Tentamen Inleiding Atmosfeer 3 mei 2016 UITWERKINGEN TENTAMEN INLEIDING ATMOSFEER. 3 mei 2016, 13:30-16:30 uur

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Tentamen Inleiding Atmosfeer 3 mei 2016 UITWERKINGEN TENTAMEN INLEIDING ATMOSFEER. 3 mei 2016, 13:30-16:30 uur"

Godelieve Leen Adam
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 UITWERKINGEN TENTAMEN INLEIDING ATMOSFEER 3 mei 2016, 13:30-16:30 uur 2 a. Gebruik De barometrische hoogteformule: p(z) = p 0 e (gm dz R T) Punt A: = ( z e ) geeft z=5619 m Punt B: = ( z e ) geeft z=5825 m b. De hoogte van het 50 kpa (500 hpa) vlak zal afnemen met toenemende geografische breedte omdat de gemiddelde temperatuur tussen 100 en 50 kpa afneemt richting het poolgebied. c. In het centrum van het koude hogedrukgebied is de gemiddelde temperatuur van de troposfeer laag en neemt de druk snel met de hoogte af: de drukvlakken liggen dicht bij elkaar. Buiten het centrum, waar de temperatuur hoger is, daalt de druk minder sterk met de hoogte en liggen de drukvlakken verder uit elkaar. Het resultaat is dat een hogedrukgebied aan het aardoppervlak gepaard gaat met een lagedrukgebied op enige hoogte zoals uit de figuur blijkt. d. De dikte van een luchtlaag (dit is: het hoogteverschil tussen de drukvlakken aan de onder- en de bovenkant van de luchtlaag) is recht evenredig met de gemiddelde temperatuur van die luchtlaag. 1

De hoogte van het 50 kpa (500 hpa) vlak zal afnemen met toenemende geografische breedte omdat de gemiddelde temperatuur tussen 100 en 50 kpa afneemt richting het poolgebied. c.

2 3 a. Normalisatiefactor factor = = b. Massaconcentratie van ozon bij STP: C m,o3 = = μg/m 3 c. Volume mengverhouding van ozon: C v,o3 = = = 60.3 ppb d. De number density nd O3 van ozon: nd O3 = A vp O3 R T moleculen/m 3 = e. In de ozonlaag: normalisatiefactor = = Massaconcentratie: C m,o3 = = 2798 μg/m 3 Volume mengverhouding: C v,o3 = = = 1.3 ppm = a. Zie tekening b. Corioliskracht: F cor = 2Ω sin(φ)mv = sin(52) 1 18 = N Centripetale kracht: F c = mv 2 r = = N Luchtdrukgradiëntkracht: F p = F cor + F c = ( ) 10 3 = N 2

In de ozonlaag: normalisatiefactor = 220 101.325 = 23.317 273.15 3.5 Massaconcentratie: C m,o3 = 23.317 120 = 2798 μg/m 3 Volume mengverhouding: C v,o3 = 22. 8 2798 10 9 = 1.305 10 6 = 1.3 ppm = a.

3 c. Gebruik de definitie van de luchtdrukgradiëntkracht: F p = m ρ d. De druk in het centrum is lager. p n p n = ρ m F p = = Pa/m p n = = 2003 Pa e. Als r kleiner is, dan is vanwege de gradiëntwind-vergelijking V gr = fr 2 + r 2 f2 + r p ρ n ook V gr kleiner. 5 In figuur 2 staat de moessonstroming gegeven van ZO-Azië in de zomer (JJA). Figuur 2. De Aziatische zomermoesson (JJA). Pijlen: heersende windrichting, cirkels: convergentiezones. 3

Als r kleiner is, dan is vanwege de gradiëntwind-vergelijking V gr = fr 2 + r 2 f2 + r p ρ n ook V gr kleiner.

4 a. In het noorden van Australië is JJA de droge tijd omdat de stroming op alle niveau s vanuit het droge continent is. Oorzaken van deze stroming zijn: - Op het NH is het zomer: moessonstroming in het algemeen van Z naar N - Australië ligt onder de uitbreiding van het subtropische hogedrukgebied. b. Het zuiden van Australië heeft geen moessonklimaat omdat het té zuidelijk ligt en onder invloed staat van de depressies van de gematigde breedten van het ZH. c. Luchtstromingen die over de evenaar gaan krijgen altijd een verandering van richting door de omkering van de richting van de Corioliskracht. De ligging van continenten en/of bergen kan eveneens een lokale oorzaak zijn.. d. De westkust van India ontvangt tijdens de zomermoesson veel meer regen dan de oostkust omdat bij de westkust de stroming vanaf de Indische Oceaan afkomstig is (warme en vochtige lucht) en aan de oostkust vanuit het relatief droge continent. e. De lucht stroomt bijna zonder uitzondering van het zuidelijk naar het noordelijk halfrond in dit deel van de wereld in JJA omdat de moesson een land-zee effect is op continentale schaal en omdat de meeste landmassa ten noorden van de evenaar zich bevindt in dit deel van de wereld. f. Er valt hier toch maar relatief weinig regen omdat de stroming van beide kanten over relatief droge gebieden gaat en de lucht weinig vochtigheid meer bevat. 6 Figuur 3. Schematische weergave van een deels door de zon beschenen straat. De zenithsafstand is aangegeven en bedraagt in dit geval = 8. a. Het is onmogelijk om de diffuse straling loodrecht op de zonnestraling te meten omdat de diffuse straling vanuit alle richtingen komt.

Het zuiden van Australië heeft geen moessonklimaat omdat het té zuidelijk ligt en onder invloed staat van de depressies van de gematigde breedten van het ZH. c.

5 b. Directe zonnestraling op het horizontale vlak via: K = S cos α = 900 cos 8 = = 602 W/m 2 c. Langgolvige stralingsfluxen (i) door de zon beschenen oppervlakken: M = εσt = ( ) = 618 W/m 2 (ii) de beschaduwde oppervlakken: M = εσt = ( ) = 8 W/m 2 d. In situatie A is: K boven kleiner is dan de gemeten diffuse straling van 100 W/m 2 omdat slechts een deel van de hemelbol zichtbaar is (de sky view factor) K onder = 0 omdat er geen kortgolvige straling door het ondervlak omhoog kan komen L links kleiner is dan L rechts omdat links voornamelijk straling van koele oppervlakken wordt ontvangen en rechts ook straling van hete oppervlakken. e. De mean radiant temperature (T mrt ) in situatie A: σt mrt = 0.06 ( ) ( ) ( ) = 97.5 geeft: T mrt = 306 K = 33 f. De directe zonnestraling door het vlak links M = S cos(90 8) = 900 cos 2 = 669 W/m 2 Er wordt iets meer gemeten (720 W/m 2 ) dan uit de berekening omdat er ook nog diffuse kortgolvige straling door het linkervlak gaat. g. De mean radiant temperature (T mrt ) in situatie B. σt mrt = 0.06 ( ) ( ) ( ) = geeft: T mrt = 32 K = 69 dit is 69-33=36 C meer dan aan de schaduwzijde van de straat

In situatie A is: K boven kleiner is dan de gemeten diffuse straling van 100 W/m 2 omdat slechts een deel van de hemelbol zichtbaar is (de sky view factor) K onder = 0 omdat er geen kortgolvige

Vergelijkbare documenten

Tentamen Inleiding Atmosfeer 3 mei 2016 TENTAMEN INLEIDING ATMOSFEER. 3 mei 2016, 13:30-16:30 uur

TENTAMEN INLEIDING ATMOSFEER 3 mei 2016, 13:30-16:30 uur E E R S T D I T L E Z E N!! 1. Vermeld duidelijk je NAAM en REGISTRATIENUMMER in de linkerbovenhoek van elk in te leveren foliovel (de foliovellen