Κεφάλαιο 3 Θερμοκρασία του αέρα Κεφάλαιο 3 Θερμοκρασία του αέρα

Τι είναι θερμότητα και πώς γίνεται αντιληπτή; Μορφή ενέργειας που διαδίδεται από ένα σώμα σε ένα άλλο λόγω μεταφοράς θερμότητας Α) Αισθητή θερμότητα (sensible heat): το αποτέλεσμα της μπορεί να μετρηθεί με τη βοήθεια ενός οργάνου B) Λανθάνουσα θερμότητα (latent heat): διακινείται κατά τη διάρκεια ορισμένων φυσικών διεργασιών (εξάτμιση, συμπύκνωση)

Μεταφορά θερμότητας

Κυριότεροι παράγοντες που διαμορφώνουν θερμοκρασία σε ένα τόπο Ισοζύγιο ακτινοβολιών στο σύστημα γης-ατμόσφαιρας που υπάρχει στο τόπο μελέτης. Δυνατότητα και συχνότητα μεταφοράς θερμότητας με οριζόντιες και κατακόρυφες κινήσεις. Ποσά θερμότητας που εκλύονται ή δεσμεύονται κατά την συμπύκνωση των υδρατμών ή των εξάτμιση του νερού. Φυσικοχημικά χαρακτηριστικά της επιφάνειας του εδάφους (ανακλαστικότα και φυτοκάλυψη). Θαλάσσια ρεύματα που περνούν κοντά από τον τόπο.

Που οφείλεται η ελάττωση της θερμοκρασίας με το ύψος; Που οφείλεται η ελάττωση της θερμοκρασίας με το ύψος; Στην αραίωση του αέρα που έχει ως αποτέλεσμα να ελαττώνεται η απορρόφηση της ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα Στην θέρμανση της ατμόσφαιρας από την επιφάνεια του εδάφους μέσω: α) ακτινοβολίας (γήινη), β) μοριακής αγωγιμότητας, γ) αναταρακτικών κινήσεων, δ) μεταφοράς λανθάνουσας θερμότητας από υδρατμούς

…συνέχεια Στην ελάττωση των υδρατμών με αύξηση του ύψους  οπότε και εξασθενεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Στην ελάττωση της θερμοκρασίας του ανερχόμενου αέρα εξαιτίας της διαστολής του (για την εκτόνωση απαιτείται ενέργεια και αυτή δεσμεύεται από τον περιβάλλον αέρα).

Αδιαβατικές μεταβολές Μεταβολές στις οποίες ούτε προσφέρεται ούτε αφαιρείται από το αέριο ποσότητα θερμότητας. Θερμικά μονωμένο αέριο που εκτονώνεται τι παθαίνει; Ψύχεται ή θερμαίνεται και γιατί; Επειδή η θέρμανση και η ψύξη αερίων μαζών γίνονται αργά, μπορούμε να δεχτούμε την ύπαρξη αδιαβατικών μεταβολών στην ατμόσφαιρα.

Δυο καθοριστικές παράμετροι ΞΗΡΗ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΗ ΘΕΡΜΟΒΑΘΜΙΔΑ (γd): Αέρια μάζα, ακόρεστη από υδρατμούς, ανέρχεται και ψύχεται αδιαβατικά (0.98°C/100m). ΥΓΡΗ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗ ΑΔΙΑΒΑΤΙΚΗ ΘΕΡΜΟΒΑΘΜΙΔΑ (γs): Αέρια μάζα, κορεσμένη από υδρατμούς, ανέρχεται και ψύχεται αδιαβατικά (0.5°C/100m). Η διαφορά οφείλεται στην απελευθέρωση θερμότητας όταν έχουμε συμπύκνωση των υδρατμών. Στην υγρή κορεσμένη θερμοβαθμίδα, δεν υπάρχει συμπύκνωση των υδρατμών, επομένως ο ρυθμός μείωσης της θ/σίας είναι μικρότερος.

Η ευστάθεια της ατμόσφαιρας εξαρτάται από την κατακόρυφη θερμοβαθμίδα γ = κατακόρυφη θερμοβαθμίδα Αν γ < γs< γd : Σταθερή ατμόσφαιρα Αν γ > γd > γs : Ασταθής ατμόσφαιρα

Χρήσιμοι παράμετροι Θερμοκρασία αέρα υπό σκιά Το ημερήσιο θερμομετρικό εύρος Η.Θ.Ε.=Τmax-Tmin Το ετήσιο θερμομετρικό εύρος ΕΘΕ=Τμθ(θερμοτ.)-Τμθ(ψυχροτ.) Ημέρα μερικού και ολικού παγετού Περίοδος ελεύθερης παγετού (πλήθος διαδοχ. ημερών με θερμοκ. < 0οC) Ισόθερμη καμπύλη Η μέγιστη (Τmax) και ελάχιστη (Tmin) τιμή της θερμοκρασίας στη διάρκεια της χρονικής περιόδου που μας ενδιαφέρει Η μέση ημερήσια τιμή

Ημερήσια μεταβολή θερμοκρασίας Ο ανερχόμενος κλάδος της καμπύλης παρουσιάζει μεγαλύτερη κλίση από τον κατερχόμενο γιατί κατά τη διάρκεια της νύκτας εμποδίζεται η ταχεία απώλεια θερμικής ακτινοβολίας.

Ετήσια πορεία θερμοκρασίας αέρα

Ημερήσιο θερμομετρικό εύρος - ΗΘΕ Το γεωγραφικό πλάτος και την εποχή Γεωγραφική θέση (το ΗΘΕ είναι μικρότερο πάνω από τους ωκεανούς και θάλασσες από ότι πάνω από ηπειρωτικές περιοχές) Νέφωση (η τιμή του ΗΘΕ είναι μικρότερη στη διάρκεια μια νεφοσκεπούς μέρας, σε σχέση με αυτή με αίθριο ουρανό). Βλάστηση και φύση εδάφους (το ΗΘΕ είναι μικρότερο πάνω από περιοχές με βλάστηση σε σχέση με ερημικές εκτάσεις Υψόμετρο

Ετήσιο θερμομετρικό εύρος - ΕΘΕ Η τιμή του ΕΘΕ αυξάνει με την αύξηση του γεωγραφικού πλάτους. Αλλοι ρυθμιστικοί παράγοντες  ίδιοι με αυτούς του ΗΘΕ.

Αναστροφές της θερμοκρασίας του αέρα - Βασικές έννοιες Αναστροφές της θερμοκρασίας του αέρα - Βασικές έννοιες Είναι ευσταθή στρώματα Αποσβένουν τις ανοδικές κινήσεις Αποτελούν ‘παγίδα’ για τη ρύπανση (ειδικά για τα αστικά κέντρα) Το πάχος d του στρώματος λέγεται βάθος της αναστροφής Το ύψος h της βάσης του στρώματος από το έδαφος λέγεται ύψος της αναστροφής

Αναστροφές της θερμοκρασίας του αέρα Κοντά στην επιφάνεια (h≈0): Ακτινοβολία (αν το έδαφος ακτινοβολεί μεγαλύτερα ποσά θερμότητας από ότι δέχεται, τότε αυτό ψύχεται και το παρεδάφιο στρώμα αέρα είναι ψυχρότερο του υπερκείμενου). Θερμού αέρα (θερμή μάζα που κινείται οριζόντια πάνω από μια ψυχρή περιοχή, τότε τα παρεδάφια στρώματα της μάζας αυτής ψύχονται ισχυρότερα από τα υπερκείμενα). Χιονισμένου εδάφους (θερμότητα καταναλώνεται για την τήξη του χιονιού με αποτέλεσμα να δημιουργείται αναστροφή). Ορογραφίας (δημιουργούνται κατά την κάθοδο ψυχρών αέριων μαζών από ψηλότερα υψόμετρα στις λεκανοειδείς χαμηλότερες περιοχές).

Αναστροφές της θερμοκρασίας του αέρα Μακριά από την επιφάνεια (h>0): Τριβής (σχηματίζεται τις πρώτες πρωινές ώρες ακριβώς πάνω από το στρώμα τριβής όπου υπάρχουν έντονες αναταράξεις λόγω αναγλύφου). Μετωπικές (εκδηλώνονται στις μετωπικές επιφάνειες όπου ο θερμός αέρας ανέρχεται πάνω από σφήνα ψυχρού αέρα). Δυναμικές (εκδηλώνονται στην ελεύθερη ατμόσφαιρα και σε στρώματα που ο άνεμος έχει μεγάλη ταχύτητα). Αντικυκλωνικές (κατά τις καθοδικές κινήσεις του αέρα στο κέντρο αντικυκλωνικών περιοχών, συμβαίνει στρώμα που κατέρχεται να γινεται θερμότερο από το υποκείμενο του).

Κατανομή θερμοκρασίας αέρα πάνω στην επιφάνεια της Γης Γεωγραφικό πλάτος (από ισημερινό στους πόλους) Κατανομή ξηράς – θάλασσας (υψηλότερες τιμές θερμοκρασίες πάνω από την ξηρά – Σαχάρα, Ινδία, Ν. Αφρική, Αυστραλία) Υψόμετρο Ανεμοι (θαλάσσιες αέριες μάζες – θερμές – ψυχρές) Κλίση επιφάνεις εδάφους Φύση εδάφους Παρουσία χιονιού – πάγου Θαλάσσια ρεύματα