Klimadiagramme

1. Klimadiagramme Navigation: Pfeiltaste „nach rechts“: Schritt vorwärts Pfeiltaste „nach links“ : Schritt rückwärts oder mit Maustaste, Mausrad.

2. Navigation: Pfeiltaste „nach rechts“: Schritt vorwärts Pfeiltaste „nach links“ : Schritt rückwärts oder mit Maustaste, Mausrad. Mit der Esc-Taste wird das Programm verlassen. Um bei einem Lernschritt nicht alle Teilschritte durchlaufen zu müssen, kann direkt zum nächsten Lernschritt gewechselt werden mit Klick auf das Symbol:: • Inhalt: • Wetter, Witterung, Klima (1 Lernschritt) • Klimaelemente (11 Lernschritte) • Lernkontrolle A • Wetterprognosen (1 Lernschritt) • Klimadiagramme zeichnen (9 Lernschritte) • Lernkontrolle B • Klimadiagramme interpretieren (2 Lernschritte) • Lernkontrolle C Klimadiagramme Ein Lernprogramm von Matthias Loretz Bedeutet: Hier wird von dir eine Lösung zur gestellten Aufgabe erwartet. Notiere deine Antwort auf ein neutrales Blatt Papier oder auf das Arbeitsblatt.

3. 1. Wetter, Witterung, Klima – Was sind die Unterschiede? 1. Wetter Es regnet, die Sonne scheint, es ist kalt, ... Unter Wetter versteht man den momentanen Zustand der Atmosphäre. Zeitlich gesehen handelt es sich hier um Beobachtungsdauer von Stunden bis wenige Tage. 2. Witterung Ist eigentlich das gleiche wie Wetter, nur dass man zeitlich etwas weiter denkt. Die Beobachtungszeit erstreckt sich von einigen Tagen bis zu einer Woche. 3. Klima Bei Klima betrachtet man den Zustand der Atmosphäre über einen langen Zeitraum, z.B. während 30 Jahren.

4. 2.1 Klimaelemente Klimaelemente sind messbare Grössen des Wetters. Nimm dir einen Moment Zeit und notiere auf ein Blatt, was man beim Wetter messen kann, welche Messgeräte man dazu verwendet und in welchen Einheiten man misst .... Am besten erstellst du eine Tabelle (Beispiel):

5. Luftdruck Gemessen mit dem Barometer Einheit: hPa (Hektopascal) 2.2 Klimaelemente Luftfeuchtigkeit Gemessen mit dem Hygrometer Einheit: % Luftfeuchtigkeit Niederschlag Gemessen mit dem Hydroskop (Regenmesser) Einheit: mm Niederschlag Wind Gemessen mit dem Anemometer Einheit: m/s oder km/h Temperatur Gemessen mit dem Thermometer Einheit: Grad Celsius

6. 2.3 Klimaelement Temperatur Die Temperatur wird mit dem Thermometer gemessen. Das Funktionsprinzip ist einfach. In einem Glasröhrchen befindet sich eine Flüssigkeit (Alkohol, rot oder blau gefärbt – oder Quecksilber). Unten befindet sich ein kleiner Vorratsbehälter für die Flüssigkeit. Was passiert, wenn die Temperatur steigt? 100 Die Flüssigkeit dehnt sich aus und steigt im Röhrchen hoch. Die Idee für die Messskala hatte der schwedische Forscher Anders Celsius (1701-1744). Er stellte das Messgerät in Eiswasser und markierte die Höhe der Flüssigkeitssäule. Das sei 0. Anschliessend stellte er das Messgerät in siedendes Wasser und markierte wiederum die Höhe der Flüssigkeitssäule. Hier setzte er die Zahl 100. 0 Dann unterteilte er die Strecke von 0 bis 100 in 100 gleichlange Abschnitte: in die Grade. Einige Grade sind eingezeichnet. Damit man die Grade von den Winkelgraden unterscheiden kann, nennt man sie „Grad Celsius“. Eiswasser hat also die Temperatur 0° Celsius, siedendes Wasser 100° C (immer gemessen auf 0 m Meereshöhe).

7. 2.4 Klimaelement Niederschlag Für einen Regenmesser benötigt man ein becherartiges Gefäss. Wenn es regnet, füllt sich der Becher bis zu einer bestimmten Höhe mit Wasser. Mit einem Lineal kann dann die Höhe des Wasserstandes bestimmt werden. 52 mm betrug der Niederschlag in Altdorf im September 2005 52 mm Spielt die Form und Grösse des Gefässes eine Rolle? Gemessen mit dem Hydroskop (Regenmesser) Einheit: mm Niederschlag Nein. - Eine Badewanne im Freien hätte sich im September 2005 in Altdorf auch 52 mm hoch mit Wasser gefüllt. (Grundfläche und Oeffnung müssen aber gleich gross sein.)

8. 52 mm 1000 mm 2.5 Klimaelement Niederschlag Aufgabe: Ein Blumenbeet in einem Altdorfer Garten hat eine Fläche von genau 1 m2. Rechne aus, wie viele Liter Regenwasser dieser m2 im September 2005 erhielt. Lösung: Die Wassermenge hat ein Volumen von: 1000 mm * 1000 mm * 52 mm = 52‘000‘000 mm3 Aus der Mathematik weisst du, dass 1 dm3 = 1 Liter 52‘000‘000 mm3 sind 52‘000 cm3 oder 52 dm3 und damit 52 Liter. 1000 mm 52 mm Niederschlagsmenge bedeutet, dass jeder m2 eine Regenmenge von 52 Liter erhält. Man sagt dann 52 Liter pro m2. (52 l/m2).

9. Physikalisch betrachtet bedeutet Druck, dass eine bestimmte Kraft auf eine bestimmte Fläche einwirkt. 2.6 Klimaelement Luftdruck Kräfte misst man in N (Newton). Du brauchst eine Kraft von 1 N, um eine Tafel Schokolade (100 g) zu halten, damit sie nicht zu Boden fällt. Fläche wird in m2 gemessen. Für die Einheit des Druckes ergibt sich: 1 Pa bedeutet dabei 1 Pascal. Wie stellst du dir 1 Pa vor? Ist das ein grosser Druck? Beispiel: 1 Tafel Schokolade (100 g) drückt auf eine Pultoberfläche von 1m2. Das ist ein relativ kleiner Druck. Daher nimmt man auch eine etwas grössere Einheit: hPa (Hekto Pascal). 1 hPa = 100 Pa (Hekto-> wie bei Liter und hl). Im Bild links kannst du ablesen, wie hoch der Luftdruck in Altdorf etwa ist. Gemessen mit dem Barometer Einheit: hPa (Hektopascal) oder etwas veraltet: mbar (Millibar) Im Bild: 1002 hPa – Bei schönem Wetter ist der Luftdruck hoch (1020 hPa), bei schlechtem Wetter tief (980 hPa).

10. 2.7 Klimaelement Wind Die Drehung der Windrädchen pro Minute wird gezählt. Daraus lässt sich die Windgeschwindigkeit in m/s oder in km/h berechnen. Damit wird die Windrichtung bestimmt. Weht der Wind aus Westen, dann ist das Westwind. Wie heisst der Wind, der aus Süden weht? Wie heisst der Wind, der von Nordosten weht? Lösungen: Föhn aus Süden, Bise aus Nordosten Wie hoch schätzt du die Geschwindigkeit des Föhns in Altdorf ein? Lösungen: Lies den Text auf der folgenden Seite Gemessen mit dem Anemometer Einheit: m/s oder km/h

11. Mit Mensch und Computer dem «Ältesten Urner» auf der Spur Nirgends in der Schweiz wird der Föhn länger beobachtet als in Altdorf. Seit 1864 liegt eine Statistik der Föhnhäufigkeit vor– das ist Schweizer Rekord. «Föhn in Altdorf; Windgeschwindigkeiten bis zu 147 Kilometern pro Stunde»: Ende Februar 2010 kündigt der Moderator im Radio mit sanfter Stimme gewaltige Windstärken an. Der Föhn, der «Älteste Urner», wütete, riss Bäume aus und deckte Dächer ab. Mehrmals pro Jahr schafft es der Urner Hauptort so in die Schlagzeilen. Uri ist ein typisches Föhntal, Geschwindigkeiten von 140 Kilometern pro Stunde haben aber selbst hier Seltenheitswert. Zum Vergleich: Während des Sturms Lothar am 26.12.1999 lag die Spitze in Altdorf bei 149 km/h. Für zuverlässige Wetterdaten verlässt sich MeteoSchweiz heute unter anderem auf eine hochmoderne Messstation in der Nähe der ARA Altdorf. Die Messung der Föhnstärke in Altdorf hält einen Rekord: Seit 1864 werden Daten zur Föhnhäufigkeit gesammelt. Weiter zurück reichen die Aufzeichnungen für keinen Standort in der Schweiz. Die Messstation in Altdorf wurde erst zu Beginn der achtziger Jahre automatisiert. Davor war Handarbeit angesagt. Eine Vertrauensperson musste im Freien – buchstäblich bei Wind und Wetter – drei Mal täglich die Windstärke und anderen meteorologische Parameter wie Temperatur und Niederschlag ablesen. Die Windmessung lief so: Es wurde abgelesen, wie stark sich frei schwebende Metallplatten im Wind neigen. All diese Daten wurden einmal im Monat per Post an MeteoSchweiz geschickt. Heute läuft in Altdorf alles vollautomatisch. Gütsch: Föhn bläst mit 226 km/h «Föhnstürme erreichen an der Messstation in Altdorf regelmässig Windspitzen zwischen 90 und 100 km/h». Der warme Südwind tritt saisonal vor allem von Februar bis Mai und von Oktober bis Dezember gehäuft auf. Das absolute bekannte Windspitzen-Maximum bei Föhn in Altdorf datiert aus dem Jahr 1981: Am 13. Dezember wurden damals 155 km/h gemessen. Sehr hohe Windgeschwindigkeiten kann der Föhn in Gipfellagen erreichen. Die höchste bekannte Föhn-Windgeschwindigkeit überhaupt wurde auf dem Gütsch oberhalb von Andermatt auf 2282 m ü.M. in der Nacht vom 16. auf den 17. Dezember 1983 aufgezeichnet. Der Föhn fegte mit 226 km/h über den Berg. Quelle: Adler, Altdorfer Dorfblatt, Frühling 1/2010

12. 2.8 Klimaelement Luftfeuchtigkeit Viele Hygrometer enthalten ein hygroskopisches (wasseranziehendes) Material, dessen Eigenschaften sich durch die Feuchtigkeit ändern. Am bekanntesten ist das Haarhygrometer. Es enthält ein Haar, das sich bei Feuchtigkeit ausdehnt. Der Längenunterschied bei völlig trockener Luft (0 % Luftfeuchtigkeit) und gesättigter Luft (100 %) bestimmt dann die Skala in %. Gemessen mit dem Hygrometer Einheit: % Luftfeuchtigkeit Früher kam dabei Menschenhaar (vor allem blondes Frauenhaar) zur Anwendung, hat heute werden auch Kunstfasern verwendet. Eine andere Möglichkeit ist Messung der Gewichtszunahme bei der Einlagerung von Wasser. Moderne elektronische Hygrometer basieren auf der Veränderung des elektrischen Widerstand einer Schicht eines hygroskopischen Kunststoffes.

13. 2.9 Klimaelement Luftfeuchtigkeit Die maximal mögliche Wassermenge (in Form von Wasserdampf), welche die Luft aufnehmen kann, ist von der Temperatur abhängig. Das Diagramm zeigt, welche Menge Wasser ein Kubikmeter Luft bei entsprechender Temperatur maximal aufnehmen kann. Der Kubikmeter Luft ist dann zu 100% gesättigt. Aufgabe: Schau im Diagramm „Taupunktkurve“ nach, wie viel Wasser ein Kubikmeter Luft bei 0° Celsius 10 ° Celsius 20 ° Celsius maximal aufnehmen kann. . Lösungen: bei 0° Celsius maximal 4,8 g pro Kubikmeter bei 10° Celsius maximal 9,4 g pro Kubikmeter bei 20 ° Celsius maximal 17,3 g pro Kubikmeter

14. 2.10 Wetterstation Kollegi Altdorf . • Auf dem Dach der Kantonalen Mittelschule befindet sich unsere „hauseigene“ Wetterstation. Du kannst die Daten jederzeit im Internet abrufen. Hier der Link (direkt anklicken): • http://kollegi-uri.meteobase.ch/ • Schau dir an: • die aktuellen Daten • die Tagesauswertung • die Monatsauswertung • die Jahresauswertung

15. Lernkontrolle A 1) Wie wurde die Skala für die Temperaturmessung festgelegt? 0°C ist die Temperatur eines Eis-Wasser-Gemisches. Siedendes Wasser hat eine Temperatur von 100°C. 2) Wie nennt man das abgebildete Messgerät? Was wird damit gemessen? Wie heisst die Einheit der Messgrösse? Barometer Luftdruck hPa (HektoPascal) (oder veraltet: Millibar) 3) Notiere zwei Einheiten für die Niederschlagsmengenmessung. Niederschlagsmenge in mm Niederschlagsmenge in l/m2 (Liter pro Quadratmeter) 4) Welches Klimaelement wird mit der Einheit km/h gemessen? Windgeschwindigkeit 5) Wie nennt man das abgebildete Messgerät? Was wird damit gemessen? Hygrometer, damit bestimmt man die Luftfeuchtigkeit

16. 3.1 Wetterprognosen Wenn man bei einem Gespräch nichts zu erzählen weiss, über das Wetter kann man immer reden! Kann ich morgen mit dem Velo zur Schule oder muss ich den Bus nehmen? Gibt es am Wochenende endlich genug Schnee zum Snowboard- oder Skifahren? Findet der Bergtag statt? Kann ein Bauunternehmer eine Strasse teeren oder wird es regnen? Wettervorhersagen sind praktisch für alle Leute interessant und für viele auch sehr wichtig. Die Wettervorhersage ist ein Teilgebiet der Meteorologie. Aufgrund von momentanen Messwerten in Bodenmessstationen und Wettersatelliten berechnen verschiedene Grosscomputer nach bestimmten Modellen die Wetterentwicklung. Die Wettervorhersage ist ein heikles Thema, da der aktuelle Zustand nur ungenau erfasst werden kann und das Wetter ein chaotisches System ist. Daher stimmt es ab und zu nicht ganz, was beim Meteo am Vorabend nach der Tagesschau prognostiziert wurde.

17. 4.1 Klimadiagramme Die Wetterprognose zeigt dir die Wetterentwicklung in den nächsten Tagen. Wenn du am Wochenende Ski fahren gehen willst, dann ist das eine gute Informationsquelle. Nehmen wir jetzt aber an, dass du an Ostern eine Reise nach Rom machen möchtest. Dabei interessiert es natürlich, welches Wetter zu erwarten ist. Aber keine Wetterprognose kann dir auf Monate voraus vernünftige Angaben liefern. Hier ist es besser, wenn man ein Klimadiagramm zu Rate zieht. Die Grafik zeigt das Klimadiagramm für Rom. Die nächsten Lernschritte zeigen dir, wie man ein Klimadiagramm zeichnet und welche Informationen man daraus ableiten kann.

18. 4.2 Klimadiagramme zeichnen Wir wollen ein Klimadiagramm für Altdorf Uri zeichnen. Dazu benötigen wir eine Liste mit den Klimadaten von Altdorf und eine Vorlage für das Diagramm. -> Arbeitsblatt 1 Vorlage für Diagramm Klimatabelle Altdorf UR Quelle: MeteoSchweiz

19. 4.3 Klimadiagramme Messwerte Temperaturwerte Die Temperaturwerte in einem Klimadiagramm sind Mittelwerte. Die Tagesmitteltemperatur errechnet man wie folgt: Dreimal täglich (um 7, 14 und 21 Uhr) wird die Temperatur gemessen und die Ergebnisse werden addiert. Die Temperatur von 21 Uhr wird doppelt gezählt (um nachts nicht messen zu müssen). Nun wird die Summe durch 4 dividiert. Werden die Tagesmitteltemperaturen addiert und durch die Zahl der Tage eines Monats dividiert, erhält man die Monatsmitteltemperatur. Alle Angaben in der Tabelle sind die Normwerte von 1961 – 1990 von Meteo Schweiz. Niederschlagswerte Die Niederschlagswerte im Klimadiagramm geben die Gesamtmenge der in einem Monat gefallenen Niederschläge an. Dazu werden die an jedem Tag des Monats gefallenen Niederschläge addiert. Aber in Altdorf ist es doch im Juli wärmer als 17.5° C? Ja tagsüber wahrscheinlich schon, aber 17.5° C ist der Durchschnittswert für alle Julitage bei Tag und bei Nacht! Dazu kommt noch, dass die Klimatabelle die Durchschnittswerte von 30 Jahren enthält. Klimatabelle Altdorf UR

20. 4.4 Temperaturkurve Die linke y-Achse ist die Skala für die Temperaturen. Tragen wir den Wert für April, 8.5 ° C, mit roter Farbe ein: Prinzip klar? Dann trage jetzt die anderen Werte in deine Tabelle ein und verbinde am Schluss die Punkte. Nun müssen wir noch den Anfang anpassen. Für Januar: Die Temp. Mitte Dezember ist 1.0°C , die Temp. Mitte Januar ist 0.3°C, der Durchschnitt für Anfangs Januar ist dann 0.65°C. Passe nun die Kurve für Ende Dezember an.

21. 4.5 Niederschlagskurve Die rechte y-Achse ist die Skala für den Niederschlag. Tragen wir den Wert für April, 86 mm, mit blauer Farbe ein. Für Werte grösser als 100 mm musst du beachten, dass die Skala ändert! Tragen wir den Wert für Juli, 129 mm, ein: Jetzt kannst du die restlichen Werte eintragen, anschliessend die Punkte verbinden und Anfang und Ende der Kurve anpassen. 150 90 70 Du hast vielleicht bemerkt, dass die Skala beim Niederschlag bis 100 mm gerade doppelt so gross ist wie bei der Temperatur-skala. Beispiel: 20° C -> 40 mm

22. 4.6 Niederschlag Um zu verdeutlichen, dass ab 100 mm Niederschlag die Skala ändert, färben wir die Fläche zwischen der Kurve und der 100 mm Linie blau aus. Nun schraffieren wir das Gebiet zwischen Niederschlagskurve und Temperaturkurve blau. Bedingung: Schraffiert wird nur, wenn sich die Niederschlagskurve oberhalb der Temperaturkurve befindet. Wenn die Niederschlagskurve oberhalb der Temperaturkurve liegt, bezeichnet man das als humid. (Humid = feucht) Wie viele humide Monate hat Altdorf? Die blaue Schraffur ist bei allen Monaten. Altdorf hat 12 humide Monate. Betrachten wir das Klimadiagramm von Rom.

23. 4.7 Niederschlag Rom Wir sehen, dass die blaue Niederschlagskurve im Sommer unter der roten Temperaturkurve verläuft. Das entsprechende Gebiet ist rot „gepunktet“. Wenn die Niederschlagskurve unterhalb der Temperaturkurve liegt, bezeichnet man das als arid. (arid = trocken) Wie viele humide und wie viele aride Monate hat Rom? Humid: Januar bis Mitte Juni, September bis Dezember -> 9,5 Monate Arid: 2,5 Monate

24. Altdorf (UR, CH) 4.8 Klimadiagramm 8,9 46,8° N 8,6° E 449 m 1099 Im Klimadiagramm von Altdorf fehlen in der Titelleiste einige Angaben. Wir ergänzen. Der Name ist klar. Höhe ü. NN heisst die Höhe über Meer (Normal Null) für die Messstation. Bei Lage setzen wir die Gradnetzkoordinaten. Bei °C Jahresmittel-temperatur setzen wir den Durchschnitt aller Monats-temperaturen. Berechne und ergänze in der Titelleiste. Rechnung: (0,3 + 1,7 + 4,7 + 8,5 + 12,8 + 15,6 + 17,5 + 16,7 + 14,0 + 9,7 + 4,6 + 1,0) : 12 = 8,9 Bei mm Jahresniederschlag addieren wir die monatlichen Niederschlagsmengen. Berechne und ergänze. Lösung: 1099 mm

25. Altdorf (UR, CH) 4.9 Wachstumszeit 8,9 46,8° N 8,6° E 449 m 1099 Pflanzen wachsen in der Natur, wenn folgende zwei Klimabedingungen erfüllt sind: • Die Temperatur muss mindestens 5° C betragen • Es muss humid sein. (Du erinnerst dich: die blaue Niederschlagskurve liegt oberhalb der roten Temperaturkurve). Wann ist in Altdorf Bedingung 1 erfüllt? Von Mitte März bis Mitte November Wann ist in Altdorf Bedingung 2 erfüllt? Es ist das ganze Jahr humid! Wann sind in Altdorf beide Bedin-gungen erfüllt? Von Mitte März bis Mitte November Diese Wachstumsperiode veranschaulichen wir im Diagramm mit einem grünen Balken in der zweituntersten Zeile.

26. Lernkontrolle B Zeichne das Klimadiagramm für Brest (im Nordwesten von Frankreich). -> Arbeitsblatt 2

27. Brest 10,7 5°W 48° N 98 m Lösung B 1126 Kontrolliere folgende Punkte: 1) Die Temperaturkurve (rot) stimmt. 2) Die Niederschlagskurve (blau) stimmt. 3) Niederschlag ≥ 100 mm ausgemalt 4) Niederschlag < 100 mm bis Temperaturkurve schraffiert 5) Wachstumsperiode (grün) eingezeichnet (Bedingungen: Temperatur > 5°C und humid sind ganzjährig erfüllt). 6) Alle Angaben im Titel des Klima- diagramms sind korrekt.

28. Zu welcher Klimastation gehört das Diagramm? 5.1 Klimadiagramme interpretieren Moskva = Moskau Was bedeuten diese Angaben? Die Station liegt 156 m über Meer auf 55,8° Nord und 37,6° Ost. Wie hoch ist die maximale monatliche Durchschnittstemperatur? Wann? Etwa 18° C im Monat Juli. Wann erwartet man die tiefsteDurchschnittstemperatur? Wie viele °C? Im Januar. Etwa -10°C. Wie hoch ist die Durchschnittstemperatur im Mai? Etwa 12° C. Notiere die Jahres-Durchschnitts-temperatur für Moskau. 4,3°C

29. 5.2 Klimadiagramme interpretieren In welchem Monat fällt am meisten Niederschlag? Wieviel? Im Juli beträgt die Niederschlagsmenge 81 mm (oder 81 Liter/m2) Wie gross ist die jährliche Niederschlagsmenge? 611.8 mm Bestimme die Wachstumsperiode! Temp. ≥ 5° C und humid: Mitte April bis ca. Mitte Oktober Wie viele Frostmonate hat Moskau (Temperaturdurchschnitt < 0°C) ? Von Anfang November bis Ende Januar, Etwa fünf Monate. Wie gross ist die Temperaturschwankung bei den Monatsmittelwerten? (= Differenz wärmster Monat – kältester Monat) 28° C. (Von -10°C bis +18°C) Wie viele Monate ist die Durchschnittstemperatur ≥ 10°C? Von Mitte Mai bis Mitte September, 4 Monate

30. Lösung: Lernkontrolle C Kiruna liegt knapp nördlich vom nördlichen Polarkreises. Das Jahresmittel der Temperatur ist -2.0°C. Die Minimaltemperatur im Dezember, Januar und Februar liegt bei -12°C, im Juli erreicht das Thermometer maximal etwa 12°C. Die Temperaturdifferenz beträgt 24° C. Interpretiere das Klimadiagramm Hinweis: Mit Temperatur ist immer die durchschnittliche Temperatur gemeint! Kiruna 68° N 20° E 505 m -2.0° C 453 mm Die Frostperiode beginnt im Oktober und erstreckt sich bis Ende April. Sieben Monate lang sind die Durchschnitt-temperaturen unter 0°C. Die jährliche Niederschlagssumme ist mit 453 mm etwa halb so gross wie in Altdorf. Am meisten Niederschlag erwartet man im August (72 mm). Der trockenste Monat ist der Februar mit einer Niederschlagsmenge von 15 mm. Die Wachstumsperiode dauert drei Monate, nämlich von Ende Mai bis Anfangs September. Fazit: Ein kurzer Sommer mit Niederschlag und ein langer kalter, aber eher trockener Winter. Nordeuropäisches Klima.

31. Ende