Wärmestrahlung und Erwärmung
Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche durch kurzwellige Strahlung. Die Erdoberfläche gibt die Energie als langwellige Wärmestrahlung an die Atmosphäre ab. Deshalb ist die Luft in Bodennähe am wärmsten und kühlt mit der Höhe ab.
Verschiedene Oberflächen erwärmen sich unterschiedlich schnell: Landmassen erwärmen sich schneller als Wasser, dunkle Flächen schneller als helle. Dies führt zu lokalen Temperaturunterschieden und damit zu Thermik und lokalen Windsystemen.
Temperaturverlauf mit der Höhe
In der Troposphäre nimmt die Temperatur normalerweise mit der Höhe ab. Der durchschnittliche Temperaturgradient beträgt ca. 2 °C pro 1.000 ft (ISA). Der tatsächliche Gradient kann je nach Wetterlage stark variieren.
Trockenadiabatisch (ungesättigte Luft): Abkühlung um 3 °C/1.000 ft (ca. 10 °C/km). Feuchtadiabatisch (gesättigte Luft): Abkühlung um ca. 1,5–2 °C/1.000 ft, da die Kondensationswärme den Abkühlungsprozess verlangsamt.
Temperaturinversion
Eine Inversion ist eine Schicht, in der die Temperatur mit der Höhe zunimmt statt abnimmt. Inversionen wirken als Sperrschicht: Vertikale Luftbewegungen werden unterdrückt, Dunst und Schadstoffe sammeln sich unter der Inversionsschicht.
Häufige Inversionsarten: Bodeninversion (nachts durch Abstrahlung), Absinkinversion (durch absinkende Luft im Hochdruckgebiet), Frontalinversion (warme Luft über kalter an einer Warmfront). Inversionen begrenzen oft die Sicht und erzeugen Dunstschichten.
Temperatur und Flugleistung
Hohe Temperaturen verringern die Luftdichte und damit die Flugleistung: weniger Auftrieb, längere Startstrecke, geringere Steigrate, Motorleistungsverlust. Dieser Effekt wird durch die Dichtehöhe quantifiziert.
Die Temperatur beeinflusst auch die Höhenmesseranzeige: Bei kälterem Wetter als ISA zeigt der Höhenmesser eine zu große Höhe an („von Hoch nach Tief geht’s schief“). Dies ist bei Flügen in kalter Luft besonders bei Gebirgsüberflügen sicherheitskritisch.
- Sonne erwärmt Boden, Boden erwärmt Luft von unten
- Trockenadiabatisch: 3 °C/1.000 ft, Feuchtadiabatisch: ~1,5–2 °C/1.000 ft
- Inversion: Temperatur steigt mit der Höhe — Sperrschicht
- Bodeninversion: nachts durch Abstrahlung
- Hohe Temperatur = geringe Luftdichte = schlechtere Flugleistung
- Kalte Luft: Höhenmesser zeigt zu hoch an — Gefahr im Gebirge
- 1Warum ist die Luft in Bodennähe am wärmsten?
- 2Was ist der Unterschied zwischen trockenadiabatischem und feuchtadiabatischem Gradient?
- 3Welche Auswirkung hat eine Bodeninversion auf die Sicht?
- 4Wie beeinflusst hohe Temperatur die Startstrecke?