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Geographisches Institut Luftfeuchte. Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte festflüssiggasförmigPlasma Schmelzen.

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1 Geographisches Institut Luftfeuchte

2 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte festflüssiggasförmigPlasma Schmelzen VerdampfenVerdunsten Ionisieren ErstarrenGefrieren KondensierenRekombinieren Sublimieren Deposition/Resublimation Wasser in der Atmosphäre

3 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Verdunstung Wasserdampf flüssiggasförmigVerdampfenVerdunstenKondensieren - +Verdunstungskälte (Atmosphäre verliert Energie) Kondensationswärme (Atmosphäre gewinnt Energie)

4 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Wasserdampf wird Wasser in der Atmosphäre erhitzt, dann setzt Verdunstung ein; wird Wasser in der Atmosphäre erhitzt, dann setzt Verdunstung ein; das überführen des Wassers von der festen zur flüssigen Phase geht mit einer das überführen des Wassers von der festen zur flüssigen Phase geht mit einer Volumenzunahme einher; Volumenzunahme einher; die Volumenzunahme erzeugt einen Druck = Dampfdruck (e); die Volumenzunahme erzeugt einen Druck = Dampfdruck (e); der maximal mögliche Dampfdruck (bevor Kondensation eintritt) der maximal mögliche Dampfdruck (bevor Kondensation eintritt) = Sättigungsdampfdruck (E); = Sättigungsdampfdruck (E); der Sättigungsdampfdruck ist abhängig von der Temperatur der Sättigungsdampfdruck ist abhängig von der Temperatur die Menge Wasserdampf in der Luft wird angegeben als die Menge Wasserdampf in der Luft wird angegeben als absolute Feuchte [g [Wasser] /m 3 [Luft] ] absolute Feuchte [g [Wasser] /m 3 [Luft] ] da E temperaturabhängig variiert, muss die Luftfeuchte in Relation gebracht werden da E temperaturabhängig variiert, muss die Luftfeuchte in Relation gebracht werden = relative Feuchte (U) = relative Feuchte (U) U = eE 100% 100%ET E – e = Sättigungsdefizit Mischungsverhältnis (m) = Dampfgehalt [g/kg [trockene Luft] ]

5 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Wasserdampf U = eE 100% 100% Wenn folglich der Dampfdruck (e) maximal ist, dann ist die relative Feuchte (U) =1  e = E  100%  durch erreichen der Sättigung kann der Dampfdruck nicht weiter erhöht werden;  Übergang in die flüssige Phase (Kondensation – Wärme) mit Wolken-/Nebelbildung Faustregel: je 1°C kann 1g Wasserdampf pro 1kg Luft aufgenommen werden!

6 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Wasserdampf Globale Betrachtung: da E temperaturabhängig  Unterschiede zwischen Tropen und Polargebieten; warme Luft kann viel mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte Luft;  am Pol ist die Grenztemperatur zur Kondensation viel eher erreicht;  schnellere Wolkenbildung als am Äquator, obwohl absolut gesehen viel weniger Wasser in der Luft ist; viel weniger Wasser in der Luft ist; Abhängigkeit der Wasserdampfverteilung von der Land-Meer-Verteilung:  über dem Meer kann viel mehr Wasser verdunsten als über Land;  über dem Meer kann ein wesentlich höherer Dampfdruck (e) entstehen;  klimatologische Unterschied zwischen NHK und SHK (=Wasserhalbkugel)

7 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Wasserdampf - Verdunstung Voraussetzungen für Verdunstung: - unmittelbar durch die Einstrahlung, - indirekt durch den sensiblen Wärmestrom oder - noch langsamer durch den latenten Wärmestrom Wärmezufuhr Wärmezufuhr ungesättigte Luft ungesättigte Luft - Dampfdruck (e) < Sättigungsdampfdruck (E) ! E ist umso größer, je wärmer es ist ! ! E ist umso größer, je wärmer es ist !  Unter der Prämisse eines ausreichenden Wärmestroms definiert ausschließlich das Sättigungsdefizit die Intensität (Volumen/Zeit) der Verdunstung; das Sättigungsdefizit die Intensität (Volumen/Zeit) der Verdunstung; Bsp.:eine Wasserpfütze verdunstet in der Wüste viel schneller als in den Tropen, Bsp.:eine Wasserpfütze verdunstet in der Wüste viel schneller als in den Tropen, da die Luft wesentlich trockener ist! In den Tropen ist der Sättigungsdampfdruck schneller erreicht, d.h. es regnet mehr als verdunsten kann (ansonsten würde es am Äquator ja ununterbrochen regnen!)

8 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Noch was wichtiges zur Luftfeuchte! Adiabatik = vertikale Luftbewegung meint hier jedoch nicht Konvektion, also der Luftmassenaufstieg durch Einstrahlung, sondern orographische und advektive Hebungs-/ Senkungsprozesse)! Orographische Luftmassenhebung durch Hindernis (Gebirge = Orogen) Advektive Luftmassenhebung durch Aufgleiten relativ „kalter“ Luft auf relativ „kalte“ Luft

9 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Noch was wichtiges zur Luftfeuchte! trockenadiabatische Bewegung feuchtadiabatische Bewegung = trockene Luft = feuchte Luft Luft wird gehoben  Druck nimmt mit der Höhe ab  Reibungsenergie der Luftteilchen sinkt (Luft hat mehr Platz)  Temperaturabsenkung ! Aber: e < E ! ! Aber: e < E ! ca. - 1°C/100m Luft wird gehoben  Druck nimmt mit der Höhe ab  Reibungsenergie der Luftteilchen sinkt (Luft hat mehr Platz)  Temperaturabsenkung  Sättigungsdampfdruck wird erreicht, da e = E  Kondensation tritt ein  Kondensationswärme wird frei  Überlagerung der höhenabhängigen Abkühlung und der Kondensationswärme ca. – 0,6°C/100m Was uns das bringt??? Das haben wir bereits beim Thema Wind gesehen (Föhn)!

10 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Transpiration:biotische Verdunstung Evaporation: abiotische Verdunstung Interzeption: abiotische Verdunstung auf biotischen Flächen Verdunstung Niederschlag Dauer & Intensität: z.B. Schauer, Landregen, … Lokale Rahmenbedingungen: Freiland-, Bestandsniederschlag,… Abfluss Oberflächenabfluss: Gerinneabfluss Versickerung: Infiltration, Perkolation (Versickerung), Feldkapazität, kapillarer Aufstieg, Sättigung; Grundwasserneubildung Zwischenabfluss: oberflächennaher Abfluss Basisabfluss: Grundwasser Evapotranspiration (=globale Verdunstung)

11 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Globaler Wasserhaushalt Wasserbilanz (global) : VerdunstungNiederschlag= Umschlagrate (Wasser) = ~9,6 Tage

12 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Wasserhaushalt über Meer Wasserbilanz (Meer) : VerdunstungNiederschlag=+Abfluss

13 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Ernergiebilanz über Land Wasserbilanz (Meer) : VerdunstungNiederschlag=-Abfluss

14 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Wasserhaushalt über Meer ++ +Kondensation (= Energiefreigabe) gasförmig (= energetisch hochwertig [latente Wärme]) flüssig (= energetisch geringwertig)

15 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Wasserbilanz (global) VerdunstungNiederschlag=+Abfluss+ ( ) VerbrauchRücklage- Rücklage Verbrauch = zeitweiliger Wasserentzug aus dem System durch: Fixierung des Wassers in Eis und Schnee; Fixierung des Wassers in Eis und Schnee; Speicherkaskaden des Bodenwassers (Haftwasser); Speicherkaskaden des Bodenwassers (Haftwasser); Verweildauer des Wassers im Grundwasserspeicher; Verweildauer des Wassers im Grundwasserspeicher; anthropogener Wasserentzug (Retention, Trinkwasser,…); anthropogener Wasserentzug (Retention, Trinkwasser,…); = Wasserfreigabe in das System aus den o.g. „Speichern“; Zeitlicher Aspekt

16 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Nur bei einer globalen Betrachtung ist der Wasserkreislauf als ein geschlossenes System zu betrachten! (Input + Output = 0) Alle Teilkreisläufe stellen offene Systeme dar! …obgleich sie für sich betrachtet durchaus bilanzierbar sind, d.h. sie lassen sich aufgrund der ihnen obliegenden kausalen Zusammenhänge in einer Zustandsgleichung ausdrücken (Input + Output = $WERT$),

17 Einführungsübung: Geomorphologie(Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.)RN 239 Luftfeuchte Zeit

18 Luftfeuchte


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