Vertikale Luftbewegungen und Aggregatzustände von H₂O

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Questions and Answers

Wie verändert sich der feuchtadiabatische Temperaturgradient bei niedrigen Lufttemperaturen?

  • Er bleibt konstant.
  • Er wird vernachlässigbar.
  • Er wird stärker ausgeprägt.
  • Er gleicht sich dem trockenadiabatischen Temperaturgradienten an. (correct)

Was passiert bei einer adiabatischen Zustandsänderung?

  • Die Luft wird komprimiert und erwärmt.
  • Es findet ein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.
  • Die Luft expandiert und kühlt ab. (correct)
  • Die Temperatur bleibt konstant.

Was beschreibt der trockenadiabatische Temperaturgradient?

  • Konstant bei unterschiedlichen Temperaturen.
  • Abhängig von der Luftfeuchtigkeit.
  • Weicht immer vom feuchtadiabatischen Gradient ab.
  • 1°C Abkühlung pro 100 m Höhe. (correct)

Wie verändert sich der feuchtadiabatische Temperaturgradient bei hohen Temperaturen?

<p>Er wird kleiner als der trockenadiabatische Gradient. (B)</p> Signup and view all the answers

Was passiert mit der Temperatur der Luft, wenn sie aufsteigt?

<p>Die Temperatur sinkt, abhängig vom Temperaturgradienten. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie hoch ist der feuchtadiabatische Temperaturgradient typischerweise?

<p>0,5 bis 0,7°C pro 100 m. (B)</p> Signup and view all the answers

Welcher Faktor beeinflusst die Verdunstungsenergie (EV) von Wasser?

<p>Die Temperatur des Wassers. (D)</p> Signup and view all the answers

Was geschieht bei einer feuchtadiabatischen Aufwärtsbewegung?

<p>Kondensation und Freisetzung latenter Wärme erfolgen. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie wird der Zustand von Luft bezeichnet, die sich ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung verändert?

<p>Adiabatisch. (D)</p> Signup and view all the answers

Was bewirkt die Kondensationsenergie in der Atmosphäre?

<p>Temperaturveränderungen bei vertikalen Bewegungen. (C)</p> Signup and view all the answers

In welchem Aggregatzustand wird Wasser aufgenommen, wenn es in die Atmosphäre verdunstet?

<p>In gasförmigem Zustand. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie verändern sich die vertikalen Luftbewegungen bei ausgeprägter stabiler Schichtung?

<p>Austauschprozesse sind stark behindert. (A)</p> Signup and view all the answers

Was passiert bei der dynamischen Absinkinversion?

<p>Absinkende Luftmassen erwärmen sich. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Art von Gewittern entsteht bei ausgeprägter Labilität?

<p>Luftmassengewitter (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist charakteristisch für eine Inversionslage?

<p>Temperatur nimmt mit Höhe zu. (B)</p> Signup and view all the answers

Welches typisches Wetterphänomen tritt bei stabiler Schichtung auf?

<p>Dichte Nebelbildung (C)</p> Signup and view all the answers

Was tritt bei einer ausgeprägten Höhendivergenz auf?

<p>Luftmassen steigen auf. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Faktoren bestimmen die Stabilität einer atmosphärischen Schichtung?

<p>Die Temperaturdifferenz zwischen Luftpaket und Umgebungsluft. (B)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die labile Schichtung der Atmosphäre?

<p>Temperatur des Luftpakets kühlt sich langsamer ab. (C)</p> Signup and view all the answers

Was passiert bei der Ausstrahlungsinversion?

<p>Es entsteht eine stabile Schichtung. (C)</p> Signup and view all the answers

Was kennzeichnet das Phänomen der divergenten Strömungen?

<p>Luftmassen strömen auseinander. (D)</p> Signup and view all the answers

Wie verändert sich die Temperatur einer Luftmasse beim feuchtadiabatischen Aufstieg?

<p>Sie sinkt um 0.5°C pro 100 m. (B)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt den Prozess, bei dem kalte Luft unter warme Luft gedrückt wird?

<p>Einbruchsprozess (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Art der Temperaturveränderung tritt bei trockenen, adiabatischen Bedingungen auf?

<p>1°C/100m (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist eine Ursache für vertikale Luftbewegungen?

<p>Orografisch erzwungene Anhebung (C)</p> Signup and view all the answers

Was geschieht, wenn warme Luft gegen kalte Luft geführt wird?

<p>Die warme Luft schwebt auf die kalte Luft. (C)</p> Signup and view all the answers

Was wird als labile Schichtung bezeichnet?

<p>Instabile vertikale Schichtung (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Auswirkung hat eine wärmer werdende Luftmasse in der Höhe?

<p>Sie wird labil. (C)</p> Signup and view all the answers

Wie wird die Verdunstung der gesamten Feuchtigkeit während des Aufstiegs genannt?

<p>Kondensationsniveau (B)</p> Signup and view all the answers

Was bewirkt eine katabatische Kaltluftströmung?

<p>Abkühlung und Abfluss kalter Luft (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Temperaturveränderung geschieht bei der stabilen Schichtung?

<p>Die Temperatur sinkt allmählich. (C)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt der Begriff 'dynamische Turbulenz'?

<p>Verwirbelung in horizontalen Strömungen (B)</p> Signup and view all the answers

Was passiert bei der Advektion unterschiedlich temperierter Luftmassen?

<p>Es treten dynamische Änderungen auf. (D)</p> Signup and view all the answers

Was führt zu einem plötzlichen Aufstieg bei der Kaltfront?

<p>Drücken kalter Luft unter warme Luft (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Rolle von Konvergenzen und Divergenzen in der Atmosphäre?

<p>Sie beeinflussen die Stabilität und den Massengewinn. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie verändert sich der feuchtadiabatische Temperaturgradient beim Aufsteigen kalter Luft?

<p>Er annähert sich dem trockenadiabatischen Temperaturgradienten. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt das Föhnprinzip korrekt?

<p>Die Luft erwärmt sich beim Absteigen über den Gebirgen. (A)</p> Signup and view all the answers

Was geschieht mit der Abkühlungsrate, wenn die Lufttemperaturen niedrig sind?

<p>Sie nimmt ab und wird weniger stark ausgeprägt. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt den feuchtadiabatischen Temperaturgradienten korrekt?

<p>Er entspricht dem trockenadiabatischen Gradient bei niedrigen Temperaturen. (D)</p> Signup and view all the answers

Was charakterisiert vertikale Luftbewegungen in kalten Klimenten?

<p>Sie sind häufig stabil und flach. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Feuchter Adiabatischer Gradient bei Niedrigen Temperaturen

Wenn die Lufttemperatur niedrig ist, nähert sich der feuchtadiabatische Temperaturgradient dem trockenadiabatischen Gradienten an. Das bedeutet, dass die Abkühlungsrate der Luft weniger stark ist.

Adiabatische Zustandsänderung

Diese Art der Änderung des Luftzustands geschieht ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung.

Trockenadiabatischer Gradient

Der trockenadiabatische Gradient beschreibt die Abkühlungsrate trockener Luft, die sich nach oben bewegt.

Feuchtadiabatischer Gradient

Der feuchtadiabatische Gradient beschreibt die Abkühlungsrate feuchter Luft, die sich nach oben bewegt.

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Föhnprinzip

Ein Föhnwind entsteht, wenn feuchte Luft über einen Berg steigt, abkühlt, ihre Feuchtigkeit als Regen abgibt und dann auf der anderen Seite des Berges wieder absteigt und sich erwärmt.

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Adiabatisch

Ein physikalischer oder chemischer Prozess, bei dem kein Wärmeaustausch zwischen dem System und der Umgebung stattfindet.

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Vertikale Luftbewegung

Die vertikale Bewegung von Luft nach oben oder unten.

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Expansion und Abkühlung

Wenn Luft aufsteigt, dehnt sie sich aus, da der Luftdruck geringer wird. Dadurch kühlt die Luft ab, ohne dass Wärme verloren geht.

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Trockenadiabatischer Temperaturgradient

Die Abkühlungsrate der Luft, die aufsteigt, ohne dass Kondensation stattfindet.

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Feuchtadiabatischer Temperaturgradient

Die Abkühlungsrate der Luft, die aufsteigt, während Kondensation stattfindet.

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Kondensationsniveau

Der Punkt, an dem die Luft gesättigt ist und Kondensation beginnt.

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Thermodynamisches Diagramm

Ein Diagramm, das die Temperatur, den Druck und die Feuchtigkeit der Luft in der Atmosphäre darstellt.

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Adiabaten

Die Linien im thermodynamischen Diagramm, die die Abkühlungsrate der Luft während des Aufsteigens zeigen.

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Feuchtadiabaten

Die Linien im thermodynamischen Diagramm, die die Abkühlungsrate der Luft während des Aufsteigens zeigen, wenn Kondensation stattfindet.

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Labile Schichtung

Ein Luftpaket kühlt sich langsamer ab als die umgebende Luft und steigt weiter auf, bis es die Tropopause erreicht.

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Stabile Schichtung

Ein Luftpaket kühlt sich schneller ab als die umgebende Luft und sinkt wieder nach unten.

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Inversion

Temperaturinversion: Die Temperatur der Umgebungsluft nimmt mit der Höhe zu.

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Bodennahe Strömung

Die Luftmasse, die sich aufgrund eines Druckgefälles vom Hochdruckgebiet zum Tiefdruckgebiet bewegt, wird auch als bodennahe Strömung bezeichnet.

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Divergente Strömung

Wenn sich bodennahe Luftmassen in einem Hochdruckgebiet auseinander bewegen, spricht man von divergenter Strömung. Die Luft steigt auf und bildet einen Abstieg an der Oberfläche.

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Konvergente Strömung

Wenn sich bodennahe Luftmassen in einem Tiefdruckgebiet zusammen bewegen, spricht man von konvergenter Strömung. Die Luft sinkt ab, was zu einer Konzentration der bodennahen Luft führt.

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Absinkende Luft

Die vertikale Luftbewegung in einem Hochdruckgebiet, die durch die divergente Strömung verursacht wird, ist absteigend. Diese Absinkbewegung führt zu einer Erwärmung der Luft und zu trockenem Wetter.

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Aufsteigende Luft

Die vertikale Luftbewegung in einem Tiefdruckgebiet, die durch die konvergente Strömung verursacht wird, ist aufsteigend. Diese Aufwärtsbewegung führt zu einer Abkühlung der Luft und zur Entstehung von Wolken und Niederschlag.

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Frontalgewitter

Frontalgewitter entstehen an Fronten, wo kalte und warme Luftmassen aufeinandertreffen. Die warme Luftmasse wird durch die kalte Luftmasse angehoben und kühlt sich ab, was zur Bildung von Gewitterwolken führt.

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Luftmassengewitter

Luftmassen, die sich durch die Sonneneinstrahlung erwärmen und aufsteigen, können zu Wärmergewittern führen. Diese entstehen meist im Sommer, wenn die Luft durch die Sonneneinstrahlung stark aufgeheizt wird.

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Feuchtadiabatische Abkühlung

Die Abkühlung einer Luftmasse, wenn sie ohne Wärmezufuhr steigt, was zu einer Kondensation führt.

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Trockenadiabatische Erwärmung

Die Erwärmung einer Luftmasse, wenn sie ohne Wärmeverlust sinkt.

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Feuchte Luftmasse

Ein Luftmassensystem, bei dem die Luft feucht ist und sich durch Kondensation kühlt.

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Trockene Luftmasse

Ein Luftmassensystem, bei dem die Luft trocken ist und sich durch das Sinken erwärmt.

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Orogene Hebung

Die Anhebung einer Luftmasse durch ein orographisches Hindernis.

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Advektion

Die Bewegung von Luftmassen aufgrund von Temperaturunterschieden.

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Kaltfront

Ein Wetterphänomen, bei dem kalte Luft in eine warme Luftmasse eindringt.

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Warmfront

Ein Wetterphänomen, bei dem warme Luft über eine kalte Luftmasse gleitet.

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Dynamische Turbulenz

Die Verwirbelung einer Strömung durch horizontale oder vertikale Unterschiede in der Windgeschwindigkeit.

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Study Notes

Vertikale Luftbewegungen

  • Adiabatische Zustandsänderungen: Ein physikalischer oder chemischer Prozess, bei dem kein Wärmeaustausch zwischen dem System und der Umgebung stattfindet.

  • Vertikale Aufwärtsbewegung: Expansion der Luft und dadurch verursachte Abkühlung.

  • Grad der Abkühlung: Abhängig davon, ob Aggregatszustandsänderungen von Wasser (insbesondere Kondensation und Freisetzung latenter Wärme) erfolgen.

  • Trocken-adiabatisch: Aggregatszustandsänderungen des Wassers finden nicht statt.

  • Feucht-adiabatisch: Aggregatszustandsänderungen des Wassers (insbesondere Kondensation und Freisetzung latenter Wärme) finden statt.

Aggregatzustände von H₂O

  • Verdunsten: (bei 15°C) 2 465 J/g, Energieverbrauch, bei Temperaturen unter 100°C

  • Kondensieren: Freisetzung Energie, bei Temperaturen unter 100°C

  • Gefrieren: Freisetzung von Energie, 334 J/g

  • Schmelzen: Verbrauch von Energie, 334 J/g

  • Verdunstungsenergie (EV): In Abhängigkeit von der Temperatur, Werte in J/g (abhängig von der Temperatur, zB bei -10°C 2524 J/g, 0°C 2498 J/g, 10°C 2478 usw.).

Adiabatische Temperaturgradienten

  • Trockenadiabatisch: Vertikaler Temperaturgradient: ≈ 1°C/100m

  • Feucht-adiabatisch: Vertikaler Temperaturgradient: temperaturabhängig (am häufigsten 0,5 bis 0,7°C/100m)

Thermodynamisches Diagramm

  • Darstellung: Luftdruck (mb) und Temperatur (°C)

  • Anwendungen: Visualisierung von adiabatischen Prozessen, Feuchtadiabaten und Trockenadiabaten

Trocken-/Feuchtadiabaten

  • Definition: Linien im Diagramm die adiabatische Abkühlungen/Erwärmungen darstellen
  • Trocken-Adiabaten: repräsentieren trockenadiabatische Abkühlung/Erwärmung
  • Feucht-Adiabaten: repräsentieren feuchtadiabatische Abkühlung/Erwärmung

Ursachen für vertikale Luftbewegungen

  • Orographische Hebung: Luft wird an einem Gebirge angehoben.

  • Verwirbelungen: Dynamische Turbulenzen durch Konfluenz oder Diffluenz.

  • horizontale/vertikale Scherung: Unterschiede in den Geschwindigkeiten von Luftmassen führen zu Auf- oder Abstiegsbewegungen.

  • Katabatischer Kaltluftabfluss: Kaltluft fließt talwärts.

  • Advektion: Unterschiedlich temperierte Luftmassen.

  • Aufgleitbewegung: Warme Luft gleitet über kalte Luft.

  • Einbruchsvorgänge: Kalte Luft schiebt sich unter warme Luft.

  • Konvergenz/Divergenz: Zusammenfluss bzw. Auseinanderfluss von Luftmassen.

Thermische Schichtung der Atmosphäre

  • Labile Schichtung: Luftpaket kühlt sich langsamer ab als Umgebungsluft; Austauschprozesse sind begünstigt.

  • Stabile Schichtung: Luftpaket kühlt sich schneller ab als Umgebungsluft; Austauschprozesse sind stark behindert.

  • Inversion: Temperatur steigt mit der Höhe; Austauschprozesse sind sehr schwierig/unmöglich.

  • Witterungsphänomene: verschiedene Wetterphänomenen können aufgrund der Stabilität/Labilität der Luftschicht entstehen (zb Gewitter, Inversion, usw.)

Inversionsslage

  • Definition: Temperatur steigt mit der Höhe.

  • Ursachen: Verschiedene Meteorologische Faktoren.

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