KLIMA MESSSTATIONEN

KLIMA
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INFORMATION
ALTERSGRUPPE
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Wettermessstationen sind auf der ganzen Welt verteilt. Neben den fix
installierten Wetterstationen gibt es auch unzählige bewegliche Stationen — wie
beispielsweise auf Schiffen und in jedem Großraumjet.
Wettersatelliten umrunden stündlich mehrmals die Erde und filmen akribisch jede
Wetterveränderung. Die Daten werden in einer genau abgestimmten Frequenz zur
Erde gefunkt und können dort von allen Nachrichtensendern für die
Wettervorhersage genutzt werden.
Wetterbeobachtungen und Klimaaufzeichnungen gelten als „klassische empirische“
Wissenschaften — das heißt, dass hier durch große Datenmengen und Hochrechnungen
die gewünschten Resultate (Wettervorhersage) erreicht werden sollen.
Gemessen werden die Größen Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck, des
weiteren Windrichtung und Windstärke sowie die Niederschlagsmenge und die
Sonnenscheindauer. Zusätzlich können auch Kenngrößen zum aktuellen Wetter
erfasst werden, wie Schätzungen rund um die Sichtweite, Bedeckungsgrad der
Wolken (inklusive Wolkenart und Wolkenhöhe) sowie das „allgemeine Wetter zur
Zeit der Beobachtung“.
Neben vollautomatisierten, computerunterstützten Messstationen findet man aber
auch weiterhin zahlreiche Stationen rund um den Erdball, wo Menschen täglich alle
drei Stunden die wichtigsten Kenngrößen in ihrer unmittelbaren Umgebung erfassen
und mittels Telefon oder Fax an eine Zentrale weiterleiten. Berühmt geworden sind
auf diese Art beispielsweise Messstationen in Nordrussland, wo die händisch
abgelesenen Messdaten durch Personen tagtäglich alle drei Stunden durchgegeben
werden. Solche Menschen leben oft über mehrere Monate allein, bis eine Ablöse
kommt. Die Erfassung der Daten rund ums Wetter wird mittels verschiedenster
moderner Methoden vollzogen.Vollautomatisierte Wetterballons, elektronische
Sensorenmessung oder selbstregulierende Wasserstandsbehälter sind nur einige
Beispiele — gleichzeitig können die gleichen Daten mit alten, herkömmlichen
Methoden erfasst werden. Ein in die Luft gehaltenes Thermometer erzielt den
gleichen Effekt wie die beschriebenen, auf Elektronik basierenden Elemente.
Somit kann jeder Haushalt, jede Schule zu einer Wetterstation umfunktioniert
werden. Experimente rund um das Wetter gab und gibt es
viele. Seit wir in einer Zeit der drohenden Klimaerwärmung leben,
wird über Maßnahmen zur Beeinflussung des Wetters mehr denn je
Ein Netz von Wettersatelliten
beobachtet rund um die Uhr das
komplette Wettergeschehen auf der
Erde. Foto mit freundlicher Unterstützung
der HWS Technologie AG.
Hier werden Temperatur,
Luftfeuchtigkeit, Niederschlagsmenge,
Windgeschwindigkeit und -richtung
aufgezeichnet und im fünf Minuten
enfernten Wetterbüro ausgewertet.
Foto mit freundlicher Unterstützung
von Diplom-Meteorologe Ronald
Eixmann, Ostseebad Kühlungsborn.
Auf der Hohen Warte in Wien wird
täglich ein Wetterballon gestartet.
Dieser steigt bis zu 29 Kilometer
hoch. Bevor er zerplatzt, sendet er
Daten über Wind und Temperatur
an die Metereologen. Foto mit
freundlicher Unterstützung von
ZAMG - Zentralanstalt für
Meteorologie und Geodynamik.
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nachgedacht. Schon bald nach dem Zweiten Weltkrieg gab es
Experimente, auf welche Art man die Wolken dabei „unterstützen könnte“, ihre
Wasservorräte abzuregnen. Bei all den Versuchen, „Wettergott“ zu spielen, musste —
abgesehen von kleinen Erfolgen — sehr schnell eingesehen werden, dass der Mensch
auf Erscheinungen des Wetters wie der Bildung eines „Hochs“ oder „Tiefs“, die
Entstehung von Tornados oder langen Dürreperioden nur indirekten Einfluss hat.
Experimente zum Verständnis des Wetters und der Wettererscheinungen sind
ZUSAMMENFASSUNG: Wettermessstationen sind auf der ganzen Welt
verteilt. Allerdings sind ihre technischen Möglichkeiten völlig verschieden:Von der
Verwendung satellitentechnisch unterstützter Daten bis hin zur einsamen Frau am
Sibirischen Eismeer, die jeden Tag mehrmals mit dem Thermometer die Temperatur
messen und die Ergebnisse an die Zentrale weiterleiten muss, gibt es alle Varianten.
Neben den fixen Wetterstationen fungieren heute viele Schiffe und Flugzeuge als
mobile Stationen.
Wasser sammelt sich in Form
von Wassertropfen. Wenn diese
zu schwer werden, fallen sie
zu Boden.
durchaus im Schulunterricht durchführbar. Wenige Themen sind so geeignet wie das
Thema „Wetter“ um erste „wissenschaftliche“ Untersuchungen durchzuführen.
Die Messung der Bodentemperatur, der Bau einer eigenen kleinen Wetterstation, die
eigene Erzeugung von Reif oder Tautropfen, Experimente rund um die Messung von
Gewittern oder Blitzen machen Schulkindern Spaß. Sie richten ihre Aufmerksamkeit
wieder verstärkt auf die alltäglichen Phänomene ihrer Umwelt.
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DIDAKTISCHE
UMSETZUNG
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Beim Thema Niederschläge wurde bereits der Bau eines Regenmessers
vorgestellt. Der Bau eines Windstärken- und
-richtungsmessers bzw. eines Thermometers ergänzt die Wetterstation und macht
die Beobachtungen der Kinder doppelt interessant. Die Ergebnisse auf dem
beiliegenden Arbeitsblatt können auf diese Weise verfeinert werden.
LERNZIELE:
■ Die Auseinandersetzung und der Bezug zum aktuellen Wetter werden intensiviert
- im Speziellen werden die Messungsgrößen rund um den Wind und den
Luftdruck experimentell erlernt.
■ Handwerkliche Fähigkeiten werden gefördert.
INFORMATIONSTEIL: Zuerst werden die Geräte gebaut (Regenmesser
siehe Kapitel Niederschläge, Windstärkenmesser und Windrichtungsmesser siehe
unten) und dann mittels Arbeitsblatt die Ergebnisse eingetragen. Aber auch ohne
eigene Wetterstation können Wetterbeobachtungen durchgeführt werden:
Die Kinder tragen ihre Beobachtungen daheim in die Tabelle ein.
BAU UND EXPERIMENT: WINDRICHTUNG
UND -GESCHWINDIGKEIT
Die sechseckigen Reifkristalle
reflektieren das Licht, dadurch
erscheint Reif weiß.
Der Windmesser erfordert Geduld
und präzise Arbeit, aber er wird
lange Freude machen.
ORT: Klassenzimmer.
ZEITAUFWAND DER BAUARBEITEN: gemeinsam mit anderen
Messgeräten in Gruppenarbeit zwei Schulstunden.
MATERIALIEN: Schere, zwei verschiedenfarbige Stücke Karton, Modelliermasse
(Plastilin), Kleber, Filzstift, Kugelschreiber,Trinkhalm, zwei Holzspieße, Lineal.
KOSTEN: geringe Kosten für Modelliermasse (Plastilin).
UMSETZUNG:
■ Zwei Kartonstücke (10x24cm bzw. 17x1cm) werden zugeschnitten. In der Mitte
des großen Stückes (bei 12cm) wird eine Linie gezogen, 1 Zentimeter links oder
rechts der Mittellinie noch eine Linie.
■ Auf diese zweite Linie wird ein Holzspieß geklebt, so dass er auf
einer Seite einen Zentimeter hinaussteht – auf der anderen Seite
demgemäss mehrere Zentimeter. Der Karton wird an der ersten Line
gefaltet.
Niederösterreich setzt bei der
Energiegewinnung auf „saubere“
Energieformen. Windenergie gehört
dazu.
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UMSETZUNG
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Der Barometer zeigt den Luftdruck
an. Mit einfachsten Materialien
kann in ganz kurzer Zeit ein solches
Messgerät für die Klasse hergestellt
werden.
■ In die Mitte des schmalen Kartons wird ein ein Zentimeter langes Stück Strohhalm
aufgeklebt. Dann wird es in der Mitte gefaltet und zusammengeklebt.
Ein ca. acht Zentimeter langes Spießstück wird in den Spieß gesteckt.
■ Hinter dem Spieß des großen Kartonstückes wird oben ein Loch mit
dem Kugelschreiber gebohrt.Von der unteren Ecke wird ein ungefähr
90-Grad-Bogen gezeichnet – mit Teilschnitten alle 15 Grad.
■ Der lange Spieß wird in die leere Kugelschreiberhülle und das
Ganze in die Modelliermaße gesteckt.
■ Zuletzt wird der kleine Spieß in das gebohrte Loch des großen Spießes
gesteckt und mit etwas Plastilin gesichert. Bei Wind zeigt der große
Karton die Windrichtung an, der kleine Karton die Windstärke.
BAU EINES BAROMETERS
Nimmt der Luftdruck nun
außerhalb des Glases zu,
drückt er auf die Ballonoberfläche.
Diese wölbt
sich nach innen, der Strohhalm
zeigt nach oben. Fällt
der Luftdruck jedoch,
dehnt sich die Luft im Glas
aus, der Ballon bläht sich
auf, der Zeiger weist nach
unten. Wer jeden Tag seine
Wetterbeobachtungen aufzeichnet,
kann im Nachhinein
exakte Bilanzen
über das Wettergeschehen
während des Schuljahres
ziehen.
ORT: Klassenzimmer.
ZEITAUFWAND DER BAUARBEITEN:
Gemeinsam mit anderen Messgeräten in Gruppenarbeit ca. zwei
Schulstunden.
MATERIALIEN: Marmeladeglas, Gummiringerl, Fotokarton in drei
Farben, Luftballon, Holzbrettchen, Schere, dicker Kunststoff-Trinkhalm, Kleber.
KOSTEN: ca. zwei Euro für Karton.
UMSETZUNG:
■ Das Mundstück des Luftballons wird abgeschnitten und der Ballon über die Öffnung
des Gurkenglases gespannt, dass keine Luft mehr in das Glas eindringen kann.
Eventuell den Ballon mit einigen Tropfen Kleber und dem Gummiringerl fixieren.
■ Danach wird das Glas auf eine Seite des Holzbrettchens geklebt. Der Trinkhalm
wird nun auf einer Seite abgeschrägt und mit der anderen Seite in die Mitte der
Ballonhaut geklebt. Er muss genau zentriert sitzen und wird mit winzigen Tröpfchen
Alleskleber befestigt (gut spannen, die Oberfläche muss glatt sein).
■ Vom Fotokarton wird ein langer, ca. sieben Zentimeter breiter Streifen zugeschnitten
und zu einem Dreieck (siehe Foto rechts oben) gefaltet. Auf einer Seite des
Dreiecks wird eine Strichskala angebracht. Das Dreieck wird nun so auf das andere
Ende des Brettchens geklebt, dass der Trinkhalm zu ihm zeigt. Eventuell kann man die
Null-Stellung des Strohhalms mit einer Wasserwaage ausrichten oder mit einem
herkömmlichen Barometer vergleichen.
ALTERNATIVE PROJEKTE:
■ Bau einer provisorischen Windhose bzw. eines Windstärkenschalenmessers.
■ Besuch einer Wetterstation.
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ARBEITSBLATT
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Hier lernst du einige Instrumente kennen, mit denen Wind,
Temperatur oder Luftfeuchtigkeit gemessen werden können.
Beobachte eine Woche lang das Wetter und trage deine
Ergebnisse in die richtigen Spalten ein!
Tag und Datum Tageszeit Niederschlag Wind Bewölkung Temperatur
Niederschlag: kN (kein Niederschlag), sN (schwacher N.), stN (starker N.)
Wind: l (leichter Wind), s (starker Wind), ST (Sturm)
Bewölkung: wl (wolkenlos), bw (bewölkt), stbw (stark bewölkt)
Die Temperatur misst du mit einem Thermometer in Grad Celsius.
Hatte die Wettervorhersage im Fernsehen oder im
Radio heute recht?
morgens
mittags
abends
morgens
mittags
abends
morgens
mittags
abends
morgens
mittags
abends
morgens
mittags
abends
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ARBEITSBLATT
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WIE ENTSTEHT EINE WETTERVORHERSAGE ?
Satelliten kreisen auf festen
Umlaufbahnen um die Erde. Sie senden
Fotos von Wolkenformationen zur Erde.
Mit Messgeräten ausgestattete
Flugzeuge liefern ebenfalls sehr wertvolle
Daten für die Wettervorhersage.
Hoch oben in der Atmosphäre sammeln
Ballons Daten und funken diese an
einen Computer auf die Erde zurück.
Sehr viele Wetterstationen sammeln
Daten vor Ort auf der ganzen Welt.
Du siehst, dass sich die
Wettervorhersage aus sehr
vielen verschiedenen Daten
zusammensetzt. Denk
daran, wie schwierig es
also ist, eine genaue
Wettervorhersage zu
machen!
Mit einem Computer werden alle Daten
miteinander verbunden und ausgewertet.
So kommt es täglich zu Wettervorhersagen,
die wir durch das Fernsehen, das Radio
oder durch die Zeitung erfahren.
Auch Schiffe senden Daten
zu Stationen an der Küste.
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