Literatur
Physische Geographie Kompakt – Bauer (AMAZON)
Klimatologie
- Klima ist der übergeordnete Faktor der Boden(Bildung) (z.B. Schwarzerde auf Löss: Steppengebiete (unsere feuchten Breiten: Parabraunerde)), Vegetation, Wasserhaushalt und Formbildung an einen bestimmten Ort (weil das Klima kann tropischer oder polarer Natur sein) steuert
o Schwarzerde in trockenen mittelbreiten
o Parabraunerde in feuchten mittelbreiten
Aufgrund des stärkeren Niederschlags mehr Versickerung und Tonverlagerung
- Vegetationszonen fasst parallel mit Klimazonen (in Verbindung/unmittelbarer Zusammenhang)
Elementare Faktoren die das Klima auslösen
- wie komme ich zu klimatischen Einwirkungen (Elementar: wie kommt es zum Klima)?
o Sonnenstrahlung (solare Strahlung) Grundlage für alle Prozesse (als Quelle)
Achsenstellung der Erde spielt mit der Sonnenstrahlung zusammen
o wie kommt die Erde zu einer Atmosphäre (Gashülle)?
Strahl http://www.meinemitschriften.com/script/foxyg7/ch4jcm/ ung
- eine milliardstel der Sonnenenergie erreicht die Erde
o Energiebetrag an der Obergrenze der Atmosphäre nennt sich Solarkonstante, beträgt im globalen Mittel ungefähr 1.360 W/m² (pro Sekunde); zum größten Teil kurzwellige Strahlung (Input an Strahlung; die Energie die alle Zirkulationen antreibt – „Antriebsmotor“)
- Maßstab: 1m Sonne, 1cm Erde
Erdrotation/achse
- Erde dreht sich von West nach Ost
o gedachte Kugelachse als Beleuchtungsachse (etwas gebogenen Grenze)
Nordwinter/Südsommer: Polarnacht/Polartag
• Polare in Bereiche die beleuchtet oder nicht beleuchtet sind (unmittelbar am Pol: durchgehend), je weiter wir vom Pol weggehen desto kürzer sind die Polarnächte
• Südsommer-Situation: Südliche Wendekreis (SWK) – Sonne trifft senkrecht ein (23,4° südlicher Breite)
o Senkrechtstand der Sonne ist nur innerhalb der Wendekreise möglich (Zenitstand)
http://www.meinemitschriften.com/script/foxyg7/ch4jcm/ 61607; Unter diesen Bedingungen haben wir den größten Energieinput (Grundlage für Strahlungsbedingungen)
Nordsommer/Südwinter
• Nordpol immer hell und Südpol immer dunkel
- Erdachsenneigung von etwa 23,5° ist der Grund für die jahreszeitlichen Klimaschwankungen
o Umso stärker ausprägt je polnäher ein Ort liegt
o Erde wandert mit dieser Neigung um die Sonne (Süd/Nordpol kann zur Polarnacht bzw. Polartag durchgehend werden)
Unbeleuchtete Phase ist genau so lang wie die beleuchtete Phase
- Am Äquator (zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis) kann die Sonne senkrecht einfallen
o Wenn Sonne senkrecht einfällt dann trifft die selbe Energie was oben rein gesteckt wird, auf der selben Fläche rauskommen
Wenn geneigt dann verteilt sich die Strahlung auf einer größeren Oberfläche (Strahlung muss sich auf einer größeren Fläche verteilen)
• Weniger http://www.meinemitschriften.com/script/foxyg7/ch4jcm/ Energie pro Quadratmeter
• Hauptgrund für kalte Polare und warme Äquatorbereiche
• Kalte Polare
o Bildung von große Eismassen, reflektieren (selbstverstärkend; hohe Albedo (großer Anteil der rückreflektiert wird))
o Bei flachen Einfallwinke an sich größere Reflektion
o Das in Kombination ergibt kalte Klimate an der Polarregion
• Äquator
o Boden kann Wärme speichern, Vegetation (gibt Energie ab durch Transpiration) und Leben gibt Wärme ab, und Verfügbarkeit von Wasser (transportiert Wasser); sehr geringe Albedo
Erdatmosphäre
- Warum hat die Erde eine Atmosphäre?
o Im Magma Gase gelöst, durch Eruption nach außen bewegt
o Erdkugel hat eine Anziehungskraft und zieht Gase von außerhalb an
- Erde dreht sich und es wirkt eine Anziehungskraft
o Gase aus dem All (sehr gering komprimiert)
Stickstoff: Sauerstoffanteil hat sich erhöht durch Vegetation
o http://www.meinemitschriften.com/script/foxyg7/ch4jcm/ Gase angezogen und in die Rotation mit einbezogen (fließende Grenze von Atmosphäre und All)
- Starke Ausgasung aus dem Erdinneren (magmatisch bedingt) die nur zum Teil entweichen konnten aber auch welche gefangen wurden
o Im Vergleich zur Erde eine sehr dünne Haut/Gashülle (Atmosphäre: 100km; Troposphäre 17-18km (Wetterrelevant))
- Gase in der Atmosphäre
o 78% Stickstoff 21% Sauerstoff 1% Argon (Edelgas), Restgase: Treibhausgase
Strahlung trifft auf eine Atmosphäre (Solarkonstante als Energiemenge)
- Strahlung geht nicht einfach so durch sondern es wird einiges reflektiert und abgelenkt (Strahlungsströme)
- Solarestrahlung
o Kurzwellige Strahlung
- Terrestrischestrahlung
o Abstrahlung von der Erde
o Langwellige Strahlung (es sei denn es ist Reflexion): die entsteht wenn kurzwellige Strahlung von der Sonne umgesetzt wird
o Das was abgegeben ist was kurz im Erdb http://www.meinemitschriften.com/script/foxyg7/ch4jcm/ oden gespeichert ist, ist ausschließlich langwellige Strahlung (100%) abgegeben
- Solareeintrahlung (hoch energetische kurzwellige Strahlung) sorgt für Aufheizung der Erdoberfläche
o Daraufhin wird im Erdboden Energie gespeichert (erwärmt, im Boden gehalten)
o Gespeicherte Energie wird als langwellige Abgegeben
o Auch „Energieumsatz“ genannt: Erdoberfläche ist eine „Energieumsatzfläche“
Warum kurzwellige oder langwellige Strahlung?
- Strahlung in Form von Wellen (verschiedene Wellenlänge)
o Abstand der Berge in Mü-Meter (1/1000 mm)
- Physikalischer Zusammenhang was für eine Wellenlänge eine Strahlung hat
o Wellenlänge hängt unmittelbar von der Oberflächentemperatur des ausstrahlenden Körpers ab (Wien’sche Verschiebungsgesetz)
- Wien’sche Verschiebungsgesetz
o Beispiel: Sonne und Erde
Erde hat eine kalte Oberfläche (geringe Oberflächentemperatur) also s http://www.meinemitschriften.com/script/foxyg7/ch4jcm/ trahlt sie langwellig ab (wenig energiereiche Strahlung: infrarote Strahlung (langwellig)
Sonne hat eine hohe Oberflächentemperatur (6000 Grad) also strahlt sie sehr kurzwellige Strahlung (größtenteils) ab: Strahlung sehr energiereich (schnelle Schwingungen durch die Energiestärke)
Strahlung innerhalb der Atmosphäre
- Troposphäre im mittel 10-12 m
o Grund für die vertikale unterschiedliche Mächtigkeit:
Fliehkräfte (Zentrifugalkraft: Atmosphäre wird am Äquator mehr weggezogen als am Pol)
Gravitation ist geringer: Partikel weniger angezogen
Konvektion: Aufheizung im Äquator führt zu volumenmäßigen Aufwölbung
o alle kurzwellige Strömungen Tagsüber
o langwellige laufen Nachts- und Tagsüber ab (Wärme kann in der Nacht und am Tag abstrahlen; IR-Sicht in der Nacht)
Strahlungsströme
- Gesamtstrahlung (Solarkonstante) ist die Ausgan http://www.meinemitschriften.com/script/foxyg7/ch4jcm/ gsbasis, von dort aus verteilt sich alles
o Im Bereich der unteren Stratosphäre finden wir die Ozonschicht (O3): Atmosphärische Reflektion; außerdem wird kurzwellige Strahlung an Partikeln (kurzwellige Strahlung wird auch an der Wolkenobergrenze reflektiert) reflektiert (geht verloren, wird ins All zurückgeschickt)
Im Bereich des Ozons (O3): hält den größten Teil der UV-Strahlung ab (Absorption durch O3)
• O3 setzt sich aus O (freies Radikale) und aus O2 zusammen (wird zerlegt und verbindet sich wieder; O strebt danach sich zu verbinden)
• O3 absorbiert im ersten Moment die UV-Strahlung, so extrem energiereich - fliegt O3 auseinander (zerfällt nach Absorption zu O und O2)
• Indem das passiert gelangt die UV-Strahlung nicht zur Oberfläche
- Ein Teil der Strahlung geht direkt auf die Erdoberfläche (Direkte Sonnenstrahlung)
- In der Wolke wird Strahlung
o Strahlung wird http://www.meinemitschriften.com/script/foxyg7/ch4jcm/ extrem zerstreut/gebrochen („Diffuse Himmelsstrahlung“) durch Wassertröpfchen in der Wolke (Regenbogeneffekt)
- Diffuse Himmelsstrahlung und Direkte Sonnenstrahlung ist der Gesamtbetrag der kurzwelligen Strahlung der an die Erdeoberfläche ankommt („Globalstrahlung“)
- Ein Teil wird auf der Erdoberfläche reflektiert (Reflektion an der Erdoberfläche)
o Abhängig von der Beschaffenheit der Oberfläche (Albedo auch „Alpha“: Reflektionsvermögen (Rückstrahlvermögen) einer Oberfläche)
Gering: wenig reflektiert, Asphalt absorbiert, geringe Reflektion = Oberflächentemperatur/Aufheizung stark (Energieerhaltungsgesetz)
Hoch: viel reflektiert, frische Schneeoberfläche (98%), Aufheizung der Oberfläche gering
o Albedo: Verhältnis zwischen das was ankommt und das was weggeht
400 rein, 200 raus, 50% reflektiert (Albedo 0,5)
- Wenn die Oberfläche aufgeheizt wird durch http://www.meinemitschriften.com/script/foxyg7/ch4jcm/ diese kurzwellige Strahlung
o Energieumsatz von kurzwelliger zur langwelligen Strahlung
o Innerhalb des Bodens wird Wärme gespeichert (solare Strahlung) und wieder abgegeben (terrestrische Strahlung - IR) (=> „Wärmeleitung“)
- Ein Teil der Strahlung bleibt an den Wolken hängen und wird zurück gestrahlt („Atmosphärische Gegenstrahlung“) andere ausstrahlende Teil nennt sich „Ausstrahlung“
- Verdunstung: Im Boden steckt Wasser („latente Energie“)
o Energie im Wasser gespeichert (Tröpfchen sieht man erst wenn die aus den Wolken kondensiert wird)
- Konvektion („sensible Energie“)
o Nicht Wasser als Medium, z.B. Partikel
- Verdunstung und Konvektion sind gewöhnlich zusammen
- Vom Ozon wird sehr gering langwellige Energie abgestrahlt beim Zerfall
- Treibhausgase
o Hindern langwellige Strahlung (Ausstrahlung) beim ausstrahlen
o Wirken wie ein Schutzschicht und blocken die langwelligen ab (keine Absorption sondern eine Art Reflektion an den Moleküle)
o Co2 (Kohlendioxid, natürliches Treibhausgas), H2O, N2O (Lachgas), CH4 (Methan, durch Entgasung von Tieren oder aus Sümpfen, wenn bei der Zersetzung kein Sauerstoff im Spiel ist bilden die Organismen CH4)
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