Vorlesung 1 Flashcards
Woraus besteht die Atmosphäre?
- Mischung von Gasmolekülen
- Suspendierten Partikeln (fest und flüssig)
- Fallendem Niederschlag
- Hydrometeoren
- Aerosolen
Was ist notwendig, damit eine Atmosphäre sich auf einem Planeten hält?
Planeten brauchen eine ausreichende Schwerkraft und eine geringe Temperatur, um eine Gashülle besitzen bzw. halten zu können
Definition Atmosphäre
Durch Gravitation festgehaltene und mitrotierende Gashülle der Erde.
Aufgrund welcher Eigenschaften werden die Stockwerke der Atmosphäre unterschieden?
Aufgrund des Temperaturprofils
Benenne die „Stockwerke“ der Atmosphäre
Von unten nach oben:
- Troposphäre (0-10km)
- Tropopause
- Stratosphäre (10-50km)
- Stratopause
- Mesosphäre (50-100km)
- Mesopause
- Ionosphäre (ab 100km)
Welche Alternativen gibt es zur Gliederung der Atmosphäre neben dem Temperaturprofil?
- Zusammensetzung
- Ionisierung
- Reibung
Steckbrief Troposphäre
- unterstes Stockwerk der Atmosphäre
- 90% der gesamten Luftmasse
- Sphäre des Wettergeschehens (enthält fast den gesamten atmosphärischen Wasserdampf; enthält fast alle Wolken)
- 0-8km Höhe an den Polen
- 0-17km Höhe am Äquator
- endet mit der Tropopause
In welche Vertikalgliederungen wird die Troposphäre unterteilte?
- laminare Unterschicht (wenige mm bis cm groß)
- bodennahe Grenzschicht (ersten zwei Meter der Troposphäre)
- bodennahe Hindernisschicht (bis zu 50m)
- planetarische Grenzschicht (ca die ersten 0,5 - 2km der Troposphäre)
- Troposphäre (8-16km groß)
Aus welchen vier Hauptbestandteilen besteht die Atmosphäre und wie viel macht Ozon aus [V-%]?
Stickstoff 78,08% Sauerstoff 20,95% Argon 0,93% Kohlendioxid 0,04% Ozon 15-50ppb
Was sind permanente Gase?
Quasi konstante Anteile in der Atmosphäre, die 99,9% der Masse ausmachen.
Was sind variable Gase?
Geringer prozentualer Anteil, aber große Auswirkung auf die Prozesse in der Atmosphäre. Insbesondere Wasserdampf, Kohlendioxid, Ozon und Methan.
Woraus besteht das Klimasystem der Erde?
- Atmosphäre
- Biosphäre
- Hydrosphäre
- Kryosphäre
- Lithosphäre
- Pedosphäre
- Anthroposphäre
Was passiert bei einer negativen Rückkopplung im Klimasystem?
Durch Erwärmung wird das Pflanzenwachstum angeregt, wodurch es zu einer CO2- Abnahme kommt, die wiederum zu einer Abkühlung führt.
Welches sind die wichtigsten klimarelevanten Gase?
- Wasserdampf
- Kohlenstoffdioxid
- Methan
- Distickstoffmonoxid
- Ozon
- FCKW
- Schwefelhexafluorid
Was sind Hydrometeore?
- Wasser im festen oder flüssigen Aggregatzustand
* z.B. Eiskörner, Regentropfen, Schneeflocken, Hagel, Graupel, etc.
Steckbrief Wasserdampf
- sehr variabel (0,3-4%)
- bedeutende Rolle für hygrische und thermische Prozesse
- wichtigstes Treibhausgas (absorbiert langwellige Strahlung)
- Anreicherung durch Verdunstung und Transpiration der Pflanzen [Tropen im Schnitt 2,6% und max. 4%] und [Mittelbreiten im Schnitt 0,9% und im Winter im Schnitt 0,4%]
Steckbrief Kohlendioxid
- Vorindustriell: 280+-10ppm
- Mai 2020: 417ppm
- 75% des Anstiegs gehen aus fossile Brennstoffe zurück
- 25% Landnutzungsänderungen, Verbrennung von Biomasse
- Atmosphärische Verweildauer: ~120 Jahre
- bedeutsame für den Energiehaushalte der Erde (Treibhausgas)
- Quellen: pflanzliche und tierische Respiration, Zersetzung organischen Materials, Vulkanausbrüche, natürliche und anthropogene Verbrennung
Wie sieht der Jahresgang der CO2-Konzentration aus?
- starke jahreszeitliche Variation (Photosynthese)
* stärkere Schwankungen auf der NHK, da dort mehr Landmasse
Steckbrief Methan • Mischungsverhältnis: ? • Zunahme in den vergangenen Jahren: ? • Aufenthaltszeit in der Atomsphäre: ? • Klimawirkung im Vergleich zum CO2: ? • prozentualer Anteil am anthropogenen Klimawandel: ?
- Mischungsverhältnis (Dez. 2020): 1892 ppb (höchster Wert seit 420.000a)
- Zunahme in den vergangenen Dekaden: 7,1 ppb/Jahr
- Aufenthaltszeit in der Atmosphäre: ~ 10 Jahre
- Die Klimawirkung des Methans ist ca. 25 mal so hoch wie die des CO2
- für ca. 15% des anthropogenen Klimawandels verantwortlich
Wie sieht der weltweite Jahresgang der Methan-Konzentration aus?
- Konzentration auf der NHK wesentlich größer (mehr Landfläche - mehr Quellen)
- saisonale Schwankung -> photochemischer Abbau im Sommer
Steckbrief Lachgas
- aktuelle Konzentration (2020): 333ppb
- ca 1/3 anthropogenen Ursprungs (bakterieller Abbau im Boden: z.B. Düngung in der Landwirtschaft, chemische Industrie, Reisanbau)
- Aufenthaltszeit in der Atmosphäre: ~120 Jahre
- Wirksamkeit ca. 300-fach im Vergleich zum CO2
Steckbrief Ozon
- Ozon ist ein variables Gas, in der Stratosphäre essentiell als UV-Filter, in der bodennahen Troposphäre aber gesundheitsschädlich
- entsteht in der Stratosphäre aus Photodissoziation (Photolyse) des Sauerstoffmoleküls -> UV-Filter
- in der Troposphäre aus Photodissoziation des NOx
- Konzentration in der Stratosphäre -> bis zu 15ppm in ca. 25km
Steckbrief halogenierte Kohlenwasserstoffmoleküle
- z.B. FCKW, FKW, CKW
- haben eine katalytische Wirkung; freie Halogenatome zerlegen Ozon ohne Strahlungsabsorbtion
- aus Feuerlöschern, Kältemittel, Lösungsmittel, Pestizide, Treibgas in Sprühdosen
- etliche sind seit dem Montrealprotokoll verboten
- SF6 -> eines der stärksten Klimagase (Klimawirkung 23.500-fach von CO2)
Steckbrief Aerosole
- flüssige oder feste Partikel (Dunst, Rauch, Staub, etc.)
- nicht permanent
- natürliche Quellen: Vulkane, Wüsten, Ozeane, Biosphäre, Trockengebiete
- anthropogene Quellen: Verbrennungsprozesse, Landnutzungsänderungen, Landwirtschaft, Verkehr, Industriezentren (Rückgang in den „alten“ Industrieländern seit 1980, starke Zunahme insbesondere in Südostasien)
- räumlich sehr heterogene Verteilung
- Kondensationskeime zur Wolkenbildung
- klimarelevant
Reinluft (in Grönland): 2 Partikel pro Kubikzentimeter
Großstadtluft: bis mehrere Mio. Partikel pro Kubikzentimete
