Was treibt das Wetter an?

Die Antwort lautet: Die Sonne und deren unterschiedliche Einstrahlung auf der Erde!

Die Sonne sendet enorme Mengen an Strahlung aus, die zum Teil auch zu
uns auf die Erde gelangt. Diese kurzwellige Strahlung trifft am Tage
auf die Erde und ihre Atmosphäre. Ein Teil davon wird von Teilchen in
der Atmosphäre, von den Wolken oder von der Erdoberfläche reflektiert
und wieder zurück ins Weltall geschickt. Der restliche Anteil der
Sonneneinstrahlung wird von der Atmosphäre, den Wolken und der
Erdoberfläche absorbiert, also aufgenommen und in Form von Wärme
gespeichert. Dadurch erwärmen sich die Atmosphäre und die
Erdoberfläche.

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Aufgliederung der einstrahlenden Sonnenenergie

In der Nacht kehren sich die Verhältnisse um. Atmosphäre und
Erdoberfläche strahlen die Wärme, die sie tagsüber gespeichert haben,
in Form von langwelliger Wärmestrahlung wieder aus. Diese Energie
wird zum Teil wieder ins Weltall abgegeben. Ein Teil der langwelligen
Ausstrahlung wird aber auch von Bestandteilen der Atmosphäre
absorbiert, insbesondere die Wolken wirken wie eine Decke und
reduzieren die nächtliche Ausstrahlung. Es wird also nicht die
gesamte Energie, die tagsüber eingestrahlt wurde, nachts wieder
abgegeben - dieser Effekt ist auch als (natürlicher) Treibhauseffekt
bekannt.

Auf der Erde herrschen keine ausgeglichenen Bedingungen: Durch die
Neigung der Erdachse und die Drehung der Erde im Laufe eines Jahres
um die Sonne kommt es zu einer unterschiedlichen Einstrahlung auf der
Erdoberfläche in Abhängigkeit vom Ort und der Position der Erde auf
der Umlaufbahn um die Sonne - also von der Jahreszeit.
Übers Jahr gemittelt ergeben sich Unterschiede in der Energiebilanz,
wenn man die eingestrahlte und ausgestrahlte Energiemenge entlang
eines Längengrades vergleicht. Am Äquator herrscht ein
Energieüberschuss, es wird also mehr Energie eingestrahlt als wieder
abgegeben wird. An den Polen der Erde wird dagegen ein Energiedefizit
registriert - da hier während der Polarnacht die Einstrahlung stark
reduziert ist bzw. für einen bestimmten Zeitraum keine
Sonneneinstrahlung stattfindet. Die Ausstrahlung überwiegt also die
Einstrahlung.

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Vereinfachtes Schema der globalen Zirkulation

Da die Atmosphäre bestrebt ist, diese Unterschiede auszugleichen,
kommt es zu Ausgleichsbewegungen zwischen Äquator und Polen in Form
von Luft- und Meeresströmungen. Die Luftströmungen, die den
Wärmeausgleich schaffen, finden sowohl horizontal als auch vertikal
statt und führen zur Entstehung von bestimmten Zirkulationsmustern.
In unseren Breiten gehören dazu auch Hoch- und Tiefdruckgebiete, die
Wärme nach Norden und Kälte nach Süden schaufeln und so den
Energieausgleich zwischen Nordpol und Äquator aufrechterhalten.

Antrieb für das Wetter sind also die unterschiedlichen
Einstrahlungsverhältnisse auf der Erde. Ein wichtiger Bestandteil zum
Ausgleich dieser Unterschiede sind Hochs und Tiefs, die dabei unser
Wetter "produzieren".

Dipl.-Met. Sabine Krüger
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 26.02.2014

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