Meteorologen sind Experten, die Wissenschaft nutzen, um das Wetter vorherzusagen. Eines der Wetterphänomene, die sie oft vorhersagen, ist Niederschlag, insbesondere Regen und Schnee. Wie wissen sie, wann es regnen oder schneien wird? Und wie unterscheiden sie zwischen diesen beiden Arten von Niederschlag? Lassen Sie uns erkunden, wie Meteorologen mit der Vorhersage von Niederschlägen umgehen.
Wetterdatenerfassung
Meteorologen beginnen mit der Sammlung von Daten aus vielen Quellen. Es gibt Wetterstationen im ganzen Land, die ihnen die Temperatur, Luftfeuchtigkeit, den Luftdruck, die Windgeschwindigkeit und -richtung an verschiedenen Orten mitteilen. In den Vereinigten Staaten stammen die meisten Wetterdaten von automatisierten Bodenbeobachtungsstationen (ASOS), die sich hauptsächlich an Flughäfen befinden.
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Wetterexperten betrachten die Thermometeranzeige am Boden und die Feuchtigkeit der Luft in Bodennähe. Sie beobachten auch alle Veränderungen in der Art des Niederschlags, die von Menschen am Boden wahrgenommen werden. Die Analyse von Wetterdaten hilft, die Regen- oder Schneevorhersage basierend auf der Analyse der Temperatur in verschiedenen Höhen zu überprüfen und zu verbessern.
Meteorologen verwenden auch Wetterradare, die zwischen Regen, Schnee und gemischtem Niederschlag unterscheiden können:
- Regen. Regen erscheint normalerweise als Bereiche gleichmäßiger oder glatter Signale auf dem Radarschirm.
- Gemischter Regen und Schnee. Wenn es an einem Ort sowohl regnet als auch schneit, kann das Radar gemischte Signale von Regen und Schnee anzeigen.
- Schnee. Schnee erzeugt typischerweise schwächere Radarsignale als Regen. Radarsignale von Schneefall können ungleichmäßiger sein und sich mehr ändern, aufgrund der unterschiedlichen Größen und Formen von Schneeflocken.
Wettersatelliten helfen auch, indem sie Bilder und Daten aus dem Weltraum aufnehmen, um Wolken, Stürme und thermische Veränderungen über große Gebiete zu beobachten. Durch die Betrachtung dieser Bilder können Experten herausfinden, welche Arten von Wolken Regen oder Schnee erzeugen und beobachten, wie sich die Wolken im Laufe der Zeit verändern.
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Das Wasser in einer Wolke und das Vorhandensein von Eiskristallen darin beeinflussen das Erscheinungsbild von Wolken, ihre Bildung und die Art des Niederschlags. Die Art der Wolke bestimmt die Menge an Wasser darin. Zum Beispiel haben Gewitterwolken die größte Menge an Wasser, während geschichtete Regenwolken dreimal weniger haben.
Um zu sehen, wie die Atmosphäre in verschiedenen Höhen ist, lassen Meteorologen Wetterballons mit Radiosonden steigen. Diese Geräte messen Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Wind in verschiedenen Höhen und geben einen vollständigen Überblick über die atmosphärischen Bedingungen.
Bildquelle: National Weather Service
Wettervorhersagemodelle
Als nächstes verwenden Meteorologen fortschrittliche Computermodelle, die versuchen, das Verhalten der Atmosphäre mithilfe von Mathematik und Daten aus zahlreichen Quellen nachzubilden. Diese Modelle zeigen ihnen die aktuellen Wetterbedingungen und nutzen die Wissenschaft, um vorherzusagen, wie sich das Wetter im Laufe der Zeit ändern wird.
Wettermodelle helfen Meteorologen zu verstehen, wie verschiedene Dinge in der Atmosphäre miteinander interagieren und Vorhersagen für die nächsten Stunden, Tage und sogar Wochen zu treffen. Aber sie sind nicht immer richtig. Die Atmosphäre ist sehr kompliziert, und kleine Fehler in Daten oder Annahmen können große Unterschiede in meteorologischen Vorhersagen bewirken.
Niederschlagsarten
Die Unterscheidung von Niederschlagsarten ist wichtig, da sie unterschiedliche Auswirkungen haben und unter verschiedenen Bedingungen auftreten. Die Hauptparameter, die Meteorologen verwenden, um Regen und Schnee vorherzusagen und sie zu unterscheiden, sind Temperatur, Gefriergrenze, Schmelzschicht und Bodentemperatur.
Temperaturprofil und Gefriergrenze
Thermometeranzeigen sind sehr wichtig, um die Art des Niederschlags zu definieren. Die Höhe über dem Boden, bei der die Temperatur gefriert, wird als Gefriergrenze bezeichnet. Manchmal kann diese Grenze von Wetterradaren identifiziert werden. Im Bild unten erscheint sie als gelber Ring um das Radar.
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Wenn die thermische Schicht in der gesamten atmosphärischen Säule, von der Wolkenbasis bis zur Oberfläche, über dem Gefrierpunkt (32°F oder 0°C) liegt, fällt der Niederschlag als Regen. Wenn die Temperatur in der gesamten Atmosphäre unter dem Gefrierpunkt liegt, erwarten Meteorologen Schneefall. Temperaturänderungen in verschiedenen Höhen können zu einer Mischung aus Regen, Schnee oder Schneeregen führen.
| Temperatur | Niederschlagsart |
|---|---|
| <32°F oder 0°C | Regen |
| >32°F oder 0°C | Schnee |
| Temperatur variiert | Gemischt |
Schmelzschicht
Meteorologen betrachten die vertikale Ansicht von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, um zu sehen, wie sich die thermische Schicht mit der Höhe in der Atmosphäre ändert. Ein genauer Blick auf diese Ansicht hilft ihnen, die Chancen auf Regen oder Schnee abzuschätzen.
Manchmal gibt es eine warme Schicht zwischen zwei kalten Schichten in der Atmosphäre. Dieser Bereich, der als Schmelzschicht bezeichnet wird, ist wichtig, wenn Schneeflocken teilweise schmelzen und zu Regentropfen werden. Wie dick diese Schicht ist und wie schnell sich die Temperatur darin ändert, bestimmt, ob der Niederschlag hauptsächlich Regen oder Schnee sein wird. Wenn es am Boden kalt ist, aber eine warme Schicht darüber liegt, kann es zu gefrierendem Regen kommen.
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Bodentemperatur
Die Thermometeranzeige einer Oberfläche, auf die Niederschlag fällt, ist ebenfalls wichtig, um die Art des Niederschlags zu bestimmen. Wenn es am Boden warm ist, kann Schnee schmelzen und zu Regen werden, bevor er den Boden erreicht. Wenn es am Boden kalt ist, fällt der Niederschlag eher als Schnee.
Fazit
Die Wettervorhersage ist eine herausfordernde und facettenreiche Wissenschaft. Meteorologen nutzen die Kraft der Technologie, der Daten und ihres eigenen Wissens, um vorherzusagen, wann es regnen oder schneien wird und um zwischen Niederschlagsarten zu unterscheiden. Durch die Analyse von Wettermustern wie Temperatur, Gefriergrenzen, Schmelzschichten und Bodenbedingungen erstellen sie ein umfassendes Bild des bevorstehenden Wetters.
