Sexl Physik 5 RG, Schulbuch

108.1 Strahlungsnebel an einem Fluss 108.2 Kaltluftsee über dem Talbecken 108.3 Smog über einer Großstadt ? Antwort auf die Eingangsfrage Nebel entsteht, wenn der in der Luft enthaltene Wasserdampf zu mikroskopisch kleinen Wassertröpfchen mit Durchmessern von etwa 0,01mm kondensiert. Die Tröpfchen sind so klein, dass sie wegen ihres Luftwiderstands nur sehr langsam zu Boden sinken und durch Luftbewegungen wieder nach oben gewirbelt werden. Im Grunde genommen ist Nebel nichts anderes als eine auf dem Erdboden auflie- gende Wolke, wobei die Sichtweite bis unter einen Kilometer zurückgeht. Man unterscheidet hauptsächlich zwei Arten, den Strahlungs - und den Advek- tionsnebel . Strahlungsnebel entsteht in klaren Nächten als Folge der ungehinderten Abstrah- lung von Wärme in den Weltraum und führt zur Abkühlung der feuchten Luft unter den Taupunkt. Der Wasserdampf kondensiert und legt sich an kleinen Staubparti- keln – den Kondensationskernen – an. Häufig findet man diese Nebel in Flussnähe und in der Nähe von Seen, Wiesen und Mulden im Gelände. Der stärkste Tempera- turrückgang setzt am Abend unmittelbar über dem Erdboden ein. Daher erfolgt die Nebelbildung meist vom Erdboden ausgehend und setzt sich mit zunehmender Aus- strahlung nach oben hin fort. Meist bilden sich nur lockere Nebelschichten von ge- ringer Höhe, die durch Sonneneinstrahlung wieder aufgelöst werden können. Advektionsnebel ( 108.4 ) entsteht, wenn feuchtwarme Luft über eine kalte Un- terlage strömt. Dabei kühlt die warme Luft bis zum Taupunkt ab. Beispiele dafür sind Nebel am Meer und an Küsten, aber auch Nebel im Winter, wenn wärmere Luftmassen sich über das kalte Festland legen. Manchmal kühlt der Boden im Winter über großen Flächen so stark ab, dass riesi- ge Nebelgebiete entstehen, die tagelang anhalten können. Dabei kommt es zu einer Temperaturumkehr (Inversion) . Unter normalen Bedingungen nimmt die Luft- temperatur mit der Höhe ab, warme Luft kann nach oben steigen und die Atmo- sphäre wird durchmischt. Über einem Kaltluftsee ( 108.2 ) liegt jedoch wärmere Luft – im Tal liegen die Temperaturen um 0 °C , auf den Bergen ist es angenehm warm. Die Atmosphäre ist nun stabil geschichtet und es gibt keine Durchmischung. Dies hat mehrere Konsequenzen: − In der Nebelzone reichern sich Schadstoffe (Ruß aus Heizungen und Dieselmoto- ren, Stickoxide aus Motoren, Schwefeldioxid aus der Verbrennung von Kohle und Öl, Feinstaub) in der Luft an, es bildet sich Smog ( 108.3 ). (Das Wort Smog ist aus den englischen Wörtern „smoke“ und „fog“ entstanden.) Smog führt zu Atembeschwerden und Gesundheitsschäden – im Jahr 1952 starben in London über 10000 Menschen an den Folgen von Smog. (Seither wurde die Luftqualität durch viele Maßnahmen verbessert – Anschluss an Fernwärme statt Einzel- ofenheizung, Entschwefelung von Heizöl und Dieselkraftstoff, etc.) − Die kompakte Schicht aus Wassertröpfchen an der Nebeloberseite reflektiert Sonnenstrahlung wie ein Spiegel. Der Nebel kühlt durch Strahlung nachts weiter ab. Erst wenn eine großräumige Luftströmung einsetzt, werden diese Nebel aufgelöst. 108.4 Advektionsnebel über einem Meeres- arm vor San Francisco, USA 108 WÄRMELEHRE Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv