Antwort auf die Eingangsfrage Wie entsteht Nebel? Warum ist das Tal im Bild nicht vollständig von Nebel eingehüllt? Nebel entsteht, wenn der in der Luft enthaltene Wasserdampf zu mikroskopisch kleinen Wassertröpfchen mit Durchmessern von etwa 0,01 mm 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 aufliegende Wolke. Man unterscheidet hauptsächlich zwei Arten, den Strahlungs- und den Advektionsnebel. Strahlungsnebel (114.1) entsteht in klaren Nächten als Folge der ungehinderten Abstrahlung von Wärme in den Weltraum und führt zur Abkühlung der feuchten Luft unter den Taupunkt. Der Wasserdampf kondensiert und legt sich an kleinen Partikeln – den Kondensationskernen – an. Häufig findet man diese Nebel in Flussnähe und in der Nähe von Seen, Wiesen und Mulden im Gelände. Der stärkste Temperaturrückgang setzt am Abend unmittelbar über dem Erdboden ein. Daher erfolgt die Nebelbildung meist vom Erdboden ausgehend und setzt sich mit zunehmender Ausstrahlung nach oben hin fort. Meist bilden sich nur lockere Nebelschichten von geringer Höhe, die untertags durch Sonneneinstrahlung wieder aufgelöst werden können. Advektionsnebel (114.2) entsteht, wenn feuchtwarme Luft über eine kalte Unterlage 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 riesige Nebelgebiete entstehen, die tagelang anhalten können. Dabei kommt es zu einer Temperaturumkehr (Inversion). Unter normalen Bedingungen nimmt die Lufttemperatur mit der Höhe ab, warme Luft kann nach oben steigen, und die Atmosphäre wird durchmischt. Über einem Kaltluftsee (114.3) 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 Dieselmotoren, Stickoxide aus Motoren, Schwefeldioxid aus der Verbrennung von Kohle und Öl, Feinstaub) in der Luft an, es bildet sich Smog (114.4). 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, z. B. durch den Anschluss an Fernwärme statt Einzelofenheizung oder durch die Entschwefelung von Heizöl und Dieselkraftstoff. – 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. 114.1 Strahlungsnebel an einem Fluss 1 W3 Informiere dich über den globalen Wasserkreislauf und den damit verbundenen Energietransport. Erstelle dazu eine Mindmap. 2 S1 Beschreibe, wie im Frühjahr warmer Regen (10 °C) Schnee (0 °C) schmelzen lässt und dadurch in Flüssen Hochwasser verursachen kann. Berechne, um viel Prozent mehr Wasser aus dem Niederschlagsgebiet dadurch abfließen kann. Begründe, warum dies schließlich zu Hochwasser führt. 3 S3 Ein Temperatursturz unter 0 oC lässt die Blüten von Obstbäumen erfrieren und führt zu Ernteausfällen. Eine mögliche Schutzmaßnahme ist das Besprühen mit Wasser, wodurch die Blüten mit einer dünnen Eisschicht überzogen werden. Erkläre, warum diese Methode erfolgreich sein kann und recherchiere den Begriff „Gefrierwärme“. Weiterführende Fragestellungen 114.2 Advektionsnebel über einem Meeresarm vor San Francisco, USA 114.3 Kaltluftsee über dem Talbecken 114.4 Smog über einer Großstadt 114 Thermodynamik Praxis und Vertiefung Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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