Dieses Modell ist nicht maßstabgerecht. Die Exzentrizität beträgt nur 1/120 und wäre in der Skizze nicht sichtbar.

Während sich die Erde um die Sonne dreht, bleibt ihre Rotationsachse unbeweglich. Aus diesem Grund ist die Nordhalbkugel der Erde in den Sommermonaten der Sonne zugewandt und im Winter von ihr abgewandt.

Sommer und Winter sind auf den jeweiligen Einfallswinkel der Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche zurückzuführen. Im Sommer trifft die Sonne in einem sehr großen Winkel auf die Oberfläche der Nordhalbkugel auf. Dieser Winkel wird während der Wintermonate kleiner, und die Sonne steht niedriger über dem Horizont. Folglich geht sie auf der Nordhalbkugel im Winter später auf und früher unter. Die Tage sind kurz und wegen der geringen Sonneneinstrahlung auch kalt. So sieht es für die Nordhalbkugel der Erde aus. Gleichzeitig, während des Winters auf der Nordhalbkugel, steht die Sonne hoch über der Südhalbkugel und beschert ihr lange, warme Tage. In den nördlichen Sommermonaten herrscht auf der Südhalbkugel Winter. Die Jahreszeiten in der nördlichen und der südlichen Hemisphäre sind also entgegengesetzt.

Die Stelle, an der das Sonnenlicht in einem rechten Winkel auf die Erdoberfläche einfällt, bewegt sich im Verlauf des Jahres zwischen 23,5° N und 23,5° S. Ausschlaggebend für die klimatischen Unterschiede der Jahreszeiten ist der Neigungswinkel der Erde von 23,5°. Die Entfernung zwischen Erde und Sonne spielt dagegen nur eine untergeordnete Rolle. Die Umkehrpunkte der Bahn der Sonne im Norden und im Süden werden der nördliche und der südliche Wendekreis, bzw. der Wendekreis des Krebses und der Wendekreis des Steinbocks genannt.
 
 

Sommer auf der Nordhalbkugel

Sommer auf der Südhalbkugel

Sommer auf der Nordhalbkugel

Sommer auf der Südhalbkugel

Klimakarte

Besonders auffällig ist die Abnahme der Feuchtigkeit von Südost nach Norden und Westen. Die Feuchtigkeit ist ein grundlegender Faktor für die Bestimmung einer Klimazone.

Im Himalayagebiet kommen sämtliche Feuchtigkeitsgrade vor. Mit sechs bis zwölf feuchten Monaten ist der Südosten vorrangig humid und semihumid. Die nach Norden und Westen hin zunehmende Trockenheit führt dort zu ausgedehnten semiariden Zonen. Die ariden Wüsten liegen nördlich der Himalayagebirgskette.

Klimaklassen werden nach der Land-Wasser-Verteilung, der Orografie, atmosphärischen oder Meeresströmungen und weiteren Faktoren bestimmt. Der Sommermonsun hat einen starken Einfluss auf das Klima in Süd- und Südostasien.
 
 

	Innertropische Konvergenz

Innertropische Konvergenz (ITC)
 
Die innertropische Konvergenzzone liegt in Äquatornähe. Die Luftmassen erwärmen sich und steigen nach oben. Unter der warmen Luftmasse bildet sich ein Tiefdruckgebiet, das so genannte Hitzetief. Die feuchten, von der Nordhalbkugel stammenden Nordost-Passatwinde treffen auf die Südost-Passatwinde von der Südhalbkugel. Mit Strömung der Passatwinde wird die Luftmasse erwärmt und steigt nach oben. Aufgrund der sehr hohen Luftfeuchtigkeit und der sehr warmen Temperatur bildet die ansteigende Luftmasse hohe Kumulonimbuswolken (Ambosswolken). Sie türmen sich wesentlich höher auf und sind bedeutend größer als die bei schönem Wetter entstehenden Kumuli (Haufenwolken). Die Spitze eines Kumulonimbus kann bis zu 12.000 Meter erreichen.

Sie sind der Auslöser für zahlreiche Gewittergüsse und Unwetter. Die Position der innertropischen Konvergenzzone ist jahreszeitenabhängig. Sie bewegt sich im Wesentlichen mit dem Zenit der Sonne zwischen 20° N und 20° S. Abweichungen, die unter anderem durch eine hohe Passatwindzirkulation verursacht werden, sind möglich. Die tatsächliche Position der ITC bestimmt den meteorologischen Äquator.
 
 

Passatwindzirkulation

Passatwinde
 
Winde mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 20 km/h strömen regelmäßig entlang der zum Äquator hin gelegenen Flanken des subtropischen Hochdruckgebiets in Richtung Westen. Über dem Festland und zu Beginn ihrer Reise über den Ozean sind dies zumeist trockene Winde wie beispielsweise der westafrikanische Harmattan. Bei der Ozeanüberquerung nehmen die Winde riesige Mengen Wasserdampf auf und so kommt es über bergigen Gebieten zur Bildung großflächiger Wolken und zu Niederschlag.

In der Äquatorregion strömen der Nordost- und der Südost-Passat in einer Tiefdruckrinne zusammen. Unter dem Einfluss der Sonne im Zenit und der dadurch bedingten intensiven Erwärmung der Erdoberfläche steigen die konvergierenden Luftmassen an und bilden feuchte Kumulonimbuswolken. Der Anstieg der Luftmassen über dem Äquator wird durch ihr Absinken in den Wendekreisgebieten ausgeglichen, und somit schließt sich der Kreis. (Siehe Diagramm zur innertropischen Konvergenz)

Corioliskraft

Die Corioliskraft ist eine Folge der Erddrehung. Vom Äquator aus gesehen werden die Luftmassen auf der Nordhalbkugel stets nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt. Die Corioliskraft beträgt am Äquator Null und nimmt zu den Polen hin zu, da die Rotanionsgeschwindigkeit der Erde vom Äquator zu den Polen von 1674 km/h auf 0 km/h abfällt.
 
 

	Der indische Monsun

Indischer Monsun
 
Der Monsun ist eine großräumige, dem Wechsel der Jahreszeiten unterlegene Luftzirkulation mit einer Windablenkung von über 120°. Der am besten bekannte und wichtigste Monsun ist der südwestliche Sommermonsun in Südasien. Von Mai bis September bringt er heftigste Regenfälle zum Kontinent.

Wenn diese den Äquator überqueren und sich auf den indischen Subkontinent zu bewegen, werden die Luftströmungen der Südost-Passatwinde durch die Corioliskraft nach Westen abgelenkt. Dies geschieht aufgrund des Wärmeunterschieds zwischen der Oberfläche des Meeres und des Lands. Landmassen erhitzen sich schneller als Wasser. Über dem Land steigt die Luft nach oben, wodurch ein Tiefdruckgebiet entsteht, in das die Luft vom Äquator strömt. Auf seinem Weg nach Südasien überquert der Monsun den Indischen Ozean und nimmt große Wassermengen auf. Über der warmen Landmasse beginnt er anzusteigen. Die ansteigende Luft kühlt ab, schwere Wolken bilden sich und entladen sich schließlich in Form des Monsunregens.

Für die Luftströme des Monsuns stellt der Himalaya eine unüberwindbare natürliche Barriere dar. Deshalb sehen sich die südlichen Teile des Himalayagebiets starken Regengüssen ausgesetzt, während im Norden extreme Trockenheit herrscht.

Von Dezember bis Februar dominiert der Nordost-Wintermonsun. Er transportiert sehr kalte, trockene Luftmassen. Im Südosten Indiens regnet es während der Monate von Dezember bis Februar am meisten, da der Wintermonsun dann den Golf von Bengalen überquert.

Die Niederschlagsmengen schwanken zwischen 2000 und 4000 mm pro Jahr an der Westküste Indiens und nur 200 mm jährlich in der Wüste Thar. Die Stadt Cherrapunji in den Khasi-Bergen verdient eine besondere Erwähnung. Ein durchschnittlicher Niederschlag von über 10.000 mm jährlich macht sie zur regnerischsten Stadt der Welt!
 
 
NDVI
 
Der normalisierte Differenzvegetationsindex, kurz NDVI, steht in Zusammenhang mit dem Anteil der durch Photosynthese absorbierten Strahlung und wird aus dem sichtbaren Rotkanal und dem nahen Infrarotkanal berechnet. Gesunde Pflanzen weisen im Bereich um 0,7 µm (nahes Infrarot) eine stark ansteigende Reflexion auf, während die Reflexion von unbewachsenem Boden in Abhängigkeit von seinen Eigenschaften viel eher linear ansteigt. Je aktiver das Chlorophyll, desto steiler fällt die Kurve des Reflexionsanstiegs im nahen Infrarotbereich zwischen 0,7 und 1 µm aus. Diese Zusammenhänge erlauben es, den Zustand, die Vitalität der Vegetation zu beurteilen. Siehe auch: Prinzipien der Fernerkundung

Mit der Standardisierung (durch Quotenbildung) werden topographische sowie atmosphärische Einflüsse weitgehend ausgegrenzt und somit die Beobachtung ausgedehnter Gebiete ermöglicht.

Die Gleichung für den LANDSAT-NDVI lautet: (Kanal4 - Kanal3) / (Kanal4 + Kanal3).

In other words,

NDVI =	Nahes Infrarot - Rot
	Nahes Infrarot + Rot

 
 

	Meteosat der zweiten Generation

Wettersatelliten
 
Die für meteorologische Beobachtungen eingesetzten Wettersatelliten sind in polaren oder äquatorialen Bahnen stationiert. Sie messen die Reflexion und Strahlung (mittleres Infrarot und thermisches Infrarot) an der Erdoberfläche. Eine Interpretation der Reflexion und Strahlung gibt Auskunft über die Verteilung von Wolken, Temperaturen und den Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre. Der Früherkennung von Wirbelstürmen und Unwettern gilt dabei ein besonderes Augenmerk. Dank der Infrarotstrahlung können die Temperaturen von Luftschichten sowie der Erdoberfläche gemessen werden. Folglich lässt sich auch die Höhe von Wolken ermitteln. Die Infrarotstrahlung macht es möglich, dass die Wolkenverteilung selbst nachts beobachtet werden kann.

Meteosat

• Meteosat der ersten Generation:
• Bodenauflösung:
• sichtbares Licht (VIS) 2,5 km
• Infrarotlicht (IR) 5 km
• Spektralkanäle
• 1: 0,5 - 0,9 µm sichtbares Licht
• 2: 5,7 - 7,1 µm Wasserdampf
• 3: 10,5 - 12,5 µm thermisches Infrarot
• Betriebshöhe 36.000 km
• Wiederholrate 30 Minuten
• Daten seit 1978

Wasserdampf: Der WV-Spektralkanal nimmt im Bereich hoher Wasserdampfabsorption auf (5,7 - 7,1 µm, mittleres Infrarot). Aufgrund der starken Absorption in diesem Wellenlängenbereich beziehen sich die erfassten Werte hauptsächlich auf die mittlere und obere Troposphäre. Tatsächlich ist die atmosphärische Absorption der mittleren Infrarotstrahlung so stark, dass die Strahlung kaum bis zur Erdoberfläche gelangt. Deshalb kann die Erdoberfläche auch nichts reflektieren und bleibt sozusagen unsichtbar.

Selbst dort, wo sich keine Wolken gebildet haben, besteht Wasserdampffluss in der oberen Atmosphäre, der schließlich doch noch zur Entstehung von Wolken und Niederschlag führen kann. Diese Bilder besitzen typischerweise eine niedrigere Auflösung als IR-Aufnahmen, sind aber Tag und Nacht verfügbar, was einen beachtlichen Vorteil gegenüber Bildern aus dem sichtbaren Bereich darstellt. Da die mittlere Infrarotstrahlung von der Anwesenheit direkten Sonnenlichts unabhängig und tags wie nachts vorhanden ist, sehen wir Wasserdampf rund um die Uhr. Die Grenzen des Nutzens dieser Aufzeichnungen ergeben sich aus der Tatsache, dass der Wasserdampfgehalt in unteren Schichten häufig eine sehr wichtige Rolle bei der Entstehung von Wolken und Niederschlag spielt. Da diese Bilder vorwiegend höhere Bereiche widerspiegeln, kommt es vor, dass wichtige Veränderungen der Wasserdampfverteilung in den unteren Bereichen unbeachtet bleiben.

Thermisches Infrarot: Der IR-Kanal nimmt in einem Spektrum geringer Absorption von Spurengasen auf. Dadurch kann die langwellige Abstrahlung der Erdoberfläche und der Wolkenoberflächen gemessen werden. Kalte Wolken sind sehr gut von der wärmeren Erdoberfläche zu unterscheiden. Problematisch wird die Unterscheidung bei niedrigen Wolken und Schnee- und Eisfeldern, die eine sehr ähnlich niedrige Temperatur aufweisen können.

Meteosat der zweiten Generation

Meteosat der zweiten Generation (MSG), auch Meteosat 8 genannt, ist jetzt in Betrieb. Gegenüber seinem Vorgänger weist er einige technische Verbesserungen auf. Im Vergleich zu aktuellen Meteosat-Satelliten generiert MSG mit der doppelten Häufigkeit (alle 15 Minuten anstatt alle halbe Stunde) und in wesentlich mehr Spektralkanälen (zwölf anstatt drei) Multispektralbilder der Erdoberfläche und Wolkensysteme. Auch ist die geometrische Auflösung um Längen verbessert (1 km im hochauflösenden sichtbaren Kanal und 3 km in den anderen Kanälen).

Acht der Kanäle zeichnen im thermischen Infrarotbereich auf und liefern unter anderem pausenlos Informationen über die Temperaturen von Wolken, Land- und Wasserflächen. Durch den Einsatz von Kanälen, die Ozon, Wasserdampf und Kohlendioxid absorbieren, wird MSG den Meteorologen auch die Analyse der Eigenschaften atmosphärischer Luftmassen ermöglichen. Auf der Grundlage dieser Daten lassen sich dann dreidimensionale Ansichten der Atmosphäre erzeugen. Zwei der acht Infrarotkanäle sind nun auf der Eumetsat-Homepage für jedermann zugänglich. Die bisherigen Meteosat-Funktionen bleiben weiterhin bestehen.

Quelle: EUMETSAT