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Wetterbeobachtung
Die Wetterbeobachtung ist ein Teilgebiet der Meteorologie und beschäftigt sich mit der Erfassung und Aufzeichnung von Wetterdaten, die zu den Umweltdaten …
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Grundlagen und Bedeutung
Wetterbeobachtung ist ein Teilgebiet der Meteorologie. Sie erfasst und dokumentiert Wetterdaten, die zu den Umweltdaten gehören. Anders als die Meteorologie versucht sie nicht, wissenschaftliche Erklärungen für die beobachteten Vorgänge zu geben. Ihr Ziel ist es, durch Beobachtungen und Messungen empirische, also auf Erfahrung und Messung beruhende Daten zu gewinnen und daraus Zeitreihen zu entwickeln.
Die Ergebnisse werden unter anderem in Wetterkarten eingetragen. Sie informieren die Öffentlichkeit weltweit über die aktuelle Wetterlage und bilden zugleich eine Grundlage für das Verständnis meteorologischer Zusammenhänge.
Erfassung und Austausch der Wetterdaten
Beobachtet wird der Zustand der Erdatmosphäre an einem bestimmten Ort und meist zu festgelegten Zeiten. Zu den erfassten Größen gehören Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur, Niederschlag, Windrichtung, Windstärke sowie Bewölkung und Wolkenarten. Extremwerte dieser Wetterdaten können auf ein Wetterrisiko hinweisen.
Heute erfolgt die Erfassung überwiegend automatisch. Früher wurden Messinstrumente meist von Hand abgelesen oder Beobachtungen unmittelbar aufgeschrieben. Die staatlichen Wetterdienste codieren ihre Beobachtungen inzwischen mit einem Wetterschlüssel und tauschen sie über ein besonderes Datennetz weltweit aus.
Entwicklung der Wetterbeobachtung
Wetterbeobachtungen und Wetteraufzeichnungen gibt es seit Jahrtausenden. Ältere Überlieferungen behandeln vor allem große Ereignisse wie Unwetter, Sturmfluten, Hochwasser und Trockenheiten sowie deren Folgen; ihre Datumsangaben sind häufig nur ungefähr. Aus regelmäßigen Beobachtungen der Atmosphäre und anderer Naturerscheinungen leitete man grobe Gesetzmäßigkeiten ab, die heute umgangssprachlich als Bauernregeln bezeichnet werden.
In Europa entstanden seit Mitte des 13. Jahrhunderts vereinzelt tägliche Wettertagebücher, die auch das gewöhnliche Alltagswetter festhielten. Die professionelle und systematische Erfassung begann 1781 durch die Societas Meteorologica Palatina am Observatorium Hohenpeißenberg in Bayern. Beobachtet wurde zu den „Mannheimer Stunden“ um 7, 14 und 21 Uhr mittlerer Ortszeit. Diese Zeiten entsprechen den bis heute üblichen Klimabeobachtungsterminen. Die dort begonnene Datenreihe wird bis heute ununterbrochen fortgeführt und gilt als älteste und längste Wetteraufzeichnung der Welt.
Die Formulierung „seit dem Beginn der Wetteraufzeichnung“ bezeichnet daher höchstens den Zeitraum seit 1781. Je nach Region kann sie sich aber auch nur auf einige Jahrzehnte beziehen. In Deutschland beginnen viele Auswertungen 1881, weil ungefähr seit diesem Zeitpunkt ein flächendeckendes Messnetz mit vereinheitlichten Messvorschriften vorhanden war.
Im 19. Jahrhundert wurde auch die Atmosphäre in größeren Höhen systematisch untersucht. Der englische Meteorologe James Glaisher begann 1862 mit Ballonforschungen; der französische Meteorologe Léon-Philippe Teisserenc de Bort folgte ab 1896. Mit unbemannten Wetterballons entdeckte Teisserenc de Bort die Troposphäre und die Stratosphäre. Im 20. Jahrhundert kamen Schiffe und Flugzeuge als Beobachtungsplattformen hinzu, ab etwa 1950 außerdem das Wetterradar.
1960 brachte der Satellit TIROS erstmals eine Fernsehkamera zur Wetterbeobachtung in die Erdumlaufbahn. Seit 1966 wird das Wetter sowohl geostationär als auch global durch polarumlaufende Wettersatelliten erfasst. Ihre bildaufnehmenden Sensoren arbeiten im sichtbaren und infraroten Bereich sowie im Mikrowellenbereich.
Wetter wird auch außerhalb der Erde beobachtet. Seit dem 24. Oktober 2001 umkreisen Sonden wie 2001 Mars Odyssey oder Mars Express den Mars. Dadurch liegt heute ein sehr genaues Bild der Wettersysteme auf dem Mars vor.
Synoptische und klimatologische Beobachtung
Grundsätzlich werden zwei Arten unterschieden: die synoptische und die klimatologische Wetterbeobachtung.
Die synoptische Wetterbeobachtung dient kurz- bis mittelfristigen Wettervorhersagen. Langfristige Vorhersagen reichen teilweise bereits in die Klimatologie hinein. Die Vorhersagen werden mit Computern berechnet. Dafür muss der aktuelle Wetterzustand weltweit zu denselben Zeitpunkten erfasst werden. Synoptische Beobachtungen finden deshalb synchron statt. Die Hauptbeobachtungstermine liegen bei 00, 06, 12 und 18 Uhr UTC.
Die klimatologische Wetterbeobachtung soll dagegen das Klima verschiedener Orte vergleichbar machen. Sie wird weltweit zu bestimmten Tageszeiten nach mittlerer Ortszeit durchgeführt. Die Societas Meteorologica Palatina legte dafür bereits 1780 die Mannheimer Stunden fest. Seitdem erfolgen klimatologische Beobachtungen um 7, 14 und 21 Uhr.
Messnetze und private Aufzeichnungen
Die heutigen Wetterdaten stammen aus weltweit verteilten Messstationen, die gemeinsam Messnetze bilden. In Deutschland betreiben der staatliche Deutsche Wetterdienst (DWD), der Geoinformationsdienst der Bundeswehr (GeoInfoDBw) und private Wetterdienste eigene Netze. Das hauptamtliche offizielle Messnetz besteht aus 182 Stationen des DWD und 31 Stationen des GeoInfoDBw. Private Wetterdienste setzen im Unterschied zum DWD kein ausgebildetes Wetterbeobachter-Fachpersonal ein, sondern erfassen die meteorologischen Größen ausschließlich automatisch.
Zu den größten privaten Wettermessnetzen gehört AWEKAS, das Automatische Wetterkartensystem. Dieser weltweite Verbund privater und öffentlicher Wetterstationen hat über 6500 Mitglieder in mehr als 80 Ländern. Die Messdaten werden in Echtzeit aufbereitet und sofort bereitgestellt.
Auch private Wetteraufzeichnungen können Einblicke in das Wettergeschehen geben. In einem Wettertagebuch lassen sich beispielsweise Temperatur, Wolkenarten und Wolkenformen, Windgeschwindigkeit und Windrichtung, Luftfeuchtigkeit sowie weitere Naturerscheinungen festhalten. Durch den späteren Vergleich können Regelmäßigkeiten erkannt werden. Sensoren, Computer und geeignete Software ermöglichen inzwischen auch privaten Nutzern, Messwerte automatisch zu sammeln und in einem Wettertagebuch zu speichern.
Eine typische Tabellenzeile kann etwa den 1. Januar 2000 mit −3 °C, einem Luftdruck von 1000 hPa, einer Luftdruckänderung von +10 hPa, einer dreiviertel bis vollständigen Wolkenbedeckung, Haufenwolken, Wind aus Südost mit Windstärke 3, 60 % Luftfeuchtigkeit und Morgennebel als zusätzlicher Beobachtung enthalten.