KEUZE: Aarde en Klimaat

Overal Natuurkunde 5 havo
Samenvatting
Keuzehoofdstuk Aarde en klimaat
Systeem aarde
Rondom de aarde bevindt zich de atmosfeer, een dunne luchtlaag
die voortdurend in beweging is. De lucht blijft door de zwaartekracht bij de aarde.
De atmosfeer zelf is opgebouwd uit verschillende luchtlagen, die
gescheiden zijn door een laag met constante temperatuur: pauzes.
De lagen van de atmosfeer worden bepaald door de temperatuuropbouw in de lagen. In de troposfeer, de onderste luchtlaag, speelt
zich het weer af en daar zijn de sterkste luchtstromingen. De
daaropvolgende luchtlaag heet de stratosfeer, daarin bevindt zich
ozon, die schadelijke uv-straling van de zon tegenhoudt.
Zie Binas, tabel 30F.
In de troposfeer zijn de temperatuur en de dichtheid van de lucht
lager bij grotere hoogte. Door verschillen in temperatuur aan het
aardoppervlak ontstaan ook verschillen in luchtdruk. Daardoor
ontstaan zowel verticale als horizontale luchtstromingen.
Om de luchtstromingen te beschrijven is een model gemaakt met
luchtcirculatiecellen. Door de draaiing van de aarde krijgt de
luchtstroming ook een afwijking: het corioliseffect. Op het noordelijk
halfrond is dat naar rechts en op het zuidelijk halfrond naar links.
Het weer is de toestand van de atmosfeer op een bepaald moment.
De toestand van de atmosfeer gemeten op een bepaalde plek over
een langere tijd noem je het klimaat.
Op een weerkaart geef je de luchtdruk aan met isobaren. Rondom
hoge- en lagedrukgebieden zie je op een weerkaart cirkelvormige
isobaren en frontlijnen. Bij een front komen twee luchtmassa’s met
verschillende eigenschappen elkaar tegen. De windrichting is niet
van hoge druk naar lage druk, maar ten gevolge van het corioliseffect evenwijdig aan de isobaren. Rond een lagedrukgebied draait
de wind op het noordelijk halfrond tegen de klok in.
p=
F
A
Water in de atmosfeer
Vrijwel al het water dat zich in de atmosfeer bevindt, komt voor in
de troposfeer.
De druk van de waterdamp geef je weer met de dampdruk, een
deeldruk van de lucht. Zodra de verzadigingsdampdruk is bereikt,
gaat de waterdamp condenseren. De verzadigingsdampdruk is
afhankelijk van de temperatuur. Je gebruikt de relatieve luchtvochtigheid om de verhouding tussen de hoeveelheid waterdamp
en de maximaal mogelijke hoeveelheid waterdamp aan te geven.
Het dauwpunt is het verzadigingspunt, de relatieve luchtvochtigheid
is dan 100%.
Er kunnen waterdruppels ontstaan als het dauwpunt is bereikt en er
condensatiekernen, zoals kleine zandkorreltjes of zoutkristallen,
aanwezig zijn.
Wolken ontstaan als lucht stijgt en de waterdamp het dauwpunt
bereikt. De snelheid en de richting van stijgen en de hoeveelheid
waterdamp bepalen de vorm van de wolk.
© Noordhoff Uitgevers Overal Natuurkunde 5 havo
Samenvatting keuzehoofdstuk Aarde en klimaat
Klimaat
Op verschillende plekken op aarde heersen verschillende klimaten.
Zo kun je klimaatzones onderscheiden tussen bepaalde breedtegraden. Ook de verdeling van water en land, bergketens en de
golfstroom bepalen het klimaat.
De aarde en de atmosfeer ontvangen stralingsenergie van de zon
en stralen energie uit naar de ruimte. Er is stralingsevenwicht voor
het hele systeem.
Lokaal kan het zijn dat er meer straling binnenkomt dan uitgaat en
andersom. Het zijn deze verschillen die zorgen voor de stroming
van lucht, de circulatie.
I=
P
A
De zonnestraling bereikt de aarde via de atmosfeer, waar een deel
van de straling terugkaatst en een deel wordt doorgelaten. Ook het
aardoppervlak, afhankelijk van het soort oppervlak, reflecteert een
deel van de straling. De albedo geeft de verhouding aan tussen
gereflecteerde en invallende straling.
Met behulp van de albedo, de wet van Stefan Boltzmann en de
hoeveelheid invallende straling van de zon is de temperatuur op
aarde ongeveer te berekenen.
I = σ · T4
Vaste aarde
Uit verschillende waarnemingen is een model van de aarde
gemaakt: de aarde bestaat uit verschillende lagen. De kern is vast
en bestaat hoofdzakelijk uit ijzer en nikkel. Rondom deze kern
bevindt zich een vloeibare laag van ijzer en nikkel. De temperatuur
is naar schatting 6000 °C. Deze hoge temperatuur is een gevolg
van het ontstaan van de aarde en van radioactief verval. De mantel
bestaat uit gesteente dat door temperatuurverschillen en hoge
drukken kan stromen.
De aardkorst is een relatief dunne vaste schil, die is opgebouwd uit
platen. De stroming of convectie in de aardmantel kan de platen
van de aardkorst in beweging laten komen: plaattektoniek.
Aardbevingen ontstaan als twee platen ten opzichte van elkaar
bewegen. Tijdens de beving komt energie vrij, die zich als S- en Pgolven door de aarde bewegen. Deze golven planten zich met
verschillende snelheden door de aarde voort.
Door op drie punten de verschillen in aankomsttijden van de golven
te meten kun je de locatie van de beving vaststellen.
Vulkaanuitbarstingen vinden plaats als vloeibaar gesteente door de
aardkorst met kracht naar buiten spuit.
grootheid
naam
druk
kracht
oppervlakte
stralingsintensiteit
vermogen
constante van StefanBoltzmann
temperatuur
symbool
p
F
A
I
P
σ
T
eenheid
naam
newton per vierkante meter
newton
vierkante meter
watt per vierkante meter
watt
watt per vierkante meter per
kelvin tot de vierde
kelvin
© Noordhoff Uitgevers Overal Natuurkunde 5 havo
symbool
N/m2
N
m2
W/m2
W
W/m2 K4
K
Samenvatting keuzehoofdstuk Aarde en klimaat