Feuchte vs. adiabatische Raten: Unterschied und Vergleich

Die Luft in der Atmosphäre kühlt oder erwärmt sich mit zwei unterschiedlichen Geschwindigkeiten – der feuchten und der trockenen adiabatischen Geschwindigkeit. Von der Abfallrate spricht man, wenn eine atmosphärische Variable dazu neigt, in größerer Höhe abzufallen.

Während feuchte und trockene adiabatische Raten synonym erscheinen mögen, gibt es zwischen ihnen mehrere Unterschiede.

Key Take Away

1. Die feuchte adiabatische Abfallrate bezieht sich auf die Rate, mit der sich gesättigte Luft beim Aufsteigen abkühlt, während die trockene adiabatische Abfallrate die Abkühlungsrate ungesättigter Luft beschreibt.
2. Aufgrund der Freisetzung latenter Wärme während der Kondensation ist die feuchte adiabatische Temperaturabfallrate niedriger als die trockene adiabatische Temperaturabfallrate.
3. Beide Ausfallraten sind wesentlich für das Verständnis der atmosphärischen Stabilität, der Beeinflussung von Wettermustern und der Wolkenbildung.

Feuchte vs. trockene adiabatische Raten 

Die Feuchtrate ist langsamer als die adiabatisch Rate. Es ist die Rate, mit der gesättigte Luft aufsteigt und abkühlt, während die adiabatische Rate ist, wenn ungesättigte Luft aufsteigt und abkühlt. Die adiabatische Rate geht davon aus, dass der Luft beim Wachsen keine Wärme zugeführt oder entzogen wird, sodass die Abkühlrate schneller ist.

Die feuchte adiabatische Abfallrate bezieht sich auf Luftpakete, die von Natur aus gesättigt sind. Die klebrigen Luftkisten dehnen sich in größeren Höhen aus, nachdem der Druck in der Atmosphäre abnimmt.

Die praktische Funktion der gesättigten Luftpakete besteht darin, die Wolken zu kühlen. Sie sind auch für das Auftreten von Gewittern und dergleichen verantwortlich. 

Die trockene adiabatische Abfallrate ist mit ungesättigter Luft verbunden. Es bezieht sich auf die Geschwindigkeit, mit der sich ein Luftpaket abkühlt oder erwärmt, wenn es sich vertikal bewegt.

Schätzungen zufolge erfährt die trockene adiabatische Abfallrate eine Variation von 5.5 Grad Fahrenheit bei einer vertikalen Bewegung von 1000 Fuß. 

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	Feuchtadiabatische Rate	Trockenadiabatische Rate
Luftpaket	Dry Adiabatic Rate untersucht Luftpakete mit wenig bis gar keinem Feuchtigkeitsgehalt.	Ein anderer Name für feuchtadiabatische Rate ist gesättigte adiabatische Rate.
Alternativer Name	Eine adiabatische Trockenrate ist aufgrund des fehlenden Wassergehalts für stabile Bedingungen verantwortlich.	Die feuchte adiabatische Rate ist niedriger als die trockene adiabatische Rate.
Relation	Die trockene adiabatische Rate ist höher als die trockene adiabatische Rate bei	Die trockene Adiabatenrate variiert je nach Wärmekapazität der Luft bei einer bestimmten Temperatur und Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft.
Bestimmende Faktoren	Die feuchte Adiabatenrate variiert je nach Temperatur.	Die feuchte adiabatische Rate ist für instabile Bedingungen aufgrund von Feuchtigkeit verantwortlich.
Wirkung auf die Atmosphäre	Eine trockene adiabatische Rate ist aufgrund des fehlenden Wassergehalts für stabile Bedingungen verantwortlich.	Die trockene adiabatische Rate ist aufgrund des fehlenden Wassergehalts für stabile Bedingungen verantwortlich.

Was sind Feuchtadiabatische Raten?

Die feuchte adiabatische Abfallrate bezieht sich auf die bereits feuchten Luftpakete. Wenn solche Luftkästen aufsteigen, werden sie folglich ruhiger und dehnen sich weiter aus.

Die feuchte adiabatische Abfallrate wird auch als gesättigte adiabatische Abfallrate bezeichnet. Diese Art von Luft weist einen Temperaturabfall von 6 Grad Celsius pro 1000 Meter auf.  

Das im feuchten Adiabatenstrom enthaltene Luftpaket ist aufgrund der darin enthaltenen Feuchtigkeit schwerer. Infolgedessen steigt es in einem relativ langsameren Tempo. Wenn das Luftpaket aufsteigt, verliert es seine innere Wärme.

Der Temperaturanstieg entsteht durch die Abnahme des atmosphärischen Drucks. Um dies weiter zu untermauern, nimmt der atmosphärische Druck aufgrund der großen Höhe ab. 

Wenn sich das Luftpaket in größeren Höhen ausdehnt, sind sie daher ständig am Werk und führen schließlich zur Abkühlung der Wolken.

Aufgrund der während der Kondensation abgegebenen Energie ist die Feuchtablaufrate jedoch geringer als die Trockenablaufrate. Wenn die Kondensation hoch ist, ist die adiabatische Abfallrate deutlich geringer. 

In Grad Fahrenheit beträgt die feuchte adiabatische Abfallrate etwa 3.3 Grad Fahrenheit für jede Änderung von 1000 Fuß in der vertikalen Bewegung.

Es ist möglich, die Isobare zu finden Wärmekapazität von feuchter oder gesättigter Luft unter Verwendung der spezifischen Enthalpie h für ein gesättigtes Luftpaket. 

Was sind trockene adiabatische Raten?

Die trockene adiabatische Abfallrate ist die ungesättigte Abfallrate. Mit anderen Worten fehlt in solchen Luftpaketen der Feuchtigkeitsgehalt. Während die Luftpakete hundert Meter weit fliegen, kommt es zu einer Abkühlung von drei Grad Celsius.

Wenn beispielsweise ein Luftpaket auf 500 Meter ansteigt, erhält es 15 Grad Celsius Abkühlung. Umgekehrt, wenn die Stimmung nach unten geht, wird die Durchschnittstemperatur wiederhergestellt.

Die Ausfallraten werden durch den Wassergehalt, das auf die Erdoberfläche fallende Sonnenlicht und geografische Merkmale beeinflusst. Die relative Luftfeuchtigkeit in ungesättigter Luft beträgt weniger als 100 %.

Da der Feuchtigkeitsgehalt trockener adiabatischer Luft geringer ist, sind stabile atmosphärische Bedingungen gewährleistet. 

Wenn das aufsteigende Luftpaket weniger Feuchtigkeit hat, tritt Kondensation mit einer nominell geringeren Rate auf. Dadurch ist die latente Hitze des freigesetzten Kondenswassers ist gering.

Mit anderen Worten, es gibt weniger zusätzliche Wärme von innen. Latentwärme bezeichnet hier die Wärme, die während der Bewegung von einer Phase zur nächsten aufgenommen wird. Folglich ist der Temperaturabfall mit zunehmender Höhe größer. 

Der Faktor, der die Rate des trockenen adiabatischen Abfalls beeinflusst, ist die Wärmekapazität von Luft bei einer bestimmten Temperatur und Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft.

Die ungesättigte adiabatische Temperaturabfallrate beträgt etwa 9.8 Grad Celsius pro Kilometer. Die Entstehung von Wolken wird auf die ungesättigte Luftmenge zurückgeführt. 

Hauptunterschiede zwischen feuchten und trockenen adiabatischen Raten 

1. Die feuchte adiabatische Rate untersucht das Luftpaket mit hoher Luftfeuchtigkeit. Auf der anderen Seite erfahren trockene adiabatische Raten das Luftpaket mit einem relativ niedrigen oder vernachlässigbaren Feuchtigkeitsgehalt.
2. Feuchtadiabatische und trockenadiabatische Raten sind auch als gesättigte bzw. ungesättigte adiabatische Abfallraten bekannt. 
3. Die feuchte adiabatische Rate ist für schwankende atmosphärische Bedingungen aufgrund des Wassergehalts verantwortlich. Im Gegensatz dazu spielt die trockene adiabatische Rate keine herausragende Rolle bei der Schaffung unsicherer atmosphärischer Bedingungen aufgrund des Mangels an Feuchtigkeit. 
4. Die feuchte Adiabatenrate variiert je nach Temperatur und Wassergehalt. Andererseits hängt die trockenadiabatische Rate von der Erdbeschleunigung und der atmosphärischen Wärme ab.
5. Während die feuchte Adiabate ungefähr 8 Grad Celsius pro Kilometer beträgt, beträgt die trockene Adiabate fast 4 Grad Celsius pro Kilometer.  

Bibliographie

1. https://www.pmfias.com/adiabatic-lapse-rate-latent-heat-condensation/ 
2. https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/adiabatic-lapse-rate 

Letzte Aktualisierung: 30. Juni 2023