Klima (Fach) / ... (Lektion)

...

Diese Lektion wurde von wildpferd erstellt.

Lektion lernen

zurück  |  weiter 1 / 1

• Masse der Atmosphäre 4.9 · 1015 t
• mittlerer Radius der Erde 6371 km
• mittlere Dichte5.5 g/cm³ 5.5 g/cm³
• Masse der Erde 6 · 10^21 t
• Energiebilanzgleichung an der Erdoberfläche (primäre Energieumsatzfläche) Q* + B + L + V = 0 Q*: Strahlungsbilanz oder NettostrahlungB: BodenwärmestromL: turbulenter Strom fühlbarer Wärme (Aufstieg/Absinken von Luftmassen)V: turbulenter Strom latenter Wärme (Wasserdampf)β: Bowen-Verhältnis (= L/V) Vorzeichenregelung (nach Geiger):+: Energieströme zur Energieumsatzfläche hin gerichtet: Energieströme von der Energieumsatzfläche weg gerichtet
• Q*: Strahlungsbilanzgleichung an der Erdoberfläche (primäre Energieumsatzfläche) Q* = S + D – Rk – E + A - RlQ*: StrahlungsbilanzS: direkte SonnenstrahlungD: diffuse HimmelsstrahlungRk: kurzwellige ReflexstrahlungE: langwellige Ausstrahlung der ErdoberflächeA: atmosphärische GegenstrahlungRl: langwellige Reflexstrahlungalle Strahlungsflussdichten haben die Einheit W/m²
• Globalstrahlung G S+D
• effektive Ausstrahlung A-E
• Fluss von elektromagnetischen Wellen c = f · λ
• mittlere Entfernung Sonne - Erde 149.6 · 106 km
• E: Stefan-Boltzmann-Gesetz berechenbar: die Ausstrahlung einer Oberfläche in Abhängigkeit von ihrer Oberflächentemperatur E = ε · σ · To^4E: langwellige Ausstrahlung der Erdoberfläche (W/m²)ε: Emissionsvermögen (Stoffkonstante)σ: Stefan-Boltzmann-Konstante (5.67 · 10-8 W m-2 K-4)To: Oberflächentemperatur (K)0 °C = 273.15 K
• Wellenlängenbereiche - kurzwelliger Strahlung (Wellenlänge λ zwischen 0.3 und 3.0 μm)langwelliger Strahlung (Wellenlänge λ zwischen 3.0 und 100 μm)
• Umrechungen (Temperatur) °F = 9/5 · °C + 32°C = 5/9 · (°F - 32)0 °C = 273.15 K → x °C = (x + 273.15) K
• Temperaturmaximaeinteilungen heiße Tage: Tage mit Ta,max ≥ 30 °CSommertage: Tage mit Ta,max ≥ 25 °CFrosttage: Tage mit Ta,min < 0 °CEistage: Tage mit Ta,max < 0°CWärmesumme WS (z.B. über ein Jahr): Summe aller Tage mit Ta,mit > 0 °CKältesumme KS (z.B. über ein Jahr): analog
• Hitzewelle-Definitionen durch die WMO Tagesmaximum von Ta, überschreitet an 5 aufeinander folgenden Tagen das mittlere Tagesmaximum von Ta (Klimanormalperiode) um 5 °C
• Isolinien in Graphiken und Karten Isobaren: Linien gleichen LuftdrucksIsallobaren: Linien gleicher dreistündiger LuftdruckänderungIsothermen: Linien gleicher Temperatur (z.B. Lufttemperatur)Isotachen: Linien gleicher WindgeschwindigkeitIsohyethen: Linien gleicher Niederschlagshöhe (Niederschlagssumme)
• thermische Schichtung in der Atmosphäre - neutral (adiabatisch) Ta / Z = -1.0 C/100 m- labil (überadiabatisch) Ta / Z < -1.0 C/100 m- stabil (unteradiabatisch) Ta / Z > -1.0 C/100 m- Sonderfall von stabiler Schichtung: Inversion
• umweltmeteorologische Bedeutung von Inversionen Inversionen beeinträchtigen bzw. schränken den Luftmassenaustausch ein → Verdünnung (Reduzierung) von Luftschadstoffkonzentrationen erschwert Akkumulation von Luftschadstoffen während InversionswetterlagenKenngrößen von Inversionen mit umweltmeteorologischer Bedeutung: Art (Bodeninversion oder Höheninversion), Schichtdicke, Intensität, Andauer, Häufigkeit
• Wasser Verdunstungswärme: -2501 J/g Kondensationswärme: +2501 J/g Schmelzwärme: -334 J/gGefrierwärme: +334 J/gEisverdunstungswärme: -2835 J/gSublimationswärme: +2835 J/g
• Dampfdruck VP Partialdruck des Wasserdampfs in hPaVP in der Atmosphäre: von wenig über 0 bis zu maximal 40 hPanach dem Gesetz von Dalton p  pi  p trockenerAnteilderLuft  VP
• Sättigungsdampfdruck VPmax gibt diejenige Menge an Wasserdampf an, die die Atmosphäre aufnehmen kann, ohne dass Kondensation eintritt (in hPa)Verdunstung bei VP < VpmaxKondensation bei VP = Vpmaxnach den Gesetzen der Thermodynamik hängt VPmax nur von Ta a
• Sättigungsdefizit VPmax - VP in hParelative Luftfeuchte RH in %Infolge der Abhängigkeit von VPmax von Ta:RH ist klein bei hohem TaRH ist groß bei niedrigem Ta
• Absolute Feuchte a in kg/m³ (andere Bezeichnung für die Dichte des Wasserdampfs)a = Masse des Wasserdampfs / Luftvolumen
• Spezifische Feuchte s in g/kg konservative Größe: ändert sich bei Vertikalbewegungen in der Atmosphäre nur dann, wenn Wasserdampf zu- oder abgeführt wirds = Masse des Wasserdampfs / Masse der feuchten Luft im gleichen Volumen
• Taupunkt Td in °C - diejenige Lufttemperatur, bei der gilt: VP = VPmax und RH = 100%- eindeutiger Zusammenhang zwischen VPmax und Ta → Verwendung einer Temperatur als Feuchtemaß möglich
• Methoden zur Bestimmung der aktuellen Verdunstung a) Berechnungen (physikalische Ansätze, Wasserhaushaltsmodelle)b) direkte Messungen (ClassA Pan, Piche Evaporimeter, Verdunstungswaage)c) Kombination aus Messungen und Berechnungen (Wasserbilanz-Methode, Energiebilanz-Methode) (Zielgröße: turbulenter Fluss latenter Wärme V)V = r · ρW · V*V in W/m²Verdunstung V* in mm/Zeitr: VerdunstungswärmeρW: Dichte von Wasser
• Luftdruck Luftdruck p (in hPa) = Gewicht der Atmosphäre K / darunter liegende Fläche Fp: hydrostatischer Druck hängt von der Masse und dem Zustand der Atmosphäre ab (z.B.: feucht – trocken)Atmosphäre als ideales Gas → Gasgesetze aus der Physik sind anwendbar (z.B. allgemeine Gasgleichung für trockene Luft)p = ρL · RL · TaρL: Luftdichte (1.29 kg/m3 bei p = 1013.3 hPa und Ta = 0 °C)RL: Gaskonstante für trockene Luft (287 J kg-1 K-1)Ta: Lufttemperatur (in K)
• Wasserbilanz und Energiebilanz Verdunstung stellt die Verbindung zwischen der Wasserbilanz und der Energiebilanz einer Fläche dar:Wasserbilanz(gleichung) einer Fläche N = A + V* + ΔWB (mm/Zeiteinheit)Energiebilanz(gleichung) einer Fläche Q* + B + L + V = 0 (W/m2)Q* = StrahlungsbilanzB = BodenwärmestromL = turbulenter Fluss fühlbarer WärmeV = turbulenter Fluss latenter Wärme (Wasserdampf) V = r · ρW · V*r Verdunstungswärme (≈ 2500 J/g)ρW Dichte von Wasser (≈ 1 g/cm3)
• Wasserbilanzgleichung (ohne Schnee) für ein hydrologisches Einzugsgebiet: N = A + V* + ΔWBN: Niederschlag (anderes Symbol: P)A: Abfluss (andere Symbole: D, R)V*: Verdunstung (anderes Symbol: E)ΔWB: Wasservorratsänderung im Boden entspricht: ∂WB/∂t Einheit der Terme in der Wasserbilanzgleichung: mm/Zeiteinheit → z.B.: mm/d oder mm/mon oder mm/a

zurück  |  weiter 1 / 1