Strahlungshaushalt

   

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Der Strahlungshaushalt der Erde

Grundlegende Voraussetzung fr das Leben auf der Erde und alle dafr wichtigen Vorgnge ist die Sonne. Ihre Strahlungsenergie ist der Motor fr die damit zusammenhngenden Prozesse auf der Erdoberflche und damit auch fr das Klima und das Wettergeschehen. Alle Wettervorgnge sowie damit zusamenhngenden Ablufe in der Atmosphre und auf der Erdoberflche erhalten also die notwendige Energie aus der Strahlungsenergie der Sonne. Das Sonnenlicht ist deshalb der entscheidende Faktor fr alles Leben und alle Ablufe auf der Erde.

Unterschiede im Ablauf dieser Prozesse entstehen vor allem dadurch, da unterschiedliche Orte zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich viel Strahlungsenergie erhalten. Grund dafr ist die Neigung der Erdachse und die verschiedene Beschaffenheit der Erdoberflche.

Alles Wissenswerte zur Sonne, zur Sonnenstrahlung und zum Einflu der Sonnenenergie steht im Kapitel "Die Sonne". Wie die Energie der Sonne zur Erde kommt und wie Energiebertragung berhaupt funktioniert, wird im Kapitel "Energietransfer" erlutert.

Von wesentlicher Bedeutung fr den Wrmehaushalt ist die sog. "Albedo" (von lat.: albus = wei). Sie ist ein Ma fr das Rckstrahlvermgen der Erde, d.h. fr das Verhltnis von reflektiertem zu absorbierter Sonnenstrahlung. Nheres dazu wird im Kapitel "Strahlung" ausgefhrt.

Unser blauer Planet

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Energie der Sonne

Sonneneinstrahlung

 

 

 

 

 

 

 

Lufttemperatur

Die Sonne ist eine gigantische Energiequelle, vielfach gr秤er als alle Energiequellen auf der Erde zusammen. Die ganze Erdatmosphre kann insofern als eine geschlossene Wrmemaschine betrachtet werden. Die Sonne strahlt und liefert der Erde seit 4,6 Milliarden Jahren und fr noch ungefhr 4 5 Milliarden Jahre ihre Wrme.

Die Sonne strahlt auf die Erde insgesamt rund 1,08 x 1018 Kilowattstunden (kWh) pro Jahr in Form von Licht und Wrme. Jede Sekunde sind dies 47 Milliarden kWh. Im Jahr 2003 hat die Welt 16 Millionen GWh Strom verbraucht. Das bedeutet, da die Erde in 6 Stunden so viel Sonnenenergie erreicht wie weltweit in einem Jahr als Strom verbraucht wird.

Die Sonnenenergie ist als Wrme auf der Erde sehr ungleich verteilt. Dies hat verschiedene Ursachen:

 

Sonneneinstrahlung

Die Erde erhlt von der Sonne Energie in Form von Strahlung. Diese Strahlung ist zeitlich variabel (siehe unten Erdrotation) und auch nicht gleichm癌ig auf dem Globus verteilt. Wre die Erde nmlich flach und die Sonne schiene berall in gleichem Winkel darauf, wrden an jedem Ort zur gleichen Zeit die selben Bedingungen herrschen. Die von den Temperaturunterschieden angetriebene Zirkulation der Luftmassen kme zum Erliegen, die Wettermaschine stnde still (siehe Abbildung A, rechts oben).

Steht die Erdoberflche aber schrg zur Sonne, verteilt sich die Sonneneinstrahlung auf eine gr秤ere Flche. Dies hat zur Folge, da die Strahlungsintensitt geringer wird.

Die durch ein Fenster von einem Quadratmeter hindurch scheinende Menge an Sonnenstrahlung erwrmt bei senkrechtem Auftreffen einen m2 der Erdoberflche. Bei flachem Strahlungswinkel verteilt sich die gleiche Strahlungsmenge aber auf eine gr秤ere Flche, so da diese entsprechend weniger erwrmt wird. Das zeigt die Abbildung B, rechts Mitte.

Schon allein durch die Kugelform der Erde steht die Sonne in einem steileren Winkel ber dem 훢uator als in den hheren Breiten. Pro Flcheneinheit der Erdoberflche trifft also mit steigenden Breitengraden weniger Energie auf die Erdoberflche. Vor allem aber erhalten die Tropen durch die geneigte Erdachse mehr Strahlung als die Pole.

Bei insgesamt gleichbleibender Einstrahlung mssen die Pole also, damit sie nicht immer klter werden, von den Tropen Energie bekommen.

Wie aber kommt die Energie von den Tropen zu den Polen?

  • Durch vertikalen Transport der Wrme von der Erdoberflche in die Atmosphre
    (Konvektion) und
  • durch horizontalen Transport warmer Luftmassen von den Tropen zu den Polen
    (Zirkulation).

Dieser Vorgang wird Wind genannt.
Weitere Einzelheiten dazu stehen in den Kapiteln Luftbewegung und Wind.

Ein senkrechter Einfall der Sonnenstrahlen ergibt sich bei schrg stehender Erdachse somit nur am 훢uator. Je weiter man zu den gem癌igten Breiten fortschreitet, desto schrger wird der Einfallswinkel, so da dieselbe Energiemenge eine gr秤ere Flche bescheint, die auf 1 m2 auftreffende Energiemenge ist also geringer. Sie nimmt zu den Polen noch weiter ab, bis schlielich am Pol selbst in der jeweiligen Winterzeit gar kein Licht mehr auftrifft
(siehe Abbildung C, rechts, und Abbildung E, ganz unten).

Tatschlich ist die Erde aber eine sich drehende Kugel mit geneigter Erdachse, deren Umlaufbahn auerdem auch noch leicht elliptisch ist. Daraus ergeben sich vllig unterschiedliche Strahlungsverhltnisse in Raum und Zeit, so da die verschiedenen Regionen der Erde zur selben Zeit unterschiedlich stark von der Sonne bestrahlt werden. Aber auch ber die Zeit hinweg erhalten die Regionen der Erde unterschiedliche Strahlungsmengen. Das geschieht durch Tag und Nacht sowie durch die Jahreszeiten.

Im Sommer der nrdlichen Hemisphre ist der Nordpol der Sonne zugeneigt und wird bestrahlt, im Winter ist er der Sonne abgeneigt und wird nicht bestrahlt, ist also dunkel. Die Folge: Hitze am 훢uator, gem癌igte Wrme in den mittleren Breiten und Klte an den Polen.

Schon allein durch die Kugelform der Erde steht die Sonne in einem steileren Winkel ber dem 훢uator als in den hheren Breiten. Pro Flcheneinheit der Erdoberflche trifft also mit steigenden Breitengraden weniger Energie auf die Erdoberflche (siehe Abbildung D, rechts unten). Vor allem aber erhalten die Tropen durch die geneigte Erdachse mehr Strahlung als die Pole.

Bei insgesamt gleichbleibender Einstrahlung mssen die Pole also, damit sie nicht immer klter werden, von den Tropen Energie bekommen.

Wie aber kommt die Energie von den Tropen zu den Polen?

  • Durch vertikalen Transport der Wrme von der Erdoberflche in die Atmosphre
    (Konvektion) und
  • durch horizontalen Transport warmer Luftmassen von den Tropen zu den Polen
    (Zirkulation).

Dieser Vorgang wird Wind genannt.
Weitere Einzelheiten dazu stehen in den Kapiteln Luftbewegung und Wind.

Nicht zuletzt ist die Erdoberflche mit ihren Bergen, Ebenen, Meeren keineswegs gleichfrmig wie eine Bowlingkugel. Die verschiedenen Materialien absorbieren die Sonnenstrahlung in unterschiedlicher Gr秤enordnung, was sich aus deren Albedowerten ablesen l癌t. Auch das Relief fhrt zu verschieden starker Erwrmung (Weinbergeffekt), was ja in unseren Breiten der Grund fr den Weinanbau an sonnenzugeneigten Hngen ist, whrend der Wein in weiter sdlich gelegenen Regionen in der Ebene gedeiht.

unterschiedliche Erwrmung durch unterschiedliche Strahlungswinkel

 

 

 

 

A

 

Unterschiedliche Erwrmung durch unterschiedliche Strahlungswinkel

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B

Geringere Erwrmung bei flacherem Strahlungswinkel vergr秤ern

 

unterschiedliche Erwrmung

C

Geringere Erwrmung bei flacherem Strahlungswinkel vergr秤ern

 

 

Sonneneinstrahlung

D

LichteinfallswinkelE

 

 

Sonneneinstrahlung und Erdrotation

Die Erde dreht sich in etwa 24 Stunden einmal um ihre eigene Achse (Erdrotation). Damit durchluft jeder Punkt auf der Erdoberflche tglich einen Zyklus von sich ndernder Strahlungsintensitt. Durch die Sonneneinstrahlung wird die Erde am Tag erwrmt. In der Nacht strahlt die empfangene Wrme ganz oder teilweise durch die terrestrische Abstrahlung (Erdstrahlung) wieder ins Weltall zurck und khlt dabei ab.

Zwar erfolgt die terrestrische Abstrahlung auch tagsber, jedoch ist am Tag der Strahlungszuflu durch die Sonne weitaus gr秤er, so da sich ein positives Strahlungssaldo ergibt: Die Erde erwrmt sich. Bei Nacht bleibt nur die Abstrahlung: Die Erde khlt ab.

Diese Abkhlung luft auch nach Sonnenaufgang noch so lange weiter, bis die Sonneneinstrahlung die Abstrahlung wieder berwiegt und die Erdoberflche sich erneut zu erwrmen beginnt. Zur Zeit des Sonnenaufgangs ist somit die Dauer der reinen Abstrahlung am lngsten, weshalb dann fr gewhnlich auch die niedrigsten Tagestemperaturen herrschen. Dieser Umstand ist auch die Ursache dafr, da sich Nebel oft erst kurz nach Sonnenaufgang bildet.

Erdumdrehung

Die Erdumdrehung

Der Wechsel zwischen Erwrmung am Tag und Abkhlung in der Nacht ist ein Grund fr das atmosphrische Wettergeschehen. Ein weiterer Grund ist die unterschiedlichen Erwrmung der Erdoberflche infolge der Neigung der Erdachse.

 

Sonneneinstrahlung und Topographie

Ganz unabngig von der Kugelgestalt der Erde, der Erdumdrehung oder der Umlaufbahn um die Sonne, ergeben sich allein durch die unterschiedlichen topographischen Verhltnisse und den verschiedenen Regonen und Landstrichen vllig unterschiedliche Strahlungsverhltnisse und damit auch unterschiedliche Temperaturen. Wie schon beim Thema Solarkonstante dargestellt, verteilt sich bei einer flachen Neigung der Erdoberflche die einfallende Sonnenstrahlung auf eine entsprechend gr秤ere Flche. Somit bleibt auch die Erwrmung und die Temperatur gering. Trifft die Sonne jedoch auf einen passend geneigten Berghang, gleicht die Hangneigung den geringeren Einfallswinkel aus, so da die Erwrmung wieder entsprechend gro werden kann. Jeder kennt das aus dem Weinberg oder vom Wandern in den Bergen.

Auerdem weisen konkave Gelndeformen (Tler) gr秤ere Temperaturschwankungen auf als konvexe Bodenformen (Berge, Hgel). Nachts kommt es in den Tlern zu starker Abkhlung, weil aufgrund der Ausstrahlung an den umliegenden Hngen verstrkt kalte Luft in die Tallagen fliet. Dies ist im Kapitel Wind unter dem Stchwort Berg-/Talwind nher erlutert.

Bewlkung

Je nach Bedeckungsgrad wird die direkte Sonneneinstrahlung teilweise erheblich behindert. Eine dicke geschlossene Wolkendecke reflektiert ca. 70 % der Sonneneinstrahlung zurck ins Weltall. Hierauf wird zum Stichwort Reflexion nher eingegangen. Bewlkung behindert aber auch die Ausstrahlung der Erde. In Winternchten ist dies beispielsweise deutlich zu bemerken. In einer klaren Winternacht kann die Erdstrahlung ungehndert ins All entweichen, so da die Temperatur entsprechend tief absinkt. Wird die Ausstrahlung dagegen von einer Wolkendecke abgeschirmt, bleibt die Nacht bedeutend milder.

 

Neigung der Erdachse
oder: Die Entstehung der Jahreszeiten

Erdneigung

Die Neigung der Erdachse

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Tageslnge

Sonneneinfallswinkel und Tageslnge
Autor: Thomas Steiner - wikicommons

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Als astronomische Jahreszeiten bezeichnet man die an sich willkrliche Einteilung des Jahres in 4 etwa gleich lange, 90 weite Abschnitte auf der Ekliptik, die durch jeweils zwei 180 voneinander entfernte Tagundnachtgleichen ("훢uinoktien") und Sonnenwenden ("Solstitien") markiert werden. Diese Einteilung ergibt die bekannten Jahreszeiten. Ursache der Tagundnachtgleichen und Sonnenwenden ist die himmelsmechanisch bedingte Neigung der rotierenden Erdachse und damit der Erdbahnebene gegenber dem (Himmels-)훢uator um ca. 23,5 ("Schiefe der Ekliptik"). Der Tag- und Nachtwechsel infolge der Erdrotation wird berlagert durch den Umlauf der Erde um die Sonne. Dabei bewegt sich die Erde in ca. 365 Tagen auf einer Ellipsenbahn einmal um die Sonne.

Die Drehachse der Erde um sich selbst steht also nicht senkrecht auf der Ebene, die die elliptische Umlaufbahn um die Sonne bildet, die Ekliptik. Sie ist vielmehr um 23,5 gegen diese Umlaufebene geneigt. Dies hat zur Folge, da der Zenitstand der Sonne zwischen dem nrdlichen und sdlichen Wendekreis hin- und herwandert (daher auch der Name Wendekreis). Dadurch entstehen neben den unterschiedlichen Einstrahlungen auch die unterschiedlichen Tag- und Nachtlngen, die mit zunehmender Polnhe immer ausgeprgter werden. Zugleich verndert sich damit auch der Winkel der auf die Erdoberflche treffenden Sonnenstrahlung auf den Erdhalbkugeln. Deswegen werden zu unterschiedlichen Stadien des Umlaufs unterschiedliche Teile der Erde unterschiedlich stark bestrahlt. Das verndert die Einstrahlungsdauer und Intensitt der Sonne in den verschiedenen Gebieten der Erde (siehe Abbildungen links). Dies fhrt zu den Jahreszeiten.

Die Jahreszeiten unterteilen den Zeitraum eines Erdjahres - also einen Umlauf des Planeten Erde um die Sonne - vereinfacht gesagt in 4 verschiedene Perioden, die sich durch charakteristische astronomische sowie klimatische Eigenschaften von einander abheben - Frhling, Sommer, Herbst und Winter. Auf der Nord- und Sdhalbkugel der Erde herrschen dabei jeweils die entgegengesetzten Jahreszeiten - ist im Sden Sommer, so herrscht auf der Nordhalbkugel Winter, und umgekehrt.

Meteorologisch werden den Jahreszeiten jeweils 3 Kalendermonate zugeordnet:

  • Frhling: Mrz - Mai
  • Sommer: Juni - August
  • Herbst: September - November
  • Winter: Dezember - Februar.

Die Lnge der Jahreszeiten betrgt wegen der unterschiedlichen Bahngeschwindigkeit der Erde nicht genau ein Vierteljahr, sonder variiert geringfgig. Der Frhling dauert auf der Nordhalbkugel 92 Tage und 18 Stunden, der Sommer 93 Tage und 16 Stunden, der Herbst 89 Tage und 20 Stunden und der Winter ziemlich genau 89 Tage.

Die Entfernung der Erde von der Sonne durch die elliptische Umlaufbahn hat auf die Jahreszeiten keinen wahrnehmbaren Einflu. Tatschlich befindet sich die Erde Anfang Januar, also kurz nach dem Winteranfang auf der Nordhalbkugel, sogar rund 5.000.000 km nher an der Sonne als im Sommer.

Die Jahreszeiten sind vor allem von Temperatur- und/oder Niederschlagsmengenschwankungen geprgt. In den gem癌igten Breiten fllt besonders der Wechsel der Tageshchst- bzw. Tagestiefsttemperaturen auf. In subtropischen und noch ausgeprgter in tropischen Regionen wird dieses Temperaturregime von den Schwankungen der Monatsmittel des Niederschlags berlagert und in seiner Wahrnehmbarkeit beeinflut.

In den Tropen gibt es wegen des Fehlens der jahreszeitlichen Schwankungen keine solchen saisonalen Jahreszeiten. Dort wird zwischen Trockenzeit und Regenzeit unterschieden.

 

Jahreszeiten

Die Entstehung der Jahreszeiten

 

Wendekreise

Wendekreise

Whrend die Sonne zur Zeit der 훢uinoktien (Tag- und Nachtgleichen) senkrecht ber dem 훢uator steht, wandert sie scheinbar zu den Sonnenwenden ("Solstitien") bis zu den Breitenkreisen 23,5 Nord (Wendekreis des Krebses) bzw. 23,5 Sd (Wendekreis des Steinbocks) und steht dort senkrecht. Ursache der Tagundnachtgleichen und der Sonnenwenden ist die himmelsmechanisch bedingte Neigung der rotierenden Erdachse und damit der Erdbahnebene gegenber dem (Himmels-)훢uator um ca. 23,5 ("Schiefe der Ekliptik").Damit wandert auch der Bereich maximaler Strahlungsintensitt vom 훢uator zu den Wendekreisen. Dadurch scheint sich die Sonne am Firmament zu bewegen.

Danach scheint sich die Bewegungsrichtung der Sonne in die umgekehrte Richtung zu ndern.

 

 

Sonnehchststnde

 

Die Neigung der Erdachse l癌t so den Sonnenhchststand im Jahresverlauf ber die Erdoberflche wandern. Damit ndert sich auch fortlaufend die Energiemenge, die jeder Punkt auf der Erdoberflche erhlt.

Am 21. Juni erreicht die Sonne ihren Zenit am nrdlichen Wendekreis, bei 23,5, und steht dort senkrecht. Damit steht zu der Zeit die Sonne auch bei uns in Mitteleuropa am hchsten, wenn auch nicht ganz senkrecht ber uns. Das heit, auch in Mitteleuropa ist dann die Sonneneinstrahlung am strksten und wir erhalten am meisten Energie von der Sonne. Die Erwrmung der Erdoberflche erreicht ihr Maximum. Wir haben Sommer.

 

Zur Zeit der Tag- und Nachtgleiche steht die Sonne senkrecht ber dem 훢uator. Im Mrz ist der Nordpol wegen der gekippten Erdachse jetzt der Sonne zugeneigt und es beginnt die Zeit, in der die Sonne nicht mehr untergeht und 24 Stunden lang scheint. Der Sdpol dagegen ist jetzt der Sonne abgewandt, die Sonne geht nicht mehr auf und die lange Polarnacht beginnt.

durchschnittliche Sonnenscheindauer

durchschnittliche Sonnenscheindauer vergr秤ern

Am geografischen Nordpol bzw. Sdpol dauert die Polarnacht fast ein halbes Jahr, an den Polarkreisen genau einen Tag, wobei die Sonne aber noch teilweise ber den Horizont steigt, nur ihr unterer Rand nicht. Je nher man den Polen kommt, umso lnger dauert die Polarnacht. Die Polarnacht entsteht durch die Neigung der Erdachse um etwa 23,5. Die Polarnacht ist das Gegenteil des Polartages mit der Mitternachtssonne.

Da die Erde um die Sonne kreist und die Erdachse von dieser Bahnbewegung unabhngig ihre Neigung beibehlt, sind die Pole im jeweiligen Sommer der Sonne zugewandt und im Winter von ihr abgewandt. Daher steht die Sonne an den geographischen Polen fr etwa ein halbes Jahr unter dem Horizont. In diesem Zeitraum kann es zur Bildung von polaren Stratosphrenwolken in 22 - 29 km Hhe kommen, diese bilden sich erst bei Temperaturen unter - 88.3 캜.

Als Folge dieser Sonnenstandswanderung wird auf der nrdlichen Halbkugel in den Monaten Juni, Juli und August am meisten Sonnenenergie empfangen: Es ist Sommer. In den Monaten Dezember, Januar und Februar ist die Sonneneinstrahlung am geringsten: Es ist Winter.
In der sdlichen Hemisphre ist es umgekehrt.

Fr diese Wanderung ergibt sich somit folgender Jahresrhythmus:

  • 21. Dezember (Wintersonnenwende): Die Sonne steht ber dem sdlichen Wendekreis (Wendekreis des Steinbocks). Auf der Nordhalbkugel ist nun der krzeste und auf der Sdhalbkugel der lngste Tag des Jahres. Der astronomische Winter beginnt. Durch die geringere Einstrahlung der Sonne auf die Nordhalbkugel sinkt die mittlere Tages- bzw. Monatstemperatur ab. Wegen der Dmpfungseigenschaft der Atmosphre erreicht sie aber erst mit einiger Verzgerung ihren Tiefpunkt, fr gewhnlich ist das im Januar/Februar der Fall. Am Nordpol ist die Mitte der Polarnacht und am Sdpol die Mitte des Polartags.
  • 19. bis 21. Mrz: Tagundnachtgleiche: Es ist der astronomischer Frhlingsbeginn im Norden und Herbstbeginn im Sden. Die Sonne steht auf Hhe des 훢uators.
  • 21. Juni (Sommersonnenwende): Die Sonne steht ber dem nrdlichen Wendekreis (Wendekreis des Krebses). Das ist der lngste Tag auf der Nordhalbkugel und krzeste Tag auf der Sdhalbkugel. Im Norden beginnt nun der astronomische Sommer und der Winter im Sden. Durch die hhere Einstrahlung der Sonne auf die Nordhalbkugel erreicht die mittlere Tages- bzw. Monatstemperatur ihren Hchstpunkt. Am Nordpol ist die Mitte des Polartags und am Sdpol die Mitte der Polarnacht.
  • 22. oder 23. September (Tagundnachtgleiche): Im Norden beginnt astronomisch der Herbst, im Sden der Frhling. Die Sonne ist erneut auf Hhe des 훢uators.

Abweichend davon wird in der Meteorologie der Beginn der Jahreszeiten jeweils auf den Monatsanfang vorverlegt (1. Dezember, 1. Mrz usw.).

Jahreszeiten  

Daten

 Zone mit senkrechter Sonneneinstrahlung

Beginn Nordfrhling - Sdherbst

21.3.  

beim 훢uator auf 0

Nordfrhling - Sdherbst

21.3.-21.6.

von 0 bis 22,5 N

Beginn Nordsommer - Sdwinter

21.6.   

am nrdlichen Wendekreis auf 22,5 N

Nordsommer - Sdwinter

21.6.-23.9.  

22,5캮 bis 0

Beginn Nordherbst - Sdfrhling

23.9.  

beim 훢uator auf 0

Nordherbst - Sdfrhling

23.9.-21.12.

von 0 bis 22,5 S

Beginn Nordwinter - Sdsommer

21.12.

am sdlichen Wendekreis auf 22,5 S

Nordwinter - Sdsommer

21.12.-21.3.

von  22,5 S bis 0

 

Auerdem bewegt sich die Erde nicht auf einer perfekten Kreisbahn um die Sonne, die Umlaufbah hnelt vielmehr eher einer Ellipse. Im sonnennchsten Punkt (Perihel) hat sie deshalb eine kleinere Distanz zur Sonne als im sonnenfernsten Punkt, dem Aphel. Dies verndert die Intensitt der Sonneneinstrahlung im Laufe des Jahres um insgesamt 8 %, nmlich im Sommer um - 4 %, im Winter um + 4 %.

Wenn die Sonne im Juni ihren Hchststand hat, m廻te es dann nicht im Juni am wrmsten sein?

Im Prinzip, ja.

Exzentrizitt der Umfaufbahn

Allerdings stimmt das wegen der unterschiedlichen Wrmekapazitt von Land und Wasser weitgehend nur dort, wo kein Meereseinflu herrscht. Dieser Einflu wird im Kapitel "Planetare Zirkulation" nher erlutert. Die grundlegenden Vorgnge der Wrmebertragung werden in den Kapiteln Energietransfer und Wrmeleitung dargestellt.

Whrend sich also insbesondere die Meeresluftmassen, welche mit Tiefauslufern in unsere mittleren Breiten gelangen, hier m癌igend auf das Temperaturregime auswirken, treten Extremtemperaturen stets in meeresfernen, wetterberuhigten Arealen auf. Dazu zhlen auch die Wsten, die man vor allem im Bereich der subtropischen Hochdruckgrtel in geografischen Breiten um 25 Nord und Sd findet. Von diesen "Wendekreiswsten" ist die Sahara im Norden Afrikas mit einer Flche von 9 Millionen Quadratkilometern bei weitem die gr秤te. Tagsber herrscht dort bei hoch stehender Sonne regelm癌ig wolkenarmes Wetter, daher ist bei geringem Pflanzenbewuchs die am Boden empfangene (kurzwellige) Strahlung gewaltig. Auch die nchtliche (langwellige) Ausstrahlung ist bei meist klarem Himmel betrchtlich. Dennoch verbleibt insgesamt ein positiver Strahlungssaldo, dessen Betrag etwa doppelt so hoch wie in Mitteleuropa ist.

Wo bleibt nun diese Energie? Verdunstung findet in der Wste infolge Wassermangels nicht statt. Der Boden besteht aus Sand, Kies, Gerll oder Fels - allesamt Materialien mit sehr schlechter Wrmeleitung - kann also die Energie kaum aufnehmen. Nur durch die Erhhung der Lufttemperatur kann der Energieberschuss abgefhrt werden. Dies wiederum fhrt zu entsprechender Luftbewegung, also Wind. Damit sind wie wieder bei der planetaren Zirkulation.

Wenn aber, wie in unseren Breiten, das Wettergeschehen sehr stark von herangefhrten khleren Luftmassen bestimmt wird, hinkt die Erdbodentemperatur regelm癌ig etwas dem Sonnenstand hinterher, soda die hchsten Temperaturen erst Anfang Juli erreicht werden. Bei uns kommen die Luftmassen aber meist aus dem Sden ber das Mittelmeer oder ber den Westatlantik. Im Sommer ist die Lufttemperatur dabei regelm癌ig wrmer als das Wasser. Je lnger die Luft ber das khlere Wasser zieht, desto mehr khlt sie ab, da sie ihre Wrme an das Wasser abgibt. Je wrmer aber das Wasser, umso geringer ist die Abkhlung. Im August erreicht die Meerestemperatur schlielich ihr Maximum und die Luft khlt daher auf dem Weg zu uns am wenigsten ab. Einen weiteren Beitrag liefert der Wasserdampfgehalt der Atmosphre. Wenn es nachts stark abkhlt, mu die Sonne in der Frhe zuerst viel Energie darauf verwenden, die khle Morgenluft aufzuheizen. Andererseits dmpft der Wasserdampf in der Atmosphre die Abkhlung. Die Wasserdampfmenge in der Atmosphre erreicht ihr Maximum ebenfalls im August.

Whrend also im Juni mit dem hchsten Sonnenstand die strkste Einstrahlung herrscht, sind bei uns aufgrund der dann hheren Meerestemperatur und des hheren Wasserdampfgehaltes der Atmosphre die Temperaturen im August am hchsten. Da sich diese drei Einflsse "addieren", verschiebt sich die im Mittel wrmste Zeit des Jahres vom Sonnenhchststand nach hinten, typischerweise auf den Monatswechsel Juli/August. Deshalb sind bei uns die Abende im August trotz des frheren Sonnenuntergangs oft am lauesten. Auf den Inseln in der Nordsee ist die Verschiebung sogar noch gr秤er. Auf Helgoland ist daher manchmal sogar erst der September der wrmste Monat des Jahres.

 

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