Geographisches Institut

Präsentation zum Thema: "Geographisches Institut"—  Präsentation transkript:

1 Geographisches Institut
Luftfeuchte

2 Luftfeuchte + + + - - - Wasser in der Atmosphäre fest flüssig
Sublimieren Verdampfen Verdunsten + + + Schmelzen Ionisieren fest flüssig gasförmig Plasma Erstarren Gefrieren - - - Kondensieren Rekombinieren Deposition/Resublimation Einführungsübung: Geomorphologie (Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.) RN 239

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

4 Luftfeuchte Wasserdampf
wird Wasser in der Atmosphäre erhitzt, dann setzt Verdunstung ein; das überführen des Wassers von der festen zur flüssigen Phase geht mit einer Volumenzunahme einher; die Volumenzunahme erzeugt einen Druck = Dampfdruck (e); der maximal mögliche Dampfdruck (bevor Kondensation eintritt) = Sättigungsdampfdruck (E); der Sättigungsdampfdruck ist abhängig von der Temperatur die Menge Wasserdampf in der Luft wird angegeben als absolute Feuchte [g[Wasser]/m3[Luft]] da E temperaturabhängig variiert, muss die Luftfeuchte in Relation gebracht werden = relative Feuchte (U) E – e = Sättigungsdefizit Mischungsverhältnis (m) = Dampfgehalt [g/kg[trockene Luft]] E T e E U = • 100% Einführungsübung: Geomorphologie (Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.) RN 239

5 Luftfeuchte Wasserdampf e E U = • 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! Einführungsübung: Geomorphologie (Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.) RN 239

6 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; 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) Einführungsübung: Geomorphologie (Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.) RN 239

7 Luftfeuchte Wasserdampf - Verdunstung Voraussetzungen für Verdunstung:
Wärmezufuhr - unmittelbar durch die Einstrahlung, - indirekt durch den sensiblen Wärmestrom oder - noch langsamer durch den latenten Wärmestrom ungesättigte Luft Dampfdruck (e) < Sättigungsdampfdruck (E) ! E ist umso größer, je wärmer es ist ! Unter der Prämisse eines ausreichenden Wärmestroms definiert ausschließlich das Sättigungsdefizit die Intensität (Volumen/Zeit) der Verdunstung; 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!) Einführungsübung: Geomorphologie (Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.) RN 239

8 Luftfeuchte Adiabatik Noch was wichtiges zur Luftfeuchte!
= 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 Einführungsübung: Geomorphologie (Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.) RN 239

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

10 Luftfeuchte Verdunstung Transpiration: biotische Verdunstung
Evaporation: abiotische Verdunstung Interzeption: abiotische Verdunstung auf biotischen Flächen Evapotranspiration (=globale 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 Einführungsübung: Geomorphologie (Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.) RN 239

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

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

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

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

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

16 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 = $WERT$), Einführungsübung: Geomorphologie (Fr. 16:00 – 18:00 Uhr c.t.) RN 239

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

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