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Das moderne Atmosphärenmodell. Das Ideale Atmosphärenmodell. Ionisationseinsstrahlungsmodell mit Bodentemperaturbildung. Inverse Temperaturrückstrahlung. S - förmige Sättigungskurve von Atmosphärengasen. Atmosphärenmodell. Atmosphäre. Genaueres Modell.
- 1. Umschlagpunkt : von Gassättigung mit Wärmeabgabe und Realtemperatur Einfallende nicht immer eintreffende Strahlenintensität Ionisationszone zunehmend ausgedünnt reflektierend -200 -273 Temperatur mit (Gaserwärmung) darf man natürlich mit Einstrah- lung nicht gleichsetzen. Deshalb muß man genauer unterscheiden. Strahlenintensitätskurve: (der Strahleneinfallsmenge) Senkrecht Strahlung Boden Primärer Konvektionsbereich Sekundärer Konvektionsbereich (Niederschlag und kalter Rücktransport) UVA,UVB,UVC VHUV IR Normale Temperaturkurve ……………..(Sättigungskurve)
- 2. Umschlagpunkt : von Gassättigung mit Wärmeabgabe und Realtemperatur Einfallende nicht immer eintreffende Strahlenintensität Ionisationszone zunehmend ausgedünnt reflektierend -200 -273 Temperatur mit (Gaserwärmung) darf man natürlich mit Einstrah- lung nicht gleichsetzen. Deshalb muß man genauer unterscheiden. Strahlenintensitätskurve: (der Strahleneinfallsmenge) Senkrecht Strahlung Boden Primärer Konvektionsbereich Sekundärer Konvektionsbereich (Niederschlag und kalter Rücktransport) UVA,UVB,UVC VHUV IR Normale Temperaturkurve ……………..(Sättigungskurve)
- 3. Umschlagpunkt : von Gassättigung mit Wärmeabgabe und Realtemperatur Einfallende nicht immer eintreffende Strahlenintensität Ionisationszone zunehmend ausgedünnt reflektierend -200 -273 Temperatur mit (Gaserwärmung) darf man natürlich mit Einstrah- lung nicht gleichsetzen. Deshalb muß man genauer unterscheiden. Strahlenintensitätskurve: (der Strahleneinfallsmenge) Senkrecht Strahlung Boden Primärer Konvektionsbereich Sekundärer Konvektionsbereich (Niederschlag und kalter Rücktransport) Sichtbares Licht + UVA,UVB,UVC VHUV IR Normale Temperaturkurve ……………..(Sättigungskurve) Hypothetisch ergänzende Extrapolation von T (1-Delta )*T_x3 ~ Wurzel (Molkonzentration) *Umrechnungsfaktor3 * Intensität ( 1-Delta ) *T_x2 ~ Molkonzentration *Umrechnungsfaktor2 * Intensität (1-Delta )*T_x1 ~ (Molkonzentration* Umrechnungsfaktor1)² * Intensität P*V/T= const: P*V ~ Mol Boltzmann.Gl = P = σ * A * T^4 Diffuse Ionisierung Normale Ionisation Linearer Übergang Reale Gasexpansion
- 4. Nach oben verschiebbar je nach einfallender UV –Art. Oder IR Art wie hier. Temperatur Strahlung In Deutschland gab es zuvor bereits die DIN-5450-Normatmosphäre, 1975 wurde die Normatmosphäre in der DIN ISO 2533 festgelegt. Dies ergibt ein gut vorstellbares allerdings reines Strahlengrundmodell der Einstrahlung. Je nach Einstrahlungsart wie VHUV, UVC, UVA, UVB und VLUV und gewissem IR - Anteil, kann man in einem Polynom den Einstrahlungsverlauf zusätzlich leicht nach oben oder nach unten jeweils präzise modelliert verschieben. Derzeitige Diagramm - Algorithmen zum visuellen Vergleich der Einstrahlungsart werden derzeit physikalisch sinnvoll angewendet, und je nach UV - Art hierdurch sehr gut darstellbar gemacht. Es soll vor allem das Grundmodell hier gut veranschaulicht werden. Der Temperaturverlauf entlang des Temperatur - Gradienten, wie unter linearer Interpolation gut veranschaulicht, läuft in entgegen gesetzte Richtung der Einstrahlung und läßt sich anhand einer ideal gemittelten Temperatur - Gerade bereits recht trefflich charakterisieren. Hinzu kommen noch feinabgestimmte zusätzliche Einflußgrößen der bekannten Atmosphärenschichten selber.Darüber hinaus werden wichtige Eigenparameter und zusätzlicher wichtiger Einflußgrößen, wie Luftdruck, und zusätzlich noch vorherrschende Dampfsättigung und Luftfeuchtigkeit berücksichtigt.Diese ergeben ein erweitert modellierbares, leicht s-förmiges Sättigungskurvenprofil bei der Temperaturgeraden, gemäß der jeweiligen vorherrschenden Atmosphärenschichten zum Weltraum hin sich räumlich ausbreitend. Zusätzlich am Endpunkt messbar ist ein terminal vortrefflich extrapolierbares räumliches IR - Rückstrahlungsprofil in den Weltraum, welches hierbei gleichsinnig entlang des vorherrschenden Temperaturgradienten bis 0 Kelvin verläuft.Siehe hierzu die Mess - Ergebnisse bekannter Wettersatellitenbilder. Die teilweise reflektierte einfallende Infrarotstrahlung in der äußeren Atmosphäre würde deutlich zu hohe verfälschte IR - Strahlenwerte am ionisierten Meßort ergeben die von der Erde kommen. Man verschiebt deshalb die angelegte Gerade bei den gemessenen Strahlenwerten nach li.genau auf der Durchschnittseinfallskurve als Temperaturaustrittsgerade angelegt. Das entspricht etwa 40 Einheiten der gemessenen Strahlenwerte, auf der gewohnten Skala verschiedener gemittelter UV Strahlen. Auch wenn die verschobene Gerade die Temperaturskala unten zufällig schneidet, handelt sich es letztlich um Strahleneinfallswerte die hierbei bur korrigiert werden. Um diese Korrektur zu umgehen wäre eine idealisierte IR Strahleneinfallskurve hypothetisch verwendbar,welche dann eine annähernd entsprechende lineare Interpolation der entgegengesetzt atmosphärisch in das Weltallim berechneten Messknoten abgegebenen Temperaturwerten entspricht.. VHUV UVC UVB UVA VLUV I R Dehnung im Polynom je nach UV –Art.
- 5. Die barometrische Höhenformel nach z bzw. Tv aufgelöst,ergibt: z=(RL·Tv/g)·ln(p0/p) Z= Höhe Tv=(g·z)/(ln(p0/p)·RL). Hierbei gelten noch zusätzliche Besonderheiten: a) Bestimmung des Luftdrucks in einer vorgegebenen Höhe, wenn der Luftdruck in einem bestimmten Niveau bekannt ist und die Mitteltemperatur der dazwischenliegenden Atmosphärenschicht abgeschätzt werden kann, b) Bodenluftdruckreduktion auf Meeresniveau, c) barometrische Höhenmessung, d.h. Bestimmung der Höhendifferenz zwischen zwei Standorten aufgrund deren gemessener Luftdruck- und Temperaturwerte, d) Bestimmung der Mitteltemperatur einer Atmosphärenschicht, wenn deren Mächtigkeit sowie der Luftdruck im oberen und unteren Begrenzungsniveau bekannt sind. Quelle: https://www.spektrum.de/lexikon/geographie/barometrische-hoehenformel/
- 6. UVA UVB UVC Die UV-Strahlung wird in UVA (Wellenlängen von 315 - 400 nm; langwellig) überwiegend am Boden ankommend, UVB (Wellenlängen von 280 – 315 nm, kurzwellig) und UVC (Wellenlängen von 200 – 280 nm; extrem kurzwellig) unterteilt. Fast gänzlich geblockt. Hauptanteil Höhenanteil
- 7. Medizinische Bedeutung von UV –Strahlung:: https://flexikon.doccheck.com/de/UV-Strahlung
- 8. UV A, B, C auf der Erde spektral aufgespalten UV C, B, A vom Weltraum aus einstrahlend B C C B A Ozon mit höherer Strahlenfluß dichte, aber weiter draußen verdünnt VVUVC A Berücksichtigt man eine Temperatur – Konvektionssättigung, mit terminaler IR Emission die vom Boden ausgeht, erhält man eine gegenläufige Funktion zur Einstrahlung gemäß Strahlungsintensität..
- 9. Stark vereinfachtes reines Strahleneintrittsmodel
- 13. Kurvenschnittdiagramm der UV A,B, C Einstrahlung auf die Erde. Minus 20 C° Kurvenschnittdiagramm der UV A,B, C Einstrahlung auf die Venus Da man nicht ganz auf die Venusoberfläche sieht, wurde die Log - Skala entsprechend als Höhenschnitt angepasst. (als hypoth. Modell). Strahlung Temperatur A B C ?
- 14. CO2 + Wasser Wasser Co2 und H20 sind nur Sättigungsstoffe, keine Atmosphäre selber. Die Ausgangsmolmenge ändert sich kaum im Topf, das hängt nur vom Vorrat ab. Venus Erde Ab + 100 C° Verdunstung und mittlere Energieabgabe bei 100 °C Ab - 40 C° Verdunstung und viel stärkere Energie abgabe bei + 100°C -> größeres Volumen Wasser Das Druckventil öffnet immer bei gleichem Druck und auf gleiche vorher eingestellter Temperatursollwertschwelle Dünnere Atmosphärensättigung und etwas stärkere Energieabgabe unter Co2,wegen der stärkeren volumigen Verdunstung. Verdunstung und Kondensation hält sich meist die Waage H2O expandiert nicht so stark, aber die Molmasse bleibt vermutlich gleich bei gleicher Einstellung und Schwerkraft Strahlenenergie Volumen Kühlung CO2
- 15. CO2 + Wasser Wasser Venus Erde Ab + 100 C° Verdunstung und mittlere Energieabgabe bei 100 °C Ab - 40 C° Verdunstung und viel stärkere Energie abgabe bei + 100°C CO2 Wasser Das Druckventil öffnet immer bei gleichem Druck und gleicher einge- stellter Temperatursollwertgrenze zur Kühlung. Das Venil öffnet bei doppelter Energie jetzt doppelt so oft. Noch stärkere Verdünnung in den Weltraum und stärkere kinetische Energieabgabe unter Co2,wegen der stärkeren Druck - Verdunstung. Verdunstung und Kondensation hält sich meist die Waage H2O expandiert nicht so stark, aber die Molmasse bleibt vermutlich gleich bei gleicher erfolgter Einstellung, Energie und Schwerkraft Solarkonstante =2 Solarkonstante =1 Bei doppelter Solarkonstante (= 2x Einstrahlung) herrscht eine noch stärkere Expansion & Verdunstung, aber auch Kühlung zum Weltall raus. Der Druck am Boden steigt auf 2 Atm an. 2Atm (gelöst) 1Atm (gelöst) G=9,8m/s² G=8,8m/s² Strahlenenergie Über das Ventil wird jetzt eine größere Mol- menge ausgestoßen.
- 16. Zusammensetzung (in Volumen-%): 78% Stickstoff, 20,94% Sauerstoff, 0,93% Argon, 0,04% Kohlenstoffdioxid. Weitere Edelgase und Bestandteile nehmen zusammen deutlich weniger als 1% ein. Hinzu kommt ein noch viel kleinerer Anteil an meist natürlichn Schwebstoffen, welche fast ausnahmslos der Sedimen- tation wieder dienen. Quelle: Landesamt Hessen Bereits aufgesättigte Aerosolformel (Gase sind nicht immer ideal): Normalerweise entspricht 1 Mol Idealgas bei 0 C° etwa 22.5 Vol Einheiten.
- 17. Unter Deposition versteht man die Ablagerung von Sand, Staub aber auch anderen Partikeln, die meist dem Boden wieder sinnvoll zugeführt werden. Meist führen sie zur Sedimentation. Es könenn aber auch chemische Stoffe und Ruß sein, der sich einfach vermeiden läßt bei ausreichender Normalverbrennung unter O2 - Zufuhr.
- 18. Oft sind Aerosole, nach einiger Einwirkzeit oxidierte Partikel, die Mineralien die dem Nährstoff - kreislauf erneut zugeführt werden. Quelle: Max Planck G.
- 21. Regenwürmer Durch ihre Grabtätigkeit sind Regenwürmer die wichtigste aktiv das Bodengefüge verändernde Tiergruppe im Boden. Sie lockern den Boden und mischen organisches Material (Erntereste, Streu etc.) in den Boden ein, tiefgrabende Arten wie der Tauwurm bis in den Unterboden. Dadurch wird der Abbau von organischem Material beschleunigt und die Infektionsgefahr z.B. durch bestimmte Pilzkrankheiten gemindert. In ihrem Darm durchmischen Regenwürmer organisches Material mit Mineralboden und sind an der Bildung von Ton-Humus-Komplexen beteiligt. Regenwurmröhren dienen als Drainageröhren, die die Infiltration erhöhen und somit den Oberflächenabfluss und Erosion mindern können. Zudem verbessern Regenwurmröhren die Sauerstoffversorgung im Boden und bieten Wurzelraum für Pflanzen. Regenwürmer schaffen z.B. mit ihrem Röhrensystem und Kot günstige Bedingungen für viele andere nichtgrabende Lebewesen im Boden. Laufkäfern, Kleinsäugern und Vögeln dienen sie selbst als Beute. Regenwürmer beeinflussen somit auch die oberirdische Agrarfauna und Biodiversität von Agrarökosystemen. Sie lockern Böden und reichern Böden mit Sauerstoff und Stickstoff an. Quelle : bay. Landwirtschaftsamt
- 27. Phosphat dient vor allem der Blattproduktion und des Grpnaufbaus für die Photosynthese. Zu viel läßt die Pflanze vorzeitig ins Kraut schießeen zu Lasten des Fruchtkörpers. Für die einzelnen Gehaltsklassen von Phosphat und Kali gelten die in der Düngeverordnung genannten fachlichen Düngungsziele, die durch Berücksichtigung der empfohlenen Zu- und Abschläge der Düngeverordnung erreicht werden können. Die Zuschläge für Kali in den Gehaltsklassen A und B sind abhängig von der Bodenart. Im Gegensatz zur Stickstoffdüngung muss bei Phosphat und Kali nicht jeder Frucht zeitnah die Düngemenge gegeben werden, die sie entzieht. Es ist ausreichend, die Nährstoff-ab-fuhr über die Fruchtfolge zu ersetzen. Ausgangspunkt für die Bedarfsermittlung ist daher die ertragsabhängige Nährstoffabfuhr mit den Ernteprodukten im Rahmen einer Fruchtfolge. Verbleiben Ernterückstände (Stroh, Blatt) auf dem Feld, bleiben die darin enthaltenen Nährstoffmengen bei der Berechnung der Abfuhr außer Betracht. Danach werden die Zu- und Abschläge auf Basis der ermittelten Gehaltsstufe des Bodens berücksichtigt. Resultat sind die über die Düngung zuzuführenden Nährstoffmengen.Phosphordüngung beschleunigt das Pflanzenwachstum.
- 29. Remineralisierung von Böden.Dünger Zwischenfrüchte Wiederauf- forstung und Infrastruktur Bodengewinnung bei Sümpfen und Verkarstung,Bewäs -serung Nutrifikation und entgiftung durch Kläranlagen, abwasserreinigung Sondermüllde- ponie Wiederauf- wirtschaftung Aufgaben des Landwirtschafts und Umweltamtes Vielen Dank für Ihr Interesse am derzeit schlüssigen Atmosphärenmodell, einschließlich Ökowirtschaft. Wald und Flurberein igung Forstwege: Zusammenstellung: Wolfgang Geiler