Grundzüge Der Umweltphysik

ISBN-13: 9783798504646 / Niemiecki / Miękka / 1978 / 183 str.

J. L. Monteith; R. Schlagl

Opis

Die Physik der Biosphiire oder Umweltphysik (Environmental Physics) kann man definieren als Physik der Wechselbeziehungen zwischen lebenden Organismen und ihrer Umwelt. Wird ein Umweltphysiker vor ein neues Problem gestellt, so beginnt er in der Regel mit der Messung eines ausgewahlten physikalischen Umweltparameters und dessen spezifischem EinfluB auf biologische Objekte. Nachdem ausreichend MeBdaten gesammelt wurden, kann er versuchen, allgemeine physikalische Prinzipien zu formulieren, denen das unter suchte System unterworfen ist. Diese Prinzipien ermoglichen es ihm, das Verhalten eines Systems bei einer Anderung der Umweltbedingungen vorauszusagen. Gegebenenfalls kann er dann Vorschlage zu einer Umweltbeeinflussung machen, die etwa die Emteertriige er hohen, den Wohnkomfort eines Gebaudes verbessem konnen, usw. Wenn in unseren Tagen die falsche Einstellung des Menschen zu seiner Umwelt emste Fragen aufwirft, muB die Losung einer Reihe okologischer Probleme in der Ausnutzung grundlegender Prinzipien der Physik und Biologie gesucht werden. Der Umweltphysiker muB ein fachmannisches Urteil in so verschiedenartigen Gebieten wie Agrarwissenschaft, Okologie, Hydrologie, Medizin und Bauwissenschaft besitzen. Die Umweltforschung wurde in globalem Rahmen stimuliert durch die United Nations Special Agencies sowie durch Projekte wie das Intemationale Geophysikalische Jahr, das Intemationale Biologie-Programm und das Programm "Mensch und Biosphare." Sie haben Bedeutung und Wert der Kommunikation tiber wissenschaftliche und nationale Grenzen hinaus unterstrichen. Besonders als Ergebnis intemationaler Aktivitat hat der Neuling "Umweltphysik" ein starkeres Wachstum der Publikationsrate vorzuweisen als etwa Referate zu'der Frage der heutigen Position der Kunst."

Spis treści

1. Der Bereich der Umweltphysik.- 2. Physikalische Grundlagen.- 2.1. Gasgesetze.- 2.1.1. Druck, Dichte und Temperatur.- 2.1.2. Wasserdampf.- 2.1.3. Molekulare Transportprozesse.- 2.1.4. Diffusionskoeffizienten.- 2.2. Strahlungsgesetze.- 2.2.1. Ursprung und Wesen der Strahlung.- 2.2.2. Strahlung des schwarzen Körpers.- 2.2.3. Räumliche Beziehungen.- 2.2.4. Abschwächung eines Parallelbündels.- 3. Die Strahlungsumwelt.- 3.1. Solare Strahlung.- 3.1.1. Spektrale Verteilung.- 3.1.2. Beleuchtungsdichte.- 3.2. Langwellige Strahlung.- 3.2.1. Wolkenfreier Himmel.- 3.2.2. Bewölkter Himmel.- 3.2.3. Grenzen empirischer Relationen.- 4. Geometrie der Strahlung.- 4.1. Direkte Sonneneinstrahlung.- 4.2. Diffuse Strahlung.- 4.2.1. Formfaktoren.- 4.3. Strahlungsverteilung in Laub.- 4.3.1. Direkte Strahlung.- 4.3.2. Diffuse Strahlung.- 4.3.3. Gesamte Beleuchtungsdichte eines Blattwerkes.- 5. Strahlungsbilanz.- 5.1. Bilanzgleichung der Strahlung.- 5.2. Strahlungseigenschaften natürlicher Materialien.- 5.2.1. Wasser.- 5.2.2. Böden.- 5.2.3. Vegetation.- 5.2.4. Tiere.- 5.3. Strahlungsbilanzen.- 5.3.1. Jährliche Bilanz.- 5.3.2. Tägliche Bilanz.- 5.3.3. Momentan-Bilanz.- 6. Impulsaustausch.- 6.1. Grenzschichten.- 6.1.1. Oberflächenreibung.- 6.1.2. Formwiderstand.- 6.1.3. Aerodynamischer Schub auf natürliche Oberflächen.- 6.1.4. Auf Blätter wirkende Schubkräfte.- 6.1.5. Schubkräfte bei Bäumen.- 6.2. Wind und Turbulenz über gleichmäßigen Flächen.- 6.2.1. Windproflle.- 6.2.2. Das Verhalten von zo und d.- 6.2.3. Fetch.- 6.2.4. Andere Prozesse der Wirbelausbreitung.- 6.2.5. Auftriebseffekte.- 6.2.6. Widerstand in der Atmosphäre.- 7. Wärmeübergang.- 7.1. Dimensionslose Zahlen.- 7.1.1. Erzwungene Konvektion.- 7.1.2. Freie Konvektion.- 7.1.3. Kriterien für erzwungene und freie Konvektion.- 7.1.4. Kriterien für laminare und turbulente Strömung.- 7.2. Messung der Konvektion.- 7.2.1. Ebene Oberflächen.- 7.2.2. Laub.- 7.2.3. Zylinder und Kugeln.- 7.3. Transport in der atmosphärischen Grenzschicht.- 8. Wärmeübergang — II. Wärmeleitung.- 8.1. Stationäre Zustandsgieichungen.- 8.2. Wärmeisolation von Tieren.- 8.2.1. Gewebe.- 8.2.2. Fell und Gefieder.- 8.3. Wärmeleitung im Boden.- 8.3.1. Thermische Eigenschaften von Böden.- 8.3.2. Formale Analyse des Wärmeflusses.- 8.3.3. Änderung des Temperaturbereiches.- 9. Massetransport.- 9.1. Dimensionslose Zahlen.- 9.2. Messung des Massetransportes.- 9.2.1. Ebene Oberflächen.- 9.2.2. Zylinder.- 9.2.3. Kugeln.- 9.2.4. Stofftransport durch Ventilation.- 9.2.5. Stofftransport bei Turbulenz.- 9.3. Stofftransport durch Poren.- 9.3.1. Widerstandsberechnung.- 10. Energieverteilung — I. Trockene Systeme.- 10.1. Energie-Bilanzgleichung.- 10.1.1. Stoffwechsel und Strahlung.- 10.1.2. Verdunstung und Stoffwechsel.- 10.1.3. Konvektion und langwellige Strahlung.- 10.1.4. Wärmespeicherung und Strahlung.- 10.1.5. Wärmeleitung.- 10.2. Graphische Analyse.- 10.3. Studien an Beispielen.- 11. Energieverteilung — II. Feuchte Systeme.- 11.1. Psychrometrische Feucht- und Äquivalenttemperatur.- 11.1.1. Temperatur-Enthalpie-Diagramm.- 11.2. Wärme-und Energieaustausch.- 11.2.1. Das Feuchtthermometer.- 11.2.2. Feuchte Oberfläche.- 11.2.3. Verdunstung von Schweiß.- 12. Mikrometeorologie von Getreidebeständen.- 12.1. Flußmessungen oberhalb des Bestandes.- 12.2. Interpretation von Flußmessungen über Beständen.- 12.2.1. Wasserdampf.- 12.2.2. Kohlendioxid.- 12.3. Mikroklima des Getreides.- 12.3.1. Analyse der Mikroklimate.- 12.4. Messung von Flüssen in Beständen.- 12.4.1. Impulsbilanz.- 12.4.2. Energiebilanz.- 12.4.3. Synthese von Profilen.- Tabellen.- Bibliographie.- Literatur.