PhysSandbox
Klassische MechanikWellen und SchallElektrizität und MagnetismusOptik und LichtGravitation und BahnenVirtuelle Praktika
🌙Astronomie und Himmel🌡️Thermodynamik🌍Biophysik, Fluide und Geowissenschaften📐Mathematische Visualisierung🔧Ingenieurwesen🧪Chemie
DEENRUESPTFR

Ähnliche Simulationen

Verwandte Themen in der Nähe (auch aus benachbarten Bereichen) — oder alle 50 in „Biophysik, Fluide und Geowissenschaften“.

Ganze Kategorie →
NeuSchule

Adiabatischer Aufstieg feuchter Luft

Simulation starten

Aufstieg eines feuchten Luftpakets: trockener Gradient Γ, Hebungskondensationsniveau, vereinfachter feuchter Gradient; relative Feuchte und Wolkenskizze über der Höhe.

NeuHochschule / Forschung

Hardy-Weinberg-Gleichgewicht

Simulation starten

Allelhäufigkeit p, Genotypen p², 2pq, q²; Selektion, Mutation und Lehrtrajektorien der Gendrift.

NeuHochschule / Forschung

Kelvin-Helmholtz-Instabilität

Simulation starten

Zwei parallele Strömungen mit Geschwindigkeitssprung U: Anwachsrate σ(k) im vereinfachten Modell und Animation der Wogen an der Grenze (lineares Schema).

NeuHochschule / Forschung

Stabilität eines unendlichen Hangs

Simulation starten

Sicherheitsfaktor im Grenzgleichgewicht für einen flachen ebenen Rutsch: Hangneigung, Kohäsion, Reibung, Tiefe und Porenwasserdruck durch Regen.

NeuHochschule / Forschung

SIRS mit nachlassender Immunität

Simulation starten

SIRS-Modell: Nachlassen der Immunität ω (R→S), Auffrischdosen, saisonales β(t), endemisches Gleichgewicht und R0.

NeuHochschule / Forschung

Chemostat und Monod-Wachstum

Simulation starten

Durchlaufkultur: spezifische Wachstumsrate nach Monod μ(S), Verdünnung D, Auswaschungsschwelle, Ertrag und Produktivität DX(D).

PhysSandbox

Interaktive Simulationen zu Physik, Chemie und Ingenieurwesen für Lernende, Lehrkräfte und alle Neugierigen.

Physik

  • Klassische Mechanik
  • Wellen und Schall
  • Elektrizität und Magnetismus

Wissenschaft

  • Optik und Licht
  • Gravitation und Bahnen
  • Astronomie und Himmel

Mehr

  • Thermodynamik
  • Biophysik, Fluide und Geowissenschaften
  • Mathematische Visualisierung
  • Ingenieurwesen
  • Chemie

© 2026 PhysSandbox. Kostenlose interaktive naturwissenschaftliche Simulationen.

DatenschutzNutzungKontakt
Startseite/Biophysik, Fluide und Geowissenschaften/Atmosphärische Stabilität und Teilchendiagramm

Atmosphärische Stabilität und Teilchendiagramm

Lehrsonderung: Umgebungsgradient, trockener und feuchter Aufstieg des Teilchens, LCL, LFC, Gleichgewichtsniveau, CAPE, CIN und Hebungsindex.

Sondierung des Teilchens

30 °C
5 °C
7 K/km
2.5 K
2 km

Ein gehobenes Teilchen kühlt trockenadiabatisch bis zum LCL, danach entlang einer genäherten Feuchtadiabate. CAPE/CIN sind Integrale des Auftriebs g(T_p−T_e)/T_e.

Gemessene Größen

LCL0.63km
LFC2.10km
Gleichgewichtsniveaunone
CAPE6919J/kg
CIN61J/kg
Hebungsindex-12.0°C

Diagramme

Zum Modell

Atmosphärische Stabilität folgt aus dem Auftrieb eines Teilchens gegenüber der Umgebung: ist das Teilchen wärmer als die Umgebungsluft, beschleunigt es nach oben. Das Umgebungsprofil wird durch die Bodentemperatur, den Gradienten und wahlweise eine Warmluftkappe festgelegt. Ein bodennähes Teilchen kühlt beim Aufstieg trockenadiabatisch um etwa 9,8 K/km bis zum Hebungskondensationsniveau LCL, das aus Temperatur und Taupunkt abgeschätzt wird. Oberhalb des LCL folgt die Abkühlung einer genäherten Feuchtadiabate, deren Gradient von T und p abhängt. Der Auftrieb ist B = g(T_p − T_e)/T_e (die Temperatur steht vereinfacht für die virtuelle Temperatur); das Integral des positiven Auftriebs ergibt CAPE, das des negativen Auftriebs bis zum Niveau der freien Konvektion CIN. Im Profil sind LCL, LFC, Gleichgewichtsniveau und der Hebungsindex in 500 hPa markiert. Das Modell ist qualitativ: ohne Beimischung, Eismikrophysik, genaue Thermodynamik in Druckkoordinaten und ohne Windscherung.

Für wen: Meteorologie und Physik der Atmosphäre: Teilchenmethode, CAPE/CIN, Lesen einer Sondierung.

Wichtige Begriffe

  • atmosphärische stabilität
  • trockenadiabate
  • feuchtadiabate
  • hebungskondensationsniveau (lcl)
  • niveau der freien konvektion
  • cape
  • cin
  • deckschicht

So funktioniert es

Ein bodennähes Teilchen kühlt entlang der Trockenadiabate bis zum LCL, danach entlang einer genäherten Feuchtadiabate. Der Auftrieb B = g(T_p − T_e)/T_e wird zu CAPE und CIN integriert. Eine warme Kappe kann CAPE belassen, die Konvektion aber bis zum Niveau der freien Konvektion zurückhalten. Im Profil: Umgebung, Teilchenbahn und Marken für LCL, LFC und Gleichgewichtsniveau.

Wichtige Gleichungen

unterhalb LCL: Γ_d ≈ 9.8 K/km; oberhalb LCL: Γ_m(T,p)
CAPE = ∫ max(B,0) dz, CIN = −∫ min(B,0) dz, B=g(T_p−T_e)/T_e

Häufige Fragen

Was bedeutet LCL?
Das Hebungskondensationsniveau: die Höhe, in der ein ungesättigtes Teilchen bis zum Taupunkt abkühlt. Darüber beginnen Kondensation und latente Wärmefreisetzung, daher kühlt es langsamer entlang der Feuchtadiabate.
Warum kann CAPE vorhanden sein, ohne dass ein Gewitter entsteht?
Eine Warmluftschicht kann CIN aufbauen: das Teilchen bleibt negativ auftriebsbehaftet bis zur freien Konvektion. Ohne Hebung, Erwärmung oder Abbau der Kappe kann die Atmosphäre bedingt labil sein, ohne dass Konvektion einsetzt.
Warum wird CAPE in J/kg angegeben?
CAPE ist das vertikale Integral der Auftriebsbeschleunigung. Die Einheit m²/s² ist gleich J/kg: das ist der Vorrat an kinetischer Energie je Masse für ein ideales aufsteigendes Teilchen.
Ist das ein echter Rechner für das aerologische Diagramm?
Nein. Geometrie der Sondierung und Diagnostik bleiben erhalten, aber Feuchte, virtuelle Temperatur, Druckkoordinate, Beimischung und Mikrophysik sind vereinfacht.