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Wetterthema

08.04.2020

Sonnenstand und Temperatur

In dieser Woche scheint die Sonne dank eines Hochdruckgebietes oftmals ungestört von früh bis spät. Damit lässt sich besonders gut beobachten, wie sich die Energiezufuhr durch die Sonne auf die Lufttemperatur auswirkt.

Ohne die fortwährende Energiezufuhr durch die Sonne gäbe es kein Leben auf unserer Erde. Würde sie plötzlich nicht mehr strahlen, würde das Wettergeschehen bereits nach zwei Wochen erlahmen. Es würde recht schnell abkühlen und irgendwann wären sämtliche Weltmeere zu Eis erstarrt. Solange es die Sonne gibt, empfängt die Erde von ihr fortwährend Energie und zugleich entweicht diese durch die langwellige Ausstrahlung auch wieder in den Weltraum. Die Änderung der Temperatur ändert hängt davon ab, ob die Einstrahlung der Sonne oder die Ausstrahlung des Erdbodens überwiegt.

Nachts gibt es nur die Ausstrahlung des Erdbodens. Dieser verliert Energie, er kühlt sich ab und daran auch die Luft. Mit dem Sonnenaufgang setzt die Energiezufuhr der Sonne ein. Schon schnell führt das zu einer Erwärmung. Das Minimum der Temperatur wird etwa zum Sonnenaufgang oder kurz danach erreicht. Es ist einleuchtend, dass es sich immer weiter erwärmt, solange die Sonne steigt. Die Höchsttemperatur wird jedoch erst einige Stunden nach dem Sonnenhöchststand erreicht. Trotz sinkender Sonne wird es also noch eine Zeit lang wärmer, nämlich solange ihre Einstrahlung größer ist als die Ausstrahlung des Erdbodens. In unserem Beispiel war der Sonnenhöchststand um 13:29 Uhr, die Höchsttemperatur jedoch erst gegen 16:40 Uhr, also mehr als 3 Stunden später. Diese Verzögerung ist typisch für sonnige Tage in der warmen Jahreszeit. Am späten Nachmittag begann es dann wieder abzukühlen. Interessant ist im Beispiel der Vergleich zwischen 8 Uhr am Morgen und 19 Uhr am Abend. Zu diesen Uhrzeiten stand die Sonne gleich hoch, am Morgen stieg die Temperatur, am Abend sank sie. Wie ist das möglich? Der Grund ist eine besondere Eigenschaft der langwelligen Ausstrahlung. Sie hängt nämlich von der Temperatur selbst ab und ist deutlich größer, wenn es wärmer ist. Am kühlen Vormittag ist die Ausstrahlung geringer als am warmen Abend. Bei gleichem Sonnenstand ergeben sich somit unterschiedliche Strahlenbilanzen.

An Tagen mit Wolken ist der Tagesgang der Temperatur nicht so ungestört. In erster Linie wirken Wolken dämpfend. Zurzeit kann man zwischen Tag und Nacht oftmals Temperaturunterschiede von 20 Grad beobachten. Das ist ohne Luftmassenwechsel nur bei klarem Himmel möglich. Nachts ist es in dieser Woche oftmals 0 bis 5 Grad kühl, während tags 20 bis 25 Grad gemessen werden. Für derart große Unterschiede muss es trocken sein. Wäre der Boden feucht, würde ein Teil der Sonnenenergie zum Verdunsten von Wasser drauf gehen. Schließlich darf auch der Wind nicht zu stark sein. Nur bei schwachem Wind kann sich die Luft nachts stark abkühlen. Bei windigem Wetter würde sich ständig eine vertikal mächtigere Luftschicht durchmischen. Die Abkühlung würde ein größeres Luftvolumen erfassen und in 2 Metern Höhe, wo üblicherweise die Temperatur gemessen wird, geringer ausfallen.

Mittwoch, 8. April 2020

Dr. Ingo Bertram
ARD-Wetterredaktion

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