Wetterstation
Inhalt
Luftdruck und Wind
Was misst eine Wetterstation?
In Wetterstationen werden die wichtigsten Daten des Wetters wie Luftdruck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit regelmäßig erfasst. Der Luftdruck wird mit einem Barometer gemessen. Im einfachsten Fall enthält es eine luftleere Dose, die vom äußeren Luftdruck mehr oder weniger zusammengedrückt wird. Der Luftdruck wird in Hektopascal (hPa) angegeben.
Reduzierter Luftdruck
Damit man den Luftdruck an Orten mit unterschiedlicher Meershöhe vergleichen kann, wird der absolute Luftdruck auf Meereshöhe umgerechnet (reduzierter Luftdruck), wobei auch die Temperatur berücksichtigt wird.
Schreibe mehrere Tage lang den Luftdruck auf.
Wenn du kein Barometer zur Verfügung hast, entnimm den aktuellen Wert dem Internet.
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Hochdruck- und Tiefdruckgebiete
Entstehung eines Hochdruckgebiets
In der Höhe abgekühlte Luft sinkt nach unten und verteilt sich dort nach allen Seiten. Dadurch steigt der Luftdruck auf der Erdoberfläche. Durch das Absinken erwärmt sich die Luft und sie kann nun mehr Wasserdampf aufnehmen. Deshalb lösen sich Wolken auf und es herrscht vorwiegend Schönwetter.
Entstehung eines Tiefdruckgebiets
Aufsteigende warme Luft verursacht am Boden einen geringeren Luftdruck. Die aufsteigende Luft kühlt sich ab, wodurch es zu Wolkenbildung und Niederschlägen kommt. Am Boden strömt von allen Seiten kühlere Luft nach.
Aus der Wechselwirkung von Hoch- und Tiefdruckgebieten entwickelt sich das Wettergeschehen. Wo kalte und warme Luftmassen aneinander treffen, ändert sich das Wetter. Die Berührungsfläche zwischen den Luftmassen bezeichnet man als Front, wobei man Warm- und Kaltfronten unterscheidet.
Bei einer Warmfront gleitet warme Luft über die kalte Luft. Dabei kühlt sich die warme Luft ab, es bilden sich Wolken und Regen. Danach wird es etwas wärmer.
Bei einer Kaltfront schiebt sich kalte Luft unter warme Luft und drückt diese nach oben. Es entstehen Wolken, die Niederschläge bringen. Es wird kälter.
Wind ist bewegte Luft
Luft fließt spiralförmig von Hochdruckgebieten zu Tiefdruckgebieten. Dabei werden die Luftmassen durch die Erddrehung und Reibung abgelenkt. Die Stärke des Windes kann mit einem Schalenkreuzanemometer gemessen werden.
Temperatur und Luftfeuchtigkeit
Messung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Niederschlag
Die Temperatur kann mit einem Thermometer sehr einfach gemessen werden. Für die Messung der Luftfeuchtigkeit benötigt man kompliziertere Geräte.
Temperaturmessung in einer Wetterstation
Die Temperatur in Wetterstationen wird immer unter gleichen Bedingungen gemessen. Das Thermometer ist innerhalb der Wetterstation aufgestellt, um die direkte Einstrahlung der Sonne zu verhindern. Die Stationen sind weiß gestrichen, damit sie sich möglichst wenig durch die Sonneneinstrahlung erwärmen, oft haben sie eine künstliche Belüftung. Der Abstand zum Erdboden beträgt zwei Meter.
Luftfeuchtigkeit
Die Luft ist immer vermischt mit Wasserdampf. Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte Luft.
In dem Diagramm sieht man, wie viel Wasserdampf 1 m³ Luft enthalten kann. Bei einer Temperatur von 20 °C sind das etwa 17 g Wasserdampf, bei 0 °C aber nur 5 g. Die Folge ist, dass beim Abkühlen von sehr feuchter Luft ein Teil des Wasserdampfes zu Wassertröpfchen kondensiert.
Die Wassertröpfchen, die man vielfach am Morgen an Pflanzen und auf der Erde beobachten kann, nennt man Tau. Durch die nächtliche Abkühlung des Bodes und der Pflanze kondensiert Wasserdampf aus der Luft.
Hygrometer zur Messung der Luftfeuchtigkeit
Früher wurde die Luftfeuchtigkeit mit Hilfe der Ausdehnung eines Haares gemessen. Heute erfolgt die Messung elektronisch, weil sich auch bestimmte elektrische Eigenschaften eines Stoffes mit der Luftfeuchtigkeit ändern.
Regenmesser
Die Regenmenge wird in Millimeter angegeben. 1 m Niederschlag bedeutet eine Wassermenge von 1 l bei einer Fläche von 1 m².
In modernen Wetterstationen befindet sich am Fuß des Auffanggefäßes für den Niederschlag eine Waage. Durch automatisches Wägen wird laufend die Niederschlagsmenge bestimmt und digital gespeichert.
Baue einen Regenmesser.
Es kommt darauf an, das Regenwasser in einem Behälter aufzufangen. Mit einem Messglas kannst du die Menge des Regenwassers bestimmen.
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Schreibe eine Woche lang die Niederschlagsmenge an deinem Wohnort auf.
Wenn du sie nicht selbst messen kannst, suche sie im Internet.
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Training
Bilde aus den Silben in der Tabelle die fehlenden Wörter.
druck – feuch – gro – Hy – keit – Luft – Luft – me – pe – ra – stärke – Tem – ter – tig – tur – Wind
Gib an, wer von beiden recht hat.
Begründe.
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In diesem Raster sind waagrecht und senkrecht 17 Begriffe aus diesem Abschnitt versteckt.
Markiere die entsprechenden Felder.
Markiere jeweils die richtige Lösung.
Wie heißt das Gerät zur Messung der Luftfeuchtigkeit?
Wie hoch ist der Luftdruck in Meereshöhe?
Nach wem ist eine Windstärkenskala benannt?
Wie heißt ein Windstärkenmesser?
Wie heißt ein Luftdruckmesser?
Schreibe drei weitere Multiple-Choice-Aufgaben zu den neu gelernten Begriffen auf. Lass sie deine Sitznachbarin/deinen Sitznachbarn lösen. Achte darauf, dass die richtige Lösung nicht sofort erkennbar ist.
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Plane ein Experiment zur Temperaturmessung unabhängig von der Sonneneinstrahlung.
Notiere deine Vorgangsweise und beschreibe, wie du deine Messung planst, damit auch andere die gleichen Temperaturwerte wie du erhalten können.
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Im Winter „sieht“ man oft die ausgeatmete Luft, im Sommer nicht.
Finde eine Erklärung.
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Schreibe die Verben in der richtigen Form an die passende Stelle und führe dann das Experiment durch.
vergleichen – stecken – planen – stellen – schneiden
von einer Kunststoffflasche den oberen Teil ab und ihn als Trichter verkehrt auf die Flasche.
eine Methode, wie du die Niederschlagshöhe ablesen kannst.
den Regenmesser im Freien auf.
deine Messungen mit denen deiner Mitschülerinnen und Mitschüler.
Finde den besten Platz für ein Thermometer im Freien, um die Lufttemperatur möglichst genau zu messen.
Nenne einige Faktoren, die die Messung beeinflussen können.
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Kondensstreifen
Die Streifen, die ein Flugzeug hinter sich herzieht, sind kein Rauch. Es handelt sich um Wolken aus Eiskristallen, die entstehen, wenn die heißen Abgase aus dem Triebwerk abkühlen.
Gib an, unter welchen Bedingungen besonders viele Kondensstreifen zu sehen sind.
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Azorenhoch
Feuchte Luft steigt aufgrund der starken Erwärmung am Äquator auf, regnet ab und sinkt trockener in subtropischen Breitengraden ab, was ein Gebiet hohen Luftdrucks bewirkt. Wenn sich dieses Gebiet weiter nördlich verlagert (zu den Azoren und nördlicher), kann es die vom Atlantik kommenden Fronten abblocken. In der Folge hat Mitteleuropa eine lange, heiße Schönwetterperiode.
Verwende Google-Maps, um die Azoren zu finden.
Zu welchem Land gehören sie?
Deine Eltern bitten dich um eine Erklärung, wie ein Hochdruckgebiet und ein Tiefdruckgebiet entstehen.
Erkläre ihnen in eigenen Worten, was du darüber im Unterricht oder im Infotext gelernt hast.
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Merke
Luftdruckänderungen weisen auf die Entstehung von Hoch- und Tiefdruckgebieten hin. Warme Luft kann mehr Wasserdampf enthalten als kalte Luft.
Überschüssiger Wasserdampf kondensiert.
