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© IMAGO/Jan Eifert

Was ist eigentlich der Unterschied zwischen Wetter und Klima? Wie entstehen unterschiedliche Wetterlagen, wie funktionieren Vorhersagen? Das wichtigste im Überblick.

Die Beschäftigung mit dem Klima und dem Wetter ist so alt wie die Menschheit selbst. Von den sintflutartigen Niederschlägen der Genesis über die Stürme der Odyssee – bis zum heutigen Klimawandel hat sich der Mensch immer mit den charakteristischen Qualitäten der Atmosphäre über einem Ort oder einer Region auseinandergesetzt. So entstanden in den vergangenen Jahren eine ganze Reihe von Klima- und Wetter-Definitionen.

Wetter und Klima: Was versteht man unter den Begriffen?

Atmosphärische Phänomene, die innerhalb weniger Sekunden, Minuten oder Tage ablaufen und sich somit vom Klima, das sich etwa über den Jahreszeitraum erstreckt, unterscheiden, werden als meteorologische Phänomene bezeichnet und dem Wetter zugeordnet. Dazwischen liegt der Begriff der Witterung, mit dem ein einheitliches Wettergeschehen über einen Zeitraum von wenigen Wochen beschrieben wird, wie etwa die Witterungsphänomene des Altweibersommers oder die Schafskälte.

Wettergeschehen in hohen Atmosphärenschichten

Laut dem Deutschen Wetterdienst (DWD) spielt sich das Wettergeschehen in der unteren Atmosphäre ab, die als Troposphäre bezeichnet wird. In höheren Atmosphärenschichten gibt es zwar auch messbare Luftbewegung und Temperatur, aber so gut wie keine Feuchte.

Deswegen gibt es dort auch kein Wetter im engeren Sinne, wenn man davon absieht, dass gelegentlich sehr hohe Eiswolken auftreten können. Aber wie genau entsteht das Wetter? Was sind die Ursachen?

Was beeinflusst das Wetter?

Ursache für die Wetterabläufe sind die unterschiedliche Erwärmung der Erdoberfläche und der daraus resultierenden darüber liegenden Luftschichten. Diese stehen in Abhängigkeit mit sogenannten Klimafaktoren. Also diejenigen Größen, die auf das Klima und somit auch das Wetter einwirken und es beeinflussen.

Dazu zählen die geografische Breite, die Höhenlage (sowohl über dem Meeresspiegel als auch beispielsweise über einem lokalen Talboden), die großräumige Verteilung von Land und Meer, die kleinräumig wirksame Ausrichtung und Neigung eines Hanges, Bewuchses oder der Bebauung und andere Faktoren. Es gibt aber auch andere wichtige Parameter, mit denen wird zum Beispiel das Wetter, so wie man es aus Wettervorhersagen kennt, beschrieben.

Charakterisierung des Wetters mithilfe von Wetterelementen

Das Wetter wird, laut DWD, mithilfe quantifizierbarer Parameter charakterisiert. Diese Parameter sind fundamentale Größen des Wetters und werden als Wetterelemente bezeichnet. Dazu gehören zum Beispiel Lufttemperatur, Luftfeuchte, Luftdruck, Drucktendenz, Windrichtung und Windgeschwindigkeit, Bewölkung (Wolken), Niederschlag und Sichtweite. An dieser Stelle drängt sich die Frage auf, wie genau Wettervorhersagen eigentlich sind?

Deutsche Wetterdienst (DWD) mit Vorhersagen für Deutschland

Doch zuerst zu den Grundlagen: Für die Wettervorhersage und die Klima- und Umweltberatung sind zuverlässige und qualitativ hochwertige Mess- und Beobachtungsdaten notwendig. So betreibt zum Beispiel der Deutsche Wetterdienst Forschung auf dem Gebiet der Atmosphärenbeobachtung. Dabei sollten die Messsysteme und Messnetze stets auf dem aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik sein. Zu den Forschungsarbeiten zählen insbesondere:

Wie genau sind die Wetter-Prognosen des DWD?

Und nun zurück zu der Wettervorhersage und deren Genauigkeit. Viele möchten, dass die Wettervorhersage immer und zu jederzeit stimmt – allerdings liegt es in der Natur der Wettervorhersage, sogar eher selten exakt richtig zu sein. In unserer Atmosphäre laufen hochgradig nicht-lineare Prozesse ab, die auch mit dem Wort „chaotisch“ beschrieben werden können. Somit bleibt immer eine gewisse Unsicherheit in der Vorhersage übrig.

Außerdem hängt die Genauigkeit der Wettervorhersage von der Fragestellung ab. Solche Fragen wären zum Beispiel: Welche Vorhersagezeit interessiert uns: die nächsten Stunden, der nächste Tag oder „Samstag in 8 Tagen“? Oder auch: Wollen wir eine Aussage für einen bestimmten Ort oder eine Region, vielleicht einen Landkreis machen?

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Diese Fragen lassen sich im Prinzip alle beantworten, solange die entsprechenden und vor allem genügend Daten vorliegen. Allerdings haben die Wetter-Experten meistens eine Unmenge von Daten auf einem Computer vor sich liegen und die gilt es dann zusammenzufassen und zu interpretieren. Deshalb versuchen die Meteorologen möglichst repräsentative Datenkollektive auszusuchen und zusammenzufassen, um auf diese und andere Fragen Antworten zu bekommen.

Was sind Wettermodelle? Berechnungen für Prognosen

Ohne Computer und Wettermodelle gibt es heutzutage keine Wettervorhersagen mehr, man nennt diesen Bereich auch „Numerische Wettervorhersage“. Die Technik hat bei der Prognose in den vergangenen Jahrzehnten einen großen Fortschritt gebracht, doch was sind diese Wettermodelle eigentlich und wie funktionieren sie?

In der „Numerischen Wettervorhersage“ werden Wettervorhersagemodelle verwendet. Diese Modelle beinhalten hochkomplizierte physikalische Gleichungen, die auf leistungsfähigen Großcomputern gerechnet werden. Unter „Numerischen Wettervorhersagen“ versteht man also computergestützte Wetterprognosen. 

Die Modellergebnisse eines jeden Tages bilden die wesentliche Arbeitsgrundlage der heutigen Wettervorhersage. In den letzten Jahren ist dadurch bei einer Prognosedauer zwischen drei und fünf Tagen eine besonders deutliche Qualitätsverbesserung eingetreten. Mit den heutigen Modellen werden grobe Wettertrends zwischen dem 5. und 7. Folgetag schon zu etwa 70 Prozent richtig vorhergesagt.

Globalmodelle mit weltweiten Wetterprognosen:

Regionalmodelle, die Deutschland abdecken:

Neben Wetter ist Klimaüberwachung von Bedeutung – Erwärmung mit großen Folgen

Allerdings werden nicht nur das Wetter und die Wettergeschehnisse überwacht. Die Überwachung des Klimas hat durch die Erwärmung mehr und mehr an Bedeutung gewonnen.

Die Überwachung des Klimas setzt auch die zukünftige Verfügbarkeit langer Zeitreihen meteorologischer Größen voraus. Diese sollten möglichst ungestört sein, das heißt ausschließlich vom Klima beeinflusst und nicht durch messtechnische Änderungen bestimmt. Dies ist von großer Bedeutung, denn vor allem in europäischen Breitengraden erhöht sich die Temperatur beispielsweise, wenn eine Messstation im Laufe der Jahre von neuen Gebäuden umzingelt wird. Dieser Effekt ist als Wärmeinseleffekt der Städte bekannt und muss von einem eventuell vorhandenen globalen Trend unterschieden werden können.

Klimawandel betrifft alle – Erderwärmung als globales Problem

Im Kern bezeichnet der Klimawandel die Abkühlung oder Erwärmung des Klimas auf der Erde über einen langen Zeitraum. Nicht zu verwechseln mit dem Wetter – das, was wir tagtäglich an kurzfristigen, aktuellen Veränderung der Temperatur wahrnehmen. Der Klimawandel – in unserem Fall handelt es sich um eine Klimaerwärmung – ist kein neues Phänomen und es birgt Risiken. Der Klimawandel kann auch das Wetter in Deutschland entscheidend beeinflussen.

Mit dem Klimawandel sind wachsende Risiken für die Gesundheit der Menschen verbunden. Das Wetter wird durch den Klimawandel immer extremer. So könne die erwartete Zunahme der Häufigkeit und Intensität von Hitzewellen, wie zum Beispiel Deutschland sie im Sommer 2003 erlebt hat, zu zahlreichen Todesfällen führen. In den Städten müsse man künftig auch aufgrund der Temperaturerhöhung mit einem stärkeren Wärmeinseleffekt rechnen. Die Bedeutung der Frischluftschneisen werde deshalb wachsen. Architekten müssten neue Bebauungskonzepte – zum Beispiel mit einer gezielten Beschattung von Fußwegen im Sommer – entwickeln.

Bilder zeigen ein Jahr der Wetterextreme – das ist 2023 weltweit passiert

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Die Niederschläge werden laut DWD in Deutschland im Sommer im Mittel zwar abnehmen. Gleichzeitig sei aber mit zunehmend heftigen Gewittern und Unwettern zu rechnen. Sie können zu starken lokalen Überschwemmungen führen. Im Winter nehmen die Niederschläge dagegen im Mittel zu. Allerdings werden sie meistens als Regen und nicht als Schnee fallen. Die Schneefallgrenze wird steigen. Wintersport werde deshalb in vielen Gebieten seltener als bisher möglich sein. Es komme nun darauf an, auch die künftigen Folgen der Klimaänderung exakt abzuschätzen.

Bauernregeln als Orientierung: Alternative Wettervorhersagen mit dem 100-jährigen Kalender

Große Beliebtheit hat auch der 100-jährige Kalender. Er sammelt Bauernregeln und gibt Prognosen ab für die kommenden Tage, Wochen, Monate, Jahre oder Jahreszeiten. Bereits seit dem 17. Jahrhundert gibt es den Wetterkalender, der von Abt Mauritius Knauer verfasst worden ist. Er basiert auf Erfahrungen und Wetter-Beobachtungen.

Wissenschaftlich belegt ist der hundertjährige Kalender nicht. Die Bauernregeln und Prognosen des 100-jährigen Kalenders basieren nicht auf aktuellen Berechnungen der Wettermodelle oder wissenschaftlichen Daten. Allerdings bieten die Bauernregeln eine Orientierung, welches Wetter mit größerer Wahrscheinlichkeit auf eine bestimmte Wetterlage folgen könnte.