Geophysik – Lexikoneinträge
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Die Atmosphäre (von griech. atmis „Dampf“) ist die Gash ülle der Erde , die durch deren Schwerkraft gebunden ist. Die Erdatmosphäre reicht bis in eine Höhe von etwa 3000 km, rund 80 % ihrer Masse von 1,5 Billiarden Tonnen liegen aber unterhalb von 7 km Höhe. Die Zusammensetzung der vor allem aus Stickstoff und Sauerstoff bestehenden Erdatmosphäre am Erdboden (Tab.) unterscheidet sich sehr von der in größerer Höhe. So findet sich in ca. 20–25 km Höhe eine merklich höhere Konzentration von Ozon . Diese sog. Ozonschicht absorbiert einen wesentlichen Teil der auf die Erde auftreffenden UV...
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Die barometrische Höhenformel gibt den Zusammenhang zwischen Luftdruck p und Höhe h über dem Erdboden. Bei konstanter Temperatur gilt \(p(h) = p_0 \cdot \text e^{-(\rho_0\cdot g \cdot h)/p_0}\) ( p 0 : Luftdruck bei h = 0, \(\rho_0\) : Luftdichte bei h = 0, g : Fallbeschleunigung ). Der Luftdruck nimmt also exponentiell mit der Höhe ab. Dann ergibt sich für h : \(h = \dfrac{h_0}{\rho_0 \cdot g} \cdot \left[ \ln p_0 - \ln p(h) \right]\) Damit kann man aus dem gemessenen Luftdruck die Höhe berechnen. Auf diesem Zusammenhang beruht die Wirkungsweise verschiedener Höhenmessgeräte. In der...
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Die Seismologie (von griech. seismos „(Erd-)Erschütterung“) ist das Teilgebiet der Geophysik, das sich mit der Registrierung und Interpretation von Bodenbewegungen befasst, die von Wellen im Erdkörper hervorgerufen werden. Erdbeben und von Explosionen (z. B. Kernwaffentests) hervorgerufene Erschütterungen pflanzen sich in der Erde als elastische Wellen fort. Seismische bzw. Erdbebenwellen sind also im Prinzip nichts anderes als sich durch den festen Erdkörper ausbreitende Schallwellen . Es gibt daher sowohl longitudinale (P-Wellen, Primärwellen, Dichtewellen) als auch transversale ( S- Wellen...
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Die Erde ist der von der Sonne aus gesehen dritte Planet des Sonnensystems . Sie umläuft die Sonne gemäß den Kepler’schen Gesetzen auf einer fast kreisförmigen Ellipsenbahn . Der mittlere Sonnenabstand beträgt 149,6 Mio. Kilometer; diese Entfernung heißt astronomische Einheit (AE; engl. astronomical unit, AU). Die Erde dreht sich in etwa einem Tag (86 400 Sekunden) um sich selbst; kleinere Abweichungen gehen u. a. auf Gezeiteneffekte zurück. Der Erdkörper selbst hat keine exakte Kugelgestalt, sondern ist an den Polen abgeplattet; man nennt diese Form ein Geoid. Der mittlere Erdradius beträgt 6...
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Das Erdmagnetfeld ist das magnetische Feld der Erde . Das E. kann annähernd als Dipolfeld beschrieben werden; es ist aber zu beachten, dass der magnetische Nordpol sich in der Nähe des geografischen Südpols befindet (und umgekehrt). Die magnetischen Feldlinien stehen an den (magnetischen) Polen etwa senkrecht auf der Erdoberfläche, in Äquatornähe verlaufen sie dagegen etwa horizontal, in gemäßigten Breiten nehmen sie einen schrägen Winkel zum Erdboden ein, den man Inklination (lat. „Neigung“) nennt. Ursache des Magnetfelds sind Strömungen im elektrischen leitenden und flüssigen äußeren Erdkern...
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Die in der Erde gespeicherte Wärmenergie . Sie besteht zum einen aus einer aus der Zeit der Erdentstehung stammenden Komponente, als bei der Zusammenballung von Staub und Kleinkörpern Gravitationsenergie in Wärme umgewandelt wurde. Hierzu zählt auch die Kristallisationswärme des sich auch heute noch aus dem flüssigen äußeren auf dem festen inneren Erdkern abscheidenden Eisens. Zum anderen speist sie sich aus der Zerfallswärme langlebiger Radionuklide im Erdinneren. Die Erdwärme dringt nicht komplett gleichmäßig an die Erdoberfläche vor, sondern es gibt (abgesehen von Vulkanausbrüchen) Gegenden...
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Gewitter sind komplexe meteorologische Erscheinung, die mit luftelektrischen Entladungen ( Blitzen ) und akustischen Phänomenen ( Donner ) verbunden sind. Ein Gewitter entsteht, wenn sehr feuchte Luft rasch in größere Höhen aufsteigt. Es bilden sich dann in etwa 6–8 km Höhe mächtige Quellwolken, in denen starke Vertikalströmungen herrschen, die zur Ladungstrennung innerhalb der Gewitterwolken führen (Abb.). Die positive Hauptladung wird von den Eisteilchen der hohen Wolkenpartien getragen. Die sich bildenden elektrischen Felder gleichen sich durch Funkenentladungen zwischen unterschiedlich...
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In der Geophysik und in der Geometrie von Kugeloberflächen sind Nord - und Südpol diejenigen beiden Punkte, an denen sich alle Längenkreise schneiden und an denen die Erdachse die Erdoberfläche durchstößt. In der Theorie des Elektromagnetismus sind die Pole eines elektrischen oder magnetischen Dipolfelds die Stellen, an denen die Feldlinien entspringen bzw. enden. Dabei spricht man bei elektrischen Feldern von Plus - und Minuspol und bei magnetischen von Nord - und Südpol . Achtung: Da der magnetische Nordpol einer Kompassnadel (ungefähr) in Richtung des geografischen Nordpols der Erde zeigt...
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Unter dem Klima versteht man die für einen Ort, eine Region oder die ganze Erde typischen, nur langfristig schwankenden atmosphärischen Bedingungen ( Luftdruck , Temperatur, Niederschläge, Windverhältnisse usw.). Dagegen bezeichnet die Meteorologie kurz- und mittelfristige atmosphärische Schwankungen als Wetter bzw. Witterung . Einer der wichtigsten Faktoren für das Erdklima ist der sog. Treibhauseffekt . Darunter versteht man allgemein die die Erwärmung eines Raumes, der von einem Medium umschlossen wird, das für Sonnenlicht transparent ist, infrarote Wärmestrahlung dagegen absorbiert (also z...
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Die Umweltphysik ist ein in den 1970er-Jahren entstandenes Fachgebiet der Physik. Es erforscht die Vorgänge in den dem Menschen zugänglichen Bereichen der Erde wie Grundwasser, Boden, Ozeane, Atmosphäre und Kryosphäre (die eisbeckten Gebiete der Erde) mit physikalischen Methoden erforscht. Wichtigste Methoden sind die Messung von Transportprozessen durch Tracer-Untersuchungen (Verfolgung von natürlichen oder künstlichen „Markierungsstoffen“), Altersbestimmungen und die Modellierung dieser Prozesse mit dem Computer. Am meisten Aufmerksamkeit erlangte dabei die Klimaforschung und -modellierung...