Thermodynamische Prozesse in der Atmosphäre

Auszug

Fasst man die Atmosphäre als ein thermodynamisches System auf, so lässt sich ihr Zustand durch die Variablen p, T und ρ darstellen (bzw. für die feuchte Atmosphäre zusätzlich noch durch ein Maß für den Wasserdampfgehalt, meist die spezifische Feuchte q). Man ist nun in der Meteorologie häufig an zwei Fragestellungen interessiert:

• 1. Welchen Zustand besitzt die Atmosphäre an einem bestimmten Ort und zu einem bestimmten Zeitpunkt? (Diagnose des Temperatur-, Druck- und Feuchtefeldes)

• 2. Wie ändert sich der thermodynamische Zustand der Atmosphäre? (Prognose der Entwicklung von Temperatur, Druck und Feuchte)

Während für Druckdiagnose und -prognose im synoptischen Maßstab auf die statische Grundgleichung, ∂p=∂z = −gp=RT (siehe Abschnitt 6.2), zurückgegriffen wird und man für das Feuchtefeld eine Erhaltungsgleichung für den Wasserdampf und zusätzliche Beziehungen zum Temperaturfeld wie die Clausius-Clapeyron-Gleichung verwendet, steht uns für das Temperaturfeld insbesondere der Erste Hauptsatz der Thermodynamik zur Verfügung.