Heute kommen wir zum zweiten Teil des Meteorolgie Lehrgangs.
Terrestrische Strahlung
Terrestrische Strahlung sind lange Wellen. Diese Wellen werden teilweiße durch Kohlendioxid und Wasserdampf in der Atmosphäre absorbiert und reflektiert. Dieser Treibhauseffekt macht die Erde warm genug für uns zu leben. In der durchschnittlichen Wärme, die aus der ankommenden Sonnenstrahlung gewonnen wird, muss die Hitze durch die terrestrische Strahlung verloren gehen um die Erde kälter oder heißer zu halten.
Leitung, Konvektion, Stahlung (Conduction and Radiation)
Die Sonnenenergie verbreitet sich in der ganzen Atmoshäre in drei grundlegenden Weisen:
Leitung
Die Leitung ist die Übertragung von einer Substanz zur anderen. Die Luft kommt in Kontakt mit dem warmen Land und wird erwärmt.
Konvektion
Konvektion oder Wärmeströmung ist, neben den konkurrierenden Methoden Wärmeleitung und Wärmestrahlung, ein Mechanismus zur Wärmeübertragung von Energie von einem Ort zu einem anderen. Konvektion ist stets mit dem Transport von Teilchen verknüpft, die ihre Energie mitführen, daher wird auch die Bezeichnung Wärmemitführung verwendet. In nicht-permeablen Festkörpern oder im Vakuum kann es folglich keine Konvektion geben. Konvektion ist in Gasen oder Flüssigkeiten kaum zu vermeiden.
Warme Luft ist weniger dicht, so das sie aufsteigt. Kühlere Luft ist dichter, also sinkt sie. Dieser Vorgang führt zu Konvektionsströmen. Der Großteil der Wärmeenergie in der Troposhäre wird durch Konvektionsstöme übertragen. Wärmeübertragung in vertikaler Strömung heißt Advektion.
Strahlung
Strahlung ist die Übertragung von Wärmeenergie durch den Raum. Strahlung erfordert kein Vorhandensein von festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen.
Die Stoßrate
Die Stoßrate ist die Temperturänderung mit der Höhe. In der Standardatmosphäre kühlt die Luft ca 2° pro 1000 Fuß oder 0,64° pro 100 Meter ab. Steigende oder sinkende Luft ändert die Temperatur adiabatisch.
Eine adiabatische Temperaturänderung tritt auf, wenn Luft komprimiert oder expandiert wird und keine externe Wärmeübertragung erfolgt. Wenn sich die Luft beim Aufsteigen ausdehnt, wird Energie verwendet und die Luft kühlt ab. Die trockene adiabatische Abfallrate ist konstant 3° pro 1000 Fuß. In gesättigter Luft erreicht die relative Luftfeuchtigkeit 100%. Wenn die Luft abkühlt kondensiert Wasserdampf, und die Wassertröpfchen bilden eine Wolke. Dieser Prozess setzt Energie in Form von Wärme frei, was wiederum die Stoßrate verringert. Wenn die adiabatische Abfallsrate höher ist als der Gradient der umgebenden Luft, wird die aufsteigende Luft kühler als die Umgebung. Kühlere Luft ist dichter und sinkt somit wieder. Die Luft ist stabil.
Bei einer niedrigeren adiabatischen Verfallrate hat die Luft die Tendenz zu steigen. Also ist die Luft instabil.
Viel Spaß beim Lernen