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Klimasturz, abhängig von Höhenlagen bereits am Skilift bei Superwetter.
Kohlenstoffkreislauf:
Kohlenstoff wird von Menschen und Tieren verbraucht, CO2 wird von Pflanzen wieder aufgenommen aber auch durch
Calciumhydropgencarbonat gebunden und in den Boden und das Meer zurückgeführt. Indem Pflanzen Ihre Grundstruktur
aufbauen und alleine mit Hilfe des Sonnenlichts chem.Verbindungen in begrenztem Umfang aufbauen können wird O2 als
Abfallstoff frei, den der Mensch aber als Energiequelle dringend benötigt..Tiere und auch Pflanzen geben bei zusätzlichem
Energieverbrauch durch O2 Rückatmung das C02 wieder ab.
Der CO2-Zyklus durch Photosynthese:
CO2+H20 O2+Kohlenhydrate
Kohlenstoff/Anorganische
Kohlenstoffproduktion:
• Aus natürlichen Kohlenstoffquellen oder
Methangasquellen, elementare Kohle
• Abiogene Verwertung von Lebewesen am
Meeresgrund die überwiegend von Methangas
lebten,
• anorganische Verbindungen die aus
Methangas gebildet wurden.
Kohlenstoff/Abiogene CO2 Produktion
• Metalloxide und reiner Kohlenstoff
verbrennen in Vulkanen zu CO2
• Einige Edelmetalloxide verbrennen bereits
bei niedriger Temperatur mit Kohlenstoff
zu CO2.
• Carbid (Ca C2) und Wasser bilden
Ethin + CO2
Abiogene O2-Produktion
1) Durch harte UV-Strahlung kann unter hoher
Energiezufuhr aus CO2 atmosphärisch wieder O2 und
Kohlenstoff getrennt entstehen.
2) Oder bei niedrigerer Anfangs – Energiezufuhr
bei einem geeigneten künstlichen Katalysator plus
UV-Licht vergleichbar der Photosynthese.
(und sogar ohne Elektrolyse). O2 kann wh. auch
am Erdboden durch Katalyseprozessen aus CO2 mit
und ohne Wasser entstehen.
3) Aus Metalloxiden und deren Verbindungen kann O2 direkt
abgespalten werden. (Ursprungsquelle)
4) O2-Gewinnung aus Nitraten und Peroxiden durch Erhitzen
(direkte Gewinnung) etc.
Abiogene Wasserproduktion
• Metalloxide plus Wasserstoff oder plus
Säuren-> Salze und Wasser
• Oder direkte Wasserproduktion aus
Sauerstoff und 2x Wasserstoff plus
Katalysator wie in Brennstoffzelle
Organischer CO2 und O2 Austausch:
Durch Photosynthese = O2 Gewinnung
und O2 Verbrauch mit zusätzlichem Aufbau
chemischer Substanzen bei Energieverbrauch
und erneutem CO2 Ausstoß.
Photosynthese stark vereinfacht: 6xC02-
+ 12H20 -> Glucose(C6H12O6) + 6xO2
Alkoholverbrennung: C2H5OH +
3O2 -> 2CO2 + 3H2O
z.B. C02 und Wasser-
Gewinnung bei alko-
holischer Verbrennung
Genauer wäre die
genaue Umkehr der
Zuckerverwertung in
6CO2 und12 H2O
Die pflanzliche O2 Produktion läßt sich anhand der Biomasse
genau berechnen, und liegt weit über dem CO2-Verbrauch. Die
Photosyntese ist der größte Verwerter von CO2 und auch
der größte 02 Produzent.
Klimakonferenz
Nach dem auf der COP 21 2015 in Paris beschlossenen Klimaabkommen haben
sich alle Unterzeichner verpflichtet, die globale Erwärmung auf unter zwei Grad
Celsius zu begrenzen. Es fehlen jedoch konkrete Regelungen zur Umsetzung.
Die COP 23 hat die Aufgabe, diese als „Regelwerk“ mit Textvorschlägen zu
erarbeiten. Nach Angaben des deutschen Bundesumweltministeriums für
Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit sind dabei „wegweisende
Beschlüsse in diesem Jahr nicht zu erwarten“. Das hier erarbeitete Regelwerk soll
auf der nächsten Klimakonferenz COP 24 im Herbst 2018 in Katowice (Polen)
verabschiedet werden. Dabei sollen ab 2020 alle Staaten weltweit aktiv zum
Klimaschutz beitragen, bis dahin vor allem die Industriestaaten.Was CO2
eigentlich ist, wie es wirkt, oder ob es um Energieeffizienz geht, wird hier
allerdings nicht eindeutig geklärt.Auch werden reale Klimamechanismen
eher ausgespaart,auch wie bei natürlichen Klimaschwankungen reagiert werden
soll, oder sich Menschen vor Klimakatastrophen besser schützen können. Wie
z.B. bei jährlichen Überschwemmungen, Zivilschutz und organisierter
Katastrophenschutz oder Heizkosten reagiert werden soll.
Kondensation:
Verdichtung des (unsichtbaren) Wasserdampfs zu Wassertroepfchen, die eine Wolke oder
Nebel bilden bei Vorhandensein von Kondensationskernen. Ursache: Abkuehlung der Luft bis
zum Taupunkt, d.h. bis zur vollstaendigen Saettigung der Luft mit Wasserdampf (100%
Luftfeuchtigkeit).
Kondensationskerne:
Bei grober Betrachtungsweise setzt die Bildung von Wassertroepfchen, also Kondensation,
bei einer relativen Feuchtigkeit von 100% ein (Saettigung der Luft mit Wasserdampf). In
Wirklichkeit sind diese Vorgänge jedoch wesentlich komplizierter. In absolut sauberer Luft
kondensiert im Labor Wasserdampf erst bei einer relativen Feuchte von 800%! Derart hohe
Uebersaettigungnen kommen in der Atmosphaere natuerlich nicht vor. Die Messwerte liegen
bei 100% oder nur wenigen Prozenten darueber. Tatsaechlich befinden sich in der Luft
zahlreiche feste, fluessige und gasfoermige Luftbeimengungen, wie aufgewirbelter Staub
(auch von Vulkanausbruechen), oder Salzteilchen. Sie gelangen durch Wind und Wellen aus
der Meeresoberflaeche in die Luft. Viele Partikel stammen aus Industrie, Kraftwerken und
Hausbrand. Diese kleinen Partikel werden als Aerosolteilchen bezeichnet; ein Teil von ihnen
fungiert durch ihre hygroskopischen Eigenschaften (Faehigkeit zur Wasseranlagerung) als
Kondensationskerne. "Reine" Luft enthaelt etwa 1000 Kerne pro Kubikzentimeter,
verschmutzte Luft in Grossstaedten oft das 100fache oder mehr.
Kondensationswärme:
• Bei der Kondensation wird Wärme freigesetzt
Konversion: Verdunstung
• Bei der Verdunstung kommt es zur Abkühlung , z.B. der noch warmen Herdplatte
Konvektion:
Vertikale Luftbewegung, speziell das Aufsteigen von am Boden durch
Sonneneinstrahlung erwaermter Luft. Die von der Erde ausgehende langwellige
Waermestrahlung ist nicht die einzige Form der Energieuebertragung von der Erde
zur Atmosphaere. So wird die unmittelbar ueber dem Boden liegende, nur wenige
Zentimeter dicke Luftschicht auch durch sogenannte molekulare Waermeleitung
erwaermt. Wo diese Aufheizung besonders stark ist, wird die Luft leichter als ihre
Umgebung und steigt auf. Dafür sinken rundherum kaeltere Luftpakete ab, werden
ebenfalls erwaermt und gelangen wieder in die Hoehe. Dieser Vorgang nennt man
thermische Konvektion. In Bodennaehe ist sie als Hitzeflimmern sichtbar. Bei starker
Sonnenstrahlung bilden sich regelrechte Thermikschlaeuche, in denen sich Voegel
wie auch Segelflieger kreisend in die Hoehe schrauben. Durch Konvektion entstehen
auch Quellwolken wie Cumulus und Cumulonimbus.
Konvergenz:
Zusammenfliessen von Luftstroemungen;
dabei fliesst in einem Gebiet in der Zeiteinheit mehr Luft zu- als ab. Am Boden sind
Tiefdruckgebiete gewoehnlich Konvergenzgebiete; da eine Konvergenz mit
aufsteigender Luftbewegung verbunden ist, kommt es hier zu Wolken- und
Niederschlagsbildung. Im Bereich der sog. "Innertropischen Konvergenz" hingegen
treffen die Passatstroemungen der beiden Erdhalbkugeln aufeinander und es kommt
zur Aufwaertsbewegung der Luft und Wolkenbildung. Gegensatz:
Divergenz = Auseinanderfliessen von Luftstroemungen.
Konvektionszyklone:
Konvektionszelle:
Kurzfristvorhersage
Unter "Kurzfristvorhersage" versteht man in der Synoptik Wetterprognosen von 12
bis 72 Stunden, "sehr kurzfristige Vorhersagen"decken den Zeitraum von 0 bis 12
Stunden ab; Vorhersagen fuer die naechsten 2-6 Stunden bezeichnet man als
"Nowcasting". Allerdings hat sich eine einheitliche Regelung in diesem
Vorhersagebereich noch nicht durchgesetzt. Diese kurzfristigen Prognosen basieren
einerseits auf den numerischen Vorhersagekarten vom letzten Berechnungstermin
und andererseits auf der Abschaetzung der Weiterentwicklung des Wetters in den
naechsten Stunden ausgehend vom augenblicklichen Wetterzustand. Dabei kommt
neben der persoenlichen Erfahrung des Meteorologen der kontinuierlichen
Erfassung des Wetterzustandes durch Wetterradar- und Satellitendaten sowie durch
Blitzsensoren und Windprofiler eine wesentliche Bedeutung zu. Setzt man voraus,
dass sich manche meteorologischen Groessen zumindest fuer die naechsten 2
Stunden konservativ verhalten, also im wesentlichen ihre Eigenschaften nicht
veraendern, kann man auch nach objektivierten Methoden "vorhergesagte"
Satelliten- und Radarbilder erzeugen. Auch aus den numerischen Vorhersagedaten
lassen sich nach diesen Ueberlegungen mittels Trajektorien genauere Angaben fuer
den "Nowcasting"-Zeitraum machen. Andererseits lassen sich auf physikalisch-
statistischem Weg numerische Vorhersagen wesentlich verfeinern und auf die
jeweilige oertliche Topographie abstimmen, zB Unterscheidung zwischen Luv und
Lee auch im lokalen Bereich
Labilität:
Eine labileLuftschichtung der (bodennahen) Luft entsteht durch Heranstroemen
(Advektion) kalter Luft ueber waermerem Boden. Die Luft wird dabei von unten
her erwaermt und dadurch labil geschichtet, was zu einem lebhaften, turbulenten
Austausch mit hoeheren Luftschichten und in der Folge zu Schauer- und
Gewitterbildung fuehrt. Umgekehrt kann eine Abkuehlung in der Hoehe zu
aehnlichen Effekten fuehren. Siehe Luftschichtung, Temperaturgradient
Laminar:
Eine laminare Stoemung ist eine glatte, von Schwankungen (Turbulenzen) freie
Stroemung bei meist schwachem Wind. Gegensatz: turbulent.
Lambertsches Gesetz:
Land-Seewind-Mechanismus:
latente Wärme:
Fuer die Verdunstung von Wasser (desgleichen fuer das Schmelzen von Eis) ist
relativ viel Energie notwendig, ohne dass sich die Temperatur dabei erhoeht.
Die zugefuehrte Waermeenergie verschwindet anscheinend. Luft, die
Wasserdampf enthaelt, besitzt aus diesem Grund auch immer eine grosse
Energiemenge, die sich aber nicht in der Temperatur auswirkt und deshalb
latent (verborgen) genannt wird. Der Strom latenter Waerme ist somit eine
Form des Transports von Waermeenergie, der in der Atmosphaere durch die
vertikale Befoerderung (Konvektion) von Wasserdampf bewirkt wird. Diese
Waermeenergie wird bei der Kondensation wieder frei. Der latente
Waermestrom ist ein wesentlicher Antriebsmotor für die "Wettermaschine".
Lichteinstrahlung und Wachstum
von Mikroorganismen
Genauer Beleuchtungsstärkekurvenverlauf über
Tagesverlauf zwecks Sonnenbrandschutz
Leider in keiner Mini Wetterstationen bis 100 €
vorhanden..Dafür gute Werbe- Klone. Nur
gelegentlich noch einige mit echten
Sonnensmilies.
Einige sind ziemlich gescheit konstruiert.Was
interessiert der Mond, wenn die Belichtungs-
messungskurve der Tages- Sonne und genauerer
Luftdruch,etc …fehlen.
Hier schon etwas viel besser anmutend:
Interessant wäre eher der relativistische Verlauf, bei
längerer Meßdauer, da Abweichungen zu echten Luxmeter-
Messungen bei Apps bei einfachsten Sachen, schon oft extrem
abweichen.(bisher noch keine Langzeitmeesung z.B an altem
ausrangiertem Handy, über z.B. 6 Stunden. )
Lichtintensitätskurve über
Tagesverlauf und Jahreszeiten
UV-Index über Tagesverlauf UV-Einstrahlung über Jahreszeiten
Lavakonvektion:
Luft:
Das die Erde umgebende Gasgemisch, bestehend aus (Volumsprozente fuer
trockene Luft) ca. 21% Sauerstoff, 78% Stickstoff, 0,9% Argon (Edelgas),
0,03% Kohlendioxid, sowie (fuer feuchte Luft) im Mittel 2,6 Vol.-%
Wasserdampf. Zahlreiche weitere Gase nur in Spuren, zB Ozon.
Der Druck, den die Luft infolge der Schwerkraft auf eine Flaeche ausuebt.
Der Druck ist in der Physik als Kraft pro Flaeche definiert. Eine gedachte
vertikale Luftsaeule also, die vom Erdboden bis an den Rand der Atmosphaere
reicht, uebt auf eine Einheitsflaeche im Durchschnitt das Gewicht (die
"Gewichtskraft") von 1013,2 Hectopascal (hPa) aus.
Luftdruck:
Mit Hilfe eines Barometers misst man die Veränderung des Luftdrucks. Der Luftdruck wird in
der Einheit Pascal (abgekürzt mit "Pa")angegeben. Der Name kommt von Blaise Pascal (1623 –
1662), einem fränzösischem Physiker. Wie weit die Dose zusammengedrückt wird, ist ein Maß
für die Veränderung des Luftdruck.
Luftfeuchtigkeit:
Funktionsweise:
Das Wetterhäuschen ist die traditionelle Form eines Hygrometers, bei dem, abhängig von der
Luftfeuchtigkeit, jeweils eine von zwei Figuren aus dem Haus herausschaut, während die andere
darin verschwindet. Meist steht hier die Frau („Sonnenfrau“) für gutes, der Mann („Regenmann“,
oft auch mit Regenschirm dargestellt) für schlechtes Wetter. Hierzu werden die Figuren auf einer
drehbaren Scheibe angebracht, die durch eine Feder in eine Richtung gezogen wird. Für die
Gegenkraft und eigentliche Auslenkung sorgt ein Stück Tierdarm[1] oder ein Strang Haare (meist
Pferdehaar), die stark auf die Feuchtigkeit reagieren. Damit ein Wetterhäuschen richtig
funktioniert, muss es im Freien angebracht werden.
Luftfeuchtigkeit:
Wasserdampfgehalt der Luft, angegeben als Dampfdruck (in Hectopascal), als
relative Feuchtigkeit (in Prozent), absolute Feuchtigkeit (in Gramm Wasserdampf
pro Kubikmeter Luft), als Mischungsverhaeltnis (in Gramm Wasserdampf pro
Kilogramm trockener Luft), spezifische Feuchtigkeit (in Gramm Wasserdampf pro
Kilogramm feuchter Luft), als Taupunkt bzw. Taupunktsdifferenz (in Grad
Celsius).
Die Luft kann bei einer bestimmten Temperatur nur eine bestimmte Menge
Wasserdampf aufnehmen ("Saettigung"); je hoeher die Temperatur der Luft, umso
mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von
100% ist die Luft mit Wasserdampf gesaettigt; ueberschuessiger Wasserdampf
kondensiert zu Tröpfchen. Absolut trockene Luft (0%) kommt selbst ueber
Wuesten mit sehr tiefer Temperatur nicht vor. Im Wetterdienst wird hauptsaechlich
der Taupunkt bzw. die Taupunktsdifferenz als Mass fuer die Luftfeuchtigkeit
verwendet.
Je höher die Temperatur desto mehr Luftfeuchtigkeit kann aufgenommen werden
Luftloch:
Irrtuemliche Bezeichnung fuer Fallboeen, die ploetzlich kurzzeitige Hoehenverluste
eines Flugzeuges um mehrere Meter verursachen koennen.
Luftmasse:
Eine grossraeumige Luftmenge mit einheitlichen Eigenschaften, die sie erwirbt, wenn
sie laengere Zeit ueber einem Gebiet der Erdoberflaeche lagert (z.B. ueber der Arktis).
Typisch fuer eine Luftmasse ist ihre Einheitlichkeit bezueglich Temperatur,
Luftschichtung, Feuchtigkeit und Beimengungen. Die allgemeine Zirkulation der
Atmosphaere setzt dann die Luftmassen in Bewegung, wobei sie ihre urspruenglichen
Eigenschaften weitgehend beibehalten, erst nach laengerem Weg tritt eine
"Luftmassentransformation" bzw. Luftmassenalterung" ein. Das Wetter in
Mitteleuropa wird allgemein von arktischen, gemaessigten und subtropischen
Luftmassen bestimmt, wobei sie je nach ihrem Weg noch in maritim und kontinental
unterteilt werden. So unterscheidet sich z.B. im Winter eine kontinentale arktische
Luftmasse (extrem kalt und trocken, gute Sicht) wesentlich von einer maritimen
subtropischen im Sommer (warm, sehr feucht, schlechte Sicht). "Stossen"
unterschiedliche Luftmassen zusammen, bildet sich eine sog. Frontalzone, an der
Tiefdruckgebiete und Fronten entstehen.
Luftschichtung:
Fuer das Wettergeschehen ist die Schichtung der Luft von erheblicher Bedeutung.
Massgebend dabei ist immer die in den einzelnen Luftschichten herrschende
Temperaturabnahme mit der Hoehe. In einer stabilen Luftschicht herrscht eine
Temperaturabnahme von weniger als 1°C pro 100m. In einer labilen Luftschicht
nimmt dagegen die Temperatur um mehr als 1°C pro 100m ab. Und in einer als
indifferent bezeichneten Luftschicht betraegt die Temperaturaenderung genau 1°C pro
100m. Entscheidend ist ferner, ob die Temperaturabnahme mit der Hoehe im
wolkenfreien Raum oder in Wolkenluft erfolgt. Wird durch Sonneneinstrahlung die
Bodenluftschicht stark erwaermt, werden warme Luftteilchen - weil spezifisch leichter
geworden - nach oben steigen. Sie werden aber nur so lange ihren Aufstieg fortsetzen
bis sie - inzwischen selbst (adiabatisch) abgekuehlt - in eine Umgebung gelangen, die
der eigenen Temperatur entspricht. Sie sinken wieder ab, wenn sie bereits kuehler als
ihre Umgebung geworden sind. Je nach dem Ausmass der Stabilitaet kommt es hierbei
zu leichter oder ueberhaupt keiner Ausbildung von Wolken. Gelangt jedoch
aufsteigende warme Luft in eine Schicht, die wesentlich kaelter ist (wenn also der
vertikale Temperaturgradient groesser als 1 Grad ist), steigt die warme Luft unentwegt
weiter aufwaerts. Bei einer solchen labilen Luftschichtung kommt es recht bald zur
Ausbildung von Wolken und je nach Ausmass der Labilitaet (Instabilitaet) zu meist
schauerartigen Niederschlaegen und Gewittern. Siehe auch Temperaturgradient.
Luftspiegelungen:
• Durch aufsteigende
und verdünnte Luft
kommt es zur
Veränderung des
Brechungsindex, so
daß auch entfernte
Objekte verschoben
in die Nähe projeziert
werden können
Lufttemperatur:
Temperatur, die ein von Luft umstroemtes, gegen Strahlung geschuetztes
Thermometer (in der "Wetterhuette" ) in 2 m Hoehe (ueber Rasen) anzeigt. Die Luft
wird im wesentlichen durch die Waermeabgabe der Erdoberflaeche erwaermt. Die
Temperatur der Luft soll unter Ausschaltung jeglicher Strahlungseinfluesse
gemessen werden ("Schattentemperatur"). Ein der Sonne ungeschuetzt ausgesetztes
Thermometer misst nicht die Temperatur der Luft, sondern die Temperatur des von
der Sonne aufgeheizten Thermometers. Die mittlere Lufttemperatur an der
Erdoberflaeche betraegt etwa +15°C. In der Antarktis wurden bereits Temperaturen
von -88°C registriert. Maximale Werte bis zu +55°C wurden gemessen in Arabien,
in der Sahara, in Arizona und in Zentralasien. Mit der Hoehe nimmt die
Lufttemperatur i.a. um rund 0,6°/100m ab.
Lufttemperatur:
Temperatur, die ein von Luft umstroemtes, gegen Strahlung geschuetztes Thermometer
(in der "Wetterhuette" ) in 2 m Hoehe (ueber Rasen) anzeigt. Die Luft wird im
wesentlichen durch die Waermeabgabe der Erdoberflaeche erwaermt. Die Temperatur
der Luft soll unter Ausschaltung jeglicher Strahlungseinfluesse gemessen werden
("Schattentemperatur"). Ein der Sonne ungeschuetzt ausgesetztes Thermometer misst
nicht die Temperatur der Luft, sondern die Temperatur des von der Sonne aufgeheizten
Thermometers. Die mittlere Lufttemperatur an der Erdoberflaeche betraegt etwa +15°C.
In der Antarktis wurden bereits Temperaturen von -88°C registriert. Maximale Werte bis
zu +55°C wurden gemessen in Arabien, in der Sahara, in Arizona und in Zentralasien.
Mit der Hoehe nimmt die Lufttemperatur i.a. um rund 0,6°/100m
Luv:
Bezeichnung fuer die dem Wind zugewandte Seite eines Gebirges, die allgemein
reichliche Wolkenbildung und Niederschlaege aufweist. Gegensatz: Wolkenarmut auf
der im "Lee" liegenden Gebirgsseite.
maskierte Kaltfront:
Eine Kaltfront, hinter der in Bodennaehe Erwaermung eintritt, weil vorher eine
Bodeninversion mit meist Minustemperaturen, verursacht durch Ausstrahlung,
vorhanden war. In der Hoehe ist aber diese Kaltfront mit Temperaturrueckgang
verbunden. Meist mit gefrierendem Regen und Glatteis verbunden!
Magnetfeld der Erde:
Verantwortlich für die Ablenkung der Kosmischen Strahlung in der Ionosphäre
Durch Sonneneruptionen können auch temporäre Löcher entstehen, die sich aber
rasch wieder schließen..
Das Magnetfeld der Erde ist mehr radiär als polar.
Die Kompassnadel ist ein einfacher aber wirksamer
Differenzmesser.
Magnetometer:
Ein Magnetometer mißt Feldstärken anhand eine Einfachspule mit
zusätzlich verdichteter gegenläufiger Doppelspule mit Resonanz-
frequenz, die sich je nach gerichteter Feldstärke ändert.
41
Das Aussenfeld der Erde besteht aus:
• der Magnetosphäre
• dem Van Allen Gürtel
• der Ionosphäre
Magnetfeldeinteilung des Erdmagnetfeldes
42
Das Aussenfeld >>> Magnetosphäre
 Der „Sonnenwind“ besteht aus elektrisch geladenen Teilchen
(Elektronen, Protonen).
 Geschwindigkeit relativ zur Erde ≈ 400 km/s.
 Bei dieser Ultraschallgeschwindigkeit (ultrasonic velocity) bildet
sich eine Schock-Welle auf der sonnennahen Seite der Erde (=
Magnetopause)
 Die Teilchen des Sonnenwindes (wie elektrischer Strom)
verursachen Magnetfelder
 Das Erdmagnetfeld wird auf der Tages-Seite verstärkt und auf
der Nacht-Seite abgeschwächt
 Die Feldlinien bilden eine „tränenartige“ Form, die sich bis zu
50‘000 km erstreckt (ca. 8 Erdradien)
Magnetosphäre
43
E
Distanz
[Erdradien]
Van Allen Gürtel
Sonnenwind
Magnetfeld karthesisch
Magnetosphäre
44
Das Aussenfeld >>> Van Allen Gürtel
(Höhe: 2‘000 – 20‘000 km)
 Ionen des Sonnenwinds (sowie aus der Ionosphäre) werden im
Erdmagnetfeld gefangen.
 Die Ionen werden gezwungen, entlang magnetischer Feldlinien
schraubenartig von Pol zu Pol zu wandern.
 Es bilden sich „Gürtel“ mit intensiver Strahlung: Van Allen Gürtel
 innerer Gürtel: r = 1.3 – 1.7 R (2‘000 – 5‘000 km Höhe)
 äusserer Gürtel: r = 3.2 – 4.2 R (13‘000 – 20‘000 km)
 Die magnetischen Effekte auf der Erdoberfläche sind aufgrund
der grossen Entfernung gering. (Magnetic effect small at
earth‘s surface)
Magnetfeld des Van Allen Gürtel
45
Dipolachse
Innerer Van Allen Gürtel
Äusserer Van
Allen Gürtel
Magnetischer
Äquator
Distanz
(Erdradien)
Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
Van Allen Gürtel
46
geomagnetische
Achse
Aurora
Borealis
Gürtel
Aurora
Australis
Gürtel
magnetischer
Äquator
Dipol-
Feldlinien
Die Bewegung der eingefangenen geladenen Partikel im
erdmagnetischen Feld
Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
Erdmagnetfeld an den Polen
48
Beweis durch Argus-Experiment (1958):
Drei kleine Atombomben wurden hoch über der
Atmosphäre im Südatlantik gezündet.
Die Teilchen folgten den Feldlinien bis r = 2R (6‘400 km
Höhe) und kehrten im gleichen Breitengrad auf der
Nordhemisphäre zurück - Aurora.
Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
Das Aussenfeld >>> Van Allen Gürtel
(Höhe: 2‘000 – 20‘000 km)
49
Das Aussenfeld >>> Ionosphäre (Höhe: 80 – 500 km)
 Die Ultra-violett (UV)-Strahlung der Sonne ionisiert die Moleküle der
oberen Atmosphäre.
 Ionisierte Schichten (layers) bilden sich in Höhen von 50 – 1‘500 km:
(D), E, F1, F2, (G) = 5 Schichten.
 Die dichtesten Schichten sind in Höhen 80 – 300 km: (D), E, F1, F2.
 Funkamateure reflektieren Radiowellen von der E- und F-Schichten
nur langwellige Wellen, die kurzwelligen entweichen ins All.
 Die ionisierten Moleküle setzen Elektronen frei, die sich den Feldlinien
entlang bewegen.
 Die sich bewegenden Elektronen bilden Stromkreise, die Magnet-
felder erzeugen - spürbares Aussenfeld an der Erdoberfläche.
Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
50
Sonnen-
strahlung
F2 Schicht
F1 Schicht
F Schicht
E Schicht
Tag Nacht
Nordpol
Erd-
rotation
Änderung der Ionosphäre während eines Tages
Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
51
Tägliche Variation des Erdmagnetfeldes
• Infolge der Erddrehung schwanken die Magnetfelder der Ionosphäre
während des Tages >>> SQ (= solar quiet variation)
• Sonnenflecken lösen immense Strahlung (+ Sonnenwind) aus >>>
Verstärkung des Erdmagnetfeldes >>> SD (= solar disturbed variation)
• SD kann „magnetische Stürme“ mit Intensitäten von 100 – 1000 nT
entsprechen.
• Die tägliche Variation und magnetische Stürme sind breiten-abhängig
(stärker am Pol).
• Während magnetischen Stürmen muss die magnetische Prospektion
eingestellt werden, und die Ausbreitung der Radiowellen („Kurzwelle“)
wird gestört.
Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
52
Tägliche Variation des Erdmagnetfeldes – Solar quiet variation SQ
Nord-
Komponente
(X)
Ost-
Komponente
(Y)
vertikale
Komponente
(Z)
Mittagszeit
Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
53
Tägliche Variation des Erdmagnetfeldes:
Beispiel eines magnetischen Sturms (13. Mai, 2005).
Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
54
Beispiel eines magnetischen Sturms (13. Mai, 2005).
Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
55
Beispiel eines magnetischen Sturms (13. Mai, 2005).
Das Erdmagnetfeld
Magnetfeld der Erde und deren Beobachtungs-
zeiträume
56
Innenfeld: Ursprung im Erdinnern
>99% des gesamten Erdfelds.
 Dipolfeld: 94% des Erdmagnetfelds
 Nichtdipolfeld: 5% des Erdmagnetfelds
Magnetfeld der Erde
W =
R
mo
r
R
æ
è
ç
ö
ø
÷
m=0
n
å
n=1
∞
å
n
Gn
m
cos mq
( ) + Hn
m
sin mq
( )
é
ë ù
ûPn
m
cosf
( )
+
R
mo
R
r
æ
è
ç
ö
ø
÷
m=0
n
å
n=1
∞
å
n+1
gn
m
cos mq
( ) + hn
m
sin mq
( )
é
ë ù
ûPn
m
cosf
( )
R
R f f
f f
q
q
57
• Die Analyse von Gauss (1839) stellt das Innenfeld als
eine Überlagerung von Multipol-Feldern dar:
Dipol, Quadrupol, Oktupol,
= g1
0 Pole, = g2
0 Pole, = g3
0 Pole, … gn
0
n = 1 n = 2 n = 3 … n
• Diese Felder sind rotationssymmetrisch
um eine Achse.
Innenfeld
Magnetfeld der Erde
58
a) Dipol b) Quadrupol c) Oktupol
das Dipolfeld
≈ 94 % des Totalfeldes
an der Erdoberfläche
das Nichtdipol-Feld (NDF)
(zusammen mit Komponenten höherer Ordnung)
≈ 5 % des Totalfeldes
Magnetfeld der Erde
59
Magnetfeld der Erde
Achse der
Rotations-
symmetrie
zonale
harmonische
Komponente
a) Dipol b) Quadrupol c) Oktupol
60
g1
0 beschreibt die stärkste Feldkomponente
und das Dipolfeld welches entlang der
Erdrotationsachse zentrierst ist.
Radiale und tangentiale Komponenten des
Erdmagnetfelds B:
Br
= -
¶W
¶r
=
mo
4p
2mcos q
r3
Bq
= -
1
r
¶W
¶q
=
mo
4p
msinq
r3
Dipol
axis
r
m
q
Innenfeld: das Dipolfeld.
Magnetfeld der Erde
61
• Totalfeld – Dipolfeld = Nichtdipolfeld (NDF)
• Das NDF sieht aus wie ein System von wirbelförmigen
Anomalien.
• Um jeden Breitenkreis findet man etwa 1-2 positive
und 1-2 negative Anomalien.
• Die Anomalien sind stark; lokale Werte bis zu 20‘000 nT.
• Das NDF ändert langsam mit der Zeit >>>
Säkularvariation
• Das NDF besteht aus:
- einem stationären Anteil und
- einem sich bewegenden Anteil.
Magnetfeld der Erde: Feldtheorie
62
Magnetfeldtheorie des
Erdmagnetfeldes
Bewegung flüssiger Eisen-
schmelzen im Erdkern
63
• Säkularvariation: Beispiel Paris und London
Magnetfeld der Erde und Säkulariation
64
Die geomagnetischen Feldelemente
Das Feld kann mit kartesischen
Koordinaten beschrieben werden:
X (Nord), Y (Ost), Z (vertikal unten)
oder mit Kugelkoordinaten
D (Deklination), I (Inklination),
T (Totalintensität).
Vertikal
Nord
Ost
H
X
T
Z
Y
D
I
tan I =
Z
X2
+Y2
tan D = Y
X
Magnetfeldformeln: Das Erdmagnetfeld
T = X2
+ Y2
+ Z2
( )
http://www.geophysik.uni-muenchen.de/observatory/geomagnetism/yearly-magnetograms/
65
Die Deklination des Feldes
• Eine freischwingende Kompass-Nadel
zeigt nicht genau in Richtung des
geographischen Nordpols.
• Der Winkel zwischen geographisch
und magnetisch Nord heisst
Deklination D.
• Der magnetische Nordpol liegt im
Norden Kanadas - Geomagnetische
Pole (2001):
81.0 N 110.0 W
64.6 S 138.3 E
geographisch
Nord
magnetisch
Nord
D
Magnetfelddeklination: Das Erdmagnetfeld
66
Die Deklination des Feldes (2000)
Magnetfeldzonen:Das Erdmagnetfeld
www.ngdc.noaa.org
Dip pole
67
An der Erdoberfläche ist die
Feldrichtung durch den
Winkel I zum Horizont
bestimmt; I ist die Inklination:
tanI =
Br
Bq
= 2cot q
Dipol-
achse
l
q
I
Dipol-
Feldlinie
Äquator
I wird als positiv nach unten
definiert (Nordhemisphäre
der Erde)
Magnetics:Das Erdmagnetfeld
Für ein reines Dipolfeld
Der Tangens I beschreibt das Verhältnis der horizontalen zu den vertikalen Feldlinien
Magnetfeldinduktor im Fadenkreuz:
Ursprungsmodell: Erdinduktor
(magnetisches Inclinetometer n.Gauß)
http://www.biosensor-physik.de/biosensor/erdmagnetfeld.htm
69
Magnetic Fields of Earth
www.ngdc.noaa.org
Inklination (2000)
Magnetfeldgenauigkeit: Noch genauere
Untersuchungen des Erdmagnetfeldes
Seit 2015 untersuchen die vier Satelliten der Magnetospheric Multiscale Mission (MMS)
die komplexen Prozesse zwischen Sonnenwind und Erdmagnetfeld im Detail.Satelliten,
Möglicherweise, viel weiter als der Mond (> 384.400 km )
71
Die Einheit des Magnetfeldes ist:
[B] =
Ns
Cm
=
N
Am
= Tesla (T)
Ein Feld mit 1 Tesla ist sehr stark (z.B. Elektromagnet).
Als praktischere Einheit wird das nanotesla (nT)
verwendet:
10-9
Tesla = 1 nanoTesla = 1 nT [= 1 gamma]
Magnetfeldstärke des Erdmagnetfeldes
Also used is the H field
In a vacuum B=0 H
Inside magnetic materials is more complicated!
72
• Wenn nur der Dipolanteil des Innenfeldes betrachtet
wird: rotationssymmetrisch um Achse
1) Achse des Dipols ist um ca. 11.5° geneigt
gegenüber der Erdrotationsachse.
2) Modellierte Magnetfeld
81.0°N, 110.8°W
64.7°S, 138.3°E
• Dipolintensität:
am Äquator: ≈ 30‘000 nT
am Pol: ≈ 60‘000 nT
in Zürich: ≈ 46‘000 nT
Magnetfeld der Erde und Diopol
Magnetfeldwirkung: Auswirkung von Erd-
Magnetfeld-induktiven Sonnenstürmen
Wanderung des Erdmagnetpols
Magnetfeld-Umpolung (Polsprung)
Seit erkannt wurde, dass es in der Erdgeschichte in unregelmäßigen
Zeitabständen zu Einbrüchen und Umpolungen des Erdmagnetfelds kommt,
versuchten Wissenschaftler, diese Polsprünge mit Massenaussterben in
Verbindung zu bringen. Ein solcher Nachweis ist jedoch bislang nicht gelungen.
Eine mögliche Erklärung dafür ist, dass bei einer schwachen oder ganz
fehlenden Magnetosphäre die Erdatmosphäre als Schutzschild vor der
gefährlichen kosmischen Strahlung dienen würde. Modellberechnungen nach
entstünde dabei eine sekundäre Strahlung von Beryllium-10 oder Chlor-36.
Tatsächlich fand eine deutsche Studie im Jahr 2012 in Eisbohrkernen aus
Grönland eine Spitze von Beryllium-10 vor 41.000 Jahren, als bei einer kurzen
Magnetfeldumkehr das Erdmagnetfeld auf geschätzte 5 % seiner Stärke
einbrach.[1]
Eine andere mögliche Erklärung ist, dass auch bei Umpolungen das
Erdmagnetfeld niemals ganz verschwindet. Einer Studie aus dem Jahr 1999 nach
hat es während der Brunhes-Matuyama-Umkehr vor rund 786.000 Jahren immer
eine Magnetopause bei etwa drei Erdradien gegeben. Quelle : Wikipedia
76
Das Aussenfeld der Erde besteht aus:
• der Magnetosphäre
• dem Van Allen Gürtel
• der Ionosphäre
Magnetfeld der Erde
Magnetfeld und Nordlichteffekt:
durch seitlichen Strahlendruck im
Magnetfeld kommt es zu polarem
Stromfluß zuerst vertikal.
Durch die Rotation mit Induktionsstau kommt es unter
Spannungsaufbau wieder zur Ablenkung ins Weltall
78
Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
Intensität (2000)
79
Magnetfeldachsen: Das Erdmagnetfeld
l
l*
l- l*
11.4°
Geomagnetische Achse Rotationsachse
Geographischer Nordpol
Geomagn.
Äquator
Geopgraph.
~60'000 nT
~30'000 nT
~70'000 nT
Geograph.
Untersuchung des Sonnenspektrums mittels einfacher
Spektroskopie
Genauso wie die Spektrallinien im Sonnenlicht können Spektralllinien in angeregten Medien wie dem Polarlicht
bestimmt werden. Mittels Refraktiometervergleichen kann auch die Absorbtionsstärke genauer bestimmt werden und
somit Rückschlusse auf die Dichtezusammensetzung gezogen werden.
Magnetfeldwechsel: Die Spektroskopie und Spektralanalyse von Polarlichtern
erlaubt bei vergleich-bar gemachtem energetischem Anregungszustand anhand
von Polynom-funktionen höheren Grades eine weitgehend vergleichbare
Bestimmung der Atmosphärenzusammensetzung. Es ist somit auch eine genaue
Bestimmung der Dichteschichten möglich.
Somit sind auch rel. genaue erdgebundene
Spektroskopien möglich, wenn die solare
Emissionsstärke (Sonnenwind) und die
temporäre Stärke des Erdmagnetfeldes
im Polarbereich bereits bekannt sind.
Magnetfeld der Erde : Die magnetischen Pole verschieben
sich ständig
Eine vollständige Polumkehr muß nicht zu einem intermitierenden Erliegen des Magnetfeldes führen. Es
können aber zahlreiche kleinere Pole entstehen. Da Eisen paramagnetisch ist bedeutet dies bei Magmafluß
ständige Selbsterregung. Allerdings wäre ein Dipol aufgehoben. Ein äußeres Magnetfeld könnte aber
verkleinert und stark verdichtet weiterbestehen. Wie aber eine solche Polumkehr stattfindet weiß vermutlich
niemand genau. Es ist auch nicht sicher, daß es größere Auswirkungen auf das Leben auf der Erde hat, da
vermutlich auch mehrere kleinere Pole bei weiterexistentem Magmadynamo hypothetisch entstehen könnten,
die im raschen Wechsel oszillieren, so daß nur keine dauerhafte Gesteinsmagnetisierung auftritt, aber ein
Peak - Feld trotzdem weiterbestehen kann.
Magnetfelder:Hochgenaue Methoden durch
vor Ort durch Messungen mittels Satellit
Durch Anregung mittels Laser
können genaue Spektralanalysen
vor Ort durchgeführt werden.
Grundlagen der
Laserspektroskopie
Stark vereinfachte spektroskopische
Aufspaltung
Emissionsstarker Laser oder polarisierter und
gebündelter Hohlraumlaser
Magnetfeld und Spektralanalyse: Lasertypen
Beispiel- Spektrogramme einiger einzelner Atmosphärengase.
Aber auch die normalen Atmosphärengase können nach ihrer
Dichte mittels Polarlichter oder künstlicher Ionisation vor Ort
genau spektroskopisch untersucht werden.
Übergang Sonnenmagnetfeld (größerer
Dynamo) in Erdmagnetfeld.
Dh. es werden nicht nur bestimmte Partikel durch das Erdmagnetfeld abgelenkt sondern über einen Magnetfeldstrom
ausgehend von der Sonne auch Partikel wie von einer Batterie (besser Induktionsdynamo) über ein Magnetfeld auf die
Erde übertragen.
Magnetische Wechselwirkungen
Meereskonvektion
Oberflächen und Tiefenströme:
Meeresströmungen sind deutlich abhängig von den Jahreszeiten
Meeresströmungen und Verteilung der Temperaturskalen:
https://worldoceanreview.com/de/wor-1/klimasystem/grose-meeresstroemungen/
Heute hat die wärmste Wassertemperatur in Nordamerika in San Blas 30.5°C, in Mittelamerika in Cayo Cochino Menor 30.4°C, in
Afrika in Dahlak 32°C, in Südamerika die höchste Wassertemperatur in Cabimas 31.4°C, Europas derzeit den wärmsten Strand in
Rhodos 24°C, Australien hat den heißesten Die Meerwassertemperatur in Fannie Bay 31.4°C, im Nahen Osten in Dschāzān 32.5°C
und in Asien hat das wärmste Meer in Panggulan 31.1°C
Temperaturen in verschiedenen aufeinander treffenden Meerestiefen:
Temperaturen in der Tiefsee und Lebensformen
Die Wärmeaufnahme wird auch hier haupsächlich
durch die Sonneneinstrahlung bzw. durch den meist
warmen Regen hervorgerufen
• Die stabile vertikale Schichtung, die durch die Erwärmung an der
Meeresoberfläche erzeugt wird verhindert sehr effektiv eine vertikale
Durchmischung der Ozeane. Diese Schichtung ist dort am stabilsten,
wo die Erwärmung an der Oberfläche maximal ist (Tropen). In den
Subtropen oder Polargebieten herrscht eine ganz andere Verteilung.
• Ohne gleich mehrfache Energiequellen würden die Weltmeere wh.
am Rande weiter zufrieren.
Weniger tiefere Gewässer bis 500 m
Kälteeinfluß des Pazifik
Die Zentralheizung für Nordeuropa
ist der Golfstrom
Meteorologie:
Meteorologie und ihre Geschichte.
Die Bezeichnung Meteorologie (Lehre von den physikalischen Erscheinungen und
Vorgaengen in der Lufthuelle der Erde) geht auf den griechischen Philosophen
Aristoteles (384-322 v.Ch.) zurueck. Als philosophischer Grundsatz galt im alten
Griechenland: "Die Natur wuerfelt nicht". Nicht der Zufall, sondern
Gesetzmaessigkeiten sind es, die die Natur beherrschen, nach denen auch die
Vorgaenge in der Atmosphaere ablaufen. Wetterbeobachtungen haben die Voelker
der Erde zu allen Zeiten gemacht. Dabei wurden vor allem regionale Erfahrungen
gesammelt. Den Beginn der wissenschaftlichen Wetterkunde ermoeglichte erst die
Erfindung des Barometers (Torricelli 1643) und des Thermometers (erstes geeichtes
Thermometer: Fahrenheit 1714). Der Zusammenhang zwischen Luftdruck und
Witterung wird Mitte des 17. Jahrhunderts von mehreren Naturforschern vermute
Meteoriten: Himmelskörper, die auf die Erde stürzen.
Meteoriten und vorbeiziehender
Komet
Kometen erhitzen sich nur durch Reibung, wenn sich nur
wenn sie tangential z.B 20000 km durch die Atmosphäer
fliegen und nicht auf 20 km senkrecht treffen.
Meteosat:
Europaeischer Wettersatellit, der zu einem weltumspannenden Wettersatelliten-
System gehoert und am Schnittpunkt von Aequator und Null-Meridian (ueber dem
Golf von Guinea) in 36.000km Hoehe stationiert ist und die gleiche
Umdrehungsgeschwindigkeit wie die Erde hat. Meteosat sendet halbstuendlich im
sichtbaren und infraroten Wellenlaengenbereich Bilder zur Erde und ermoeglicht
die staendige Ueberwachung von etwa 60 Grad Nord bis 60 Grad Sued und von 60
Grad West bis 60 Grad Ost (fast ganz Europa und den Nordatlantik sowie ganz
Afrika).
Milankovitch-Zyklen
Mistral:
Rauher, meist trockener und kalter, aus noerdlichen Richtungen wehender Fallwind
in Suedfrankreich (Rhonetal, Provence), der durch die Duesenwirkung des
Rhonetales verstaerkt wird und haeufig v.a. im Winter und Fruehjahr als Sturm
auftritt. Entsteht, wenn ein Tief vom Atlantik nach Nordeuropa zieht und an der
Rueckseite unter steigendem Luftdruck der Kaltluft der Weg nach Sueden durch die
Alpen und das Zentralmassiv versperrt wird. Als einziger freier Durchgang
verbleibt das Tal der Rhone.
Modell der Atmosphäre:
Motor des Klimas:
Langjährige Monatsmittel der Druckverteilungen
(auf der Erde 1957-1906)
Mondentfernung
Mondentfernung durch Triangulation
• Eine Möglichkeit der Entfernungsbestimmung in der Astronomie
besteht in der sogenannten Triangulation. Dazu peilt man von zwei
Punkten A und B aus den Punkt M, dessen Entfernung e man wissen
will, an und bestimmt die Winkelweiten α und β. Mit Sätzen der
Ebenen Trigonometrie (z.B. Sinus- und Cosinussatz) lässt sich dann
e bestimmen. Die Entfernungsbestimmung wird eine brauchbare
Genauigkeit haben, wenn die Länge der Messbasis [AB] nicht
verschwindend klein gegenüber der Entfernung e ist.
Erster Punkt auf der Erde
zweiter Punkt auf der Erde
Genauer Mond zu Erde-Abstand e
• Die Winkelsumme im Viereck EKMW ist 360∘ bzw. im Bogenmaß 2π. Also gilt
φ1+φ2+(180∘−z1)+(180∘−z2)+α1+α2=360∘
• α1=rer/e⋅sin(z1)
• α2=rer/e⋅sin(z2 )
Hieraus läßt sich e berechnen,
Z1 und Z2 ergibt sich durch Peilung von zwei verschiedenen Punkten auf der Erde
Von zwei möglichst weit entfernten Punkten der Erdkugel (z.B. Wien mit der nördlichen
geografischen Breite φ1=48∘15′ und Kapstadt mit der südlichen Breite φ2=33∘58′), die in
etwa auf gleicher geographischer Länge liegen, wird ein bestimmter Punkt des Mondes
angepeilt. Dabei hat man folgende Winkel zur Zenitrichtung gemessen: Wien z1=27∘40′ und
Kapstadt z2=55∘43′.
https://www.leifiphysik.de/astronomie/sternbeobachtung/ausblick/mondentfernung-durch-triangulation
Wien
Kappstadt
Mondfinsternis: Eine Mondfinsternis entsteht, wenn die Sonne sich
genau auf der gegenüberliegenden Seite der Erde sich befindet und
der Mond sich im Kernschatten der Erde befindet
Mondfinsternis: Erläuterung
https://www.br.de/kinder/was-passiert-bei-einer-mondfinsternis-kinder-lexikon-100.html
Mondphasen mit unveränderter, erdzugewandter Seite
Gemeinsamer Schwerpunkt Erde und Mond
Der Erde-Mond-Schwerpunkt ist der gemeinsame Schwerpunkt (Baryzentrum) im Erde-Mond-System. Wenngleich der Mond von der
Erde aus gesehen (geozentrisch) scheinbar um das Zentrum der Erde rotiert, drehen sich – in der Betrachtung aus einem sonnenfesten
System – jedoch sowohl die Erde als auch der Mond um ihr gemeinsames Baryzentrum. Dieses liegt wegen der weit überwiegenden Masse
der Erde noch im Erdinnern (genauer: im Erdmantel), fällt aber nicht mit dem Erdmittelpunkt zusammen.
Die Mondbahn ist dabei kein Kreis, sondern annähernd elliptisch mit dem Erde-Mond-Schwerpunkt in einem Brennpunkt der Ellipse.
Durch die Exzentrizität der Mondbahn variiert der Erde-Mond-Abstand um über 13 Prozent zwischen (im Durchschnitt) 356.410 und
406.740 km im Rhythmus des anomalistischen Monats. Sowohl der Mond als auch der Erdmittelpunkt haben somit einen variierenden
Abstand zum Erde-Mond-Schwerpunkt. Das System Erde-Mond mit dem Erde-Mond-Schwerpunkt als gemeinsamem Schwerpunkt
umkreist als Gesamtes die Sonne.
Mittlerer Abstand
Das zeitliche arithmetische Mittel des veränderlichen Abstandes zwischen den Mittelpunkten von Mond und Erde beträgt 385 001 km.[8] Dies
lässt sich z. B. aus der von Chapront und Chapront-Touzé gegebenen Reihenentwicklung des Abstandes ersehen:[8]
Monsun:
Grossraeumige, im Prinzip dem Land- und Seewind aehnliche
Luftstroemung, die jahreszeitlich in ihrer Richtung wechselt. Auch hier
sind Luftdruckunterschiede die Ursache, wobei der Sommermonsun vom
kuehlen Meer (mit hohem Luftdruck) nach dem waermeren Land (mit
niedrigem Luftdruck) weht, waehrend der Wintermonsun vom kalten
Festland nach dem jetzt waermeren Meer weht. Am bekanntesten ist der
indische Sommermonsun, weil er feuchtigkeitsgeladen (vom Meer her)
nach dem Land weht und in den indischen Berglaendern zu
Niederschlaegen von meist gewaltigem Ausmass fuehrt.
Niederschlag:
Entsteht durch verschiedene, teils noch nicht gaenzlich erforschte Prozesse, bei
denen kleine schwebende Wolkentroepfchen zu grosse Tropfen anwachsen, aus der
Wolke ausfallen und den Erdboden erreichen. In unseren Breiten erfolgt die
Bildung meist ueber die Eisphase in sog. Mischwolken, d.h., wenn Eisnadeln oder
Schneekristalle durch eine unterkuehlte Wasserwolke fallen, und durch Anfrieren
von unterkuehlten Wassertroepfchen weiter anwachsen. In reinen Wasserwolken
(Tropen) entsteht Niederschlag hingegen dadurch, dass verschieden grosse
Wolkentroepfchen zusammenstossen, solange bis sich genuegend grosse Tropfen
bilden, die auch den Erdboden erreichen. Der Niederschlag kann in verschiedener
Form aus der Wolke fallen: Regen, Nieseln, Schnee, Graupel oder Hagel.
Nebel:
Eine am Boden aufliegende Wolke aus kleinen Wassertroepfchen (Druchmesser
unter 0,12mm) mit Sichweite unter 1 km. Nebel entsteht, wenn sich feuchte Luft,
die auch ausreichend Kondensationskerne enthaelt, unter den Taupunkt abkuehlt,
also mit Wasserdampf gesaettigt ist. Der staerkste Temperaturrueckgang setzt am
Abend unmittelbar ueber dem Erdboden ein, sodass auch hier bei klarem Himmel
die Nebelbildung meist erfolgt. Mit zunehmender naechtlicher Ausstrahlung
waechst der Bodennebel nach oben an. Strahlungs-Hochnebel bildet sich an der
Obergrenze einer Dunstschicht und kann sich mit zunehmender Abkuehlung bis
zum Boden herabsenken.
Gute Simulationen unter Wetter.de
Niederschlag:
Entsteht durch verschiedene, teils noch nicht gaenzlich erforschte Prozesse, bei
denen kleine schwebende Wolkentroepfchen zu grosse Tropfen anwachsen, aus der
Wolke ausfallen und den Erdboden erreichen. In unseren Breiten erfolgt die
Bildung meist ueber die Eisphase in sog. Mischwolken, d.h., wenn Eisnadeln oder
Schneekristalle durch eine unterkuehlte Wasserwolke fallen, und durch Anfrieren
von unterkuehlten Wassertroepfchen weiter anwachsen. In reinen Wasserwolken
(Tropen) entsteht Niederschlag hingegen dadurch, dass verschieden grosse
Wolkentroepfchen zusammenstossen, solange bis sich genuegend grosse Tropfen
bilden, die auch den Erdboden erreichen. Der Niederschlag kann in verschiedener
Form aus der Wolke fallen: Regen, Nieseln, Schnee, Graupel oder Hagel.
Nieseln:
Sehr feiner Regen aus Stratus-Wolken (Spruehregen); Durchmesser der
Troepfchen kleiner als 0,5 mm. Globaler Niederschlag
Nimbostratus:
Dichte, dunkle Wolkenschicht, aus der anhaltend Regen faellt, Position der Sonne
nicht erkennbar; oft mit Wolkenfetzen (Stratus) darunter. Tritt meist bei
Warmfronten auf.
Nino, el (und die Nina):
• Umkehr der Meers- und Luftstroemung im suedl. Pazifik, tritt etwa alle 3-5 Jahre auf und
setzt um die Weihnachtszeit ein, daher der Name "El Niño", das Kind, gemeint ist "das
Christkind". Dieser Vorgang haelt einige Monate an und verursacht massive
Wetteraenderungen
Nino,El schematisch
Nordfoehn:
Der von Norden her wehende Foehn auf der Suedseite der Alpen;
allgemein weniger deutlich ausgepraegt als der Suedfoehn, der auf der
Alpennordseite von Sueden her wehende Foehn. Innsbruck hat an nur
durchschnittlich drei Tagen pro Jahr Nordfoehn, dagegen an 53 Tagen
Suedfoehn.
Nordlichter:
Nordpolarmorgen
Das Ende der Langen
Nacht
Nordpolarland - Das arktische Wunderland
Nordischer Grüngürtel. Der Grüngürtel der
Arktis oder das arktische Wunderland
Die Arktis ist von einem phantastischen, weiten borealen Grüngürtel umgeben, nur
große Teile Grönlands sind permanent vereist, (wie bei Jules Vernes schon beschrieben)
Grönland
Nordpolarteile:
Am Beispiel von Spitzbergen
Das nördlichste Reiseziel:
Spitzbergen
Nordpolare Vegetation oder die Vegetation der Arktis
Da die terrestrische Arktis den Nordrand der großen Kontinente Eurasien und
Nordamerika einnimmt, steht sie in engem Austausch mit Flora und Fauna der
südlich angrenzenden Regionen. Eine Folge ist der im Vergleich zur Antartkis
hohe terrestrische Artenreichtum von14 000 Arten sowie das Vorhandensein
von auf dem Land lebenden Raubtieren wie Fuchs, Wolf und Eisbär. Das
Fehlen solcher Raubtiere hat in der Antarktis den Pinguinen ihre hohe
Population erst ermöglicht.
Nördlicher aktischer Ozean so klein bzw. so groß
wie schon immer.
http://wiki.bildungsserver.de
Anders als die Antarktis, die fast ganz von Eis bedeckt und
von großen Wassermassen umgeben vom Rest der Welt
isoliert ist, besteht die Arktis im Zentrum aus dem
kleinsten Ozean der Erde und einem angrenzenden
schmalen Landstreifen, der den Nordrand der großen
Kontinente Eurasien und Nordamerika bildet. Der
Arktische Ozean bedeckt etwa nur 10 Mio km2. Das
Landgebiet der Arktis umfasst 7,1 Mio km2, was etwa
4,8 % der globalen Landfläche ausmacht. Landschaftlich
ist die terrestrische Arktis durch die offene Landschaft der
Tundra und die nördlich anschließende polare Wüste
gekennzeichnet.
Nordpolvergleich zur Antarktis:
Nordische Temperaturen:
Temperaturgefälle in der Arktis
Dennoch ist auch die Arktis im Vergleich mit anderen
Regionen der Erde eher artenarm. Gründe sind das relativ
junge Alter der Ökosysteme seit der letzten Eiszeit, die
geringe solare Einstrahlung, die extrem starken ;maximale
Unterschiede zwischen Sommer- und Wintertempera-
turen mit bis zu 80 °C Differenz (Extremas alle 25 Jahre)
und die Abnahme der Lebensgrundlagen mit zunehmender
Breite. Bestimmende Faktoren sind außerdem kühle
Sommer, sowie eine kurze Wachstumszeit mit niedriger
Primärproduktion und geringer Biomasse. Überwiegend
gedeihen im arktischen Gürtel vor allem die borealen
Wälder aber auch andere Pflanzenarten.
Nordpolarexpress, z.B. der Spitzbergenexpress
Arktische Vegetation
Spitzbergen am Nordpol:
Überblick Franz-Josef-Land Spitzbergen
Reisetermine:
31.07. – 15.08.2019 (AUSGEBUCHT)
12.08. – 27.08.2019
Besonderheiten:
191 kleine Inseln im Nordpolarmeer nur noch 1.000 km vom Nordpol
entfernt und nur wenige Wochen im Jahr mit dem Schiff erreichbar
Zahlreiche landschaftliche und geologische Besonderheiten
Viele Originalschauplätze mit unglaublichen Geschichten aus der
großen Zeit der
Entdeckungsreisenden.Vielfältige Tierwelt in absoluter
Abgeschiedenheit
Nordpolklima in Wetteranimation vor
Grönland
Nordpolarland als Reiserouten
Norden: Klima vor Nordpolarland
Nordarktischer Ozean
im Vergleich zur Größe Grönlands.
x
x
Entfernungsdreiecke
Nordpolare Tundra seit der letzten Eiszeit:
Die arktische Tundra besteht aus relativ jungen Pflanzenbiotopen. Der größte
Teil der Pflanzen in der heutigen Arktis ist in den letzten 8000-10000 Jahren
hier.[3] Während des letzten Glazialen Maximums vor ca. 21 000 Jahren lagen
große Eisschilde über weite Bereiche der Arktis, auch über heutigen
Schelfgebieten, da der Meeresspiegel etwa 120 m tiefer lag. Ausnahmen waren
Ostsibirien, Alaska sowie die heutige Beringstraße, die damals eine
Landbrücke zwischen Sibirien und Alaska bildete. Südlich der Eisschilde
existierte eine baumfreie, der heutigen Tundra ähnliche Vegetation, die jedoch
wegen der höheren Sonneneinstrahlung im Sommer wesentlich produktiver
war und insofern eher einer Steppe ähnelte und z.B. den Mammuts genügend
Nahrung bot. Diese glaziale Steppen-Tundra war etwa doppelt so groß wie die
heutige arktische Tundra und reichte über 1000 km weiter nach Süden. Und sie
war artenreicher als die Tundra der Gegenwart.[2]
Nordpolare und boreale Wälder:
Gegen Ende der letzten Eiszeit vor rund 15 000 bis 12 000 Jahren wurde die
Steppen-Tundra in den südlichen Bereichen durch eine Busch-Tundra und
schließlich durch boreale Wälder ersetzt. Das anschließende frühe Holozän
erlebte dann eine höhere Einstrahlung als heute und war eine relativ warme
Epoche. Die wärmeren Sommer führten zu einer weiteren Ausdehnung der
Wälder als gegenwärtig, wobei auch das positive Albedo-Feedback durch die
dunklere Waldoberfläche eine wichtige Rolle spielte. Das Tempo der
Waldausdehnung wird auf 0,2 bis 2 km pro Jahr geschätzt; die Baumgrenze lag
50-200 km nördlich der heutigen Baumgrenze. Im nördlichen Russland hatte
z.B. um 10 200 Jahre v.h. die Baumgrenze die aktuelle Küstenlinie zum
Arktischen Ozean erreicht, wobei die damalige Küstenlinie wegen des
niedrigeren Meeresspiegels allerdings weiter nördlich lag. Als anschließend
der Meeresspiegel weiter anstieg, wurde die Tundra in ihrer Ausdehnung über
mehrere Tausend Jahre auf ein Minimum von etwa 80 % der heutigen Fläche
reduziert. In der zweiten Hälfte des Holozän zeichnete sich dann jedoch
wieder ein Abkühlungstrend ab, der bis zur Kleinen Eiszeit anhielt. Die Folge
war ein Rückzug der Baumgrenze nach Süden, die um 4 500 v.h. etwa ihre
heutige Position erreichte. Gleichzeitig dehnte sich die Tundra aus.
Beispiel für boreale Wälder
Leichtes Anwachsen der Biomasse im letzten
Jahrzehnt und vermutetes
Vordringen der borealen Wälder
Aktuelle Veränderungen der arktischen Tundra
Veränderungen der Ökosysteme zwischen arktischer Tundra und borealer
Klimazone - Übersetzung der Bildbeschriftung s. Skizze unten
Veränderungen der Ökosysteme zwischen arktischer Tundra und borealer
Klimazone Forstwirtschaft und Überlebensgrundlage im arktischen Gürtel.
In der arktischen Tundra ist die Produktivität der Vegetation bereits in den letzten
Jahrzehnten sowohl in Nordamerika wie im nördlichen Eurasien deutlich angestiegen. Eine
wesentliche Ursache ist das starke Anwachsen und die flächenmäßige Ausdehnung der
Strauchvegetation, die z.B. im subarktischen Schweden in den letzten 20 Jahren um 200 %
zugenommen hat.[4] Dadurch hat die oberirdische Biomasse der Tundra um etwa 20 % bzw.
von ca. 357 g/m2 auf 430 g/m2 zugenommen.[5] Ein Beleg ist das durch Satelliten
beobachtete Grünerwerden von weiten Gebieten der arktischen Tundralandschaft
Ob ein Klimawandel oder ein zyklischer Prozeß die Ursache darstellt muß genauer
verifiziert werden. Vieles deutet auf zyklische Prozesse in der Sonne hin.
Der nordpolare arktische Ozean ist wohl,
der winzigste Ozean dieses Planeten !
und im Kern gerade mal so groß wie Grönland.
Auch die borealen Wälder nehmen schon seit
10.000 Jahren immer wieder phasenweise ab und zu
Auch die aufgemotzten sogenannten grün orientierten
Bildungsserver spielen leider oft nur übersteigert einseitige
Sensation und besitzen dabei oft nur deutlich reduzierten
Bildungscharakter.
Bilder von Spitzbergen, dem echten Kuchen-
Stück des geographischen Nordpols !
Einige Menschen behaupten der Nordpol
würde schmelzen wie grüne Grütze.
Die Wahrheit: es gibt überhaupt keinerlei richtig vereisten Nordpol. Es gibt nur einen extrem
winzigen geographischen Nordpol. Dieser ist eine kleine Insel, genannt „Spitzbergen“ um die
weit und breit oft gar keine schwimmenden größeren Eisberge sind.
500 km Kilometer um Spitzberger ist das Meer meist völlig frei von Eis .Allerdings kann es mit
temporären Eisschollen lokal zufrieren , die dort herumschwimmen .Nur der geographische
Südpol, die Antarktis ist vollständig vereist und darf sich Gletscherpolplatte überhaupt
an der richtigen Stelle so nennen.
Das zum Nordpol weit abgelegene Grönland ist vereist. So wie das vom Südpol abgelegene
Australien in großen Teilen des Landesinneren eine Wüste ist.
und eine kleine Insel
Der Nordpol ist nahezu frei mitten im großen weiten Meer
(alle Menschen schaut mal her, kein Mensch glaubt die beschränkten Klimalügen der Grünen mehr)
Grönland
genaue Erd-Drehachse
Franz-Josef-Land
Das Gegenstück ist der komplett vereiste Südpol
So wie am Nordpol das vereiste Grönland abgelegen liegt, so
liegt am Südpol das wüstenreiche Australien etwas abgelegen.
Die Klimamaschine Erdkugel
• Die Erdkugel ist eine riesige Klimamaschine, die
durch die Weltmeere und die Erdrotastion
angetrieben wird. Wird die eine Erdkugelseite von
der Sonne beleuchtet, so kommt es zur
Verdunstung.
• Nach Kondensation und Abkühlung kommt es
dagegen auf der anderen Globusseite auch zur
Abkühlung des Südpols. Der Wassertransport
geschieht über die Meeresströme.
Ob es zirkulierende Golfströme gibt, hängt von der Rotation der
Erdachse ab und von dazwischengelagerten weiteren Kontinenten.
Die arktische Kälte des Nordpols verändert sich täglich und dynamisch
Pos.Wolkenbildung ist oft auch am
Nordpol durch Absacken von kalten
Luftmassen zu erwarten.
Römisches Klima, mal anders zum Lachen.
numerische Wettervorhersage:
("Computervorhersage"). Vorhersage des Wetters mit Hilfe mathematischer
Gleichungen. Da die physikalischen Prozesse gesetzmaessig ablaufen, ist es
moeglich, auch fuer die Wettervorhersage Gleichungen aufzustellen. Die frueher
unloesbar erscheinende Integration dieser meteorologischen Grundgleichungen ist
heute durch Grossrechenanlagen moeglich geworden und gestattet auch
oekonomische Rechenzeiten. Die meteorologischen Prozesse und
Bewegungsvorgänge werden physikalisch durch 7 Groessen bestimmt:
Luftdruck, Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit, Windstärke, Windrichtung
(als dreidimensionaler Vektor), Feuchtigkeit und Dichte
Oberflächenzirkulation der Weltmeere
Orkan:
Windstaerke 12 nach der Beaufort-Skala. Windgeschwindigkeit von ueber 118
km/h = 32,7 m/s = 64 Knoten. Tritt in den gemaessigten Breiten relativ selten
auf (meist in den Uebergangsjahreszeiten). Orkane sind ueber dem Meer
haeufiger als ueber dem Festland. Im Suedpazifik ("Suedsee") Bezeichnung fuer
den tropischen Wirbelsturm. Der bisher staerkste Orkan soll mit 284 km/h auf
Guam (im westlichen Pazifik) beobachtet worden sein.
Ozonloch(sogenannte Polarverdünnungsschicht)
Waehrend das bodennahe Ozon durch menschliche Aktivitaeten zunimmt, nimmt das
stratosphaerische Ozon ab. Diese Abnahme wird insbesondere durch den Ozonkiller
Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW) hervorgerufen. Allerdings hat sich noch niemand
über den natürlichen Flourgehalt der Weltmeere Gedanken gemacht, der für die dort
enthaltenen Spezies lebenswichtig sind. Entdeckt wurde das Ozonloch erstmals 1985
von amerikanischen Wissenschaftlern ueber der Antarktis. Das Ozonloch ist in
Wirklichkeit kein reeles Loch in der Ozonschicht, es ist ein Gebiet mit deutlich
verringertem Ozongehalt. Es ist auch nicht ununterbrochen vorhanden, kehrt aber
regelmaessig im antarktischen Fruehjahr wieder.Tritt auch bereits zeitweise ueber der
Arktis auf. Das stratosphaerische Ozon hat aber fuer das Leben auf der Erde
grundlegende Bedeutung. Es absorbiert die kurzwellige UV-Strahlung der Sonne und
laesst sie nur in sehr geringer Dosis zur Erdoberflaeche durchdringen. Trifft diese
Strahlung auf lebende Zellen, so werden sie zerstoert (im harmloseren Fall:
Sonnenbrand). Beim Fliegen mit Drachen, Gleitschirmen und Ultraleichtflugzeugen
sowie beim Fahren mit Ballonen sind vor allem Gesicht und Haende einer erhoehten
UV-Strahlung und damit einem groesseren Hautkrebsrisiko ausgesetzt. Durch den
kuehlenden Wind wird die Sonneneinstrahlung sogar noch als angenehm empfunden
und ein Sonnenbrand oft zu spät bemerkt.
Natürlicher Flourgehalt von
Meerestieren
Die Ozonschicht ist an den Polen immer etwas dünner und
eine zeitweise lokale Abnahme erklärt sich wh. mit Phasen
unterschiedlicher Sonnenaktivität. Derzeitig zeigt sich wieder
eine dichte Ozonschicht.
Derzeit eher abnehmendes Ozonloch,
am meisten abhängig von Jahreszeit:
Ozon auf Wetterradarkarte:
Passat:
Bestaendiger, auf beiden Erdhalbkugeln das ganze Jahr hindurch auftretender Wind,
der vom Hochdruckguertel der Subtropen zum Aequator weht. Durch die Erd-
rotation und Bodenreibung wird der Wind jedoch abgelenkt, sodass er auf der
Nordhalbkugel als Nordostpassat, auf der Suedhalbkugel als Suedostpassat auftritt.
Der Wind reicht bis etwa 2 km Hoehe, darueber liegt die Passat-Inversion, an der
sich flache Cumulus-Wolken bilden. Der Passat ist ein Teil des allge-meinen
globalen Zirkulationssystems, ueber dem Meer besonders deutlich ausgepraegt.
Passat Simulation der Ausbreitung:
Passat im Vergleich zu gebremstem
Klima ohne Passat, eher nicht denkbar
Passatwirkung auch an Polen: Hoch und
Tiefdruckgebiete (Tröge) auch an den Polen,
Passatwinde und Coriolisformel :
Planetenbahn der Erde um die Sonne und
nur ein Zylinderausschnitt des Sternen-
himmels (eben des Sonnensystems)
Polarfront:
Aeltere Bezeichnung (aus der "Polarfronttheorie") fuer die Grenzflaeche
zwischen polarer Kaltluft und gemaessigter oder subtropischer Warmluft;
heute im Begriff "Frontalzone", an der sich die Tiefdruckwirbel
(Zyklonen) bilden, aufgegangen.
Polarluft:
Im Polargebiet entstehende sehr kalte Luftmasse, die mit einer noerdlichen
Luftstroemung in Mitteleuropa zu Kaelteeinbruechen fuehrt, bei
gleichzeitigem Tiefdruckeinfluss mit Schnee- oder Regenschauern und
starken Windböen verbunden.
Polareiswechsel:
• Jährlich aber auch nach anderen Erdachsenzyklen kommt es zu einer deutlichen
Temperaturverschiebung zwischen den Erdpoolen mit ganz natürlichen, wenn
auch massivem Auf und Abbau von Eisschichten und Lufttemperaturen.
Präzession der Erdachse, die Ablenkung
an der anderen Seitenachse
Das Kreiselmoment MK = Wp*L
Präzession der Erdachse, Erklärung
Die Erde hat keine exakte Kugelform, sondern infolge ihrer Rotation annähernd die Form eines
abgeplatteten Ellipsoids Der äquatoriale Halbmesser ist um rund ein Dreihundertstel oder 21,4 km
größer als die Entfernung der Pole vom Erdmittelpunkt. Der „Äquatorwulst“ (englisch equatorial
bulge), durch den das Erdellipsoid sich von einer Kugel unterscheidet, bewirkt, dass die Gezeitenkräfte
von Mond und Sonne ein Drehmoment erzeugen, das die Erdachse aufzurichten versucht und zur
Präzession der Erdachse führt (lunisolare Präzession, in der Zeichnung mit P markiert). Die Erdachse
vollführt dadurch einen Kegelumlauf um eine Achse, die rechtwinklig auf der Ekliptikebene steht. Der
(nahezu) konstante Winkel zwischen der Erdachse und der Achse des Kegels ist die Schiefe der
Ekliptik; er beträgt derzeit etwa 23,44°. Ein voller Umlauf dieser Präzessionsbewegung der Erdachse
dauert etwa 25.700 bis 25.850 Jahre. Dieser Zeitraum wird Zyklus der Präzession (auch Platonisches
Jahr) genannt und durch die Präzessionskonstante beschrieben.
Quelle: Wikipedia
M(Drehmoment)=mgr*sin(Alpha)
Präzession der Erdachse, Erklärung
Die Erde hat keine exakte Kugelform, sondern infolge ihrer Rotation annähernd die Form eines
abgeplatteten Ellipsoids Der äquatoriale Halbmesser ist um rund ein Dreihundertstel oder 21,4 km
größer als die Entfernung der Pole vom Erdmittelpunkt. Der „Äquatorwulst“ (englisch equatorial
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Jahr) genannt und durch die Präzessionskonstante beschrieben.
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Quellungen:
Typische Wolken vom Cumulus-Typ, die bei instabiler Schichtung der
Atmosphaere entstehen. Das Emporschiessen von Wolkenteilchen infolge
der aufwaertsgerichteten Luftbewegung (Thermik, Turbulenz) erzeugt das
typisch "blumenkohlartige" Aussehen der Cumulus-Wolken.
Quellwolken:
Wolken mit vorherrschender vertikaler Erstreckung, deren Maechtigkeit von
der Temperaturschichtung der Luft und der freiwerdenden
Kondensationswaerme abhaengt (labile Schichtung). Sie reichen von den
kleineren Cumulus- bis zu den an die Tropopause reichenden
Cumulonimbus-Wolken: Cumulus humilis, mediocris und congestus;
Cumulonimbus calvus und capillatus, mit "Amboss" Cumulonimbus incus.
Radiosonde:
Messgeraet der Aerologie, das an einen Ballon befestigt, beim Austieg mit einer
Steiggeschwindigkeit von 300m pro Minute bis ca. 30km Hoehe fortlaufend
Luftdruck, Temperatur und Feuchtigkeit ueber einen eingebauten
Kurzwellensender zur Bodenstation uebermittelt. Dabei entsteht ein genaues Bild
ueber den momentanen Zustand der einzelnen Luftschichten. Der Ballon traegt
ferner einen Reflektor aus Metallfolie, der die Radarstrahlen reflektiert. Aus der
dann mittels Radar gemessenen Windversetzung der Radiosonde koennen die
Richtung und die Geschwindigkeit der Höhenwinde der betreffenden Luftschicht
berechnet werden. Auch hochwertigere Typen mit Druckregulation und Ballonfessel
Auch doppelwandige Ballons
Radiometersatelliten(Seviri,Safnwc):
Seviri Sattelit
Reflexionen an der Erdoberfläche:
Regen:
Niederschlag in fluessiger Form, der dadurch entsteht, dass kleine schwebende
Wolkentroepfchen zu groesseren Troepfchen anwachsen, die von der
Luftstroemung nicht mehr getragen werden koennen, aus der Wolke fallen und den
Erdboden erreichen. Der gewoehnliche grosstropfige Regen ("Landregen") besteht
aus vielen Tropfen von mindestens 0,5 mm Durchmesser (Fallgeschwindigkeit von
mehr als 3m/s), tritt im Frontbereich auf und dauert mehrere Stunden, manchmal
auch ueber einen Tag. Nieselregen mit Troepfchen unter 0,5 mm Durchmesser und
weniger faellt meist aus Nebel oder Hochnebel (Stratus) mit einer
Fallgeschwindigkeit von weniger als 3 m/s.
Bsp Regen-Unwetter an
der ligurischen Küste
Automatische Niederschlagsmesser
verwenden meist einen „Kipplöffel“ oder
eine Kippwaage, auch Wippe genannt.
Bei beiden Systemen füllt sich jeweils
eine Schale mit Niederschlagswasser.
Bei einem bestimmten Gewicht kippt
sie nach unten und entleert sich. Aus
der Anzahl der Kippbewegungen kann
die Niederschlagsmenge berechnet
werden. Die Kippungen werden
vielfach mit einem Magneten an der
Kippeinrichtung und einem gegenüber,
fixierten Reedkontakt elektrisch erfaßt.
Regen und Schnee:
Reibungsschicht:
Die unteren 1000 m der Atmosphaere, in der sich die Rauhigkeit der Erdoberflaeche (Berge,
Waelder) auf die Luftstroemung auswirkt. REIF Kuehlt sich die Erdoberflaeche z.B. durch
naechtliche Ausstrahlung unter 0°C ab, sublimiert der Wasserdampf der Luft am Erdboden
oder an Gegenstaenden, indem sich schuppen- oder nadelfoermige weisse Eiskristalle
anlagern. relative Feuchte Verhaeltnis der in der Luft befindlichen Wasserdampfmenge zur
maximal moeglichen; abhaengig von der Temperatur. Waermere Luft kann mehr
Wasserdampf aufnehmen als kaeltere. Angabe in Prozent; normal feuchte Luft hat 50-60%.
Rossbreiten:
Windschwache Zonen des subtropischen Hochdruckguertels. Auf der
Nordhalbkugel gehoert das Azorenhoch dazu, das fuer das Wetter in Mitteleuropa
eine wichtige Rolle spielt
Rotor:
Bezeichnung fuer einen sich auf der Leeseite von Gebirgen ausbildenden ortsfesten
Luftwirbel mit horizontaler Drehachse. Die parallel zur Gebirgskette verlaufenden
Rotoren sind haeufig an ebenfalls ortsfesten Cumulus-Wolken zu erkennen, in
denen heftige Rotationsbewegungen stattfinden. Die dabei auftretende
aussergewoehnlich heftige Turbulenz stellt eine besondere Gefahrenzone fuer
Luftfahrzeuge dar.
Rendzina :unter Solareinstrahlung verwitterter
Kalkboden:
Satellitenbilder:
Satellitenauswertung:
rechnergestützte Auswertung mehrerer Satellitenmesswerte
(meist infrarot und Radarauswertung zur Wolkenbildung)
,zusätzlich Bodenwerte:
Satellitenbilder:
Andere Möglichkeiten stellen modifizierter Radar dar, auch
Stratosphären und Ionosphären-Reflexradar von der Erde
Beispiel einer verarbeiteten Satellitenaufnahme bezüglich
Windstärke, Temperatur und Regen und Gesamtniederschlag
in Deutschland
Scheinbare Sonnenbahn und tatsächliche Erdbahn:
Ca. alle 23-25 Jahre kreist die Erde mit oszillierender aber einseitig ausgerichteter Erdachse mit minimal variabler bistabil oszillierender
Achsenneigung um die Sonne. Hierdurch kommt es auch zu periodischen Wärme und Kältephasen. (Stichwort: wärmere Sommer und
kältere Winter)
See-Landwind-System:
Schnee in der nördlichen Halbkugel :
Schnee in den Alpen:
Spektrale Energieverteilung:
Spektrum des Sonnenlichtes
Samum:
Trocken-heisser, staub- oder sandbeladener Wuestenwind in Nordafrika (Algerien)
und Arabien, entsteht an der Vorderseite von Mittelmeertiefs oder durch lokale
Hitzetiefs
Schichtwolken:
Einfoermige horizontale Wolken ohne grosse Helligkeitsunterschiede und Strukturen,
die als Felder oder Schichten den Himmel völlig oder teilweise bedecken. Typische
Schichtwolken sind Stratus, Altostratus, Cirrostratus und Nimbostratus.
Scirocco:
Durch Kaltlufteinbrueche nach Nordafrika entstehen Tiefs, die nach Norden ziehen.
Sie sind umso kraeftiger, je groesser die Differenz zwischen Kaltluft und heisser
Wuestenluft ist. In ihren Warmsektoren gelangt trockene Warmluft ins Mittelmeer und
mit ihr Sand aus der Wüste. Dadurch kann zuweilen die Sicht auf See unter einen
Kilometer sinken. Ghibli, Chili oder Chamsin wird der warme trockene Wind bei den
Arabern genannt. Durch Wasserdampfaufnahme über dem Meer wird er feucht. Die
Italiener nennen ihn dann Scirocco.seemeile
die reine geographische Lage (Küstenlage) ist alleine kein
Hinweis auf Seeklima, da noch die Windrichtung in
Betracht gezogen werden muss. New York beispielsweise
liegt zwar direkt am Meer, hat aber wie der Großteil der
Ostküste der USA Kontinentalklima, da die vorherrschen-
de Windrichtung von West nach Ost geht und mithin die
gewaltige Landfläche Nordamerikas das Klima bestimmt.
Der Großteil Europas liegt hingegen unter dem Einfluss
von Seeklima. Je tiefer man ins Landesinnere geht, desto
ausgeprägter werden diese klimatischen Unterschiede;
daher auch die kalten russischen Winter
Das Seeklima
Der Begriff Seeklima oder auch Maritimes/Ozeanisches Klima bezeichnet den „Ozeanischen
Temperaturgang“, da das Wasser der Ozeane als Temperaturpuffer arbeitet. Da sich die Wassertemperatur
auf Grund der großen Wärmekapazität langsamer ändert als die Temperatur auf dem Land, wird das Land
in der Nähe der Küste im Sommer vom Meer gekühlt, dafür im Winter von ihm erwärmt
• Im Vergleich zu den USA, ist der klimatische Unterschied
ebenfalls deutlich sichtbar: New York liegt etwa auf dem
gleichen Breitengrad wie Neapel, und München liegt auf
der Höhe von Québec (Kanada). Im Schnitt sind die Winter
in den europäischen Städten deutlich wärmer, ebenso sind
extreme Wetterlagen (zum Beispiel Blizzards) selten.
• Auch die Anwesenheit größerer Seen, kann das Klima
lokal beeinflussen. Mit dem Schrumpfen des Aralsees
wurde dort ein mittlerweile 2–2,5 °C wärmerer Sommer
und ein 1–2 °C kälterer Winter gemessen.[1]Auch auf der
Bodenseeinsel Mainau lässt sich der Effekt nachweisen.
In Europa herrscht überwiegend Seeklima:
Solare Bahn der Sonne in der Milchstraße:
möglicherweise zuerst um lokoregionalen Sternenhaufen herumlaufend
und mit diesem, dann erst um die Milchstraße, auf Umlauf gehend.
Ein Tag stellt die Umdrehung der Erde im
Sonnensystem dar.
Das lange Pendel rotiert einmal angestoßen in einem
Zyklus lange herum, bevor es zum Stillstand
kommt.Statt einem Tag wie vermutet etwas kürzer
wegen Positionswechsel auf der Solarbahn (Abkürzung
durch Zusatzbeschleunigung). Somit ist die Ausweich-
bewegung des Pendels kürzer. Das bedeutet nicht
zwangsläufig Bewegung um weitere Fixsterne, aber die
Summe einer Schwerkraftbahn auch in einem größeren
System. Es soll noch zusätzlich einen 26000 jährigen
Zyklus des Sonnensystems geben. Dies muß aber erst
auf den Prüfstand.
Sonnenflecken (Modell):
Sonnenfleckenzyklus bezeichnet die Periodizität in der Häufigkeit der
Sonnenflecken. Er beschreibt einen Zeitraum von durchschnittlich 11
Jahren, welcher nach Samuel Heinrich Schwabe auch als
Schwabezyklus bezeichnet wird.
Sonnenflecken: das Gegenteil von Sonnenwind
Nasavorhersagen von
Sonnenflecken:
Sonnenkorona
Sonnenoberfläche
Sonnenmagnetfeld
Unsere Sonne wechselt ihre Magnetfeld, die Magnetfeldpolarität etwa alle 11 bis 11,5 Jahre.
Dieser Magnetfeldwechsel geschieht immer im Hochpunkt der solaren Zyklen der Sonne, es kommt dabei zu einer magnetischen
Feldreorganisierung.Derzeit findet wieder ein Wechsel statt. Aufgrund der Entfernung sind kaum Auswirkungen zu erwarten.Allerdings ist
der Zeitpunkt günstig für Beobachtungen der elektromagnetischer Kinetik im Sonnensystem
Sonnensturm und normaler
Sonnenwind im Vergleich
• Bei normalem Sonnenwind und dem Magnetfeld von Sonne und Erde wird
entlang eines gemeinsamen Magnetfeldes ein kontinuierlicher Partikelstrom
ausgelöst
• Beim Sonnensturm hingegen bei akuten Sonneneruptionen werden größere
Partikelmengen aus dr Sonne gegen das rotiernde Coriolisfdrehfeld geschleudert
Grobe Analogie : Sonnenwind und normale Nordlichter Grobe Analogie : Sonnensturm mit Eruptionsimpulsen
Solarzyklen mit veränderter
Sonnenaktivität.
Sonnenfinsternis
Sonnenfinsternis: Entstehung
Eine Sonnenfinsternis entsteht wenn der Mond
partiell,total oder als ringförmiges Dunkelfeld
vor die Erde schiebt.
Stabilisierung der Luftschichten:
Stau:
Ansammlung von Luftmassen an einem orografischen Hindernis (Berg, Gebirge),
an dem die Luft zum Aufsteigen gezwungen wird, wobei es zu Wolkenbildung und
Niederschlag kommt. Bei geeigneter Wetterlage fallen auf der Anstroemseite der
Gebirge, der Stauseite, oftmals meherer Tage lang anhaltende, ergiebige
Stauniederschlaege. Die hoechsten gemessenen Niederschlagsmengen sind meist
staubedingt, so z.B. auf Hawaii, in Tscherrapundschi (am Suedhang des
Himalaya), am Kamerunberg, u.a. In Europa treten typische Stauniederschlaege im
Alpenbereich auf, ferner am deutschen Mittelgebirge oder in Norwegen
(regenreiche Westkueste, regenarmes Suednorwegen).
Strahlungsnebel:
Bildet sich in klaren, windstillen oder windschwachen Naechten, wenn sich der
Boden und die darueberliegende flache Luftschicht durch ungehinderte
Waermeausstrahlung gegen den wolkenlosen Himmel unter den Taupunkt
abkuehlt. Beginnt demnach als flacher Bodennebel, der mit zunehmender
naechtlicher Ausstrahlung nach oben waechst, wobei dann die oberste Schicht des
Nebels die Ausstrahlung uebernimmt. Selten ueber 200m vertikal maechtig. Im
Gegensatz dazu entsteht an der Obergrenze einer Dunstschicht der
Strahlungshochnebel, der sich mit zunehmender Abkuehlung bis zum Boden
senken kann. Die Dunstschicht uebernimmt hier anstelle der Erdoberflaeche die
Ausstrahlungsflaeche.
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Klimalexikon, Teil 2. Klimalexikon zur Entstehung des Wetters. Klimazonen und Nordpol. Meeresströmung und Tiefentemperatur.Entropisches Klimamodell.Klimakonvektionsmodell.

  • 1.
  • 2. Klimasturz, abhängig von Höhenlagen bereits am Skilift bei Superwetter.
  • 3.
  • 4. Kohlenstoffkreislauf: Kohlenstoff wird von Menschen und Tieren verbraucht, CO2 wird von Pflanzen wieder aufgenommen aber auch durch Calciumhydropgencarbonat gebunden und in den Boden und das Meer zurückgeführt. Indem Pflanzen Ihre Grundstruktur aufbauen und alleine mit Hilfe des Sonnenlichts chem.Verbindungen in begrenztem Umfang aufbauen können wird O2 als Abfallstoff frei, den der Mensch aber als Energiequelle dringend benötigt..Tiere und auch Pflanzen geben bei zusätzlichem Energieverbrauch durch O2 Rückatmung das C02 wieder ab.
  • 5. Der CO2-Zyklus durch Photosynthese: CO2+H20 O2+Kohlenhydrate
  • 6. Kohlenstoff/Anorganische Kohlenstoffproduktion: • Aus natürlichen Kohlenstoffquellen oder Methangasquellen, elementare Kohle • Abiogene Verwertung von Lebewesen am Meeresgrund die überwiegend von Methangas lebten, • anorganische Verbindungen die aus Methangas gebildet wurden.
  • 7. Kohlenstoff/Abiogene CO2 Produktion • Metalloxide und reiner Kohlenstoff verbrennen in Vulkanen zu CO2 • Einige Edelmetalloxide verbrennen bereits bei niedriger Temperatur mit Kohlenstoff zu CO2. • Carbid (Ca C2) und Wasser bilden Ethin + CO2
  • 8. Abiogene O2-Produktion 1) Durch harte UV-Strahlung kann unter hoher Energiezufuhr aus CO2 atmosphärisch wieder O2 und Kohlenstoff getrennt entstehen. 2) Oder bei niedrigerer Anfangs – Energiezufuhr bei einem geeigneten künstlichen Katalysator plus UV-Licht vergleichbar der Photosynthese. (und sogar ohne Elektrolyse). O2 kann wh. auch am Erdboden durch Katalyseprozessen aus CO2 mit und ohne Wasser entstehen. 3) Aus Metalloxiden und deren Verbindungen kann O2 direkt abgespalten werden. (Ursprungsquelle) 4) O2-Gewinnung aus Nitraten und Peroxiden durch Erhitzen (direkte Gewinnung) etc.
  • 9. Abiogene Wasserproduktion • Metalloxide plus Wasserstoff oder plus Säuren-> Salze und Wasser • Oder direkte Wasserproduktion aus Sauerstoff und 2x Wasserstoff plus Katalysator wie in Brennstoffzelle
  • 10. Organischer CO2 und O2 Austausch: Durch Photosynthese = O2 Gewinnung und O2 Verbrauch mit zusätzlichem Aufbau chemischer Substanzen bei Energieverbrauch und erneutem CO2 Ausstoß. Photosynthese stark vereinfacht: 6xC02- + 12H20 -> Glucose(C6H12O6) + 6xO2 Alkoholverbrennung: C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O z.B. C02 und Wasser- Gewinnung bei alko- holischer Verbrennung Genauer wäre die genaue Umkehr der Zuckerverwertung in 6CO2 und12 H2O Die pflanzliche O2 Produktion läßt sich anhand der Biomasse genau berechnen, und liegt weit über dem CO2-Verbrauch. Die Photosyntese ist der größte Verwerter von CO2 und auch der größte 02 Produzent.
  • 11. Klimakonferenz Nach dem auf der COP 21 2015 in Paris beschlossenen Klimaabkommen haben sich alle Unterzeichner verpflichtet, die globale Erwärmung auf unter zwei Grad Celsius zu begrenzen. Es fehlen jedoch konkrete Regelungen zur Umsetzung. Die COP 23 hat die Aufgabe, diese als „Regelwerk“ mit Textvorschlägen zu erarbeiten. Nach Angaben des deutschen Bundesumweltministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit sind dabei „wegweisende Beschlüsse in diesem Jahr nicht zu erwarten“. Das hier erarbeitete Regelwerk soll auf der nächsten Klimakonferenz COP 24 im Herbst 2018 in Katowice (Polen) verabschiedet werden. Dabei sollen ab 2020 alle Staaten weltweit aktiv zum Klimaschutz beitragen, bis dahin vor allem die Industriestaaten.Was CO2 eigentlich ist, wie es wirkt, oder ob es um Energieeffizienz geht, wird hier allerdings nicht eindeutig geklärt.Auch werden reale Klimamechanismen eher ausgespaart,auch wie bei natürlichen Klimaschwankungen reagiert werden soll, oder sich Menschen vor Klimakatastrophen besser schützen können. Wie z.B. bei jährlichen Überschwemmungen, Zivilschutz und organisierter Katastrophenschutz oder Heizkosten reagiert werden soll.
  • 12. Kondensation: Verdichtung des (unsichtbaren) Wasserdampfs zu Wassertroepfchen, die eine Wolke oder Nebel bilden bei Vorhandensein von Kondensationskernen. Ursache: Abkuehlung der Luft bis zum Taupunkt, d.h. bis zur vollstaendigen Saettigung der Luft mit Wasserdampf (100% Luftfeuchtigkeit). Kondensationskerne: Bei grober Betrachtungsweise setzt die Bildung von Wassertroepfchen, also Kondensation, bei einer relativen Feuchtigkeit von 100% ein (Saettigung der Luft mit Wasserdampf). In Wirklichkeit sind diese Vorgänge jedoch wesentlich komplizierter. In absolut sauberer Luft kondensiert im Labor Wasserdampf erst bei einer relativen Feuchte von 800%! Derart hohe Uebersaettigungnen kommen in der Atmosphaere natuerlich nicht vor. Die Messwerte liegen bei 100% oder nur wenigen Prozenten darueber. Tatsaechlich befinden sich in der Luft zahlreiche feste, fluessige und gasfoermige Luftbeimengungen, wie aufgewirbelter Staub (auch von Vulkanausbruechen), oder Salzteilchen. Sie gelangen durch Wind und Wellen aus der Meeresoberflaeche in die Luft. Viele Partikel stammen aus Industrie, Kraftwerken und Hausbrand. Diese kleinen Partikel werden als Aerosolteilchen bezeichnet; ein Teil von ihnen fungiert durch ihre hygroskopischen Eigenschaften (Faehigkeit zur Wasseranlagerung) als Kondensationskerne. "Reine" Luft enthaelt etwa 1000 Kerne pro Kubikzentimeter, verschmutzte Luft in Grossstaedten oft das 100fache oder mehr.
  • 13. Kondensationswärme: • Bei der Kondensation wird Wärme freigesetzt
  • 14. Konversion: Verdunstung • Bei der Verdunstung kommt es zur Abkühlung , z.B. der noch warmen Herdplatte
  • 15. Konvektion: Vertikale Luftbewegung, speziell das Aufsteigen von am Boden durch Sonneneinstrahlung erwaermter Luft. Die von der Erde ausgehende langwellige Waermestrahlung ist nicht die einzige Form der Energieuebertragung von der Erde zur Atmosphaere. So wird die unmittelbar ueber dem Boden liegende, nur wenige Zentimeter dicke Luftschicht auch durch sogenannte molekulare Waermeleitung erwaermt. Wo diese Aufheizung besonders stark ist, wird die Luft leichter als ihre Umgebung und steigt auf. Dafür sinken rundherum kaeltere Luftpakete ab, werden ebenfalls erwaermt und gelangen wieder in die Hoehe. Dieser Vorgang nennt man thermische Konvektion. In Bodennaehe ist sie als Hitzeflimmern sichtbar. Bei starker Sonnenstrahlung bilden sich regelrechte Thermikschlaeuche, in denen sich Voegel wie auch Segelflieger kreisend in die Hoehe schrauben. Durch Konvektion entstehen auch Quellwolken wie Cumulus und Cumulonimbus.
  • 16. Konvergenz: Zusammenfliessen von Luftstroemungen; dabei fliesst in einem Gebiet in der Zeiteinheit mehr Luft zu- als ab. Am Boden sind Tiefdruckgebiete gewoehnlich Konvergenzgebiete; da eine Konvergenz mit aufsteigender Luftbewegung verbunden ist, kommt es hier zu Wolken- und Niederschlagsbildung. Im Bereich der sog. "Innertropischen Konvergenz" hingegen treffen die Passatstroemungen der beiden Erdhalbkugeln aufeinander und es kommt zur Aufwaertsbewegung der Luft und Wolkenbildung. Gegensatz: Divergenz = Auseinanderfliessen von Luftstroemungen.
  • 19. Kurzfristvorhersage Unter "Kurzfristvorhersage" versteht man in der Synoptik Wetterprognosen von 12 bis 72 Stunden, "sehr kurzfristige Vorhersagen"decken den Zeitraum von 0 bis 12 Stunden ab; Vorhersagen fuer die naechsten 2-6 Stunden bezeichnet man als "Nowcasting". Allerdings hat sich eine einheitliche Regelung in diesem Vorhersagebereich noch nicht durchgesetzt. Diese kurzfristigen Prognosen basieren einerseits auf den numerischen Vorhersagekarten vom letzten Berechnungstermin und andererseits auf der Abschaetzung der Weiterentwicklung des Wetters in den naechsten Stunden ausgehend vom augenblicklichen Wetterzustand. Dabei kommt neben der persoenlichen Erfahrung des Meteorologen der kontinuierlichen Erfassung des Wetterzustandes durch Wetterradar- und Satellitendaten sowie durch Blitzsensoren und Windprofiler eine wesentliche Bedeutung zu. Setzt man voraus, dass sich manche meteorologischen Groessen zumindest fuer die naechsten 2 Stunden konservativ verhalten, also im wesentlichen ihre Eigenschaften nicht veraendern, kann man auch nach objektivierten Methoden "vorhergesagte" Satelliten- und Radarbilder erzeugen. Auch aus den numerischen Vorhersagedaten lassen sich nach diesen Ueberlegungen mittels Trajektorien genauere Angaben fuer den "Nowcasting"-Zeitraum machen. Andererseits lassen sich auf physikalisch- statistischem Weg numerische Vorhersagen wesentlich verfeinern und auf die jeweilige oertliche Topographie abstimmen, zB Unterscheidung zwischen Luv und Lee auch im lokalen Bereich
  • 20. Labilität: Eine labileLuftschichtung der (bodennahen) Luft entsteht durch Heranstroemen (Advektion) kalter Luft ueber waermerem Boden. Die Luft wird dabei von unten her erwaermt und dadurch labil geschichtet, was zu einem lebhaften, turbulenten Austausch mit hoeheren Luftschichten und in der Folge zu Schauer- und Gewitterbildung fuehrt. Umgekehrt kann eine Abkuehlung in der Hoehe zu aehnlichen Effekten fuehren. Siehe Luftschichtung, Temperaturgradient Laminar: Eine laminare Stoemung ist eine glatte, von Schwankungen (Turbulenzen) freie Stroemung bei meist schwachem Wind. Gegensatz: turbulent.
  • 21.
  • 23.
  • 25. latente Wärme: Fuer die Verdunstung von Wasser (desgleichen fuer das Schmelzen von Eis) ist relativ viel Energie notwendig, ohne dass sich die Temperatur dabei erhoeht. Die zugefuehrte Waermeenergie verschwindet anscheinend. Luft, die Wasserdampf enthaelt, besitzt aus diesem Grund auch immer eine grosse Energiemenge, die sich aber nicht in der Temperatur auswirkt und deshalb latent (verborgen) genannt wird. Der Strom latenter Waerme ist somit eine Form des Transports von Waermeenergie, der in der Atmosphaere durch die vertikale Befoerderung (Konvektion) von Wasserdampf bewirkt wird. Diese Waermeenergie wird bei der Kondensation wieder frei. Der latente Waermestrom ist ein wesentlicher Antriebsmotor für die "Wettermaschine".
  • 27. Genauer Beleuchtungsstärkekurvenverlauf über Tagesverlauf zwecks Sonnenbrandschutz Leider in keiner Mini Wetterstationen bis 100 € vorhanden..Dafür gute Werbe- Klone. Nur gelegentlich noch einige mit echten Sonnensmilies. Einige sind ziemlich gescheit konstruiert.Was interessiert der Mond, wenn die Belichtungs- messungskurve der Tages- Sonne und genauerer Luftdruch,etc …fehlen. Hier schon etwas viel besser anmutend: Interessant wäre eher der relativistische Verlauf, bei längerer Meßdauer, da Abweichungen zu echten Luxmeter- Messungen bei Apps bei einfachsten Sachen, schon oft extrem abweichen.(bisher noch keine Langzeitmeesung z.B an altem ausrangiertem Handy, über z.B. 6 Stunden. )
  • 28. Lichtintensitätskurve über Tagesverlauf und Jahreszeiten UV-Index über Tagesverlauf UV-Einstrahlung über Jahreszeiten
  • 30. Luft: Das die Erde umgebende Gasgemisch, bestehend aus (Volumsprozente fuer trockene Luft) ca. 21% Sauerstoff, 78% Stickstoff, 0,9% Argon (Edelgas), 0,03% Kohlendioxid, sowie (fuer feuchte Luft) im Mittel 2,6 Vol.-% Wasserdampf. Zahlreiche weitere Gase nur in Spuren, zB Ozon. Der Druck, den die Luft infolge der Schwerkraft auf eine Flaeche ausuebt. Der Druck ist in der Physik als Kraft pro Flaeche definiert. Eine gedachte vertikale Luftsaeule also, die vom Erdboden bis an den Rand der Atmosphaere reicht, uebt auf eine Einheitsflaeche im Durchschnitt das Gewicht (die "Gewichtskraft") von 1013,2 Hectopascal (hPa) aus.
  • 31. Luftdruck: Mit Hilfe eines Barometers misst man die Veränderung des Luftdrucks. Der Luftdruck wird in der Einheit Pascal (abgekürzt mit "Pa")angegeben. Der Name kommt von Blaise Pascal (1623 – 1662), einem fränzösischem Physiker. Wie weit die Dose zusammengedrückt wird, ist ein Maß für die Veränderung des Luftdruck.
  • 32. Luftfeuchtigkeit: Funktionsweise: Das Wetterhäuschen ist die traditionelle Form eines Hygrometers, bei dem, abhängig von der Luftfeuchtigkeit, jeweils eine von zwei Figuren aus dem Haus herausschaut, während die andere darin verschwindet. Meist steht hier die Frau („Sonnenfrau“) für gutes, der Mann („Regenmann“, oft auch mit Regenschirm dargestellt) für schlechtes Wetter. Hierzu werden die Figuren auf einer drehbaren Scheibe angebracht, die durch eine Feder in eine Richtung gezogen wird. Für die Gegenkraft und eigentliche Auslenkung sorgt ein Stück Tierdarm[1] oder ein Strang Haare (meist Pferdehaar), die stark auf die Feuchtigkeit reagieren. Damit ein Wetterhäuschen richtig funktioniert, muss es im Freien angebracht werden.
  • 33. Luftfeuchtigkeit: Wasserdampfgehalt der Luft, angegeben als Dampfdruck (in Hectopascal), als relative Feuchtigkeit (in Prozent), absolute Feuchtigkeit (in Gramm Wasserdampf pro Kubikmeter Luft), als Mischungsverhaeltnis (in Gramm Wasserdampf pro Kilogramm trockener Luft), spezifische Feuchtigkeit (in Gramm Wasserdampf pro Kilogramm feuchter Luft), als Taupunkt bzw. Taupunktsdifferenz (in Grad Celsius). Die Luft kann bei einer bestimmten Temperatur nur eine bestimmte Menge Wasserdampf aufnehmen ("Saettigung"); je hoeher die Temperatur der Luft, umso mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100% ist die Luft mit Wasserdampf gesaettigt; ueberschuessiger Wasserdampf kondensiert zu Tröpfchen. Absolut trockene Luft (0%) kommt selbst ueber Wuesten mit sehr tiefer Temperatur nicht vor. Im Wetterdienst wird hauptsaechlich der Taupunkt bzw. die Taupunktsdifferenz als Mass fuer die Luftfeuchtigkeit verwendet. Je höher die Temperatur desto mehr Luftfeuchtigkeit kann aufgenommen werden
  • 34. Luftloch: Irrtuemliche Bezeichnung fuer Fallboeen, die ploetzlich kurzzeitige Hoehenverluste eines Flugzeuges um mehrere Meter verursachen koennen. Luftmasse: Eine grossraeumige Luftmenge mit einheitlichen Eigenschaften, die sie erwirbt, wenn sie laengere Zeit ueber einem Gebiet der Erdoberflaeche lagert (z.B. ueber der Arktis). Typisch fuer eine Luftmasse ist ihre Einheitlichkeit bezueglich Temperatur, Luftschichtung, Feuchtigkeit und Beimengungen. Die allgemeine Zirkulation der Atmosphaere setzt dann die Luftmassen in Bewegung, wobei sie ihre urspruenglichen Eigenschaften weitgehend beibehalten, erst nach laengerem Weg tritt eine "Luftmassentransformation" bzw. Luftmassenalterung" ein. Das Wetter in Mitteleuropa wird allgemein von arktischen, gemaessigten und subtropischen Luftmassen bestimmt, wobei sie je nach ihrem Weg noch in maritim und kontinental unterteilt werden. So unterscheidet sich z.B. im Winter eine kontinentale arktische Luftmasse (extrem kalt und trocken, gute Sicht) wesentlich von einer maritimen subtropischen im Sommer (warm, sehr feucht, schlechte Sicht). "Stossen" unterschiedliche Luftmassen zusammen, bildet sich eine sog. Frontalzone, an der Tiefdruckgebiete und Fronten entstehen.
  • 35. Luftschichtung: Fuer das Wettergeschehen ist die Schichtung der Luft von erheblicher Bedeutung. Massgebend dabei ist immer die in den einzelnen Luftschichten herrschende Temperaturabnahme mit der Hoehe. In einer stabilen Luftschicht herrscht eine Temperaturabnahme von weniger als 1°C pro 100m. In einer labilen Luftschicht nimmt dagegen die Temperatur um mehr als 1°C pro 100m ab. Und in einer als indifferent bezeichneten Luftschicht betraegt die Temperaturaenderung genau 1°C pro 100m. Entscheidend ist ferner, ob die Temperaturabnahme mit der Hoehe im wolkenfreien Raum oder in Wolkenluft erfolgt. Wird durch Sonneneinstrahlung die Bodenluftschicht stark erwaermt, werden warme Luftteilchen - weil spezifisch leichter geworden - nach oben steigen. Sie werden aber nur so lange ihren Aufstieg fortsetzen bis sie - inzwischen selbst (adiabatisch) abgekuehlt - in eine Umgebung gelangen, die der eigenen Temperatur entspricht. Sie sinken wieder ab, wenn sie bereits kuehler als ihre Umgebung geworden sind. Je nach dem Ausmass der Stabilitaet kommt es hierbei zu leichter oder ueberhaupt keiner Ausbildung von Wolken. Gelangt jedoch aufsteigende warme Luft in eine Schicht, die wesentlich kaelter ist (wenn also der vertikale Temperaturgradient groesser als 1 Grad ist), steigt die warme Luft unentwegt weiter aufwaerts. Bei einer solchen labilen Luftschichtung kommt es recht bald zur Ausbildung von Wolken und je nach Ausmass der Labilitaet (Instabilitaet) zu meist schauerartigen Niederschlaegen und Gewittern. Siehe auch Temperaturgradient.
  • 36. Luftspiegelungen: • Durch aufsteigende und verdünnte Luft kommt es zur Veränderung des Brechungsindex, so daß auch entfernte Objekte verschoben in die Nähe projeziert werden können
  • 37. Lufttemperatur: Temperatur, die ein von Luft umstroemtes, gegen Strahlung geschuetztes Thermometer (in der "Wetterhuette" ) in 2 m Hoehe (ueber Rasen) anzeigt. Die Luft wird im wesentlichen durch die Waermeabgabe der Erdoberflaeche erwaermt. Die Temperatur der Luft soll unter Ausschaltung jeglicher Strahlungseinfluesse gemessen werden ("Schattentemperatur"). Ein der Sonne ungeschuetzt ausgesetztes Thermometer misst nicht die Temperatur der Luft, sondern die Temperatur des von der Sonne aufgeheizten Thermometers. Die mittlere Lufttemperatur an der Erdoberflaeche betraegt etwa +15°C. In der Antarktis wurden bereits Temperaturen von -88°C registriert. Maximale Werte bis zu +55°C wurden gemessen in Arabien, in der Sahara, in Arizona und in Zentralasien. Mit der Hoehe nimmt die Lufttemperatur i.a. um rund 0,6°/100m ab.
  • 38. Lufttemperatur: Temperatur, die ein von Luft umstroemtes, gegen Strahlung geschuetztes Thermometer (in der "Wetterhuette" ) in 2 m Hoehe (ueber Rasen) anzeigt. Die Luft wird im wesentlichen durch die Waermeabgabe der Erdoberflaeche erwaermt. Die Temperatur der Luft soll unter Ausschaltung jeglicher Strahlungseinfluesse gemessen werden ("Schattentemperatur"). Ein der Sonne ungeschuetzt ausgesetztes Thermometer misst nicht die Temperatur der Luft, sondern die Temperatur des von der Sonne aufgeheizten Thermometers. Die mittlere Lufttemperatur an der Erdoberflaeche betraegt etwa +15°C. In der Antarktis wurden bereits Temperaturen von -88°C registriert. Maximale Werte bis zu +55°C wurden gemessen in Arabien, in der Sahara, in Arizona und in Zentralasien. Mit der Hoehe nimmt die Lufttemperatur i.a. um rund 0,6°/100m Luv: Bezeichnung fuer die dem Wind zugewandte Seite eines Gebirges, die allgemein reichliche Wolkenbildung und Niederschlaege aufweist. Gegensatz: Wolkenarmut auf der im "Lee" liegenden Gebirgsseite. maskierte Kaltfront: Eine Kaltfront, hinter der in Bodennaehe Erwaermung eintritt, weil vorher eine Bodeninversion mit meist Minustemperaturen, verursacht durch Ausstrahlung, vorhanden war. In der Hoehe ist aber diese Kaltfront mit Temperaturrueckgang verbunden. Meist mit gefrierendem Regen und Glatteis verbunden!
  • 39. Magnetfeld der Erde: Verantwortlich für die Ablenkung der Kosmischen Strahlung in der Ionosphäre Durch Sonneneruptionen können auch temporäre Löcher entstehen, die sich aber rasch wieder schließen.. Das Magnetfeld der Erde ist mehr radiär als polar. Die Kompassnadel ist ein einfacher aber wirksamer Differenzmesser.
  • 40. Magnetometer: Ein Magnetometer mißt Feldstärken anhand eine Einfachspule mit zusätzlich verdichteter gegenläufiger Doppelspule mit Resonanz- frequenz, die sich je nach gerichteter Feldstärke ändert.
  • 41. 41 Das Aussenfeld der Erde besteht aus: • der Magnetosphäre • dem Van Allen Gürtel • der Ionosphäre Magnetfeldeinteilung des Erdmagnetfeldes
  • 42. 42 Das Aussenfeld >>> Magnetosphäre  Der „Sonnenwind“ besteht aus elektrisch geladenen Teilchen (Elektronen, Protonen).  Geschwindigkeit relativ zur Erde ≈ 400 km/s.  Bei dieser Ultraschallgeschwindigkeit (ultrasonic velocity) bildet sich eine Schock-Welle auf der sonnennahen Seite der Erde (= Magnetopause)  Die Teilchen des Sonnenwindes (wie elektrischer Strom) verursachen Magnetfelder  Das Erdmagnetfeld wird auf der Tages-Seite verstärkt und auf der Nacht-Seite abgeschwächt  Die Feldlinien bilden eine „tränenartige“ Form, die sich bis zu 50‘000 km erstreckt (ca. 8 Erdradien) Magnetosphäre
  • 44. 44 Das Aussenfeld >>> Van Allen Gürtel (Höhe: 2‘000 – 20‘000 km)  Ionen des Sonnenwinds (sowie aus der Ionosphäre) werden im Erdmagnetfeld gefangen.  Die Ionen werden gezwungen, entlang magnetischer Feldlinien schraubenartig von Pol zu Pol zu wandern.  Es bilden sich „Gürtel“ mit intensiver Strahlung: Van Allen Gürtel  innerer Gürtel: r = 1.3 – 1.7 R (2‘000 – 5‘000 km Höhe)  äusserer Gürtel: r = 3.2 – 4.2 R (13‘000 – 20‘000 km)  Die magnetischen Effekte auf der Erdoberfläche sind aufgrund der grossen Entfernung gering. (Magnetic effect small at earth‘s surface) Magnetfeld des Van Allen Gürtel
  • 45. 45 Dipolachse Innerer Van Allen Gürtel Äusserer Van Allen Gürtel Magnetischer Äquator Distanz (Erdradien) Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld Van Allen Gürtel
  • 46. 46 geomagnetische Achse Aurora Borealis Gürtel Aurora Australis Gürtel magnetischer Äquator Dipol- Feldlinien Die Bewegung der eingefangenen geladenen Partikel im erdmagnetischen Feld Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
  • 48. 48 Beweis durch Argus-Experiment (1958): Drei kleine Atombomben wurden hoch über der Atmosphäre im Südatlantik gezündet. Die Teilchen folgten den Feldlinien bis r = 2R (6‘400 km Höhe) und kehrten im gleichen Breitengrad auf der Nordhemisphäre zurück - Aurora. Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld Das Aussenfeld >>> Van Allen Gürtel (Höhe: 2‘000 – 20‘000 km)
  • 49. 49 Das Aussenfeld >>> Ionosphäre (Höhe: 80 – 500 km)  Die Ultra-violett (UV)-Strahlung der Sonne ionisiert die Moleküle der oberen Atmosphäre.  Ionisierte Schichten (layers) bilden sich in Höhen von 50 – 1‘500 km: (D), E, F1, F2, (G) = 5 Schichten.  Die dichtesten Schichten sind in Höhen 80 – 300 km: (D), E, F1, F2.  Funkamateure reflektieren Radiowellen von der E- und F-Schichten nur langwellige Wellen, die kurzwelligen entweichen ins All.  Die ionisierten Moleküle setzen Elektronen frei, die sich den Feldlinien entlang bewegen.  Die sich bewegenden Elektronen bilden Stromkreise, die Magnet- felder erzeugen - spürbares Aussenfeld an der Erdoberfläche. Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
  • 50. 50 Sonnen- strahlung F2 Schicht F1 Schicht F Schicht E Schicht Tag Nacht Nordpol Erd- rotation Änderung der Ionosphäre während eines Tages Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
  • 51. 51 Tägliche Variation des Erdmagnetfeldes • Infolge der Erddrehung schwanken die Magnetfelder der Ionosphäre während des Tages >>> SQ (= solar quiet variation) • Sonnenflecken lösen immense Strahlung (+ Sonnenwind) aus >>> Verstärkung des Erdmagnetfeldes >>> SD (= solar disturbed variation) • SD kann „magnetische Stürme“ mit Intensitäten von 100 – 1000 nT entsprechen. • Die tägliche Variation und magnetische Stürme sind breiten-abhängig (stärker am Pol). • Während magnetischen Stürmen muss die magnetische Prospektion eingestellt werden, und die Ausbreitung der Radiowellen („Kurzwelle“) wird gestört. Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
  • 52. 52 Tägliche Variation des Erdmagnetfeldes – Solar quiet variation SQ Nord- Komponente (X) Ost- Komponente (Y) vertikale Komponente (Z) Mittagszeit Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
  • 53. 53 Tägliche Variation des Erdmagnetfeldes: Beispiel eines magnetischen Sturms (13. Mai, 2005). Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
  • 54. 54 Beispiel eines magnetischen Sturms (13. Mai, 2005). Magnetfeld: Das Erdmagnetfeld
  • 55. 55 Beispiel eines magnetischen Sturms (13. Mai, 2005). Das Erdmagnetfeld Magnetfeld der Erde und deren Beobachtungs- zeiträume
  • 56. 56 Innenfeld: Ursprung im Erdinnern >99% des gesamten Erdfelds.  Dipolfeld: 94% des Erdmagnetfelds  Nichtdipolfeld: 5% des Erdmagnetfelds Magnetfeld der Erde W = R mo r R æ è ç ö ø ÷ m=0 n å n=1 ∞ å n Gn m cos mq ( ) + Hn m sin mq ( ) é ë ù ûPn m cosf ( ) + R mo R r æ è ç ö ø ÷ m=0 n å n=1 ∞ å n+1 gn m cos mq ( ) + hn m sin mq ( ) é ë ù ûPn m cosf ( ) R R f f f f q q
  • 57. 57 • Die Analyse von Gauss (1839) stellt das Innenfeld als eine Überlagerung von Multipol-Feldern dar: Dipol, Quadrupol, Oktupol, = g1 0 Pole, = g2 0 Pole, = g3 0 Pole, … gn 0 n = 1 n = 2 n = 3 … n • Diese Felder sind rotationssymmetrisch um eine Achse. Innenfeld Magnetfeld der Erde
  • 58. 58 a) Dipol b) Quadrupol c) Oktupol das Dipolfeld ≈ 94 % des Totalfeldes an der Erdoberfläche das Nichtdipol-Feld (NDF) (zusammen mit Komponenten höherer Ordnung) ≈ 5 % des Totalfeldes Magnetfeld der Erde
  • 59. 59 Magnetfeld der Erde Achse der Rotations- symmetrie zonale harmonische Komponente a) Dipol b) Quadrupol c) Oktupol
  • 60. 60 g1 0 beschreibt die stärkste Feldkomponente und das Dipolfeld welches entlang der Erdrotationsachse zentrierst ist. Radiale und tangentiale Komponenten des Erdmagnetfelds B: Br = - ¶W ¶r = mo 4p 2mcos q r3 Bq = - 1 r ¶W ¶q = mo 4p msinq r3 Dipol axis r m q Innenfeld: das Dipolfeld. Magnetfeld der Erde
  • 61. 61 • Totalfeld – Dipolfeld = Nichtdipolfeld (NDF) • Das NDF sieht aus wie ein System von wirbelförmigen Anomalien. • Um jeden Breitenkreis findet man etwa 1-2 positive und 1-2 negative Anomalien. • Die Anomalien sind stark; lokale Werte bis zu 20‘000 nT. • Das NDF ändert langsam mit der Zeit >>> Säkularvariation • Das NDF besteht aus: - einem stationären Anteil und - einem sich bewegenden Anteil. Magnetfeld der Erde: Feldtheorie
  • 63. 63 • Säkularvariation: Beispiel Paris und London Magnetfeld der Erde und Säkulariation
  • 64. 64 Die geomagnetischen Feldelemente Das Feld kann mit kartesischen Koordinaten beschrieben werden: X (Nord), Y (Ost), Z (vertikal unten) oder mit Kugelkoordinaten D (Deklination), I (Inklination), T (Totalintensität). Vertikal Nord Ost H X T Z Y D I tan I = Z X2 +Y2 tan D = Y X Magnetfeldformeln: Das Erdmagnetfeld T = X2 + Y2 + Z2 ( ) http://www.geophysik.uni-muenchen.de/observatory/geomagnetism/yearly-magnetograms/
  • 65. 65 Die Deklination des Feldes • Eine freischwingende Kompass-Nadel zeigt nicht genau in Richtung des geographischen Nordpols. • Der Winkel zwischen geographisch und magnetisch Nord heisst Deklination D. • Der magnetische Nordpol liegt im Norden Kanadas - Geomagnetische Pole (2001): 81.0 N 110.0 W 64.6 S 138.3 E geographisch Nord magnetisch Nord D Magnetfelddeklination: Das Erdmagnetfeld
  • 66. 66 Die Deklination des Feldes (2000) Magnetfeldzonen:Das Erdmagnetfeld www.ngdc.noaa.org Dip pole
  • 67. 67 An der Erdoberfläche ist die Feldrichtung durch den Winkel I zum Horizont bestimmt; I ist die Inklination: tanI = Br Bq = 2cot q Dipol- achse l q I Dipol- Feldlinie Äquator I wird als positiv nach unten definiert (Nordhemisphäre der Erde) Magnetics:Das Erdmagnetfeld Für ein reines Dipolfeld Der Tangens I beschreibt das Verhältnis der horizontalen zu den vertikalen Feldlinien
  • 68. Magnetfeldinduktor im Fadenkreuz: Ursprungsmodell: Erdinduktor (magnetisches Inclinetometer n.Gauß) http://www.biosensor-physik.de/biosensor/erdmagnetfeld.htm
  • 69. 69 Magnetic Fields of Earth www.ngdc.noaa.org Inklination (2000)
  • 70. Magnetfeldgenauigkeit: Noch genauere Untersuchungen des Erdmagnetfeldes Seit 2015 untersuchen die vier Satelliten der Magnetospheric Multiscale Mission (MMS) die komplexen Prozesse zwischen Sonnenwind und Erdmagnetfeld im Detail.Satelliten, Möglicherweise, viel weiter als der Mond (> 384.400 km )
  • 71. 71 Die Einheit des Magnetfeldes ist: [B] = Ns Cm = N Am = Tesla (T) Ein Feld mit 1 Tesla ist sehr stark (z.B. Elektromagnet). Als praktischere Einheit wird das nanotesla (nT) verwendet: 10-9 Tesla = 1 nanoTesla = 1 nT [= 1 gamma] Magnetfeldstärke des Erdmagnetfeldes Also used is the H field In a vacuum B=0 H Inside magnetic materials is more complicated!
  • 72. 72 • Wenn nur der Dipolanteil des Innenfeldes betrachtet wird: rotationssymmetrisch um Achse 1) Achse des Dipols ist um ca. 11.5° geneigt gegenüber der Erdrotationsachse. 2) Modellierte Magnetfeld 81.0°N, 110.8°W 64.7°S, 138.3°E • Dipolintensität: am Äquator: ≈ 30‘000 nT am Pol: ≈ 60‘000 nT in Zürich: ≈ 46‘000 nT Magnetfeld der Erde und Diopol
  • 73. Magnetfeldwirkung: Auswirkung von Erd- Magnetfeld-induktiven Sonnenstürmen
  • 75. Magnetfeld-Umpolung (Polsprung) Seit erkannt wurde, dass es in der Erdgeschichte in unregelmäßigen Zeitabständen zu Einbrüchen und Umpolungen des Erdmagnetfelds kommt, versuchten Wissenschaftler, diese Polsprünge mit Massenaussterben in Verbindung zu bringen. Ein solcher Nachweis ist jedoch bislang nicht gelungen. Eine mögliche Erklärung dafür ist, dass bei einer schwachen oder ganz fehlenden Magnetosphäre die Erdatmosphäre als Schutzschild vor der gefährlichen kosmischen Strahlung dienen würde. Modellberechnungen nach entstünde dabei eine sekundäre Strahlung von Beryllium-10 oder Chlor-36. Tatsächlich fand eine deutsche Studie im Jahr 2012 in Eisbohrkernen aus Grönland eine Spitze von Beryllium-10 vor 41.000 Jahren, als bei einer kurzen Magnetfeldumkehr das Erdmagnetfeld auf geschätzte 5 % seiner Stärke einbrach.[1] Eine andere mögliche Erklärung ist, dass auch bei Umpolungen das Erdmagnetfeld niemals ganz verschwindet. Einer Studie aus dem Jahr 1999 nach hat es während der Brunhes-Matuyama-Umkehr vor rund 786.000 Jahren immer eine Magnetopause bei etwa drei Erdradien gegeben. Quelle : Wikipedia
  • 76. 76 Das Aussenfeld der Erde besteht aus: • der Magnetosphäre • dem Van Allen Gürtel • der Ionosphäre Magnetfeld der Erde
  • 77. Magnetfeld und Nordlichteffekt: durch seitlichen Strahlendruck im Magnetfeld kommt es zu polarem Stromfluß zuerst vertikal. Durch die Rotation mit Induktionsstau kommt es unter Spannungsaufbau wieder zur Ablenkung ins Weltall
  • 79. 79 Magnetfeldachsen: Das Erdmagnetfeld l l* l- l* 11.4° Geomagnetische Achse Rotationsachse Geographischer Nordpol Geomagn. Äquator Geopgraph. ~60'000 nT ~30'000 nT ~70'000 nT Geograph.
  • 80. Untersuchung des Sonnenspektrums mittels einfacher Spektroskopie
  • 81.
  • 82.
  • 83. Genauso wie die Spektrallinien im Sonnenlicht können Spektralllinien in angeregten Medien wie dem Polarlicht bestimmt werden. Mittels Refraktiometervergleichen kann auch die Absorbtionsstärke genauer bestimmt werden und somit Rückschlusse auf die Dichtezusammensetzung gezogen werden.
  • 84. Magnetfeldwechsel: Die Spektroskopie und Spektralanalyse von Polarlichtern erlaubt bei vergleich-bar gemachtem energetischem Anregungszustand anhand von Polynom-funktionen höheren Grades eine weitgehend vergleichbare Bestimmung der Atmosphärenzusammensetzung. Es ist somit auch eine genaue Bestimmung der Dichteschichten möglich. Somit sind auch rel. genaue erdgebundene Spektroskopien möglich, wenn die solare Emissionsstärke (Sonnenwind) und die temporäre Stärke des Erdmagnetfeldes im Polarbereich bereits bekannt sind.
  • 85. Magnetfeld der Erde : Die magnetischen Pole verschieben sich ständig Eine vollständige Polumkehr muß nicht zu einem intermitierenden Erliegen des Magnetfeldes führen. Es können aber zahlreiche kleinere Pole entstehen. Da Eisen paramagnetisch ist bedeutet dies bei Magmafluß ständige Selbsterregung. Allerdings wäre ein Dipol aufgehoben. Ein äußeres Magnetfeld könnte aber verkleinert und stark verdichtet weiterbestehen. Wie aber eine solche Polumkehr stattfindet weiß vermutlich niemand genau. Es ist auch nicht sicher, daß es größere Auswirkungen auf das Leben auf der Erde hat, da vermutlich auch mehrere kleinere Pole bei weiterexistentem Magmadynamo hypothetisch entstehen könnten, die im raschen Wechsel oszillieren, so daß nur keine dauerhafte Gesteinsmagnetisierung auftritt, aber ein Peak - Feld trotzdem weiterbestehen kann.
  • 86. Magnetfelder:Hochgenaue Methoden durch vor Ort durch Messungen mittels Satellit Durch Anregung mittels Laser können genaue Spektralanalysen vor Ort durchgeführt werden.
  • 88. Stark vereinfachte spektroskopische Aufspaltung Emissionsstarker Laser oder polarisierter und gebündelter Hohlraumlaser
  • 90. Beispiel- Spektrogramme einiger einzelner Atmosphärengase. Aber auch die normalen Atmosphärengase können nach ihrer Dichte mittels Polarlichter oder künstlicher Ionisation vor Ort genau spektroskopisch untersucht werden.
  • 91. Übergang Sonnenmagnetfeld (größerer Dynamo) in Erdmagnetfeld. Dh. es werden nicht nur bestimmte Partikel durch das Erdmagnetfeld abgelenkt sondern über einen Magnetfeldstrom ausgehend von der Sonne auch Partikel wie von einer Batterie (besser Induktionsdynamo) über ein Magnetfeld auf die Erde übertragen.
  • 95. Meeresströmungen sind deutlich abhängig von den Jahreszeiten
  • 96.
  • 97.
  • 98.
  • 99. Meeresströmungen und Verteilung der Temperaturskalen: https://worldoceanreview.com/de/wor-1/klimasystem/grose-meeresstroemungen/ Heute hat die wärmste Wassertemperatur in Nordamerika in San Blas 30.5°C, in Mittelamerika in Cayo Cochino Menor 30.4°C, in Afrika in Dahlak 32°C, in Südamerika die höchste Wassertemperatur in Cabimas 31.4°C, Europas derzeit den wärmsten Strand in Rhodos 24°C, Australien hat den heißesten Die Meerwassertemperatur in Fannie Bay 31.4°C, im Nahen Osten in Dschāzān 32.5°C und in Asien hat das wärmste Meer in Panggulan 31.1°C
  • 100. Temperaturen in verschiedenen aufeinander treffenden Meerestiefen:
  • 101. Temperaturen in der Tiefsee und Lebensformen
  • 102. Die Wärmeaufnahme wird auch hier haupsächlich durch die Sonneneinstrahlung bzw. durch den meist warmen Regen hervorgerufen • Die stabile vertikale Schichtung, die durch die Erwärmung an der Meeresoberfläche erzeugt wird verhindert sehr effektiv eine vertikale Durchmischung der Ozeane. Diese Schichtung ist dort am stabilsten, wo die Erwärmung an der Oberfläche maximal ist (Tropen). In den Subtropen oder Polargebieten herrscht eine ganz andere Verteilung. • Ohne gleich mehrfache Energiequellen würden die Weltmeere wh. am Rande weiter zufrieren.
  • 105. Die Zentralheizung für Nordeuropa ist der Golfstrom
  • 106. Meteorologie: Meteorologie und ihre Geschichte. Die Bezeichnung Meteorologie (Lehre von den physikalischen Erscheinungen und Vorgaengen in der Lufthuelle der Erde) geht auf den griechischen Philosophen Aristoteles (384-322 v.Ch.) zurueck. Als philosophischer Grundsatz galt im alten Griechenland: "Die Natur wuerfelt nicht". Nicht der Zufall, sondern Gesetzmaessigkeiten sind es, die die Natur beherrschen, nach denen auch die Vorgaenge in der Atmosphaere ablaufen. Wetterbeobachtungen haben die Voelker der Erde zu allen Zeiten gemacht. Dabei wurden vor allem regionale Erfahrungen gesammelt. Den Beginn der wissenschaftlichen Wetterkunde ermoeglichte erst die Erfindung des Barometers (Torricelli 1643) und des Thermometers (erstes geeichtes Thermometer: Fahrenheit 1714). Der Zusammenhang zwischen Luftdruck und Witterung wird Mitte des 17. Jahrhunderts von mehreren Naturforschern vermute
  • 107. Meteoriten: Himmelskörper, die auf die Erde stürzen.
  • 108. Meteoriten und vorbeiziehender Komet Kometen erhitzen sich nur durch Reibung, wenn sich nur wenn sie tangential z.B 20000 km durch die Atmosphäer fliegen und nicht auf 20 km senkrecht treffen.
  • 109. Meteosat: Europaeischer Wettersatellit, der zu einem weltumspannenden Wettersatelliten- System gehoert und am Schnittpunkt von Aequator und Null-Meridian (ueber dem Golf von Guinea) in 36.000km Hoehe stationiert ist und die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit wie die Erde hat. Meteosat sendet halbstuendlich im sichtbaren und infraroten Wellenlaengenbereich Bilder zur Erde und ermoeglicht die staendige Ueberwachung von etwa 60 Grad Nord bis 60 Grad Sued und von 60 Grad West bis 60 Grad Ost (fast ganz Europa und den Nordatlantik sowie ganz Afrika).
  • 111. Mistral: Rauher, meist trockener und kalter, aus noerdlichen Richtungen wehender Fallwind in Suedfrankreich (Rhonetal, Provence), der durch die Duesenwirkung des Rhonetales verstaerkt wird und haeufig v.a. im Winter und Fruehjahr als Sturm auftritt. Entsteht, wenn ein Tief vom Atlantik nach Nordeuropa zieht und an der Rueckseite unter steigendem Luftdruck der Kaltluft der Weg nach Sueden durch die Alpen und das Zentralmassiv versperrt wird. Als einziger freier Durchgang verbleibt das Tal der Rhone.
  • 114. Langjährige Monatsmittel der Druckverteilungen (auf der Erde 1957-1906)
  • 115. Mondentfernung Mondentfernung durch Triangulation • Eine Möglichkeit der Entfernungsbestimmung in der Astronomie besteht in der sogenannten Triangulation. Dazu peilt man von zwei Punkten A und B aus den Punkt M, dessen Entfernung e man wissen will, an und bestimmt die Winkelweiten α und β. Mit Sätzen der Ebenen Trigonometrie (z.B. Sinus- und Cosinussatz) lässt sich dann e bestimmen. Die Entfernungsbestimmung wird eine brauchbare Genauigkeit haben, wenn die Länge der Messbasis [AB] nicht verschwindend klein gegenüber der Entfernung e ist. Erster Punkt auf der Erde zweiter Punkt auf der Erde
  • 116. Genauer Mond zu Erde-Abstand e • Die Winkelsumme im Viereck EKMW ist 360∘ bzw. im Bogenmaß 2π. Also gilt φ1+φ2+(180∘−z1)+(180∘−z2)+α1+α2=360∘ • α1=rer/e⋅sin(z1) • α2=rer/e⋅sin(z2 ) Hieraus läßt sich e berechnen, Z1 und Z2 ergibt sich durch Peilung von zwei verschiedenen Punkten auf der Erde Von zwei möglichst weit entfernten Punkten der Erdkugel (z.B. Wien mit der nördlichen geografischen Breite φ1=48∘15′ und Kapstadt mit der südlichen Breite φ2=33∘58′), die in etwa auf gleicher geographischer Länge liegen, wird ein bestimmter Punkt des Mondes angepeilt. Dabei hat man folgende Winkel zur Zenitrichtung gemessen: Wien z1=27∘40′ und Kapstadt z2=55∘43′. https://www.leifiphysik.de/astronomie/sternbeobachtung/ausblick/mondentfernung-durch-triangulation Wien Kappstadt
  • 117. Mondfinsternis: Eine Mondfinsternis entsteht, wenn die Sonne sich genau auf der gegenüberliegenden Seite der Erde sich befindet und der Mond sich im Kernschatten der Erde befindet
  • 119. Mondphasen mit unveränderter, erdzugewandter Seite
  • 120. Gemeinsamer Schwerpunkt Erde und Mond Der Erde-Mond-Schwerpunkt ist der gemeinsame Schwerpunkt (Baryzentrum) im Erde-Mond-System. Wenngleich der Mond von der Erde aus gesehen (geozentrisch) scheinbar um das Zentrum der Erde rotiert, drehen sich – in der Betrachtung aus einem sonnenfesten System – jedoch sowohl die Erde als auch der Mond um ihr gemeinsames Baryzentrum. Dieses liegt wegen der weit überwiegenden Masse der Erde noch im Erdinnern (genauer: im Erdmantel), fällt aber nicht mit dem Erdmittelpunkt zusammen. Die Mondbahn ist dabei kein Kreis, sondern annähernd elliptisch mit dem Erde-Mond-Schwerpunkt in einem Brennpunkt der Ellipse. Durch die Exzentrizität der Mondbahn variiert der Erde-Mond-Abstand um über 13 Prozent zwischen (im Durchschnitt) 356.410 und 406.740 km im Rhythmus des anomalistischen Monats. Sowohl der Mond als auch der Erdmittelpunkt haben somit einen variierenden Abstand zum Erde-Mond-Schwerpunkt. Das System Erde-Mond mit dem Erde-Mond-Schwerpunkt als gemeinsamem Schwerpunkt umkreist als Gesamtes die Sonne. Mittlerer Abstand Das zeitliche arithmetische Mittel des veränderlichen Abstandes zwischen den Mittelpunkten von Mond und Erde beträgt 385 001 km.[8] Dies lässt sich z. B. aus der von Chapront und Chapront-Touzé gegebenen Reihenentwicklung des Abstandes ersehen:[8]
  • 121. Monsun: Grossraeumige, im Prinzip dem Land- und Seewind aehnliche Luftstroemung, die jahreszeitlich in ihrer Richtung wechselt. Auch hier sind Luftdruckunterschiede die Ursache, wobei der Sommermonsun vom kuehlen Meer (mit hohem Luftdruck) nach dem waermeren Land (mit niedrigem Luftdruck) weht, waehrend der Wintermonsun vom kalten Festland nach dem jetzt waermeren Meer weht. Am bekanntesten ist der indische Sommermonsun, weil er feuchtigkeitsgeladen (vom Meer her) nach dem Land weht und in den indischen Berglaendern zu Niederschlaegen von meist gewaltigem Ausmass fuehrt.
  • 122. Niederschlag: Entsteht durch verschiedene, teils noch nicht gaenzlich erforschte Prozesse, bei denen kleine schwebende Wolkentroepfchen zu grosse Tropfen anwachsen, aus der Wolke ausfallen und den Erdboden erreichen. In unseren Breiten erfolgt die Bildung meist ueber die Eisphase in sog. Mischwolken, d.h., wenn Eisnadeln oder Schneekristalle durch eine unterkuehlte Wasserwolke fallen, und durch Anfrieren von unterkuehlten Wassertroepfchen weiter anwachsen. In reinen Wasserwolken (Tropen) entsteht Niederschlag hingegen dadurch, dass verschieden grosse Wolkentroepfchen zusammenstossen, solange bis sich genuegend grosse Tropfen bilden, die auch den Erdboden erreichen. Der Niederschlag kann in verschiedener Form aus der Wolke fallen: Regen, Nieseln, Schnee, Graupel oder Hagel.
  • 123. Nebel: Eine am Boden aufliegende Wolke aus kleinen Wassertroepfchen (Druchmesser unter 0,12mm) mit Sichweite unter 1 km. Nebel entsteht, wenn sich feuchte Luft, die auch ausreichend Kondensationskerne enthaelt, unter den Taupunkt abkuehlt, also mit Wasserdampf gesaettigt ist. Der staerkste Temperaturrueckgang setzt am Abend unmittelbar ueber dem Erdboden ein, sodass auch hier bei klarem Himmel die Nebelbildung meist erfolgt. Mit zunehmender naechtlicher Ausstrahlung waechst der Bodennebel nach oben an. Strahlungs-Hochnebel bildet sich an der Obergrenze einer Dunstschicht und kann sich mit zunehmender Abkuehlung bis zum Boden herabsenken. Gute Simulationen unter Wetter.de
  • 124. Niederschlag: Entsteht durch verschiedene, teils noch nicht gaenzlich erforschte Prozesse, bei denen kleine schwebende Wolkentroepfchen zu grosse Tropfen anwachsen, aus der Wolke ausfallen und den Erdboden erreichen. In unseren Breiten erfolgt die Bildung meist ueber die Eisphase in sog. Mischwolken, d.h., wenn Eisnadeln oder Schneekristalle durch eine unterkuehlte Wasserwolke fallen, und durch Anfrieren von unterkuehlten Wassertroepfchen weiter anwachsen. In reinen Wasserwolken (Tropen) entsteht Niederschlag hingegen dadurch, dass verschieden grosse Wolkentroepfchen zusammenstossen, solange bis sich genuegend grosse Tropfen bilden, die auch den Erdboden erreichen. Der Niederschlag kann in verschiedener Form aus der Wolke fallen: Regen, Nieseln, Schnee, Graupel oder Hagel. Nieseln: Sehr feiner Regen aus Stratus-Wolken (Spruehregen); Durchmesser der Troepfchen kleiner als 0,5 mm. Globaler Niederschlag
  • 125. Nimbostratus: Dichte, dunkle Wolkenschicht, aus der anhaltend Regen faellt, Position der Sonne nicht erkennbar; oft mit Wolkenfetzen (Stratus) darunter. Tritt meist bei Warmfronten auf.
  • 126. Nino, el (und die Nina): • Umkehr der Meers- und Luftstroemung im suedl. Pazifik, tritt etwa alle 3-5 Jahre auf und setzt um die Weihnachtszeit ein, daher der Name "El Niño", das Kind, gemeint ist "das Christkind". Dieser Vorgang haelt einige Monate an und verursacht massive Wetteraenderungen
  • 128. Nordfoehn: Der von Norden her wehende Foehn auf der Suedseite der Alpen; allgemein weniger deutlich ausgepraegt als der Suedfoehn, der auf der Alpennordseite von Sueden her wehende Foehn. Innsbruck hat an nur durchschnittlich drei Tagen pro Jahr Nordfoehn, dagegen an 53 Tagen Suedfoehn.
  • 130.
  • 132. Nordpolarland - Das arktische Wunderland
  • 133. Nordischer Grüngürtel. Der Grüngürtel der Arktis oder das arktische Wunderland Die Arktis ist von einem phantastischen, weiten borealen Grüngürtel umgeben, nur große Teile Grönlands sind permanent vereist, (wie bei Jules Vernes schon beschrieben) Grönland
  • 136. Nordpolare Vegetation oder die Vegetation der Arktis Da die terrestrische Arktis den Nordrand der großen Kontinente Eurasien und Nordamerika einnimmt, steht sie in engem Austausch mit Flora und Fauna der südlich angrenzenden Regionen. Eine Folge ist der im Vergleich zur Antartkis hohe terrestrische Artenreichtum von14 000 Arten sowie das Vorhandensein von auf dem Land lebenden Raubtieren wie Fuchs, Wolf und Eisbär. Das Fehlen solcher Raubtiere hat in der Antarktis den Pinguinen ihre hohe Population erst ermöglicht.
  • 137. Nördlicher aktischer Ozean so klein bzw. so groß wie schon immer.
  • 138. http://wiki.bildungsserver.de Anders als die Antarktis, die fast ganz von Eis bedeckt und von großen Wassermassen umgeben vom Rest der Welt isoliert ist, besteht die Arktis im Zentrum aus dem kleinsten Ozean der Erde und einem angrenzenden schmalen Landstreifen, der den Nordrand der großen Kontinente Eurasien und Nordamerika bildet. Der Arktische Ozean bedeckt etwa nur 10 Mio km2. Das Landgebiet der Arktis umfasst 7,1 Mio km2, was etwa 4,8 % der globalen Landfläche ausmacht. Landschaftlich ist die terrestrische Arktis durch die offene Landschaft der Tundra und die nördlich anschließende polare Wüste gekennzeichnet. Nordpolvergleich zur Antarktis:
  • 139. Nordische Temperaturen: Temperaturgefälle in der Arktis Dennoch ist auch die Arktis im Vergleich mit anderen Regionen der Erde eher artenarm. Gründe sind das relativ junge Alter der Ökosysteme seit der letzten Eiszeit, die geringe solare Einstrahlung, die extrem starken ;maximale Unterschiede zwischen Sommer- und Wintertempera- turen mit bis zu 80 °C Differenz (Extremas alle 25 Jahre) und die Abnahme der Lebensgrundlagen mit zunehmender Breite. Bestimmende Faktoren sind außerdem kühle Sommer, sowie eine kurze Wachstumszeit mit niedriger Primärproduktion und geringer Biomasse. Überwiegend gedeihen im arktischen Gürtel vor allem die borealen Wälder aber auch andere Pflanzenarten.
  • 140. Nordpolarexpress, z.B. der Spitzbergenexpress
  • 143.
  • 144. Überblick Franz-Josef-Land Spitzbergen Reisetermine: 31.07. – 15.08.2019 (AUSGEBUCHT) 12.08. – 27.08.2019 Besonderheiten: 191 kleine Inseln im Nordpolarmeer nur noch 1.000 km vom Nordpol entfernt und nur wenige Wochen im Jahr mit dem Schiff erreichbar Zahlreiche landschaftliche und geologische Besonderheiten Viele Originalschauplätze mit unglaublichen Geschichten aus der großen Zeit der Entdeckungsreisenden.Vielfältige Tierwelt in absoluter Abgeschiedenheit
  • 147. Norden: Klima vor Nordpolarland
  • 148. Nordarktischer Ozean im Vergleich zur Größe Grönlands. x x Entfernungsdreiecke
  • 149. Nordpolare Tundra seit der letzten Eiszeit: Die arktische Tundra besteht aus relativ jungen Pflanzenbiotopen. Der größte Teil der Pflanzen in der heutigen Arktis ist in den letzten 8000-10000 Jahren hier.[3] Während des letzten Glazialen Maximums vor ca. 21 000 Jahren lagen große Eisschilde über weite Bereiche der Arktis, auch über heutigen Schelfgebieten, da der Meeresspiegel etwa 120 m tiefer lag. Ausnahmen waren Ostsibirien, Alaska sowie die heutige Beringstraße, die damals eine Landbrücke zwischen Sibirien und Alaska bildete. Südlich der Eisschilde existierte eine baumfreie, der heutigen Tundra ähnliche Vegetation, die jedoch wegen der höheren Sonneneinstrahlung im Sommer wesentlich produktiver war und insofern eher einer Steppe ähnelte und z.B. den Mammuts genügend Nahrung bot. Diese glaziale Steppen-Tundra war etwa doppelt so groß wie die heutige arktische Tundra und reichte über 1000 km weiter nach Süden. Und sie war artenreicher als die Tundra der Gegenwart.[2]
  • 150. Nordpolare und boreale Wälder: Gegen Ende der letzten Eiszeit vor rund 15 000 bis 12 000 Jahren wurde die Steppen-Tundra in den südlichen Bereichen durch eine Busch-Tundra und schließlich durch boreale Wälder ersetzt. Das anschließende frühe Holozän erlebte dann eine höhere Einstrahlung als heute und war eine relativ warme Epoche. Die wärmeren Sommer führten zu einer weiteren Ausdehnung der Wälder als gegenwärtig, wobei auch das positive Albedo-Feedback durch die dunklere Waldoberfläche eine wichtige Rolle spielte. Das Tempo der Waldausdehnung wird auf 0,2 bis 2 km pro Jahr geschätzt; die Baumgrenze lag 50-200 km nördlich der heutigen Baumgrenze. Im nördlichen Russland hatte z.B. um 10 200 Jahre v.h. die Baumgrenze die aktuelle Küstenlinie zum Arktischen Ozean erreicht, wobei die damalige Küstenlinie wegen des niedrigeren Meeresspiegels allerdings weiter nördlich lag. Als anschließend der Meeresspiegel weiter anstieg, wurde die Tundra in ihrer Ausdehnung über mehrere Tausend Jahre auf ein Minimum von etwa 80 % der heutigen Fläche reduziert. In der zweiten Hälfte des Holozän zeichnete sich dann jedoch wieder ein Abkühlungstrend ab, der bis zur Kleinen Eiszeit anhielt. Die Folge war ein Rückzug der Baumgrenze nach Süden, die um 4 500 v.h. etwa ihre heutige Position erreichte. Gleichzeitig dehnte sich die Tundra aus.
  • 152. Leichtes Anwachsen der Biomasse im letzten Jahrzehnt und vermutetes Vordringen der borealen Wälder Aktuelle Veränderungen der arktischen Tundra Veränderungen der Ökosysteme zwischen arktischer Tundra und borealer Klimazone - Übersetzung der Bildbeschriftung s. Skizze unten Veränderungen der Ökosysteme zwischen arktischer Tundra und borealer Klimazone Forstwirtschaft und Überlebensgrundlage im arktischen Gürtel. In der arktischen Tundra ist die Produktivität der Vegetation bereits in den letzten Jahrzehnten sowohl in Nordamerika wie im nördlichen Eurasien deutlich angestiegen. Eine wesentliche Ursache ist das starke Anwachsen und die flächenmäßige Ausdehnung der Strauchvegetation, die z.B. im subarktischen Schweden in den letzten 20 Jahren um 200 % zugenommen hat.[4] Dadurch hat die oberirdische Biomasse der Tundra um etwa 20 % bzw. von ca. 357 g/m2 auf 430 g/m2 zugenommen.[5] Ein Beleg ist das durch Satelliten beobachtete Grünerwerden von weiten Gebieten der arktischen Tundralandschaft Ob ein Klimawandel oder ein zyklischer Prozeß die Ursache darstellt muß genauer verifiziert werden. Vieles deutet auf zyklische Prozesse in der Sonne hin.
  • 153. Der nordpolare arktische Ozean ist wohl, der winzigste Ozean dieses Planeten ! und im Kern gerade mal so groß wie Grönland. Auch die borealen Wälder nehmen schon seit 10.000 Jahren immer wieder phasenweise ab und zu Auch die aufgemotzten sogenannten grün orientierten Bildungsserver spielen leider oft nur übersteigert einseitige Sensation und besitzen dabei oft nur deutlich reduzierten Bildungscharakter.
  • 154. Bilder von Spitzbergen, dem echten Kuchen- Stück des geographischen Nordpols !
  • 155. Einige Menschen behaupten der Nordpol würde schmelzen wie grüne Grütze. Die Wahrheit: es gibt überhaupt keinerlei richtig vereisten Nordpol. Es gibt nur einen extrem winzigen geographischen Nordpol. Dieser ist eine kleine Insel, genannt „Spitzbergen“ um die weit und breit oft gar keine schwimmenden größeren Eisberge sind. 500 km Kilometer um Spitzberger ist das Meer meist völlig frei von Eis .Allerdings kann es mit temporären Eisschollen lokal zufrieren , die dort herumschwimmen .Nur der geographische Südpol, die Antarktis ist vollständig vereist und darf sich Gletscherpolplatte überhaupt an der richtigen Stelle so nennen. Das zum Nordpol weit abgelegene Grönland ist vereist. So wie das vom Südpol abgelegene Australien in großen Teilen des Landesinneren eine Wüste ist.
  • 156. und eine kleine Insel Der Nordpol ist nahezu frei mitten im großen weiten Meer (alle Menschen schaut mal her, kein Mensch glaubt die beschränkten Klimalügen der Grünen mehr) Grönland genaue Erd-Drehachse Franz-Josef-Land
  • 157. Das Gegenstück ist der komplett vereiste Südpol So wie am Nordpol das vereiste Grönland abgelegen liegt, so liegt am Südpol das wüstenreiche Australien etwas abgelegen.
  • 158. Die Klimamaschine Erdkugel • Die Erdkugel ist eine riesige Klimamaschine, die durch die Weltmeere und die Erdrotastion angetrieben wird. Wird die eine Erdkugelseite von der Sonne beleuchtet, so kommt es zur Verdunstung. • Nach Kondensation und Abkühlung kommt es dagegen auf der anderen Globusseite auch zur Abkühlung des Südpols. Der Wassertransport geschieht über die Meeresströme.
  • 159. Ob es zirkulierende Golfströme gibt, hängt von der Rotation der Erdachse ab und von dazwischengelagerten weiteren Kontinenten.
  • 160. Die arktische Kälte des Nordpols verändert sich täglich und dynamisch
  • 161. Pos.Wolkenbildung ist oft auch am Nordpol durch Absacken von kalten Luftmassen zu erwarten.
  • 162. Römisches Klima, mal anders zum Lachen.
  • 163. numerische Wettervorhersage: ("Computervorhersage"). Vorhersage des Wetters mit Hilfe mathematischer Gleichungen. Da die physikalischen Prozesse gesetzmaessig ablaufen, ist es moeglich, auch fuer die Wettervorhersage Gleichungen aufzustellen. Die frueher unloesbar erscheinende Integration dieser meteorologischen Grundgleichungen ist heute durch Grossrechenanlagen moeglich geworden und gestattet auch oekonomische Rechenzeiten. Die meteorologischen Prozesse und Bewegungsvorgänge werden physikalisch durch 7 Groessen bestimmt: Luftdruck, Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit, Windstärke, Windrichtung (als dreidimensionaler Vektor), Feuchtigkeit und Dichte
  • 165. Orkan: Windstaerke 12 nach der Beaufort-Skala. Windgeschwindigkeit von ueber 118 km/h = 32,7 m/s = 64 Knoten. Tritt in den gemaessigten Breiten relativ selten auf (meist in den Uebergangsjahreszeiten). Orkane sind ueber dem Meer haeufiger als ueber dem Festland. Im Suedpazifik ("Suedsee") Bezeichnung fuer den tropischen Wirbelsturm. Der bisher staerkste Orkan soll mit 284 km/h auf Guam (im westlichen Pazifik) beobachtet worden sein.
  • 166. Ozonloch(sogenannte Polarverdünnungsschicht) Waehrend das bodennahe Ozon durch menschliche Aktivitaeten zunimmt, nimmt das stratosphaerische Ozon ab. Diese Abnahme wird insbesondere durch den Ozonkiller Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW) hervorgerufen. Allerdings hat sich noch niemand über den natürlichen Flourgehalt der Weltmeere Gedanken gemacht, der für die dort enthaltenen Spezies lebenswichtig sind. Entdeckt wurde das Ozonloch erstmals 1985 von amerikanischen Wissenschaftlern ueber der Antarktis. Das Ozonloch ist in Wirklichkeit kein reeles Loch in der Ozonschicht, es ist ein Gebiet mit deutlich verringertem Ozongehalt. Es ist auch nicht ununterbrochen vorhanden, kehrt aber regelmaessig im antarktischen Fruehjahr wieder.Tritt auch bereits zeitweise ueber der Arktis auf. Das stratosphaerische Ozon hat aber fuer das Leben auf der Erde grundlegende Bedeutung. Es absorbiert die kurzwellige UV-Strahlung der Sonne und laesst sie nur in sehr geringer Dosis zur Erdoberflaeche durchdringen. Trifft diese Strahlung auf lebende Zellen, so werden sie zerstoert (im harmloseren Fall: Sonnenbrand). Beim Fliegen mit Drachen, Gleitschirmen und Ultraleichtflugzeugen sowie beim Fahren mit Ballonen sind vor allem Gesicht und Haende einer erhoehten UV-Strahlung und damit einem groesseren Hautkrebsrisiko ausgesetzt. Durch den kuehlenden Wind wird die Sonneneinstrahlung sogar noch als angenehm empfunden und ein Sonnenbrand oft zu spät bemerkt.
  • 168. Die Ozonschicht ist an den Polen immer etwas dünner und eine zeitweise lokale Abnahme erklärt sich wh. mit Phasen unterschiedlicher Sonnenaktivität. Derzeitig zeigt sich wieder eine dichte Ozonschicht.
  • 169. Derzeit eher abnehmendes Ozonloch, am meisten abhängig von Jahreszeit:
  • 171. Passat: Bestaendiger, auf beiden Erdhalbkugeln das ganze Jahr hindurch auftretender Wind, der vom Hochdruckguertel der Subtropen zum Aequator weht. Durch die Erd- rotation und Bodenreibung wird der Wind jedoch abgelenkt, sodass er auf der Nordhalbkugel als Nordostpassat, auf der Suedhalbkugel als Suedostpassat auftritt. Der Wind reicht bis etwa 2 km Hoehe, darueber liegt die Passat-Inversion, an der sich flache Cumulus-Wolken bilden. Der Passat ist ein Teil des allge-meinen globalen Zirkulationssystems, ueber dem Meer besonders deutlich ausgepraegt.
  • 172. Passat Simulation der Ausbreitung:
  • 173. Passat im Vergleich zu gebremstem Klima ohne Passat, eher nicht denkbar
  • 174. Passatwirkung auch an Polen: Hoch und Tiefdruckgebiete (Tröge) auch an den Polen,
  • 176. Planetenbahn der Erde um die Sonne und nur ein Zylinderausschnitt des Sternen- himmels (eben des Sonnensystems)
  • 177. Polarfront: Aeltere Bezeichnung (aus der "Polarfronttheorie") fuer die Grenzflaeche zwischen polarer Kaltluft und gemaessigter oder subtropischer Warmluft; heute im Begriff "Frontalzone", an der sich die Tiefdruckwirbel (Zyklonen) bilden, aufgegangen. Polarluft: Im Polargebiet entstehende sehr kalte Luftmasse, die mit einer noerdlichen Luftstroemung in Mitteleuropa zu Kaelteeinbruechen fuehrt, bei gleichzeitigem Tiefdruckeinfluss mit Schnee- oder Regenschauern und starken Windböen verbunden.
  • 178. Polareiswechsel: • Jährlich aber auch nach anderen Erdachsenzyklen kommt es zu einer deutlichen Temperaturverschiebung zwischen den Erdpoolen mit ganz natürlichen, wenn auch massivem Auf und Abbau von Eisschichten und Lufttemperaturen.
  • 179. Präzession der Erdachse, die Ablenkung an der anderen Seitenachse Das Kreiselmoment MK = Wp*L
  • 180. Präzession der Erdachse, Erklärung Die Erde hat keine exakte Kugelform, sondern infolge ihrer Rotation annähernd die Form eines abgeplatteten Ellipsoids Der äquatoriale Halbmesser ist um rund ein Dreihundertstel oder 21,4 km größer als die Entfernung der Pole vom Erdmittelpunkt. Der „Äquatorwulst“ (englisch equatorial bulge), durch den das Erdellipsoid sich von einer Kugel unterscheidet, bewirkt, dass die Gezeitenkräfte von Mond und Sonne ein Drehmoment erzeugen, das die Erdachse aufzurichten versucht und zur Präzession der Erdachse führt (lunisolare Präzession, in der Zeichnung mit P markiert). Die Erdachse vollführt dadurch einen Kegelumlauf um eine Achse, die rechtwinklig auf der Ekliptikebene steht. Der (nahezu) konstante Winkel zwischen der Erdachse und der Achse des Kegels ist die Schiefe der Ekliptik; er beträgt derzeit etwa 23,44°. Ein voller Umlauf dieser Präzessionsbewegung der Erdachse dauert etwa 25.700 bis 25.850 Jahre. Dieser Zeitraum wird Zyklus der Präzession (auch Platonisches Jahr) genannt und durch die Präzessionskonstante beschrieben. Quelle: Wikipedia M(Drehmoment)=mgr*sin(Alpha)
  • 181. Präzession der Erdachse, Erklärung Die Erde hat keine exakte Kugelform, sondern infolge ihrer Rotation annähernd die Form eines abgeplatteten Ellipsoids Der äquatoriale Halbmesser ist um rund ein Dreihundertstel oder 21,4 km größer als die Entfernung der Pole vom Erdmittelpunkt. Der „Äquatorwulst“ (englisch equatorial bulge), durch den das Erdellipsoid sich von einer Kugel unterscheidet, bewirkt, dass die Gezeitenkräfte von Mond und Sonne ein Drehmoment erzeugen, das die Erdachse aufzurichten versucht und zur Präzession der Erdachse führt (lunisolare Präzession, in der Zeichnung mit P markiert). Die Erdachse vollführt dadurch einen Kegelumlauf um eine Achse, die rechtwinklig auf der Ekliptikebene steht. Der (nahezu) konstante Winkel zwischen der Erdachse und der Achse des Kegels ist die Schiefe der Ekliptik; er beträgt derzeit etwa 23,44°. Ein voller Umlauf dieser Präzessionsbewegung der Erdachse dauert etwa 25.700 bis 25.850 Jahre. Dieser Zeitraum wird Zyklus der Präzession (auch Platonisches Jahr) genannt und durch die Präzessionskonstante beschrieben. Quelle: Wikipedia M(Drehmoment)=mgr*sin(Alpha)
  • 182. Quellungen: Typische Wolken vom Cumulus-Typ, die bei instabiler Schichtung der Atmosphaere entstehen. Das Emporschiessen von Wolkenteilchen infolge der aufwaertsgerichteten Luftbewegung (Thermik, Turbulenz) erzeugt das typisch "blumenkohlartige" Aussehen der Cumulus-Wolken. Quellwolken: Wolken mit vorherrschender vertikaler Erstreckung, deren Maechtigkeit von der Temperaturschichtung der Luft und der freiwerdenden Kondensationswaerme abhaengt (labile Schichtung). Sie reichen von den kleineren Cumulus- bis zu den an die Tropopause reichenden Cumulonimbus-Wolken: Cumulus humilis, mediocris und congestus; Cumulonimbus calvus und capillatus, mit "Amboss" Cumulonimbus incus.
  • 183. Radiosonde: Messgeraet der Aerologie, das an einen Ballon befestigt, beim Austieg mit einer Steiggeschwindigkeit von 300m pro Minute bis ca. 30km Hoehe fortlaufend Luftdruck, Temperatur und Feuchtigkeit ueber einen eingebauten Kurzwellensender zur Bodenstation uebermittelt. Dabei entsteht ein genaues Bild ueber den momentanen Zustand der einzelnen Luftschichten. Der Ballon traegt ferner einen Reflektor aus Metallfolie, der die Radarstrahlen reflektiert. Aus der dann mittels Radar gemessenen Windversetzung der Radiosonde koennen die Richtung und die Geschwindigkeit der Höhenwinde der betreffenden Luftschicht berechnet werden. Auch hochwertigere Typen mit Druckregulation und Ballonfessel Auch doppelwandige Ballons
  • 185. Reflexionen an der Erdoberfläche:
  • 186. Regen: Niederschlag in fluessiger Form, der dadurch entsteht, dass kleine schwebende Wolkentroepfchen zu groesseren Troepfchen anwachsen, die von der Luftstroemung nicht mehr getragen werden koennen, aus der Wolke fallen und den Erdboden erreichen. Der gewoehnliche grosstropfige Regen ("Landregen") besteht aus vielen Tropfen von mindestens 0,5 mm Durchmesser (Fallgeschwindigkeit von mehr als 3m/s), tritt im Frontbereich auf und dauert mehrere Stunden, manchmal auch ueber einen Tag. Nieselregen mit Troepfchen unter 0,5 mm Durchmesser und weniger faellt meist aus Nebel oder Hochnebel (Stratus) mit einer Fallgeschwindigkeit von weniger als 3 m/s. Bsp Regen-Unwetter an der ligurischen Küste Automatische Niederschlagsmesser verwenden meist einen „Kipplöffel“ oder eine Kippwaage, auch Wippe genannt. Bei beiden Systemen füllt sich jeweils eine Schale mit Niederschlagswasser. Bei einem bestimmten Gewicht kippt sie nach unten und entleert sich. Aus der Anzahl der Kippbewegungen kann die Niederschlagsmenge berechnet werden. Die Kippungen werden vielfach mit einem Magneten an der Kippeinrichtung und einem gegenüber, fixierten Reedkontakt elektrisch erfaßt.
  • 188. Reibungsschicht: Die unteren 1000 m der Atmosphaere, in der sich die Rauhigkeit der Erdoberflaeche (Berge, Waelder) auf die Luftstroemung auswirkt. REIF Kuehlt sich die Erdoberflaeche z.B. durch naechtliche Ausstrahlung unter 0°C ab, sublimiert der Wasserdampf der Luft am Erdboden oder an Gegenstaenden, indem sich schuppen- oder nadelfoermige weisse Eiskristalle anlagern. relative Feuchte Verhaeltnis der in der Luft befindlichen Wasserdampfmenge zur maximal moeglichen; abhaengig von der Temperatur. Waermere Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kaeltere. Angabe in Prozent; normal feuchte Luft hat 50-60%. Rossbreiten: Windschwache Zonen des subtropischen Hochdruckguertels. Auf der Nordhalbkugel gehoert das Azorenhoch dazu, das fuer das Wetter in Mitteleuropa eine wichtige Rolle spielt Rotor: Bezeichnung fuer einen sich auf der Leeseite von Gebirgen ausbildenden ortsfesten Luftwirbel mit horizontaler Drehachse. Die parallel zur Gebirgskette verlaufenden Rotoren sind haeufig an ebenfalls ortsfesten Cumulus-Wolken zu erkennen, in denen heftige Rotationsbewegungen stattfinden. Die dabei auftretende aussergewoehnlich heftige Turbulenz stellt eine besondere Gefahrenzone fuer Luftfahrzeuge dar.
  • 189. Rendzina :unter Solareinstrahlung verwitterter Kalkboden:
  • 191. Satellitenauswertung: rechnergestützte Auswertung mehrerer Satellitenmesswerte (meist infrarot und Radarauswertung zur Wolkenbildung) ,zusätzlich Bodenwerte:
  • 192. Satellitenbilder: Andere Möglichkeiten stellen modifizierter Radar dar, auch Stratosphären und Ionosphären-Reflexradar von der Erde
  • 193.
  • 194. Beispiel einer verarbeiteten Satellitenaufnahme bezüglich Windstärke, Temperatur und Regen und Gesamtniederschlag in Deutschland
  • 195.
  • 196.
  • 197. Scheinbare Sonnenbahn und tatsächliche Erdbahn: Ca. alle 23-25 Jahre kreist die Erde mit oszillierender aber einseitig ausgerichteter Erdachse mit minimal variabler bistabil oszillierender Achsenneigung um die Sonne. Hierdurch kommt es auch zu periodischen Wärme und Kältephasen. (Stichwort: wärmere Sommer und kältere Winter)
  • 199. Schnee in der nördlichen Halbkugel :
  • 200. Schnee in den Alpen:
  • 203. Samum: Trocken-heisser, staub- oder sandbeladener Wuestenwind in Nordafrika (Algerien) und Arabien, entsteht an der Vorderseite von Mittelmeertiefs oder durch lokale Hitzetiefs Schichtwolken: Einfoermige horizontale Wolken ohne grosse Helligkeitsunterschiede und Strukturen, die als Felder oder Schichten den Himmel völlig oder teilweise bedecken. Typische Schichtwolken sind Stratus, Altostratus, Cirrostratus und Nimbostratus. Scirocco: Durch Kaltlufteinbrueche nach Nordafrika entstehen Tiefs, die nach Norden ziehen. Sie sind umso kraeftiger, je groesser die Differenz zwischen Kaltluft und heisser Wuestenluft ist. In ihren Warmsektoren gelangt trockene Warmluft ins Mittelmeer und mit ihr Sand aus der Wüste. Dadurch kann zuweilen die Sicht auf See unter einen Kilometer sinken. Ghibli, Chili oder Chamsin wird der warme trockene Wind bei den Arabern genannt. Durch Wasserdampfaufnahme über dem Meer wird er feucht. Die Italiener nennen ihn dann Scirocco.seemeile
  • 204. die reine geographische Lage (Küstenlage) ist alleine kein Hinweis auf Seeklima, da noch die Windrichtung in Betracht gezogen werden muss. New York beispielsweise liegt zwar direkt am Meer, hat aber wie der Großteil der Ostküste der USA Kontinentalklima, da die vorherrschen- de Windrichtung von West nach Ost geht und mithin die gewaltige Landfläche Nordamerikas das Klima bestimmt. Der Großteil Europas liegt hingegen unter dem Einfluss von Seeklima. Je tiefer man ins Landesinnere geht, desto ausgeprägter werden diese klimatischen Unterschiede; daher auch die kalten russischen Winter Das Seeklima
  • 205. Der Begriff Seeklima oder auch Maritimes/Ozeanisches Klima bezeichnet den „Ozeanischen Temperaturgang“, da das Wasser der Ozeane als Temperaturpuffer arbeitet. Da sich die Wassertemperatur auf Grund der großen Wärmekapazität langsamer ändert als die Temperatur auf dem Land, wird das Land in der Nähe der Küste im Sommer vom Meer gekühlt, dafür im Winter von ihm erwärmt • Im Vergleich zu den USA, ist der klimatische Unterschied ebenfalls deutlich sichtbar: New York liegt etwa auf dem gleichen Breitengrad wie Neapel, und München liegt auf der Höhe von Québec (Kanada). Im Schnitt sind die Winter in den europäischen Städten deutlich wärmer, ebenso sind extreme Wetterlagen (zum Beispiel Blizzards) selten. • Auch die Anwesenheit größerer Seen, kann das Klima lokal beeinflussen. Mit dem Schrumpfen des Aralsees wurde dort ein mittlerweile 2–2,5 °C wärmerer Sommer und ein 1–2 °C kälterer Winter gemessen.[1]Auch auf der Bodenseeinsel Mainau lässt sich der Effekt nachweisen. In Europa herrscht überwiegend Seeklima:
  • 206. Solare Bahn der Sonne in der Milchstraße: möglicherweise zuerst um lokoregionalen Sternenhaufen herumlaufend und mit diesem, dann erst um die Milchstraße, auf Umlauf gehend. Ein Tag stellt die Umdrehung der Erde im Sonnensystem dar. Das lange Pendel rotiert einmal angestoßen in einem Zyklus lange herum, bevor es zum Stillstand kommt.Statt einem Tag wie vermutet etwas kürzer wegen Positionswechsel auf der Solarbahn (Abkürzung durch Zusatzbeschleunigung). Somit ist die Ausweich- bewegung des Pendels kürzer. Das bedeutet nicht zwangsläufig Bewegung um weitere Fixsterne, aber die Summe einer Schwerkraftbahn auch in einem größeren System. Es soll noch zusätzlich einen 26000 jährigen Zyklus des Sonnensystems geben. Dies muß aber erst auf den Prüfstand.
  • 207. Sonnenflecken (Modell): Sonnenfleckenzyklus bezeichnet die Periodizität in der Häufigkeit der Sonnenflecken. Er beschreibt einen Zeitraum von durchschnittlich 11 Jahren, welcher nach Samuel Heinrich Schwabe auch als Schwabezyklus bezeichnet wird.
  • 208. Sonnenflecken: das Gegenteil von Sonnenwind
  • 212. Sonnenmagnetfeld Unsere Sonne wechselt ihre Magnetfeld, die Magnetfeldpolarität etwa alle 11 bis 11,5 Jahre. Dieser Magnetfeldwechsel geschieht immer im Hochpunkt der solaren Zyklen der Sonne, es kommt dabei zu einer magnetischen Feldreorganisierung.Derzeit findet wieder ein Wechsel statt. Aufgrund der Entfernung sind kaum Auswirkungen zu erwarten.Allerdings ist der Zeitpunkt günstig für Beobachtungen der elektromagnetischer Kinetik im Sonnensystem
  • 213.
  • 214. Sonnensturm und normaler Sonnenwind im Vergleich • Bei normalem Sonnenwind und dem Magnetfeld von Sonne und Erde wird entlang eines gemeinsamen Magnetfeldes ein kontinuierlicher Partikelstrom ausgelöst • Beim Sonnensturm hingegen bei akuten Sonneneruptionen werden größere Partikelmengen aus dr Sonne gegen das rotiernde Coriolisfdrehfeld geschleudert Grobe Analogie : Sonnenwind und normale Nordlichter Grobe Analogie : Sonnensturm mit Eruptionsimpulsen
  • 217. Sonnenfinsternis: Entstehung Eine Sonnenfinsternis entsteht wenn der Mond partiell,total oder als ringförmiges Dunkelfeld vor die Erde schiebt.
  • 219. Stau: Ansammlung von Luftmassen an einem orografischen Hindernis (Berg, Gebirge), an dem die Luft zum Aufsteigen gezwungen wird, wobei es zu Wolkenbildung und Niederschlag kommt. Bei geeigneter Wetterlage fallen auf der Anstroemseite der Gebirge, der Stauseite, oftmals meherer Tage lang anhaltende, ergiebige Stauniederschlaege. Die hoechsten gemessenen Niederschlagsmengen sind meist staubedingt, so z.B. auf Hawaii, in Tscherrapundschi (am Suedhang des Himalaya), am Kamerunberg, u.a. In Europa treten typische Stauniederschlaege im Alpenbereich auf, ferner am deutschen Mittelgebirge oder in Norwegen (regenreiche Westkueste, regenarmes Suednorwegen).
  • 220. Strahlungsnebel: Bildet sich in klaren, windstillen oder windschwachen Naechten, wenn sich der Boden und die darueberliegende flache Luftschicht durch ungehinderte Waermeausstrahlung gegen den wolkenlosen Himmel unter den Taupunkt abkuehlt. Beginnt demnach als flacher Bodennebel, der mit zunehmender naechtlicher Ausstrahlung nach oben waechst, wobei dann die oberste Schicht des Nebels die Ausstrahlung uebernimmt. Selten ueber 200m vertikal maechtig. Im Gegensatz dazu entsteht an der Obergrenze einer Dunstschicht der Strahlungshochnebel, der sich mit zunehmender Abkuehlung bis zum Boden senken kann. Die Dunstschicht uebernimmt hier anstelle der Erdoberflaeche die Ausstrahlungsflaeche.

Hinweis der Redaktion

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  19. 60
  20. 61
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  22. 63
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  28. 71
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