Κατέβασμα παρουσίασης
1
Η ατμόσφαιρα της γης
2
Συνολική μάζα της ατμόσφαιρας
Το 99 % της συνολικής μάζας της ατμόσφαιρας αντιστοιχεί στα 40 κατώτερα km. Το 95 % της συνολικής μάζας της ατμόσφαιρας αντιστοιχεί στα 20 κατώτερα km. Το 75 % της συνολικής μάζας της ατμόσφαιρας αντιστοιχεί στα 10 κατώτερα km. Το 50 % της συνολικής μάζας της ατμόσφαιρας αντιστοιχεί στα 5 κατώτερα km.
3
Χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας
Αποτελείται κυρίως από: Μίγμα αερίων (ξηρός αέρας) Άζωτο (78%) Οξυγόνο (21%) Όζον (<1%) CO2 Νερό (αέρια, υγρή, στερεή φάση) Στερεά ή υγρά σωματίδια (αερολύμματα ή aerosols)
4
Ατμόσφαιρα και θερμοκρασία
Θερμόσφαιρα(μέχρι 400 km) Μεσόπαυση Μεσόσφαιρα(μέχρι km) Στρατόπαυση Στρατόσφαιρα(μέχρι 45 km) Τροπόπαυση(!!!) Τροπόσφαιρα (12±4 km)
5
Τροπόπαυση και πιο κάτω
Τροπόπαυση και πιο κάτω To κομμάτι που μας ενδιαφέρει στη Μετεωρολογία είναι τα κατώτερα km. Στην τροπόπαυση η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Το ύψος της μεταβάλλεται από τόπο σε τόπο. Πολική τροπόπαυση (7-8 km) και τροπική (14-16 km). Μέχρι εκεί έχουμε εμφάνιση του ‘καιρού’ αεροπλάνα κινούνται στην περιοχή αυτή.
6
Μεταβολή μετεωρολογικών παραμέτρων με το ύψος
Θερμοκρασία Πυκνότητα Πίεση
7
Θερμοκρασία γ≈ -6 Κ/km κατακόρυφη θερμοβαθμίδαεκφράζει τον ρυθμό μείωσης θ/σίας του αέρα ανά μονάδα ύψους ΠΡΟΣΟΧΗ!!! Η θερμοκρασία δεν μειώνεται πάντα με το ύψος. Πολλές φορές γίνεται το αντίθετο (θερμοκρασιακή αναστροφή).
8
Οι αναστροφές αυτές είναι πολύ σημαντικές γιατί:
από δυναμικής άποψης, είναι ευσταθείς εμποδίζουν τις ανοδικές κινήσεις δημιουργούν ένα «ταβάνι» που είναι υπεύθυνο για την αύξηση της ρύπανσης ή μόλυνσης των κατώτερων στρωμάτων
9
Μεταβολή μετεωρολογικών παραμέτρων με το ύψος
Θερμοκρασία Πυκνότητα Πίεση
10
Πυκνότητα:
11
Θερμοκρασία και ατμοσφαιρική ευστάθεια-αστάθεια
Έστω μια αέρια μάζα. Σύμφωνα με την αρχή του Αρχιμήδη, μπορούμε να υπολογίσουμε την άνωση που ασκείται σε αυτή. Τπερ, ρπερ Τ, ρ
12
Αν ο αέρας γύρω είναι λιγότερο πυκνός, τότε fb<0
Η δύναμη θα ισούται με την διαφορά ανάμεσα στο βάρος της μάζας και το βάρος μιας παρόμοιας μάζας από τον παρακείμενο αέρα. To fb είναι η δύναμη ανά μονάδα μάζας: δηλαδή διαφορά του βάρους ‘περ’-’μάζα’ προς τη μάζα. Αν ο αέρας γύρω είναι λιγότερο πυκνός, τότε fb<0 Αν ο αέρας γύρω είναι περισσότερο πυκνός, τότε fb>0
13
Aν αντικαταστήσουμε τη πυκνότητα από καταστατική εξίσωση:
15
Μεταβολή μετεωρολογικών παραμέτρων με το ύψος
Θερμοκρασία Πυκνότητα Πίεση
16
Υδροστατική ισορροπία:
Πίεση: Υδροστατική ισορροπία: σε μια κατακόρυφη στήλη αέρα, η διαφορά πίεσης ανάμεσα στο πάνω μέρος και στο κάτω μέρος, είναι τέτοια ώστε να εξισορροπεί το βάρος της στήλης Δύναμη λόγω διαφοράς πίεσης Z2 z Z1 Βάρος
17
Ερώτηση: Συνδυάζοντας την υδροστατική ισορροπία με την καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων, να αποδείξετε ότι η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται εκθετικά με το ύψος, εφόσον η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Hydrostatic equilibrium occurs when compression due to gravity is balanced by a pressure gradient which creates a pressure gradient force in the opposite direction. The balance of these two forces is known as the hydrostatic balance.
