Meteorologie Thermodynamik
Thermodynamik
Thermodynamik
Was ist die Luftfeuchtigkeit?
Wasserdampfgehalt der Luft
Wie ist die Beziehung zu Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit?
Luft kann nur eine bestimmte Menge Wasserdampf aufnehmen. Dieser Wert ist abhängig von Temp. und Druck.
Mit steigender Temp. nimmt maximal mögliche Menge zu
Was ist gesättigte Luft?
Was für Masseinheiten für den Wasserdampfgehalt gibt es?
- Absolute Feuchtigkeit (Menge Wasserdampf in Gramm pro Kubikmeter feuchter Luft)
- spezifische Feuchtigkeit ( Menge Wasserdampf in Gramm pro Kilogramm feuchter Luft)
- Mischungsverhältnis ( Menge Wasserdampf in Gramm pro Kilogramm trockener Luft)
- relative Feuchtigkeit (Verhältnis % zwischen effektiven und maximalen möflichen Mengen Wasserdampf)
- Taupunkt ( Temp. auf die Luft abgekühlt werden muss, damit Sättigung der Luft eintritt)
Wie kann die relative Feuchtigkeit bestimmt werden?
man muss Temp. der Luft und effektive Menge Wasserdampf kennen
Bsp. : Temp 30°C, Mischungsverhältnis 7g/kg Luft
Bei 30°C kann Luft max. 28g/kg Luft aufnehmen, 7g sind daher 25% relative Feuchtigkeit
bei steigender Temp. nimmt rel. Feuchtigkeit ab, bei sinkender Temp zu
Wie kann der Taupunkt bestimmt werden?
Lufttemp. und Mischungsverhältnis müssen bekannt sein
Bsp. : Temp. 10°C, Mischungsverhältnis 1,8g/kg Luft
Bei 10°C kann Luft max. 7,8g Wasser enthalten -> rel. Feuchtigkeit 23%
kühlt man diese Luft auf 0°C ab, kann sie noch max. 3,8g Wasser enthalten -> rel. Feuchtigkeit 47%
Man muss Luft bis -10°C abkühlen, bis sie max 1,8g Luft enthalten kann -> rel. Feuchtigkeit 100%
-10°C entsprechen unserem Taupunkt
Welche Aggregatzustände gibt es?
Was ist die adiabatische Zustandsänderung?
Wird Luft komprimiert, steigt deren Temp. , findet dabei kein Austausch mit Aussen statt, spricht man von einer adiabatischen Erwärmung
Dehnt sich Luft aus, sinkt die Temp., findet kein Austausch von Wärme statt, sit dies eine adiabatische Abkühlung
Wie hoch ist der trockenadiabatischer Gradient?
ca. 1°C / 100m
Wenn ungesättigte Luft steigt, dehnt sich diese aus und kühlt ab. Wenn kein Austausch von Wärme mit der Umgebung stattfindet, gibt es eine trockenadiabatische Abkühlung
Wie hoch ist der feuchtadiabatische Gradient?
ca. 0.6°C / 100m
Wenn gesättigte Luft steigt, kühlt diese ab. Da bei tieferen Temp. die Luft weniger Wasserdampf enthalten kann, kondensiert der überschüssige Wasserdampf.
Was passiert mit einer aufsteigenden Luftblase?
Die steigende Luftblase kühlt sich zuerst trockenadiabatisch ab (1°C / 100m), gleichzeitig nimmt die relative Feuchtigkeit zu. Auf einer bestimmten Höhe ist die rel. Feuchtigkeit 100% -> Kondensationsbasis. Bei weiterem Aufstieg kondensiert der überschüssige Wasserdampf und es bildet sich eine Wolke (Cumulus, dabei kühlt sich die Luft nur noch um 0,6°C / 100m ab (feuchtadiabatischer Gradient).
Wie entsteht Föhn?
- ungesättigte Luft strömt gegen ein Gebirge und kühlt sich trockenadiabatisch ab
- die steigende Luft nimmt die relative Feuchtigkeit ständig zu, bis es 100% erreicht (gesättigt) = Kondesationsbasis
- beim weiteren Aufstieg kondensiert überschüssiger Wasserdampf -> Wolke, kühlt jetzt feuchtadiabatisch ab
- Wolken auf LUV- Seite = Staubewölkung
- bei genügender Dichte der Wolkenmasse kann es Niederschläge geben auf LUV-Seite
- nach Überqueren des Gebirges sinkt Luft und erwärmt sich trockenadiabatisch
Was passiert beim Überströmen mit der Feuchtigkeit?
Luft verliert ca. Hälfte der Feuchtigkeit (in Staubewölkung und Niederschlägen)
Zudem gibt es eine Erwärmung der Luft, aufgrund der freigewordenen Kondesationswärme
Was ist die Föhnmauer?
Rand der gestauten Wolkenmassen ist nicht auf Kammhöhe fertig, sonder ein paar 100m tiefer auf LEE-Seite
es dauer gewisse Zeit, bis in sinkender Luft die Wolkentröpfchen verdunstet sind
Wann ist die Schichtung der Luftmasse trocken-stabil?
vertikaler Temperaturgradient kleiner als 1°C/100m
Wann ist die Schichtung der Luftmasse trocken-labil (absolut labil)?
vertikaler Temperaturgradient grösser als 1°C /100m
Wann ist die Schichtung der Luftmasse feucht-stabil? (absolut stabil)
vertikaler Temperaturgradient kleiner als 0,6°C/100m
Wann ist die Schichtung der Luftmasse feucht-labil?
vertikaler Temperaturgradient grösser als 0,6°C/100m
Was passiert wenn der vertikale Temperaturgradient grösser als 0,6°C/100m aber kleiner als 1°C/100m ist?
trocken-stabiler / feucht-labile Schichtung
ungesättigte Luft, die in die Höhe transportiert wird, kehrt wieder zurück
gesättigte Luft wird weiter steigen
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Cartes-fiches
Was ist die Luftfeuchtigkeit?
Wasserdampfgehalt der Luft
Wie ist die Beziehung zu Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit?
Luft kann nur eine bestimmte Menge Wasserdampf aufnehmen. Dieser Wert ist abhängig von Temp. und Druck.
Mit steigender Temp. nimmt maximal mögliche Menge zu
Was ist gesättigte Luft?
Was für Masseinheiten für den Wasserdampfgehalt gibt es?
- Absolute Feuchtigkeit (Menge Wasserdampf in Gramm pro Kubikmeter feuchter Luft)
- spezifische Feuchtigkeit ( Menge Wasserdampf in Gramm pro Kilogramm feuchter Luft)
- Mischungsverhältnis ( Menge Wasserdampf in Gramm pro Kilogramm trockener Luft)
- relative Feuchtigkeit (Verhältnis % zwischen effektiven und maximalen möflichen Mengen Wasserdampf)
- Taupunkt ( Temp. auf die Luft abgekühlt werden muss, damit Sättigung der Luft eintritt)
Wie kann die relative Feuchtigkeit bestimmt werden?
man muss Temp. der Luft und effektive Menge Wasserdampf kennen
Bsp. : Temp 30°C, Mischungsverhältnis 7g/kg Luft
Bei 30°C kann Luft max. 28g/kg Luft aufnehmen, 7g sind daher 25% relative Feuchtigkeit
bei steigender Temp. nimmt rel. Feuchtigkeit ab, bei sinkender Temp zu
Wie kann der Taupunkt bestimmt werden?
Lufttemp. und Mischungsverhältnis müssen bekannt sein
Bsp. : Temp. 10°C, Mischungsverhältnis 1,8g/kg Luft
Bei 10°C kann Luft max. 7,8g Wasser enthalten -> rel. Feuchtigkeit 23%
kühlt man diese Luft auf 0°C ab, kann sie noch max. 3,8g Wasser enthalten -> rel. Feuchtigkeit 47%
Man muss Luft bis -10°C abkühlen, bis sie max 1,8g Luft enthalten kann -> rel. Feuchtigkeit 100%
-10°C entsprechen unserem Taupunkt
Welche Aggregatzustände gibt es?
Was ist die adiabatische Zustandsänderung?
Wird Luft komprimiert, steigt deren Temp. , findet dabei kein Austausch mit Aussen statt, spricht man von einer adiabatischen Erwärmung
Dehnt sich Luft aus, sinkt die Temp., findet kein Austausch von Wärme statt, sit dies eine adiabatische Abkühlung
Wie hoch ist der trockenadiabatischer Gradient?
ca. 1°C / 100m
Wenn ungesättigte Luft steigt, dehnt sich diese aus und kühlt ab. Wenn kein Austausch von Wärme mit der Umgebung stattfindet, gibt es eine trockenadiabatische Abkühlung
Wie hoch ist der feuchtadiabatische Gradient?
ca. 0.6°C / 100m
Wenn gesättigte Luft steigt, kühlt diese ab. Da bei tieferen Temp. die Luft weniger Wasserdampf enthalten kann, kondensiert der überschüssige Wasserdampf.
Was passiert mit einer aufsteigenden Luftblase?
Die steigende Luftblase kühlt sich zuerst trockenadiabatisch ab (1°C / 100m), gleichzeitig nimmt die relative Feuchtigkeit zu. Auf einer bestimmten Höhe ist die rel. Feuchtigkeit 100% -> Kondensationsbasis. Bei weiterem Aufstieg kondensiert der überschüssige Wasserdampf und es bildet sich eine Wolke (Cumulus, dabei kühlt sich die Luft nur noch um 0,6°C / 100m ab (feuchtadiabatischer Gradient).
Wie entsteht Föhn?
- ungesättigte Luft strömt gegen ein Gebirge und kühlt sich trockenadiabatisch ab
- die steigende Luft nimmt die relative Feuchtigkeit ständig zu, bis es 100% erreicht (gesättigt) = Kondesationsbasis
- beim weiteren Aufstieg kondensiert überschüssiger Wasserdampf -> Wolke, kühlt jetzt feuchtadiabatisch ab
- Wolken auf LUV- Seite = Staubewölkung
- bei genügender Dichte der Wolkenmasse kann es Niederschläge geben auf LUV-Seite
- nach Überqueren des Gebirges sinkt Luft und erwärmt sich trockenadiabatisch
Was passiert beim Überströmen mit der Feuchtigkeit?
Luft verliert ca. Hälfte der Feuchtigkeit (in Staubewölkung und Niederschlägen)
Zudem gibt es eine Erwärmung der Luft, aufgrund der freigewordenen Kondesationswärme
Was ist die Föhnmauer?
Rand der gestauten Wolkenmassen ist nicht auf Kammhöhe fertig, sonder ein paar 100m tiefer auf LEE-Seite
es dauer gewisse Zeit, bis in sinkender Luft die Wolkentröpfchen verdunstet sind
Wann ist die Schichtung der Luftmasse trocken-stabil?
vertikaler Temperaturgradient kleiner als 1°C/100m
Wann ist die Schichtung der Luftmasse trocken-labil (absolut labil)?
vertikaler Temperaturgradient grösser als 1°C /100m
Wann ist die Schichtung der Luftmasse feucht-stabil? (absolut stabil)
vertikaler Temperaturgradient kleiner als 0,6°C/100m
Wann ist die Schichtung der Luftmasse feucht-labil?
vertikaler Temperaturgradient grösser als 0,6°C/100m
Was passiert wenn der vertikale Temperaturgradient grösser als 0,6°C/100m aber kleiner als 1°C/100m ist?
trocken-stabiler / feucht-labile Schichtung
ungesättigte Luft, die in die Höhe transportiert wird, kehrt wieder zurück
gesättigte Luft wird weiter steigen
