Benützer:
Klimabasen und ihre Schwankungen
Storyboard 
Die Schwankungen der Erdumlaufbahn wirken sich unmittelbar auf den Strahlungshaushalt und damit auf das Erdklima aus.
ID:(538, 0)
Mars: ein Beispiel für einen Planeten mit wenig Atmosphäre
Definition
In einer ersten Annäherung kann davon ausgegangen werden, dass der Mars keine Atmosphäre hat, was eine relativ einfache Modellierung ermöglicht:
ID:(3070, 0)
Strahlungsbilanz auf einem Planeten ohne Atmosphäre
Bild
Bei einem Planeten ohne Atmosphäre wird ein Anteil der einfallenden Strahlung $I_p$ als $a_{
u}I_p$ reflektiert, ein weiterer Anteil wird als $(1-a_{
u})I_p$ absorbiert, und ein Anteil der Infrarotstrahlung $\sigma\epsilon T_e^4$ wird abgestrahlt.
ID:(3069, 0)
Präzession der Erdachse
Notiz
Neben der Nutation unterliegt die Achse der Erde einer rotationsartigen Bewegung, die als Präzession bezeichnet wird.
None
Die Konsequenz der Präzession ist, dass sich der Zeitpunkt von Sommer und Winter im Laufe der Zeit ändert. Aufgrund einer Präzessionsperiode von 26.000 Jahren kehren sich alle 13.000 Jahre die Jahreszeiten um.
ID:(3087, 0)
Umlaufbahnpräzession
Zitat
Die Intensität der Sonne schwankt je nach Genauigkeit der Umlaufbahn:
None
ID:(3089, 0)
Nutation der Erdachse
Übung
Die Neigung der Erdachse variiert zwischen 22,1 und 24,5 Grad. Dieser Prozess wird als Nutation bezeichnet.
Die Nutation wird durch Effekte wie den Einfluss des Mondes auf die Erde und die nicht perfekt kugelförmige Form unseres Planeten verursacht. Jeder Effekt hat seine eigene typische Periode, wobei die längste etwa 41.000 Jahre beträgt. Es wird angenommen, dass der letzte maximale Wert vor etwa 10.700 Jahren (8700 v. Chr.) auftrat und mit dem Ende der letzten Eiszeit zusammenfiel.
ID:(3086, 0)
Milankovitch-Zyklen
Gleichung
Fluktuationen in der Ausrichtung der Erdachse und Variationen in der Umlaufbahn haben zu einer Abnahme der Sonnenstrahlung auf der Erde geführt, was zu Kälteperioden und der Entstehung von Eiszeitaltern geführt hat.
None
Das letzte Eiszeitalter endete vor etwa 10.000 Jahren.
ID:(3090, 0)
Klimabasen und ihre Schwankungen
Beschreibung
Die Schwankungen der Erdumlaufbahn wirken sich unmittelbar auf den Strahlungshaushalt und damit auf das Erdklima aus.
Variablen
Berechnungen
zu 
,
dann die Variable auswählen: 
zu 
Berechnungen
Variable
Gegeben
Berechnen
Ziel :
Gleichung
Zu verwenden
Gleichungen
Beispiele
In einer ersten Ann herung kann davon ausgegangen werden, dass der Mars keine Atmosph re hat, was eine relativ einfache Modellierung erm glicht:
(ID 3070)
Bei einem Planeten ohne Atmosph re wird ein Anteil der einfallenden Strahlung $I_p$ als $a_{
u}I_p$ reflektiert, ein weiterer Anteil wird als $(1-a_{
u})I_p$ absorbiert, und ein Anteil der Infrarotstrahlung $\sigma\epsilon T_e^4$ wird abgestrahlt.
(ID 3069)
Der Planet absorbiert und reemittiert die von der Sonne empfangene Strahlung. Die absorbierte Energie des Planeten entspricht der nicht reflektierten Strahlung und kann als
$(1-a_v)I_s$
ausgedr ckt werden. Diese Energie erw rmt den Planeten auf eine Temperatur $T_p$. Die resultierende Erw rmung f hrt zur Infrarotstrahlung, die gem dem Stefan-Boltzmann-Gesetz wie folgt beschrieben werden kann:
$\sigma\epsilon T_p^4$
wobei $\sigma$ die Stefan-Boltzmann-Konstante und $\epsilon$ die Emissionsrate ist.
Im Gleichgewichtszustand sind die absorbierte Energie und die emittierte Energie gleich, was durch
$(1-a_v)I_s=\sigma\epsilon T_p^4$
beschrieben wird. Diese Gleichung erm glicht es uns, die Temperatur $T_p$ des Planeten zu berechnen:
| $ T_p =\left(\displaystyle\frac{(1- a_v ) I_s }{ \sigma \epsilon }\right)^{1/4}$ |
Bei Verwendung dieser Gleichung zur Absch tzung der Temperaturen verschiedener Planeten ergeben sich folgende Daten:
Planet | Intensit t [W/m^2] | Albedo [-] | Temperatur [C] | Bereich [C]
:----------|:---------------------------|:-------------|:----------------------|:--------------:
Merkur | 9126,49 | 0,088 | 345,83 | -180 bis 430
Venus | 2613,78 | 0,76 | 51,17 | 465
Erde | 1367,56 | 0,306 | 86,54 | -89 bis 58
Mars | 589,04 | 0,25 | 23,95 | -82 bis 0
Jupiter | 50,52 | 0,503 | -128,09 | -150
Saturn | 15,04 | 0,342 | -158,22 | -170
Uranus | 3,71 | 0,3 | -190,86 | -200
Neptun | 1,51 | 0,29 | -207,18 | -210
Es ist interessant zu bemerken, dass insbesondere bei Planeten, die der Sonne n her sind, Abweichungen auftreten, die durch ihre jeweiligen Atmosph ren beeinflusst werden.
In diesem Modell werden Oberfl chenvariationen und nderungen der atmosph rischen H he nicht ber cksichtigt. Daher wird der Planet als punktf rmiges Objekt mit null Dimensionen (0D) modelliert.
(ID 4669)
Neben der Nutation unterliegt die Achse der Erde einer rotationsartigen Bewegung, die als Pr zession bezeichnet wird.
None
Die Konsequenz der Pr zession ist, dass sich der Zeitpunkt von Sommer und Winter im Laufe der Zeit ndert. Aufgrund einer Pr zessionsperiode von 26.000 Jahren kehren sich alle 13.000 Jahre die Jahreszeiten um.
(ID 3087)
Si la intensidad visible del sol es
| $ I_r = a_v I_s $ |
(ID 4668)
Die Intensit t der Sonne schwankt je nach Genauigkeit der Umlaufbahn:
None
(ID 3089)
Die Neigung der Erdachse variiert zwischen 22,1 und 24,5 Grad. Dieser Prozess wird als Nutation bezeichnet.
Die Nutation wird durch Effekte wie den Einfluss des Mondes auf die Erde und die nicht perfekt kugelf rmige Form unseres Planeten verursacht. Jeder Effekt hat seine eigene typische Periode, wobei die l ngste etwa 41.000 Jahre betr gt. Es wird angenommen, dass der letzte maximale Wert vor etwa 10.700 Jahren (8700 v. Chr.) auftrat und mit dem Ende der letzten Eiszeit zusammenfiel.
(ID 3086)
Fluktuationen in der Ausrichtung der Erdachse und Variationen in der Umlaufbahn haben zu einer Abnahme der Sonnenstrahlung auf der Erde gef hrt, was zu K lteperioden und der Entstehung von Eiszeitaltern gef hrt hat.
None
Das letzte Eiszeitalter endete vor etwa 10.000 Jahren.
(ID 3090)
ID:(538, 0)