23 22 Wie kalt ist es im All? Konvektion gibt es aber auch in ganz großem Maßstab, nämlich als Wärmeströmungen in der Atmosphäre und den Meeren. Beides ist für Wetter und Klima von großer Bedeutung. Zum Beispiel kommen die Hoch- und Tiefdruckgebiete des Wetters durch Konvektion der Luft zustande (Kap. 26.3, S. 58). B 22.15 Das „globale Förderband“ der Ozeane: Der Golfstrom ist nur ein kleiner Teil davon. Hier werfen wir aber einen Blick auf die Meere. Es gibt ein weltumspannendes, gigantisches System aus Meeresströmungen (B 22.15), das man salopp als „globales Förderband“ bezeichnet. Es wird durch die Unterschiede in Temperatur und Salzgehalt des Wassers angetrieben. Für uns in Europa ist der Golfstrom wichtig. Er ist jener Teil des Förderbandes, der vom Golf von Mexico bis nach Europa strömt. Der Golfstrom befördert mehr als 100-mal so viel Wasser, wie über alle Flüsse der Welt zusammen ins Meer fließt! Die dabei transportierte Wärmeenergie hat die fantastischen Heizleistung von 1015 Watt und sorgt für ein mildes Klima in Europa. Sollt der Golfstrom durch den Klimawandel versiegen, könnte es in Europa bis zu 10 °C kälter werden. B 22.14 Dieses aufgeplusterte Rotkehlchen hält mit den Federn die Luft fest und verhindert dadurch die Konvektion. Wärmeströmung kann ziemlich praktisch sein, etwa beim Wasserkochen (B 22.12 a). Das erwärmte Wasser steigt auf, kühlt etwas ab, wird dadurch dichter und sinkt wieder. Auf diese Weise wird die Wärmenergie schnell im Kessel verteilt. Beim Heizen im Wohnraum tritt ein ähnlicher Effekt auf, der die Luft gut durchmischt (b). Ohne diese Luftwalze wäre es an der Decke viel heißer als am Boden. B 22.12 Die Wärmeströmung hilft, das Wasser schneller zum Kochen zu bringen (a) und mischt die Luft in einem Wohnraum gut durch (b). Oft ist Wärmeströmung also durchaus günstig. Es gibt aber auch lästige Fälle, wo sie zu einer unerwünschten Abkühlung führt. Zum Beispiel steigt pausenlos warme Luft von uns Menschen auf (siehe B 22.13). Deshalb ist es im Winter sehr wichtig, sich nicht nur warm anzuziehen, sondern auch eine Haube aufzusetzen, weil man über den Kopf sonst sehr viele Wärme verliert und sich verkühlen kann. Die Natur zeigt uns, wie man Konvektion verhindern kann. Vögel plustern sich zum Beispiel auf, wenn ihnen kalt ist (B 22.14). Die Federn selbst wärmen kaum, aber in den Zwischenräumen befindet sich viel Luft, die festgehalten wird und bei Erwärmung nicht aufsteigen kann. Und weil Luft ein lausiger Wärmeleiter ist (siehe T 22.1), wärmt das aufgeplusterte Federkleid sehr gut. Wolle und Fell isolieren sehr gut ( A 9 ). Auch in diesen Fällen wird der Wärmeeffekt nicht durch das Material hervorgerufen, sondern durch die festgehaltene Luft. Styropor arbeitet mit demselben Trick ( A 11 ). Allgemein kann man sagen: Wenn man die Konvektion der Luft unterbindet, dann hat man mit ihr einen prima Wärmeisolator. warmes Wasser kaltes Wasser a b 25° 18° 22° B 22.13 Durch Schlierenfotografie sichtbargemachte Wärmeströmung über einem Menschen. Kurz zusammengefasst Bei der Wärmeströmung (Konvektion) bewegt sich die Materie und transportiert dabei die Wärmeenergie mit. Die Konvektion hat viele Anwendungen im Alltag, beeinflusst aber auch global gesehen durch Wetter und Klima die Menschheit stark. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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