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Globaler Wandel (Fach) / Physisch (Lektion)

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• Radius Erdkugel: 1. Äquator - 2. Polen 1. 6356 km  2. 6378 km
• Was ist Perihel, was Aphel. Wo wann? Wie weit? Perhiel: Sonnennähster Stand >> 3.Januar ; 147,1 mio km Aphel: Sonnenfernster Stand >> 3.Juli ; 152,1 mio km
• Strahlungsinput unterschiede NH Sommer Winter ? Längenunterschiede Winter-Sommer? Sommer bis zu -3,5%; Winter bis zu +3,4 % Winter 179 Tage, Sommer 186 Tage
• Was die Schiefe der Ekliptik ? Der Winkel zwischen der gedachten Ebene von Erdumlaufbahn und Sonnenmittelpunkt, und Normalvektor der Erdachse (durch die Pole)
• 1. Was ist das Solstitium? Wann? 2. Was ist die Äquinoktium? Wann? 1. Sonnenwende 21.Juni und 22.Dezember; Gleichzeitg astronomischer Sommer- bzw. Winterbeginn. 2. "gefühlte Wanderung der Sonne überschreitet Himmelsäquator" >> Tag gleich lang wie Nacht >> astronomischer Frühlings- (21.03) bzw. Herbstanfang (23.09)
• Die Milankovitch-Zyklen? 1. Exzentrizität: Schwankungen des Stauchungsgrad (0-5%; derzeit 3%) der Ellipsenbahn der Erdumlaufbahn. Periodizität 100 000 Jahre und 400 000 Jahre 2. Präzession: "Kreiselbewegung der Erde"; Periodizität 23 000 Jahre und 19 000; Variation von Perihel und Aphel- Sommer oder Winter, NHK und SHK 3. Obliquität: Schwankung der Neigung der Erdachsenneigung zwischen 22°02' - 24°30'; Periodizität 41 000 Jahre 4. Nutation: Eine der Präzession überlagerte Störung mit einer Periode von 18,6 Jahren
• Solarkonstante ? Was ist ein cal? >> in Joule? 1349,8 W/m² Energie die benötigt wird um Wasser von 14,5°C auf 15,5°C zu erwärmen >>1cal= 4,187 Joule
• Strahlungsgesetz von Planck > Strahlungsenergie eines Wellenlängenbereichs nimmt mit steigender Temperatur zu > höchster Wert der maximalen Strahlungsflussdichte verschiebt sich mit steigender Temperatur hin zu kurzwelliger Strahlung           ?    ?     ?    ?     ?    ?     ?    ?    ?    ?    ?    ?    ?    ?    ?    ?    ?    ?    ?    ?    ?    
• Stefan-Boltzmann Gesetz Die von einem Körper abgestrahlte Energie S verhält sich proportional zur 4.Potenz der Oberflächentemperatur > S = σ * t⁴ σ= konstanter Wert
• Klasseneinteilung kurzwelliges und langwelliges Licht? Wo welches? Sichtbarer Wellenlängenbereich? 1. < 0,38 - 3 µm kW >>> v.a. Sonnenstrahlen, Reflektion und Streuung     > 3 µm lW >>> niedriege Temperaturen der Eigenstrahlung (emittierte Strahlung) von Erde                                    und Athmosphäre 2. 0,38µm - 078µm
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• Was sind Sonnenflecken, und welche Bedeutung haben sie? Zyklus? 1. Dunke Stellen auf der Sonne die kühler sind und weniger sichtbares Licht transportieren. Zahl und Größe der Sonnenflecken leichtester Indikator für die Sonnenaktivität. Schwankungen der Sonnenfleckenanzahl im 11-jährigen Schwaabe-Zyklus!  >> erhöhte Anzahl an Sonnenflecken führt zu einem erhöhten Solarstrahlungsinput für die Erde obwohl die Solarstrahlung vermindert wird. Grund dafür sind Protuberanzen die die Sonnenfleckenwirkung überkompensieren.
• Faustregel Luftdruck mit steigender Höhe ≈ alle 5,5 km halbierte Druck
• Luftdruck Meeresniveau? % in 30km Höhe? 1013,25 hPa ; 1% auf 30km Höhe
• Bereich der Athmosphäre für 1. meteorologische Fragestellung 2. Wetter und Klimaprozesse 3. Sichtbarer Bereich 1. erste 100km 2. erste 50km 3. untersten 10km
• Voraussetzungen für eine Atmosphäre? 1. außreichende größe des Himmelskörper 2. nicht zu hohe Temp. an der Oberfläcje >> sonst Diffusion
• Schichtaufbau der unteren Atmosphäre - mit Höhen und Temp! 1. Toposphäre:  0-12km; 15°C- -55°C -----Tropopause------ 2. untere Stratosphäre:  12-30km; -55°C- -45°C 3. obere Stratosphäre: 30-50km; -45°C- 0°C 4. Mesosphäre: 50-80km; 0°C- -90°C 5. Thermosphäre: > 80km; -90°C >> Temp zunehmend in weiterer Höhe
• Aufbau der Troposphäre - Höhe und Geschehen 1. laminare Unterschicht: >Kleingräser ; mm-cm 2. Bidennahe Grenzschicht (Geiger-Schicht): > Mensch, Tier, Busch; ≈2m 3. Bodennahe Hindernissschicht (Prandtl-Schicht): >Gebäude, Wälder etc; 50m 4. planetarische Grenzschicht(Reibungsschicht,boundary-layer):>Hochhäuser, Berge; 0,5-2km ------Peplopause------ 5. Troposphäre (Wetterschicht, freie Atmosphäre): >Flugverkehr; 8-16km
• Zusammensetzung der Atmosphäre? Stickstoff: 78,084% Sauerstoff: 20,946% Argon: 0,934% CO²: 370 ppm >> 0,037% > Neon > Helium > Methan > Krypton > Wasserstoff
• 1 ppm in Prozent; 1% in ppm Aktuell CO² in der Atmosphäre 1 ppm = 0,0001Vol.-% 1 Vol.-%= 10 000 ppm Seit kurzem über 400ppm
• Einstrahlung der Sonne pro m²? Reflektion? >> Netto-Einstrahlung 342 W/m²; 103 W/m² ; 239 W/m²
• Was ist radiative forcing? Strahlungsantrieb durch a) Veränderung der internen Faktoren des Klimasystems (CO²-Konzentration) oder b) externer Veränderung durch Sonneneruptionen oder ähnliches.
• CO&sup2; - alle Infos / Produktion/Werte/Aufzeichnung/Anteil > derzeit > 400ppm (jährlich ≈ +3 ppm) > Seit Beginn der Industrialisierung +100 ppm > jährliche Produktion 10Gt/a (v.a. durch Rohdungen und Bodenzerstörung) > max. gemessener Wert 3000ppm im Londoner-Nebel > 53-60% Anteil am atmosphärischem Treibhauseffekt > Aufzeichnungen der CO²-Konzentration in der Atmosphäre seit 1958 im Manau-Loa Observatorium, die sogenannte Keeling-Kurve. Typische Jahresschwankungen durch CO²-Senke im Sommer auf der NHK wegen der Biomasseproduktion (Effekt auf NHK viel größer wie auf SHK wegen größerer Landmassen)
• Ozon ? Unterscheidungen ! ? Ozonverlust > Folgen? O³ - in Troposphäre (Bodennah-Ozon) ist Ozon ein Atemgift und Treibhausgas      - in Stratosphäre essenzielles UV-Schutzschild! Entgegen der Stratosphäre nimmt Troposphären Ozon stetig zu (anthropogen) 1,1%/a Jedes 1% Ozonverlust lässt 2% mehr UV-Strahlung zur Erdoberfläche durch!
• Albedo: Erdoberfläche; Neuschnee; Cumulonimbus; Gletscher; Erdsystem Erdoberfläche: 15% Neuschnee: 75-95% Cumulunimbus: ≈90% Gletscher: 40-70% Erdsyste: 30% (≈103W/m²)
• Prozess der die Stratosphäre erwärmt? Ultraviolette Licht Wellenlängen von 0,1-0,3 µm wir durch photochemische Prozesse in der Ozonschicht nahezu vollkommen absorbiert. Dabei freiwerdende Wärmeenergie führt zur Aufheizung der Stratosphäre
• Was ist die atmosphärische Gegenstrahlung und die Globalstrahlung? Globalstrahlung: direkte Sonneneinstrahlung + diffuses Himmelslicht atmosphärische Gegenstrahlung: etwa doppelt so großer Energieinput für die Erdoberfläche wie die Globalstrahlung; Langwellig; wesentlicher Bestandteil des natürlichen Treibhauseffekts.
• Strahlungsbilanzgleichung!? Zahlen aus Schaublid!? Q= (I+H-R) -(E-A) I: direkte Sonneneinstrahlung ; H: diffuses Himmelslicht ; R: Reflektion der Erdoberfläche ; E:Ausstrahlung der Erde (Eigenemission) A: lw atmosphärische Gegenstrahlung Wenn 342W/m² = 100% ist der Strahlungsgesamtinput auf die Erde 141% - setzt sich zusammen aus 45% Globalstrahlung und 96% atmosphärische Gegenstrahlung 141% sind aber auch output - setzt sich zusammen aus 100% lw Emission, 23% Verdunstung (latenter Wärmestrom), 4% fühlbarer Wärmestrom und 14 % Verlust durch Infrarotfenster der Atmosphäre In der Atmosphäre sind 152% In und Output
• Wärmehaushaltsgleichung? Q + Qh + Ql + Qs = 0 Q Strahlungsbilanz; Qh fühlbarer Wärmefluss; Ql latenter Wärmefluss; Qs Bodenwärmefluss ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?  ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 
• Unterschied Klimaelemente und Klimafaktoren? Klimafaktoren sind Gegebenheiten der Erdoberfläche wie Relief, geographische Breite, Vegetation etc. , Klimaelemente sind messbare meteorologische Erscheinungen wie Wind, Temperatur, Luftdruck, Niederschlag etc.
• Was bedeutet Insolation? Einstrahlung der Sonne auf die Erde
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• Fakten Manau-Loa-Observatorium > Liegt auf Hawaii > Messungen seit 1958 > Charakteristische Jahresschwankungen der CO² Kurve durch Senke im Sommer aufgrund der BIomassenproduktion > Keeling-Kurve (Charles-David Keeling). Sehr wichtiger Beleg für die damalige "nur" Hypothese des anthropogen verursachten Treibhausgaseffekts!
• Dalton - Gesetz ? Luftdruck p setzt sich aus Partialdrucken pi der beteiligten atmosphärischen Gase zusammen.
• Adiabatische Prozesse > Mit steigender Höhe sinkt der Luftdruck und die Luft dehnt sich aus >>> dabei kühlt sich die Luft ab >>> kältere Luft kann weniger Wasser lösen/tragen >> Erhöhung der relativen Feuchte >> Wasser kondesiert (Taupunkt) (Höheniveau des Taupunkts wird Kondensationsniveau genannt) >>> Kondensation setzt Energie frei >> geringere Temperaturabnahme pro Höhe >>>> Feuchtadiabatische Temperaturveränderung (0,3-0,7°C/100m) >>> "Wolken" regnen sich auf dem Weg zum Kamm ab >> auf der anderen Seite des Kamms sinkt das Luftpaket, nun geringer Luftfeuchtigkeit ab >> trockenadiabatische Temperaturveränderung (1°C/100m)  >> Föhn entspricht demselben Prinzip!
• Adiabatische Prozesse > Mit steigender Höhe sinkt der Luftdruck und die Luft dehnt sich aus >>> dabei kühlt sich die Luft ab >>> kältere Luft kann weniger Wasser lösen/tragen >> Erhöhung der relativen Feuchte >> Wasser kondesiert (Taupunkt) (Höheniveau des Taupunkts wird Kondensationsniveau genannt) >>> Kondensation setzt Energie frei >> geringere Temperaturabnahme pro Höhe >>>> Feuchtadiabatische Temperaturveränderung (0,3-0,7°C/100m) >>> "Wolken" regnen sich auf dem Weg zum Kamm ab >> auf der anderen Seite des Kamms sinkt das Luftpaket, nun geringer Luftfeuchtigkeit ab >> trockenadiabatische Temperaturveränderung (1°C/100m)  >> Je höher die Temperatur ist bei der die Feuchtadiabase abläuft desto größer ist Menge an Wasserdampf die pro °C Temperaturabnahme kondensiert >> Föhn entspricht demselben Prinzip!
• Labile Schichtung? Stabile Schichtung? extremfall? temp. Gradienten ? 1.Labile Schichtung: Durch äußere Kräfte gehobenes Luftpaket steigt weiter auf >> Fortsetzung und Intensivierung der vertikalen Aufwärtsbewegung (Feuchtlabil, Trockenlabil) >> Temperatur sinkt je Höhe stark ab 2.Stabile Schichtung: Durch " " " " " " kehrt wieder in Ausgangszustand zurück >> Abbremsung und Unterbindunge der vertikalen Aufwärtsbewegung (Feuchtstabil, Trockenstabil) >> Temperatur nimmt je Höhe schwach ab  >> Inversion Extremfall der stabilen Schichtung >> Temperatur nimmt mit Höhe zu
• Wolkenstockwerke mit ihren jeweils zugehörigen Wolken, Temp und Hydrometeoren 1. unteres Stockwerk - 2-4 km : Stratos, Cumulus, Stratocumulus [-12°C; Wasser] 2. mittleres Stockwerk - 5-8km : Altostratos, Altocumulus [-12°C--35°C; Eis/Wasser] 3. oberes Stockwerk - 12-16km : Cirrus, Cirrocumulus, Cirrostratus [weniger als -35°C; Eis] >> Cumulunimbus erstreckt sich über alle Stockwerke; Nimbostratus über die unteren beiden
• Nenne 5 Wolken und beschreibe! Cirrus: Oberes Wolkenstockwerk; Fasrig, Haarlocken ähnlich, lichtdurchlässig und hell Nimbostratus: unteres und mittleres Stockwerk; graue Regenwolke, wenig lichtdurchlässig Stratus: unteres Stockwer; gleichmäßig graue niedrige Schichtwolke >> feiner Niederschlag Cumulus: unteres Stockwerk; Huafen- und Schönwetterwolke (kann sich zu Cumulunimbus auftürmen!) Altostratus: mittleres Stockwerk; dicht, grau, lichtundurchlässig
• Was ist ein Geostrophischer Wind? Isobarenparallele Strömung. Entsteht wenn die Gradientkraft gleichgroß ist wie die Ablenkung durch die Corioliskraft!
• 2 Arten von Niederschlagsbildung 1. Koagulation/ Koaleszenz: Von Wolkentröpfchen, reine Wassertropfen 2. Sublimationswachstum über die Eisphase
• Wie nennt man Schichtung vertikale Temperaturabnahme in einer Luftmasse die gleich groß ist wie der adiabatische Gradient! Neutrale oder Indifferente Schichtung!
• Hitzetief? Kältehoch? Hitzetief ist ein Tiefdruckgebiet das aus Warmluft geringer Dichte besteht, umgeben von kälterer Luft Kältehoch gegenteilig dazu
• Barometrische Höhenformel Luftdruck nimmt in kalter Atmosphäre mit zunehmender Höhe schneller ab als in warmer Atmosphäre
• Was ist die planetarische Zirkulation? Großräumiger Austausch von Masse, Wärme und Drehimpuls in der Atmosphäre der durch den mittleren Druck- und Temperaturgegensatz der niederen und höheren Breiten ausgelöst wird.
• Rossby-Wellen? 4 Phasen? Rücken (Antiyklizyklisch nach Süden) und Tröge (Zyklisch nach Norden) >> Polwärts verfrafhtete Luftkörper >> wird die Corioliskraft stärker >> Krümmung der Zugbahn wird Antizyklonal >> Luftpaket kehrt in niedere Breiten zurück >> Äquatorwärts verfrachtete Luftkörper >> Corioliskraft nimmt ab >> Krümmung der Zugbahn wird zyklonal >> kehrt in höhere Breiten zurück 1.Phase: Zonalzirkulation (high Index) 2.Phase: gemischte Zirkulation 3.Phase: Meridionalzirkulation (low Index) 4.Phase Zellulärzirkulation (cut-off-effect)
• Klimatologischer Temperaturveränderungsmittelwert für gesamte Atmosphäre 35K/10 000 km
• Strahlungshaushalt in Bodennähe Tropen und Pole Tropen >> Hitzetief Pole >> Kältehoch
• Was wird als Blocking-Action bezeichnet? Die Antizyklonen und Zyklonen die aufgrund sich aufgrund des Cut-Off-Effekt durch die Rossby-Wellen gebildet haben den Westwinddrift (planetarische Westwindströmung) blockieren.
• NHK und SHK Antizyklonale und Zyklonale ? Auf der NHK sind Antizyklonale Hochdruckgebiete und Zyklonale Tiefdruckgebiete! Auf der SHK umgekehrt Antizyklonal entspricht einer Rotation der Erdrotation entgegengesetz (wenn man von oben auf den Nordpol schaut gegen den Uhrzeigersinn), also im Uhrzeigersinn
• Permanente Aktionszentren auf der NHK ? SRH und SPT ? 0° bis 40° N >> Mexiko Tief >> AZOREN HOCH >> Sahara T. >> Pazifik HOCH >> SRH 40° - 70° N >> Canada Hoch >> ISLAND TIEF >> Russland H. >> Aleüten TIEF >> SPT SRH= Subtropischer-randtropischer Hochdruckgürtel (zwischen Hadley- und Ferrelzelle) SPT= Subpolarer Tiefdruckgürtel (zwischen Ferrel- und Polarzelle)
• 3 Zellenstruktur der Atmosphäre ? Äquatoriale Tiefdruckrinne !! (Hitzetief) (ITC) Äquator - 35-40° >> Hadley Zelle gegen Uhrzeigersinn NHK im Uhrzeigersinn SHK  >> SRH  (oben in der Atmosphäre Subtropenjet) Hochdruck 35-40° - ca70° >> Ferrel Zelle im Uhrzeigersinn NHK gegen SHK >>SPT (Oben in der Atmosphäre Polarjet!) >> unten Polarfront Tiefdruck >> 70°-90° Polarzelle, gegen Uhrzeigersinn NHK mit SHK  >> Über de Polen Kältehoch!

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