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Tutorium Physische Geographie Sitzung 2 Dienstag 08.15- 09.45 Uhr Raum 3065 Claudia Weitnauer Übungsfragen 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Erläutern Sie die Begriffe Reflexion, Absorption und Ausstrahlung und vergleichen sie Sie unter energetischen Gesichtspunkten. (Klausur WS 06/07) Worauf beruht der thermische Unterschied zwischen kontinentalen und ozeanischen Gebieten? (Klausur WS 04/05) Welche mehrfache Bedeutung für den Strahlungshaushalt besitzt Ozon? (Klausur WS 05/06) Gliedern Sie die Atmosphäre in ihre Stockwerke und benennen Sie diese! Erklären Sie folgende Begriffe: Aphel, Perihel und Solstitium! Wie setzt sich die Atmosphäre zusammen (%)? Beschreiben Sie die Strahlungssituation am 23.9. am südlichen Wendekreis! Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 2 Antworten Frage 1: ► Reflexion: einfallende Strahlung wird zurückgeworfen (direkt, diffus) keiner Energieaufnahme oder -abgabe ► Absorption: Strahlungsaufnahme Energiegewinn, Umsetzung in andere Energieformen ► Ausstrahlung: Aussendung von Strahlung in Abhängigkeit vom Wärmezustand des Körpers Energieabgabe Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 3 Antworten Frage 2: ► Wasserkörper haben geringeren Oberflächenwärmegewinn Große spezif. Wärme (wieviel Energie in Joule notwendig ist um 1g auf 1K zu erwärmen) Verteilung der Absorptionsenergie auf rel. Großes Volumen ► Geringe Abkühlung (vergleichsweise geringe Ausstrahlung) Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 4 Antworten Frage 3: ► Absorption von schädlichen UV- Strahlen in der Höhe ► Einfluss auf die Globalstrahlung (S+H) [Am Boden: schädlich für den Menschen] Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 5 Ionosphäre -5 0,01 10 -90°C Mesosphäre 0°C Antworten Frage 4 1 10-3 Obere Stratosphäre -45°C 10 0,01 Untere Stratosphäre -55°C 250 0,4 Troposphäre Peplosphäre +15°C 10131,3 Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 6 Humidität und Aridität Abgrenzungen: ► Zahlreiche empirische Abgrenzungen (siehe Tabelle Vorlesung) ► Klimatische Wasserbilanz (A. Penck) Wk= N – pV = 0 Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 7 Humidität und Aridität Strahlungstrockenheitsindex nach Budyko I = Q/ εv * N Εv: Verdunstungsenthalpie I< 1 humid I 1-2 arid I > 2 vollarid ► Physikalisch begründet ► Leicht zu bestimmen ► Abstufung von Landschaftszonen Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 8 Humidität und Aridität Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 9 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 Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 10 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) Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 11 Land- Seewind- System Tagsüber weht der Wind von der See zum Land Seewind ► Nachts weht der Wind vom Land zur See Landwind Ursachen: ► Unterschiedliche physikalische Wärmeeigenschaften von Wasser und Festland ► Wasser hat eine spezifische Wärme von c= 4,2 * 10^3 J/kg*K ► Festland weist einen halb so großen Wert auf, also erwärmt sich bei gleicher Einstrahlung pro Masseneinheit doppelt so stark wie das Wasser ► Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 12 Land- Seewind- System Abbildung: Land- Seewind- System bei Tag, Quelle: http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/trumf/Lehre/Lehrveranstaltungen/Grenzschicht/ Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer Land-_Seewind_Zirkulation.pdf, 22.1.12008 13 Land- Seewind- System Abbildung: Landwind bei Nacht, Quelle: http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/trumf/Lehre/Lehrveranstaltungen/Grenzschicht/ Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer Land-_Seewind_Zirkulation.pdf, 22.1.12008 14 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 Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 15 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 Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 16 Auswirkung der Corioliskraft auf bewegte Luftmassen Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 17 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 Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 18 Geostrophischer Wind Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 19 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 Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 20 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 Tutorium Physische Geo- Claudia Weitnauer 21 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 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