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<!DOCTYPE html>

<title>Vertikalgradient</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Vertikalgradient</span></h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Als <b>Vertikalgradient</b> wird die Veränderung eines Feld- oder Messwertes in <a href="Lotrichtung" title="Lotrichtung">vertikaler</a> Richtung bezeichnet. Bei vielen Größen in der Natur tritt die stärkste örtliche Veränderung in der <a href="Lotrichtung" title="Lotrichtung">Lotrichtung</a> auf, so dass der Vertikalgradient dem <a href="Gradient_(Mathematik)" title="Gradient (Mathematik)">Gradienten</a> selbst entspricht.

</p><p>In den <a href="Geowissenschaft" class="mw-redirect" title="Geowissenschaft">Geowissenschaften</a> sind die zwei wichtigsten Vertikalgradienten der <a href="Schweregradient" title="Schweregradient">Schweregradient</a> der <a href="Erdbeschleunigung" class="mw-redirect" title="Erdbeschleunigung">Erdbeschleunigung</a> und der <a href="Atmosph%C3%A4rischer_Temperaturgradient" title="Atmosphärischer Temperaturgradient">atmosphärische Gradient</a> der <a href="Lufttemperatur" title="Lufttemperatur">Lufttemperatur</a>.

</p><p>Von größerer Bedeutung sind ferner: in der <a href="Geophysik" title="Geophysik">Geophysik</a> die Vertikalgradienten des <a href="Magnetfeld" class="mw-redirect" title="Magnetfeld">Magnetfeldes</a> und in der <a href="Meteorologie" title="Meteorologie">Meteorologie</a> die Vertikalgradienten des <a href="Luftdruck" title="Luftdruck">Luftdrucks</a>, des Wasserdampfs (<a href="Luftfeuchte" class="mw-redirect" title="Luftfeuchte">Luftfeuchte</a>) und des <a href="Niederschlag" title="Niederschlag">Niederschlags</a>.

</p><p>Die <a href="Hydrologie" title="Hydrologie">Hydrologie</a> modelliert teilweise die vertikalen Änderungen in <a href="Gew%C3%A4sser" title="Gewässer">Gewässern</a> und die <a href="Geochemie" title="Geochemie">Geochemie</a> die Gradienten chemischer Stoffe (z. B. <a href="Ozon" title="Ozon">Ozon</a>).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Vertikalgradient_der_Schwerkraft">Vertikalgradient der Schwerkraft</h2></div>

<div class="hauptartikel" role="navigation"><span class="hauptartikel-pfeil" title="siehe" aria-hidden="true" role="presentation">→ </span><i><span class="hauptartikel-text">Hauptartikel</span>: <a href="Schweregradient" title="Schweregradient">Schweregradient</a></i></div>

<p>Generell nimmt die <a href="Schwerkraft" class="mw-redirect" title="Schwerkraft">Schwerkraft</a> nach oben ab, doch der <a href="Betragsfunktion" title="Betragsfunktion">Betrag</a> des Gradienten hängt von den näheren Umständen ab.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Freiluftgradient">Freiluftgradient</h3></div>

<p>Der Freiluftgradient beschreibt die Änderung der Erdbeschleunigung ohne Anwesenheit von nahen, die Schwerkraft beeinflussenden <a href="Masse_(Physik)" title="Masse (Physik)">Massen</a>. Unter Annahme eines völlig regelmäßig geformten, festen <a href="Erdfigur" title="Erdfigur">Erdkörpers</a> beträgt der theoretische Freiluftgradient −0,3086 <a href="Gal_(Einheit)" title="Gal (Einheit)">mGal</a>/m = −0,00000 3086 s<sup>−2</sup>. Die Schwerebeschleunigung nimmt also mit zunehmender Entfernung von der Erdoberfläche um etwa 0,00031 Gal pro <a href="H%C3%B6henmeter" title="Höhenmeter">Höhenmeter</a> ab. Demnach ist sie in 1000 m Höhe über einem Messpunkt an der Erdoberfläche um 0,0031 m/s² geringer als am Boden, dies entspricht einer Abnahme von 0,031 Prozent pro Kilometer.

</p><p>Dieser Wert gilt genähert nur über <i>ebenem</i> Boden oder über einem frei stehenden <a href="Berggipfel" title="Berggipfel">Gipfel</a>. Bei unebenem <a href="Gel%C3%A4nde_(Kartografie)" class="mw-redirect" title="Gelände (Kartografie)">Gelände</a> ist außerdem noch die <a href="Topografische_Reduktion" title="Topografische Reduktion">topografische Reduktion</a> zu berücksichtigen, die ähnliche Werte erreichen kann.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Schwereverlauf_im_Untergrund">Schwereverlauf im Untergrund</h3></div>

<ul><li><i>In der <a href="Erdkruste" title="Erdkruste">Erdkruste</a></i> beträgt der Schweregradient etwa 0,11 mGal/m – der <a href="Adalbert_Prey" title="Adalbert Prey">Prey</a>-Gradient. Er gilt jedoch nicht unbegrenzt in Richtung <a href="Erdinneres" class="mw-redirect" title="Erdinneres">Erdinneres</a>, denn in ca. 1000 km Tiefe tritt ein Schweremaximum auf, von dem die Schwerkraft dann fast linear zum <a href="Erdmittelpunkt" class="mw-redirect" title="Erdmittelpunkt">Erdmittelpunkt</a> hin abnimmt.</li>

<li>Eine parallele <i>Gesteinsplatte</i> hat – je nach ihrem Material – einen Einfluss von etwa 0,15 bis 0,22 mGal pro Meter Plattendicke. Der genaue Wert hängt von der <a href="Dichte_(Physik)" class="mw-redirect" title="Dichte (Physik)">Gesteinsdichte</a> ab, deren Durchschnitt in der Erdkruste etwa 2,67 g/cm³ beträgt.</li>

<li>Dies ergibt den Bouguergradient von 0,1967 mGal/m – der exakt für die zwei häufigsten Gesteine <a href="Granit" title="Granit">Granit</a> und <a href="Kalkstein" title="Kalkstein">Kalkstein</a> gilt. Dieser Vertikalgradient ist der Standardwert beim rechnerischen "Abheben" von Gesteinsschichten, was in der <a href="Geophysik" title="Geophysik">Geophysik</a> und Geodäsie als <a href="Schwerereduktion" title="Schwerereduktion">Schwerereduktion</a> bezeichnet wird.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Vertikalgradient_der_Lufttemperatur">Vertikalgradient der Lufttemperatur</h2></div>

<div class="hauptartikel" role="navigation"><span class="hauptartikel-pfeil" title="siehe" aria-hidden="true" role="presentation">→ </span><i><span class="hauptartikel-text">Hauptartikel</span>: <a href="Atmosph%C3%A4rischer_Temperaturgradient" title="Atmosphärischer Temperaturgradient">Atmosphärischer Temperaturgradient</a></i></div>

<p>Generell nimmt die Temperatur der <a href="Erdatmosph%C3%A4re" title="Erdatmosphäre">Erdatmosphäre</a> mit zunehmender Höhe bis zur <a href="Tropopause" title="Tropopause">Tropopause</a> (10–15 km Höhe) relativ gleichmäßig ab:

</p>

<ul><li>Der Mittelwert des <i>allgemeinen Temperaturgradienten</i> beträgt rund −6 °C pro Kilometer. Ein Wert von −6 K/km (manchmal auch −6,5 K/km) liegt der <a href="Standardatmosph%C3%A4re" class="mw-redirect" title="Standardatmosphäre">Standardatmosphäre</a> zugrunde, welche die Basis für Berechnungen in der Meteorologie und in der <a href="Luftfahrt" title="Luftfahrt">Luftfahrt</a> bildet. Er kann je nach <a href="Wetterlage" title="Wetterlage">Wetterlage</a> um einige Grad nach oben und unten schwanken. Bei einer <a href="Inversionswetterlage" title="Inversionswetterlage">Inversionswetterlage</a> kann er für einige 100 Meter positiv sein, d. h. die Temperatur nimmt mit wachsender Höhe <i>zu</i>.</li></ul>

<p>Zwei weitere Vertikalgradienten sind noch von Bedeutung:

</p>

<ul><li>Der <a href="Atmosph%C3%A4rischer_Temperaturgradient#Trockenadiabatischer_Temperaturgradient" title="Atmosphärischer Temperaturgradient">trockenadiabatische Gradient</a> von −9,7 K/km, der die Abkühlung eines rasch aufsteigenden <i>trockenen</i> <a href="Luftpaket" title="Luftpaket">Luftpakets</a> darstellt. Er ändert sich jedoch bei Anwesenheit von Wasserdampf zum</li>

<li><a href="Atmosph%C3%A4rischer_Temperaturgradient#Feuchtadiabatischer_Temperaturgradient" title="Atmosphärischer Temperaturgradient">feuchtadiabatischen Gradienten</a>, der ab dem <a href="Taupunkt" title="Taupunkt">Taupunkt</a> (bei Wolken- oder Nebelbildung) rund −5 K/km beträgt.</li></ul>

<p>Die Unterschiede der genannten drei Gradienten sind wesentlich für die Dynamik des Wettergeschehens.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://webserver.bkg.bund.de/Geodaesie/dsgn/DSGN94.htm">BKG, Deutsches Schwere-Grundnetz</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.ifg.tu-clausthal.de/java/mdip/mdip_how-d.html">TU Clausthal, Magnetisches Dipolfeld</a></li></ul></div><div><div class="zim-footer">

Dieser Artikel wurde von <a class="external text" title="Zuletzt bearbeitet am 2020-10-25" href="https://de.wikipedia.org/wiki/?title=Vertikalgradient&oldid=204872412">Wikipedia</a> herausgegeben. Der Text ist unter <a class="external text" href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de">Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0</a> verfügbar, sofern nicht anders angegeben. Für die Mediendateien können zusätzliche Bedingungen gelten.

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