt die neue Beschreibung vollständig.

Worin unterscheidet sich ein TAF grundsätzlich von einem METAR?

gar nicht das TAF ist eine Vorhersage für einen Zeitraum, das METAR eine Beobachtung zum Zeitpunkt das TAF ist älter das METAR ist eine Vorhersage

Ein METAR meldet das beobachtete Wetter zu einem Zeitpunkt, ein TAF sagt das Wetter für einen Flugplatz über einen Gültigkeitszeitraum voraus.

SIGMET, AIRMET, GAMET & GAFOR 2 min

Neben den platzbezogenen METAR und TAF gibt es Warnungen und Gebietsvorhersagen. Ein SIGMET warnt vor signifikanten, gefährlichen Erscheinungen für alle Luftfahrzeuge: aktive Gewitter, schwere Vereisung, schwere Turbulenz, Vulkanasche oder tropische Stürme. SIGMETs sind die ernstesten Warnungen und haben begrenzte Gültigkeit.

Ein AIRMET warnt vor weniger schweren, aber relevanten Erscheinungen, vor allem für die leichtere und VFR-Luftfahrt in tieferen Schichten, etwa moderate Vereisung oder Turbulenz, ausgedehnte Sichtminderung oder Berge in Wolken. Das GAMET ist eine Gebietswettervorhersage für tiefere Schichten, die solche Informationen zusammenfasst.

Der GAFOR (General Aviation Forecast) übersetzt das Streckenwetter in einfache Ziffern-Codes pro Streckenabschnitt, die anzeigen, ob ein VFR-Flug offen, marginal oder geschlossen ist. So lässt sich auf einen Blick die VFR-Tauglichkeit einer Strecke einschätzen.

Übungsfragen (5)

Wovor warnt ein SIGMET?

Vor leichter Bewölkung Vor signifikanten Gefahren wie Gewittern, schwerer Vereisung oder Vulkanasche Vor normalem Seitenwind Vor Routineänderungen

Ein SIGMET warnt alle Luftfahrzeuge vor signifikanten, gefährlichen Erscheinungen wie aktiven Gewittern, schwerer Vereisung, schwerer Turbulenz oder Vulkanasche.

Für wen ist ein AIRMET vor allem gedacht?

Nur für Verkehrsflugzeuge in großer Höhe Für die leichtere und VFR-Luftfahrt in tieferen Schichten Nur für Drohnen Für die Raumfahrt

AIRMETs warnen vor weniger schweren, aber relevanten Erscheinungen und richten sich besonders an die leichtere und VFR-Luftfahrt in tieferen Schichten.

Was liefert der GAFOR?

Eine platzgenaue Beobachtung Einen Ziffern-Code für die VFR-Tauglichkeit von Streckenabschnitten Die Wassertemperatur Die Tropopausenhöhe

Der GAFOR übersetzt das Streckenwetter in einfache Ziffern-Codes je Abschnitt, die zeigen, ob ein VFR-Flug offen, marginal oder geschlossen ist.

Wie lange ist ein SIGMET typischerweise gültig?

mehrere Tage meist bis zu 4 Stunden (bei Vulkanasche oder tropischen Sturm länger) nur 10 Minuten unbegrenzt

Ein SIGMET gilt üblicherweise bis zu 4 Stunden. Für Vulkanasche und tropische Wirbelstürme kann die Gültigkeit auf bis zu 6 Stunden verlängert sein.

Was deckt ein GAMET ab?

eine Streckenvorhersage für VFR-Flüge eine Gebietswettervorhersage für tiefe Flugflächen (unter FL100) nur Vulkanasche die Wartung von Triebwerken

Das GAMET ist eine Gebietswettervorhersage für den unteren Luftraum, typischerweise unter FL100, und ergänzt SIGMET und AIRMET für die Flugvorbereitung.

Significant Weather Charts (SWC) 2 min

Eine Significant Weather Chart (SWC) ist die grafische Zusammenfassung der gefährlichen Wettererscheinungen für einen Höhenbereich, etwa für den oberen Luftraum. Sie zeigt auf einen Blick, wo unterwegs mit Problemen zu rechnen ist, und ist ein Kernstück der Streckenplanung.

Die Karte arbeitet mit genormten Symbolen: Fronten in den bekannten Linien, umrandete Bereiche für Gewitter, Vereisung und Turbulenz mit Angabe der betroffenen Höhenbänder, Jetstream-Pfeile mit Windgeschwindigkeit und Kerntiefe sowie die Höhe der Tropopause in kleinen Kästchen.

Wichtig ist das richtige Lesen der Höhenangaben: Bereiche sind oft mit oberer und unterer Grenze als Flugflächen markiert. So erkennt man, ob die eigene Reiseflughöhe betroffen ist oder ob man eine Gefahrenzone über- oder unterfliegen kann.

Übungsfragen (5)

Was zeigt eine Significant Weather Chart?

Nur die Bodentemperatur Eine grafische Übersicht der gefährlichen Wettererscheinungen je Höhenbereich Nur die Start- und Landebahnen Die Flugpreise

Die SWC fasst die signifikanten Wettererscheinungen wie Fronten, Gewitter, Vereisung, Turbulenz und Jetstreams für einen Höhenbereich grafisch zusammen.

Warum sind die Höhenbänder auf der SWC wichtig?

Sie zeigen die Uhrzeit Sie zeigen, ob die eigene Reiseflughöhe von der Gefahr betroffen ist Sie geben den Spritverbrauch an Sie sind reine Dekoration

Gefahrenbereiche sind mit oberer und unterer Höhengrenze markiert. So erkennt man, ob die eigene Flughöhe betroffen ist oder ob man die Zone umfliegen kann.

Welche Information liefert das kleine Kästchen an einem Jetstream-Symbol unter anderem?

Die Wassertemperatur Windgeschwindigkeit und Kerntiefe des Jets Die Funkfrequenz Die Pistenlänge

Jetstream-Pfeile tragen Angaben zur Windgeschwindigkeit und zur Höhe (Kerntiefe) des Jets, oft ergänzt um die Tropopausenhöhe in benachbarten Kästchen.

Wie werden Gewitter- und Cb-Gebiete auf einer Significant Weather Chart dargestellt?

als durchgezogene Isobaren als umrandete Gebiete mit Wettersymbolen gar nicht nur als Zahlen

Gefahrengebiete wie Cb oder Vereisung werden auf der SWC als umrandete Flächen mit den zugehörigen Wettersymbolen dargestellt.

Welche Information liefert ein Tropopausensymbol mit Kästchen auf der SWC?

die Bodentemperatur die Höhe der Tropopause (in Flugflächen) die Windrichtung am Boden den Luftdruck

Die Tropopausensymbole geben die Höhe der Tropopause an, üblicherweise als Flugfläche im kleinen Kästchen, hoch oder tief markiert.

WINTEM-Karten 2 min

WINTEM-Karten (Wind and Temperature) liefern Höhenwind und Temperatur für definierte Flugflächen. Sie sind das Werkzeug, um Gegen- und Rückenwind, beste Reiseflughöhe und Temperatur für die Performance- und Treibstoffplanung abzuschätzen.

Der Wind wird mit Windfahnen dargestellt: Der Pfeilschaft zeigt die Richtung, aus der der Wind weht, die Fiederung kodiert die Stärke (ein langer Strich 10 kt, ein kurzer 5 kt, ein Dreieckswimpel 50 kt). Daneben steht die Temperatur in Grad Celsius, in großer Höhe fast immer negativ.

Da Karten nur für bestimmte Flugflächen gelten, muss man zwischen ihnen interpolieren: Liegt die Reiseflughöhe zwischen zwei Karten, schätzt man Wind und Temperatur dazwischen ab. Genauso interpoliert man räumlich zwischen den Gitterpunkten der Karte.

Übungsfragen (5)

Was liefern WINTEM-Karten?

Niederschlagsradar Höhenwind und Temperatur je Flugfläche Start- und Landebahnen Die Tropopausenhöhe am Boden

WINTEM-Karten geben Windrichtung, Windstärke und Temperatur für definierte Flugflächen an, die Grundlage für Wind-, Performance- und Treibstoffplanung.

Wie kodiert eine Windfahne die Windstärke?

Über die Farbe Über die Fiederung: kurzer Strich 5 kt, langer 10 kt, Wimpel 50 kt Über die Länge des Schafts Gar nicht

Die Fiederung am Schaft kodiert die Stärke: ein kurzer Strich 5 kt, ein langer 10 kt, ein ausgefüllter Dreieckswimpel 50 kt. Der Schaft zeigt die Richtung, aus der der Wind weht.

Was tut man, wenn die Reiseflughöhe zwischen zwei WINTEM-Flugflächen liegt?

Die niedrigere Karte ignorieren Zwischen den beiden Karten interpolieren Immer aufrunden Die Karte nicht verwenden

Da die Karten nur für bestimmte Flugflächen gelten, schätzt man Wind und Temperatur für eine dazwischenliegende Höhe durch Interpolation ab.

Worauf bezieht sich die Windrichtung auf einer WINTEM-Karte?

auf magnetisch Nord auf rechtweisend Nord (true), Stärke in Knoten auf den Kurs auf den Wind am Boden

Die WINTEM gibt die Höhenwinde rechtweisend (true) an, die Stärke in Knoten über die Befiederung der Windfahne.

Wie wird die Temperatur auf einer WINTEM-Karte angegeben?

gar nicht in Grad Celsius, dem Windsymbol zugeordnet (in Höhe meist negativ) nur in Fahrenheit als Druckwert

Neben dem Wind gibt die WINTEM die Höhentemperatur in Grad Celsius an, dem jeweiligen Windsymbol zugeordnet. In großen Höhen ist sie meist deutlich negativ.

Wettersatelliten & Wetterradar 2 min

Satelliten und Radar liefern das großräumige und das kleinräumige Bild. Satellitenbilder gibt es in zwei Hauptarten. Das visuelle Bild (VIS) nutzt reflektiertes Sonnenlicht, ist scharf, funktioniert aber nur tagsüber. Das Infrarotbild (IR) misst die Temperatur der Wolkenobergrenzen, hohe (kalte) Wolken erscheinen hell, und funktioniert auch nachts.

Das Wetterradar sendet Mikrowellen aus und misst die Reflektivität der Niederschlagspartikel: Je stärker das Echo, desto intensiver der Niederschlag. Damit erkennt man Schauer- und Gewitterzellen und ihre Zugrichtung sehr gut.

Eine wichtige Falle ist die Abschwächung (Attenuation): Hinter einer sehr starken Zelle wird das Radarsignal so gedämpft, dass dahinterliegende, womöglich ebenso kräftige Zellen schwächer oder gar nicht erscheinen. Hinter einem roten Echo kann sich also eine weitere Gefahr verstecken, das Radarbild ist nie der alleinige Beweis für freie Bahn.

Übungsfragen (5)

Worin unterscheidet sich das Infrarot- vom visuellen Satellitenbild?

IR funktioniert nur tagsüber IR misst die Temperatur der Wolkenobergrenzen und funktioniert auch nachts VIS misst die Temperatur Es gibt keinen Unterschied

Das IR-Bild misst die Temperatur der Wolkenobergrenzen (hohe, kalte Wolken erscheinen hell) und funktioniert rund um die Uhr. Das VIS-Bild braucht Sonnenlicht und geht nur tagsüber.

Was misst das Wetterradar?

Die Lufttemperatur Die Reflektivität der Niederschlagspartikel (Intensität) Den Luftdruck Die Windrichtung am Boden

Das Radar misst die Reflektivität: Je stärker das zurückgestreute Echo, desto intensiver der Niederschlag. So lassen sich Zellen und ihre Zugrichtung erkennen.

Was beschreibt die Radar-Attenuation (Abschwächung)?

Eine Verbesserung der Bildschärfe Eine sehr starke Zelle dämpft das Signal, dahinterliegende Gefahren erscheinen zu schwach Die Reichweite bei Nacht Die Bodensicht

Hinter einer sehr kräftigen Zelle wird das Radarsignal stark gedämpft. Dahinterliegende, ebenso gefährliche Zellen können dadurch schwächer oder gar nicht erscheinen.

Wann steht ein visuelles Satellitenbild nicht zur Verfügung?

bei klarem Himmel nachts, weil kein sichtbares Licht reflektiert wird über dem Meer im Winter

Das visuelle Satellitenbild zeigt reflektiertes Sonnenlicht und funktioniert daher nur tagsüber. Nachts nutzt man das Infrarotbild, das die Wärmestrahlung erfasst.

Was lässt das Infrarotbild über Wolken erkennen?

ihre Farbe ihre Temperatur, kalte hohe Wolkenoberseiten erscheinen hell (z. B. hohe Cb) ihren Wassergehalt direkt die Windrichtung

Das Infrarotbild misst die Temperatur der Wolkenoberseiten. Hohe, kalte Oberseiten erscheinen hell, sodass sich hochreichende Gewitterwolken gut erkennen lassen.