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Lexikon der Geographie: Turbulenz

Turbulenz, ungeordnete Wirbelströmung, bei der im Gegensatz zur laminaren Strömung die Teilchen entlang ihrer Zugbahn kurze und ungerichtete Nebenbewegungen ausüben, welche wiederum die Bewegungen benachbarter Teilchen in gleicher Weise beeinflussen. Als Maß der Turbulenz dient die Vorticity. Die Gesamtheit der gegenseitigen Bewegungsbeeinflussung der Teilchen nennt man Durchmischung. Die Reichweite der Durchmischung ist durch den Mischungsweg bestimmt. Er ist die theoretische Länge derjenigen Wegstrecke, die ein turbulent angeregtes Teilchen zurücklegt, bis es seine turbulenten Eigenschaften abgegeben bzw. verloren und sich der neuen Umgebung angepasst hat. Kennzeichen der atmosphärischen Turbulenz sind Kreiselbewegungen (Wirbelbildung) eines Luftteilchens auf seiner Bewegungsbahn. Derjenige Teil der Turbulenz, der auf Windscherung zurückzuführen ist wird als Scherungsturbulenz bezeichnet. In der atmosphärischen Grenzschicht tritt Scherungsturbulenz insbesondere bei vertikaler Windscherung durch dynamische Turbulenz auf, während in der freien Atmosphäre Scherungsturbulenz als Clear-Air-Turbulenz vorkommt. Isotrope Turbulenz, eine richtungsunabhängige Turbulenz, wird als isotrope Turbulenz bezeichnet, bei der die Störungskomponenten der Grundströmung in alle (auch vertikale) Richtungen gleich verteilt sind. Isotrope Turbulenz tritt nur gelegentlich und am ehesten bei dynamischer Turbulenz auf.

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

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