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Absorption in der Atmosphäre
Natürlich ist die Konzentration von CO2 und den anderen absorbierenden Gasen in der Atmosphäre vor allem abhängig von der Luftdichte ρ, also hauptsächlich von der Höhe.
Wir haben auf der Seite ISA-Atmosphäre diese Abhängigkeit für eine normierte Athmosphärenschichtung gesehen, sie wird repräsentiert durch den Quotienten
rho(h)/rho0, der immer kleiner oder gleich 1 ist.
Die Datei mit den Atmosphärendaten wurde aus der Seite
engineeringtoolbox.com
- mit freundlicher Genehmigung, vielen Dank - kopiert.
Damit können wir einfach einen höhenabhängigen Absorptionskoeffizienten κ ermitteln:
κ(h)=κ0*ρ(h)/ρ0
Benutzung des Programms
- Zuerst erstellen Sie ein Verzeichnis, in dem dieses Programm laufen soll.
- In diesem Verzeichnis benötigen Sie die Python-Quellcode-Dateien isa_atmosphaere_absorption_haupt.py", "steuer.py", "gitter.py", "ISA_lese.py", "rechner.py" und "ausgabe.py" , die Gitter-Datei mit 101 Gitterpunkten "gitter_101_20000_fdm.dat", die Datei mit den ISA-Atmosphärenwerten "ISA_standart.dat" und die Steuer-datei "steuer.txt".
Am einfachsten ist es, das *.tar-Archiv herunterladen und im Zielverzeichnis zu entpacken. Das Archiv enthält die Quelldateien und die Dokumentation des Programms als *.pdf. Sie können aber auch jede Datei einzeln herunterladen. Dann müssen Sie jeweils den Punkt - also "." - im Dateinamen vor py ergänzen. Sie müssen die Dateinamen von "isa_atmosphaere_absorption_hauptpy" in "isa_atmosphaere_absorption_haupt.py", "steuerpy" in "steuer.py", "gitterpy" in "gitter.py", "ISA_lesepy" in "ISA_lese.py", "rechnerpy" in "rechner.py" und "ausgabepy" in "ausgabe.py" ändern. Leider war es nicht möglich, die funktionierendem Dateiendungen beizubehalten, da der Server eine Fehlermeldung beim Anklicken ausgibt. Im *.tar-Archiv sind alle Dateiendungen richtig, die Programme sind sofort nach dem Entpacken lauffähig.
- Führen Sie einen Virenscan über dieses Verzeichnis durch. Z.B. ich benutze clamscan mit dem Befehl
clamscan -r -i. Sie können natürlich einen anderen Virenscanner benutzen.
- Öffnen Sie in diesem Verzeichnis ein Konsolenfenster.
- In der Konsole wird das Programm mit python3 isa_atmosphaere_absorption_haupt.py gestartet.
- Nach dem Anzeigen der Steuerparameter erscheint eine Graphik, die mit dem kappa_init-Wert von 0.0001 aus der Steuerdatei erreichnet wurde.
Man sieht, daß die Intensität auch in der Maximalhöhe noch nicht auf 0 abgefallen, die Atmosphäre also noch nicht gesättigt ist.
Dieses verändert sich, wenn man den kappa_init-Wert um das 10-fache erhöht. Dazu müssen Sie mit einem Editor-Programm öffnen und den kappa_init-Wert entsprechend variieren.
Hier tritt ein Sättigungseffekt auf, die Intensität fällt weit vor der Maximalhöhe auf annähernd 0 ab.
Um herauszubekommen, bei welchem Absorptionskoeffizienten kappa_init ide Sättigung einsetzt,
wurde das Programm wieder wie das Programm für Absorption in einem homogenen Medium variiert.
Benutzung des variierten Programms
- Zuerst erstellen Sie ein Verzeichnis, in dem dieses Programm laufen soll.
- In diesem Verzeichnis benötigen Sie die Python-Quellcode-Dateien "isa_atmosphaere_absorption_kappa_variabel_1d_hauptpy", "steuer.py", "gitter.py", "ISA_lese.py", "rechner.py" und "ausgabe.py" , die Gitter-Datei mit 101 Gitterpunkten "gitter_101_20000_fdm.dat", die Datei mit den ISA-Atmosphärenwerten "ISA_standart.dat" und die Steuer-datei "steuer.txt".
Am einfachsten ist es, das *.tar-Archiv herunterladen und im Zielverzeichnis zu entpacken. Das Archiv enthält die Quelldateien und die Dokumentation des Programms als *.pdf. Sie können aber auch jede Datei einzeln herunterladen. Dann müssen Sie jeweils den Punkt - also "." - im Dateinamen vor py ergänzen. Sie müssen die Dateinamen von "isa_atmosphaere_absorption_kappa_variabel_1d_hauptpy" in "isa_atmosphaere_absorption_kappa_variabel_1d_haupt.py", "steuerpy" in "steuer.py", "gitterpy" in "gitter.py", "ISA_lesepy" in "ISA_lese.py", "rechnerpy" in "rechner.py" und "ausgabepy" in "ausgabe.py" ändern. Leider war es nicht möglich, die funktionierendem Dateiendungen beizubehalten, da der Server eine Fehlermeldung beim Anklicken ausgibt. Im *.tar-Archiv sind alle Dateiendungen richtig, die Programme sind sofort nach dem Entpacken lauffähig.
- Führen Sie einen Virenscan über dieses Verzeichnis durch. Z.B. ich benutze clamscan mit dem Befehl
clamscan -r -i. Sie können natürlich einen anderen Virenscanner benutzen.
- Öffnen Sie in diesem Verzeichnis ein Konsolenfenster.
- In der Konsole wird das Programm mit python3 isa_atmosphaere_absorption_kappa_variabel_1d_haupt.py gestartet.
- Nach dem Anzeigen der Steuerparameter erscheint eine Graphik, die mit dem kappa_init-Wert von 0.0001 aus der Steuerdatei erreichnet wurde.
Das Programm gibt dieses Bild aus:
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