Findeisen, W.: Ein Beitrag zur Frage der Nebelentstehung.
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zu der gesamten am Austausch beteiligten Luftmasse nur eine sehr dünne Schicht
dar, Aus (7) folgt für die mittlere absolute Feuchtigkeit wegen (4)
(Anett
— 7 Ude“
ff + (fr fe) ® AQe . NO a a WR ROH RL * 3)
Durch die Temperaturabnahme nach Gl, (7) wird die Abnahme des Sättigungs-
wertes der absoluten Feuchtigkeit (= f) verursacht, die in der Figur 1a durch
die gestrichelte Kurve dargestellt wird. Die wahren Werte der absoluten Feuchtig-
keit, die sich nach Gl. (8) im Zeitablauf des Austauschvorganges in der Luft-
masse einstellen, sind aus den ausgezogenen Kurven zu entnehmen, die für die
A
Werte von TA nach Gl. (2a) (=f,) und Gl. (2c) (== f,) gelten. Es zeigt sich,
daß f, und f, immer größer sind als f, daß also durch den Austauschvorgang
eine Wasserdampfübersättigung in der Luft erzeugt wird. Eine noch größere
Wasserdampfübersättigung ergibt sich bei dem umgekehrten Vorgang, für ge-
sättigt-feuchte Luft von dx, = 0°C und der Temperatur der Unterlage dzg = +10°C
(Fig. 1b); hierbei wird vorausgesetzt, daß die Unterlage feucht ist. — Die Über-
sättigungsbildung in beiden Fällen ist vor allem darauf zurückzuführen, daß
der Sättigungswert der absoluten Feuchtigkeit nicht linear von der Temperatur
abhängt. Diesem Effekt überlagert sich der Effekt, der durch die Verschieden-
heit der effektiven Austauschkoeffizienten (Ap)er und (Ao)en hervorgerufen wird,
in dem einen Falle verstärkend, im anderen abschwächend.
Der in Fig, 1 veranschaulichte Vorgang wird gestört, wenn Kondensation an
in der Luft suspendierten Kernen, also Nebelbildung, eintritt. Falls die Konden-
sationskerne so beschaffen sind, daß sie die Kondensation bei jeder noch 8o
kleinen Übersättigung ermöglichen und der Kondensationsvorgang an den Kernen
praktisch unendlich schnell verläuft (beides soll hier immer angenommen werden),
so ist die absolute Feuchtigkeit in der betrachteten Luftmasse immer höchstens
gleich dem Sättigungswerte fg bei der Lufttemperatur &'). Bei den für Beispiel a
(Fig. 1) angegebenen Verhältnissen wird dadurch das Wasserdampfgefälle und so-
mit der Wasserdampfaustausch zwischen Boden und Luft verringert, bei Bei:
spiel b wird er erhöht. Beide Male wirkt sich der Einfluß so aus, daß die Nebel-
bildung begünstigt wird. Andererseits ist die bei der Kondensation freiwerdende
Kondensationswärme zu berücksichtigen.
Die durch den Austauschvorgang verursachte Kondensationsgeschwindigkeit
an den in der Luft suspendierten Kernen 4} [g/em? sec] (W = „Wassergehalt“,
d. h. die Menge des in flüssiger Form pro cm? enthaltenen Wassers) ergibt sich
unter den genannten Voraussetzungen aus der Differenz zwischen der Ände-
rungsgeschwindigkeit der Wasserdampfmenge pro Volumeneinheit in und der
d£
Änderungsgeschwindigkeit des Sättigungswertes der absoluten Feuchtigkeit ES
die durch die Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur gegeben ist:
dw _at_dfs
dt dt dt) * * *
Wegen der Kondensationsgeschwindigkeit Nr wird die Änderungsgeschwindigkeit
der Lufttemperatur um den Betrag AO [grad/sec] verändert, wobei D die
p
Verdampfungswärme des Wassers, o die Luftdichte und c, die spezifische Wärme
der Luft bei konstantem Druck ist. Demgemäß muß Gl. (6) korrigiert werden:
at_ (Apdetı ‚fo— fa (d@ _dW. D 10
dt” (Age 979g (dt di ea „ (10)
Um von der Zeit t unabhängig zu werden, wird der Kondensationsvorgang
X Die Ursachen, die in Kumuluswolken zur Bildung von Übersättigungen führen können, liegen
beim Nebel nicht vor; siehe W. Findeisen, Beitr. z. Phys, d, fr. Atm. 20 (1933), 8. 157.