Het warmtefront: brengt warmere lucht met zich mede

advertisement
1 Meteorologie voor de zeevaart
Meteorologie
Wat is weerkunde:
De weerkunde is de studie van de verschijnselen welke zich
voordoen in onze dampkring op een bepaalde plaats en op een bepaald ogenblik.
De oorzaken welke die weerstoestanden teweeg brengen en trachten daar een
betrouwbare weersvoorspelling voor de toekomst vast te stellen.
De weerkundige elementen:
1. De lucht temperatuur: warm of koud
2. De luchtdruk: hoog en laag,stijging en daling
3. De luchtbeweging: de wind
4. De luchtvochtigheid: regen,mist,sneeuw,hagel
Veranderingen van de luchttempératuur zijn de grootste oorzaak tot verandering van de
weersverschijnselen:
De wind,de zichtbaarheid,de bewolking, de neerslag, het onweer.
De meteorologie,klimatologie,het weer en klimaat:
Is de wetenschap die betrekking heeft op de fysische,dynamische en chemische
eigenschappen van de dampkring en de daarmee samenhangende verschijnselen.
Aristoles: zijn boek metereologica
2 Meteorologie voor de zeevaart
Wat zijn de weerelementen?
Luchtdruk,luchttemperatuur,luchtvochtigheid,bedekkingsgraad,soort
bewolking,neerslag,wind,zicht,bijzondere verschijnselen zoals
onweer,windhozen,ijzel,zand of stof in de lucht en dit alles beïnvloed mekaar.
Wind heeft een grote invloed op verdamping.
Alsook op de gewaarwording van de températuur.
Meteo behoort tot de aardwetenschappen of geo wetenschappen.
Natuurkundigen zoals:
Galilei: 1564 – 1642
Torricelli: 1608 - 1647
Pascal: 1623 – 1662
Boyle: 1627 – 1691
De regenmeter uitgevonden in India 4000 jaar voor Christus en in de 17 de eeuw in
Europa,alsook de windvaan.
Dampierre: ontdekkingsreiziger 1652 – 1715
Hadley: 1685 – 1744 een verklaring voor de vorming van passaten,de dynamische
metereologie.
Geograaf Varenius: 1622 – 1650 een indeling van de windsystemen.
De schaal van Beaufort 1808
De wolken classificatie van Howard: 1772 – 1864
Von Humbold: 1769 -1859
Maury: zeeofficier 1806 – 1873 de pilot charts,de verplichting van een metereologisch
journaal aan boord.
3 Meteorologie voor de zeevaart
Buys Ballot: 1817 – 1890 de wet van de luchtdrukverdeling en wind,synoptische
weerkaarten;
Het WMO: World metereological organisation,international medewerking.
1914 – 1918: de fronten theorie
1961: world weather watch.
SAMENSTELLING EN OPBOUW VAN DE DAMPKRING
Is het gasvormige omhulsel dat rond de aarde geplakt is. En door de zwaartekracht aan
de aarde gebonden is.
De dampkring draait ook mee met de aardbol. De aardrotatie.
Tot een hoogte van 1000 km
De dampkring is fundamenteel van belang voor de mens en alle vorm van leven op
aarde.
Het nut van de dampkring:
Filter van het zonlicht en beschermt de aarde tegen het invloed van de schadelijke
stralingen van de zon.
Ex: overvloed aan UV stralen
Koolzuur assimilatie:
Veroorzaakt het weer
Regelt de energie ballans van de aarde
Maakt radio- en radargolven mogelijk en bevordert deze.
4 Meteorologie voor de zeevaart
De middellijn van de aarde is 12 740 km dit stemt overeen met de hoogste bergtop en de
diepste oceaan trog:
Mt Everest en de Marianentrog
12 740 km = de hoogte van de troposfeer
De ballon van Aderson: 1935 stijgt tot 22 066 m. hoogte (tot in de stratosfeer)
Een peilingballon: stijgt tot 42,5 km hoogte
Op onze breedte: ong. 10 km
Ex. Oostende breedte: 51°13 NB
Lengte: 02°53 OL
De dampkringlucht is van constante samenstelling tot 90 km hoogte.
Stikstof (N2) 78%
Zuurstof (O2) 21%
Argon (Ar) 1%
Een massa sporenelementen
Water: H2O is een variabel component:
Waterdamp: mist en nevel
Vloeibaar: neerslag
Ijs: hagel of sneeuw
5 Meteorologie voor de zeevaart
Het heeft een grote invloed op de energie ballans en is van betekenis voor het broeikast
effect.
Het waterdampgehalte neemt af met toenemende hoogte.
Alle waterdamp bevindt zich in de troposfeer.
CO2: de tweede belangrijke variabele component. Neemt geweldig toe in de laatste jaren.
In 1900: 290 ppm
In 1960:317 ppm
In 1980: 337 ppm
Speelt een grote rol in het broeikast effect
Sporenstoffen
Ex: vulkaan uitbarstingen:door de de hoge gasdruk wel tot 30 km hoogte reikend.
6 Meteorologie voor de zeevaart
De vertikale opbouw
7 Meteorologie voor de zeevaart
Op 90 km hoogte: begint de samenstelling van de lucht te veranderen. Door het
uiteenvallen van de moleculen “fotodissociatie” van O2 en N2 in atomen door de
ultraviolette straling.
De luchtdruk:uitgedrukt in mbar millibar of hectopascal hPa
Op zeeniveau: 1013 mbar in de troposfeer bij stijgen van 8 meter hoog neemt de druk af
met 1mbar.
De tropopauze ligt op 11 km hoogte,gemiddelde temp.: -56°c
De ozonlaag: tussen 20 en 25 km hoog bevindt zich de ozon concentratie.
Ozon is ligt giftig en ontstaat door fotochemische processen onder invloed van
ultraviolette straling.
De UV splitst de zuurstof moleculen tot atomen die zich vormen tot O3(ozon),dit vormt
een secundaire warmtebron.
In het voorjaar is de ozon concentratie het grootst = UV absorbatie is groot
8 Meteorologie voor de zeevaart
In de stratosfeer ontwikkelen zich parelmoer wolken
Broeikast effect:
Het broeikasteffect is het wereldwijde effect dat ontstaat ten gevolge van de aanwezigheid
van broeikasgassen in de atmosfeer.
Deze gassen zorgen ervoor dat de temperatuur van het aardoppervlak hoger ligt dan op
grond van de combinatie van warmte-instraling van de zon en de interne aardwarmte
verwacht kan worden. Zonder het broeikaseffect (en dus alleen verwarming van het
aardoppervlak door zonlicht en aardwarmte) zou de temperatuur op Aarde volgens
bepaalde theoretische modellen gemiddeld -18 °C (min 18) zijn; thans is zij 15 °C. Het
effect is genoemd naar de broeikas waar een glazen of plastic overkapping de uitstraling
van warmte tegenhoudt en zo de temperatuur in de broeikas laat oplopen.
Werking van het broeikaseffect
De temperatuur van het aardoppervlak wordt bepaald door een evenwicht van een
aantal factoren.
Bijdragen die warmte toevoegen zijn:


Straling van de zon die niet meteen wordt teruggekaatst;
Aardwarmte.
Warmte wordt aan het oppervlak onttrokken door:

Verdamping van water

Convectie

Infrarode straling van het aardoppervlak naar het heelal (uitstraling), volgens de
Wet van Stefan-Boltzmann.
Door verdamping en convectie wordt warmte op verschillende manieren
getransporteerd. Door verdamping koelt het aard- of zeeoppervlak af waarna de warme
en vochtige lucht opstijgt en wolken vormt. Bij deze wolkvorming komt de aan het
9 Meteorologie voor de zeevaart
aardoppervlak opgenomen warmte tijdens het condensatieproces weer vrij zodat er per
saldo warmte van het aardoppervlak naar hogere luchtlagen getransporteerd is. Dit
warmte- en watertransport levert een belangrijke bijdrage aan de temperatuurstijging op
hogere breedtegraden.
Andere warmtebronnen, zoals het verbranden van fossiele brandstoffen, zijn - afgezien
van de gerelateerde emissies van broeikasgassen - ten opzichte van in- en uitstraling
verwaarloosbaar.
De bijdrage van het zonlicht en de afname van de warmte door de uitstraling zijn op een
ingewikkelde manier afhankelijk van een aantal omstandigheden:

IJs en sneeuw verminderen de hoeveelheid geabsorbeerde zonnestraling en
verminderen bovendien de uitstraling;

Wolken kaatsen zonlicht terug maar hinderen aan de andere kant de
uitstraling;[1]

Broeikasgassen absorberen straling uit beide richtingen, met per saldo een
vermindering van de uitstraling;

Fijn stof in de lucht weerkaatst vooral zichtbaar licht en vermindert dus per saldo
de opwarming door de zon, bovendien vergemakkelijkt het de vorming van
wolken;

Sommige stoffen (zoals roet) maken wolken minder reflecterend, andere stoffen
(zoals zwaveldioxide) juist méér.
Er stelt zich een evenwicht in doordat de uitstraling van infrarood toeneemt bij stijgende
temperatuur. De inkomende straling van de zon is van een kortere golflengte (veelal
zichtbaar licht), dan de uitstraling (veelal infrarode straling). Broeikasgassen absorberen
vooral infrarode straling en kaatsen het terug naar het aardoppervlak, maar absorberen
minder van de inkomende straling van de zon. Dit verhoogt de evenwichtstemperatuur
op de Aarde, en wordt het broeikaseffect genoemd.
Voorbeelden van broeikasgassen zijn waterdamp[2] (veroorzaakt 36-70% van het
broeikaseffect, wolken niet meegeteld), kooldioxide (CO2, veroorzaakt 9-26%), methaan
(CH4, veroorzaakt 4-9%) en ozon (O3, veroorzaakt 3-7%).
Het broeikaseffect veroorzaakt een inversie (omkering) in het temperatuurverloop (dit
wordt temperatuurgradiënt genoemd) van de atmosfeer.
Zonder broeikaseffect zou de temperatuur gemeten vanaf het aardoppervlak en hoger in
de lucht, vrij lineair afnemen; hoe verder van het oppervlak, hoe kouder het wordt. Door
10 Meteorologie voor de zeevaart
het broeikaseffect heeft de aardatmosfeer echter een zogenoemde inversielaag. Deze laag
wordt gekenmerkt door een omgekeerd verloop; hoe hoger (verder van de Aarde) men
komt, hoe warmer het wordt. Het is deze laag die uitstraling van warmte tegenhoudt en
zo als een soort "warme deken" om de Aarde ligt.
Overigens gaat de vergelijking tussen een broeikas en het aardse broeikaseffect maar ten
dele op. In beide gevallen komt de temperatuur hoger te liggen, doordat de uitstroom van
warmte belemmerd wordt en de instroom niet. Het glas van een broeikas deelt weliswaar
de eigenschap van broeikasgassen dat het doorlatend is voor zichtbaar licht, maar niet
voor infrarode straling, maar een gewone broeikas werkt vooral door het belemmeren
van convectie. Dit kan aangetoond worden door een broeikas te bouwen van een ander
materiaal dan glas, dat ook infrarode straling doorlaat. Ook in deze broeikas zal de
temperatuur hoger liggen dan in de omgeving.
11 Meteorologie voor de zeevaart
Het klimaat en de klimaatgordels
De soorten klimaten:
We kennen verschillende soorten klimaten:
Het zeeklimaat: met koele zomers en zachtere winters
Het landklimaat: met hete zomers en koude winters
De klimaatgordels:
1.
2.
3.
4.
De poolstreek: van 60° naar 90° NB of ZB
De gematigde luchtstreek: 45° naar 60° NB of ZB
De sub-tropen: van 30° naar 45° NB of ZB
De tropen: van 0° naar 30° NB of ZB gemiddelde hoger dan 20°c
DE MEEST VOORKOMENDE UITDRUKKINGEN
1. De soorten klimaten:
We kennen verschillende soorten klimaten:
HET ZEEKLIMAAT: met koele zomers en zachte winters
HET LANDKLIMAAT: met hete zomers en koude winters
De klimaatgordels:
1.De poolstreek: van 60° naar 90° NB of ZB
2.De gematigde luchtstreek: 45° naar 60° NB of ZB
3. De sub-tropen: van 30° naar 45° NB of ZB
4.De tropen van 0° naar 30° NB of ZB gemiddelde hoger dan 20°c
12 Meteorologie voor de zeevaart
De meest voorkomende uitdrukkingen:
Lage druk gebied of depressie: dit is een gebied waarin de luchtdruk lager is: meestal
belangrijk lager dan in de omgeving ervan
Wetenschappelijke naam: cycloon,in de tropen komen zeer geconcentreerde lage druk
gebieden voor,tropische wervelstormen.
WOLKEN
Genummerd noemen die zones en tekens:
1. Hoog: hoge druk gebied
10 storm depressie
2. Zadelgebied anticyclonaal
11 laag
3. Een rug van hoge druk
12 trog
4. Uitloper hoge druk gebied
5. Randstoring golf of golf vormige storing
6. Vore met koufront
7. Vore met warmtefront
8. Zadelgebied cyclonaal
9. Vore met oclusiefront
13 Meteorologie voor de zeevaart
Een trog: is een uitloper van een lage druk gebied.Het gebied met slecht weer strekt zich
daarbij druppelvormig uit vanuit het centrum van een laag.Troggen zijn gevaarlijke
gebieden,ze veranderen snel van plaats zonder dat ze lang van tevoren waarneembaar
zijn en brengen meestal erg slecht weer mee.Bij een trog loopt de as of troglijn over
plaatsen waar de onderlinge afstand van de isobaren het kleinst is.
Een vore: Het gaat hierbij om een verkleinde uitgave van een trog.De activiteit van het
weer is geringer dan bij een trog.Zo een uitloper heeft een smalle band met slecht weer
bij zich,die uit het laag is gelopen,vaak gaat het hierbij om fronten.
Bij een vore loopt de as over plaatsen waar de onderlinge afstand van de isobaren het
grootst is.
Randstoring:randstoringen bevinden zich aan de rand tussen een laag en een hoog.Het
kan gezien worden als een klein lagedrukgebied,dat ook wel een golf of een golfvormige
storing wordt genoemd.
Een zadelgebied: een gebied tussen twee hoge en twee lagedruk gebieden in de vorm van
een zadel.Het weer is ongeveer hetzelfde als in een rug.Respectievelijk vore,naar gelang
het karakter van één van beiden overheest.
Een hoge druk gebied: ook een hoog genoemd of anticycloon.
Dit is een gebied waarin de luchtdruk hoger ligt dan in de omgeving.
Een rug van een hoge druk: Dit is een uitloper van een hoge luchtgebied in de vorm van
een rug of een wig,waarbinnen mooi weer voorkomt
Trekhoog of tussenhoog: Dit bevindt zich tussen twee op elkaar volgende depressies.Het
brengt een weersverbetering met weinig wind,maar de verbetering is van tamelijk korte
duur.
Fronten: dit zijn de scheidingslijnen tussen de verschillende luchtsoorten.Het zijn
gebieden met slecht weer,die meestal met een lage luchtgebied verbonden zijn
Het koufront: brengt zoals de naam al aangeeft,koudere lucht met zich mee met een goed
zicht op buien met stapelwolken.
14 Meteorologie voor de zeevaart
Het warmtefront: brengt warmere lucht met zich mede met slecht zicht,voorafgegaan
door regen uit een gesloten wolkendek.
Een oclusiefront: is een samengaan van een warmtefront en een koufront.De
weersverschijnselen zijn dan ook een mix van beide oorspronkelijke fronten.
Poolgebieden: bevat weinig waterdamp zeer goed zicht
In de winter: frontaal onweer en sneeuwbuien
Noord attlantische oceaan: vochtig,koel,buien,goed zicht,
Biskaje: vochtig warm,nevelig,veel bewolking,motregen.
Sahara:
Frontsymbolen: het frontsymbool is tegelijk verplaatsingspijl,en dat is niet altijd van west
naar oost
Naar oost,onderscheid zich door:de temperatuur,de vochtigheid,ea;De waarde hangt af
van waar ze ontstaan.
15 Meteorologie voor de zeevaart
Boven de woestijn: droog en warm
Boven tropische oceaan: warm en vochtig
Boven de poolstreken: koud en droog
Fronten zijn gebieden met slecht weer.
Een luchtsoort: is een grote hoeveelheid lucht met horizontale afmetingen van honderden
kilometers en ten minste 1 kilometer hoogte,die in één zelfde niveau vlak ongeveer
dezelfde temperatuur e dezelfde vochtigheid bezit.
16 Meteorologie voor de zeevaart
Elke luchtsoort verlaat haar brongebied weer langs de oppervlak,enkel de EL equatoriale
lucht ontwijkt naar boven.
De leeftijd van de wind is de tijd die sinds het verlaten van het brongebied is verlopen.
Gaat een luchtsoort zich verplaatsen bv als een rug van hoge druk dat zich uitstrekt van
de azoren naar Europa:dan zal de luchtsoort zo lang mogelijk haar eigenschappen (warm
en vochtig) willen behouden.
Luchtmassa’s zijn conservatief.Ze willen niet veranderen.een luchtmassa die uit haar
brongebied naar een verweg gelegen gebied geschoven wordt,bouwt een scherm voor
zich uit.In weerkaarten wordt dit scherm als front getekend.
Fronten ontstaan als luchtmassa’s in beweging gezet worden.Aangezien de luchtmassa
zich aan de achterkant niet moet verdedigen,vormt het front zich aan de voorzijde.De
verplaatsing richting.
Indien je fronten ziet op een weerkaart dan zijn dit grenslijnen tussen luchtsoorten.Om
aan te geven in welke richting ze zich begeven,worden er tekens gebruikt.
Het brongebied: is het gebied waar de luchtsoort haar eigenschappen verkrijgt:
Maritieme lucht: is vochtige lucht en continentale lucht:is droge lucht.
Equatoriale lucht: EL zeer warm en zeer vochtig,altijd maritiem
Tropische lucht:TL wordt gevormd in de subtropen en de tropen.We onderscheiden 2
soorten:
Maritieme zeelucht:MTL warm en vochtig
Continentale tropische lucht KTL wordt gevormd in de Sahara en andere
woestijngebieden ze is warm en droog
Polaire lucht: wordt gevormd in de gematigde luchtstreken
Continentale polaire lucht KPL droge lucht koud in de winter en warm in de zomer.
Maritieme polaire lucht:vochtige lucht die zacht is de winter en koel in de zomer.
17 Meteorologie voor de zeevaart
Aangezien fronten grenzen zijn tussen verschillende luchtsoorten,een machtstrijd
ontstaat en dat dit niet onopgemerkt zal blijven,dit gaat gepaard met veel weer en
ontstaat er veel bewolking,neerslag,nevel en onweer. Kortom slecht weer!!
De totale hoeveelheid lucht die dankzij de zwaartekracht rond de aarde blijft hangen een
grote massa heeft. Deze bedraagt met 6 à 24 nullen 6 1024 kilogram,onvoorstelbaar
groot. 6 x 10 tot de 24 ste kilogram
18 Meteorologie voor de zeevaart
Het brongebied: is het gebied waar de luchtsoort haar eigenschappen verkrijgt,en daar
worden de verschillende soorten lucht gevormd.
Lucht gedraagd zich in princiepe als water.
De lucht van onze atmosfeer ondervindt ook de zwaartekracht.
Zodra ongelijke niveaus ontstaan(verschil in luchtdruk) begint de zwaartekracht deze
verschillen weg te werken tot er overal gelijke druk heerst.
Deze denkbeeldige situatie bestaat op aarde niet: dit heeft zich nog nooit voortgedaan en
zal ook nooit plaatsvinden.
Andere krachten die zich tegen de zwaartekracht verzetten,verhinderen dit aangezien de
aarde met grote snelheid om haar as draait,ontwikkelt zich de middelpunt vliedende
kracht deze wilt alles eruit slingeren en werkt de zwaartekracht tegen. Wil luchtmassa’s
19 Meteorologie voor de zeevaart
uit de pool in de richting van de evenaar transporteren en is dus met grootschalige
circulaties bezig de passaat.
De gradiëntkracht: hoe groter het verschil in luchtdruk over een bepaalde afstand hoe
sterker deze kracht optreedt. Zorgt altijd en overal voor het rechtzetten van de
luchtdrukverschillen.
Een ding hebben deze krachten gemeen dat wat ze veroorzaken is altijd een beweging
van lucht en dat noemen we WIND!!
Wind is het resultaat van alle krachten in de atmosfeer
De zwaartekracht: zorgt voor een naar beneden gerichte wind,die bij het ontstaan van
hoge druk gebieden maatgevend aanwezig is.
De wrijvingskracht: is een kracht die alle bewegingen tegenwerkt.
De traagheidskracht: is een component,die alle veranderingen tegenwerkt.Aan de ene
kant wil deze kracht,lucht,die niet beweegt,in rust laten.Aan de ander kant wil deze
kracht,dat lucht die eenmaal beweegt ook in beweging blijft.
Het scenario van alle krachten is complex. Altijd moeten al deze krachten beschouwd
worden: sommige krachten werken samen en versterken elkaar en daartegenover altijd
zijn er krachten die dat tegenwerken Met als resultaat wind Al de krachten moeten
berekent worden om de werking uit te leggen
20 Meteorologie voor de zeevaart
De coriolis kracht: naar de Franse natuurkundige.
Onstaat door de draaiing van de aarde. Uit zichzelf kan deze kracht geen bewegingen op
gang brengen. Een schijnkracht Als de aarde niet zou draaien dan bestond deze kracht
niet. Het werkt op alle draaiende systemen,is een vectoriele grootheid die wiskundig
beredeneerd kan worden.
Ex: het naar rechts afbuigen van alle dingen die zich bewegen in het noordelijk
halfrond,op het zuidelijk halfrond is de afbuiging naar links
Het water die uit de waterbak loopt door de afvoerbuis!!
Indien lucht van hoge druk naar lage druk stroomt om de verschillen op te heffen,dan
wordt de coriolische kracht vertraagt. Hoge en lage druk gebieden hebben hun leven te
danken aan de corioliskracht. In plaats van een rechte weg neemt de lucht een
spiraalweg van hoog naar laag.(satelietfoto’s)De sterkte van de corioliskracht neemt toe
zodra de snelheid van de luchtdeeltjes toeneemt.
21 Meteorologie voor de zeevaart
Op de evenaar: 0
Op de polen: maximum
Aangezien op de evenaar geen corioliskracht aanwezig is,gedragen luchtbewegingen zich
daar veel eenvoudiger.
De windsterkte hangt alleen af van het verschil in luchtdruk. Hier gedraagt de wind zich
als bij waterplassen die met elkaar verbonden zijn: rechtstreeks van hoog naar laag.
Het direct vereffenen van de drukverschillen op de evenaar is dan ook de oorzaak dat
daar geen hoge- en lagedruk gebieden ontstaan.
In de buurt van de polen waar de corioliskracht haar grootste waarde bereikt,buigt zij de
lucht die door de gradiëntkracht in beweging komt het sterkst af en voorkomt dat het
verschil tussen een hoog en laag wordt geëlimiteerd.
Met andere woorden: Hoe dichter een laag of een hoog in de buurt van de pool komt,des
te langer blijft deze bestaan.
22 Meteorologie voor de zeevaart
De Wolken
Een wolk is een zichtbare verzameling van uiterst kleine water en ijsdeeltjes in de vrije
atmosfeer.
Wolken zijn voortdurend aan verandering onderhevig.
Wolkenvorming: fysisch gesproken is er geen verschil tussen het ontstaan van mist en
van wolken. Er bestaat geen verschil tussen mist en waterwolken.
23 Meteorologie voor de zeevaart
Wolken kunnen bestaan uit ijskristallen die gevormd zijn door sublimatie van
waterdamp in de atmosfeer. Die wolken worden ijswolken genoemd..
Een gemengde wolk: bestaat uit waterdruppels en ijskristallen of een gemengd deel van
de wolk.
Wolken ontstaan als gevolg van stijgende bewegingen van lucht in de atmosfeer. Hierbij
koelt de lucht adiabatisch af,de maximale waterdampdruk E neemt af en nadat de lucht
verzadigd is geworden,begint afhankelijk van de bereikte temperatuur de condensatie of
sublimatie op te treden:de lucht bereikt zijn condensatieniveau.
Sublimatie: faseovergang van vast naar gas. Bv: ijs kan overgaan tot waterdamp (gas)
Bij droog weer.
Désublimeren: van gas naar vast of verijpen
Bv: dyood is een enkelvoudige stof (jood) cristalijn vaste stof (donkergrijs tot
donkerviolette) met metaalglans sublimeert heel gemakkelijk . 2 atomen joodium
Condensatie: van gas naar vloeibaar
Hoe hoger de temperatuur hoe meer waterdamp de lucht kan opnemen
Bij afkoeling van deze lucht is er Condensatie = het dauwpunt
Lucht aan 20°c kan dubbel zoveel water opnemen dan lucht aan 10°c.
Het adiabatisch proces: geen warmte uitwisseling met de omgeving maar warmte neemt
toe door behoud van warmte.
Bv: Methaan(aardgas) + lucht = verbranding (heel hoge temperatuur )
24 Meteorologie voor de zeevaart
Adiabatische vlamtemperatuur genoemd
Een koelkast: gas wordt samengeperst = forse temperatuur afname
Een verbrandingsmotor: samengeperste brandstof
De processen die lucht in de atmosfeer ondergaat,zijn te onderscheiden in isobarische
processen en adiabatische processen.
Isobarische: daar blijft de luchtdruk in een luchthoeveelheid ongeveer gelijk.
Horizontale luchtbewegingen (advectie) zijn bij benadering isobarisch waar warmte –
uitwisseling met de omgeving plaats kan vinden.
Adiabatisch: druk en temperatuur kunnen wel veranderen maar er is vrijwel geen
warmte uitwisseling met de omgeving. Vertikale luchtbewegingen verlopen adiabatisch.
Een stijgende luchtbel koelt niet af omdat de omgevende lucht kouder wordt maar omdat
de luchtdruk afneemt waardoor deze uitzet. Dit kost arbeid die door de luchtbel moet
geleverd worden = daling van de temperatuur van de opstijgende luchtbel maar stijgt
deze als de luchtbel daalt.
De lucht bereikt zijn condensatie niveau : De verticale luchtbewegingen kunnen in
karakter verschillen.We onderscheiden:
Uitgestrekte hoeveelheden lucht bewegen langzaam omhoog: in gebieden waar
convergentie heerst,in lagedruk gebieden en isollobarische minima stijgt de lucht door
convergentie en koelt hierbij adiabatisch af. Bij voldoende afkoeling zal bij het bereiken
van het condensatieniveau wolkenvorming optreden.De soort wolken is afhankelijk van
de stabiliteit van de lucht.
25 Meteorologie voor de zeevaart
10 hoofdgroepen zijn te onderscheiden: geslachten genoemd.
1.Cirrus (Ci)
6. Nimbostratus (Ns)
2.Cirrocummulus (Cc)
7. Stratuscummulus (Sc)
3. Cirrostratus (Cs)
8.Stratus (St)
4. Altocummulus (Ac) 9. Cumulus (Cu)
5. Altostratus (AS)
10. Cumulonimbus (Cb)
Een bepaalde wolk kan slechts tot één geslacht behoren. De meeste geslachten zijn
onderverdeeld in soorten.
26 Meteorologie voor de zeevaart
Zij onderscheiden zich van elkaar door verschillen in vorm en inwendige structuur.
Ze bevinden zich op varierende hoogten van zeeniveau tot 18 km hoog in de tropen,13
km op gematigde breedten en tot 8 km in de poolstreken.
In 3 etages:
Bovenste etage: cirrus,cirrocumulus en cirrostratus
Middelste etage: altocumulus
Onderste etage: stratocumulus en stratus
Altostratus: gewoonlijk in de middelste etage maar rijkt dikwijls tot grotere hoogten.
Nimbostratus: bijna altijd in de middelste etage
Etage
Poolstreken
Gematigde breedten
Tropen
Bovenste
3-8 km
5-13 km
6-18 km
Middelste
2-4 km
2- 8 km
2-8 km
Onderste
0-2 km
0-2 km
0-2km
27 Meteorologie voor de zeevaart
28 Meteorologie voor de zeevaart
Cirruswolken: bestaan uit ijskristallen op grote hoogte,geen neerslag
Cirrocumulus: dunne witte pluk
Vochtige lucht bevat waterdamp:
Waterdamp is een gas de dampdruk (e) is de kracht die door de waterdamp moleculen
wordt uitgeoefend op een opp.van 1m2.
De eenheid is de pascal (Pa) en de mbar
1mbar = 100 Pa = 1hPa
Lucht is snel verzadigd aan waterdamp en de druk is de verzadigingsspanning
Is evenredig met de warmte: hoe hoger de temp. = hoe hoger de verzadigingdruk
29 Meteorologie voor de zeevaart
De relatieve vochtigheid:
Is de verhouding tussen de heersende dampdruk en de bij dezelfde temperatuur
maximaal mogelijke dampdruk,uitgedrukt in procent
E: maximale dampdruk
E:de dampdruk
F= relatieve vochtigheid = e/E .100% is een grootheid
De mengverhouding = X
Hieronder verstaat men het aantal grammen waterdamp per kilogram droge lucht.
Is afhankelijk van de temp. Zodra X bereikt is is de relatieve vochtigheid F 100%
Wordt gebruikt als vochtigheidsindicator.
De dauwpuntstemperatuur td
Het dauwpunt is de temp. waarbij de waterdamp begint te condenseren door afkoeling
van de lucht zonder dat de dampdruk of de luchtdruk wordt gewijzigd.
Bij het dauwpunt is de lucht juist verzadigd met waterdamp. De relatieve vochtigheid is
dan 100%.
De natte bol temp. tnb
Is de laagste temperatuur welke lucht krijgt door er adiabatisch zoveel water in te laten
verdampen dat de lucht verzadigd wordt.
In de praktijk kan de natte bol temperatuur heel eenvoudig worden gemeten met een
thermometer,waarover het kwikvat met een nat katoenen kousje is omgeven.
Voor het verdampen van het water uit de kous is warmte nodig.De warmte wordt
onttrokken aan het kousje,het kwikvat en de omringende lucht.
De thermometer zal hierdoor geleidelijk aan lager gaan aanwijzen.Totdat er een
evenwicht is bereikt.
Een gewone thermometer wordt droge bol genoemd
30 Meteorologie voor de zeevaart
Hoe droger de lucht hoe meer verdamping er gebeurd des te meer warmte zal ontrokken
worden.
Ex: natte kleding die verdamt door warmte ontrekt warte aan je lichaam
Neerslag die uit een golf valt en die door de warme lucht gaat verdampen ontrekt warmte
aan de omgeving,de temp. daald.Wordt deze lucht verzadigd aan waterdamp ontstaan er
wolken.
Het verschil tussen t en tnb wordt het psychrometer verschil genoemd
31 Meteorologie voor de zeevaart
Adiabatisch proces: is een proces waarbij in een luchthoeveelheid veranderingen
optreden.
Bv: in de druk en temp zonder dat warmtewisseling met de omgeving plaats vindt.
Een adiabatisch proces wordt bv door lucht ondergaan wanneer deze verticale
bewegingen doormaakt.
In een stijgende luchtbel zal de luchtdruk afnemen.De luchtbel zal hierdoor gaan
uitzetten.
De uitzetting kost arbeid die in de vorm van warmte door de stijgende lucht geleverd
moet worden,hierdoor zal de temp. van de luchtbel dalen.
Om dezelfde redenen zal in een dalende luchtbel adiabatische verwarming optreden.
32 Meteorologie voor de zeevaart
De vorming van mist en wolken:
De toestanden waarin water in de atmosfeer kan voorkomen zijn te onderscheiden in
drie hoofdvormen die afhankelijk zijn van de temperatuur.
De hoofdvormen zijn:
Gasvormig (waterdamp)
Vloeibaar (water)
Vast (ijs)
Door verandering van de temperatuur kan overgang van de ene hoofdvorm naar een
andere plaatsvinden.
Ijs naar water of omgekeerd…sublimeren als ijs overgaat in gas (waterdamp)wordt,de
warmte die bij dit nodig is wordt onttrokken aan de omringende lucht.Terwijl
omgekeerd,condenseren wordt warmte afgegeven.
Het condensatie proces: als de lucht geheel met waterdamp is verzadigd krijgt de
dampdruk de maximale waarde,aangegeven met E. Sterk afhankelijk van de
temperatuur,als door afkoeling de maximale dampdruk bereikt is dan dedraagt de
relatieve vochtigheid 100%.Gaan we nu de vochtige lucht verder afkoelen,dan kan zich
bij aanwezigheid van voldoende condensatiekernen mist gaan vormen.
Condensatiekernen: dit zijn zeer kleine deeltjes in de atmosfeer met afmetingen van
gemiddeld 10 à 100 mm: n = nano
Verdamping van het zeewater: als het hard vriest en dat het water relatief warmer is dan
de lucht dan ontstaat er condensatie en damp “Arctische zeerook” slootmist en regenmist.
De zeeoppervlakte krijgt een rokerig aanzien.
Ex: waar de koude lucht die vanuit Canada geblazen komt over het warmere water
gevoerd door de golfstroom of noord attlantische stroom.(vooral bij New foundland en
Labrador).
33 Meteorologie voor de zeevaart
BEKNOPTE HERHALING
Download
Random flashcards
Create flashcards