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Prandtl-Schicht

 
     
  bodennahe Grenzschicht, der unmittelbar an die Erdoberfläche anschliessende Teil der Atmosphäre bis etwa 100 m Höhe. Dieser untere Teil der atmosphärischen Grenzschicht wird nach dem Hydrodynamiker L. Prandtl als Prandtl-Schicht bezeichnet. In der bodennahen Grenzschicht sind alle turbulenten Flüsse annähernd höhenkonstant. Dies ermöglicht die Bestimmung der Wind- und Temperaturprofile aus der Monin-Obukhov-Theorie. Für die dimensionslosen Gradienten ergeben sich dabei für die Windgeschwindigkeit u und die potentielle Temperatur θ:

Prandtl-SchichtDabei ist k=0,4 die Karman-Konstante, L die Monin-Obukhov-Länge. Für neutrale Schichtung (z/L=0) ergibt sich aus den Profilfunktionen z.B. das logarithmische Windgesetz. Die Schubspannungsgeschwindigkeit u* und die charakteristische Temperatur θ* sind definiert durch:


u*=τ/ρ,


θ*=-H/(ρcpu*),
mit τ=turbulente Schubspannung und H=turbulenter Wärmefluss. Die sog. Profilfunktionen φm und φh
sind aus zahlreichen Feldmessungen bestimmt worden:


Prandtl-SchichtDie Anwendung der Profilfunktionen auf gemessene Wind- und Temperaturprofile ermöglicht die Bestimmung der turbulenten Flüsse von Impuls und Wärme (Profilmethode). Die besondere Bedeutung dieser bodennahen Luftschicht lässt sich daraus erkennen, dass der grösste Anteil von Fauna und Flora auf den Landmassen auf diesen Bereich beschränkt ist. Die Agrarmeteorologie und die Biometeorologie beschäftigen sich insbesondere mit den Wechselwirkungen zwischen tierischem und pflanzlichem Leben und den lokalklimatischen Besonderheiten einer Landschaft in diesem Höhenbereich.
 
 

 

 

 
 
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