und Lagrange'schen Partikelmodell zur Ausbreitung von Viren

Kapitel 4Die Berechnung derAusbreitungsklassenDie Stabilität der Atmosphäre ist unter anderem von der Strahlungsenergie der Sonneabhängig, welche über die Erwärmung des Erdbodens zu einer konvektiven Durchmischungder bodennahen Schichten führt. Die auf eine horizontale Fläche auftreffendeStrahlungsenergie ist eine Funktion des Einfallswinkels der Sonnenstrahlen, dieserwiederum ist eine astronomische, von Jahres- und Tageszeit abhängige Größe.Zur Bestimmung dieses Sonnenwinkels wurde für Zeitschritte von 10 Minuten dierelative Position der Erde zur Sonne unter Annahme einer Ellipsenbahn mit einerExzentrizität von ε = 0.0167 und einer großen Halbachse von a = 1.49597 × 10 8 mberechnet. Das Perihel, also der sonnennächste Punkt, wurde auf den 3. Januar datiert.Der Zenitwinkel ist nun jener Winkel, welcher sich zwischen dem Leitstrahl vonder Sonne zum betrachteten Punkt an der Erdoberfläche und dem verlängerten Radialstrahlvom Erdmittelpunkt durch den betrachteten Punkt an der Erdoberflächeverläuft, befindet. Subtrahiert man vom Zenitwinkel 90 ◦ , so erhält man den gefordertenSonnenwinkel. Eine Darstellung des Sonnenwinkels als Funktion der Jahres- undTageszeit ist in Abb. (4.1) zu sehen.Zur Berechnung der Ausbreitungsklassen werden nicht die Sonnenwinkel selbst,sondern Intervalle desselben herangezogen. Die Zuordnung zu den sogenannten Einstrahlungszahlenerfolgt gemäß der VorschriftSonnenhöhe γ/ ◦ γ ≤ 0 0 < γ ≤ 15 15 < γ ≤ 35 35 < γ ≤ 60 γ > 60Einstrahlungszahl 0 1 2 3 4Tab. 4.1: Zusammenhang zwischen der Sonnenhöhe und der EinstrahlungszahlDie entsprechende jahres- und tageszeitliche Verteilung der Einstrahlungszahl istAbb. (4.2) zu entnehmen. Die auffallende Asymmetrie ist auf die aus dem zweitenKeplerschen Gesetz resultierende Abhängigkeit der Translationsgeschwindigkeit derErde von der Entfernung zwischen Sonne und Erde zurückzuführen.Die astronomisch vorgegebene Einstrahlungszahl ist mit der maximal möglichen45