Zur verfügbaren potentiellen Energie in der Atmosphäre

Zusammenfassung

Es wird der Zusammenhang zwischen verfügbarer potentieller Energie und der Höhendifferenz der Schwerpunkte vom aktuellen und Referenzzustand der Atmosphäre untersucht. Dabei zeigt sich, daß diese Differenz direkt proportional der verfügbaren potentiellen Energie ist. Wählt man als Referenzzustand einen hydrostatisch stabilen, horizontal geschichteten Zustand der Atmosphäre, so gibt diese Höhendifferenz ein anschauliches Maß über die Abweichung des aktuellen Zustandes der Atmosphäre von der hydrostatischen Gleichgewichtslage an. Global gesehen ist diese Differenz erstaunlich gering; sie beträgt etwa 10 m. Weiters wird noch der Zusammenhang zwischen der verfügbaren potentiellen Energie und der „Schwerpunktfläche” der Atmosphäre, die durch die Höhen der Schwerpunkte der einzelnen Luftsäulen gebildet wird, aufgezeigt.

Summary

The object of this investigation is the relation between available potential energy and the height difference of the centers of mass for the actual and the reference state of the atmosphere. This difference is shown to be proportional to the available potential energy. If we choose a hydrostatically, stable stratified atmosphere which is uniform in the horizontal as the reference atmosphere, this height difference is a good indication of how little the actual atmosphere deviates from the uniform hydrostatic equilibrium state. Surprisingly, the difference over the whole globe is only about 10 m. In addition, a relation is demonstrated between available potential energy and that surface in the atmosphere which is formed by connecting the centers of mass of individual air columns.