Wolkenklassifikation und Eigenschaften

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Questions and Answers

Welche der folgenden Wolkenfamilien umfasst die Gattung Cirrus?

  • Alto
  • Strato
  • Cumulus
  • Cirro (correct)

Welches der folgenden Systeme wird zur Bestimmung des Wolkenbedeckungsgrades eingesetzt?

  • SkyWatcher
  • WeatherTracker
  • CloudScope
  • NubiScope (correct)

Welche Wolkengattung wird durch die Bezeichnung 'Stratus' beschrieben?

  • Hochnebelartige Wolken
  • Wolken mit konvektiven Strukturen
  • Wolken mit vertikaler Ausdehnung
  • Wolkenschicht mit niedriger Höhe (correct)

Was sind die typischen Datenquellen für die Erfassung von Wolken?

<p>Wetterstationen, Satellitenbilder, Wolkenkameras (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Wolkenarten ist korrekt?

<p>Wolkenarten können in Unterarten unterteilt werden. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Eigenschaften charakterisieren Nimbostratuswolken?

<p>Gleichmäßigkeit und geringe Intensität (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptursache für Schauer(niederschlag)?

<p>Labile Schichtung und konvektive Bewegungen (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Maßeinheit wird zur Erfassung von Niederschlag verwendet?

<p>Millimeter (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Gerät wird am häufigsten zur Niederschlagsmessung genutzt?

<p>Niederschlagsmesser nach Hellmann (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Messung von Niederschlägen ist korrekt?

<p>Messungen liefern oft nur qualitative Abschätzungen. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie funktioniert ein Kippwage zur Niederschlagsmessung?

<p>Sie kippt um und entleert sich, wodurch Niederschlag registriert wird. (A)</p> Signup and view all the answers

Was sind charakteristische Merkmale von Schauer(niederschlag)?

<p>Begrenzte räumliche Ausdehnung und kurze Andauerzeit (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Technik wird zur Abschätzung von Niederschlägen mittels Fernerkundung eingesetzt?

<p>Radar (C)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt der Bowen-Lundlam-Prozess in Bezug auf Niederschlagsbildung?

<p>Das Anwachsen von Wassertropfen durch Koaleszenz. (D)</p> Signup and view all the answers

Welches Phänomen ist entscheidend für die Bildung von Niederschlag in Mischwolken?

<p>Verdunstung unterkühlter Wassertröpfchen. (B)</p> Signup and view all the answers

Was geschieht, wenn Eiskristalle eine bestimmte Größe erreichen (ca. 1mm)?

<p>Es kommt zur Vergraupelung und Bildung von Graupel. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Niederschlagsbildung in Eiswolken ist korrekt?

<p>Der Prozess der koagulation ist ineffizient durch begrenzte vertikale Streckung. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein typisches Merkmal des 'Seeding'-Effekts?

<p>Die Förderung der Niederschlagsbildung in darunter liegenden Wolken. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen ist nicht korrekt über die Koagulation?

<p>Koagulation spielt nur eine Rolle in Wasserwolken. (D)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt der Warmregenprozess?

<p>Die Bildung von Niederschlag in tropischen Regionen durch aufsteigende warme Luft. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie nennt man den Prozess, bei dem Eiskristalle auf Kosten von Wassertröpfchen wachsen?

<p>Resublimationswachstum. (C)</p> Signup and view all the answers

Was passiert beim Prozess der Vergraupelung?

<p>Unterkühlte Wassertröpfchen gefrieren an Eiskristallen. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Art der Wolken ist am effektivsten bei der Niederschlagsbildung?

<p>Wolken mit hoher vertikaler Ausdehnung. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Koaleszenz

Ein Prozess, bei dem kleine Partikel in einer Flüssigkeit oder einem Gas zu größeren Einheiten zusammenklumpen oder aggregieren.

Warmregenprozess

Der Prozess, bei dem Wassertropfen in warmen Wolken durch Zusammenstöße und Verschmelzen wachsen.

Gleichgewichtshöhe (EOF, Equilibrium Level)

Die Bedingung, in der die Auftriebskraft des Kondensations- und Aufstiegsvorgangs in der Wolke nicht mehr ausreicht, um einen weiteren Aufstieg zu ermöglichen und sich der Tropfen somit wieder absenkt.

Bergeron-Findeisen-Prozess

Dieser Prozess beschreibt die Bildung von Niederschlag in Mischwolken, bei dem unterkühlte Wassertröpfchen an Eiskristallen sublimieren und diese dadurch wachsen.

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Vergraupelung

Dieser Prozess beschreibt die Zusammenstöße unterkühlter Wassertröpfchen mit Eiskristallen, die dann gefrieren.

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Schneeflockenbildung

Dieser Prozess beschreibt die Aneinanderkopplung von Eiskristallen durch unterkühlte Wassertröpfchen.

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Niederschlagsbildung in Eiswolken

Dieser Prozess beschreibt die Bildung von Niederschlag in Eiswolken, bei dem Eiskristalle durch Resublimation von Wasserdampf wachsen und durch Koagulation zu größeren Einheiten zusammenwachsen.

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Virgae (Fallstreifen)

Eiskristalle, die aus der Wolke fallen, bevor sie die Erde erreichen, und in der Luft verdunsten.

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Seeding Effekt

Eiskristalle, die aus Eiswolken fallen und in darunterliegende Mischwolken eingegliedert werden und dort Niederschlagsbildung anregen.

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Sublimationswachstum

Verdunstung von unterkühlten Wassertröpfchen und (Re)Sublimation an Eiskristallen

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Erstreckung

Die Erstreckung klassifiziert Wolken nach ihrer Höhe. Die drei Erstreckungen sind Cirrus, Alto und Stratus.

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Wolkenfamilien

Wolkenfamilien sind eine weitere Klassifizierung. Sie umfassen 10 Wolkengattungen: Cirrus, Cirrocumulus, Cirrostratus, Altocumulus, Altostratus, Stratus, Stratocumulus, Nimbostratus, Cumulus und Cumulonimbus.

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Wolkenarten

Wolkenarten, -unterarten und Sonderformen bilden die feinste Strukturierung innerhalb der Wolkenklassifizierung. Sie basieren auf Aussehen, Entstehung und anderen Merkmalen.

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Lenticularis

Lenticularis ist eine Wolkenunterart, die sich wie eine Linse oder eine Scheibe am Himmel zeigt. Föhnfischchen sind eine Sonderform von Lenticularis, die in Föhnlagen erscheint.

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NubiScope

NubiScope ist ein Messgerät zur Bestimmung des Wolkenbedeckungsgrades und der Wolkenbasishöhe. Es kann entweder visual oder mit Kameras betrieben werden.

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Nimbostratuswolken

Nimbostratuswolken sind eine Art von Wolken, die mit anhaltendem, leichtem Regen oder Schnee verbunden sind. Sie bedecken den Himmel vollständig und sind oft grau oder dunkelgrau. Nimbostratuswolken sind relativ dick und bestehen aus winzigen Wassertropfen oder Eiskristallen.

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Schauerniederschlag

Schauer sind kurze, heftige Niederschlagsereignisse, die oft mit Gewittern verbunden sind. Sie entstehen durch konvektive Aufwinde, die Feuchtigkeit in die Atmosphäre transportieren.

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Niederschlagsmessung: Maßeinheit

Die Einheit für Niederschlagsmessungen ist der Millimeter (mm). Ein Millimeter Niederschlag entspricht einer Wassermenge von einem Liter pro Quadratmeter.

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Niederschlagsmessung: Niederschlagsmesser

Ein Niederschlagsmesser ist ein Instrument, das die Menge des Niederschlags misst, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums gefallen ist. Es gibt verschiedene Arten von Niederschlagsmessern, z.B. den Hellmann-Niederschlagsmesser.

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Niederschlagsmessung: Niederschlagsschreiber

Ein Niederschlagsmesser ist ein Instrument, das kontinuierlich die Niederschlagsmenge misst und aufzeichnet. Er verwendet eine Kippe, die sich bei jeder bestimmten Niederschlagsmenge umkippt und einen Zähler aktiviert.

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Niederschlagsmessung: Radar

Radaranlagen können verwendet werden, um Niederschlagsmengen zu messen. Sie senden Radiowellen aus, die von den Regentropfen reflektiert werden. Die Stärke der zurückreflektierten Signale gibt Aufschluss über die Niederschlagsmenge.

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Globales Messnetz

Ein globales Messnetz umfasst Messstationen auf der ganzen Welt, die kontinuierlich Daten über verschiedene Klimaparameter sammeln, z.B. Temperatur, Niederschlag, Windgeschwindigkeit etc. Die Daten werden gesammelt, verarbeitet und analysiert, um den globalen Klimawandel zu verstehen.

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Klimaelemente

Klimaelemente sind physikalische Größen, die das Klima beschreiben, z.B. Temperatur, Niederschlag, Windgeschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit etc. Sie werden an verschiedenen Messstationen gemessen und bilden die Grundlage für Klimaanalysen.

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Study Notes

Wolken

  • Wolken sind Ansammlungen winziger, sichtbarer, schwebender Wasser- und Eisteilchen.

Wolkenklassifikation

  • Morphologische Klassifikation (L. Howard, 1803): Die erste Klassifikation basierte auf der Form der Wolken (Cirrus, Cumulus, Stratus).
    • Nach Wolkenstockwerken: Tiefe, mittlere, hohe Wolken (unterschiedliche Höhenlagen)
    • Nach physikalischer Zusammensetzung: Wasser-, Eis- und Mischwolken
    • Nach Genese (Entstehung): Konvektionswolken (Quellwolken), Aufgleitwolken (Schichtwolken), Ausstrahlungswolken (Nebel, Hochnebel)
  • Faktor Vertikalerstreckung ist bei der Einteilung in Wolkengattungen zu berücksichtigen.

Höhenlage der Wolkenstockwerke

  • Die Höhe der Wolkenstöcke variiert je nach Breitengrad (Polargebiete, Mittelbreiten, Tropen)
    • Höhe Wolkenstöcke (km): Tabellen zeigen die Höhenbereiche der unterschiedlichen Wolkenarten in unterschiedlichen Breiten. Die Daten variieren je nach Region.

Wolkenfamilien und Wolkengattungen

  • Es gibt 4 Wolkenfamilien, die zu 10 Wolkengattungen zusammengefasst werden können.
    • Hoch: Cirrus, Cirrocumulus, Cirrostratus
    • Mittelhoch: Altocumulus, Altostratus
    • Tief: Stratus, Stratocumulus, Nimbostratus, Cumulus, Cumulonimbus.
  • Wolken sind zusätzlich in Wolkenarten, -unterarten und Sonderformen unterteilt.

Wolkenfamilien und Wolkengattungen (Temperatur und Höhe)

  • Die Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen Wolkenhöhe, Temperatur, Hydrometeoren und den Wolkenarten (Cirrus, Cirrocumulus, Cirrostratus, Altocumulus, Altostratus, Stratocumulus, Cumulus, Stratus, Nimbostratus, Cumulonimbus).

Wolkenbeobachtung und Erfassung

  • Bedeckungsgrad: In Achteln gemessen.
  • Augenbeobachtung
  • Wolkenkameras
  • NubiScope
  • Angabe der Wolkengattungen
  • Schätzung der Wolkenuntergrenze
  • Sichtweite: Insbesondere bei Nebel.

Niederschlagsbildende Prozesse

  • Warmregenprozess, Bowen-Lu-dlam-Prozess, Koaleszenztheorie: Beschreiben den Prozess der Niederschlagsbildung in Wasserwolken durch Anwachsen von Wassertropfen.
  • Berg-, Findeisen-Prozess - Niederschlagsbildung in Mischwolken mit Eiskristallen und Sublimationswachstum.
    • Verdunsten unterkühlter Wassertröpfchen und (Re)Sublimation an Eiskristallen: -Dampfdruckerniedrigung über Eis
      • Ab bestimmter Größe der Eiskristalle (ca. 1mm), Übergang zu Vergraupelung und Schneeflockenbildung
  • Niederschlagsbildung in Eiswolken: Rasches Wachstum von Eiskristallen durch Resublimation von Wasserdampf sowie Koagulation der Eiskristalle spielt eine Rolle.

Charakteristika verschiedener Niederschlagsarten

  • Tabelle zeigt die Intensität, Durchmesser, Fallgeschwindigkeit und kinetische Energie bei Nebel, Sprühregen, Nieselregen, leichtem Regen, mittlerem Regen, starkem Regen und Gewitterregen.

Hauptniederschlagstypen

  • (Land-)Regen: Großräumige Aufgleitvorgänge, fällt aus Schichtwolken, flächenhafte Erstreckung, lange Andauerzeit, gleichmäßige Intensität, geringe Intensität.
  • Schauer: Gebunden an labile Schichtung und konvektive Bewegungen, fällt aus Quellwolken, begrenzte räumliche Ausdehnung, kurze Andauerzeit, kurzfristige Schwankungen, relativ große Intensität.

Niederschlagserfassung

  • Maßeinheit: mm
  • Messung: Niederschlagsmesser nach Hellmann, Ott Pluvio, Optische Niederschlagsmessung, Abschätzung mittels Fernerkundungsverfahren (Radar, Radolan, ...).
  • Digital aufzeichnende Systeme: Mit Kippwage zum Aufzeichnen des Niederschlagsschreibers. Ausführungen variieren..

Klimaelemente allgemein & Zusätzliche Datenquellen

  • Globale Messnetze: Die ECMWF-Datenabdeckung für die Zeit zwischen 2022110121 und 2022110203 enthält SYNOP, SHIP, und METAR-Beobachtungen.
  • Zusätzliche Datenquellen: Radiosonden-Aufstiege, Wettersatelliten (geostationär und polarumlaufend), Ermittlung von Lufttemperatur, Luftfeuchte, Luftdruck und Höhenwind, weitere luftgestützte und bodengebundene Fernerkundungsverfahren (Radar, Lidar, Sodar, RASS, ...).

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