Thermikblase: Frage an die Fachwelt und die, die es noch werden will

[gerifly]

Lösung

So, jetzt mal eine einfache Lösung aus dem Buch Lötscher/Zeller


Durch die Sonneneinstrahlung erwärmt sich die Erdoberfläche je nach Beschaffenheit unterschiedlich. Über diesen Heizflächen bildet sich zunächst eine bodennahe Heissluftschicht, die mit zunehmender Erwärmung ihre Dichte verringert und sich nach oben ausbeult. Dieser Vorgang wird begünstigt durch Windstille oder nur schwachen Wind.

Infolge Reibung bleibt die Warmluftblase vorerst noch am Boden haften.

Durch weitere Erwärmung dehnt sich die Blase immer mehr nach oben aus. Die verdrängte Kaltluft sinkt an den Blasenrändern ab und hebelt die Blase allmählich los.

Der Impuls zur Ablösung erfolgt durch Wind, Erschütterung oder weiterer Erwärmung. Je grösser die Temperaturdifferenz zur Umgebungsluft, desto schneller steigt die Thermikblase.


Und so weiter.....

Geri

[Stefan Hörmann]

Re: wie wärs

Original geschrieben von wolkwolk
wie wärs wenn man die in der Frage steckende Aussage bezweifelt? Meines Erachtens wandern die Thermikblasen nämlich nur dann bis zur Absrisskannte den Hang hinauf, wenn sie der Wind dorthin bewegt. Im Falle der Windstille steigen sie sehr wohl gerade auf. Geht ein bisschen Wind, steigen sie halt nicht ganz gerade auf, drücken sich aber auch nicht mehr an den Hang. So einfach sieht es
wolkwolk

Hallo,

es gibt, wenn es um aufsteigende Luft geht, einen meteorologischen Parameter. Er nennt sich CAPE und beschreibt die Auftriebskraft die ein ruhendes Warmluftpaket haben kann. Je mehr latente Energie in einer Warmluftblase gespeichert ist (in Form von Wasserdampf) desto stärker ist die Auftriebskraft des Luftpaketes. Je wärmer die Luft, desto mehr latente Energie kann ein Warmluftpaket speichern. Ist u.a. einer von noch vielen Parametern, sehr wichtig für die Gewittervorhersage.


1m³ Luft kann bei 30 Grad ca. 25ml(gr) Wasser speichern

bei 25 Grad sinds noch 20ml
bei 20 Grad sind noch 15ml
bei 0 Grad sinds noch 4ml
bei -10 Grad sind nur noch lächerliche 2ml
(Ca. Angaben)

Thermik ist vereinfacht gesagt nix anderes wie ein Gewitter! Deshalb Augen auch im Mittelgebirgsraum bisschen darauf richten, wo vermehrt Gewitter entstehen.


tschüssle
Stefan

[windsack]

Oh mann, hör mann o mann...

Original geschrieben von Stefan Hörmann
Hallo Windsack,
... Diesen Temperaturüberschuss am Boden nennt man auch überadiabatische Erwärmung.

... , drücken unweigerlich auf die untersten Luftschichten und damit auch auf die Warmluftblase. Oh schreit die Warmluftblase, mir drückt es ja so gewaltig auf die Blase, oh, oh. :-)

danke Stefan. Sehr ausführlich und auch ok.
Nur: 'überadiabatische Erwärmung' ist Quatsch.
Adiabatisch beschreibt jeden physikalischen Vorgang ohne Temperatur-Zufuhr. (Brockhaus)

Mir gefällt, wie die Blase "oh,oh.." schreit.
Es hat etwas geholfen, vielleicht gehts noch etwas kürzer, dafür plausibler.

Gruß, windsack :-)))

[Stefan Hörmann]

Re: Oh mann, hör mann o mann...

Nur: 'überadiabatische Erwärmung' ist Quatsch.
Adiabatisch beschreibt jeden physikalischen Vorgang ohne Temperatur-Zufuhr. (Brockhaus)

Hmm, in Fachkreisen auch diplomierter Meteorologen wird dieser Begriff sehr häufig verwendet, so dass ich dem Brockhaus in diesem Fall nicht viel Glauben schenke.

Hab nochmals nachgeschaut, u.a. in mehreren Meteo-Lexika's und auch auf Austrocontrol hab ichs gefunden.

ÜBERADIABATISCH
Bezeichnung für eine vertikale Schichtung der Luft, bei der die Temperatur mit zunehmender Höhe um mehr als 1°C/100m abnimmt.

(Auszug aus Austrocontrol-Lexikon)

tschüssle
Stefan

[Stefan Hörmann]

Überadiabatische Temperaturabnahme

10868 Muenchen-Oberschlssheim Observations at 12Z 09 Aug 2003</H2>
<PRE>
-----------------------------------------------------------------------------
PRES HGHT TEMP DWPT RELH MIXR DRCT SKNT THTA THTE THTV
hPa m C C % g/kg deg knot K K K
-----------------------------------------------------------------------------
964.0 489 32.4 12.4 30 9.47 320 6 308.8 337.9 310.5
956.0 563 29.4 10.4 31 8.35 323 7 306.5 332.0 308.0
925.0 852 26.2 10.2 37 8.51 335 10 306.1 332.1 307.7
887.0 1219 22.2 8.2 41 7.75 345 8 305.6 329.4 307.1
865.0 1437 20.8 2.8 30 5.44 351 7 306.4 323.3 307.4
850.0 1588 19.6 2.6 32 5.46 355 6 306.7 323.7 307.7

[windsack]

Re: Lösung

Original geschrieben von gerifly

Infolge Reibung bleibt die Warmluftblase vorerst noch am Boden haften.

Reibung???

Naja, klingt gut, sagt mir aber nix.Ich will Bilder, Orgien, und noch vieles mehr!


windsack

[Stefan Hörmann]

Re: Re: Lösung

Original geschrieben von windsack
Reibung???

Naja, klingt gut, sagt mir aber nix.Ich will Bilder, Orgien, und noch vieles mehr!
windsack

Hi,

ist doch klar. Sie wabert am Boden, reibt sich die Hände, guckt uns unter die Tücher und sagt sich: ätsch bätsch, ohne mich gehts nich :-)

tschüssle
Stefan

[Stefan Hörmann]

Im Bild sieht das dann so aus

Original geschrieben von Stefan Hörmann
10868 Muenchen-Oberschlssheim Observations at 12Z 09 Aug 2003</H2>
<PRE>
-----------------------------------------------------------------------------
PRES HGHT TEMP DWPT RELH MIXR DRCT SKNT THTA THTE THTV
hPa m C C % g/kg deg knot K K K
-----------------------------------------------------------------------------
964.0 489 32.4 12.4 30 9.47 320 6 308.8 337.9 310.5
956.0 563 29.4 10.4 31 8.35 323 7 306.5 332.0 308.0
925.0 852 26.2 10.2 37 8.51 335 10 306.1 332.1 307.7
887.0 1219 22.2 8.2 41 7.75 345 8 305.6 329.4 307.1
865.0 1437 20.8 2.8 30 5.44 351 7 306.4 323.3 307.4
850.0 1588 19.6 2.6 32 5.46 355 6 306.7 323.7 307.7

Legende:

Graue Linien = Temperatur (von links unten nach rechts oben)
Rote Linien = Trockenadiabtische Linie
Grüne Linie = Feuchtadiabatische Linie
waagerechte Linien = Höhenlinien

Erste Zahl unter Grafik = Temperatur

CCL = Wolkenbasis

[windsack]

Re: Re: Oh mann, hör mann o mann...

Original geschrieben von Stefan Hörmann
Hmm, in Fachkreisen auch diplomierter Meteorologen wird dieser Begriff sehr häufig verwendet, so dass ich dem Brockhaus in diesem Fall nicht viel Glauben schenke.

ÜBERADIABATISCH
Bezeichnung für eine vertikale Schichtung der Luft, bei der die Temperatur mit zunehmender Höhe um mehr als 1°C/100m abnimmt.

(Auszug aus Austrocontrol-Lexikon)

Jahaha, die Temperatur nimmt mit der Höhe ab. Schichtung! Wir messen an verschiedenen Punkten. Keine Wärme-Zufuhr oder -Abfuhr.
Druckabfall!
Nein, ich glaubs Dir ja mit den Termini.

Hoffe, Du hast Erfolg mit Deiner exakten Vorausplanung, meteorologisch. Bei mir gibts halt immernoch das alte Instrument:
Nase

Das muss ich auch mal hinhalten, um festzustellen, dass es nicht geht. grmpf!

Ab in den Himmel, verdammt!

Gruß, windsack


gut nacht

[Sackhüpfer]

gasblasen gibts serwohl denk nur mal an einen silo, oder einen Weinkeller. da stehen auch immer gasseen unten.


ich glaub auch an die tese, zumindest im bergland, das die unterste Luftschicht unterschiedlich schnell erwärmt. (Verschiedener Sonneneinstralwinkel, verschiedene oberfläche wiese oder Weizen oder Wald oder Fehls) Da wird die energie verschieden gespeichert und verschieden schnell an die Luft abgegeben. Dadurch entstehen bereiche mit wärmer luft (zB. Schlag im Wald) und Breiche mit kälterer (zB. Wald). Bei einem Temperaturunterschied von ca. 2 Grad ist genug Energie vorhanden um Die luft in bewegung zu setzen. Kalte luft strömt aus dem wald unter die Warme luft und löst sie vom untergrund ab (wie bei einer kaltfront). Abrisskanten oder bewegungen aller art begünstigen diesen vorgang natülich sind aber nicht unbedingt notwendig. blablabla..... muss wider an die arbeit.


Grus rob.

[Maverick78]

Schallauslöser

@ gnu

mir wurde mal ne Legende erzählt, nachdem sich ein Drachenflieger in den Vogesen südlich vom Drumotstartplatz über dem Steinbruch (für die die die Gegend kennen) versenkt hat und keine Chance mehr hatte zum Landeplatz zu kommen! Da hat er angeblich einen lauten Schrei losgelassen und so die Thermikblasen in Steinbruch erschreckt, so daß sich diese nicht mehr ab Boden festkrallten, sondern zusammen mit dem Drachenflieger nach oben stiegen!

Vielleicht ist an dieser Geschichte ja was dran.... vielleicht hätte ich aber auch mit "es war einmal..." beginnen sollen

Grüße vom Kaiserstuhl
Alex.

[sonnenscheiner]

Lösung!

Original geschrieben von windsack
Naja, klingt gut, sagt mir aber nix.Ich will Bilder, Orgien, und noch vieles mehr!

Hi,
in meinen Thermikseminaren erkläre ichs so (benutze da zwar eine andere Grafik in der auch die Ablösungen mit drauf sind): http://www.thermikwetter.com/Tafeln/aaThermikformen.JPG (- die oberste),

aber für die Frage hier im Forum erscheint mir diese besser: http://www.thermikwetter.com/downloa...Forumfrage.jpg (hoffe es läd nicht zu lange, denke aber es lohnt sich)

@Stefan: Da der atmosphärische Luftdruck nicht ausschließlich von oben drückt, sondern auch von unten und von der Seite, kann er das Aufsteigen von Warmluft nicht behindern.

gnu schrieb: "Zufrieden im Sinne von "Wissenschaft" kann man sich damit aber doch nicht geben. Wurde eine "Thermikblase" schon einmal messtechnisch untersucht, mit Infrarotaufnahmen sichtbar gemacht?
Sowas in der Art: http://www.thermikwetter.com/Tafeln/aaBlubbs.JPG

Hoffe einer einleuchtenden Erklärung nahe gekommen zu sein

Volker Schwaniz, Eschwege
alias Sonnenscheiner

https://www.thermikwetter.COM

[Sackhüpfer]

mh

@Sonnenschein
wie war das mit dem saugen??

gruß rob

[Konrad Lüders]

Also, da wurden bisher ja etliche Phänomene ins Feld geführt, um der Thermikblase auf die Sprünge zu helfen. Was ist davon im Einzelnen zu halten?
1. Adhäsion der Luftmoleküle an der Erdoberfläche?
Die anziehende Wechselwirkung von Gasmolekülen an Festkörperoberflächen ist sehr kurzreichweitig. Sie bewirkt, daß die Oberfläche eines Festkörpers mit einer etliche Lagen starken Schicht von Gasmolekülen bedeckt ist. Um die herunter zu bekommen gibt es nur die Methode, die Oberfläche ins Vakuum zu bringen und dort stark zu erhitzen. Unter Normalbedingungen sind die Adhäsionskräfte aber durch die erwähnte Schicht abgebunden. Darüber liegende Luftschichten erfahren von dieser Kraft nichts. Damit scheidet sie aus dem Favoritenkreis aus.
2. Oberflächenspannung?
Vergrößert man die Oberfläche eines Systems muß man Energie hinzuführen, da man gegen die Kohäsionskräfte im Körper Arbeit verrichtet, um die Teilchenzahl an der Oberfläche zu vergrößern. Das hängt aber stark von der Stoffpaarung ab. Bei einer benetzenden Oberfläche wird zur Erzeugung einer Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Festkörper weniger Energie benötigt als eine solche zwischen Festkörper und Gas. Deshalb vergrößert sich der Teil der benetzten Oberfläche auf Kosten der unbenetzten nach dem Prinzip der Energieminimierung. An einer nassen Decke tropft deshalb noch nichts nach unten, weil die Erzeugung des Tropfens eine recht große Oberflächenvergrößerung bedingt. Wenn man mit dem Finger dagegen tippt, ersetzt man die Grenzfläche Wasser-Luft gegen eine Wasser-Festkörper (Finger). Da sträubt sich die Flüssigkeit weniger und läuft am Finger herunter. Was die Thermikblase anbetrifft, so kommt kein Warmluftfinger von oben, der die Warmluftblase anbohrt und ihr einen Kanal zum Entweichen aus der frostigen Umklammerung eröffnet. Außerdem hat die Warmluftblase zwar beträchtliche Ausmaße, trotzdem ist die Oberflächenenergie verhältnismäßig gering, da das Gesamtvolumen riesig ist. Weiterhin ist die Differenz der Oberflächenenergien von warmer und kalter Luft gegen die Erdoberfläche sehr gering. Also auch keine plausible Erklärung für den Effekt.
3. Analogie zur Luftblase im Kochtopf, vielleicht auch das Bläschen im Sektkelch?
Die Bläschen bilden sich am Rand an Stellen von Mikrorauhigkeiten, die die Bildung eines Keims ermöglichen. Außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichts, wenn also zuviel Gas in der Flüssigkeit gelöst ist, als es sich gehört, möchte ein Teil des Gases entweichen und bildet an der Gefäßwand Bläschen. Das macht es deshalb dort und besonders an speziellen Stellen, wo es dafür am wenigsten Energie benötigt, deshalb klebt es dort fest, bis der Auftrieb es abreißt und an gleicher Stelle ein neues Bläschen heranwächst. Da sehe ich keine Analogie zur Thermikblase, sofern kein dicker Erdwurm dort gerade pupst.

Die Lösung: Die Thermik steigt bekanntlich überhaupt nur deshalb auf, weil sie spezifisch leichter ist als die umgebende Luft. Dabei ist es unerheblich, weshalb sie leichter ist, also z.B. höherer Wassergehalt oder höhereTemperatur oder beides. Damit sie nach oben steigen kann, benötigt sie eine Kraft, welche sie zunächst beschleunigt und dann die Reibungskraft zwischen den Luftpaketen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten kompensiert. Das ist natürlich die Auftriebskraft. Die entsteht infolge unterschiedlicher hydrostatischer Drücke an Ober-bzw. Unterseiten des Warmluftpaketes. Hierzu muß der hydrostatische Druck aber auch wirklich allseitig wirksam werden. Das heißt, das Warmluftpaket muß allseitig von der kalten Luft umspült werden. Nur dann erfährt sie die Auftriebskraft. Hierzu ein Experiment: Man lege ein unten ganz glattes Stück Kerzenwachs auf den auch ganz ebenen Boden eines Glasgefäßes. Das Wachsstück beschwert man mit einer Münze o.ä. und füllt Leitungswasser auf. Nimmt man die Münze vorsichtig weg, bleibt das Stück Wachs am Boden, obwohl es eigentlich schwimmen müßte, da seine Dichte geringer ist als die des Wassers. Gibt man einen Tropfen Spüli ins Wasser, schwimmt das Wachs sofort auf. Das Spüli sorgt dafür, daß Wasser zwischen Wachs und Glas dringt, wodurch die Auftriebskraft wirksam wird.
Die Thermikblase benötigt also eine äußere Störung, damit Kaltluft unter sie gelangt, oder sie gleitet allmählich einen Hang aufwärts, bis sie sich oben ablöst.
Beste Grüße
Konrad

[Peter Bruggmüller]

Hallo all ihr Kreativen und Wissbegierigen!

Zwei kleine Denkanstöße:

Theorie:
So wie Honig hat Luft hat eine gewisse Zähigkeit (Viskosität), eine Oberflächenspannung gibt's bei Gasen nicht. Wenn sich Luft erwärmt, wird sie leichter und will aufsteigen. Die Zähigkeitskäfte halten sie zurück, bis die Auftriebskraft eine gewisse Größe erreicht hat und sich durchsetzt.

Und Praxis:
Wärmeübertragungsvorgänge (wie vom Boden in die Luft) sind sehr komplex. Winzige Unterschiede bei den Ausgangsbedingungen können zu ganz anderem Ergebnis führen. Selbst bei schönsten Labormessungen, genau bekannten Temperaturdifferenzen, Windstille... sind Abweichungen von 20 % an der Tagesordnung.

Macht nicht gerade das den Reiz des Fliegens aus, dass es jeder Tag, jeder Thermikschlauch ein wenig anders ist.

Peter