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1 Tutorium Physische Geographie Sitzung 3 Mittwoch 15.45- 17.15 Uhr Claudia Weitnauer.

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1 1 Tutorium Physische Geographie Sitzung 3 Mittwoch Uhr Claudia Weitnauer

2 2 Quiz StrahlungsbilanzKlimaelementeLuftbewegung

3 3 Wiederholung Separative Klimatologie 1. Vertikale Luftbewegung 2. Niederschlag 3. Wolken

4 4 Vertikale Luftbewegung Adiabatisch: Luftpaket, dass in einer Luftmasse aufsteigt ohne Energie von außen aufzunehmen oder abzugeben; kein Mischungsprozess Luftpaket, dass in einer Luftmasse aufsteigt ohne Energie von außen aufzunehmen oder abzugeben; kein MischungsprozessTrockenadiabatisch: Temperaturgradient: 1°C/100m Temperaturgradient: 1°C/100mFeuchtadiabatisch: Temperaturgardient: Temperaturgardient:0,5-0,7°/100m

5 5 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 Aufgleitbewegung Erzwungener Aufstieg Erzwungener Aufstieg 5. Konvergenzen und Divergenzen 6. Labile Schichtung

6 6 Vertikale Luftbewegung Stabile Schichtung: Keine vertikale Durchmischung Keine vertikale Durchmischung Luftpaket wird zum Aufstieg bewegt, geht aber in Ausgangsposition zurück 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 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

7 7 Vertikale Luftbewegung Labile Schichtung: Luftpaket wird durch Kräfte zum Ausstieg bewegt, ist wärmer als Umgebung, geringere Dichte, spezif. Leichter  steigt weiter auf Luftpaket wird durch Kräfte zum Ausstieg bewegt, ist wärmer als Umgebung, geringere Dichte, spezif. Leichter  steigt weiter auf

8 8 Vertikale Luftbewegung Konvektion: vertikalen Aufstieg von Luft vertikalen Aufstieg von LuftAdvektion: horizontalen Aufgleiten von wärmerer Luft auf kältere Luft horizontalen Aufgleiten von wärmerer Luft auf kältere Luft

9 9 Vertikale Liftbewegung Konvektion- Ursachen: Labile Schichtung (Aufheizen einer Unterlage, Kaltluftadvektion in der Höhe) Labile Schichtung (Aufheizen einer Unterlage, Kaltluftadvektion in der Höhe) Kaltfront- Einbruch Kaltfront- Einbruch Vergenzen im horizontalen Strömungsfeld Vergenzen im horizontalen Strömungsfeld  In den Tropen dominiert NS- Bildung durch Konvektion (auch Advektion)  In den Außertropen dominiert frontal- zyklonale NS- Bildung (beinhaltet auch Advektion und Konvektion)

10 10 Gewittertypen (ausgeprägte Labilität) 1. Luftmassengewitter (starker Temperaturverlust mit der Höhe) 2. Frontengewitter (Kaltluftfront schiebt sich unter Warmluftfront) 3. Orographische Gewitter

11 11 Inversions- Typen (ausgeprägte Stabilität) 1. Ausstrahlungsinversion (Abkühlung der EOF in der Nacht, v.a. bei geringer Bewölkung  wärmere Temperatur in der Höhe) 2. Aufgleitinversion (wärmere Luft gleitet auf kältere Luft) 3. Dynamische Absinkinversion  Gefahr der SMOG- Bildung durch fehlende Durchmischung

12 12 Wolken Wolkenklassifikationen: Nach Wolkenstockwerken (hohe, mittelhohe, tiefe) Nach Wolkenstockwerken (hohe, mittelhohe, tiefe) Nach physikal. Zusammensetzung (Wasser-, Eis-, Mischwolken) Nach physikal. Zusammensetzung (Wasser-, Eis-, Mischwolken) Nach der Genese (Konvektionswolken, Aufgleitwolken, Ausstrahlungswolken) Nach der Genese (Konvektionswolken, Aufgleitwolken, Ausstrahlungswolken) Wolkengattungen: unterschiedliche vertikale Erstreckung

13 13 Hohe Wolken Cirrus, Cirrostratus und Cirrocumulus- Bewölkung,

14 14 Mittelhohe Wolken Altostratus und Altocumulus Wolken,

15 15 Tiefe Wolken Stratus und Stratocumulus Wolken,

16 16 Vertikale Wolken Cumulus, Nimbostratus und Cumulonimbus Wolken,

17 17 Niederschlag Bildung durch Koagulation: Vorwiegend in den Tropen Vorwiegend in den Tropen Zusammenballung kleiner Wassertropfen beim Tröpfchenwachstum Zusammenballung kleiner Wassertropfen beim TröpfchenwachstumSublimationswachstum: Bildung von Schneekristallen durch verzweigtes Ankristallisieren von unterkühlten Wassertröpfchen an Eiskristallen (ab bestimmter Größenordnung Übergang zu Graupel und Schneeflocken) Bildung von Schneekristallen durch verzweigtes Ankristallisieren von unterkühlten Wassertröpfchen an Eiskristallen (ab bestimmter Größenordnung Übergang zu Graupel und Schneeflocken) Sog. Bergeron- Findeisen- Prozess Sog. Bergeron- Findeisen- Prozess

18 18 Niederschlag Haupttypen: (Land-) Regen (Land-) Regen Schauer (niederschlag) Schauer (niederschlag)

19 19 Wiederholung Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre 1. Luftdruck und Windgürtel der Erde 2. Außertropische Westwinddrift 3. Großwetterlagen 4. Tropische Zirkulation

20 20 Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre Mittlerer Bewegungsmechanismus in der Atmosphäre zum großräumigen Austausch von Masse, Wärme und Energie (Transport von fühlbarer und latenter Wärme) Mittlerer Bewegungsmechanismus in der Atmosphäre zum großräumigen Austausch von Masse, Wärme und Energie (Transport von fühlbarer und latenter Wärme) Großräumige Temperatur- und Luftdruckunterschiede zwischen niederen und höheren Breiten Großräumige Temperatur- und Luftdruckunterschiede zwischen niederen und höheren Breiten  Frontalzone zwischen polarer Kaltluft und tropischer Warmluft

21 21 Planetarische Frontalzone Verteilung der Temperaturgradienten: Thermisch homogene tropische Warmluft (0°- 25°) Thermisch homogene tropische Warmluft (0°- 25°) Thermisch homogene Kaltluft der Pole (60°- 90°) Thermisch homogene Kaltluft der Pole (60°- 90°) Thermisch heterogen geschichtete Frontalzone Thermisch heterogen geschichtete Frontalzone Isobaren haben in der Frontalzone stärkere Neigung mit zunehmender Höhe Winde nehmen mit zunehmender Höhe an Intensität zu K= Polare Kaltluft W= Tropische Warmluft

22 22 Luftdruck und Windgürtel

23 23 Luftdruck und Windgürtel Modifikationen der Zirkulation: Jahreszeiten: polwärtige Verlagerung der Zonen im Sommer, äquatorwärtige Verlagerung im Winter Jahreszeiten: polwärtige Verlagerung der Zonen im Sommer, äquatorwärtige Verlagerung im Winter Land- Meer- Verteilung Land- Meer- Verteilung Ozeanische Zirkulation Ozeanische Zirkulation Schnee- und Eisbedingungen Schnee- und Eisbedingungen

24 24 Luftdruck und Windgürtel

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27 27 Luftdruck und Windgürtel Jahreszeitl. Intensitätsschwankungen  Stärkere Gradienten im jeweiligen Winter Jahreszeitliche Breitenverlagerung  Im kontinentalen Bereich stärker ausgeprägt als im maritimen  Stetige und alternierende Klimate Planetarische Asymmetrie  Stärkere Gradienten auf der SHK

28 28 Außertropische Zirkulation Charakteristika: Frontalzyklonen Frontalzyklonen Luftmassen Luftmassen Großwetterlagen Großwetterlagen Zirkulationsschwankungen Zirkulationsschwankungen

29 29 Außertropische Westwinddrift  Konzentration der Temperatur- und Luftdruckgegensätze in der Frontalzone Polarfrontjetstream: hoch- troposphärische Starkwindzone aufgrund des verschärften Druckgefälles in der Polarfront  Verschiedene Zirkulationsformen: zonal, gemischt, meridional, zellulär

30 30 Außertropische Westwinddrift Beschleunigungen und Abbremsungen in der Höhenströmung: Bei den konvergierenden/divergierenden Isobaren wirken Massenträgheiten Bei den konvergierenden/divergierenden Isobaren wirken Massenträgheiten Ageostrophische Massenverlagerungen Ageostrophische Massenverlagerungen Zusätzliche Advektion  verstärkte Bildung von Hochs und Tiefs Zusätzliche Advektion  verstärkte Bildung von Hochs und Tiefs

31 31 Stehende Wellen Mäandrierender Verlauf des Polarfrontjetstreams entlang der Luftmassengrenze zwischen der kalten Polarluft der Polarzelle und der warmen Subtropenluft Mäandrierender Verlauf des Polarfrontjetstreams entlang der Luftmassengrenze zwischen der kalten Polarluft der Polarzelle und der warmen Subtropenluft durch kontinentale Hindernisse hervorgerufen z.B. Rocky Mountains durch kontinentale Hindernisse hervorgerufen z.B. Rocky Mountains

32 32 Stehende Wellen Geostrophischer Wind Geostrophischer Wind Stromlinien werden zwischen Gebirge und Tropopause zusammengepresst  Geschwindigkeitsdivergenz Stromlinien werden zwischen Gebirge und Tropopause zusammengepresst  Geschwindigkeitsdivergenz Bei gleich bleibender Gradientkraft führt die Geschwindigkeitszunahme zum Anwachsen der Corioliskraft  Ablenkung der Strömung Richtung Äquator Bei gleich bleibender Gradientkraft führt die Geschwindigkeitszunahme zum Anwachsen der Corioliskraft  Ablenkung der Strömung Richtung Äquator Höhenrücken und Tiefdrucktrog, antizyklonale und zyklonale Krümmung Höhenrücken und Tiefdrucktrog, antizyklonale und zyklonale Krümmung

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34 34 RYD- SCHERHAG- EFFEKT Entstehung dynamischer Druckgebiete Ursachen: Beschleunigungen und Abbremsungen in der Höhenströmung Beschleunigungen und Abbremsungen in der Höhenströmung Verschiedene Massenträgheiten (G,C) Verschiedene Massenträgheiten (G,C)

35 35 RYD- SCHERHAG- EFFEKT Im Einzugsgebiet: Beschleunigung der Windgeschwindigkei t, aber zeitverzögert (Massenträgheit) Beschleunigung der Windgeschwindigkei t, aber zeitverzögert (Massenträgheit) Konvergierende Isobaren Konvergierende Isobaren Zunahme der Gradientkraft Zunahme der Gradientkraft Im Delta: Abnahme der Gradientkraft Abnahme der Gradientkraft Divergierende Isobaren Divergierende Isobaren Abbremsen der Höhenströmung (Massenträgheit) Abbremsen der Höhenströmung (Massenträgheit)

36 36 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!


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