Die Atmosphäre der Erde (3)
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Die Atmosphäre der Erde (3) Wiederholung: Vertikaler Temperaturgradient Feuchtadiabatischer Temperaturgradient Die Temperatur von mit Wasserdampf gesättigter Luft nimmt nur noch mit 0,65 °C pro 100 m ab bei Kondensation wird „Kondensationswärme“ frei.... Wolkenbildung Boyle-Mariotte (p*V=const) Joule-Thomson-Effekt Entstehung von Schönwetterwolken (Cumulus humulis) Die Höhe über dem Erdboden, wo die Temperatur des Luftpakets den Taupunkt Erreicht, nennt man Kondensationsniveau Entstehung von Föhn Föhnmauer Öfters sind zur gleichen Zeit am gleichen Ort Wolken in verschiedenen Höhen zu beobachten Wolkenstockwerke Stabilität von Luftmassen Eine reale Luftmasse hat in der Regel einen vertikalen Temperaturverlauf, der nicht einer Trockenadiabate oder einer Feuchtadiabaten entspricht. Beispiel: Inversionswetterlage Ab einer gewissen Höhe nimmt die Lufttemperatur wieder zu.... Ein Luftpaket kann sich in Bezug auf die umgebende Luft stabil, labil oder Indifferent verhalten Eine Schichtung in der Atmosphäre ist die vertikale Anordnung verschiedener Luftmassen, die durch eine bestimmte Ausprägung der meteorologischen Elemente (Temperatur, Wind, Luftdruck, u.s.w.) gekennzeichnet sind. Man unterscheidet zwischen stabiler und labiler Schichtung. Wellenwolken Stabile und labile Schichtung von Luftmassen Stabile Luftmassen sind oft mit „schönem Wetter“ assoziiert, labile Luftmassen dagegen mit konvektiver Wolkenbildung ... Extremfall: Wärmegewitter Vertikale Luftströmungen im Bereich einer Gewitterwolke (Wärmegewitter) Durchmesser zwischen 5 und 50 km (Superzellen) Cumulonimbus mit overshoting top Eine Gewitterzelle ist die kleinste abgeschlossene Einheit, aus der ein Gewitter aufgebaut sein kann. Sie durchläuft immer drei Stadien, ein Wachstumsstadium, ein Reifestadium und ein Zerfallsstadium. Eine Gewitterzelle ist aus einer Cumulonimbuswolke aufgebaut, in der Auf- und Abwinde auftreten. Häufig schließen sich mehrere Gewitterzellen zusammen und bilden größere zusammenhängende Einheiten von Gewittern. Aufbau einer Superzelle (Wärmegewitter) Entstehung der Böenfront am Grund durch zu Boden stürzende Kaltluft bei einer Superzelle Stadium 1: Scherwinde aus unterschiedlichen Richtungen (rote Pfeile) führen zu einer horizontalen Rotation der Luftmassen (grüne Spirale) Stadium 2: Durch die Drehung der Luftmassen (grüne Spirale) beginnt sich die rotierende Luftsäule aufzurichten (blauer Pfeil) Stadium 3: Die aufgerichtete rotierende Luftsäule (grüne Spirale) saugt ihrerseits neue Luft in die Luftsäule, die sich dadurch verstärkt (blaue Spirale) Ladungsverteilung in einer Gewitterwolke Der Ladungsausgleich erfolgt über Gewitterblitze Durchbruchfeldstärke in feuchter Luft: E ~ 3 Millionen Volt / Meter Ein Blitz besteht i. d. R. aus drei bis vier, manchmal aber auch mehr Hauptentladungen, die kurz aufeinander folgen. Die Dauer einer Hauptentladung beträgt im Durchschnitt etwa 30 µs. Dabei fließt ein Strom von etwa 20.000 Ampere, der die Luft im Blitzkanal auf ca. 30.000 ° erhitzt. Das Gas dehnt sich dabei plötzlich aus und generiert dabei eine Schallwelle, die als Donnerschlag wahrgenommen wird. Der Energiegehalt einer Hauptentladung liegt bei etwa 100 kWh (Stromverbrauch einer Familie in einer Woche). Die Länge eines Blitzes liegt meist zwischen 1 und 2 km, kann aber auch mehr als 10 km erreichen („Amboss“ – Erdboden) Häufigkeit von Blitzen
