Page - 7 - in Änderung des Gewitter- und Hagelpotentials im Klimawandel

2. TheoretischerHintergrundundphysikalischeKonzepte Indem fortlaufendenKapitel werdeneinige theoretischeGrundlagen undphysikalische Konzepte erörtert, die für das Verständnis dieser Arbeit hilfreich sind. Im ersten Teil wird insbesondere auf thermodynamische Aspekte in der Atmosphäre und konvektive Wettersystemeeingegangen.DerzweiteTeil erörtert die statistischenMethoden,die für dieUntersuchungen imRahmendieserArbeit eingesetztwurden. 2.1. MeteorologischeGrundlagen Ein wesentlicher Bestandteil der Atmosphäre ist Wasser, das als einziger Stoff in allen drei Aggregatzuständen vorkommt: fest in Form von Eis und Schnee, flüssig als Wol- ken oder Regen und gasförmig als Wasserdampf. In Abhängigkeit von der Temperatur und weiteren klimatischen Bedingungen variiert der Wasseranteil in der Troposphäre zwischen 0,0% und 4%. Durch Verdunstungs- und Kondensationsprozesse ist darüber hinaus der Wasserkreislauf eng mit der Energetik der Atmosphäre verbunden. So wird derLuftdurchVerdunstungEnergieentzogen,dieanandererStelledurchKondensation wieder freigesetztwerdenkann. 2.1.1. ThermodynamischeGrundlagen Mit der Annahme, dass Luftteilchen beziehungsweise ein Luftpaket (IndexP; siehe un- ten)nuraus trockenerLuftbestehen, lässt sichder1.HauptsatzderThermodynamikfür intensiveZustandsgrößenbei adiabatischenProzessen1 folgendermaßen formulieren: δq=du−δa=dh−αdp=0 , [2.1] wobeiδqdiespezifischeWärmezufuhr,udiespezifische innereEnergie,δadiespezifi- sche Arbeitsleistung beziehungsweiseα das spezifische Volumen undhdie spezifische 1 SystemtauschtkeineWärmemitderUmgebungaus (δq=0). 7