1.1 – Flugleistungen – Fakten zur Atmosphäre

 
  1. Nennen Sie die zur Beschreibung der Atmosphäre notwendigen physikalischen Größen.
  2. Welche Luftschichten unterscheidet man im Höhenbereich von 0 bis 20km?
  3. Geben Sie die Abhängigkeit der Temperatur von der Höhe in diesem Bereich an. Verdeutlichen Sie diese Abhängigkeit im H,T-Diagramm.

Lösung 1.1

a)

Die wichtigsten Größen sind Temperatur T, Druck p und Dichte \rho, außerdem die Schallgeschwindigkeit und die Zähigkeit der Luft. Daneben gibt es noch andere Größen, die allerdings konstant sind, diese wären Erdbeschleunigung g = 9,81\frac{m}{{{s^2}}} (damit verbunden die Gravitationskonstante G = 6,6742\cdot {10^{-11}}\frac{{{m^3}}}{{kg\cdot {s^2}}}) und die spezifische Gaskonstante für Luft: R = 287,05287\frac{J} {{kg\cdot K}}.

b)

Im Bereich von 0 bis 11km Höhe befindet sich die Troposphäre.
Im Berech von 11 bis 20km Höhe befindet sich die Stratosphäre.
Diese Werte können allerdings recht stark schwanken, so endet die Troposphäre bei den Polen in ca. 8km und am Äquator in 18km Höhe.

c)

In einer Höhe von 0 bis 11km nimmt die Temperatur linear ab:

{T_{0km-11km}} = {T_0}+{\gamma _H}\cdot H, mit {T_0} = 288,15K und {\gamma _H} = -6,5\frac{K}{{km}}

In einer Höhe von 11 bis 20km herrscht eine beinahe konstante Temperatur:

{T_{11km}} = 216,65K

temperatur-hohe-diagramm