Atmosphärische Grundlagen

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Gewässer und die Erdoberfläche. Bei diesen Prozessen entsteht aus der kurzwelligen Sonnenstrahlung langwellige Wärmestrahlung (Thermalstrahlung des infraroten Bereiches). Jedoch werden 98% der absorbierten kurzwelligen Sonnenstrahlung als infrarote Strahlung (Wärmestrahlung) wieder von der Erdoberfläche abgegeben. Dies ist die Ausstrahlung der Oberfläche. Ein Teil davon wird von Wolken aufgenommen und als Wärmestrahlung wieder zur Erdoberfläche zurückgegeben (77%) . Dies wird als Gegenstrahlung bezeichnet. Es wird also nur ein Teil der Ausstrahlung der Erdoberfläche tatsächlich in den Weltraum ausgestrahlt (21%). Dieser Teil ist die effektive Ausstrahlung. Die Gegenstrahlung bewirkt den natürlichen Treibhauseffekt und damit die Aufrechterhaltung der 15°C Durchschnittstemperatur auf der Erdoberfläche. Die Atmosphäre selbst strahlt 49% langwellige Strahlung in den Weltraum aus. Albedo: Anteil des Sonnenlichts in Prozent der von reflektiert wird. Abhängig. von der Helligkeit and Beschaffenheit der oberfläche Geographie Q11 (1geo2) Abhängigkeit des Strahlungshaushaltes vom Ort Die Sonneneinstrahlung unterscheidet sich wie bereits oben erwähnt - vom Ort. So ist sie am Äquator höher als an den Polen. Wie die Beschreibung des Strahlungshaushaltes außerdem zeigte, ist die Nettostrahlung eines Ortes neben der Sonneneinstrahlung auch von der Reflexion und Absorption der kurzwelligen Sonnenstrahlung durch die Erdoberfläche abhängig. Die Absorption und Reflexion von Strahlung wird v. a. beeinflusst vom Vorhandensein und der Art der Wolken bzw. der Albedo. Die Albedo ist der Anteil an einfallender kurzwelliger Sonnenstrahlung, der durch eine bestimmte Oberfläche wieder reflektiert wird. Er ist für verschiedene Oberflächen unterschiedlich. So reflektiert Schnee etwa 80 bis 85% der einfallenden Sonnenstrahlung, Sand 20 bis 30%, Wolken je nach Mächtigkeit von 25 bis 80%, Wald bis zu 10% und Wasser nur 5%, wenn die Sonne nahe am Zenit steht, aber bis zu 80%, wenn die Sonnenstrahlung im flachen Winkel einfällt. Insgesamt nimmt das System Erde-Atmosphäre also genauso viel Energie von der Sonne auf wie es wieder abgibt. Im langjährigen Mittel ist die Strahlungsbilanz der Erde somit ausgeglichen. Innerhalb des Systems zeigt sich aber, dass die Erdoberfläche einen Energieüberschuss von 30% und die Atmosphäre ein Defizit von 30% hat. Um dieses Verhältnis auszugleichen wird Energie von der Erdoberfläche in die Atmosphäre transportiert. Globale Energieverteilung und -transporte Daraus ergibt sich, dass jeder Ort eine andere Strahlungsbilanz hat. Die polaren Regionen haben im langjährigen Mittel ein Strahlungsdefizit, weil sie ein halbes Jahr lang gar keine Einstrahlung haben (Polarnacht). Die tropischen Regionen haben ein Strahlungs- und Energieüberschuss, weil sie das ganze Jahr über gleichmäßig stark beschienen werden. Die Abhängigkeit der Nettostrahlung von der geographischen Breite zeigt auch die nebenstehende Abbildung. Nettostrahlung in W/m² 60 40 20 0 -20 -60 -80 100 120 -140 Energie defizit 90° 70° N Nettostrahlung 25.09.2019 Energieüberschuss Energietransport Energie- defizit 50⁰ 30* 10" 0" 10° 30° 50 70 Geographische Breite 90* S (Eigener Entwurf nach Strahler 2005:70 und Walch 2000:93) Um die ungleiche Energieverteilung auf der Erde auszugleichen, muss Energie von den niederen Breiten in die hohen Breiten transportiert werden. Dies erfolgt durch globale Windsysteme der atmosphärischen Zirkulation aber auch durch Meeresströmungen. Die Ausgangsfrage "Woraus resultiert die atmosphärische Zirkulation?" ist also mit der unterschiedlichen Strahlungsenergieverteilung auf der Erde zu beantworten. einer oberflod (Quelle: www.klima-der-erde.de, verändert) Die atmosphärische Zirkulation und die Meeresströmungen resultieren also aus dem Strahlungs- und Wärmeunterschied zwischen Pol und Äquator.