Stadt- und Geländelklimatologie

Welche 5 Systeme (-Sph¨aren) werden von Meteorologie umfasst?

Atmosphäre, Hydrosphäre, Kryosphäre, Biosphäre, Geosphäre

Wie lang ist eine Normalperiode (um Mittelwerte des Klimas zu berechnen)?

30 Jahre

Welche drei Stoffe sind Hauptbestandteile von trockener Luft?

Nitrogen, Oxygen, Argon

Wie viel Sauerstoff hat trockene Luft?

21 %

Wie viel Stickstoff hat trockene Luft?

78 %

In welcher Höhe befindet sich die Tropopause?

8 - 18 km

In welcher Höhe befindet sich die Statopause?

45 - 55 km

Which two factors determine the strength of the coriolis force?

Wind speed, latitude

In which direction do winds deflect on the northern hemisphere?

To the right

In which direction do winds deflect on the southern hemisphere?

To the left

Welche drei Faktoren bestimmen die Windrichtung auf Bodenniveau?

Druckgradientkraft (PGF), Coriolis-Kraft und Reibung

In which direction does the wind spin around a low in the sourthern hemisphere?

clockwise

Was passiert mit der Reibungskraft, wenn die Windgeschwindigkeit zunimmt?

Wird stärker

Was ist die virtuelle Temperatur (Tv)?

Eine fiktive Grösse, die beschreibt, welche Temperatur trockene Luft haben muss, um bei gleichem Druck die gleiche Dichte wie feuchte Luft anzunehmen. Da feuchte Luft eine geringere Dichte hat als trockene Luft, ist die Tv immer höher als die echte Temperatur

Wie ist die Dichte von feuchter Luft im vergleich zu trockener Luft?

geringer

Formel für virtuelle Temperatur

TV = Temperatur(1+0,60789xLuftfeuchtigkeit)

Wie viel Wasserdampf gibt es in der Atmosphäre?

0 - 4 %

Was ist der einzige Stoff, der in der Atmosphäre in allen drei Stoffphasen vorkommt?

Wasser

Was ist der Sättigungsdampfdruck?

Die maximal mögliche Wasserdampfmenge, die bei einer bestimmten Temperatur in einem Luftvolumen gehalten werden kann (ohne dass es zur Kondensation kommt)

Was passiert mit der Energie bei Kondensation?

Es wird Wärme freigegeben

Was ist die relative Feuchtigkeit?

Verhältnis zwischen enthaltenem Wasserdampf und die maximal mögliche Masse an Wasserdampf in der Luft

In welche vertikale Richtung bewegt sich die Luft bei einem Tief?

Steigt auf (und kühlt ab)

Was ist Konvektion?

vertikale Luftbewegungen (z.B. Sonne wärmt bodennahe Luftschichten, diese steigen auf)

Was passiert, wenn ein Luftpaket von der Sonne aufgewärmt wird?

Steigt auf aufgrund von geringerer Dichte. In grösseren Höhen sinkt der Druck, die Luft dehnt sich aus und wird dadurch kälter

Was ist Konvergenz?

Das Zusammenfliessen von Luftmassen

Wolkenbildung bei horizontaler Strömung: Auf welcher Seite von einem Berg werden Wolken gebildet?

Auf der Seite, von der der Wind kommt

Welche vertikal ausgedehnte, dichte Wolke ist als Schauer- oder Gewitterwolke bekannt?

Cumulonimbus

Wie heissen die Wolken, die auf mehr als 6000 m liegen, aus Eis bestehen und auch Federwolken genannt werden?

Cirrus

Wie nennt man die typische graue Wolkenschicht, die unter 600 m liegt (auch Hochnebel genannt)?

Stratus

Welche Wirkung hat eine labile Schictung auf Wolkenbildung?

Begünstigt Konvektion und somit Wolkenbildung

Was ist labile Schichtung?

Wenn die Atmosphäre einem Luftpaket erlaubt, aufgrund der eigenen Wärme ungehindert aufzusteigen. Häufig an Tagen mit hoher Sonneneinstrahlung, weil dies den Boden stärker erwärmt als die Atmosphäre

Was sind 4 Gründe für Vertikalbewegungen in der Atmosphäre?

Konvektion, Konvergenz/Divergenz, horizontale Strömung über Gelände, Auftrieb durch die Freisetzung latenter Wärme durch Verdunstung

Auf welche Art von Schichtung deuten Schichtwolken (Stratus) hin?

stabil

Auf welche Schichtung deuten Quellwolken (Cumulus) hin?

labil

Welche Form ist typisch für Wolken, wenn die Atmosphäre eine labile Schichtung hat?

Vertikal ausgedehnt (Cumulus)

Welche Form ist typisch für Wolken bei einer stabilen Schichtung?

flach (Stratus)

Welche “Wolkenvorsilbe” bedeutet “Regen” auf Latein?

Nimbo

Was ist eine Voraussetzung für das Bilden einer Gewitterwolke (Cumulonimbus) in der Atmosphäre?

labile Schictung, Hebungsantrieb

Welche zwei Haupttypen von Gewitter gibt es?

Luftmassengewitter, Frontgewitter

Was ist typisch für Wärmegewitter?

Entstehen im Sommer durch intensive Sonneneinstrahlung, die Auslösetemperatur für das Aufsteigen der Luft wird meist erst ab dem Nachmittag erreicht, Lebensdauer zwischen 30 Minuten und 2 Stunden, treten einzeln und ortsgebunden auf

Was ist typisch für Wintergewitter?

Temperaturgradient entsteht durch starke Abkühlung in der höhe (meist durch Zufuhr von kalter Luft), Feuchtekonvektion über relativ warme Meeresoberfläche, am häufigsten mittags und weniger intensiv als Wärmegewitter

Wodruch entsteht ein Frontgewitter?

Wenn warme Luft an eine Kaltfront trifft, was zu einer Hebung des warmen Luftpakets führt

Was ist die häufigste Gewitterart in Europa?

Kaltfrontgewitter

Was sind 3 Grundvoraussetzungen für die Entstehung von Gewittern?

Feuchte in der bodennahen Luftschicht, labile Schichtung, Hebung mit einhergehender Kondensation der Luftfeuchte (was zur Auslösung des Gewitters führt)

Nach welchen Faktoren kann man ein Gewitter einordnen?

Stärke, Lebensdauer, räumliche Ausdehnung, Anzahl Gewitterzellen

Wo sind Gewitter am häufigsten?

In Äquatornähe (100-160 Gewittertage/Jahr)

Was sind die drei Lebensstadien einer Gewitterzelle?

Aufbaustadium, Reifestadium Auflösestadium

Wie heisst das Vorstadium zum Cumulonimbus (Aufbaustadium eines Gewitters)?

Cumulus congestus

Wie verhält sich die Wärmeübertragung der Körper zur Temperatur in der Umgebung?

Ist proportional zur Temperaturdifferenz (in kalten Umgebungen gibt der Körper mehr Wärme ab)

Unter welcher Körpertemperatur setzt Hypothermie ein?

35 C

Was passiert bei einer Erfrierung 3. Grades?

Irreparable Gewebestörung

Drei Arten von Hitzenotfällen

Sonnenstich, Hitzeerschöpfung, Hitzschlag

Welche Auswirkung von Hitze ist lebensbedrohlich?

Hitzschlag

Wofür steht WC wenn man thermischen Komfort berechnet?

Wind chill

Wie rechnet man die Energiebilanz des menschlichen Körpers aus?

Metabolismus + Strahlungsbilanz

Was ist albedo?

Ein Mass für die Helligkeit eines Körpers (= wie viel Sonnenstrahlung reflektiert wird)

Welche Art von Strahlung dringt tiefer ein in die Haut, haben aber weniger Energie?

UV-A

Welche Art von Strahlung erzeugt Vitamin D?

UV-B

Was sind drei längerfristige Folgen von UV-Strahlung?

Schwächung des Immunsystems, Alterung, Krebs

Was ist die Minimale Erythemdosis (MED)?

Die UV-Dosis, bei der eine sichtbare Rötung der Haut auftritt nach 24 Std (ist abhängig von Wellenlänge des Lichts und dem Hauttyp der Person)

Wo ist die Strahlung am stärksten in einer liegenden Position?

Untere Beine

Welche Faktoren beeinflussen die Stärke von UV-Strahlung?

Sonnehöhe, Wolken, Ozonkonzentration, Aerosole, albedo, Horizontenhöhe

Wie wird die Ozonschicht gebildet?

Spaltung von Oxygen (O2) durch UV-C-Strahlung

Wie wird Ozon abgebaut?

Katalytischer Abbau durch natürliche Spurenstoffe

Wie vermeidet man einen starken Windeinfluss auf Gebäude?

Schmale Seite des Gebäudes zum dominanten Wind (statt grosse Fläche), trichterähnliche Öffnungen vermeiden

Was ist Immission?

Der Einfluss von emittierten Stoffen auf die Umwelt (wird an Luftgütestationen gemessen)

Was ist Exposition?

Die Belastung von Personen oder Ökosystemen durch Luftschadstoffe

Woraus besteht photochemischer Smog?

Sekundäre partikel und Ozon (O3)

Woraus besteht smoky fog “smog”?

Primäre und sekundäre Partikel

Welche zwei Vorläufersubstanzen wurden eingeschränkt, damit es zu weniger Ozonbildung in der Stadt kommt?

NO2 (Stickstoffdioxid), VOC (Volatile Organic Compounds)

Was ist die Quelle von rundt 50 % der globalen Stickstoffoxide?

Verbrennung fossiler Brennstoffe

Welche Luftschadstoffe stehen seit den 1990er Jahren im Fokus?

Ozon, NO2 und Feinstaub

Was ist der UTCI?

Universal Thermal Climate Index

Welche Faktoren werden in der Berechnung von UTCI miteinbezogen?

Lufttemperatur, Strahlung, Feuchtigkeit, Wind, Kleidung, körperliche Temperaturregulierung (unter Aktivität von 4 km/h)

Welcher UV-Index ist das Minimum für Vitamin D-Produktion durch den Körper?

3

Wie wird der UV-Index berechnet?

Bestrahlungsstärke wird mit 40 multipliziert

Wie hoch geht die Skala des UV-Index?

Nach oben hin offen

Was ist die erythemwirksame Bestrahlungsstärke?

Sonnenbrandwirksamheit

Wie beeinflusst die Ozonschicht die UV-Index?

Je dicker die Schicht, je niedriger die UV-Index (blockiert kurze Wellenlängen)

Welche Punkte muss man beachten, wenn man einen Raum für die Planung erfassen soll?

Lokalklima, Geländeform und lokale Windsysteme, soziale/ökologische/bioklimatische Anforderungen, technische/rechtliche Möglichkeiten, finanzieller Rahmen

Welche konkreten Details müssen Beachtung finden in der klimaorientierten Planung?

Orientierung von Gebäuden/Mauern/Alleen, Schattenberechnung, Form des Gebäudes, Luftströmung, Energetische Überlegungen

Was sind drei thermophysiologische Bewertungsindizes, die man verwenden kann?

UTCI, PMV (Predicted Mean Vote), PET (physiological equivalent temperature)

Bei welchem Einstrahlungswinkel ist die Bodenerwärmung geringer (als bei 90 Grad)?

45 Grad

Was ist der Sky-View Factor?

Der Anteil des sichtbaren Himmels über einen bestimmten Beobachtungspunkt

Welche Seite eines Hauses bekommt Sonne in der Früh?

Ost

Welche Seite eines Hauses hat im Sommer von Nachmittag bis Abend Sonne?

West

4 mögliche Massnahmen gegen den Wärmeinseleffekt in Städten

Vegetation, blaue Infrastruktur (wirkt ausgleichend, mehr Verdunstungskühlung), Verbesserung der Durchlüftung, Erhöhung der Albedo

Warum wirkt Wasser kühlend?

Hat hohe Wärmekapazität und ist thermisch träge, d.h. die Temperatur ändert sich langsam. Zweitens verdunstet Wasser und bringt somit Verdunstungskühlung

Was ist der aktinische Wirkungskomplex?

Die Wirkung von Strahlung auf den Menschen

Welche drei atmosphärische Wirkungskomplexe werden in der Biometeorologie behandelt?

Aktinisch (Strahlung), thermisch, lufthygienich

Wie berechnet man die Albedo?

reflektierte Strahlung / Globalstrahlung

Was ist die Globalstrahlung?

direkte Sonnenstrahlung + diffuse Himmelstrahlung

Wie entstehen sekundäre Schadstoffe?

In der Atmosphäre durch Umwandlung von anderen Stoffen

Wo befindet sich die Ozonschicht?

Stratosphäre

In welcher Schicht der Atmosphäre leben wir?

Troposphäre

Was sagt das Kolmogorov-Gesetz der Energiedissipation?

Energiedissipation ist über alle Skalenbereiche konstant

Was sagt der 0. Hauptsatz der Thermodynamik?

Wenn 2 Körper in thermischem Gleichgewicht mit einem dritten Körper sind, sind sie auch miteinander im thermischen Gleichgewicht

Was sagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Energie kann nicht entstehen oder zerstört werden, nur umgewandelt (in einem geschlossenen System bleibt die Energie enthalten)

Was sagt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik?

Entropie nimmt immer zu

Wie verhalten sich Druck und Dichte zur Höhe der Atmosphäre?

Nemen quasi-exponentiell mit der Höhe ab