Ganz klar, über das Wetter, ist doch ganz einfach. Nun, frage ich, was ist denn Wetter? Die Wissenschaft sagt hierzu: Wetter ist der lokal-zeitliche Zustand der Atmosphäre. "lokal" und "zeitlich" heißt, dass dieser Zustand vom Ort und von der Zeit abhängt. Ja, werden Sie sagen, hier scheint die Sonne und im Nachbarort regnet es unter Umständen. Und ich sage, und genau auf diese "Umstände" kommt es an, weshalb das mit dem Wetter gar nicht so "einfach" ist. Denn wir haben es mit einem hochkomplexen physikalischen System zu tun, wie die Wissenschaft hinzufügt.
Was macht dieses System, also beispielsweise ein betrachtetes Stück der Atmosphäre, so komplex? Wir haben da Gase, die das Licht der Sonne absorbieren und streuen. Etwa nimmt Kohlendioxid Lichtenergie auf und setzt sie in Wärme um, ein zunächst einfach zu beobachtender und mit einfachen Formeln beschreibbarer Vorgang. Aber bereits hier zeigt das quantenmechanische Detail, dass die "exakte" Berechnung der Absorptionsvorgänge aller in der Atmosphäre vorhandenen Gase alles andere als einfach ist. Dasselbe gilt für die Streuung an Gasmolekülen und die damit gleichbedeutende Beantwortung der Frage, warum der Himmel blau ist. Was haben wir noch in der Atmosphäre? - Sogenannte Aerosolpartikel und Wolkenhydrometeore, sagt uns die Wissenschaft. Erstere bestehen aus den verschiedensten Materialen, je nach der Art ihrer Entstehung. Die wichtigsten Aerosole sind die Mineralstaubpartikel, also kleine mineralische Körnchen, die über den Wüsten der Erde in die Luft gelangen. Sie werden unter "Umständen" über tausende Kilometer transportiert.
Dann gibt es vulkanisches Aerosol, das bis in große Höhen eingetragen wird und dort lange verweilen kann. Dann haben wir marines Aerosol (Salzkörnchen) wie Aerosol durch großflächige Waldbrände (Ascheteilchen). Und auch Städte produzieren charakteristische Aerosole. Dieser Auszug zeigt, wie vielfältig die Atmosphäre zusammengesetzt ist.
Dann haben wir aber noch die Wolkenhydrometeore. Diese bestehen, wie der Name es andeutet, hauptsächlich aus Wasser in den zwei Formen, das heißt Wasser oder Eis. Sie bilden sich jedoch nicht losgelöst von den Aerosolen. In der Regel lagert sich bei der Tröpfchenbildung Wasser an die Aerosolpartikel an, und die Tröpfchen wachsen und fallen dann als Regen zu Boden. Unter "Umständen" bilden sich jedoch keine Tropfen sondern Eiskristalle in den bizarrsten Formen. Schnee fällt. Alles ganz einfach? Bei Leibe nicht. Denn auch die Aerosolpartikel und Wolkenhydrometeore erfahren während ihres "Lebens" vielfältige (atmosphären)chemische Umwandlungen, und auch sie absorbieren und streuen das Sonnenlicht ganz individuell. Dadurch wirken auch sie auf die Atmosphäre zurück.
Das sind zunächst die materiellen Dinge, die wir in der Atmosphäre vorfinden und die wir als die "Luft" zusammenfassen können. Aber die sind nicht einfach da, sondern sie spüren die Schwerkraft und die Rotation der Erde und vieles mehr. Aber vor allem bildet die Luft ein bewegliches Medium, wie uns die Wissenschaft sagt, das sich in Abhängigkeit von Ort und Zeit unterschiedlich erwärmt mit der Folge von charakteristischen Bewegungen und individuellen Wärmewirkungen mit den bereits genannten Rückwirkungen auf das Medium und damit sich selbst. Alles verändert sich räumlich und zeitlich, gesteuert durch die Physik der Atmosphäre. Darüber ist Meteorologie.
Aber nein, das war es noch lange nicht. Bisher haben wir die Atmosphäre nur gedanklich erfasst und vielleicht physikalisch in der Sprache der Mathematik halbwegs modelliert. Um das zu tun, muss man natürlich zunächst viel beobachten und messen.
Und was tun damit? Genau, wir können auch versuchen, das Wetter zu berechnen oder gar vorherzusagen, indem wir Computermodelle entwerfen und diese einfach rechnen lassen. Aber auch das ist gar nicht so "einfach", denn diese Modelle können niemals die Vielfältigkeit unserer Atmosphäre exakt wiedergeben. Zudem benötigen sie bestimmte Informationen, damit sie gute und sinnvolle Ergebnisse liefern, die dann z. B. über den Wetterbericht zu Ihnen nach Hause gelangen. Diese Informationen entstammen wiederum ständigen Messungen, die tagtäglich an der Atmosphäre vorgenommen werden, sei es vom Boden oder Satellit aus oder durch Ballonaufstiege und vieles mehr, und in die Modelle einfließen. Dabei gibt es die verschiedensten Modelle, die sehr lokales Wetter über einem kleinen Zeithorizont von Stunden beschreiben wie auch jene, die das global und zeitlich gemittelte Wetter, das die Wissenschaft als Klima bezeichnet, berechnen.
Es geht also um die Beschreibung und Berechnung von Wetter und Klima. Die damit verbundenen physikalischen Prozesse in der Atmosphäre, das heißt in der Luft, die wir atmen, bilden das komplexeste physikalische System, das es auf der Erde gibt. Darüber ist Meteorologie.
Lesen Sie hier auf dieser Website, wie es mit dem Projekt weitergeht und welche Resultate wir erzielen konnten. Wir hoffen, Ihnen einen guten Einblick in die Motivation von CityCLIM gegeben zu haben.
Ihr Meteologix AG/Kachelmann GmbH Team!