Wetter- und Meereskunde für Seefahrer

223 Pages·1958·26.138 MB·German

by  Joseph Krauß, Heinrich Meldau

Kraufl-Meldau
Wetter- und Meereskunde
fiir Seefahrer
Vierte Auflage
Von
Josepb Kraull Dr. Walter Stein
und
Mit 102 Abbildungen
und 3 zum Teil farbigen Tal'eln
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1958
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ISBN 978-3-662-13432-0 ISBN 978-3-662-13431-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-13431-3
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© by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1958
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solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu
betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften
Vonvort zur dritten Auflage
Die erste Auflage dieses Buches erschien 1917 unter dem Titel:
KRAUSS, Grundzüge der maritimen Meteorologic und Ozeanographie.
Im Jahre 1931 erschien die zweite Auflage unter Mitarbeit von Pro
fessor Dr. H. MELDAU, Seefahrtschule Bremen. An Stelle des 1937
verstorbenen Professor MELDAU trat für diese Auflage Dr. W ALTER
STEIN, Seefahrtschule Bremen, als Mitarbeiter ein.
A1.lch die dritte Auflage dieses Buches will in erster Linie eine Hilfe
für den Unterricht in der Wetter- und Meereskunde an den Seefahrtc
schulen sein. Es kann aber auch dem Sportsegler und Seefischer Ver
ständnis für die Vorgänge in der Luft und im Wasser vermitteln.
Der für die Navigation verantwortliche Nautiker muß sich natürlich
übcr dcn allgemeinen Bahmen dieses Buches weit hinausgehende
~pe;;:ielle Kenntnisse von den meteorologischen und hydrographischen
Verhältnissen seines Fahrtgebietes erwerbcn. Dafür stehen ihm die
einschlägigen Veröffentlichungen des Meteorologischen Amtcs und des
Deutschen Hydrographischen Institutes in Hamburg zur Verfügung,
dercn genaues Studium für ihn unerläßlich ist.
Die Verfasser danken an dieser Stelle für die ihnen von allen Seiten
bereitwillig gegebenen Auskünftc und Ratschläge, besonders den Herren
Dr. MEINCKE und Dr. RODEwALD vom Meteorologischen Amt und den
Herren Dr. DIETRICH und Dr. SCHUMACHER vom Deutschen Hydro
graphischen Institut in Hamburg.
Bad Schwartau und Bremen, Juli 19f>2
J. Krallß . W. Stein
Vorwort zur vierten Auflage
Für die vierte Auflage wurde das Buch im wesentlichen unver
ändert gelas~en. Nur an den Stellen, an denen die Entwicklung der
Wetter- und Meereskunde Ergänzungen notwendig machte, wurde es
erweitert.
Unser Dank gilt allen, die uns durch Hinweise, Anregungen und
Überlassung von Abbildungen unterstützten, insbesondere dem See
wetteramt des Deutschen Wetterdienstes und dem Deutschen Hydro
graphischen Institut in Hamburg und ihren Mitarbeitern.
Bad Schwartau und Bremen, Mai 1958
J. Krauß . W. Stein
Inhaltsverzeichnis
Seite
Einleitung ................. . 1
I. Die Grundgrößen des Wettergeschehens und ihre Beobachtung 1
1. Die Atmosphäre S. 1. - 2. Die Zusammensetzung der Luft
S. 3. - 3. Der Luftdruck S. 4. - 4. Barometer S. 4. - 5. Zeit
liche Schwankungen des Luftdruckes S. 8. - 6. Isobaren und Gra
dient S. 9. - 7. Der Wind S. 10. - 8. Darstellung des Windes in
Karten S.13. - 9. Das Messen des Höhenwindes S. 13. - 10. Wind
und Seegang S. 14. -11. Die Lufttemperatur S. 16. -12. Das Messen
der Wassertemperatur S. 17. - 13. Der Wasserdampf in der Luft
S. 18. - 14. Das Messen der Luftfeuchte S. 20. - 15. Dunst, Nebel,
Wolken und Niederschlag S.21. - 16. Dunst S. 22. - 17. Nebel
S.22. - 18. Wolken S.25. - 19. Ursachen der Wolkenbildung
S. 27. - 20. Örtliche und zeitliche Verteilung der Wolken S. 28. -
21. Niederschläge S. 29. - 22. Das Eis des Meeres S. 31. - 23.
Elektrische Erscheinungen in der Atmosphäre S. 32. - 24. Optische
Erscheinungen in der Atmosphäre S. 33.
11. Meteorologisches Tagebuch und Wetterverschlüsselung . . . . . 35
25. Das meteorologische Tagebuch S. 35. - 26. Das Verschlüsseln
der Beobachtungen für die Funkwettermeldung, Seeobstelegramm
S. 40. - 27. Eismeldungen S. 42. - 28. Sonstige Beobachtungen
S. 43. - 29. Übungsaufgaben S. 43.
IH. Die Grundgesetze des Wettergcschehens 45
30. Ausdehnung der Luft bei Erwärmung S. 45. - 31. Erwärmung
der Luft durch Druckerhöhung S. 45. - 32. Erwärmung der Luft
durch die Sonnenstrahlung S. 46. - 33. Die Ausstrahlung der Erde
S.47. - 34. Verschiedene Erwärmung von Land und See S.48. -
35. Erwärmung der Luft am erwärmten Untergrund S. 48. - 36.
Täglicher Gang der Lufttemperatur S. 49. - 37. Jährlicher Gang
der Lufttemperatur S. 50. - 38. Die Temperaturverteilung in der
Horizontalen S. 50. - 39. Die Temperaturverteilung in der Verti
kalen S. 52. - 40. Inversionen S. 53. - 41. Verschiedenes Ver
halten trockener und feuchter Luft bei Vertikalbewegungen S. 54.
- 42. Stabile und labile Luftschichtung S. 55. - 43. Thermische
Hoch-und Tiefdruckgebiete S. 57. - 44. Die Ablenkung der Winde
infolge der Erddrehung S. 59. - 45. Das barische Windgesetz von
Buys-BALLoT S. 61. - 46. Die Stärke des Windes S. 62. - 47.
Beeinflussung des Windes durch die Küstengestaltung S. 63.
48. Strömungsfeld, Konvergenzen und Divergenzen S. 64. -
49. Höhenwinde S. 65,
VI Inhaltsverzeichnis
Seite
IV. Die wichtigsten Winde und Windsysteme 66
50. Das planetarische Windsystem S. 66. - 51. Die Mallungen
S. 68. - 52. Die Roßbreiten S. 69. - 53. Die Passate S. 72. -
54. Die Monsune S. 73. - 55. Monsun und Höhenwetterlage S. 75.
- 56. Land- und Seewinde S.76. - 57. Fallwinde S.77.
58. Gewitter S. 80. - 59. Beispiele von Gewitterböen S. 81.
V. Die Stürme der gemäßigten Zonen . . . . . . . . . . . . 82
60. Die Westwindgürtel S. 82. - 61. Luftmassen S. 83. - 62.
Der Aufgleitvorgang. Warmfront S. 84. - 63. Der Einbruchsvor
gang. Kaltfront S.86. - 64. Die Polarfront S.87. - 65. Das
Zyklonenmodell von ßJERKNES S. 88. - 66. Das Wetter in einer
Zyklone S.89. - 67. Die Entwicklung der Zyklone S. 90. - 68.
Die Okklusion S. 92. - 69. Zugstraßen der Zyklonen S. 93. -
70. Die Geschwindigkeit der Zyklonen S. 95. - 71. Zyklonenfami-
lien S. 95. - 72. Randzyklonen, Zyklonenregeneration, gegen
läufige Zyklonen S. 96. - 73. Troglagen, Flautefronten S.97. -
74. Höhentrog S. 98. - 75. Das Wetter in den nördlichen Fischerei
gebieten, die Arktikfront S. 99. - 76. Einige besondere Stürme
S.99. - 77. Wandernde und ortsfeste Hochdruckgebiete S. 101.
VI. Tromben und tropische Orkane . . . . . . . . . . . . . . . . 102
78. Wind- und Wasserhosen S. 102. - 79. Die tropischen Orkane
S. 103. - 80. Die Entstehungsgebiete der tropischen Orkane S. 104.
- 81. Tropische Orkane und Höhenwetterlage S. 105. - 82. Die
Hauptorkanzeiten S. 106. - 83. Der Aufbau des Orkankörpers S.107.
- 84. Die Orkanbahnen S. 108. - 85. Die Quadranten des Sturmfel-
des S. 110. - 86. Anzeichen für das Herannahen eines Orkanes
S. 111. - 87. Die Bestimmung der Lage des Orkanzentrums S. 115.
- 88. Peilung der Mitte S. 116. - 89. Schätzung der Entfernung
S. 116. - 90. Bestimmung der Bahnrichtung S. 117.
VII. Das Meer und die Meeresströmungen . . . . . . . . . . . . . 118
91. Meereskundliche Forschung in Deutschland S. 118. - !J2. Die
Meeresräume S. 119. - 93. Die Temperatur des Meerwassers S. 121.
- 94. Der Salzgehalt des Meerwassers S. 122. - !J5. Die Dichte des
Meerwassers S. 123. - 96. Die Durchsichtigkeit und Farbe des
Meerwassers S. 123. - 97. Das Eis des Meeres S. 124. - 98. Windsee
und Dünung S. 126. - 99. Brandung S. 130. - 100. Oberflächen
strömungen des Meeres S. 131. - 101. Die Ursachen der Meeres
strömungen S. 131. - 102. Das Bestimmen der Richtung und Stärke
von Strömungen S. 133. - 103. Die Darstellung der Oberflächen
strömungen in Karten S. 135. - 104. Auftriebwasser S. 136. - 105.
Die großen Stromringe S. 137.
Die wichtigsten Meeresströmungen in den einzelnen
Ozeanen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
106. Oberflächenströmungen im Atlantischen Ozean S. 137. - 107.
Südatlantischer Ozean S.141. - 108. Oberflächenströmungen im
Stillen Ozean S. 142. - 109. Oberflächenströmungen im Indischen
Ozean S. 144. - 110. Gezeitenströme S. 146. - 111. Seiches S. 146.
- 112. Vertikale Zirkulation, Tiefenströme S.146.
Inhaltsverzeichnis VII
Seite
VIII. Wetterberatung ........... . 148
113. Der internationale Wetterdienst S. 148. -114. Die Entwicklung
der synoptischen Methode S. 149. - 115. Die Deutsche Seewarte
S. 149. -116. Wetterschiffe S. 151. -117. Arktische Wetterstatio
nen S. 151. - 118. Bordwetterwarten S. 152. - 119. Das aerologi
Hche Stationsnetz S. 102. - 120. Der Deutsche Seewetterdienst
S. 152. - 121. Wind- und Sturmwarnungsdienst S. 155. - 122.
Windanzeiger S. 157. - 123. Sturmflutwarndienst S. 158. -
124. Eisdienst S. 158. - 125. Wetterkartenanalyse über Funk S. 161.
- 126. Höhenwetterkarten S. 163. - 127. Ausländische Wetter
berichte S. 164. - 128. Hafendienste S. 164. - 129. Monatskarten
und andere Kartenwerke S. 164. - 130. I,iteraturangaben S. 166.
IX. Das Zeichnen von Wetterkarten an Bord ........... 167
131. Das Eintragen der Wettermeldungen S. 167. - 132. Winke für
das Zeichnen der Wetterkarte. Die .Fronten S. 169. - 133. Das
Zeichnen der Isobaren S. 170. - 134. Beispiele S. 172. - 135_
ßildfunkübertragung von Wetterkarten S. 173.
X. Eigene Wettervorhersage an Bord 174
136. Wettervorhersage nach der Wetterkarte S. 1 H. - 137. Wetter
vorhersage ohne Wetterkarte S. 176. - 138. Radar als Wetterberater
S. 178. - 139. Möglichkeiten langfristiger Wettervorhersage S. 180.
-140. Wetter-Vorausberechnung S. 182. -141. Beispiele von Wet
terlagen über dem Nordatlantik und dem europäischen Raum S. 182.
XI. Meteorologische Navigation. . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
142. Grundsätzliches zur meteorologischen Navigation S. 184. -
143. Beispiele meteorologischer Navigation S. 187. - 144. Das
Manövrieren in tropischen Orkanen S. 190. -- 145. Übungsaufgaben
S. 193. - 146. Eis-Navigation S. 195.
Anhang 197
Beaufortskala für Windstärke und Seegang. - Tafel zur Bestim
mung der relativen Feuchte und des Taupunktes (Psychrometer
tafel).
Sachverzeiehnis. . . . : . . ............. 202
Tafeln (in Tasche am Schluß des Buches)
I. Tiefe und mittelhohe Wolken
11. Mittelhohe und hohe Wolken
IH. Karte der Meeresströmungen.
Einleitung
Wetter- und Meereskunde haben für den Seefahrer auch im Zeitalter
des Dampf- und Motorschiffes ihre große Bedeutung behalten. Um eine
möglichst schnelle und sichere Reise zu machen, muß der Schiffsführer
die Wind-, Wetter- und Strömungsverhältnisse, die ihn auf seiner Reise
erwarten, kennen, muß Stürmen aus dem Wege gehen oder ihr Gebiet
wenigstens so günstig wie möglich durchqueren, kurz, er muß meteoro
logisch navigieren!
Die Erkenntnisse der modernen Wetter- und Meereskunde, die ihm
dies ermöglichen, konnten nur durch die Mitarbeit der Seefahrer als
Beobachter gewonnen werden. Jeder Seefahrer wird auch in Zukunft
sich in die Reihen der freiwilligen Mitarbeiter an diesem Werk einordnen
müssen. Aus diesem Buch wird er daher zunächst lernen, wie er die Grund
größen des Wetters beobachten und messen kann und wie er sie im me
teorologischen Tagebuch niederlegt oder in Wettertelegrammen weiter
gibt. Dann werden die wichtigsten Wettergesetze dargestellt und die
Hauptwindsysteme und Meeresströmungen beschrieben. Nach einer
Darstellung aller Wetterberatungsmöglichkeiten und der Technik des
Zeichnens und Auswertens von Wetterkarten an Bord wird dann die
meteorologische Navigation behandelt.
J. Die Grundgrößen des Wettergeschehens und ihre
Beobachtung
1. Die Atmosphäre. Wetter ist der Zustand der Lufthülle unserer Erde
in einem bestimmten Augenblick. Lufttemperatur, Luftdruck, Wind,
Feuchte, Niederschlag, Wolken, Blitz und Donner usw. als Ganzes ge
sehen. Die Wetterkunde (Meteorologie) hat die Aufgabe, den Zusammen
hang dieser Erscheinungen in der Lufthülle zu erklären. Die Unter
suchung der Vorgänge im Meer und der Kräfte, die diese Vorgänge be
wirken, ist Aufgabe der Meereskunde (Ozeanographie). Beide Wissen
schaften sind nicht zu trennen, da Lufthülle und Meer in enger Wechsel
wirkung zusammen das Wetter gestalten.
Unsere Erdkugel ist umgeben von einer Lufthülle, der Atmosphäre.
Die Höhe der Atmosphäre können wir nicht genau angeben, da sie
sich allmählich, ohne scharfe Grenze, gegen den Weltraum verliert. Der
Krauß-Meldau, Wetter- und Meereskunde, 4. AuO. 1
2 1. Die Grundgrößen des Wettergeschehens und ihre Beobachtung
Mensch ist erst 31 km im Ballon hochgestiegen (SIMONS, 1957). Unbe
mannte Registrierballons erreichten 40 km, moderne Raketen mit ein
gebauten Meßgeräten über 200 km Höhe. Polarlicht, Sternschnuppen,
elektrisch reflektierende Schichten (Ionosphäre) liegen aber bestimmt
in Höhen von mehreren hundert Kilometern.
Alle Wettervorgänge spielen sich in den unteren zehn Kilometern
der Lufthülle ab. Wir nennen diese Schicht die Troposphäre. Nur in
dieser verhältnismäßig dünnen Schicht ist die Temperatur der Luft von
den Wärmeverhältnissen der Erdoberfläche abhängig, nur in ihr sorgen
auf- und absteigende Luftströmungen für eine-vertikale Durchmischung,
entsteht unser Wetter. Die Temperatur nimmt in dieser Schicht im
Mittel 5-8° auf 1 km ab. Diese Schicht enthält fast den ganzen
Wasserdampf der Atmosphäre.
Die Troposphäre reicht in mittleren Breiten durchschnittlich 10 bis
11 km, an den Polen 8-10 km uud in den Tropen 17 km hoch. An der
Obergrenze beträgt die Lufttemperatur in den mittleren Breiten - 50°
bis -60°, über den Polen -45°, über dem Äquator --70° bis -80°0.
Die Höhe dieser Schicht und ihre Temperatur schwanken stark mit
Jahreszeit und Wetterlage.
Da die Dichte der Luft mit der Höhe rasch abnimmt, enthält die
für das Wetter maßgebende Troposphäre trotz ihrer geringen Höhe doch
etwa drei Viertel der gesamten Luftmasse.
über der Troposphäre liegt die Stratosphäre. Die Übergangsschicht
zwischen Troposphäre und Stratosphäre heißt Tropopause. Sie ist
2-4 km hoch und hat bei - 55 ° 0 Lufttemperatur nur noch einen Luft
druck von 225 Millibar.
In der Stratosphäre steigt mit zunehmender Höhe die Lufttemperatur
wieder an, da der in dieser Luftschicht enthaltene Ozon die Ultraviolett
strahlung der Sonne absorbiert. In 50 km Höhe herrschen daher wieder
+
20° bis 40° O. Der Luftdruck beträgt in dieser Höhe nur noch 1 Milli
bar.
In über 50 km Höhe fällt die Temperatur, bis sie bei 80 km 70 bis
80° erreicht. Der Luftdruck beträgt dort nur noch 1/100 Millibar.
Über 80 km beginnt die Ionosphäre, in der sich durch die Ultraviolett
strahlung der Sonne elektrisch geladene Moleküle, die Ionen, bilden,
welche die elektrischen Wellen bestimmter Wellenlängen nicht durch
lassen, sondern reflektieren (s. Lehrbuch der Navigationl, E- und
F-Schicht, S.7.45). In der Ionosphäre nimmt die Temperatur wieder
auf mehrere hundert Grad zu. Diese Erwärmung ist bis 150 km Höhe
durch Raketenaufstiege nachgewiesen. In dieser Schicht entstehen die
Nordlichter.
1 MELDAU-STEl'l'ES, Lf>hrbuch der Navigation, Bremen, Verlag Geist, 1958 ..