Wetterphänomene. Versuch zur Strahlungsleistung. Regenbogen. Himmelsfarben. Treibhauseffekt. Felix Anderl, Jörg Polt

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1 Wetterphänomene Felix Anderl, Jörg Polt Versuch zur Strahlungsleistung Es wurde unter Einsatz präzisester Messinstrumente (Hände), das Verhältnis zwischen Abstand und Leistung einer Lampe zum Messinstrument festgestellt. Das Verhältnis zwischen Abstand und Leistung ist umgekehrt proportional. P P Lampe1 Lampe2 = 2 2 4πr Lampe1 4πr Lampe2 Regenbogen Weißes Licht ist eine Überlagerung von Licht in allen Spektralfarben (Rot-Orange- Gelb-Grün-Blau-Violett). Man kann das weiße Licht durch ein Prisma in diese Farben aufteilen (brechen). Das passiert, weil die unterschiedlichen Wellenlängen (Frequenzen) sich an einem Prisma unterschiedlich stark ablenken (brechen). Je kürzer die Wellenlänge (je größer die Frequenz), desto stärker die Brechung. Himmelsfarben In einem Becherglas mit Milchlösung, kann man beobachten, dass Licht nach einem kurzen Weg durch die Milchlösung, bläulich erscheint, nach einem längeren Weg rötlich erscheint. Dieser Effekt kommt zustande, weil niederfrequente Lichtwellen in der Atmosphäre (oder auch in der Milch), weniger stark absorbiert (geschluckt) werden als hochfrequente Lichtwellen. Treibhauseffekt In einem durchsichtigen, aber geschlossenen Gefäß (zb. Erdatmosphäre, Becherglas), können Lichtwellen eindringen, werden am Boden zu Wärme umgewandelt, die nicht mehr austreten kann. Dadurch kommt es zu einer stärkeren Erwärmung als draußen. Projekt Künstliches Wetter 1 6.a, Dezember 2005

2 Un-Wetter Beatrice Egger, Shinkai Ebadi Hurrikans und Tornados Wodurch entsteht die starke Sogwirkung nach oben bei Tornados? Warme Luft reicht nicht, durch Kondensation weitere Erwärmung der Luft. Schutzmaßnahmen: In stabiles Gebäude begeben (z.b.: Keller oder Bunker) Flucht Hurrikans Tornados Entstehen über dem Wasser Entstehen über dem Land Bestehen über mehrere Tage bis Wochen Bestehen über einige Stunden Unbegrenzte feuchte, warme Luft Begrenzt erstrecken sich über bis 100 km Erstrecken sich über einige 100 m Bis zu 250 km/h Bis zu 500 km/h Mehr Zerstörungskraft Weniger Zerstörungskraft Bewegen sich ca km Bewegen sich ca km Gewitter Schutzmaßnahmen NICHT unter einen Baum (Strommast, Hochspannungsleitung, usw.) stellen Von Metall fernhalten Nicht telefonieren In ein Auto oder in ein Haus mit Blitzableiter gehen Auf den Boden HOCKEN (nicht hinlegen) Von großen Wasserflächen fernhalten Wasserleitungen nicht aufdrehen Falls jemand vom Blitz getroffen wurde, sofort Wiederbelebung versuchen, denn es besteht Überlebenschance Blitze Entstehen durch die unterschiedlichen Aufladungen von Wolken und Erde (oder Wolke und Wolke). Der Hauptblitz geht von der Erde zur Wolke. Der Blitz leuchtet, weil die hohe Stromstärke die Luft zum Plasma erhitzt und das zum Leuchten beginnt. Donner Entsteht durch die Explosionsartige Ausdehnung des Plasmas. Versuche Influenzmaschine und Blitzableiter An der Kurbel der Influenzmaschine drehen, um einen Blitz zu erzeugen. Wenn man mit dem Blitzableiter näher heranfährt, als der Abstand zwischen den Kugeln ist, entsteht der Blitz zwischen Blitzableiter und Kugel. Alufolie, Schallplatte, Baumwolltuch, Keksdosendeckel und Schere Man reibt mit dem Baumwolltuch an der Schallplatte, die sich auf einer Alufolie befindet. Danach setzt man den Keksdosendeckel auf die Schallplatte und erzeugt mit der Schere eine Verbindung zwischen Alufolie und Keksdosendeckel. Es entsteht ein kleiner Blitz. Projekt Künstliches Wetter 2 6.a, Dezember 2005

3 Chaostheorie Mirnes Rasljanin & Oliver Winter Grundlagen Geringfügige Änderungen können enorme Folgen mit sich ziehen (Chaotische Systeme, Schmetterlingseffekt) Es ist unmöglich exakte Vorhersagen von zukünftigen Ereignissen aufzustellen da bei zunehmender Genauigkeit die Anzahl der Variablen zunimmt Chaotische Systeme Ein chaotisches System ist ein System in dem minimale Veränderungen der Ausgangswerte maximale Auswirkungen haben, in der Regel sind diese exponentiell. Schmetterlingseffekt Der Schmetterlingseffekt ist das Beispiel für die Chaostheorie schlechthin: Die Veränderung eines minimalen Faktors (Zertreten eines Schmetterlings) zieht maximale Folgen mit sich. Lorentz Attraktor Fraktale Der Lorentz Attraktor wird verwendet um Wettervorhersagen aufzustellen. Er ist ein Fraktal und man ihm kann daher nur kurzfristige Prognosen erstellen. Fraktale sind geometrische Muster die sich selbst in der Vergrößerung immer wieder sich selbst wiederholen. Beispiel für ein einfaches Fraktal Beispiele für chaotische Wetter Bevölkerungsentwicklung Magnetpendel (3 Magnete + Metallkugel) Flüssigkeiten und Gase (Rauchentwicklung) Doppelpendel Auf der spitze stehender Bleistifft Das Universum Wirbel auf der Oberfläche des morgentlichen Kaffee Systeme Projekt Künstliches Wetter 3 6.a, Dezember 2005

4 Lawinen Stefan Giuliani, Thomas Frühwirth, Bernhard Schober Lawinengefahr = Lebensgefahr! Die Schneebrettgefahr ist nicht kalkulierbar. Verlassen der Pisten = Verlassen des gesicherten Skiraumes. Gefahrenstufen und Hangneigungen Stufe 1 gering Stufe 2 mäßig Stufe 3 erheblich Stufe 4 groß Stufe 5 sehr groß 40 und mehr 35 und mehr 30 und mehr "Spitzkehrengelände" Touren allgemein Auf Tour im Rucksack Verschüttetensuchgerät Lawinensonde Lawinenschaufel Erste-Hilfe-Set mit Rettungsdecke Kartenmaterial Handy Irrtümer Im Wald ist es sicher Erfahrung ist Sicherheitsfaktor Eine Person alleine kann nie eine Lawine auslösen Ein paar Tage alter Schnee ist sicher und es besteht keine Lawinengefahr Rauer Unter bietet festen Halt Vorhandene Spuren garantieren Sicherheit Bei tiefen Temperaturen gibt es keine Lawinengefahr Lawinenarten: Staublawinen 300 km/h trockener und lockerer Schnee bildet zunächst eine Fließlawine es entwickelt durch sein Eigengewicht einen talwärts gerichteten Sturm reißt alles mit sich es können unvorstellbare Kräfte auftreten auch dicke Betonwände können wie Spielklötze umhergewirbelt werden Nassschneelawinen sehr viel Neuschnee in größeren Höhen Temperaturerhöhung und Regen kann in tieferen Lagen zu diesen gefährlichen Situationen führen nasser, schwerer Schnee fließt langsamer als eine Staublawine walzt alles nieder Arten von Schnee Projekt Künstliches Wetter 4 6.a, Dezember 2005

5 linienförmig, scharfkantig => Schneebrett Form des Anrisses: punktförmig => Lockerschneelawine vorwiegend fließend => Fließlawine Form der Bewegung: vorwiegend stiebend => Staublawine innerhalb der Schneedecke => Oberlawine Lage der Gleitfläche: auf dem Boden => Bodenlawine flächig Form der Bahn: runsenförmig (kanalisiert) Faktoren die eine Lawine auslösen können Wind (Schneewechten auf windabgewandter Seite) Hangneigung (je steiler, desto höher die Lawinengefahr) Sonneneinstrahlung (sonnenabgewandte Hänge gefährdeter) Niederschlag (Neuschnee erhöht die Lawinengefahr) Temperatur (plötzliche Temperaturänderungen erhöhen die Lawinengefahr) Vorhandene Schneedecke (gefährlich sind Schneedecken mit geringer Festigkeit) Projekt Künstliches Wetter 5 6.a, Dezember 2005

6 Fluggeräte Sebastian Scher, Raphael Singer Warum fliegt ein Heißluftballon? Ein Heißluftballon fliegt, da die warme Luft, die sich im Ballon befindet, leichter als die Umgebungsluft ist und daher aufsteigt. Wie funktionieren Tragflügel? Durch die Schrägstellung des Tragflügels entsteht auf der Oberseite ein Unterdruck Der Tragflügel wird nach oben gedrückt. Hubschrauber Das Prinzip ist das Gleiche wie das des Tragflügels. Jedes Rotorblatt ist ein Tragflügel. Durch die Drehung der Rotorblätter entsteht Auftrieb. Vorteile: Er kann auf der Stelle und in alle Richtungen fliegen Rücktoßrakete Es wird ein Druck erzeugt, der nach hinten entweicht. Da jeder Impuls einen Gegenimpuls erzeugt, wird die Rakete vorwärts getrieben. Raketen funktionieren auch im Luftleeren Raum, da der Rückstoß nichts mit der Luft zu tun hat. Projekt Künstliches Wetter 6 6.a, Dezember 2005