Mikroklima

Mikroklima ist das Klima der bodennahen Luftschicht von 0 – 2 m Höhe und das Klima in Pflanzenbeständen. Es unterscheidet sich vor allem durch die größeren Schwankungen und ausgeprägteren Extrema der Temperatur und relativen Luftfeuchte, die eine Folge des geringen Luftaustausches in Erdbodennähe sind. Das Mikroklima wird sehr stark vom Oberflächentyp (Vegetation, unbewachsener Boden, Wasserfläche, Schnee/Eis, künstliche Oberfläche) beeinflusst. Lokalfaktoren wie Kleinformen im Relief, Bodenbedeckung, Bodenbeschaffenheit (vor allem die Farbe) wirken sich ebenfalls stark auf das Mikroklima aus. In Bodennähe können dadurch vom Normalklima völlig abweichende Lebensbedingungen für die niedrig wachsende Vegetation entstehen.

Andererseits ist das Mikroklima das Klima, das sich in einem kleinen, klar umrissenen Bereich (z.B. an einer Felswand, Feld, Baumgruppe, Ufer) ausbildet. Insbesondere in nicht natürlichen Lebensräumen wie Orten oder Städten kann das Mikroklima durch die unterschiedlichen Baumaterialien, die Architektur, die Beschattung oder die Windveränderung erheblich von den regionaltypischen Gegebenheiten abweichen.

Mesoklima

Das Mesoklima ist das Klima eines Landschaftsraumes, einer Reliefeinheit, einer Geländekammer oder eines Ballungsgebietes. Dieses kann eine Ausdehnung zwischen hundert Metern und hundert Kilometern besitzen (z.B. Waldgebiet, Dorf, Mittelgebirge). Es beschreibt die durchschnittlichen lokalen Abwanderungen und Besonderheiten der großklimatischen Verhältnisse. Typische Erscheinungen bzw. Merkmale sind Lokalwinde, die Überwärmung in Städten, thermische Ausgleichswirkungen von Wassermassen sowie Luv- und Lee-Effekte in Gebirgen.

Kleinräumige Zirkulationssysteme

Infolge unterschiedlicher Erdoberflächengestaltung (Untergrund, Bodenbedeckung, Relief) und daraus resultierender räumlicher Unterschiede der thermischen Verhältnisse der bodennahen Luftschicht entstehen kleinräumige Zirkulationssysteme.

Das Land-See-Windsystem ist tagesperiodisch ausgeprägt und entwickelt sich infolge unterschiedlicher Erwärmung von Land- und Wasseroberflächen im Uferbereich von großen Binnenseen.

Aufgrund der geringen Wärmekapazität und damit rascheren Erwärmung des Untergrunds sowie der bodennahen Luft kommt es bei starker Sonneneinstrahlung über Land tagsüber zu aufsteigender Luftbewegung. In der Höhe über Land kommt es so zu einem Druckanstieg, der eine Ausgleichsströmung in Richtung Wasser bewirkt, wo sich oberflächennah durch absinkende Luft ein Druckanstieg ergibt. Über Land resultiert hingegen ein bodennah ausgeprägtes, thermisch bedingtes Tief. Das Zirkulationssystem wird durch eine oberflächennahe Luftströmung vom Wasser zum Land geschlossen (Seewind).

Nachts kehren sich die Druckunterschiede und damit das Zirkulationssystem um und es entwickelt sich oberflächennah ein Landwind.

Das Wald-Feld-Windsystem ist bzgl. seiner zugrunde liegenden Prozesse mit dem Land-See-Windsystem vergleichbar, aber sowohl von geringerer Ausdehnung als auch von schwächerer Intensität.

Durch die thermischen Gegensätze zwischen Wald und Feld (Wald tagsüber kühler und nachts wärmer) kann sich eine schwach ausgeprägte Strömung vom Wald zum Feld tagsüber und in entgegengesetzter Richtung in der Nacht einstellen.

Das Stadt-Umland-Windsystem ist ebenfalls bzgl. seiner zugrunde liegenden Prozesse mit dem Land-See-Windsystem vergleichbar, aber ebenso von geringerer Ausdehnung und schwächerer Intensität.

Es weist aber keine Tagesperiodizität auf. Vielmehr führt das meist ganztägige Temperaturgefälle zwischen Stadt und Umland zu einer ständigen, bzgl. ihrer Intensität sehr stark schwankenden Strömung in Richtung Stadt (Flurwind).

Bei Hangwindsystemen spielen unterschiedliche Strahlungs- und Wärmeumsätze an unterschiedlich geneigten und exponierten Oberflächen in stark ausgeprägten Reliefs eine wesentliche Rolle.

Hangwinde entstehen aufgrund der unterschiedlich starken Erwärmung der auf Hängen auflagernden Luftschicht und der in gleicher Höhe befindlichen Luftmassen der freien Atmosphäre. Durch die starke Erwärmung im Hangbereich entwickelt sich dort tagsüber ein thermisches Tief, in größerer Entfernung vom Hang, in kühlerer Luft hingegen ein thermisches Hoch. Daraus resultiert ein tagsüber ausgeprägter Hangaufwind, absinkende Luftbewegung in einiger Entfernung zum Hang und eine horizontale, vom Hang weggerichtete Ausgleichströmung in der Höhe. Bei nächtlicher Abkühlung kehrt sich dieses Zirkulationssystem um, es setzt ein auf hangabwärts fließende Kaltluft zurückzuführender Hangabwind ein, der in Tal- und Muldenlagen zu gesteigerter Frostgefährdung führen kann (Kaltluftseen).