Vorlesung 7

Question 1

Wie ist die relative Luftfeuchtigkeit definiert?

Answer 1

Verhältnis zwischen aktuellem Dampfdruck (e) und Sättigungsdampfdruck (E) bei bestimmter Temperatur

Question 2

Wie kann man Luftfeuchtigkeit messen?

Answer 2

• Haarhygrometer
• Psychrometer
• Kapazitiven Feuchtemessung
• Taupunkt- und Frostpunkthygrometer

Question 3

Auf welche Fehler muss bei der Lufttemperaturmessung geachtet werden?

Answer 3

• Allgemeine Messfehler: Gerätealterung, falsche Ablesung, unkorrekte Eichung, Anschlussfehler
• Ein im Freien aufgehängtes Thermometer wird von Luftmolekülen getroffen und reagiert auf Temperaturschwankungen, misst aber seine eigene Temperatur, nicht die der umgebenen Luft
• Strahlungsfehler:
- bei Strahlung ➡️ Körper wärmer als umgebende Luft, zeigt Mittags zu hohe Temperaturen, in einer klaren Nacht zu tiefe
- Lösung: Wetterhütten, Messhöhe 2 m, Messgeräte mit künstlicher Ventilation und Strahlungsschutz
- bei schwachem Wind ist Abweichung von tatsächlicher Lufttemperatur größer als bei starkem (Ventilation)

Question 4

In welcher Einheit wird Strahlung angegeben?

Answer 4

• W/m^2

* μmol/(m^2*s) in biologischen/ökologischen Anwendungen

Question 5

Welche Messprinzipien und Messgeräte zur Ermittlung der Strahlung gibt es?

Answer 5

• Sonnenscheindauer [h]
- Campbell-Stokes-Sonnenscheinautograph
• kurzwellige Einstrahlung der Sonne als Strahlungsfluss
- elektronische Messwerterfassung mittels Thermosäule (Thermoelemente), Photozellen, Halbleiter
- Pyranometer, Quantensensor
• Langwellige Ausstrahlung der Erde
- Thermosäule
- Pyrgeometer

Question 6

Welche Datenquellen für klimatologische Betrachtungen gibt es?

Answer 6

Instrumentelle Messungen und optische Beobachtungen:
• an Wetterstationen
• auf Schiffen
• aerologische Stationen
• Messungen (Bilder) der Wettersatelliten z.B. Meteosat
• Wetterkarten
• indirekte Klimaangaben durch Auswertung von klimaabhängigen Erscheinungen wie Blütezeit oder Reifezeit bestimmter Pflanzenarten ➡️ Phänologie

Question 7

Fakten zu Wettersatelliten 🛰

Answer 7

• geostationäre Satelliten: hohe zeitliche Auflösung
• Abstand zur Erdoberfläche: 36000km
• „stehen“ über einem Punkt der Erdoberfläche
• Meteosat: „sieht“ die Erde prinzipiell in drei Spektralbereichen (sichtbares Licht, Infrarot, thermales Infrarot)

Question 8

Welche Aerologischen Messmethoden gibt es?

Answer 8

• Wetterballons/Radiosonden:
- aerologisches Messnetz des DWD mit 10 Aufstiegsstellen
- außerdem marine Aufstiegsstellen von Schiffen
- synoptische Haupttermine (Aufstieg):
00 UTC, 06 UTC, 12 UTC, 18 UTC
- Messung von Luftdruck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Ozon, Aerosole
- Ausstattung mit GPS

Question 9

Was versteht man unter Phänologie?

Answer 9

Jahresablauf periodisch wiederkehrender Wachstums- und Entwicklungserscheinungen von Natur- und Kulturpflanzen.

Die Phasen sind: 
• Beginn, Höhepunkt und Ende der Blüte
• Blattentfaltung
• ggf. Fruchreife
• Beginn der Laubverfärbung
• Blattfall

Question 10

Wie hat sich Blütezeit, Vegetationsbeginn, etc. in den letzten ~50 Jahren verändert?
(Randbemerkung: Zusammenfassung mehrerer Grafiken aus der Vorlesung Folie 21-25)

Answer 10

Blütezeit, Vegetationsbeginn setzen immer mehr früher ein.

Question 11

Welche Auswirkung hat der Klimawandel auf die phänoglogische Jahreszeitenlänge?
(Folie 26)

Answer 11

Die Jahreszeiten haben sich im Vergleich zum Zeitraum 1961-1990 weiter nach vorne verschoben und fangen somit jeweils früher im Jahr an.

Question 12

Was sind adiabatische Prozesse?

Answer 12

• Zustandsänderung einer Gasmenge ohne Wärmetransport aus der bzw. in die Umgebung
• Kernaussage: Kompressin bewirkt Erwärmung des Luftpakets, Expansion bewirkt Abkühlung

Question 13

Welche zwei Varianten gibt es beim vertikalen Massenfluss in der Atmosphäre und worin unterscheiden sie sich?

Answer 13

• ohne Wolkenbildung ➡️ trockenadiabatisch ΔT ≈ 1K/100m
• mit Wolkenbildung ➡️ feuchtadiabatisch ΔT ≈ 0,4 - 0,8K/100m,variabel

Durch die Kondensation von Wasserdampf wird Energie in Form von Wärme abgegeben, was dazu führt, dass sich die Luft weniger schnell abkühlt

Question 14

Was beschreibt die Taupunkttemperatur?

Answer 14

Die Taupunkttemperatur bezeichnet die Temperatur, der der ein gegebenes Luftpaket bei Abkühlung eine relative Feuchte von 100% erreicht. Weitere Abkühlung führt zu Kondensation.

Question 15

Wann ist ein Luftkörper labil geschichtet?

Answer 15

Labil geschichtet, wenn ein Luftquantum beim Aufsteigen in eine neue Umgebung wärmer wird als die dort vorhandene Luft

Question 16

Wann ist ein Luftkörper stabil geschichtet?

Answer 16

Stabil geschichtet, wenn ein Luftquantum beim Aufsteigen in eine neue Umgebung kühler wird als die dort vorhandene Luft

Question 17

Wann ist ein Luftkörper indifferent geschichtet?

Answer 17

Indifferent geschichtet, wenn die Luft gleiche Temperatur annimmt wie die Umgebung

Question 18

Was beschreibt die Inversion?

Answer 18

Bei einer Inversion handelt es sich um eine Temperaturzunahme mit zunehmender Höhe.

Question 19

Wann ist ein Luftkörper feuchtstabil geschichtet?

Answer 19

Feuchtlabil geschichtet, wenn ein Luftquantum beim Aufstieg in eine neue Umgebung (mit Wolkenbildung) wärmer wird als die dort vorhandene Luft

Question 20

Wann ist ein Luftkörper trockenstabil geschichtet?

Answer 20

Trockenstabil geschichtet, wenn ein Luftquantum beim Aufstieg in eine neue Umgebung (ohne Wolkenbildung) kühler wird als die dort vorhandene Luft.

Question 21

Welche Rauchfahnenmuster je nach Temperaturschichtung gibt es?

Answer 21

• Fanning
• Fumigation
• Looping
• Coning
• Lofting