FSV Wchtersberg Ausbildung Fach Meteorologie Wetterkunde fr Privatpiloten

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Wetterkunde für Privatpiloten und Luftsportler Materialien für den Unterricht Günter Bertsch FSV Wächtersberg Quellen: Dietrich Knapp: Fluglehrerlehrgang Hornberg 1977 (Manuskript) Dietrich Knapp: Grundlagen der Wetterkunde für Piloten BWLV 1986 Manfred Reiber: Moderne Flugmeteorologie Verlag H. Deutsch 1998 Horst Malberg: Meteorologie und Klimatologie J. Springer Verlag 1997 Manfred Kreipl: Mit dem Wetter segelfliegen Motorbuch Verlag 1977 Hesse: Der Segelflugzeugführer 1977 Eckart Buttelmann: PPL-Wetter PPL Fragenkatalog Auflage 2002, 2009 Beispiele aus pcmet Weitere Bildquellen: DWD, ESA, NASA, NOAA Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Teil 1 1. Grundlagen, Zusammensetzung und Aufbau der Atmosphäre 2. Bestimmungsgrößen für den Zustand der Atmospäre -Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit 3. Flugmeteorologische Grundelemente und wetterbedingte Fluggefahren -Sicht, Wolken, Niederschlag 4. Vertikale Luftbewegung, Schichtung, Thermodynamisches Diagramm 5. Klima, Großwetterlagen 6. Flugwetterberatung für die allgemeine Luftfahrt, Self- Briefing Wetterkarten, Wetterschlüssel, GAFOR, Pcmet. . . Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Die Atmosphäre Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Die Atmosphäre Chemische Zusammensetzung der Luft: 21% Sauerstoff O 2 78% Stickstoff N 2 0. 03% Kohlendioxid CO 2 Rest: Edelgase u. a. Im Durchschnitt sind ca. 1. 3% Wasserdampf (max. 3%) in der Luft enthalten. Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Ionosphäre Temperaturverlauf und Schichtung der Atmosphäre Kosmische Strahlung im UV- und Röntgenbereich UV- Licht (Tag) O 2 O 3 Nacht O Temperaturgradient: Temperaturänderung mit der Höhe (im Normalfall Abnahme), Mittelwert für Troposphäre: 0. 65°C/100 m oder 2°C/1000 ft O 2 Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Bestimmungsgrößen für den Zustand der Atmosphäre Luftdruck Luftfeuchtigkeit Temperatur Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Temperatur - physikalische Maßzahl für den Wärmezustand von Materie, nach der kinetischen Gastheorie ist die Temperatur proportional der Bewegungsenergie der Moleküle. Im Bereich der Troposphäre durchdringt die Sonneneinstrahlung die Luft und erwärmt den Erdboden. Der erwärmte Boden gibt Wärme an die Luft ab. Der Wärmetransport innerhalb der Troposphäre erfolgt durch Konvektion. Sonnenspektrum Infrarotstrahlung Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Temperatur / Strahlung Albedo (= Rückstreuvermögen) der Erdoberfläche Rückstreuvermögen verschiedener Bodentypen für solare Einstrahlung Erdboden, Ackerland: Erdboden, Wüste: Meer, senkrechter Einfall Meer, streifender Einfall: Eis: Schnee, frisch gefallen: Schnee in Polregionen : 10% 30% 4% 90% 35% 80% (wegen schrägem Einfall bis) 90% An der Erdoberfläche gilt: Absorption = 100% - Albedo Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Luftdruck Regel: Bei einer Höhendifferenz von 5500 m halbiert sich der Druck Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Luftdruck Maßeiheit: Alte Maßeinheiten: 1 Pa = 1 N/m² 760 mm Hg = 760 Torr = 29. 25 ins merc = 1013. 25 mbar = 1013. 25 h. Pa Meßgeräte für den Luftdruck: Quecksilberbarometer Aneroidbarometer/ Höhenmesser/ Barograf Elektronische Drucksensoren Barometrische Höhenstufe: Höhenunterschied, der 1 h. Pa Druckunterschied verursacht. Meereshöhe (MSL): 8 m/h. Pa = 30 ft/h. Pa (2000 m: 10 m/h. Pa) 5500 m: 16 m/h. Pa 11000 m: 32 m/h. Pa Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Die ICAO - Standardatmosphäre Dient zum Vergleich von Leistungsparametern von Flugzeugen und Triebwerken und zur Eichung von Fluginstrumenten. Die wichtigsten Daten der ICAO- Standardatmosphäre: Luftdruck 1013. 2 h. Pa Lufttemperatur (MSL) 15°C Luftdichte 1. 225 kg/m³ rel. Feuchte 0% Temperaturabnahme bis 11 km Höhe 0. 65°C/100 m bzw. 2°C/1000 ft Höhe der Tropopause 11 km Temperatur an der Tropopause -56. 5°C Zur Anwendung bei Eichungen gibt es ausführliche Tabellen für die Höhenabhängigkeit von Lufttemperatur, Luftddruck, Luftdichte und Schallgeschwindigkeit. Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Die Höhenmessereinstellungen Altitude Height bei T=15°C Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Weitere Höhenbegriffe in der Luftfahrt Wahre Höhe (true altitude): Da die Atmosphäre nie allen Bedingungen der Standardatmosphäre einspricht, gibt die angezeigte Höhe (indicated altitude) nie genau die wahre Höhe wieder, sie kann jedoch mit entsprechenden Kenntnissen unter Verwendung geeigneter Hilfsmittel bzw. Näherungen weitgehend korrigiert werden. Standard- Einstellung: 1013. 2 h. Pa Druckhöhe (pressure altitude): Höhe über der Standarddruckfläche 1013. 2 h. Pa, die Flugfläche (FL) ist eine Druckhöhe. Dichtehöhe (density altitude): Die Dichtehöhe ist die Höhe der Standardatmosphäre, in der die Luftdichte genau der aktuell herrschenden Luftdichte in Flughöhe entspricht, sie ist eine temperaturkorrigierte Druckhöhe. Dichtehöhe ist dann gefragt, wenn ein Motorflugzeug bei erheblichen positiven Temperaturabweichungen von Standard an der Grenze seiner Leistungsdaten geflogen werden soll bzw. bei Starts auf hochgelegenen Plätzen bei hohen Temperaturen. Die Dichtehöhe wird mit dem Flugcomputer bzw. dafür geeigneten Rechenscheiben ermittelt. Falls keine Hilfsmittel zur Verfügung stehen, hier eine Näherung: pro °C Abweichung von der Temperatur der Standardatmosphäre verändert sich die Dichtehöhe um 120 ft, sie steigt bei positiver Abweichung. Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Höhenmeßfehler durch Druckänderung Vom Hoch ins Tief gehts schief ! Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Höhenmeßfehler durch Temperaturabweichung Näherungsformel für die Praxis: Je 1°C Abweichung von der Standardtemperatur ist die Höhenmesseranzeige um 0, 4%zu korrigieren (höher mit +, tiefer mit -). Im Winter sind die Berge höher! Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Aufgabe Met. 380 aus PPL- Fragenkatalog 2002: Sie befinden sich in FL 50 bei einer Temperatur von -20°C. Das QNH beträgt 1003 h. Pa. Wie groß ist ihre wahre Höhe? Lösungsangebote: A) 5000 ft B) 5170 ft C) 4830 ft D) 4230 ft Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Lösung, PPL- Fragenkatalog Met. 380/2002: Sie befinden sich in FL 50 bei einer Temperatur von -20°C. Das QNH beträgt 1003 h. Pa. Wie groß ist ihre wahre Höhe? FL 50 Aktuelle Temperatur in FL 50 = - 20°C Standardtemperatur in FL 50 = + 5°C 5000 ft NN 5000 ft - 300 ft = 4700 ft Druckdifferenz 10 h. Pa => 10 x 30 ft = 300 ft Differenz 1003 h. Pa 1013, 2 h. Pa = 25°C Je Grad Temperaturabweichung von der Standardtemperstur ist die Höhenmesseranzeige um 0. 4% zu korrigieren: 25 x 0. 4% = 10% 4700 ft x 0. 1 = 470 ft Da die Temperaturabweichung negativ ist, werden die 470 ft von den 4700 ft abgezogen. 4700 ft - 470 ft =4230 ft Antwort: Die wahre Höhe beträgt 4230 ft Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Luftfeuchtigkeit Sättigungsdampfdruck und maximale Feuchte: Absolute Feuchte: Der tatsächlich in der Luft enthaltene Wasserdampf in g/m³ Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Luftfeuchtigkeit Die relative Feuchte: Frel = Fabs Fmax x 100% Taupunkt : Temperatur bei der die Sättigung (max. Feuchte =100% rel Feuchte) erreicht ist und Kondensation einsetzt. Taupunktsdifferenz (Spread): Differenz zwischen tatsächlicher Temperatur und Taupunkt. z. B. = 10°C => Die Luft muß sich um 10° abkühlen um den Taupunkt zu erreichen. Aus kann mögliche Nebelbildung vorhergesagt werden, oder die zu erwartende Cu- Wolkenbasis (KKN/m = Spread x 123) ermittelt werden. Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Luftfeuchtigkeit Höhenunabhängige Feuchtebegriffe Wird ein abgeschlossenes Luftpaket vertikal bewegt, ändern sich Druck, Volumen und Temperatur Der Wassergehalt des Paketes bleibt jedoch konstant Relative und maximale Feuchte, Dampfdruck und Taupunkt ändern sich daher mit der Höhe. Zur Betrachtung der Dynamik der Atmosphäre (z. B. großräumige Turbulenz) werden höhenunabhängige Feuchtebegriffe benötigt: Spezifische Feuchte q: q= W Masse Wasserdampf = ______ W + L Gesamtmasse feuchte Luft Mischungsverhältnis m: Einheit: g/kg W m = Masse Wasserdampf = ___ L Masse trockene Luft m q Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Luftfeuchtigkeit Meßgeräte für Luftfeuchtigkeit: Hygrometer Psychrometer Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Luftfeuchtigkeit Aufgabe: Ermittle mit den Informationen dieser “Wetterstation” die Höhe der zu erwartenen Cu- Wolkenbasis. Fabs Frel = Fabs = Frel x Fmax = 0. 64 x 20 g/m³ = 12. 8 g/m³ Fmax nach Faustregel = 12. 8°C (nach Faustregel) = 20°C - 12. 8°C = 7. 2°C rel. F = 64% Cu- Basis = x 123 m = 886 m über Grund T = 20°C Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Sichten in der Fliegerei MET Günter Bertsch Bodensicht

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Nebelbildung: - Abkühlung der Luft bis zum Taupunkt (Strahlungsnebel) - Transport von warmer und feuchter Luft über ausgekühlte Landflächen (Advektionsnebel) - Zufuhr von Wasserdampf mit oder ohne gleichzeitiger Abkühlung der Luft (Mischungsnebel) Künstliche Nebelauflösung: - Erwärmung der Luft durch Sonneneinstrahlung - Entzug von Wasserdampf durch Tau- oder Reifbildung - Vertikaler Luftausch durch Turbulenz. Bei mittleren Windgeschwindigkeiten 5 m/s (oft schon ab 3 m/s) wird Strahlungsnebel in der Regel aufgelöst. Günter Bertsch

FSV Wächtersberg Ausbildung Fach: Meteorologie Die Wolkengattungen Günter Bertsch