Arbeitsblatt: Arbeitsblätter zum Thema Wetter

Die Atmosphäre Die Erdatmosphäre besteht aus verschiedenen Schichten, die sich in Bezug auf Temperatur, Dichte und Höhe unterscheiden. Hier sind die wichtigsten Luftschichten, beginnend von der Erdoberfläche aus: 1. Troposphäre: Die Troposphäre ist die unterste Schicht und erstreckt sich vom Erdboden bis in etwa 15 Kilometer Höhe, je nach Breitengrad. In dieser Schicht findet das Wettergeschehen statt und sie enthält den größten Teil der Luftmasse der Atmosphäre. Mit zunehmender Höhe nimmt die Temperatur normalerweise ab. 2. Stratosphäre: Die Stratosphäre liegt oberhalb der Troposphäre und erstreckt sich in etwa 15-50 Kilometer Höhe. Hier befindet sich die Ozonschicht, die uns vor schädlicher UV-Strahlung schützt. Im Gegensatz zur Troposphäre steigt die Temperatur in der Stratosphäre mit zunehmender Höhe an. 3. Mesosphäre: Die Mesosphäre befindet sich oberhalb der Stratosphäre und erstreckt sich in etwa 50-80 Kilometer Höhe. In dieser Schicht nimmt die Temperatur wieder ab. Bis zu dieser Höhe bleibt die Zusammensetzung der Luft immer konstant. Auch in dieser Höhe findet sich noch immer ein Luftgemisch aus 78 Stickstoff, 21 Sauerstoff und einem Prozent Spurengase. Der Luftdruck nimmt mit zunehmender Höhe ab. Man sagt deshalb auch, die Luft dort oben sei «dünn». 4. Thermosphäre: Die Thermosphäre liegt oberhalb der Mesosphäre und reicht bis zu einer Höhe von etwa 80 -500 Kilometer. In dieser Schicht ist die Luft extrem dünn, aber sie nimmt dennoch eine beträchtliche Menge an Energie von der Sonne auf, was zu sehr hohen Temperaturen führt. 5. Exosphäre: Die Exosphäre ist die äusserste Schicht der Atmosphäre und hat keine klare obere Grenze. Sie reicht bis in 1000 km Höhe und besteht hauptsächlich aus extrem dünnen Gasen wie Wasserstoff und Helium. Die Teilchen in dieser Schicht haben so viel Energie, dass sie oft die Schwerkraft der Erde überwinden und ins Weltall entweichen. Diese Luftschichten spielen eine entscheidende Rolle bei der Steuerung des Klimas, dem Schutz vor schädlicher Strahlung und dem Flugverkehr. Jede Schicht hat ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften und beeinflusst unser Leben auf vielfältige Weise. Bezeichne die einzelnen Schichten. Schreibe auf, was anders wäre, wenn die Erde keine Atmosphäre hätte. Lufttemperatur Die Lufttemperatur ist eine Mass dafür, wie warm oder kalt die Luft um uns herum ist. Wenn wir draussen spielen oder uns im Haus aufhalten, können wir die Lufttemperatur spüren. Wenn es draussen im Sommer sehr heiss ist, dann ist die Lufttemperatur hoch. Wenn es im Winter sehr kalt ist, dann ist die Lufttemperatur niedrig. Wie wird die Lufttemperatur gemessen? Die Lufttemperatur wird mit einem speziellen Instrument namens Thermometer gemessen. Das Thermometer zeigt uns an, wie warm oder kalt es gerade ist. Die Temperatur wird oft in Grad Celsius (C) gemessen. Wenn es warm ist, zeigt das Thermometer eine höhere Zahl, zum Beispiel 30C. Wenn es kalt ist, zeigt es eine niedrigere Zahl, wie zum Beispiel 5C. Wie ändert sich die Lufttemperatur? Die Lufttemperatur ändert sich im Laufe des Tages und der Jahreszeiten. Morgens und nachts kann es kühler sein, während es tagsüber wärmer wird. Im Sommer ist es normalerweise heiss, und im Winter kann es sehr kalt sein. Die Sonne spielt eine wichtige Rolle bei der Erwärmung der Luft. An einem sonnigen Tag kann es deshalb wärmer sein als an einem bewölkten Tag. Warum ist die Lufttemperatur wichtig? Die Lufttemperatur beeinflusst, wie wir uns fühlen und wie wir uns kleiden. An einem warmen Tag tragen wir leichtere Kleidung, während wir uns an einem kalten Tag warm anziehen. Die Lufttemperatur ist auch wichtig für Pflanzen und Tiere. Einige Pflanzen gedeihen besser in wärmerem Klima, während andere kälteres Wetter bevorzugen. Erkläre diese Zeichnung mithilfe des Textes zu Lufttemperatur im Magazin Seite 4. Luftdruck Der Luftdruck ist die Kraft, die die Luft aufgrund ihrer Masse und Bewegung auf eine Fläche ausübt. Stell dir die Luft als eine grosse Anzahl unsichtbarer Teilchen vor, die ständig um uns herum sind und sich in alle Richtungen bewegen. Diese Teilchen üben eine winzige, aber dennoch spürbare Kraft auf die Oberflächen aus, die sie umgeben. Der Luftdruck wird üblicherweise in der Einheit Pascal (Pa) gemessen, benannt nach dem berühmten Physiker Blaise Pascal. In der meteorologischen Praxis wird der Luftdruck oft in der Einheit Hektopascal (hPa) ausgedrückt, was 100 Pa entspricht. Der Luftdruck variiert mit verschiedenen Faktoren wie der Höhe über dem Meeresspiegel, der Temperatur und den Wetterbedingungen. In der Höhe, wie auf einem Berggipfel, ist der Luftdruck normalerweise niedriger, da die Luftsäule über uns dort geringer ist. In niedrigeren Höhen und auf Meereshöhe ist der Luftdruck höher, da dort mehr Luft über uns ist. Der Luftdruck spielt eine entscheidende Rolle in der Wettervorhersage und ist wichtig für die Dynamik der Atmosphäre. Wenn der Luftdruck fällt, kann dies auf eine bevorstehende Wetterverschlechterung hindeuten, während ein steigender Luftdruck oft auf stabiles und sonniges Wetter hindeutet. Menschen und Tiere sind in der Lage, den Luftdruck nicht direkt wahrzunehmen, aber unser Körper ist empfindlich genug, um Veränderungen im Luftdruck zu spüren, insbesondere wenn sie abrupt auftreten, wie zum Beispiel beim Start und der Landung von Flugzeugen oder bei starken Wetterfronten. Erkläre diese Zeichnungen mithilfe des Textes zu Luftdruck im Magazin Seite 5. Luftfeuchtigkeit Die Luftfeuchtigkeit ist ein Begriff, der beschreibt, wie viel Wasserdampf sich in der Luft befindet. Sie ist ein wichtiger Aspekt des Wetters und kann einen erheblichen Einfluss auf unser Wohlbefinden und die Umwelt haben. Der Wasserdampf in der Luft entsteht durch die Verdunstung von Wasser, beispielsweise von Ozeanen, Seen, Flüssen, Pflanzen oder Bodenfeuchtigkeit. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen, und umgekehrt. Wenn die Luft mit Wasserdampf gesättigt ist, spricht man von 100% relativer Luftfeuchtigkeit. Das ist der Punkt, an dem die Luft keine weiteren Wasserdampfmoleküle aufnehmen kann, und wenn die Temperatur weiter steigt, kondensiert der überschüssige Wasserdampf in Form von Wassertröpfchen oder -kristallen, was zu Wolkenbildung oder Niederschlag führen kann. Die Luftfeuchtigkeit hat viele Auswirkungen: 1. Komfort: Hohe Luftfeuchtigkeit kann sich unangenehm anfühlen, da Schweiss nicht gut verdunstet und die Körperwärme schlechter abgeführt wird. Das kann zu einem schwülen und drückenden Gefühl führen. Niedrige Luftfeuchtigkeit hingegen kann die Haut und Schleimhäute austrocknen. 2. Gesundheit: Hohe Luftfeuchtigkeit begünstigt das Wachstum von Schimmelpilzen und Hausstaubmilben, die allergische Reaktionen auslösen können. Niedrige Luftfeuchtigkeit kann zu trockenen Atemwegen und Reizungen führen. 3. Wetter: Die Luftfeuchtigkeit beeinflusst die Bildung von Wolken und Niederschlag. Hohe Luftfeuchtigkeit kann die Entstehung von Gewittern begünstigen. 4. Pflanzen: Pflanzen benötigen ausreichend Luftfeuchtigkeit, um gut zu wachsen. Niedrige Luftfeuchtigkeit kann sie stressen und zu Trockenschäden führen. Die Luftfeuchtigkeit wird oft in Prozent angegeben und kann mit einem Hygrometer gemessen werden. Eine relative Luftfeuchtigkeit von 30-50% wird in Innenräumen oft als angenehm empfunden. In manchen Regionen schwankt die Luftfeuchtigkeit im Laufe des Tages, zum Beispiel ist sie in den frühen Morgenstunden oft höher und sinkt im Laufe des Tages, wenn die Temperaturen steigen. Erkläre diese Zeichnung mithilfe des Textes zu Luftfreuchtigkeit im Magazin Seite 5. Blitz und Donner Blitz und Donner beschreiben zwei Naturphänomene, die während eines Gewitters auftreten. Ein Blitz ist eine helle und intensive elektrische Entladung, die während eines Gewitters stattfindet. Er entsteht, wenn sich in den Wolken positive und negative elektrische Ladungen trennen. Diese Ladungstrennung passiert aufgrund von Zusammentstössen und Reibungen zwischen Wassertröpfchen und Eiskristallen in den Wolken. Die negativen Ladungen sammeln sich meistens in der unteren Wolkenregion, während die positiven Ladungen sich in der oberen Region ansammeln. Da entgegengesetzte Ladungen sich anziehen, strebt die negative Ladung in der Wolke nach unten, während die positive Ladung von der Erde nach oben steigt. Wenn die Ladungsunterschiede gross genug sind, bildet sich ein elektrisches Feld zwischen der Wolke und der Erdoberfläche. Sobald dieses elektrische Feld stark genug ist, entlädt es sich in Form eines Blitzes. Der Blitz ist der sichtbare Teil dieses elektrischen Entladungsprozesses und erscheint als ein helles, zuckendes Licht am Himmel. Der Donner ist das Geräusch, das wir nach einem Blitz hören. Wenn ein Blitz durch die Luft saust, wird die Luft in seiner Umgebung extrem schnell erhitzt manchmal sogar auf Temperaturen, die höher sind als auf der Oberfläche der Sonne. Diese plötzliche Erhitzung lässt die Luft schnell ausdehnen und erzeugt eine Druckwelle, die sich in alle Richtungen ausbreitet. Diese Druckwelle ist der Donner, den wir hören. Da Licht sich schneller bewegt als Schall, sehen wir den Blitz zuerst und hören den Donner dann etwas später. Durch diese Verzögerung können wir oft abschätzen, wie weit das Gewitter entfernt ist. Der Schall legt etwa 343 Meter pro Sekunde in der Luft zurück. Zusammengefasst: Blitz und Donner entstehen während eines Gewitters. Der Blitz ist eine helle elektrische Entladung in den Wolken, während der Donner das Geräusch ist, das durch die schnelle Ausdehnung der Luft nach einem Blitz erzeugt wird. Erkläre diese Zeichnungen mithilfe des Textes zu Blitz und Donner im Magazin Seite 16. Himmelblau Das Sonnenlicht besteht aus verschiedenen Farben, die verschiedene Wellenlängen haben. Kurzwellige Farben wie Blau und Violett haben kürzere Wellenlängen als langwellige Farben wie Rot und Gelb. Wenn das Sonnenlicht in die Atmosphäre eindringt, trifft es auf viele Teilchen in der Luft. Die kurzwelligeren blauen Lichtstrahlen werden dabei viel stärker gestreut als die langwelligeren roten Lichtstrahlen. Während des Tages, wenn die Sonne hoch am Himmel steht, ist der Weg der Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre kurz und der blaue Anteil des Lichts wird am stärksten in alle Richtungen gestreut. In den Abendstunden, wenn die Sonne tiefer steht, ist der Weg der Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre viel länger. Je länger der Weg des Lichts ist, desto kleiner ist der blaue Lichtanteil, desto röter wird es. Zusammenfassend: Der Himmel ist blau, weil das kurzwellige blaue Licht in der Atmosphäre stärker gestreut wird als die anderen Farben. Erkläre mit eigenen Worten, warum der Himmel blau ist. Regenbogen Ein Regenbogen entsteht, wenn Sonnenlicht durch Regentropfen in der Atmosphäre gebrochen und reflektiert wird. Dabei spielen zwei Hauptphänomene eine entscheidende Rolle: Das Sonnenlicht besteht aus verschiedenen Farben, die unterschiedliche Wellenlängen haben. Wenn das Licht von der Luft in den Regentropfen eintritt, wird es gebrochen und in die einzelnen Farben getrennt. Nachdem das Licht in den Regentropfen eingedrungen ist, wird es im Inneren des Tropfens mehrfach an den Wänden reflektiert, bevor es schliesslich wieder heraustritt. Beim Austritt aus dem Tropfen wird das Licht erneut gebrochen und in die einzelnen Farben getrennt. Wenn viele Regentropfen in der Luft vorhanden sind, bilden sie zusammen einen Bogen, der das Licht in alle Richtungen reflektiert. Das menschliche Auge kann die unterschiedlichen Farben wahrnehmen. Der Regenbogen erscheint immer dann, wenn sich die Sonne hinter dir befindet und der Regen vor dir fällt. Es ist wichtig zu beachten, dass Regenbogen Kreisbögen sind, obwohl wir normalerweise nur einen Halbkreis sehen, da der Boden das untere Segment blockiert. Unter besonderen Bedingungen, wie z. B. bei Wasserfällen oder Nebel, können auch Vollkreisregenbogen beobachtet werden. Erkläre anhand der Bilder mit eigenen Worten, wie ein Regenbogen entsteht.