Transcript Tutorium_Sitzung_2

Tutorium
Physische Geographie
Sitzung 2
Mittwoch 15.45- 17.15 Uhr
Claudia Weitnauer
1
Wiederholung Separative
Klimatologie
1.
2.
3.
4.
5.
Klimaelemente
Horizontale Luftbewegung
Vertikale Luftbewegung
Niederschlag
Wolken
2
Klimaelemente







Physikalisch messbare Elemente in der
Atmosphäre
Lufttemperatur
Luftdruck
Luftfeuchtigkeit
Verdunstung
Wind
Niederschlag
3
Lufttemperatur




Temperatur der bodennahen Atmosphäre,
die nicht Sonnenstrahlung, Bodenwärme,
Wärmeleitung (z.B. des Bodens)
beeinflusst ist
Messung in 2m Höhe im Schatten
Maßeinheiten Kelvin bzw. Celsius
Bestimmung des Tagesmittel der
Lufttemperatur durch Mannheimer
Stunden
4
Luftdruck




Kraft, die die Atmosphäre innerhalb
eines bestimmten Niveaus pro Fläche
ausübt
Masseinheit: hPa
Durchschnittlicher Bodenluftdruck
auf Meereshöhenniveau: 1013 hPa
Luftdichte nimmt mit zunehmender
Höhe ab
5
Luftfeuchtigkeit


Anteil des Wasserdampfs am
Luftgemisch
Wichtigste Feuchtemaße:
Dampfdruck e, Taupunkttemperatur
π, Sättigungsdefizit, relative und
absolute Luftfeuchtigkeit, spezifische
Feuchte, Feuchttemperatur
6
Verdunstung
Verdunstung ist abhängig von:
 Verfügbare Strahlungsenergie
 Wassertemperatur
 Lufttemperatur
 Sättigungsdefizit
 Windgeschwindigkeit
 Erdoberflächenbeschaffenheit
 Vertikaler Temperaturgradient
 Vertikaler Dampfdruckgradient
7
Humidität und Aridität
Abgrenzungen:
 Zahlreiche empirische Abgrenzungen
(siehe Tabelle Vorlesung)
 Klimatische Wasserbilanz
Wk= N – pV = 0
 Strahlungstrockenheitsindex nach Budyko
I< 1  humid
I 1-2  arid
I > 2  vollarid
8
Horizontale Luftbewegung



Entstehen durch horizontale
Luftdruckunterschiede  lösen einen Wind
aus
Windvektor zweidimensional, durch
Richtung und Geschwindigkeit
gekennzeichnet; wird nach der Richtung
bezeichnet aus der er kommt
Luftdrucktypen:
Hochdruck: Gebiete relativ hohen
Luftdrucks
Tiefdruck: Gebiete relativ tiefen Drucks
9
Horizontale Luftbewegung
1.



Kleinräumig:
Kein Einfluss der
Erdrotation
bemerkbar
Direkte thermische
Ausgleichszirkulation
Z.B. Land- SeeWindsystem, BergTalwind- System,
urbane Flurwinde
2.



Großräumig
Einfluss der
Erdrotation muss
berücksichtigt werden
Geostrophischer Wind
(ohne
Reibungseinfluss)
Geotriptischer Wind
(mit
Reibungseinfluss)
10
Horizontale Luftbewegung
Großräumige Luftbewegung:
Einfluss der Erdrotation:
 Winkelgeschwindigkeit:
ω= 2π/ 1α
 Mitführungsgeschwindigkeit:
vφ= ω* R * cos φ
R= Erdradius; φ= geograph. Breite
φ=0  Maximum am Äquator
φ= 90°  Minimum an den Polen
11
Horizontale Luftbewegung



Rechtsablenkung auf der NHK und
Linksablenkung auf der SHK aufgrund
verschiedener Mitführungsgeschwindigkeiten
Trägheit: zeitverzögerte Anpassung an die
Mitführungsgeschwindigkeit
Coriolisbeschleunigung:
C= 2ω* sinφ*v
v= Windgeschwindigkeit (velocity)
 nimmt mit zunehmender Breite und
Windgeschwindigkeit zu, d.h. am Äquator=0
12
Horizontale Luftbewegung
Entstehung des geostrophischen
Windes:
 am Äquator dominiert Gradientkraft, d.h.
auf der NHK Nordwind und auf der SHK
Südwind
 Zunehmende Breite= größere Corioliskraft
 Ablenkung nach Osten
 Im Bereich der Frontalzone C=G,
Westwind, der isobarenparallel verläuft
13
Horizontale Luftbewegung
Entstehung von geotriptischem Wind:
 Einfluss der Reibung
 Reibung bremst Luftpakete
 Reibung immer entgegengesetzt zur
Bewegungsrichtung; spielt v.a. in der
Peplosphäre eine Rolle
 Ablenkung in Richtung der
Gradientkraft, d.h. zum tiefen Druck
hin
14
Horizontale Luftbewegung




Hochdruckgebiete: Massendivergenz
(Ausströmen von Luft)
Tiefdruckgebiete: Massenkonvergenz
(Einströmen von Luft)
Hoch: antizyklonale Rotation (auf NHK: im
Uhrzeigersinn; auf SHK: im Uhrzeigersinn,
divergentes Ausströmen in Bodennähe
Tief: zyklonale Rotation, konvergentes
Einströmen in Bodennähe
15
Vertikale Luftbewegung
Adiabatisch:
Trockenadiabatisch:
 Luftpaket, dass in
 Temperaturgradient:
einer Luftmasse
1°C/100m
aufsteigt ohne
Energie von außen Feuchtadiabatisch:
aufzunehmen oder
 Temperaturgardient:
abzugeben; kein
0,5-0,7°/100m
Mischungsprozess
16
Vertikale Luftbewegung
Ursachen:
1.
Orographisch erzwungen
2.
Verwirbelung einer Strömung:
Konfluenz, Diffluenz, horizontale oder
vertikale Scherung
3.
Katabatischer Kaltluftabfluss
4.
Advektion unterschiedlich temperierter
Luftmassen

Aufgleitbewegung

Erzwungener Aufstieg
5.
Konvergenzen und Divergenzen
6.
Labile Schichtung
17
Vertikale Luftbewegung
Stabile Schichtung:
 Keine vertikale Durchmischung
 Luftpaket wird zum Aufstieg bewegt, geht
aber in Ausgangsposition zurück
 Luftpaket, das kälter ist als seine
Umgebungsluft wird zum Aufstieg
gezwungen (z.B. mechanische
Turbulenz) kühler und dichter als
Umgebungsluft hat das Bestreben
wieder in Ausgangsposition
zurückzukehren
18
Vertikale Luftbewegung
Labile Schichtung:
 Luftpaket wird durch Kräte zum
Ausstieg bewegt, ist wärmer als
Umgebung, geringere Dichte, spezif.
Leichter  steigt weiter auf
19
Vertikale Luftbewegung
Konvektion:
 vertikalen Aufstieg von Luft
Advektion:
 horizontalen Aufgleiten von
wärmerer Luft auf kältere Luft
20
Vertikale Luftbewegung
Konvektion- Ursachen:
 Labile Schichtung (Aufheizen einer
Unterlage, Kaltluftadvektion in der Höhe)
 Kaltfront- Einbruch
 Vergenzen im horizontalen Strömungsfeld
 In den Tropen dominiert NS- Bildung
durch Konvektion (auch Advektion)
 In den Außertropen dominiert frontalzyklonale NS- Bildung (beinhaltet auch
Advektion und Konvektion)
21
Wolken
Wolkenklassifikationen:

Nach
Wolkenstockwerken
(hohe, mittelhohe,
tiefe)

Nach physikal.
Zusammensetzung
(Wasser-, Eis-,
Mischwolken)

Nach der Genese
(Konvektionswolken,
Aufgleitwolken,
Ausstrahlungswolken)
Wolkengattungen:
unterschiedliche
vertikale Erstreckung
22
Niederschlag
Bildung durch Koagulation:
 Vorwiegend in den Tropen
 Zusammenballung kleiner Wassertropfen beim
Tröpfchenwachstum
Sublimationswachstum:
 Bildung von Schneekristallen durch verzweigtes
Ankristallisieren von unterkühlten
Wassertröpfchen an Eiskristallen (ab bestimmter
Größenordnung Übergang zu Graupel und
Schneeflocken)
 Sog. Bergeron- Findeisen- Prozess
23
Niederschlag
Haupttypen:
 (Land-) Regen
 Schauer (niederschlag)
24
Vielen Dank für die
Aufmerksamkeit!
25