Wetterkunde.

Präsentation zum Thema: "Wetterkunde."—  Präsentation transkript:

1 Wetterkunde

2 Was ist Wetter? Wetter wird in der Meteorologie als der aktuelle physikalische Atmosphärenzustand zu einem bestimmten Zeitpunkt und an einem bestimmten Ort definiert. Wetter setzt sich aus Wetterelementen zusammen : Niederschlag Sonnenschein Wind Temperatur Nebel  Diese Wetterelemente spielen in sehr komplexer Weise zusammen ; was die Vielfalt des erlebbaren Wetters ausmacht.

3 Was ist Witterung? Witterung ist der allgemeine , durchschnittliche oder vorherrschende Charakter des Wetterablaufs eines bestimmten Zeitraumes ( wenige Tage bis zu einer Jahreszeit ).

4 Was ist Klima ? Klima wird durch Klimaelemente bestimmt ( analog zum Wetter ). Das Klima bzw. die Klimaelemente unterliegen dem Einfluß von Klimafaktoren : 1. Höhe des betrachteten Gebietes ( ü. NN) 2. Geographische Breite 3. Geographische Länge 4. Bodenart, Bodennutzung, Vegetation 5. Menschliche Einflußnahme durch Wohnen, Bauen, Verkehr, Emissionen u.v.m.

5 Das Wetter spielt sich fast ausschließlich in der Troposphäre ab
Das Wetter spielt sich fast ausschließlich in der Troposphäre ab. Diese ist ein Teil der Erdatmosphäre: Troposphäre : 0-11 km Höhe , Temperaturabnahme bis –56°C Atmosphäre : bis ca. 80 km Höhe konstantes Mischungsverhältnis: Stickstoff : 78 %  N2   Sauerstoff : 21 %  O2 Argon : 0,9 %  Ar Kohlendioxid : 0,034 CO2 Edelgase : 0,002 % Ozon : 0, % O3

6 Von besonderem Interesse für Wetter und Klima ist die atmosphärische Grenzschicht . Sie stellt den Teil der Atmosphäre dar , der in direkter Wechselwirkung mit dem Erdboden steht. In der Grenzschicht vollzieht sich der Austausch von Wärme und Wasserdampf. Die Ausbreitung von Luftverunreinigungen vollzieht sich überwiegend in der Grenzschicht.

7 Stadtklima : Ist durch die Versiegelung des Erdbodens mit Beton und Asphalt , dichte Bebauung usw. und den damit zusammenhängenden Temperatur –und Strahlungseigenschaften dieser Materialien charakterisiert . Damit sind – gegenüber der unbebauten Umgebung , veränderte Wärmeumsätze verbunden. - im Winter verstärkt Produktion von Abwärme - im Sommer verstärkte Wärmebelastung durch verringerte nächtliche Abkühlung - allgemein verringerter Luftaustausch , höhere Luftverunreinigungen Aus der höheren Temperatur in der Stadt ( gegenüber dem Umland ) resultiert aufsteigende Luftbewegung . Zum Ausgleich strömt von außerhalb kühlere Luft nach

8 Begriffe der Meteorologie -1
Wind : Wind ist bewegte Luft . Er entsteht durch Luftdruckunterschiede zwischen Hoch – und Tiefdruckgebieten und strömt vom Gebiet höheren Luftdrucks in das Gebiet niedrigeren Luftdrucks . Er weht rechtsherum aus dem Hochdruckzentrum heraus und linksherum in den Tiefdruckkern hinein . Je größer die Rauhigkeit ( Gliederung der Landschaft , Bebauung usw.) um so größer sind Reibung und Ablenkungswinkel . Windrichtung : - ist die Richtung , aus der er weht ( z.B. SW- Wind) Windstärke : in Beaufort ( Bft ) Für die Windstärke ist nicht der absolute Luftdruck entscheidend , sondern das Druckgefälle . Je größer der Luftdruckunterschied zwischen zwei Orten , desto stärker weht der Wind . Windgeschwindigkeit : in km/h , m/s , kn

9 Begriffe der Meteorologie - 2
Luftfeuchtigkeit : relative Feuchtigkeit in % Taupunkt : ist die Temperatur , auf die Luft abgekühlt werden muß , damit sie mit Feuchtigkeit gesättigt ist . Es setzt Kondensation ( Taubildung ) ein . Luftdruck : in Hectopascal (hPa ) , Millibar ( mb ) Hochdruckgebiet : Kalte Luft zieht sich zusammen , wird schwerer und erzeugt einen hohen Druck auf die Erdoberfläche . Ein Hoch bildet sich über Räumen , die stärker abgekühlt sind als die umliegenden Gebiete. Nur im Kern und auf der Rückseite ist gutes Wetter zu erwarten . Tiefdruckgebiet : Erwärmte Luft dehnt sich aus . Sie steigt auf und wird leichter , der Luftdruck dementsprechend niedriger . Ein Tief bildet sich über Räumen , die stärker erwärmt sind als die umliegenden Gebiete . Hochs und Tiefs liegen allerdings nicht fest . Sie verlagern sich mehr oder weniger schnell und folgen gewissen charakteristischen Zugbahnen . Der zwischen Hoch und Tief bestehende Luftdruckunterschied gleicht sich aus , indem schwere Luft in das Gebiet mit leichter Luft strömt . Diese Luftbewegung ist der Wind . Je größer der Luftdruckunterschied , desto stärker der Wind.

10 Auswirkungen des Wetters auf die Ausbreitung
Emission : Einbringen des Schadstoffes in die Atmosphäre Emissionsquellen: hohe Schornsteine ( m ) niedrige Schornsteine ( 20 m )   KFZ – Emissionen Störfallemissionen : Brände , Explosionen können trotz bodennaher Emission den Schadstoff auch in größere Höhen bringen ( Tschernobyl , Ölbrände , Waldbrände ) Transmission: Transport des Schadstoffes von der Quelle zum Einwirkungsort Imission : an beliebigem Ort in der Umgebung der Emissionsquelle nachweisbarer Teil der ursprünglichen Emission . Die Imissionskonzentration ist in hohem Maß von meteorologischen Bedingungen in der Transmissionsphase abhängig

11 Zusammenhänge Die Schadstoffausbreitung vollzieht sich grundsätzlich mit dem Wind . Wichtig : Windrichtung in der Höhe , in der sich die Wolke befindet . Bis ca. 100m Höhe ( Prandtl-Schicht ) wenig Winddrehung , aber Geschwindigkeitszunahme , oberhalb 100m ( Ekmann-Schicht ) Beginn der Winddrehung je nach Rauhigkeit . Emissionen aus hohen Quellen driften nicht mit Bodenwindrichtung , sondern mit 10 – 40o rechtsdrehendem Wind . Emissionen in Bodennähe und Hausbrand sind mit Bodenwindrichtung ( 10m ) einigermaßen abschätzbar, sofern sie nicht durch hohe Temperaturen am Boden ( Brand/Explosion ) in größere Höhen verfrachtet werden . Konsequenz : Emissionen unterliegen also bei sich ändernder Transporthöhe Windrichtungsänderungen ( z.B. Kraftwerke , Tschernobylwolke )

12 Windgeschwindigkeit und Turbulenz
Der Transport der Schadstoffwolke vollzieht sich mit der jeweiligen Windgeschwindigkeit und Windrichtung , die Änderungen unterliegen können . Vom Boden ( 10m ) bis ca. 100m Höhe starke , darüber nur noch schwache Geschwindigkeitszunahme . Auf dem Transportweg verdünnt sich die Schadstoffkonzentration durch Vermischung mit der Umgebungsluft . Dafür ist die Turbulenz verantwortlich . Turbulenz ist eine chaotische , nur statistisch darstellbare Zusatzbewegung zur mittleren Bewegung der Luftteilchen . Die Turbulenz ist abhängig von der Windgeschwindigkeit , der Rauhigkeit des Bodens und von der Atmosphärenschichtung .

13 Es wird zwischen labilen , stabilen und neutralen Schichtungen unterschieden.
6,5 K  Temperaturabnahme/1000m Höhe stabil : weniger 6,5 K Temperaturabnahme/1000m Höhe labil : 6,5 – 10K Temperaturabnahme/1000m Höhe ( sommerliches Hochdruckwetter tagsüber und nachts ) Labile Schichtung und/oder hohe Windgeschwindigkeit und/oder  große Rauhigkeit ergeben große Turbulenzen/starke Durchmischung . Stabile Schichtung bedeutet wenig Turbulenz/geringe Durchmischung/hohe Konzentration .

14 Konsequenz bei labiler Schichtung und hohen Windgeschwindigkeiten erfolgt eine rasche Schadstoffverdünnung mit Zunahme der Entfernung . bei labiler Schichtung und geringer Windgeschwindigkeit , relativ hohe Immissionskonzentration dicht an der Quelle . Konzentrationsabnahme mit Zunahme der Entfernung - bei stabiler Schichtung und mittlerer Windgeschwindigkeit , geringe Konzentrationen dicht an der Quelle , relativ hohe Konzentrationen noch in größerer Entfernung

15 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

16 Quellen: Feuerwehr Kefenrod Feuerwehr Halle Internet
Präsentation erstellt/geändert: März 2011 Burkhard Reutzel (WF) Layout: Feuerwehr Kefenrod

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