Geopotential

Geopotential
Potential (rote Kurve) im Erdgravitationsfeld

Als Geopotential W bezeichnet man in der Geophysik das Schwerepotential der Erde. Es setzt sich aus dem Gravitationspotential V und dem Zentrifugalpotential Φ zusammen. Jede Bewegung eines massebehafteten Körpers im Erdschwerefeld entgegen der Schwerebeschleunigung \vec g, also das Anheben des Höhenniveaus, erfordert das Aufwenden von Arbeit. Der Betrag dieser Arbeit wird in jedem Punkt des Raumes durch das Erdschwerefeld bestimmt, weshalb dieses ein Potentialfeld darstellt. Eine Fläche gleichen Geopotentials bezeichnet man dabei als Äquipotentialfläche. Jedes Teilchen auf dieser Äquipotentialfläche hat also bei gleicher Masse gleiche potentielle Energie im Schwerefeld der Erde. Das Geopotential ist nicht zu verwechseln mit dem Erdpotential der Elektrotechnik.

W=V+\Phi=G\iiint_\text{Erde}\,\frac{\rho}{l}dv\,+\frac{\omega^2}{2}p^2
\vec g=\operatorname{grad}\,W

Geopotentielle Kote

Da die Schwerebeschleunigung am Äquator ihren geringsten Wert aufweist, liegen dort auch die Geopotentialflächen etwas weiter vom Erdmittelpunkt entfernt als an den Polen. Der globale Mittelwert der Schwerebeschleunigung wird als g0 bezeichnet, das ist jene Schwerebeschleunigung, die auf dem 45. Breitengrad herrscht. Er beträgt 9,80665 m/s². Die negative Potentialdifferenz zum Geoid

C=W_0-W_P=-\int_{P_0}^{P}\vec g\,ds

wird geopotentielle Kote genannt. Da es sich um eine Schwerepotentialdifferenz handelt, ist die SI-Einheit Joule pro Kilogramm (J/kg). Wird die geopotentielle Kote durch den globalen Mittelwert der Schwerebeschleunigung geteilt, so ergibt sich die dynamische Höhe. Für mittlere Breiten entsprechen diese dynamischen Höhen ungefähr der metrischen Höhe über dem Meeresspiegel. Zum Teil werden auch geopotentielle Koten in der Einheit geopotentieller Meter (gpm) angegeben. 1 gpm entspricht 9,80665 J/kg. Der Betrag entspricht dann dem der dynamischen Höhe.

Anwendung in der Meteorologie

Das Geopotential wird vor allem in der Meteorologie für die Beschreibung der potentiellen Energie der Luft in einer bestimmten Höhe verwendet. Die Geopotentialflächen verlaufen auf der Erde nicht genau parallel zur Meeresoberfläche. Linien gleicher potentieller Höhe nennt man Isohypsen (auch Isopotentiale genannt), die auf Karten verzeichnet werden.

Die Geopotentialtendenzgleichung ermöglicht prognostische Aussagen über das Geopotentialfeld und ist eines der wichtigsten Instrumente zur Erstellung von Rechenmodellen zur Wettervorhersage.

Siehe auch


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Geopotential — is the potential of the Earth s gravity field. For convenience it is often defined as minus the potential energy per unit mass, so that the gravity vector is obtained as the gradient of this potential, without the minus.For geophysical… …   Wikipedia

  • geopotenţial — GEOPOTENŢIÁL s.n. Potenţialul forţei de atracţie a masei Pământului; potenţial terestru. [pr.: ge o ] – Din engl. geopotential. Trimis de gall, 13.09.2007. Sursa: DEX 98  GEOPOTENŢIÁL, Ă I adj. cotă geopotenţială a unui punct = număr… …   Dicționar Român

  • Geopotential — Žemės potencialas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Earth potential; geopotential vok. Erdpotential, n; Geopotential, n rus. геопотенциал, m; потенциал Земли, m pranc. géopotentiel, m; potentiel de la Terre, m …   Fizikos terminų žodynas

  • geopotential — Žemės potencialas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Earth potential; geopotential vok. Erdpotential, n; Geopotential, n rus. геопотенциал, m; потенциал Земли, m pranc. géopotentiel, m; potentiel de la Terre, m …   Fizikos terminų žodynas

  • Geopotential height — is a vertical coordinate referenced to Earth s mean sea level an adjustment to geometric height (elevation above mean sea level) using the variation of gravity with latitude and elevation. Thus it can be considered a gravity adjusted height. One… …   Wikipedia

  • Geopotential function — is a function that at each point is equal to a constant minus the energy that would be acquired by a unit mass in falling from rest at infinity to the point in question. The gradient of the geopotential function, which can be obtained by vector… …   Wikipedia

  • geopotential of the tropopause — The point in the standard atmosphere where the temperature stops dropping and becomes constant. This is the dividing line between the troposphere and the stratosphere. It is called the tropopause. Geopotential is the potential energy of a unit… …   Aviation dictionary

  • geopotential — /jee oh peuh ten sheuhl/, n. Physics. the difference between the potential energy of a mass at a given altitude and the potential energy of an identical mass at sea level, equivalent to the energy required to move the mass from sea level to the… …   Universalium

  • geopotential — noun (Meteorology). The work that must be done at a given altitude in raising a unit mass from sea level to that altitude against the earths gravitational field …   Wiktionary

  • geopotential — geo·potential …   English syllables

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”