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Klimatologie Grundlagen

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Examination questions
Meteorology

University, School

Leopold-Franzens- Universität Innsbruck

Grade, Teacher, Year

2008, Kerschner

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Fragen Physiogeographi­e - Wakonigg 1) Aufbau der Atmosphäre Troposphäre bis 10 bzw 16 km, starke vertikale Durchmischung, Temperaturabnah­me nach oben, in Tropopause Temperaturen bis – 60 °C, relevantes Wettergeschehen geschieht in Troposphäre Stratosphäre stabil geschichtet, kaum Wasserdampf u Aerosole, Temperatur nimmt bis zur Stratopause zu, oberer Teil ist die Ozonosphäre (20-50 km) Mesosphäre bis 80 km zur Mesopause, kältester Teil der Atmosphäre Ionosphäre – Thermosphäre Erwärmung durch Absorption…
VO Hydrologie Wasserkreislauf und Wasserhaushalt: Weg des Wassers kontinuierliche­r Kreislauf: Niederschlag, Verdunstung, Abfluss. Unter Einsatz von Energie verdunstet Wasser über Land und Meeresflächen --> Wasserdampf in der Luft speichert diese Energie in Form von latenter Wärme --> Sie wird wieder frei, sobald Luftmassen aufsteigen, abkühlen und das enthaltene Wasser kondensiert --> Wassertropfen wachsen und fallen als Niederschlag zu Boden. NS erreicht Erdoberfläche und verweilt dort unterschiedleic­h lange in…

Fragen und Antworten – Klimatologie

Siehe Auch: Klimatologie - Begriffe.xlsx

Wie entsteht ein Gewitter?

Gewitter = die von Blitz und Donner und in der zweiten Phase von kurzen Starkregen begleitete luftelektrische Entladung in Haufenwolken mit großer Vertikalerstreckung.

Entsteht durch starke konvektive Umlagerungen erwärmter Luft, in der Wasserdampf in großem Umfang kondensiert. Starke Vertikalströmungen lassen die Wolke bis gegen 10.000 m hoch wachsen, woraus eine Vereisung der oberen Schicht resultiert, mit welcher die Entstehung der Ladungsdifferenzen, die durch den massenhaften Tropfenfall noch verstärkt werden, zusammenhängt.

Am häufigsten treten die durch das Aufsteigen erhitzter Luft entstehenden Wärmegewitter in Erscheinung. Von der Jahreszeit weniger abhängig und meist weniger ausgeprägt sind die Frontgewitter, welche an der Einbruchsfront von Kaltluftmassen entstehen.

3 nötige Fakoren:

Hinreichend große labile Schichtung der Atmosphäre (>0,65°C pro 100 m)

Feuchte in der bodennahen Luftschicht

Hebung

Durch die stark labile Schichtung steigt ein Luftpaket auf und kühlt sich um 0,65°C / 100 m ab. Durch die frei werdende Kondensationswärme kühlt es weniger schnell ab als die umgebende Luft. Dadurch ist es wärmer und leichter als die Umgebungsluft à ein Auftrieb wird erzeugt. Für die Hebung sind gewisse Prozesse verantwortlich, z.B. die Wind- und Luftdruckverhältnisse, die Topographie oder die Luftschichtung.

Die Bewegungsenergie, die ein Luftpaket bei seinem Aufstieg erhält, wird auch als Labilitätsenergie bezeichnet. Durch die Trägheit kann die Wolke über das Gleichgewichtsniveau (gleiche Dichte wie die Umgebungsluft) hinausschießen. Die Aufwinde können so stark sein, dass sie fallende Regentropfen nach oben tragen. Diese können weiter oben gefrieren. Sind die Aufwinde sehr stark, kann sich dies oftmals wiederholen, bis die Graupel oder Hagelkörner so schwer sind, dass sie nicht mehr gehalten werden können von der Luft.

Je größer die Labilitätsenergie, desto größer die Wahrscheinlichkeit für Hagel.

Ist die Windscherung groß, kann sie eine entstehende Gewitterzelle zerstören.

Beginnt Niederschlag zu fallen, entstehen auch Abwinde, die kalte Luft aus höheren Schichten nach unten transportieren. Langsam setzt Niederschlag am Boden ein. Durch die Abkühlung wird der Auftrieb verlangsamt und die Aufwinde werden schwächer. Die Zelle regnet sich aus.

Unterschieden werden Luft

Wie entsteht Hagel?

Hagel = fester NS aus Körnern von mehr als 5 mm Durchmesser, welche aus einem Kern zusammengeballter Eiskristalle und mehreren schalenförmigen Eismantelschichten bestehen. H.-Körner entstehen in mehreren Phasen durch schlagartiges Gefrieren angelagerter Wassertröpfchen. Sie müssen also durch mehrere Wolkenpartien fallen, in denen Wasserdampf in großem Umfang kondensiert, was z.B. besonders bei den hochaufragenden, von starken Aufwinden geprägten Gewitterwolken der Fall ist.

Siehe Gewitter

Wann tritt Sublimation von Schnee auf?

Wie kennzeichnet sich eine stabile / labile Schichtung in der Atmosphäre?

In einer labilen Schichtung kann Luft aufsteigen und es können sich Konvektionswolken bilden. In einer stabilen Schichtung wird die Wolkenbildung unterdrückt sofern keine starke Horizontal­strömung vorhanden ist. Ansonsten bilden sich Advektionswolken. Eine besondere stabile Schichtung ist die Temperaturinversion, dabei nimmt mit der Höhe die Temperatur zu. Durch solche Inversionen bilden sich Ne.....[read full text]

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Bei einer Temperatur- oder Volumenänderung verdampft oder kondensiert so viel des Stoffes, bis im Gleichgewicht der Druck wieder den Sättigungsdampfdruck erreicht.

Der Wasserdampfdruck bei einer gegebenen Temperatur kann einen jeweiligen Höchstwert nicht überschreiten, dieser Höchstwert ist der Sättigungsdampfdruck.

Was ist der Tripelpunkt und was der Kritische Punkt?

Ist der thermodynamischer Zustand eines Stoffes, der sich durch Angleichen der Dichten von flüssiger und Gasphase kennzeichnet. Die Unterschiede zwischen beiden Aggregatzuständen hören an diesem Punkt auf zu existieren.

Der Tripelpunkt (Dreiphasenpunkt) ist der Punkt (beschrieben durch Druck und Temperatur), an dem drei Phasen eines Stoffes im thermodynamischen Gleichgewicht sind. Das bedeutet zum Beispiel für Wasser, dass Wasserdampf, flüssiges Wasser und Eis gleichzeitig vorkommen und sich die Mengenverhältnisse der drei Phasen am Tripelpunkt nicht ändern. — Es verdampft zwar immer – auch in diesem Zustand – etwas Eis zu Wasserdampf (Sublimation) und Wasser zu Wasserdampf (Verdunstung), gleichzeitig schmilzt auch Eis zu Wasser; auch die drei gegenläufigen Prozesse finden ständig im geringen Umfang statt: Wasser gefriert, Wasserdampf kondensiert zu Wasser und friert direkt als Eis aus. — Entscheidend ist, dass die Mengen von flüssigem Wasser, Eis und Wasserdampf am Tripelpunkt gleich bleiben.

Wird es kälter, sind auch noch alle drei Phasen vorhanden, aber der Anteil des Eises wächst kontinuierlich zu Lasten von Wasser und Wasserdampf. Wird es wärmer oder nimmt der Druck ab, sind auch noch alle drei Phasen vorhanden, aber der Anteil des Eises schwindet kontinuierlich zu Gunsten von Wasser und Wasserdampf. Der Tripelpunkt des Wassers liegt nach dem international akzeptierten Bestwert von Guildner, Johnson und Jones aus dem Jahre 1976 bei 611,657 ( ± 0,010) Pa (ca. 6 mbar) und 273,16 K (0,01 °C).

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Konvergenter NS (atmosphärische Luftdruckgradienten zwingen Luftmassen zu einer Bewegung vom Hoch- zum Tiefdruck. Treffen zwei Luftmassen unterschiedlicher Herkunft an einem Punkt tiefen Drucks aufeinander (v.a. am Äquator) kommt es zum Stau und zum Aufsteigen. )

Was sind und wie entstehen Graupel?

Ähnlich der Bildung von Hagel, allerdings nicht so weit entwickelt. Eine noch „lightere“ Form von Graupel sind Griesel.

Welche sind die vier Klimatypen in den Alpen?

Welche Strömungslagen / Großwetterlagen gibt es in den Alpen? Welche davon sind wo vorherrschend? Gibt es jahreszeitliche Unterschiede? Zusammenhang mit der globalen atmosphärischen Zirkulation?

Strömungslagen und Großwetterlagen in den Ostalpen?

Aufbau der Atmosphäre?

Die vertikale Untergliederung der Atmosphäre kann nach verschiedenen Gesichtspunkten erfolgen:

Ionisierungsgrad

Temperatur

Durchmischung / Zusammensetzung

Reibung

Am gängigsten ist die Untergliederung anhand der Temperatur:

Troposphäre (0 - 7/17 km) à .....

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Ein ähnliches Rad ergibt sich in den höheren Breiten, wo zwischen 30 und 60° Luft aufsteigt und in der Höhe polwärts transportiert wird. Am Pol sinkt die Luft gezwungenermaßen ab, es entsteht bodennah ein Hoch (Kältehoch). Am Boden wird die Luft wieder äquatorwärts transportiert.

Etc.

Was ist dabei die Rolle der Corioliskraft?

Durch die Kugelgestalt der Erde und die Drehung um eine Achse ergeben sich Ablenkungseffekte für jede Bewegung, die auf der Oberfläche stattfindet. Diese Ablenkung erfolgt immer senkrecht zur Bewegungsrichtung, auf der Nordhemisphäre nach rechts, auf der Südhemisphäre nach links. Der Grund dafür liegt in der Trägheit der Körper (z.B. Luftmassen) gegenüber der Erde. Sie ist also eigentlich nur ein Effekt aufgrund der Rotation, eine Scheinkraft.

Was ist ein Hurrikan, ein Taifun, eine Trombe?

Diese Phänomene gehören zu den Wirbelwindsystemen. Das sind horizontal rotierende Luftströmungen. Kleintromben (Staubteufel) sind die kleinräumigsten mit einem horizontalen Durchmesser von 5-50 m und einer Vertikalerstreckung von 2-100 m. Sie existieren nur wenige Minuten lang. Tornados (Großtromben, Wind- oder Wasserhosen über See) sind ein schlauchartiges Unterdruckgebilde aus einer Cb-Wolke.

Können sehr zerstörerisch sein und einige Stunden existieren. .....

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Was ist ein Genuatief, wie entsteht es und welche Auswirkungen kann es auf das Wettergeschehen in den Alpen nehmen?

Wie beobachtet man welche Klimaelemente?

Lufttemperatur

Luftdruck

Luftfeuchte

Wind

Bewölkung

Niederschlag

Strahlung

Was versteht man unter einer Leezyklogenese?

Es beschreibt die Bildung einer Zyklone im Lee von Gebirgen. Wenn das Gebirge

Was sind Klimafaktoren?

Klimasteuerungsmechanismen.

Astronomische Klimafaktoren:

-          Länge von Tag und Nacht einschließlich der jahreszeitlichen Variationen (solares Lichtangebot)

-          Mittlerer solarer Einstrahlungswinkel bzw integrale solare Engergieflussdichte einschließlich jahreszeitlicher Variation (solares Energieangebot)

-          Spektrale Charakteristika, z.B. UV-Anteil

Geographische Klimafaktoren:

-          Gegraphische Breite

-          Höher über MSL

-          N.....

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Was ist und wie entsteht ein Hochdruckgebiet?

Siehe Tiefdruckgebiet.

Was ist eine Warmfront, Kaltfront, Okklusion?

Es sind Wettererscheinungen im Zusammenhang mit einem Tiefdruckgebiet. Warme Luftmassen gleiten auf die kalten auf und sind daher langsamer. Durch diese Hebung kann es zur Bildung von Nimbostratuswolken und daraus anhaltendem Regen kommen. Die Kaltfront dahinter ist schneller und holt die Warmfront irgendwann ein – es kommt zur Okklusion.

Was ist der vierfache Formenwandel des alpinen Klimas?

Planetarisch

West-östlich

Peripher-zentral

hypsometrisch

Häckel Meteorologie

Kap Strahlung

Angenommen, der Erdboden und die Luft hätten die gleiche Temperatur. Wie viel Prozent der Ausstrahlung des Erdbodens erreicht dann (im Mittel) die atmosphärische Gegenstrahlung?

Erde strahlt 114 % der einkommenden Strahlung aus, die atmosphärische Geg.....

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