Samenvatting
Samenvatting Inleiding hydrologie en klimatologie
Samenvatting Inleiding hydrologie en klimatologie, behorend bij de opleiding Aarde en Economie. De samenvatting is opgesteld uit lesstof (college slides).
[Meer zien]Voorbeeld 4 van de 44 pagina's
Voorbeeld 4 van de 44 pagina's
In winkelwagengesponsord bericht van onze partner
Voorbeeld van de inhoud
Inleiding hydrologie en klimatologieEmanuel Heinsbroek
College 1: Introducton to hydrology and climate 1
Hydrologie is de wetenschap die zich bezighoud met water in de wereld het voorkomen, verspreiding
en circulate hiervan. Daarnaast hun chemische en fysische eigenschappen en hun interacte met het
milieu.
Er is maar een enorm kleine hoeveelheid water beschikbaar voor mensen zoetwater. Desondanks
is deze hoeveelheid essenteel voor het bestaan van de mens en heef het water dus een aantal
functes:
- Regulerende functe: energieenutriëntenesediment transport;
- Levensbehoud functe;
- De habitat voor waterfora en fauna.
Hierbij wordt water vooral gebruikt voor: landbouw (veruit de grootste gebruiker), industrie,
consumpte, energie en transport.
Al dit benodigde water wordt vooral gehaald uit: oppervlakte water, grondwater en
ontziltngsinstallates. Hierbij bepaalt de locate en klimaat uit welke bron het water vooral gehaald
wordt, droog klimaat = grondwater, nat klimaat = oppervlaktewater. Omdat veel waterbronnen
vernieuwbare hulpbronnen zijn, verdwijnen deze bronnen bij overmatg gebruik. Dit is in het
verleden veelal gebeurt, waardoor veel vernieuwbare waterbronnen verdwenen zijn of aan het
verdwijnen zijn.
Om deze reden moet water beschermt worden. Hierom is er water beveiliging, een voorspelbare
situate van betrouwbare en veilige toegang tot water over de tjd. Hier staat natuurlijk tegenover
een watertekort, een lagere hoeveelheid beschikbaarheid tot water, dan nodig is om aan de primaire
behoefen te voldoen.
Hydrologische cyclus:
Hydrosfeer is gevormd door kometen en het ontgassen van de mantel.
Het stroomgebied van een rivier is het stuk land waarbij de neerslag in dat gebied uiteindelijk in de
bepaalde rivier terechtkomt.
dM
De waterbalans vergelijking: =inflow−outflow . Deze balans wordt vaak gebruikt bij
dt
stroomgebieden, op deze manier weet je of er extra water in de rivier bijkomt, of er water uitgaat. In
1
,het geval dat de dichtheid ρ constant is kan je in plaats van de eerder gebruikte massa (dM) volume
dV
gebruiken. De formule wordt dan =inflow−outflow .
dt
De formules hierboven staande zijn de ingekorte formule, de volledige formule is:
dV
=P−Q GW −Q SW −ET ± ∆ S=0
dt
P = neerslag (precipitaton) (regenval, sneeuw) in mm
Qsw = oppervlaktewater afvoer in mm
Qgw = grondwater afvoer in mm
ET = evapotranspirate; is de som van evaporate en transpirate door planten. Evaporate is de
beweging van water naar de atmosfeer, transpirate is de het ontsnappen van water uit planten langs
de huidmondjes in de bladeren, in mm.
∆ S = de verandering in opslag, in mm
1 mm is in dit geval 1 liter water per vierkante meter oppervlakte.
Neerslag 1, atmosferisch water:
Ideaal gas houdt in dat de moleculen niet op elkaar inwerken (interact), zich willekeurig door de
ruimte verplaatsen en hun energie behouden. Hiervoor is de volgende wet (Ideal Gas law):
pV =nRT .
P= druk (pressure) 1 Pa = 1 N m-2
V = Volume (m3)
n = aantal mol van gas
R = universele gas constante (J mol-1 K-1)
T = temperatuur (K)
Reminder 1 mol = 6 x 1023 eenheden
Dalton’s wet: de totale gas druk ρ total is gelijk aan de som van alle verschillende gedeeltelijke
drukken ρ op de n verschillende gassen. Voor onze atmosfeer ziet dit er als volgt uit:
Druk is dus ρ . De gedeeltelijke druk op waterdamp wordt hierdoor ρ H2O. Dit wordt eigenlijke
waterdampdruk genoemd, wat wordt aangegeven met ‘e’.
Verder heb je ook nog de verzadigde waterdamp druk, deze wordt aangegeven met ‘es’. Deze
verzadigde waterdampdruk is afankelijk van temperatuur T.
Specifeke vochtgheid (g H2O kg-1 lucht): is de ratoeverhouding van de massa van waterdamp in een
steekproef van de totale massa van de vochtge lucht, inclusief waterdamp.
mH 20(g ) e
q= =0,622
mlucht+H 20 (g) p−e
Relateve vochtgheid (RH): de verhouding tussen de eigenlijke waterdamp druk en de verzadigde
waterdamp druk in lucht bij een bepaalde temperatuur waarbij de verzadigde waterdampdruk
afangt van temperatuur en wordt dus al met ‘e s’ meegenomen, uitgedrukt in %:
e
RH = ∗100 %
es
Zoals verteld is de verzadigde waterdamp druk alleen afankelijk van temperatuur, daarom
e s ( T ) =6.1078∗e17.2694 T /(T +238.3) .
2
,Eerste wet van thermodynamiek, het behouden van energie (conservaton of energy):
pa
dQ=c p dT −
ρa
Bovenstaande wet is een adiabatsch proces. Een adiabatsch proces is namelijk een proces waarbij er
geen energie uitwisseling is met het milieu behoudt van energie.
Bij het adiabatsch proces zijn er verval snelheden. Hier zijn 2 categorieën aan verbonden, de
verzadigde adiabatsche verval snelheid (SALR) en de droge adiabatsche verval snelheid (DALR).
Hierbij is SALR lager dan DALR, want het condenseren van waterdamp laat energie los (hite) dat
weer gebruikt wordt om de omringende lucht te verhiten (SALR geen behoudt van energie).
De verandering in temperatuur over een bepaalde vertcale afstand, uitgedrukt in graden celsius per
km wordt “environmental lapse rate” genoemd (ELR).
DALR gaat over naar SALR wanneer de lifing condensaton level bereikt wordt. Dit houdt in dat de
opwaarts gaande vochtge lucht 100% relateve luchtvochtgheid heef bereikt. Ofewel het
dauwpunt temperatuur heef bereikt dat het water zich begint te condenseren. Bij de overgang van
DALR naar SALR (begin condensate) kunnen zich dus wolken of mist ontstaan.
Omdat water elkaar aantrekt (waterstof bruggen) is er een bepaalde energie nodig voor
watermoleculen om een zodanige snelheid te maken dat het watermolecuul loskomt en kan
verdampen. Deze benodigde energie wordt latent heat of vapourisaton genoemd (symbool , in J
kg-1). Deze energie is hetzelfde bij het condenseren van de waterdamp.
Nu natuurkundig:
We hebben hiervoor de ideal gas law besproken die nu ook van toepassing is in de formule opstellen
voor het condenseren van waterdamp. We moeten nu de lucht laten koelen van temperatuur T1
naar T2 zodat es (verzadigde waterdampdruk) afneemt tot onder het eigenlijke waterdampdruk ‘e’ bij
temperatuur T2. Hierbij ontstaat zich een nieuw evenwicht:
e ( T1)
[ RT 1 ]
V 1 M H 20
[ V M
]
= e ( T 2) 2 H 20 + M l
RT 2
Waarbij T2 < T1 en Ml het vloeibare water van de condensate representeert en e(T2) = es.
3
, Deze condensate en de overgang van DALR naar SALR (latent heat of vapourisaton), die voor de
vorming van wolken zorgt, brengt alleen regenachtge wolken voort in de troposfeer. De
regendruppels moeten namelijk gemaakt worden door de condensate van waterdamp. Het vormen
van deze regendruppels gebeurt alleen bij 7x super saturate e = 7es.
Verder zorgt de hoeveelheid druk bij het condenseren van water voor de vorm van de druppel, zie
volgende afeelding:
Bij het laatste puntje ‘droplet surface’ wordt de evenwicht waterdamp druk genoemd (equilibrium
vapour pressure), deze wordt uitgelegd in Kelvin’s law:
De evenwicht waterdamp druk voor druppels hangt af van de kromming van het wateroppervlak.
ec 2 σ∗M H 20
ln =
e p ρ∗R∗T ∗r
e c = de evenwicht waterdamp druk van het gekromde oppervlak van de druppel (Pa).
e p = de evenwicht waterdamp druk van het vlakke oppervlak van de druppel (Pa).
ρ , σ , M H 2 O = de oppervlakte spanning (N m-2)
druk (kg m-3 ) en moleculair gewicht van water
R = de universele gas constante (J K-1 kg-1 )
T = de temperatuur (K)
r = de radius van de druppel (m)
In het druppel evenwicht moet de eigenlijke waterdamp druk ‘e’ van de omringende lucht gelijk zijn
aan ec. Kriteke radius rc: houd de radius van een druppel die kan ontstaan bij een bepaalde
waterdamp druk e in, vraag die je hier bij kan stellen hoe groot kan de radius van de druppel
4
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper emanuelheinsbroek. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €3,49. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 85443 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen