Dobson Einheit Physikalische EinheitEinheitenname Einheitenzeichen D U displaystyle mathrm DU Physikalische Größe Stärke

Dobson-Einheit

Physikalische Einheit
Einheitenname	Dobson-Einheit
Einheitenzeichen
Physikalische Größe	Stärke der Ozonschicht (englisch total ozone)
Dimension
In SI-Einheiten
Benannt nach	Gordon Dobson
Abgeleitet von	Mol, Quadratmeter

Die Dobson-Einheit (Einheitenzeichen: DU, von englisch Dobson unit) ist ein Maß für die Konzentration von Spurengasen wie vor allem Ozon in der Atmosphäre. Diese Konzentration wird angegeben als Stoffmenge des Stoffes innerhalb der kompletten Luftsäule über einer Flächeneinheit:

Die Einheit ist nach Gordon Dobson benannt, der das erste Instrument zur Messung dieser Größe entwickelte, das Dobson-Spektrophotometer.

Herleitung und Definition Bearbeiten

Zur Definition der Dobson-Einheit wird zunächst die Ozonmenge als Gasvolumen unter Normbedingungen (STP) ausgedrückt:

und zwar mit Hilfe des Normvolumens

D. h., die Stärke der Ozonschicht wird nicht mehr als Stoffmenge pro Fläche, sondern als Volumen pro Fläche angegeben. Dies entspricht von der Dimensionsanalyse her einer Länge, nämlich der hypothetischen Dicke der Ozonschicht, wenn man sie als reines Ozon am Boden konzentrieren würde:

Dabei gilt die Festlegung, dass eine reine Ozonschicht mit einer Dicke von 1 mm genau 100 DUs entspricht:

bzw.

Aus den beiden letzten Formeln folgt:

und damit

mit 1 mmol = 1 Millimol = 0,001 mol.

1 DU entspricht jeweils

der flächenbezogenen Masse (aus der Multiplikation mit der Molmasse )
der flächenbezogenen Anzahl (aus der Multiplikation mit der Avogadro-Konstanten ).

Typische Größenordnungen Bearbeiten

Die mittlere Säulenhöhe der Ozonschicht beträgt:

in höheren Breiten im Sommer teils über 500 DU
in gemäßigten Breiten zwischen 300 und 400 DU
am Äquator weniger (wegen der höheren Tropopause ist hier die untere Stratosphäre eingeschränkt, in der die Ozonschicht hauptsächlich liegt)
im antarktischen Frühjahr, zu Zeiten des Ozonlochs, weit unter 200 DU.

Das würde jeweils einer Dicke des reinen Ozons von nur wenigen mm entsprechen, bei einer flächenbezogenen Masse von (In Wirklichkeit ist die Ozonschicht um etliche Größenordnungen dicker als nur einige Millimeter, da sie nie als reines Ozon vorliegt, sondern immer fein verteilt in den restlichen Bestandteilen der Luft.)

Zum Vergleich: bei Smog liegt der Grenzwert für Ozon bei (unterschiedliche Wirkungen von Ozon: erwünschter UV-Filter in großer Höhe, in Bodennähe Reizung der Atemwege schon in geringen Konzentrationen).

Weblinks Bearbeiten

Ozonbulletins des Deutschen Wetterdienstes, abgerufen am 29. April 2011.

Einzelnachweise Bearbeiten

Günter Warnecke: Meteorologie und Umwelt: Eine Einführung. Springer Berlin Heidelberg, 1997, ISBN 978-3-540-61593-4 (Dobson-Einheit in der Google-Buchsuche).
Definition der Dobson-Einheit. In: The Ozone Hole Tour, Centre for Atmospheric Science, Universität Cambridge 1999, (deutsch).
Antje Dethof: (Memento vom 20. Mai 2005 im Internet Archive) (PDF; 5,9 MB), ECMWF, 2005.

wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele

Veröffentlichungsdatum: November 29, 2023, 06:02 am

Physikalische EinheitEinheitenname Dobson EinheitEinheitenzeichen D U displaystyle mathrm DU Physikalische Grosse Starke der Ozonschicht englisch total ozone Dimension N L 2 displaystyle mathsf N L 2 In SI Einheiten 1 D U 0 446 2 m m o l m 2 displaystyle mathrm 1 DU 0 446 2 frac mmol m 2 Benannt nach Gordon DobsonAbgeleitet von Mol QuadratmeterDie Dobson Einheit Einheitenzeichen DU von englisch Dobson unit ist ein Mass fur die Konzentration von Spurengasen wie vor allem Ozon in der Atmosphare Diese Konzentration wird angegeben als Stoffmenge des Stoffes innerhalb der kompletten Luftsaule uber einer Flacheneinheit D U n Ozon A displaystyle mathrm DU left frac n text Ozon A right Die Einheit ist nach Gordon Dobson benannt der das erste Instrument zur Messung dieser Grosse entwickelte das Dobson Spektrophotometer Inhaltsverzeichnis 1 Herleitung und Definition 2 Typische Grossenordnungen 3 Weblinks 4 EinzelnachweiseHerleitung und Definition BearbeitenZur Definition der Dobson Einheit wird zunachst die Ozonmenge n displaystyle n nbsp als Gasvolumen V displaystyle V nbsp unter Normbedingungen STP ausgedruckt n Ozon V m V Ozon displaystyle n text Ozon cdot V m V text Ozon nbsp und zwar mit Hilfe des Normvolumens V m V n 22 414 l m o l displaystyle V m frac V n 22 414 mathrm frac l mol nbsp D h die Starke der Ozonschicht wird nicht mehr als Stoffmenge pro Flache sondern als Volumen pro Flache angegeben Dies entspricht von der Dimensionsanalyse her einer Lange namlich der hypothetischen Dicke der Ozonschicht wenn man sie als reines Ozon am Boden konzentrieren wurde 1 2 n Ozon A V m V Ozon A l Ozon n Ozon A l Ozon V m displaystyle begin alignedat 2 amp frac n text Ozon A cdot V m frac V text Ozon A amp amp l text Ozon Leftrightarrow quad amp frac n text Ozon A amp amp frac l text Ozon V m end alignedat nbsp Dabei gilt die Festlegung dass eine reine Ozonschicht mit einer Dicke von 1 mm genau 100 DUs entspricht n Ozon A 100 D U l Ozon 1 m m displaystyle frac n text Ozon A 100 mathrm DU quad Leftrightarrow quad l text Ozon 1 mathrm mm nbsp bzw n Ozon A 1 D U l Ozon 0 01 m m displaystyle frac n text Ozon A 1 mathrm DU quad Leftrightarrow quad l text Ozon 0 01 mathrm mm nbsp Aus den beiden letzten Formeln folgt 1 D U 0 01 m m V m 0 01 10 3 m 22 414 10 3 m 3 m o l displaystyle Rightarrow 1 mathrm DU frac 0 01 mathrm mm V m mathrm frac 0 01 cdot 10 3 m 22 414 cdot 10 3 frac m 3 mol nbsp und damit 1 D U 0 446 15 m m o l m 2 displaystyle mathrm 1 DU 0 44615 frac mmol m 2 nbsp mit 1 mmol 1 Millimol 0 001 mol 1 DU entspricht jeweils der flachenbezogenen Masse m Ozon A 21 41 m g m 2 displaystyle frac m text Ozon A 21 41 mathrm frac mg m 2 nbsp aus der Multiplikation mit der Molmasse M Ozon m n 48 m g m m o l displaystyle M text Ozon frac m n 48 mathrm frac mg mmol nbsp der flachenbezogenen Anzahl n Ozon A 2 687 10 20 Ozon Molekule m 2 displaystyle frac n text Ozon A 2 687 cdot 10 20 mathrm frac text Ozon Molekule m 2 nbsp aus der Multiplikation mit der Avogadro Konstanten N A 6 022 10 20 Molekule m m o l displaystyle N mathrm A 6 022 cdot 10 20 mathrm frac text Molekule mmol nbsp Typische Grossenordnungen BearbeitenDie mittlere Saulenhohe der Ozonschicht betragt in hoheren Breiten im Sommer teils uber 500 DU in gemassigten Breiten zwischen 300 und 400 DU am Aquator weniger wegen der hoheren Tropopause ist hier die untere Stratosphare eingeschrankt in der die Ozonschicht hauptsachlich liegt im antarktischen Fruhjahr zu Zeiten des Ozonlochs weit unter 200 DU 3 Das wurde jeweils einer Dicke des reinen Ozons von nur wenigen mm entsprechen bei einer flachenbezogenen Masse von m Ozon A 5 10 g m 2 displaystyle frac m text Ozon A 5 10 mathrm frac g m 2 nbsp In Wirklichkeit ist die Ozonschicht um etliche Grossenordnungen dicker als nur einige Millimeter da sie nie als reines Ozon vorliegt sondern immer fein verteilt in den restlichen Bestandteilen der Luft Zum Vergleich bei Smog liegt der Grenzwert fur Ozon bei m O z o n V 0 18 m g m 3 displaystyle frac m mathrm Ozon V 0 18 mathrm frac mg m 3 nbsp unterschiedliche Wirkungen von Ozon erwunschter UV Filter in grosser Hohe in Bodennahe Reizung der Atemwege schon in geringen Konzentrationen Weblinks BearbeitenOzonbulletins des Deutschen Wetterdienstes abgerufen am 29 April 2011 Einzelnachweise Bearbeiten Gunter Warnecke Meteorologie und Umwelt Eine Einfuhrung Springer Berlin Heidelberg 1997 ISBN 978 3 540 61593 4 Dobson Einheit in der Google Buchsuche Definition der Dobson Einheit In The Ozone Hole Tour Centre for Atmospheric Science Universitat Cambridge 1999 deutsch Antje Dethof Assimilation of ozone data in the ECMWF model Memento vom 20 Mai 2005 im Internet Archive PDF 5 9 MB ECMWF 2005 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Dobson Einheit amp oldid 236944387