Meteorologie Übungen 6

1. 22.10.2013 Übungen Meteorologie und Klimaphysik (3) (c) S. Harris Beispiel (15) – Barometrische Höhenformel Ermitteln Sie die „Barometrische Höhenformel“ für die Atmosphäre. Wir starten – wie in Bsp. 14 mit dem Hydrostatischen Gleichgewicht, jetzt ist aber die Dichte nicht konstant, sondern folgt dem Gasgesetz. Einsetzen – Umrühren (Trennung der Variablen) – Integrieren – fertig. Bzw. fast – jetzt führen wir noch die SkalenhöheH ein, dann wird es übersichtlicher Fürs Erste gehen wir einmal davon aus, dass T und g konstant sind. Meteorologie Übungen 6

2. 22.10.2013 Übungen Meteorologie und Klimaphysik (3) Beispiel (16) – Skalenhöhe (a) Wie groß ist die Skalenhöhe unter Normalbedingungen (mit g = 9.81 m/s2)? (b) Wie groß ist die Skalenhöhe an der Mesopause, wenn die Temperatur –100°C beträgt. Berücksichtigen sie die Abnahme von g mit der Höhe. Vergleichen Sie dabei auch den exakten Werte mit der Näherung (Reihenentwicklung). (c) Wie groß ist die Skalenhöhe auf Titan, bei einer Temperatur von 90 K. Die Titan-Atmosphäre besteht zu 98.4 % aus N2 und zu 1.6 % aus Methan. Beispiel (17) – Barometrische Höhenformel Wie groß ist, nach der barometrischen Höhenformel, der Luftdruck auf dem Grazer Hauptplatz (353 m) Großglockner (3798 m) Mount Everest (8850 m) Rechnen sie mit einer mittleren Troposphärentemperatur von 270 K. Beispiel (18) – Polytrope Schicht Wie nimmt der Druck mit der Höhe ab, wenn es einen linearen Temperaturgradienten gibt? (nicht ganz einfach!) Beispiel (19) – Druck und Höhe Der Supertaifun Jangmi hatte einen minimalen Kerndruck von 910 hPa Welche Höhe würde in diesem Fall ein Höhenmesser auf Meeresniveau anzeigen, der „mit Normaldruck rechnet“? (isotherme Atmosphäre, T = 20°C) Beispiel (20) – CO2 Anstieg Emissionen werden in (meist Gigatonnen) Kohlenstoff oder CO2angegeben – und diese oft verwechselt. Wie groß muss denn der Umrechnungsfaktor sein? Meteorologie Übungen 7