Tutorium Physische Geographie Sitzung 2

Präsentation zum Thema: "Tutorium Physische Geographie Sitzung 2"—  Präsentation transkript:

1 Tutorium Physische Geographie Sitzung 2
Mittwoch Uhr Claudia Weitnauer

2 Wiederholung Separative Klimatologie
Klimaelemente Horizontale Luftbewegung Vertikale Luftbewegung Niederschlag Wolken

3 Klimaelemente Physikalisch messbare Elemente in der Atmosphäre
Lufttemperatur Luftdruck Luftfeuchtigkeit Verdunstung Wind Niederschlag

4 Lufttemperatur Temperatur der bodennahen Atmosphäre, die nicht Sonnenstrahlung, Bodenwärme, Wärmeleitung (z.B. des Bodens) beeinflusst ist Messung in 2m Höhe im Schatten Maßeinheiten Kelvin bzw. Celsius Bestimmung des Tagesmittel der Lufttemperatur durch Mannheimer Stunden

5 Luftdruck Kraft, die die Atmosphäre innerhalb eines bestimmten Niveaus pro Fläche ausübt Masseinheit: hPa Durchschnittlicher Bodenluftdruck auf Meereshöhenniveau: 1013 hPa Luftdichte nimmt mit zunehmender Höhe ab

6 Luftfeuchtigkeit Anteil des Wasserdampfs am Luftgemisch
Wichtigste Feuchtemaße: Dampfdruck e, Taupunkttemperatur π, Sättigungsdefizit, relative und absolute Luftfeuchtigkeit, spezifische Feuchte, Feuchttemperatur

7 Verdunstung Verdunstung ist abhängig von: Verfügbare Strahlungsenergie
Wassertemperatur Lufttemperatur Sättigungsdefizit Windgeschwindigkeit Erdoberflächenbeschaffenheit Vertikaler Temperaturgradient Vertikaler Dampfdruckgradient

8 Humidität und Aridität
Abgrenzungen: Zahlreiche empirische Abgrenzungen (siehe Tabelle Vorlesung) Klimatische Wasserbilanz Wk= N – pV = 0 Strahlungstrockenheitsindex nach Budyko I< 1  humid I 1-2  arid I > 2  vollarid

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

10 Horizontale Luftbewegung
Kleinräumig: Kein Einfluss der Erdrotation bemerkbar Direkte thermische Ausgleichszirkulation Z.B. Land- See- Windsystem, Berg- Talwind- System, urbane Flurwinde Großräumig Einfluss der Erdrotation muss berücksichtigt werden Geostrophischer Wind (ohne Reibungseinfluss) Geotriptischer Wind (mit Reibungseinfluss)

11 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

12 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

13 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

14 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

15 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

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

17 Vertikale Luftbewegung
Ursachen: Orographisch erzwungen Verwirbelung einer Strömung: Konfluenz, Diffluenz, horizontale oder vertikale Scherung Katabatischer Kaltluftabfluss Advektion unterschiedlich temperierter Luftmassen Aufgleitbewegung Erzwungener Aufstieg Konvergenzen und Divergenzen Labile Schichtung

18 Vertikale Luftbewegung
Stabile Schichtung: Keine vertikale Durchmischung 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

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

20 Vertikale Luftbewegung
Konvektion: vertikalen Aufstieg von Luft Advektion: horizontalen Aufgleiten von wärmerer Luft auf kältere Luft

21 Vertikale Luftbewegung
Konvektion- Ursachen: Labile Schichtung (Aufheizen einer Unterlage, Kaltluftadvektion in der Höhe) Kaltfront- Einbruch 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)

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

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

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

25 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!