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Geopotential

Das Geopotential ist definiert als die Arbeit, die nötig ist, um die Einheitsmasse von 1 Kilogramm im Schwerefeld der Erde vom Meeresniveau auf die Höhe Z anzuheben. Es handelt es sich also um die potentielle Energie einer Einheitsmasse im Schwerefeld der Erde. Die Einheit des Geopotentials ist demnach Joule pro Kilogramm oder aber m²/s².

Ein solches Potential existiert, da das Schwerkraftfeld der Erde konservativ ist, d.h. die zu leistende Arbeit bei einer Verrückung eines Körpers ist wegunabhängig. Das Schwerkraftfeld steht in großer Analogie zum elektrostatischen Kraftfeld, welches ebenfalls konservativ ist und daher ein Potential besitzt. Die elektrische Potentialdifferenz ist die Spannung U.

Im Rahmen meteorologischer Höhenwetterkarten werden häufig Linien gleicher geopotentieller Höhe (Isohypsen) anstelle von Linien gleichen Druckes (Isobaren) verwendet, da Isohypsen aufgrund der Definition des Geopotentials letztlich auch Linien gleicher potentieller Energie sind.

Die Einheit der geopotentiellen Höhe ist dabei das geopotentielle Meter, welches man rechnerisch erhält, indem man das Geopotential durch die mittlere Schwerebeschleunigung der Erde dividiert. Für das geopotentielle Meter gilt, dass es in unteren Atmosphärenschichten (und damit insbesondere in den Schichten, in denen sich unser Wetter abspielt) in etwa gleich dem metrischen Meter ist.


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