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Meteorologie

 

[griechisch »Lehre von den Himmelserscheinungen«] die, -, Teilgebiet der Geowissenschaften, das die physikalischen und chemischen Erscheinungen und Vorgänge der Atmosphäre der Erde einschließlich der Wechselwirkungen mit der Erdoberfläche und dem solaren Strahlungsangebot umfasst. Die zeitlich-räumlichen Größenordnungen reichen dabei von der Mikroturbulenz über das Wettergeschehen bis zur Klimatologie, die jedoch in ihrer interdisziplinären Ausprägung über die Meteorologie hinausgeht.

 

Die theoretische oder dynamische Meteorologie untersucht die meteorologischen Prozesse und Bewegungsvorgänge physikalisch-mathematisch unter Zugrundelegung der wichtigsten die Atmosphäre erfassenden Größen (Luftdruck, Lufttemperatur, Wind, Luftfeuchte, Luftdichte, Spurenstoffkonzentrationen usw.) und mithilfe vereinfachter, auf das atmosphärische Geschehen ausgerichteter physikalischer Gleichungen (Bewegungsgleichung, Kontinuitätsgleichung, Erhaltungssätze usw.) der Gasdynamik. Die Integration dieser meteorologischen Grundgleichungen ist heute durch Großrechenanlagen unter vereinfachten Annahmen möglich. Dadurch gewinnt auch die numerische Wettervorhersage zunehmend an Bedeutung. - Die synoptische Meteorologie (Synoptik) behandelt den Wetterzustand zu einem bestimmten Zeitpunkt über einem mehr oder weniger großen Gebiet anhand von Wetterkarten, Vertikalprofilen u. a.; weitergehendes Ziel ist die Wettervorhersage mithilfe theoretischer und empirischer Methoden. - Die experimentelle Meteorologie (Physik der Atmosphäre) hat die vorwiegend mittels Messungen nach den Methoden der experimentellen Physik durchgeführte Erforschung der meteorologischen Prozesse und Grundgesetze zur Aufgabe. Hierzu rechnen die Probleme der atmosphärischen Optik, der Luft- und Gewitterelektrizität, die Fragen des Wärmehaushalts und der Turbulenz. - Weitere Teilgebiete der Meteorologie sind die Aerologie und die Satellitenmeteorologie. Besondere Bedeutung hat zusätzlich die Luftchemie erlangt, welche die Gegebenheiten und durch chemische Reaktionen eintretenden Veränderungen der »reinen« und verunreinigten Atmosphäre behandelt. Dabei ist zwischen der troposphärischen und stratosphärischen Luftchemie zu unterscheiden (Atmosphäre).

 

Die Aufgabe der angewandten Meteorologie liegt in der Anwendung der von den übrigen Zweigen der Meteorologie ausgearbeiteten Erkenntnisse und Unterlagen auf speziellen Gebieten, z. B.: Biometeorologie (Bioklimatologie), Agrarmeteorologie, Flugmeteorologie. Die maritime Meteorologie beschäftigt sich mit Forschungen in der Atmosphäre über See sowie in der Grenzschicht zwischen Lufthülle und Meeresoberfläche; die Ergebnisse kommen v. a. dem Seewetterdienst zugute, dem die meteorologische Sicherung der Seefahrt obliegt.

 

Geschichte:

 

Die früheste bekannte Systematisierung des Wissens über die Erscheinungen am Himmel und in der Atmosphäre stellen die vier Bücher »Meteorologica« des Aristoteles dar, die bis in die Neuzeit hinein grundlegend blieben. Erst im 19. Jahrhundert begann die Entwicklung der Meteorologie zu einer eigenständigen Wissenschaft. Mit der Sammlung von Beobachtungsmaterial wurde zunächst die Lehre von den Formen der meteorologischen Erscheinungen - beginnend mit der Wolkengestalt - vorangetrieben und ihr Zusammenhang mit den geographischen Bedingungen hervorgehoben. Die theoretische Zerlegung der komplexen Erscheinungen in Einzelphänomene und die darauf folgende Einordnung in ein System des Gesamtgeschehens gingen mit dem Eindringen mathematischer Methoden und der Anwendung physikalischer Prinzipien, insbesondere der Thermodynamik, einher. Ein stürmischer Aufschwung begann in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts mit der Erkenntnis des Zusammenhangs von Wind und Luftdruck. Um die Jahrhundertwende hatten sich Klimatologie und Aerologie als gesonderte Zweige herausgebildet. Hinzu kam schließlich noch die Luftchemie.

 

In ihrer weiteren Entwicklung wurde die Meteorologie stark von neuen technischen Möglichkeiten bestimmt - in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts durch den Einsatz der drahtlosen Telegrafie und von Ballons und Flugzeugen, v. a. seit dem Zweiten Weltkrieg auch von Radiosonden, Raketen und Satelliten und durch den Einsatz des Radars sowie neuerdings von Lasern und von Computern -, die die Erfassung der gesamten Atmosphäre gestatten und eine weltweite Zusammenarbeit der meteorologischen Stationen und Institute ermöglichen.

 

Literatur:

 

H. Fortak: M. (²1982);

 G. Liljequist u. K. Cehak: Allg. M. (a. d. Schwed., ³1984);

 H. Malberg: M. u. Klimatologie (1985);

 

Wie funktioniert das? Wetter u. Klima, bearb. v. H. Schirmer u. a. (1989);

 P. Fabian: Atmosphäre u. Umwelt (⁴1992);

 H. Häckel: M. (³1993);

 T. E. Graedel u. P. J. Crutzen: Chemie der Atmosphäre (a. d. Engl., 1994);

 W. Roedel: Physik unserer Umwelt. Die Atmosphäre (²1994).

 

Weitere Literatur: Klima.