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Titel / Referat: Sonnenenergie - die Sonne als Quelle von Energie

Schlagwörter: Sonnenstrahlung, Insolation, Sonnenenergiehaushalt, Wärmeübertragung in der Atmosphäre, Umwandlungswärme, Albedo Hausaufgabe, Referat

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Die Energie der Sonne

Sonnenenergie

  • Hälfte der Erde zu jedem Zeitpunkt Strahlungsmengen der Sonne ausgesetzt
  • Wärme, Licht, Strahlung
  • lebenswichtig für Tiere und Pflanzen
  • durchmischt Luft, Verdunstung von Wasser, hält Wettergeschehen in Bewegung


Sonnenstrahlung
Wärme, Licht und andere Strahlen der Sonne

  • sämtliche Strahlung in Form von Wellen
  • 41% sichtbares Licht
  • 50% langwellige Strahlung (u.a. Infrarotstrahlung als Wärme)
  • 9% als Röntgen-, Gamma-, Ultraviolettstrahlung (nicht sichtbar, kann aber schädlich sein)


Insolation
Die Menge von Strahlung der Sonne, die den Erdboden erreicht

  • Menge der Wärme abhängig vom Strahlungswinkel (> geografische Breite, Jahreszeit) und Bewölkung/Ausrichtung eines Ortes zur Sonne
  • Tropen/Sommer: Strahlungsmenge am größten
  • Tropen zweieinhalb mal so viel Wärme wie Pole


Sonnenenergiehaushalt
Die Verteilung der Sonnenenergie in der Atmosphäre

  • Abgabe nur der Hälfte der Energie
  • 47% erreichen den Boden
  • 19% in der Atmosphäre festgehalten (Reflexion durch Landmassen, Meere; Absorption durc Wolken; ..)
  • restliche Strahlung in den Weltraum zurückgeworfen


Wärmeübertragung in der Atmosphäre
Die Ausbreitung der Sonnenwärme in der Luft

  • unterste Schichten der Atmosphäre durch langwellige, vom Erdboden reflektierte Sonnestrahlung erwärmt
  • Aufheizung der Luft durch Boden(Wärmeleitung; nur geringfügig)
  • Wärmeverteilung in der Luft durch Konvektion (Luftvolumen erwärmt sich, dehnt sich aus, steigt auf > geringere Dichte, als umgebende Luft)
  • Advektion:
    • horizontale Wärmeverteilung vor allem durch Wind


Umwandlungswärme
Wärme, die bei Phasenübergängen aufgenommen oder abgegeben wird

  • Veränderung des Aggregatzustandes von Wasser in der Luft > Veränderung der Temperatur
  • Verdunstung: Wärmeaufnahme Wasser, Abkühlung umgebende Luft
  • Kondensation: Wärmeabgabe Wasser, Erwärmung umgebende Luft


Albedo
Die Fähigkeit einer Oberfläche die Sonnenenergie zu reflektieren

  • unterschiedlich: besser/schlechter, je nach Oberflächenbeschaffenheit
  • Schnee/Eis: 85%-95% (Albedowert)> gute Reflektoren; auch bei Wärme gefroren
  • Wälder: 12% (Albedowert) > viel Wärmeaufnahme 

 

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