In der Meteorologie ist es wichtig, die physikalischen Veränderungen der Atmosphäre in Echtzeit zu untersuchen, um zukünftige Ereignisse vorherzusagen. Die Atmosphäre ist ein Medium, in dem Massenbewegungen sehr leicht stattfinden. Dies ermöglicht den Wärmeaustausch durch vertikale und horizontale Bewegungen. Der horizontale Transport von Wärme und anderen physikalischen Größen durch den Wind wird als Advektion bezeichnet. Die Advektion steht im Mittelpunkt dieses Artikels.
Wir werden analysieren, wie wichtig es ist, die in der Atmosphäre vorhandene Advektion zu kennen, um die Meteorologie und Veränderungen im Laufe der Zeit zu kennen. Möchten Sie mehr darüber erfahren? Lesen Sie einfach weiter
Was ist Advektion?
In der Meteorologie wird der Begriff Konvektion häufig verwendet, um vertikale Luftbewegungen zu beschreiben. Die Geschwindigkeit dieser Bewegungen beträgt im Allgemeinen nicht mehr als ein Hundertstel der Geschwindigkeit horizontaler Bewegungen. Daher können sich vertikal entwickelte Wolken langsam bilden und ihre Entstehung kann bis zu einem ganzen Tag dauern.
Die horizontale Bewegung von Luftmassen findet weltweit in großem Umfang statt. Es ist dasjenige, das Wärmeenergie von den tropischen Regionen in die Polarzonen transportiert. Sie sind in der Lage, Energie von einer Seite der Welt zur anderen zu leiten und Tausende von Kilometern entfernt zu reisen. Es ist dieser horizontale Transport, der Advektion ist und viel wichtiger und beständiger ist als vertikale Luftströmungen.
In der Meteorologie und physikalischen Ozeanographie bezeichnet Advektion den Transport von atmosphärischen oder ozeanischen Stoffen wie Wärme, Feuchtigkeit oder Salzgehalt. Meteorologische und ozeanographische Advektion verläuft entlang isobarer Flächen und ist daher überwiegend horizontal. Sie ist gleichbedeutend mit dem Transport atmosphärischer Stoffe durch Wind. Darüber hinaus ist das Verständnis von Advektion grundlegend für das Verständnis von Phänomenen wie Nebelbildung und anderen meteorologischen Prozessen sowie für das Verständnis der verschiedenen Nebelarten.
Advektionseigenschaften
Um dieses Konzept besser zu verstehen, betrachten wir einige Beispiele für Warm- und Kaltluftadvektion. Warmluftadvektion bezeichnet den Transport von Wärme durch den Wind zu einem anderen Ort. Kaltluftadvektion hingegen ist der Transport kalter Luft zu anderen Orten. Beides sind Formen des Energietransports, denn obwohl die Luft eine niedrigere Temperatur hat, enthält sie dennoch Energie.
In der Wettervorhersage bezeichnet der Begriff Advektion den Transport einer bestimmten Menge Luft durch die horizontale Windkomponente. Kaltluft strömt typischerweise zu wärmeren Oberflächen hin. Warmluft strömt über kühleres Land und Meer und führt so zu einer Abkühlung von unten. Das Verständnis dieser Phänomene ist wesentlich, um Nebel und Dunst zu verstehen , die in bestimmten Regionen auftreten können, da sie die Temperaturen in klaren Nächten beeinflussen.
Kondensationsursachen
Es gibt verschiedene Arten der Wasserdampfkondensation. Der erste ist durch Strahlung und der zweite durch Advektion. Wasserdampf kann auch durch Mischen von Luftmassen und Abkühlen durch adiabatische Expansion kondensiert werden. Letzteres ist die Ursache für die größten Wolkenmassenformationen.
Bei der Advektionskühlung wird eine Masse warmer, feuchter Luft horizontal transportiert und steigt über eine kühlere Oberfläche oder Luftmasse auf . Durch den Kontakt zwischen den warmen und kalten Luftmassen sinkt die Temperatur der warmen Luftmasse und gleicht sich der Temperatur der kalten Luft an. Dieser Prozess initiiert die Wolkenbildung, vorausgesetzt, die Temperatur der warmen Luftmasse erreicht ihren Taupunkt und sie ist mit Wasser gesättigt. Dieses Phänomen steht auch im Zusammenhang mit dem in der Natur beobachteten Nebel und Dunst.
Strahlungskühlung findet statt, wenn die Erde von der Sonne erwärmt wird. Dadurch beginnt sich die der Oberfläche am nächsten liegende Schicht zu erwärmen. Aus diesem Grund bilden sich Heißluftblasen, die aufgrund ihrer geringeren Dichte zum Aufsteigen neigen, bis sie auf die höchsten und kältesten Schichten treffen. Wenn sie die höheren Schichten erreichen, beginnt die Temperatur zu sinken und sie werden gesättigt, kondensiert und bilden die Wolke.
Adiabatische Kühlung
Es ist auf die Temperaturschwankung zurückzuführen, die auf den Abfall des atmosphärischen Drucks mit zunehmender Höhe zurückzuführen ist. Viele der vertikalen Ströme können diese Abkühlung verändern, die auch als thermischer Umgebungsgradient bezeichnet wird.
Mit steigender Luftmenge sinkt der Luftdruck. Dadurch verringern sich auch die Bewegung und die Reibung der Moleküle, was zu einer Abkühlung der Luft führt. Typischerweise sinkt die Temperatur um etwa 6,5 Grad Celsius pro Kilometer Höhe.
Bei trockener Luft ist der Temperaturabfall deutlich größer (etwa 10 Grad Celsius pro Kilometer Höhe). Ist die Luft hingegen gesättigt, beträgt der Abfall nur 5 Grad Celsius pro Kilometer. Das Verständnis dieses Prozesses ist entscheidend, um die Wolkenbildung und ihren Zusammenhang mit Stürmen in klaren Nächten zu verstehen, sowie um Phänomene der Advektion in der Meteorologie zu erfassen.
Wolken bestehen aus einer Reihe sehr kleiner und feiner Wasserpartikel, Eis oder einer Mischung aus beiden. Sie entstehen durch Kondensation von Wasserdampf in der Atmosphäre. Dies bewirkt, dass die Advektion die Kälte von den Wolken in den Rest der Atmosphäre transportiert und sich ausbreitet.
Temperaturänderung durch Advektion
Bei der Advektion handelt es sich um Temperatureinheiten pro Zeiteinheit. Es gibt die Temperaturschwankung an, die an einem Punkt auftritt, wenn Wind eintrifft, der Luft mit einer anderen Temperatur mit sich bringt.
Wenn beispielsweise Luft aus einer kälteren Region an den Punkt gelangt, an dem wir messen, würden wir eine Abkühlung feststellen und die Temperaturadvektion wäre eine negative Zahl, die uns genau sagen würde, um wie viele Grad pro Zeiteinheit die Temperatur sinkt.
Luftkühlung kann aus verschiedenen Gründen auftreten:
- Aufgrund der Erwärmung der Erdoberfläche freie Konvektion wird durch die Sonnenstrahlen erzeugt.
- Durch die Orographie des Landes, Aufgrund des Aufstiegs der Luftschichten zum Überqueren des Berges tritt eine erzwungene Konvektion auf.
- Die Luft musste in der Nähe von Heiß- und Kaltfronten aufsteigen. erzeugt eine horizontale Bewegung einer kalten Luftmasse, erzeugt durch horizontale Bewegung in eine wärmere Luft, um aufzusteigen.
Wie Sie sehen können, ist die Advektion ein sehr wichtiger Faktor, der in der Meteorologie berücksichtigt werden muss. Es ist ziemlich konditionierend, wenn es um meteorologische Vorhersagen geht und um die Dynamik und Stabilität der Atmosphäre.
