Summary
Samenvatting Weer en Klimaat.
- Course
- Institution
Een samenvatting van de stof voor het vak Weer en Klimaat, gegeven in het 2e jaar van de studie 'Docent Aardrijkskunde' op de Hogeschool Rotterdam.
[Show more]
Seller
Follow
maritr
Content preview
Samenvatting Reader Weer & KlimaatDe energiebalans
Opbouw van de atmosfeer.
Binnen de atmosfeer (ook wel dampkring genoemd) kunnen
verschillende zones worden onderscheiden. Het onderste deel,
de troposfeer, is zo’n 10km dik. Daarboven zit de stratosfeer,
mesosfeer en thermosfeer.
In het onderste deel van de troposfeer vindt het weer plaats: de
dagelijkse veranderingen in temperatuur, wind en neerslag.
Het klimaat speelt zich af in de gehele troposfeer. Vaak wordt
het klimaat gedefinieerd als de het gemiddelde weer over een
periode van 30 jaar. Het klimaat is een patroon dat achter het
dagelijkse weer schuil gaat. Het klimaat wordt onder andere
Opbouw van de atmosfeer.
beïnvloed door de warme zeestroom, de Golfstroom. Het
dagelijkse weer hangt meer af van de windrichting en het
seizoen.
De dikte van de troposfeer is afhankelijk van de omvang van klimaatverschijnselen. Omdat er in de
tropen meer energie beschikbaar is voor het klimaat is de troposfeer daar dikker dan bij de polen. In
de troposfeer neemt de temperatuur af met hoogte. Dat komt doordat de lucht met toenemende
hoogte steeds ijler wordt, waardoor er in absolute zin minder broeikasgassen zijn en het broeikaseffect
minder werkt.
De bovenkant van de troposfeer noemen we de tropopauze. Hierboven ligt de stratosfeer. Daar
wordt door invallende zonnestralen ozon (O 3) uit zuurstof (O2) geproduceerd. Deze chemische reactie
zorgt voor de absorptie van Uv-stralen, wat ons goed uit komt, aangezien dit schadelijk is voor ons
lichaam. De voortdurende productie van ozon zorgt er voor dat het onderste deel van de stratosfeer
ozonrijk is. We noemen deze zone de ozonlaag. De opname van zonne-energie bij de productie van
ozon zorgt er voor dat in de stratosfeer temperatuur toe neemt met hoogte. De ozonlaag heeft een
verwaarloosbaar effect op het klimaat. Klimaatverschijnselen beperken zich vooral tot de troposfeer.
De energiebalans.
De atmosfeer bestaat hoofdzakelijk uit stikstof (78%),
zuurstof (21%) en argon (0,93%). Overige gassen
zoals waterdamp en koolstofdioxide zijn erg
belangrijk voor het klimaat, maar komen slechts in
erg kleine hoeveelheden voor in de atmosfeer.
De atmosfeer wordt opgewarmd door zonne-energie.
Echter, de meeste energie die de atmosfeer opneemt
komt niet van de zon. Van de instraling (insolatie) Samenstelling van de atmosfeer.
van de zon wordt maar een klein gedeelte
geabsorbeerd door de atmosfeer, het grootste gedeelte bereikt ongestoord het aardoppervlak en warmt
dat op. Het aardoppervlak straalt die energie dan weer uit. Het is de uitstraling die een belangrijke rol
speelt bij het opwarmen van de atmosfeer.
,Het verschil tussen instraling en uitstraling wordt bepaald
door het verschil in golflengte van deze straling. Instraling
is kortgolvig, uitstraling is langgolvig. Een heet lichaam
zoals de zon zendt namelijk energie compact, kortgolvig
uit. Een koud lichaam zoals de aarde zendt deze energie
veel minder compact, langgolvig uit. De variatie in dit
soort straling vormt het elektromagnetisch spectrum. De
instraling wordt gekenmerkt door golflengtes in het bereik
van het zichtbare licht (0,4 – 0,7 µm: violet, blauw, groen,
geel, rood), dat slecht door de atmosfeer wordt
geabsorbeerd. Het beetje energie dat wordt opgenomen
bevat het ultraviolette (0,01 – 0,4 µm) en het infrarode (0,4
– 100 µm), deel van de instraling: UV wordt geabsorbeerd
door de ozonlaag, infrarood door broeikasgassen als damp
Kenmerken van in- en uitstraling.
en koolstofdioxide (CO2). De uitstraling wordt gekenmerkt
door golflengtes in het bereik van infrarode straling (0,4 –
100 µm) met de piek rond de 10 µm. Dit wordt goed
geabsorbeerd door broeikasgassen.
De energiehuishouding van de atmosfeer wordt
bijgehouden in een balans. Een energie-, stralings- of
warmtebalans. De energie die er in komt moet er
uiteindelijk ook weer uit: instraling en uitstraling. Zo niet,
dan is er geen balans en kent de aarde als geheel afkoeling
Electromagnetisch spectrum.
of opwarming. De energie gaat echter via
complexe routes door de atmosfeer en er
weer uit. Hierbij geld de wet van behoud van
energie.
Wet van behoud van energie.
Energie verdwijnt nooit. Het kan zich verplaatsen of
omzetten in een andere vorm, maar het verdwijnt niet.
Zonne-energie komt de aarde binnen in de vorm van
stralingsenergie, maar wordt bij absorptie door het
aardoppervlak omgezet in warmte. Het opgewarmde
aardoppervlak kan water doen verdampen. In de
waterdamp blijft dan de geïnvesteerde energie latent
aanwezig. Als de waterdamp weer condenseert
(wolkenvorming) komt de energie weer vrij in de
vorm van warmte.
Energiebalans/stralingsbalans.
Stel dat er 100 eenheden zonnestraling binnen kwamen. 20 worden geabsorbeerd door de atmosfeer,
31 worden teruggekaatst door stofdeeltjes, moleculen en het aardoppervlak (albedo) en 49 worden
geabsorbeerd door het aardoppervlak. Het opgewarmde aardoppervlak straalt op zijn beurt die warmte
dan weer uit. Deze uitstraling is echter veel groter dan de instraling van de zon. Het gaat hier om 114
eenheden. Ook is er een transfer van energie van het aardoppervlak naar de atmosfeer door
verdamping van water (23), conductie en convectie (7). Verdamping kost energie, die weer vrij komt
wanneer de waterdamp condenseert. Daarom zegt men dat in water altijd latente energie aanwezig is.
Hoe kan het nu dat de aarde 49 eenheden ontvangt van de zon en 144 afgeeft aan de atmosfeer? De
verklaring hiervoor is het broeikaseffect. De atmosfeer absorbeert een enorme hoeveelheid energie:
102 eenheden langgolvige straling, 30 eenheden door condensatie, conductie en convectie, en 20
eenheden kortgolvige straling. Dit totaal van 152 eenheden wordt weer uitgestraald naar de ruimte
(57) en het aardoppervlak (95). Dit levert een extra 95 eenheden energie op. 114+23+7=144=95+49.
Er gelden 3 balansen. Aan de top van de atmosfeer 100=100, in de atmosfeer 152=152, op het
aardoppervlak 144=144.
, De mondiale lucht- en oceaan circulatie.
Ruimtelijke en seizoensmatige verschillen in instraling.
De aarde is een bol. Daarom hoeft een invallende
zonnestraal op de evenaar een kleiner oppervlak
te verwarmen dan op de polen. Dit is de reden
waarom het bij ons kouder is dan in de tropen.
Omdat de aardas scheef staat en de aarde om de
zon draait, staat de zon bij ons in de winter lager
aan de hemel dan in de zomer. De zonnestralen
moeten s’ winters dus een nog groter oppervlak
verwarmen dan in de zomer. Daarom is het in de
winter kouder.
Op 21 juni staat de zon bij ons het hoogst. De
zon staat dan loodrecht boven de
Invalshoek van de zon, solstice en equinox.
Kreeftskeerkring. Op 21 december staat de zon
bij ons het laagst. De zon staat dan loodrecht
boven de Steenbokskeerkring. Deze momenten noemen we solstice. Het moment dat de zon loodrecht
boven de evenaar staat, 21 maart en 21 september, noemen we equinox.
Mondiale luchtcirculatie.
De aardse atmosfeer kent een patroon van luchtstromen, aan het oppervlak en op hoogte, dat we
gezamenlijk de mondiale luchtcirculatie noemen. Om te begrijpen hoe dit patroon er uit ziet en
waarom zo moet je eerst een paar concepten en generalisaties op een rijtje hebben:
- In de atmosfeer bestaan luchtdrukverschillen. Lage druk wordt veroorzaakt door opstijging
van lucht. Lucht stijgt als die uitzet door opwarming, als die over een obstakel (berg, warme
lucht) heen moet, of door ophoping van lucht door een zijlingse toevoer van lucht
(convergentie). Hoge druk wordt veroorzaakt door een daling van lucht. Lucht daalt als die af
koelt, over een berg is gestroomd of weg wordt gezogen.
- Lucht stroomt altijd van hoge naar lage luchtdruk. Immers, als lucht niet van hoge naar lage
druk zou stromen zou er onbeperkt lucht ophopen in een hogedrukgebied, terwijl het
lagedrukgebied een vacuüm zou zijn.
- Omdat de aarde bol is en rond draait, buigt wind af. Dit noemen we het corioliseffect, dat
veroorzaakt wordt door de afname van baansnelheid van evenaar naar pool. Een luchtdeeltje
dat op de evenaar met de aarde mee draait heeft immers een grotere zijdelingse snelheid
(baansnelheid) dan een luchtdeeltje op onze breedte, omdat de afstand die het luchtdeeltje in
24 uur moet afleggen (omtrek) op de evenaar veel groter is. het aanpassen van de zijdelingse
snelheid bij de beweging van lucht naar een andere breedte kost tijd (traagheid). Daarom raakt
wind die van lage naar hoge breedte waait voor en wind die van hoge naar lage breedte waait
achter. Kijkend met de wind in de rug gaan we uit van een afwijking naar rechts op het
noordelijk halfrond en naar links op het zuidelijk halfrond. Dit is de wet van Buys Ballot.
Corioliseffect.
Het principe van het corioliseffect is te vergelijken met een draaimolen. Aan de binnenkant ga je een stuk minder snel,
omdat je draaicirkel dan kleiner is dan aan de buitenkant. Die zijlingse snelheid noemen we de baansnelheid en is gelijk
aan de omtrek van de draaicirkel gedeeld door de omlooptijd. Als je van binnen naar buiten loopt op de draaimolen, is
het lastig om in een rechte lijn te lopen. Jouw baansnelheid is minder snel dan aan de buitenkant, waardoor je de
draaiende schijf onder je niet bij kan houden. Je raakt achter en komt een stukje achter de plek die je wilde bereiken. Het
is een kwestie van traagheid: je lichaam heeft tijd nodig om zich aan te passen aan de verhoogde baansnelheid, en dit
levert een achterstand op.
Als je boven- of onder op de aarde kijkt en geen dimensies ziet zijn de twee halfronden net zo’n draaimolen. Het midden
is de noord- of zuidpool. De baansnelheid neemt toe naarmate je verder bij de polen weg gaat en is het hoogste bij de
evenaar. Lucht die van de pool (hoge breedte) naar de evenaar (lage breedte) beweegt raakt dus achter en vice versa.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller maritr. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $8.09. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
56326 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now