Vorlesung 6 Flashcards
Welche Energieflüsse von der Erdoberfläche in die Atmsophäre
gibt es?
• Turbulente Wärmeströme o Sensibler Wärmestrom o Latenter Wärmestrom • Speicherwärmestrom o Bodenwärmestrom
Was passiert mit der nächtlichen bodennahen Lufttemperatur bei wolkenlosem Himmel und bei dichter Wolkenschicht?
Die Temperatur nimmt viel schneller ab, bei wolkenlosem Himmel als bei Bestand einer Wolkenschicht.
Wie entsteht Nebel?
- Sättigung der Luft (Abkühlung, Feuchtezufuhr)
- Hochdruckgebiet (ruhende Luftmasse)
- stabile Schichtung (unten kalt, oben warm)
- lange Nächte im Herbst, Winter (starke Abkühlung)
- schwache Sonneneinstrahlung (Nebel löst sich schwer auf)
- Feuchtequellen (Moor, See, Flüsse)
Wie wird Nebel aufgelöst?
- Wind (durchmischt Atmosphäre)
- starke Sonneneinstrahlung
- Bewölkung in der Nacht (schwache Ausstrahlung)
- Abtrocknung der Luft (z.B. Luftmassenwechsel, Föhn)
Wasserdampf in der Atmosphäre:
• tritt in stark wechselnden Anteilen auf als „Wettermacher“
• einziger Stoff, der in allen drei Phasen auftritt „Energieträger“
• ist unsichtbar
• macht fast das gesamte Wasser in der Troposphäre aus
- Wolken (=Wassertröpfchen oder Eiskristalle) sind die „Ausnahme“
Umwandlungsenergie von Wasser:
Schmelzen: Aufnahme von Energie -> 334 J/gr
Verdunsten: Aufnahme von Energie -> 2465 J/gr
Sublimation: Abgabe von Energie -> 2847 J/gr
Wozu werden Feuchtemaße verwendet?
Zur Beschreibung des Wassergehalts in der Atmosphäre
Welche Feuchtemaße kennen Sie?
- absolute Feuchte
- relative Feuchte
- spezifische Feuchte
- Wasserdampfdruck
- Sättigungsdampfdruck
- Taupunktstemperatur bzw. Kondensationsniveau
- Mischungsverhältnis
absolute Feuchte
a: Masse des Wasserdampfes, der in einem Kubikmeter Luft enthalten ist
Wasserdampfdruck
e: Partialdruck des Wasserdampfes, d.h. Anteil des Wasserdampfes am Gesamtdruck der Luft
Sättigungsdampfdruck
E: maximal möglicher Dampfdruck bei vorgegebener Temperatur
Sättigungsdefizit
E-e
relative Feuchte
RH: das Verhältnis von tatsächlichem Dampfdruck zu maximal möglichem Dampfdruck e/E
Taupunktstemperatur
Dt: Temperatur, auf die ein Luftpaket abgekühlt werden muss, damit e = E erreicht
Kondensationsniveau
m: Höhe, in der abkühlungsbedingt e = E ist
Mischungsverhältnis
m: Masse des Wasserdampfes, der in einem Kilogramm trockener Luft enthalten
spezifische Feuchte
q: Masse des Wasserdampfes in einem Kilogramm feuchter Luft
Unter welchem Namen ist die Sättigungskurve auch bekannt und was sagt diese aus?
-Magnussche Dampfspannungskurve
-> Abhängigkeit des maximalen Wasserdampfgehaltes der Luft von der Temperatur
-> wie viel Wasserdampf kann Luft maximal aufnehmen
Faustregel: ab 1,5 hPa steigt der Sättigungsdruck pro 10K auf etwa den doppelten Wert an.
Welche Messprinzipien und -geräte gibt es für die Luftfeuchtigkeit?
• Längen- und Volumenänderung durch Einlagerung von Wassermolekülen in Festkörpern
-> Haarhygrometer
• Änderung der Dielektrizitätskonstante durch Einlagerung von Wassermolekülen in Festkörpern (kapazitive Feuchtemessung)
-> Elektronischer Feuchtesensor (Kondensator)
• Temperaturunterschiede durch Verdunstung
-> Psychrometer (Thermometer)
• Bestimmung des Taupunktes/Frostpunktes
-> Taupunkthygrometer (Abkühlung eines Spiegels und Messung der Reflexion)
-> Aßmann’sches Aspirationspsychrometer
Definition Luftdruck
Der Luftdruck ist das pro Flächeneinheit berechnete Gewicht der Luftsäule, die
sich in vertikaler Richtung über der Fläche in der Atmosphäre befindet.
• klassisches Messverfahren ist eine einseitig offene Quecksilberröhre
• daraus leitet sich die alte Maßeinheit für den Luftdruck ab: mm Hg
• SI-Einheit Pa
• hPa (früher: mbar und Torr [mm Hg])
• 1 hPa = 1 mbar ~ 0,75006 Torr
Messprinzipien und Messgeräte von Luftdruck:
• mechanischer Druck auf eine Dose (teilentlüfteter Dosenstapel
-> (Dosen-)Barometer)
• mechanischer Druck auf Flüssigkeit in einseitig offener Röhre
-> Quecksilberbarometer
Fakten zum Niederschlag und wie dieser erscheint:
• besteht aus Hydrometeoren
• Bewölkung besteht aus schwebenden Hydrometeoren
• Niederschlag fällt aus, wenn die Fallgeschwindigkeit der Partikel größer ist
als die Aufwärtsbewegung
Erscheinungsformen:
• Nieselregen: flüssig, Tropfenradius < ca. 0.25 mm
• Regen: flüssig, Tropfenradius > 0.25 mm
• Eiskristalle, Eisnadeln: fest, vereinzelt
• Schnee: fest, flockenartige
• Griesel: fest, feine weißliche Körner
• Graupel: fest, etwas größere Körner
• Hagel: fest, große Körner, glatte Oberfläche
• Glatteis: am Erdboden gefrierende Regentropfen
Messungen des Niederschlags und Probleme, die dabei auftreten können:
Einheiten • mm oder l/m^2 • 1 mm = 1 l/m^2 • kg/m^3 Messprinzipien und Messgeräte • „sammeln“ / direkte Messung -> Regenmesser nach Hellmann (Eimer/Behälter) -> Ombrometer (Kippwaage) -> Pluviometer (Niederschlagswaage) -> Lysimeter • indirekte Messung / Bestimmung der Zahl/Größe der Wassertropfen, Schneeflocken, Hagelkörner -> Niederschlagsmessung mit Bodenradar -> Distrometer Probleme: • Wind • Schnee • Nebel
Wie erfolgt die Aufstellung eines Regensammlers?
• Aufstellungsort repräsentativ für Umgebung
• Punktmessung: 200 cm2 Öffnung repräsentiert 20 km2 = 1 : 109
• Wind ist der kritische Faktor, deshalb geschützt, aber nicht im Windschatten oder
steile Hänge
• Angemessener Abstand zu Hindernissen
