Die Kunst der Wettervorhersage
Vom „Awake!“-Korrespondenten in Honduras
WETTERVORHERSAGEN hören wir wahrscheinlich jeden Tag. Fast alles, was wir tun, wird durch das Wetter beeinflußt. Man fragt sich, wie es möglich ist, etwas so Veränderliches wie das Wetter vorherzusagen.
Wenn das Wetter vorhersagbar ist, warum haben dann die Meteorologen oft nicht recht mit ihrer Voraussage? Um die Aufgabe des Meteorologen richtig zu verstehen, müssen wir uns etwas näher damit befassen, was Wetter ist und wie es entsteht.
Die Atmosphäre über der Erdoberfläche erstreckt sich Hunderte von Kilometern in den Weltraum. Doch wir kümmern uns nur um die unterste Schicht, etwa 10 bis 15 Kilometer, Troposphäre genannt. In dieser Schicht befinden sich etwa drei Viertel der gesamten Luft der Erde, und hier spielt sich unter Mitwirkung des Wasserdampfes fast das gesamte Wetter ab. Vor allem drei Eigenschaften der Atmosphäre sind am Wetter beteiligt: die Temperatur, der Druck und die Feuchtigkeit.
Die Temperatur
Die grundlegende Ursache für das Entstehen jeglichen Wetters ist die ungleiche Erwärmung der Atmosphäre durch die Sonnenstrahlen. Dazu kommt es, weil die Atmosphäre selbst durchlässig ist und sehr wenig Energie direkt aus dem Licht der Sonne aufnimmt. Die Sonnenstrahlen nehmen ihren Weg durch die Atmosphäre hindurch bis zur Erdoberfläche, die sie entweder reflektiert oder sie in sich aufnimmt, und dies unterschiedlich stark. Das Wasser reflektiert das Licht stärker, und das Land — besonders dunkler Erdboden — nimmt mehr Sonnenstrahlen in sich auf, absorbiert sie. Wenn eine Oberfläche einen großen Anteil der Sonnenstrahlen absorbiert, wird sie erwärmt. Reflektiert sie einen großen Anteil, bleibt sie kühler.
Die Äquatorzonen erhalten mehr Wärme, weil dort die Sonnenstrahlen senkrecht einfallen. In den Polargebieten treffen sie schräg auf, so daß die Wärmeenergie eines gleich großen „Strahlenbündels“ über ein größeres Gebiet verstreut ist. Außerdem reflektieren Schnee und Eis an den Polen das meiste Sonnenlicht. Darum ist es an den Polen kälter. Die durch die unterschiedliche Sonneneinstrahlung — Insolation genannt — hervorgerufenen Temperaturunterschiede haben eine ganze Kette von Erscheinungen zur Folge, die die großen Unterschiede im Wetter hervorrufen.
Der Druck
Veränderungen im Luftdruck sind ein wichtiger Faktor für das Wetter. Da wärmere Luft leichter ist als kältere Luft an anderen Orten, steigt sie auf. Diese Bewegung wiederum bewirkt die Druckunterschiede zwischen verschiedenen Gebieten.
Das Barometer, das das Gewicht der darüberliegenden Atmosphäre mißt, zeigt einen geringeren Druck an, wenn es sich unter einer aufsteigenden warmen Luftsäule befindet, welche die kältere, relativ schwerere Luft über ihr verdrängt. Andererseits rufen absinkende kalte Luftmassen einen höheren Druck in dem darunter befindlichen Gebiet hervor. Die Druckunterschiede am Erdboden sind die Ursache dafür, daß ein Wind von Gebieten höheren Drucks nach solchen mit niedrigerem Druck weht. Das läßt sich mit dem vergleichen, was geschieht, wenn man einen aufgeblasenen Luftballon öffnet. Die unter Druck stehende Luft im Innern drängt hinaus in die Umgebung, die einen niedrigeren Druck aufweist. Der Wind ist um so stärker, je größer der Druckunterschied ist. Nach diesem Grundsatz läuft das Wetter auf der ganzen Erde ab.
Die warme Luft in der Nähe des Äquators steigt auf und bewegt sich in Richtung auf die Pole. Die kältere Polarluft wiederum versucht, darunter hinweg zum Äquator vorzudringen. Die Erdrotation jedoch wirkt ablenkend auf diese Strömungen ein, so daß in verschiedenen Breitengraden und Höhenschichten vorherrschende Ost- und Westwinde entstehen.
Dort, wo die Hauptströme dieses erdenweiten Transports von Luftmassen aus verschiedenen Richtungen sich gegenseitig berühren, entstehen Wellen und Wirbel, die sich zu Tiefdruckgebieten, auch Zyklonen genannt, ausweiten können, in deren Bereich Kalt- und Warmfronten miteinander wetteifern. Zusätzlich wirkt sich dabei auch die Beschaffenheit der Erdoberfläche aus, die unregelmäßigen Umrisse der Kontinente und ihre Strukturierung in Gebirge und Ebenen, Wüsten und Wälder.
Die Luftfeuchtigkeit
Luftmassen, die über die Erdoberfläche hinwegziehen, nehmen Wasser auf. Das meiste davon stammt aus den Ozeanen, doch ein Teil auch aus der feuchten Erde. Da warme Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann, weisen Luftmassen, die zu Gebieten tiefen Drucks hinströmen, eine verhältnismäßig höhere Luftfeuchtigkeit auf. Ein weiterer Grund, weshalb warme Luftmassen, die in Tiefdruckgebieten aufsteigen, leichter sind, liegt darin, daß Wasserdampf weniger wiegt als ein entsprechender Rauminhalt trockener Luft.
Was geschieht, wenn feuchte Luft aufsteigt? Der darauf lastende Druck nimmt ab, sie dehnt sich aus und kühlt sich ab. Sinkt die Temperatur auf den Wert ab, bei dem die Luft gesättigt ist, kondensiert das Wasser in Tropfen oder Eiskristallen, wobei sich Wolken bilden, die als Regen oder Schnee niederfallen können. Die Luft, die auf diese Weise wieder trocken geworden ist, sinkt in einem benachbarten Hochdruckgebiet ab und sorgt dort zumeist für klares Wetter.
Die Wetterkarte
Der Meteorologe stellt fest, wie sich die Lufteigenschaften Temperatur, Druck und Feuchtigkeit verändern. Jede Wetterstation verfügt über Instrumente, die all das messen. Außerdem werden auch Windgeschwindigkeit und -richtung, die Art der Wolken und die Sichtweite erfaßt sowie, ob es geregnet oder geschneit hat und, wenn ja, wieviel.
Diese Informationen werden für den Vergleich mit den Ablesungen an anderen Orten in einen geordneten Zusammenhang gebracht. Um dies zu erleichtern, sammeln alle Wetterstationen zu einem nach Weltzeit (mittlere Greenwichzeit) festgelegten Zeitpunkt die benötigten Informationen.
Der Wetterbeobachter muß berücksichtigen, daß der vom Barometer angegebene Druck bei gleichbleibenden Wetterbedingungen mit zunehmender Höhe abnimmt. Der Druckunterschied zwischen zwei Orten mit einem Höhenunterschied von rund 300 Metern ist sogar größer als der von den Veränderungen des Wetters hervorgerufene Unterschied. Deshalb werden die Ablesungen jeder Station so korrigiert, als wären sie auf Meereshöhe vorgenommen worden, um alle Ablesungen miteinander vergleichbar zu machen.
Mit Hilfe dieser Einzelinformationen von den Wetterstationen eines großen Gebietes fertigt der Meteorologe eine Karte an, wobei er eine besondere „Sprache“ verwendet, die von der Meteorologischen Weltorganisation geschaffen wurde. In dieser „Sprache“ erscheinen die Informationen als Zahlen statt als Worte, so daß ihre Übertragung von Schiff zu Schiff und Wetterstation zu Wetterstation in allen Ländern möglich ist, ohne daß man etwas übersetzen muß. Sodann werden auf den Wetterkarten unregelmäßige Kurven, Isobaren genannt, eingetragen, die Orte miteinander verbinden, die denselben Luftdruck gemeldet haben. Einige dieser Kurven sind in sich geschlossen und umgeben ein Gebiet, das dadurch als Gebiet mit hohem oder niedrigem Luftdruck oder kurz als „Hoch“ oder „Tief“ gekennzeichnet ist. Dies vermittelt dem Meteorologen einen guten Einblick, welches Wetter zum Beobachtungszeitpunkt herrschte.
Die Wettervorhersage
Festzustellen, welches Wetter zu einem bestimmten Zeitpunkt herrscht, ist jedoch nur die eine Aufgabe. Etwas ganz anderes ist es, vorherzusagen, welches Wetter morgen oder in einigen Tagen herrschen wird. Dazu muß eine ganze Anzahl von Karten, die über eine längere Zeit hinweg angefertigt wurden, untersucht werden. Da jede Karte wie eine Fotografie ist, die das Wetter zu einem bestimmten Zeitpunkt festhält, kann der Meteorologe gleichsam einen „Film“ der Bewegungen in der Atmosphäre schaffen, indem er mehrere Karten der Reihe nach anordnet. Gestützt auf die Veränderungen der Hoch- und Tiefdruckgebiete in der letzten Zeit, zeichnet er ihre wahrscheinliche Lage für den nächsten Tag ein. Das vermittelt ihm ein ganz gutes Bild davon, wie sich das Wetter in der nächsten Zeit verändern wird.
Warum erweisen sich Wettervorhersagen trotz der heutigen komplizierten technischen Ausrüstung und des wissenschaftlichen Könnens oft als unzutreffend? Weshalb sind Meteorologen manchmal nicht in der Lage, verheerende Stürme oder Unwetter, die riesige Personen- und Sachschäden fordern, vorauszusagen?
Man muß sich dabei klarmachen, daß der Wissenschaftler nur beobachten kann, was gerade geschieht, und dann sagen kann, was seiner Meinung nach geschehen wird, daß er aber keine Gewalt über die Wetterverhältnisse hat. Es liegt im Wesen seiner Arbeit, daß man von ihm keine hundertprozentige Genauigkeit erwarten kann. So kann er vielleicht für ein bestimmtes Gebiet Regenschauer voraussagen. Oft handelt es sich dabei aber lediglich um örtliche Erscheinungen. An einem Ort fällt vielleicht viel Regen, und an einem anderen — nur wenige Kilometer davon entfernt — bleibt alles völlig trocken.
Außerdem gibt es noch andere Faktoren, die sich der Vorhersage entziehen. So, wie es in verschiedenen Meerestiefen verschiedene Strömungen gibt, gibt es auch in der Atmosphäre in unterschiedlichen Höhenschichten verschiedene Winde und Luftmassen, die einander beeinflussen. Die Karten der oberen Schichten der Atmosphäre enthalten nicht so viele Einzelheiten, weshalb es nicht so einfach ist, vorherzuwissen, welche Auswirkungen diese weiter entfernt gelegenen Bedingungen auf unser Wetter haben werden.
Wenn der Meteorologe seine Wettervorhersage ausarbeitet, muß er sich fragen: Wird dieses Tiefdruckgebiet morgen noch mit derselben Geschwindigkeit weiterziehen? Oder wird es vielleicht langsamer oder wandert in eine andere Richtung? Gibt es irgendwelche Anzeichen, daß diese Störung sich abschwächt und vielleicht ganz verschwindet? Wird das herannahende Tief dem ortsfesten Hoch etwas anhaben können? Welches von beiden wird wahrscheinlich bestehenbleiben?
Die Wettervorhersage ist aber bei weitem nicht einfach eine Sache des Ratens, sondern ist eine Kunst, die genaues Fachwissen und praktische Erfahrung erfordert. Der Meteorologe kann uns eine Hilfe sein, wenn wir unsere Tätigkeit planen, er kann uns aber keine Gewähr dafür geben, wie das Wetter sein wird. Und wir wissen jetzt auch, weshalb das so ist. Es gibt so viele Faktoren, auf die er keinen Einfluß hat.