Wetter und Klima: Was ist der Unterschied? Definitionen und Erklärung
Wetter und Klima: Alle Infos über die jeweiligen Definitionen, die Unterschiede zwischen den beiden Anwendungsbereichen der Meteorologie sowie über Messungen und deren Anwendungen.
Offenbach am Main – Der Deutsche Wetterdienst (DWD) repräsentiert als Bundesoberbehörde den nationalen zivilen meteorologischen Dienst Deutschlands. Zu seinen Aufgaben zählen meteorologische Dienstleistungen wie Forschungen rund um Wetter und Klima, die Wettervorhersage und die Klimaüberwachung. Die Messungen des DWD erfolgen im Rahmen von Beobachtungen am Boden und in der Atmosphäre; zudem überwacht er die Radioaktivität in der Atmosphäre.
Wetter und Klima: Die Definitionen der beiden Begriffe
Das Wetter bezeichnet den messbaren Zustand der untersten Schicht der Erdatmosphäre (Troposphäre) an einem bestimmten Ort der Erdoberfläche. Seine Wahrnehmung erfolgt unter anderem in Form von Hitze und Kälte, Wind und Sturm, Nebel, Regen, Hagel und Schnee sowie Sonnenschein und Bewölkung.
Das Klima kennzeichnet den ermittelten Durchschnitt der Prozesse in der Erdatmosphäre, der durch die Zusammenfassung von Wettererscheinungen gewonnen wird. Beziehen sich diese auf einzelne Regionen, spricht man von einem Meso- oder Regionalklima; bei kontinentalen Dimensionen handelt es sich um ein Makroklima.
Wetter und Klima: Unterschiede und begriffliche Abgrenzungen
Beim Wetter handelt es sich um das aktuelle Geschehen in der Troposphäre, das sich mehrmals täglich ändern kann. Das Klima charakterisiert den jährlichen Ablauf der Witterung in einer Region oder Klimazone.
- Wettergeschehen: Aus meteorologischen Parametern wie Lufttemperatur, -druck und -feuchtigkeit, Strahlung und Wind leiten sich fühlbare Wetterelemente wie Sonnenschein, Bewölkung oder Niederschlag ab. Bezogen auf einen Ort und Zeitpunkt werden diese atmosphärischen Zustände als Wetter bezeichnet; dabei sind sie laufenden Änderungen unterworfen.
- Wetterlage: Diese gibt zu einem bestimmten Zeitpunkt den Zustand der Atmosphäre in einem größeren Gebiet an und kann sich von Tag zu Tag ändern.
- Wetterumschwung: Er markiert die plötzliche Änderung der Wetterlage in einem Gebiet.
- Witterung: Darunter versteht man den vorherrschenden Charakter des Wettergeschehens an einem Ort für einen Zeitraum von Tagen oder Wochen.
- Klima: Dieses geht aus mehrjährigen Wetterstatistiken für eine Region oder Zone hervor, die in Klimadiagrammen grafisch dokumentiert werden.
Bei einer tiefgreifenden, langfristigen Veränderung in einer Klimaregion oder -zone tritt eine Klimaänderung ein. Bei einer weltweiten Abkühlung oder Erwärmung spricht man auch von Klimawandel.
Wetter und Klima: Zwei Anwendungsgebiete der Meteorologie
Die Wettervorhersage und die Klimatologie stellen die beiden bekanntesten Anwendungsgebiete der Meteorologie dar. Diese beschäftigt sich als Disziplin der Naturwissenschaft mit den physikalischen und chemischen Vorgängen in der Atmosphäre.
- Die meteorologische Vorhersage des Wetters unterscheidet sich aufgrund ihrer wissenschaftlichen Grundlagen von der Wetterbeobachtung. Sie erfolgt durch Wetterdienste privater, halböffentlicher oder staatlicher Natur.
- Die Klimatologie erforscht als interdisziplinäre Wissenschaft die Gesetzmäßigkeiten des Klimas. Dabei arbeiten die Fachgebiete der Meteorologie, Geo- und Ozeanographie, Geologie und Physik Hand in Hand.
Den aktuellen Forschungsstand der Klimatologie publiziert in regelmäßigen Abständen der Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Dem Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen – auch Weltklimarat – gehören 195 Regierungen als Mitglieder an. Er wurde 1988 von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) und dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) gegründet und hat seinen Sitz in Genf.
Wetter und Klima: Wetterprognosen und Klimamodelle
Aus den Unterschieden zwischen Wetter und Klima resultieren auch die Abgrenzungen zwischen Wetter- und Klimamodellen. Numerische Wettermodelle berechnen die Entwicklung von Wettersystemen an definierten Orten mit einem Umkreis weniger Kilometer und in eng begrenzten Zeiträumen. Sie haben die möglichst genaue Vorhersage lokaler Wettergeschehnisse zum Ziel.
Die daraus errechnete Wetterprognose beschränkt sich aufgrund zahlreicher kleinräumiger Einflüsse auf einen Zeitraum von fünf bis zehn Tagen. Während sie durch Beobachtung direkt überprüft werden kann, werden die Ergebnisse von Klimasimulationen über Zeitspannen von mindestens 30 Jahren verglichen. Die Aufgabe einer Klimasimulation besteht darin, die Reaktionen auf Änderungen der Antriebe zu bestimmen. Klimamodelle beziehen sich räumlich auf etwa 100 Kilometer, zeitlich auf einige Tage. Sie berechnen die Zustände aller Komponenten eines Klimasystems.
Die Antriebe des Klimas
Das Erdklima wird zum einen durch die Sonne als Energiequelle, zum anderen durch eine Reihe von Prozessen gesteuert. Diese unterliegen Veränderungen und wirken als Motoren des Klimas. Neben der lang- und der kurzfristigen Sonnenaktivität, den astronomischen Zyklen und der Plattentektonik spielen Vulkane eine wesentliche Rolle. Ebenso wichtig sind natürliche und anthropogene (durch den Menschen verursachte) Treibhausgase sowie anthropogene Aerosole.
Wetter und Klima: Die Wetterelemente und ihre Messung
Das Wetter basiert auf dem Verhalten der Wetterelemente, die als folgende Größen durch Messungen erfasst werden:
- Lufttemperatur: Erhebung der Zu- und Abnahme der Lufttemperatur mit der Höhe, dem Temperaturminimum und -maximum sowie kurz- und mittelfristiger Verläufe wie Temperaturstürze, Kälte- und Hitzewellen
- Luftfeuchtigkeit und Taupunkt: Messung der Höhe, in der die Lufttemperatur dem Taupunkt entspricht und die als Kondensationsniveau die Wolkenbasis bildet
- Luftdruck und Luftdrucktendenz: Erhebung von Hoch- und Tiefdruckgebieten
- Winde und Windsysteme: Messung von Windrichtungen und -stärken sowie von regionalen, lokalen und zyklischen Winden nach der Beaufort- und der Fujita-Tornado-Skala
- Atmosphärische Dynamik und Energiebilanz: Messung turbulenter Strömungen
- Niederschlagsarten: Messung von Nieselregen, Graupeln, Regen, Starkregen, Hagel, Schneeregen, Schnee
- Niederschlagsmenge: Messung des gefallenen Niederschlags oder des Wasseräquivalents bei Schnee
- Bewölkung: Angabe des Bedeckungsgrades in Achteln und Feststellung der Wolkenart
- Sichtweite: Messung der vertikalen, der Boden- und der Horizontalsicht, vor allem bei Dunst und Nebel
- Besondere Erscheinungen: Unwetter, Schneestürme, Tornados, Hurrikans, Zyklone, Sandstürme, Wetterleuchten und Regenbögen und mehr
Für die Messung der unterschiedlichen Wetterelemente kommen jeweils entsprechende Wettermessgeräte zum Einsatz.
Wetter und Klima: Die verwendeten Messgeräte
Die Wetterelemente werden auch als Bausteine des Wetters bezeichnet; für ihre Messungen dienen eine Vielzahl an Geräten. Anemometer messen die Geschwindigkeiten von Strömungsfeldern, Regenmesser den Niederschlag innerhalb eines Zeitintervalls, Hygrometer die Luftfeuchtigkeit, Barometer den Luftdruck und Thermometer die Lufttemperatur. Die Messungen erfolgen zu Lande, zu Wasser und aus der Luft: in Wetterstationen und auf Leuchttürmen, auf Wetterschiffen und mit Bojen, mit Wetterballons, Flugzeugen, Radiosonden und Satelliten.
Wetter und Klima: Messungen und Anwendungen
Messungen der Wetterelemente führen weltweit zu meteorologischen Daten, die das Wettergeschehen beschreiben und Prognosen ermöglichen. Für meteorologische Anwendungen müssen die erfassten Datenmengen zunächst transportiert und weiterverarbeitet werden. Gemäß internationaler Vereinbarungen werden Wettermeldungen in Form von Wetterschlüsseln, sogenannter Fernmeldecodes (FM-Codes) versandt.
Die World Meteorological Organization (WMO) – die Weltorganisation für Meteorologie – hat als Sonderorganisation der Vereinten Nationen 193 Mitglieder und sitzt in Genf. Sie standardisiert meteorologische Beobachtungen, sichert einheitliche Veröffentlichungen und erhält Systeme zum schnellen Austausch meteorologischer Daten. Ihr Manual umfasst 50 zugelassene Wetterschlüssel.
Die Anwendungen der verarbeiteten Daten sind für einzelne Menschen sowie für Wirtschaftssysteme und Länder von zentraler Bedeutung. Das Wetter und das Klima einer Region wirken sich unter anderem auf die Landwirtschaft, den Tourismus und die Verkehrssicherheit aus. Damit beeinflussen diese beiden Größen das Bevölkerungswachstum und die -dichte, die Infrastruktur, den Arbeitsmarkt, die Wirtschaft und insgesamt die Lebensbedingungen.
Wetter und Klima – das Klimasystem
Das Äquivalent zum Wetter und den Wetterelementen stellt im Bezug auf das Klima das Klimasystem dar. Dieses besteht aus den folgenden fünf Erdsphären: Erdatmosphäre, Hydrosphäre, Kryosphäre, Biosphäre und Lithosphäre. Die messbaren Einzelerscheinungen der Atmosphäre werden als Klimaelemente bezeichnet, die als meteorologische Größen erfasst werden.
Sie umfassen die Lufttemperatur, -dichte und -feuchtigkeit, den Luftdruck, die Windgeschwindigkeit und -richtung, die Niederschlagsart und -menge. Darüber hinaus werden die Sonnenscheindauer, die Bewölkung, die Sichtweite, die Global- und die Reflexionsstrahlung gemessen. Bedeutende Einflüsse auf das Klimasystem üben die sogenannten Klimafaktoren aus.
Zu diesen gehören die mittlere Niederschlagshäufigkeit, der mittlere Tagesgang des Dampfdrucks, die vorherrschende Windrichtungsverteilung innerhalb eines Monats und die mittlere Windgeschwindigkeit eines Jahres. Zudem sind – neben der geografischen Breite, der topografischen Lage und den Höhenstrukturen – folgende Faktoren von Bedeutung: die Böden, die Wasserverhältnisse, die Bebauung, die Land-Meer-Verteilung und die Meeresströmungen.