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Lexikon der Geowissenschaften: Lufttemperatur

Lufttemperatur, Temperatur der Luft mit dem Formelzeichen T und der SI-Einheit Kelvin (K). Gebräuchliche Temperaturskalen (Skalentemperatur) sind die Celsius-Skala (xºC = 273,15 K+x K) und die Fahrenheit-Skala (xºF = 273,15 K+0,5556 (x-32) K). Die Lufttemperatur ändert sich bei Zufuhr oder Abfuhr von Wärmeenergie (fühlbare Wärme) oder bei der Umwandlung anderer Energieformen in innere Energie. Bei adiabatischen Prozessen ändert sich die innere Energie eines thermisch abgeschlossenen Systems, z.B. eines Luftpakets, nur durch Zufuhr oder Entzug mechanischer Arbeit. Die geleistete Arbeit bei der Kompression oder Dekompression des Luftpakets ist gleich der Änderung der inneren Energie:

U = m·cv·(T2-T1),

die wiederum proportional zur Temperaturänderung ist. Dies geschieht in der Atmosphäre in absinkender oder aufsteigender Luft, die wegen der Druckabnahme mit der Höhe komprimiert bzw. dekomprimiert wird und sich deshalb erwärmt bzw. abkühlt. Bei diabatischen Prozessen wird einem Luftpaket thermische Energie von außen zugeführt oder von diesem nach außen abgegeben. An der Erdoberfläche gelangt Wärmeenergie auf Grund von Wärmeleitung aus dem Erdboden in die Luft (Temperaturzunahme) oder wird an den Erdboden abgegeben (Temperaturabnahme). Auch die Absorption kurz- oder langwelliger Strahlungsenergie, d.h. ihre Umwandlung in Wärmeenergie, führt zu einer Erhöhung der Lufttemperatur. Umgekehrt sinkt die Temperatur, wenn Wärme in Form langwelliger Strahlung abgestrahlt wird. Temperaturänderungen finden auch bei Phasenumwandlungen des Wasser statt. Bei der Verdunstung (z.B. von Wolken- oder Regentropfen) oder beim Schmelzen (z.B. von Schneeflocken) wird der Luft fühlbare Wärme entzogen (Verdunstungswärme, Schmelzwärme) und die Temperatur sinkt. Bei Kondensation und Gefrieren wird latente Wärme in fühlbare Wärme umgewandelt und die Temperatur nimmt zu. Lokale Temperaturänderungen erfolgen auch infolge des An- oder Abtransports von Wärmeenergie mit dem Wind (Advektion) oder bei diffusiven Austauschprozessen infolge der Turbulenz. Vielfach laufen mehrere Prozesse gleichzeitig ab. So wird die Abkühlung aufsteigender Luft teilweise kompensiert, wenn es zur Kondensation, d.h. zur Wolkenbildung kommt und entsprechend latente Wärme frei wird. [DH]

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