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Transport
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Die Konvektion trägt Luftmassen und die Verdunstung des an der Oberfläche erzeugten Wassers und bringt Energie von der Oberfläche in die Atmosphäre.
Niederschlag bringt Energie aus der Atmosphäre an die Oberfläche.
Beide Prozesse beeinflussen die Energiebilanz und damit das Klima.
ID:(1215, 0)
Verteilung der durch latente Wärme transportierten Wärme
Definition
Wenn wir die Verteilung der latente Wärme betrachten, die über die Oberfläche des Planeten transportiert wird, fällt auf, dass sie von der relativen Luftfeuchtigkeit abhängt. Daher erreicht sie Werte von etwa $150 W/m^2$ über den Ozeanen in äquatorialen Zonen, sinkt auf $30 W/m^2$ in kontinentalen Gebieten und geht in Wüstenregionen auf null zurück:
Diese Daten stammen aus einer 40-jährigen Reanalyse von Kallberg P., Berrisford P., Hoskins B., Simmons A., Uppala S., Lamy-Thepaut S., Hine R., 2005: ERA-40 Atlas. Reading, Vereinigtes Königreich, ECMWF Re-Analysis Project (Kallberg et al., 2005).
ID:(9264, 0)
Latentwärmetransportmechanismus
Notiz
Einer der Schlüsselmechanismen im Energieflussprozess im Klimasystem ist der Verdunstungsprozess. Dabei verdunstet Wasser an einem Ort, entzieht der Oberfläche Energie und wird dann durch Konvektion zur Atmosphäre transportiert, wo es durch Kondensation wieder Energie freisetzt.
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Der jährliche Energiefluss aufgrund des latenten Wärmetransports entspricht dem Fluss von $I_E\sim 80,W/m^2$ multipliziert mit der Oberfläche des Planeten mit einem Radius von $R\sim 6.37\times 10^{+6}m$ und der Anzahl der Sekunden in einem Jahr $t_e=3.15\times 10^{+7}s$.
$Q_e=4\pi R^2 I_E t_e=1.27\times 10^{24},J$
Wenn die latente Wärme $L_v=2256,kJ/kg$ beträgt und die Dichte $\rho_w=1000,kg/m^3$ ist, können wir das pro Jahr verdampfte Wasservolumen berechnen:
$V_w=\displaystyle\frac{Q_e}{\rho_wL_v}=5\times 10^{14}m^3$
Von diesem Wasservolumen verdunsten 87% über den Ozeanen, während der Rest aus feuchten kontinentalen Gebieten stammt. Das Wasser gelangt durch Regen oder Schnee wieder auf die Oberfläche. Von der Gesamtmenge entfallen 77% auf Niederschläge über den Ozeanen, was leicht über dem Anteil der Erdoberfläche liegt, der von Ozeanen bedeckt ist.
ID:(9266, 0)
