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Lexikon der Geographie: adiabatische Prozesse

adiabatische Prozesse, mit vertikalen Bewegungen verbundene Vorgänge in der Atmosphäre, bei denen sich in einem als isoliert angenommenen Luftpaket physikalische Eigenschaften, wie z.B. Temperatur, Druck, Dichte oder Feuchtigkeit ändern, ohne dass zwischen dem Luftpaket und der Umgebungsluft oder der Erdoberfläche ein Wärmeaustausch stattfindet.
Adiabatische Prozesse treten bei vertikalen Luftbewegungen während Konvektion, Gebirgsüberströmungen oder Gleitvorgängen im Bereich von Fronten auf. Während der Vertikalbewegung unterliegt ein Luftquantum der adiabatischen Zustandsänderung, bei der es sich während des Aufstieges wegen des abnehmenden Luftdrucks der Umgebungsluft ausdehnt und abkühlt. Beim Abstieg gelangt das Luftquantum wieder unter höheren Luftdruck und wird bei gleichzeitiger Temperaturzunahme wieder komprimiert. Die vertikale Änderung der Lufttemperatur wird als adiabatischer Temperaturgradient bezeichnet und ist von der Entropie und dem Wasserdampfgehalt des Luftpaketes abhängig. Der adiabatische Temperaturgradient lässt sich über die Adiabatengleichungen bestimmen. Adiabatische Prozesse führen je nach vertikaler Bewegungsrichtung zu unterschiedlichen Wetterphänomenen. Die zunehmende Luftabkühlung beim Aufstieg führt bei Erreichen des Kondensationsniveaus zur Bildung von Wolken. Die dabei frei werdende latente Wärme führt so Γ lange zur Erniedrigung des adiabatischen Temperaturgradienten bis sämtlicher Wasserdampf kondensiert ist. Absinkbewegungen auch feuchter oder wolkenreicher Luft hingegen führten zur Austrocknung und Aufklarung der Atmosphäre, wobei unterhalb des Kondensationsniveaus eine markante trockenadiabatische Temperaturzunahme eintritt (Föhn Stüve-Diagramm Abb.). Der Gegensatz zu den adiabatischen Prozessen sind die diabatischen Prozesse, bei denen vertikal bewegte Luftpakete im Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft stehen (z.B. Strahlungsabkühlung der Luft oder Wärmeübergänge zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre).

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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