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Klimatologie > Vorlesung 1 > Flashcards

Vorlesung 1 Flashcards

1
Q

Woraus besteht die Atmosphäre?

A
  • Mischung von Gasmolekülen
  • Suspendierten Partikeln (fest und flüssig)
  • Fallendem Niederschlag
  • Hydrometeoren
  • Aerosolen
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Q

Was ist notwendig, damit eine Atmosphäre sich auf einem Planeten hält?

A

Planeten brauchen eine ausreichende Schwerkraft und eine geringe Temperatur, um eine Gashülle besitzen bzw. halten zu können

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3
Q

Definition Atmosphäre

A

Durch Gravitation festgehaltene und mitrotierende Gashülle der Erde.

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4
Q

Aufgrund welcher Eigenschaften werden die Stockwerke der Atmosphäre unterschieden?

A

Aufgrund des Temperaturprofils

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5
Q

Benenne die „Stockwerke“ der Atmosphäre

A

Von unten nach oben:

  • Troposphäre (0-10km)
  • Tropopause
  • Stratosphäre (10-50km)
  • Stratopause
  • Mesosphäre (50-100km)
  • Mesopause
  • Ionosphäre (ab 100km)
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6
Q

Welche Alternativen gibt es zur Gliederung der Atmosphäre neben dem Temperaturprofil?

A
  • Zusammensetzung
  • Ionisierung
  • Reibung
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7
Q

Steckbrief Troposphäre

A
  • 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
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8
Q

In welche Vertikalgliederungen wird die Troposphäre unterteilte?

A
  • 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)
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9
Q

Aus welchen vier Hauptbestandteilen besteht die Atmosphäre und wie viel macht Ozon aus [V-%]?

A 
Stickstoff 78,08%
Sauerstoff 20,95%
Argon 0,93%
Kohlendioxid 0,04%
Ozon 15-50ppb
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10
Q

Was sind permanente Gase?

A

Quasi konstante Anteile in der Atmosphäre, die 99,9% der Masse ausmachen.

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11
Q

Was sind variable Gase?

A

Geringer prozentualer Anteil, aber große Auswirkung auf die Prozesse in der Atmosphäre. Insbesondere Wasserdampf, Kohlendioxid, Ozon und Methan.

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12
Q

Woraus besteht das Klimasystem der Erde?

A
  • Atmosphäre
  • Biosphäre
  • Hydrosphäre
  • Kryosphäre
  • Lithosphäre
  • Pedosphäre
  • Anthroposphäre
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13
Q

Was passiert bei einer negativen Rückkopplung im Klimasystem?

A

Durch Erwärmung wird das Pflanzenwachstum angeregt, wodurch es zu einer CO2- Abnahme kommt, die wiederum zu einer Abkühlung führt.

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14
Q

Welches sind die wichtigsten klimarelevanten Gase?

A
  • Wasserdampf
  • Kohlenstoffdioxid
  • Methan
  • Distickstoffmonoxid
  • Ozon
  • FCKW
  • Schwefelhexafluorid
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15
Q

Was sind Hydrometeore?

A
  • Wasser im festen oder flüssigen Aggregatzustand

* z.B. Eiskörner, Regentropfen, Schneeflocken, Hagel, Graupel, etc.

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16
Q

Steckbrief Wasserdampf

A
  • 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%]
17
Q

Steckbrief Kohlendioxid

A
  • 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
18
Q

Wie sieht der Jahresgang der CO2-Konzentration aus?

A
  • starke jahreszeitliche Variation (Photosynthese)

* stärkere Schwankungen auf der NHK, da dort mehr Landmasse

19
Q 
Steckbrief Methan
• Mischungsverhältnis: ?
• Zunahme in den vergangenen Jahren: ?
• Aufenthaltszeit in der Atomsphäre: ?
• Klimawirkung im Vergleich zum CO2: ?
• prozentualer Anteil am anthropogenen Klimawandel: ?
A
  • 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
20
Q

Wie sieht der weltweite Jahresgang der Methan-Konzentration aus?

A
  • Konzentration auf der NHK wesentlich größer (mehr Landfläche - mehr Quellen)
  • saisonale Schwankung -> photochemischer Abbau im Sommer
21
Q

Steckbrief Lachgas

A
  • 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
22
Q

Steckbrief Ozon

A
  • 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
23
Q

Steckbrief halogenierte Kohlenwasserstoffmoleküle

A
  • 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)
24
Q

Steckbrief Aerosole

A
  • 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

25
Q

Warum haben Aerosole eine große Bedeutung für die Wolkenbildung und den Strahlungsantrieb?

A

Wolkenbildung: Aerosole ermöglichen die Bildung von Kondensationswasser an ihrer Oberfläche
Strahlungsantrieb: Streuen und absorbieren kosmische Strahlung

Klimatologie (15 decks)

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