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B2 Klima Zusammenfassung...

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Definitionen! ! Klima:!Der$Begriff$Klima$geht$zurück$auf$das$griech.$Wort$klimatos$=$Neigung,$nämlich$die$Neigung$ der$Erdachse$gegen$die$Ebene$ihrer$Umlaufbahn$um$die$Sonne.$$ Das$Klima$ist$definiert$als$die$Zusammenfassung$der$Wettererscheinungen,$die$den$mittleren$Zustand$ der$Atmosphäre$an$einem$bestimmten$Ort$oder$in$einem$mehr$oder$weniger$großen$Gebiet$ charakterisieren.$$ Es$wird$repräsentiert$durch$die$statistischen$Gesamteigenschaften$(Mittelwerte,$Extremwerte,$ Häufigkeiten,$Andauerwerte$u.$a.)$über$einen$genügend$langen$Zeitraum.$Im$allgemeinen$wird$ein$ Zeitraum$von$30$Jahren$zugrunde$gelegt,$die$sog.$Normalperiode,$es$sind$aber$durchaus$auch$kürzere$ Zeitabschnitte$gebräuchlich.$ ' Meteorologie:!Allgemeine$Lehre$von$den$Beschaffenheiten$der$Atmosphäre.$ ' Klimatologie:!geographische$Meteorologie$oder$Lehre$von$Beschaffenheiten$der$Atmosphäre$in$den$ verschiedenen$Erdteilen.$! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Die!auftreffende!Strahlung!wird!verändert.!Diese!Veränderung!wird!durch!die!oben!gezeigten! Faktoren!beeinflusst.! ! ! Wetter:!bezeichnet$den$Zustand$meteorologischer$Vorgänge$an$einem$bestimmten$Ort$oder$in$einem$ bestimmten$Gebiet$$während$einer$kurzen$Zeitspanne$(meist$ein$Tag).$ $ Witterung:'bezeichnet$den$Wetterablauf$an$einem$Ort$oder$innerhalb$eines$Gebietes$während$eines$ kürzeren$oder$längeren$Zeitabschnitts.$! ! Klimaelement:'Messbare$Größe$die$das$Klima$beschreibt.$Bsp.$Strahlung,$Temperatur,$Luftdruck,$ Wind,$Luftfeuchte,$Niederschlag,$Bewölkung$&$Sicht!

! ! Klimafaktoren:'Faktoren,$welche$die$Elemente$beeinflussen.$ ! Atmosphärische'Prozesse:' ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Makroklima:'entspricht$dem$Klima;$bedingt$durch$allgemeine,$großräumliche$Faktoren.$Messung$der$ Temperatur$ca.$2m$über$dem$Erdboden.$ Mesoklima:'Topo-$oder$Lokalklima.$Klima$eines$relativ$geschlossenen$Landschaftsausschnittes$(Bsp.$ Talkessel$einer$Stadt).$„kurzfristige“$Messungen$möglich.$ Mikroklima:'Klima$auf$kleinstem$Raum,$insbesondere$Klima$der$bodennahen$Luftschicht,$ Standortklima$ Eine!strenge!Unterscheidung!der!Klimate!ist!nicht!möglich,!da!Übergänge!vorhanden!sind!!! Phänologie:'Lehre$vom$Auftreten$bestimmter$Wachstumsphasen$von$Pflanzen.$$ (Bsp.$Beginn$der$Schneeglöckchenblüte)$ Langfristige$Veränderungen$der$Wachstumsphasen$deuten$auf$Klimaänderungen$hin.! ! Abb.!Aus![POLTE/RUDOLF,!2003:!„Historische!Phänologische!Datenbank!des!DWD“]! ! Klimaänderung:'statistische$Eigenschaften$eines$Klimaelementes$ändern$sich$signifikant$in$einem$ längeren$Zeitraum$ohne$nachher$folgende$Gegenläufigkeit.$ ! Klimaschwankung:'entspricht$der$Klimaänderung,$jedoch$mit$nachfolgender$Gegenläufigkeit.$ ! ! ! ! !

Wichtige!Ereignisse!in!der!Geschichte!der!Klimabeobachtung! !

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Begründung!der!Meteorologie!durch!Aristoteles!(384!-!322!v.!Chr.)! 1611:!Erfindung!des!Flüssigkeitsthermometers!durch!Galilei! 1643:!Erfindung!des!Barometers!durch!Torricelli! Mitte!17.!Jahrhundert:!100-jähriger!Kalender!durch!Abt!Knauer! Alexander!von!Humboldt!(1769!-!1859):!Begründer!der!Klimatologie! älteste!Klimastation!in!Deutschland:!Hohenpeißenberg$(ab$1781)!ältestes!Bergobservatorium! der!Erde!! 1945:!Gründung!der!WMO! Klimastationen:!www.dwd.de!

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Himmelsmechanik! ! Erdrotation:'' ' Drehung!von!West!nach!Ost.!In!24!Std.!dreht!sich!die!Erde!einmal!um!sich!selbst.!1!Sternentag!ist! kürzer!als!ein!Sonnentag!(23!Std.!56!min.!4!sek.)! Winkelgeschwindigkeit!=!v! ! Erdrevolution:' ' Elliptische!Kreisbahn!der!Erde!um!die!Sonne.!Der!Sonnennächste!Punkt!(Perihel)!wird!am!03.01.! erreicht.!Der!entfernteste!Punkt!(Aphel)!wird!am!04.07.!erreicht.!Aphel!und!Perihel!werden!Apsiden! genannt.!Die!Verbindungslinie!zwischen!Aphel!und!Perihel!nennt!man!Apsidenlinie.!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

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Die!Kepler‘schen!Gesetze! 1. Gesetz!von!der!Gestalt!der!Bahn:!Die$Planetenbahnen$sind$Ellipsen,$in$deren$einem$ Brennpunkt$die$Sonne$steht.! 2. Gesetz!der!Fläche:!Die$Verbindungslinie$Sonne-Planet$(Radiusvektor)$bestreicht$in$gleichen$ Zeiten$gleiche$Flächen.! 3. Gesetz!der!Umlaufzeiten:!Die$Quadrate$der$Umlaufzeiten$zweier$Planeten$verhalten$sich$wie$ die$Kuben$(die$dritten$Potenzen)$ihrer$großen$Bahnachsen.! ! Der!Nordsommer!ist!7!Tage!länger!als!der! Nordwinter!! Durchschnittliche!Entfernungen:! -

Erde!-!Sonne:!150!Mio.!km! Perihel:!174!Mio.!km! Aphel:!152!Mio.!km!

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! Exzentrizät! Differenz!zwischen!Brennpunkt!der!Ellipse!(Sonnenposition)!&!Ellipsenmittelpunkt.!! ! ! ! ! Differenz!zw.!Sonnenposition!und!Ellipsenmittelpunkt! Streckenverhältnis:!----------------------------------------------------------------------------------! ! ! ! Strecke!Perihel!bis!zum!Sonnenmittelpunkt! ! Die!Erdbahn!variiert!von!einer!fast!erreichten!Kreisform!zur!maximalen!Ellipse.! ! aus![NÜBLER,!1988:!„Handbuch!des!Geographieunterrichts“,!Bd!10.1,!Kapitel!2.1,!S.30]! ! 21.03.!&!21.09.:!Äquinoktien,!da!gleiche!Tag-!&!Nachtlänge! 21.06.!&!22.12.:!Solstizien!(Sonnwendtermine)! ! Polarkreis:!Sonne!geht!mindestens!einen!Tag!nicht!auf!und!nicht!unter!!! !

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! Präzessionsbewegungen! ! Langfristige!Schwingungen!der!Erdachse.!Schwingung!des!Kreisels!dauert!etwa!26.000!Jahre.!Dies! führt!zur!Änderung!der!Himmelspole!und!somit!zum!Tausch!von!Sommer!und!Winter.! Der!Präzession!ist!noch!eine!weitere,!schwächere!Bewegung!aufgelagert,!die!sogenannte!Nutation.! Diese!Nickbewegungen!beruhen!auf!der!Wirkung!des!Mondes!auf!die!Erde.!Die!Nutation!dauert!in! der!Regel!19!Jahre.!! !

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! Ekliptik!

! ! ! ! ! ! ! ! ! 03.05.2011! ! Definition:!Unter$Ekliptik$versteht$man$die$Erdumlaufbahn$um$die$Sonne.! ! Die!Erde!steht!nicht!senkrecht!auf!der!Ekliptik,!sondern!bildet!mit!dieser!einen!Winkel!von!23,5°.! Man!spricht!deshalb!von!der!Schiefe!der!Ekliptik.!Sie!ist!grundsätzlich!die!Projektion!der!scheinbaren! jährlichen!Sonnenbahn!von!der!Erde!auf!die!Himmelskugel.! Da!die!Rotationsachse!der!Erde!eben!nicht!senkrecht!zur!Umlaufebene!und!damit!zur!Ekliptikebene! steht,!müssen!sich!Ekliptik!und!Himmelsäquator!in!genau!diesem!Winkel!schneiden.!

! ! Durch!die!Schiefe!der!Erde!sind!Jahreszeiten!vorhanden.! Die!Sonne!trifft!senkrecht!auf!die!Tropen.! ! ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' Folgen'der'Ekliptikschiefe:!! Scheinbare!Wanderung!der!Sonnenbahn!zwischen!den! Wendekreisen!im!Jahresverlauf.! Äquator:!Zenitstand!der!Sonne!am!21.03.!und!21.09.! nördl.!Wendekreis:!Zenit!der!Sonne!zur!Sommersonnwende! (21.06.)! südl.!Wendekreis:!Zenit!der!Sonne!zur!Wintersonnwende! (22.12.)! Nord-!und!Südpol!(Hälfte!des!Jahres!Tag,!die!andere!Hälfte! Nacht)! Polwärts!von!66,5°!bleibt!die!Sonne!im!Winter!länger!als!24!Std.! unter!dem!Horizont.! !

Milankovitch-Kurve! ! Erdbahnparameter!verändern!sich.!(Änderung!der!Verteilung!der!Sonneneinstrahlung!in!den! geographischen!Breitenzonen!der!Erde!im!Jahresrhythmus)! Bedeutung!für!die!Erklärung!des!Wechsels!von!Warm-!und!Kaltzeit!(Klimaschwankungen)! ! Beleuchtungszonen! ! Höhe!und!Dauer!der!Sonne!über!dem!Horizont!eines!Ortes!sind!abhängig!von!der!geographischen! Breitenlage!und!der!Jahreszeit.! Berechnung'der'Mittagssonnenhöhe' ! ! ℓ!=!Breitengrad! h!=!90°!-!ℓ! è Zu!den!Äquinoktien! h!=!90°!-!geogr.!Breite!+!geogr.!Breite!mit!Zenitstand! ! 21.06.:!h!=!90°!-!ℓ!+!23,5°!(Nordhalbkugel)!

! ! ! Abb.!aus![GOSSMANN,!„Die!Atmosphäre“,!Handbuch! des!Geographieunterrichts,!140]! !

Uhrzeiten! ! MOZ'(mittlere'Ortszeit):!Sonnenstand$an$einem$Ort.$ Um$12$Uhr$MOZ$steht$die$Sonne$am$Höchsten.$Uhrzeit$ ist$ablesbar$an$einer$Sonnenuhr.$MOZ$ist$für$alle$Orte,$ die$auf$der$gleichen$geographischen$Länge$liegen$ gleich.$ MEZ'(Mitteleuropäische'Zeit):!MOZ$von$15°$E.$! GMT'(General'Mean'Time):'MOZ$von$Greenwich$ (Nullmeridian)! UTC'(Universal'cordinated'Time)! !

! ! Dämmerungsdauer! Abb.!aus![BLÜTHGEN/WEISCHET,!1980]! ! Bürgerliche!Dämmerung:!Lesen!ohne!Hilfsbeleuchtung!nicht!mehr!möglich.! Astronomische!Dämmerung:!keine!absolute!Dunkelheit!! Dämmerungsdauer!Äquator:!20!min.! Die!Erdatmosphäre! ! ! ! ! ! Dämmerungsdauer!50°!N:!ca.!45!min.! ! Atmosphäre:!Gasgemisch$+$flüssige$und$feste$Partikel$(Aerosole,$Wasserdampf,$Wasser$und$Eis)$&$ thermodynamische$(chemische$und$physikalische)$Kräfte.! ! Leibnitz!benutzte!als!erster!den!Begriff!„Atmosphära“! ! Hauptbestandteile:' ! Chem.'Element' %'Vol.' ! Wasserdampf:' Stickstoff'(N2)' 78,08! ! Troposphäre$($ca.$2$%,$stark$temperaturabhängig)$ Sauerstoff'(O2)' 20,94! $ Stratosphäre$(4$ppm)$ 0,93! Argon'(Ar)' Kohlenstoffdioxid'(CO2)' 0,0038! !

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! ! ! ! Die!Troposphäre! ! „Wetterschicht“! enthält!fast!den!gesamten!Wasserdampf! Erwärmung!von!der!Erdoberfläche!(Temperaturabnahme!mit!der!Höhe)! Je!stärker!die!Erwärmung,!desto!höher!die!Tropopause! ! Mittlere!Temperatur:!-!55°C! Niedrigste!Temperatur,!Äquator:!-!80°C! Höchste!Temperatur,!Polargebiet:!-!45°C! ! Grenzfläche!zur!Stratosphäre!=!Tropopause!(2!deutliche!Sprünge,!Subtropen!35!-!40°,!Polargebiete!50! -!55°)! !

! Die!Stratosphäre!! ! Stagnierende!Temperatur,!dann!Anstieg!(Luft!genauso!warm,!als!in!der!oberen!Troposphäre)! Inversionsschicht! Ozonschicht!(20!-!24!km!Höhe)!starke$Absorption$von$UV-Strahlen$(Erwärmung$der$Stratosphäre)! Folge:!Zunahme!der!Temperatur!bis!zur!Stratopause! ! Gegenläufigkeitsprinzip!(stratosphärische!Kompensation)! ! Erwärmung!Troposphäre!! ! Abkühlung!Stratosphäre! Abkühlung!Troposphäre!! ! Erwärmung!Stratosphäre! !

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Die!Mesosphäre! ! Temperaturrückgang!auf!ca.!-!90°C! ! !

Thermosphäre!(Ionosphäre)! ! A) Extrem!starker!Temperatur-Anstieg!auf!1000!–!1200!°C! B) Gasdiffusion!(O2,!He,!H2)!Weltraum! ! Sitz!der!Polarlichter! ! ! Sonnenwind!regt!die!Atome,!Moleküle!&!Ionen!der!Atmosphäre!an!und!hebt!sie!auf!ein!höheres! Energieniveau.!Fallen!die!Atome!zurück,!so!wird!Energie!freigesetzt!! ! ! ! ! ! ! ! !

Entwicklungsgeschichte!der!Erdatmosphäre! ! heutige'Atmosphäre:!Ergebnis!geologischer!und!biologischer!Prozesse! primitive!Uratmosphäre!(H2O,!CO2,!H2S)!aus!Rückständen!der!im!solaren!Nebel!verbliebenen!Gase! und!vulkanischen!Exhalationen.!! ! Hauptbestandteile:' ' ' ' Nebenbestandteile:! 80!%!Wasserdampf! ! ! ! N2,!NO,!H2,!CO,!CH4,!NH 3,!Ar,!He,!Ne,!Kr! 10!%!Kohlenstoffdioxid! ! ! ! kein!freier!Sauerstoff! Ca.!5-7!%!Schwefelwasserstoff! ! Photochemische'Umwandlungsphase:' NH3!->!N2!+!H! CH4!->!C!+!H! ! H!verflüchtigt!sich!in!den!Weltraum! H2O!->!O!+!H!! ! Neubildung!von!N2!+!CO2!+!O2 !! ! ! Physikalisch-chemische'und'erste'biologische'Umwandlungsphase' ! Ca.!3,9!Mrd.!Jahre:!weitere!Abkühlung!der!Erde!(erste$Ur-Ozeane$und$erster$Wasserkreislauf)! Ca.!3,8!Mrd.!Jahre:!Cyanobakterien!(Bildung$von$O2$durch$Photosynthese)! ! ' ' ' ' ' '

! Zweite'Uratmosphäre'(1,8!-!4!Mrd.!Jahre)! ! N2,!CO2,!Ar! geringe!Anteile!(!!weitere!Oxidation!zu!CO2! 3. Je!nach!Stickoxid-Konzentration:! viel!NO:!Bildung!von!Ozon! ! ! ! ! ! wenig!NO:!Abbau!von!Ozon! ! Motor!für!natürliche!CH4-Schwankung:!langlebige!Treibhausgase! ! ' ' ' ' '

! Wasserdampf! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 10.05.2011! ' in!Troposphäre,!variabel! fast!gesamter!Gehalt!an!Wasserdampf! Ozeane,!Tropen!und!Regenwälder!enthalten!am!meisten!Wasserdampf! ! Aerosole:!! Bestandteile!der!Atmosphäre!(entweder!fest!oder!flüssig),!schwebend! ! ! Staub,!Rauch,!Mikroorganismen,!HNO3!&!H2SO4-Tropfen! ! ! Emission!durch!natürliche!oder!künstliche!Quellen! ! ! Höhenlage!zwischen!3!(Ozeane)!und!5!km!(Kontinente)! ! ! ! ! ! Unterscheidung!nach!Teilchengröße!oder!Genese! A) Primär-Aerosole!(direkter!Eintrag!in!die!Atmosphäre)! B) Sekundär-Aerosole!(chemisch!aus!Vorläuferstoffen)! ! wichtige!Quellen:! 1. Staub!(Bsp.!Löß)!in!Trockengebieten! 2. Rauchwolken!(Bsp.!Waldbrände)! 3. El-Niño-Jahr!(Waldbrände!in!Indonesien)! ! Staubemissionen!in!Deutschland!absinkend! ! Klimawirksamkeit:! ! Stratosphäre+ Troposphäre+ größere!Sulfat-!und!Nitratkerne!(Erhöhung!der! Beeinflussung!des!Strahlungshaushaltes! planetarischen!Albedo)! Absorption!solarer!Strahlung,!sowie!Absorption! Wolken-!und!Nebelbildung! und!Emission!der!terrestr.!Infrarotstrahlung! (kleinere!Sulfat-,!Nitrat-!und!Staubpartikel)! Beeinflussung!geochemischer!Prozesse! Säuregehalt!von!Niederschlägen! ! Beeinflussung!geochemischer!Prozesse! ! ! ! !

Ozon! ! deutlich!wahrnehmbarer!Geruch! bei!gewöhnlichen!Temperaturen!gasförmig! blaue!Färbung! kondensiert!bei!-!111,9!°C!zu!tiefblauer!Flüssigkeit! 1839!erstmals!von!C.F.$Schönbein!nachgewiesen! ! Ozon!ist!ein!Spurengas! Gehalt!an!Ozon!in!den!mittleren!Breiten!beträgt!ca.!0,3!ppm! Angabe!von!Ozon!in!Dobson$Units$(DU)$1$DU$entspricht$0,01$mm$Höhe$bei$O°C$ ! Bodennahes'Ozon'(Abb.)' ! Zunahme!um!1,1!%!p.a.! 1850!-!1950!stagnierend,!seitdem!ansteigend! Ø!Deutschland:!0,25!-!0,45!ppm!! Ozongehalte!in!Ballungsgebieten!ändern!sich!im!Laufe!des!Tages! ! Bildung:! aus!Stickoxiden,!Kohlenmonoxiden,!Kohlenwasserstoff!&!kurzwelliger!Sonnenstrahlung! ! !

! NO2!+!Sonnenenergie!(λ!!NO!+!O! troposphärisches!Ozon!durch!Stickoxid!-! Reaktion!! ! Methan-Stickoxid-Zyklus! ! aus!CH4!entstehen!3!NO2!->!daraus!werden!widerum!3!O3-Moleküle! ! CH4!+!6!O2!+!Stickoxide!(>!0,01!ppb)!+!Sonnenenergie! !! CO!+!3!NO!+!2!H2O!+!3!O3! ! Abbau:! bei!Nacht!und!bei!niedrigen!Stickoxid-Konzentrationen! ! O3-Molekül!durch!Oxidation!eines!NO!oder!CO!! Bodennaher!Ozonsmog!ist!rückläufig.! ! Stratosphärisches'Ozon' ! natürlich:!max.!Konzentration!in!12!-!40!km!Höhe,!kaum!beeinflussbar,!abnehmende!Ozongehalte! FCKW!verboten,!da!das!enthaltene!Chlor!die!Ozonschicht!zerstört! ! Bildung:! ! Sauerstoff!+!UV-Strahlung!(UV-B/UV-C)!->!photochemische!Spaltung!+!Kollisionsreaktion!->!nahezu! vollständige!Bildung! ! Abbaumechanismen:! ! A) Chapman-Zyklus$ natürlicher!Zerfall!!O3!+!Sonnenenergie!(λ!!2!O2! ! O3!+!NO!->!NO2!+!O2! !! ! ! NO2!+!O!->!NO!+!O2! Chlor-Zyklus$ natürlich:!Cl-Atome!aus!Methylchlorid!(CH3Cl)! anthropogen:!Chlorfluormethane!(CFCl3,!CF2Cl2)!bzw.!FCKW’s! ! O3!+!Cl!->!ClO!+!O2! O3!+!Sonnenenergie!->!O!+!O2! O3!+!O!->!2!O2! ! 2.!Möglichkeit:! ! O3!+!Cl!->!ClO!+!O2! ClO!+!NO!->!Cl!+!NO2! ! NO2!+!Sonnenenergie!(λ!!NO!+!O! O3!+!Sonnenenergie!->!O2!+!O! ! ! !

! Beachte:' ! I) Hohe!NO2!-!Konzentration:!Fixierung!der!Cl-Atome!als!Chlornitrat! ! ! ! ClO!+!NO2!->!ClONO2!bzw.!ClNO3!(Chlor-Zyklus$wird$eingestellt!)! ! II) NO2!-!Entzug:!tiefe!Temperatur!(!!Kondensation!zu!HNO3! ! Regionale'Unterschiede'stratosphärischer'Ozonbildung:' ' Polarregionen:!!geringe!Ozon-Produktion!(wenig!kurzwellige!Sonneneinstrahlung)! ! ! stärkste!Ausbildung!des!Ozons! Tropen:!hächste!O3-Produktion! ! Antarktisches'Ozonloch'-'Genese' ! I) winterlicher!antarktischer!Polarwirbel!(Isolation$antarktischer$Zirkulation)! II) winterliche!Temperaturen!(!Energie,!die!durch!elektromagnetische!Wellen!transportiert!wird! ! Wellen-!oder!Partikelstrahlung!(kosmische,!Alpha-!oder!Beta-Strahlung)! ! Formen' Kosmische!Höhenstrahlung,!Gammastrahlung,!etc.! ! 98!%!extraterrestrischer!Sonnenstrahlung:!Wellenlängen!zwischen!0,2!–!0,3!µm!(kurzwelliger$ Spektralbereich)! ! Abbildung!aus![WEISCHET,!1988]! ! Energiemaximum' I) Jeder!Körper,!der!eine!vom!absoluten!Nullpunkt!verschiedene!Temperatur!hat,!emittiert! ! Strahlungsenergie! II) Die!Strahlungsemission!ist!sehr!stark!(4.!Potenz)!von!seiner!Temperatur!abhängig! III) Bei!Kenntnis!der!gesamten!Strahlungsemission!eines!Körpers!kann!seine!Temperatur!! ! bestimmt!werden.! ! Stefan-Boltzmann-Gesetz' ! / S:!gesamte,!vom!Körper!abgestrahlte!Intensität! S/=/σ/*/T4/! T:!Oberflächentemperatur!des!Körpers!in!Kelvin! ! σ:!Stefan-Boltzmann-Konstante!! !

! ! Derzeitige!globale!Mitteltemperatur!(T)!=!287!K!=!14°C! Abstrahlungsenergie!von!rd.!385!W/m2![2874!*!5,67!*!10-8]!also!mehr!als!die!Solarkonstante!(ca.!1870! W/m2)! ! natürlicher!Treibhauseffekt![insges.!ca.!32!-!33°C]! ! H2O!(Wasserdampf)! 62!%! CO2! 22!%! Auswirkungen!auf!den!Treibhauseffekt!! ! ! O3! ! ! 7!!!%!! ! Sonnenflecken' ! erstmals!von!G.!Galilei!erfasst,!etwa!11-jährige!Periode! viele!Sonnenflecken!->!erhöhte!Aktivität!der!Sonne! ! verstärkter$Sonnenwind$ $ Zunahme$kurzzeitig$solarer$Energieausbrüche! ' Sonnenflecken'und'Klima' ! Anomalien!zwischen!1860!und!2000! viele!Sonnenflecken!->!Auswirkungen!auf!die!Jahreszeiten?! Maunder-,!Dalton-!und!Gleissberg-Minima!->!„kleine!Eiszeiten“!! ! Sonnenflecken!korrelieren!negativ!mit!der!kosmischen!Strahlung! hohe!Aktivität!->!geringe!kosmische!Strahlung!->!abgeschwächte!Bildung!kosmischer!Nuklide! ! hohe!Sonnenfleckenzahl!=!starker!Sonnenwind!(viele!Nordlichter)! ! Klimawirksamkeit'der'Sonne' ' Variationen!der!Sonnenstrahlen!(Solarkonstante!$ca.$1365$-$1370$W/m2! B) bezogen$auf$Kugeloberfläche(4πr2)$->$ca.$342,5$W/m2! ! Lambert’sches'Gesetz' SK:!Solarkonstante! ! β:!Einstrahlungswinkel!der!Sonne! S‘/=/SK/*/sinβ// S‘:!Solarenergie! ! ! ! ! ! ! !

! großräumige'Auswirkungen! ! I) Tropen!(winterlose$Zone,$kältester$Monat$wärmer$als$Juli$in$Mitteleuropa)! II) Tropen!(keine$klimatischen$Jahreszeiten,$äußere$Tropen:$hygrische$Jahreszeiten),! III) Mittelbreiten!(Gegensatz$zwischen$Sommer$und$Winter$nimmt$polwärts$zu)! IV) Polargebiete!(Polartag/$-nacht)! ' kleinräumige'Auswirkungen' ! Unterschiede!pro!Flächeneinheit!abhängig!von!Relief!+!Sonnenexposition! ! Sommer:!hochstehende!Sonne!->!waagrechte!Flächen! ! Kurzwellige'solare'&'langwellige'terrestrische'Strahlung' ! Wien’sches'Verschiebungsgesetz' ' Produkt!aus!Wellenlänge!(λmax.)!des! λmax.!*!T!=!k!! Strahlungsmaximums!und!der! ! absorbierten!Temperatur!T!(in! ! 2884!*!µm!K! Kelvin)!ist!konstant!!! λ =!----------------! max.!

!!!!!!!!T!! ! ! Bsp.:$$ $ Solares$Energiemaximum:$λmax.$=$2884$µm$K$/$5900$K$=$0,49$µm$ Ausstrahlungsmaximum$der$Erde:$λmax.$=$2884$µm$K$/$287$K$=$10$µm$ $ Stefan-Boltzmann-Gesetz/ Lambert’sches/Gesetz// / / Was/beschreiben/diese/Gesetze?/ Wien’sches/Verschiebungsgesetz// / Selektive'Absorption' ! elektromagnetische!Strahlung!trifft!auf!Materie,!was!passiert?! ! Teil!durchdringt!die!Materie:!! Transmission! ! Teil!wird!umgewandelt:!! Absorption! ! Teil!wird!zurückgeworfen:! Reflexion! ! Teil!wird!gestreut:! ! Streuung! ! Absorption:!! Umwandlung$elektromagnetischer$Strahlungsenergie$beim$Durchgang$durch$Materie$ in$andere$Energieformen$->$in$Wärmeenergie,$etc.$ ! Selektive!Absorption:!bestimmte$Wellen$werden$in$der$Atmosphäre$abgefangen.$ $ ' ' ' ' ' ' ' '

! Streuung'und'Reflexion' ' Streuung:!elektromagnetische$Strahlung$trifft$auf$Luft$(Aufnahme$der$Energie)$ $ 2!Streuungsarten:! ! I) Rayleigh-Streuung:$$ $ findet!an!Gasbestandteilen!statt.!Je!kurzwelliger!die!! Strahlung,!desto!stärker!die!Streuung!(blaues!Licht!stärker! gestreut!als!rotes)! ! Streuung$=$1$/$r4$$ $ r$=$Wellenlänge$der$Strahlung$ $ II) Mie-Streuung:$ $ $ sichtbare!Strahlung!+!Luft!->!Weißgraues!Streulicht$ $ Diffuses!Himmelslicht:!kurzwelliger!als!direkte!Sonnenstrahlung,!deshalb!schädlicher!!!...