AT M O S P H Ä R I S C H E P R O Z E S S E
> Atmosphäre: ist die aus einem Gasgemisch bestehende Hülle eines Himmelskörpers
> Entstehung der Atmosphäre:
- Abkühlen der Erde → Wasserdampf → Wasser gebildet → chem. Prozesse → Schwerkraft
→ bakterielle Erzeugnisse = erstes Leben → giftige Stoffe in Sauerstoff umgewandelt → weitere
Entwicklung
> Zusammensetzung der Atmosphäre: die Erdatmosphäre setzt sich aus 4 Bestandteilen zusammen
- Stickstoff 78%
- Sauerstoff 21%
- Argon 1%
- Spurengase 0,04% z.B. Kohlenstoffdioxid, Methan, Ozon
- → Spurengase werden aufgrund ihres geringen Anteils in parts per million (ppm) oder parts per
billion (ppb) angegeben.
> Aufbau der Atmosphäre:
- die Erdatmosphäre lässt sich anhand des Temperaturverlaufes in 5 Teilsphären untergliedern
- Diese werden mit relativ schnellen Temperaturwechseln
- Bilden Inversionsschicht und verhindern vertikale Luftströme
- → Grundregel: Teilchendicht und Luftdruck sinken mit zunehmender Höhe
Höhe Änderung der Eigenschaften
Temperatur
Exophäre > 700km - Geringe Dichte
- Nahtloser Übergang in Weltraum
Thermosphäre Ab 85 km Steigend bis Weltraum - Bildung atomaren Sauerstoffs O
- Starke Temperaturen Anstieg (Absorbation der UV-
Mesopause Strahlung)
Mesophäre 60 -85 km Absinken auf -80 °C - Weitere Abnahme der Dichte -> Absinken der Temperaturen
Stratopause 20 -50 km Aufsteigen auf 20 °C - Ozonschicht -> Absorbation der UV- Strahlung ->
Stratosphäre Temperaturenanstieg
Tropopause - Horizontale Durchmischung
Troposphäre 12 km Abnahme auf -60°C - 75% der gesamten Gasmasse
- Ort des Klimas- und Weltgeschehens
- Vertikale & horizontale Durchmischung
.
Skizze Phären
1
, > Strahlungshaushalt
1
-
Skizze Strahlungshaushalt
> Strahlungshaushalt der Erde
→ Globalstrahlung (QG): ist der Anteil der kurzwelligen Sonneneinstrahlungen, der die Erdoberfläche erreicht
→ Albedo (a): ist der prozentuale Anteil von reflektierten zu einfallendem Licht und beschreibt so das
Refexionsvermögen einer Oberfläche
! Je dunkler eine Fläche, desto mehr Strahlung wird absorbiert→ a klein
! Je heller eine Fläche, desto mehr Strahlung wird reflektiert → a groß
→ absorbierte Globalstrahlung (aQG): ist das Ergebnis aus Globalstrahlung und reflektierter Strahlung /
Energiegewinn im Strahlungshaushalt
→ QG - aQG = QG (1-a)
→ Terrestrische Ausstrahlung ( AO): ist die langwellige Ausstrahlung der Erdoberfläche
→ Gegenstrahlung (AG): ist der Anteil an langwelliger Ausstrahlung der von Wolken, etc. Zur Erdoberfläche
zurückgeworfen wird
→ Treibhauseffekt
→ effektive Ausstrahlung ( AE): Differenz aus terrestrischer Ausstrahlung und Gegenstrahlung / Energieverlust
im Strahlungshaushalt
→ AE= AO- AG
→ im Strahlungshaushalt der Erde wird zwischen fühlbarer Wärme und latenter Wärme unterschieden
- fühlbare Wärme: mit dem Thermometer messbare Wärmestrahlung von Oberflächen
- Latente Wärme:
• Energie, die beim Verdunsten von Wasser verbraucht und beim Kondensieren freigesetzt wird
• Kann durch die Bestimmung des Wasserdampfgehalts aus der Luft gemessen werden
> Atmosphärische Zirkulation
→ bezeichnet die Gesamtheit der Nettostrahlung vertikalen und horizontalen Luftbewegungen
→ Antriebskräfte:
• ↘ Gradientkraft (Ausgleiche von T und H → Druckgefälle)
• Rotation der Erde
• ↘ Corioliskraft (Ablenkung der Luftmassen)
→ wird durch die Land- Meer- Verteilung beeinflusst
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> Atmosphäre: ist die aus einem Gasgemisch bestehende Hülle eines Himmelskörpers
> Entstehung der Atmosphäre:
- Abkühlen der Erde → Wasserdampf → Wasser gebildet → chem. Prozesse → Schwerkraft
→ bakterielle Erzeugnisse = erstes Leben → giftige Stoffe in Sauerstoff umgewandelt → weitere
Entwicklung
> Zusammensetzung der Atmosphäre: die Erdatmosphäre setzt sich aus 4 Bestandteilen zusammen
- Stickstoff 78%
- Sauerstoff 21%
- Argon 1%
- Spurengase 0,04% z.B. Kohlenstoffdioxid, Methan, Ozon
- → Spurengase werden aufgrund ihres geringen Anteils in parts per million (ppm) oder parts per
billion (ppb) angegeben.
> Aufbau der Atmosphäre:
- die Erdatmosphäre lässt sich anhand des Temperaturverlaufes in 5 Teilsphären untergliedern
- Diese werden mit relativ schnellen Temperaturwechseln
- Bilden Inversionsschicht und verhindern vertikale Luftströme
- → Grundregel: Teilchendicht und Luftdruck sinken mit zunehmender Höhe
Höhe Änderung der Eigenschaften
Temperatur
Exophäre > 700km - Geringe Dichte
- Nahtloser Übergang in Weltraum
Thermosphäre Ab 85 km Steigend bis Weltraum - Bildung atomaren Sauerstoffs O
- Starke Temperaturen Anstieg (Absorbation der UV-
Mesopause Strahlung)
Mesophäre 60 -85 km Absinken auf -80 °C - Weitere Abnahme der Dichte -> Absinken der Temperaturen
Stratopause 20 -50 km Aufsteigen auf 20 °C - Ozonschicht -> Absorbation der UV- Strahlung ->
Stratosphäre Temperaturenanstieg
Tropopause - Horizontale Durchmischung
Troposphäre 12 km Abnahme auf -60°C - 75% der gesamten Gasmasse
- Ort des Klimas- und Weltgeschehens
- Vertikale & horizontale Durchmischung
.
Skizze Phären
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, > Strahlungshaushalt
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-
Skizze Strahlungshaushalt
> Strahlungshaushalt der Erde
→ Globalstrahlung (QG): ist der Anteil der kurzwelligen Sonneneinstrahlungen, der die Erdoberfläche erreicht
→ Albedo (a): ist der prozentuale Anteil von reflektierten zu einfallendem Licht und beschreibt so das
Refexionsvermögen einer Oberfläche
! Je dunkler eine Fläche, desto mehr Strahlung wird absorbiert→ a klein
! Je heller eine Fläche, desto mehr Strahlung wird reflektiert → a groß
→ absorbierte Globalstrahlung (aQG): ist das Ergebnis aus Globalstrahlung und reflektierter Strahlung /
Energiegewinn im Strahlungshaushalt
→ QG - aQG = QG (1-a)
→ Terrestrische Ausstrahlung ( AO): ist die langwellige Ausstrahlung der Erdoberfläche
→ Gegenstrahlung (AG): ist der Anteil an langwelliger Ausstrahlung der von Wolken, etc. Zur Erdoberfläche
zurückgeworfen wird
→ Treibhauseffekt
→ effektive Ausstrahlung ( AE): Differenz aus terrestrischer Ausstrahlung und Gegenstrahlung / Energieverlust
im Strahlungshaushalt
→ AE= AO- AG
→ im Strahlungshaushalt der Erde wird zwischen fühlbarer Wärme und latenter Wärme unterschieden
- fühlbare Wärme: mit dem Thermometer messbare Wärmestrahlung von Oberflächen
- Latente Wärme:
• Energie, die beim Verdunsten von Wasser verbraucht und beim Kondensieren freigesetzt wird
• Kann durch die Bestimmung des Wasserdampfgehalts aus der Luft gemessen werden
> Atmosphärische Zirkulation
→ bezeichnet die Gesamtheit der Nettostrahlung vertikalen und horizontalen Luftbewegungen
→ Antriebskräfte:
• ↘ Gradientkraft (Ausgleiche von T und H → Druckgefälle)
• Rotation der Erde
• ↘ Corioliskraft (Ablenkung der Luftmassen)
→ wird durch die Land- Meer- Verteilung beeinflusst
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