Samenvatting geofysica
Paragraaf 1.1, Introductie
De druk in een gas wordt veroorzaakt door botsingen van gasmoleculen. De druk van een gas is de
kracht die het per m2 op een oppervlak uitoefent. p= F , hierin is p de druk in Pa = N/m2, F de
A
2
netokracht in N en A het oppervlak in m . De dichtheid van een gas is de totale massa van alle
moleculen per m3 van een gegeven volume. ρ= m , hierin is ρ de dichtheid in kg/m3, m de massa in
V
3
kg en V het volume in m . De kracht omhoog heet de opwaartse kracht en deze wordt veroorzaakt
doordat druk toeneemt met diepte (water). Ook in de atmosfeer gebeurt dit.
1 mol gas bevat 6,02 · 1023 gasmoleculen. Het volume, de druk en temperatuur van een afgesloten
gas vallen samen volgens de algemene gaswet: p ∙ V =n ∙ R . Hierin is p de druk in Pa, V het volume
T
in m3, T de temperatuur in K, n het aantal mol gas en R de gasconstante (8,31 J/(mol·K)). Het
aardoppervlak absorbeert grotendeels UV en gedeeltelijk IR-straling. Het aardoppervlak straalt alleen
2
IR uit. Voor een eenparige cirkelbeweging is een middelpuntzoekende kracht nodig: F = m ∙ v ,
mpz
r
hierin is Fmpz de middelpuntzoekende kracht in N, m de massa in kg, v de snelheid in m/s en r de
baanstraal in m.
Paragraaf 1.2, Atmosfeer
Luchtdruk en luchtdichtheid
De atmosfeer is het gasvormige schilletje om de aarde die door zwaartekracht wordt gebonden aan
de aarde. De druk van lucht in een vrije ruimte heet de atmosferische druk ook wel luchtdruk. Deze
is te meten met een barometer. Meestal wordt de atmosferische druk gegeven in hectopascal 1 hPa
= 100 Pa. Isobaren op een weerkaart is de luchtdruk op zeeniveau. In alle punten van een isobaar is
de luchtdruk gelijk. A ls je in de atmosfeer omhoog gaat neemt de druk af omdat er minder lucht
boven je is. De dichtheid neemt daarom ook af, hierdoor neemt de luchtdruk wel steeds minder snel
af.
Convectie, expansie en temperatuurverloop met hoogte
De atmosfeer wordt vooral van onderen verwarmd door het aardoppervlak en van boven verliest het
voornamelijk warmte door uitstraling. Het is dus kouder hoe hoger je in de atmosfeer komt. De
atmosfeer is doorzichtg voor zonlicht en krijgt alleen rechtstreeks zonne-energie door absorpte van
infrarode zonnestraling. Warmte wordt vanaf het aardoppervlak naar de atmosfeer getransporteerd
door IR-straling, geleiding en stroming en door condensate van waterdamp in de atmosfeer.
Convectie
Een vertcale beweging in de lucht of vloeistof aangedreven door temperatuurverschillen heet
convectie. Lucht die bij het aardoppervlak verwarmd wordt zet een beetje uit waardoor de dichtheid
een beetje kleiner wordt. Koelere en daardoor dichtere omgevingslucht komt onder de warmere
lucht en tlt deze op. Het is de opwaartse kracht door de omgeving die de convecte aandrijf. A ls het
temperatuurverschil verdwijnt, doet de convecte dat ook. Bij het uitzeten (eepanderen) van de
opstjgende lucht koelt het af. A ls convecte de enige manier is waarop warmte van het
aardoppervlak naar de atmosfeer getransporteerd wordt zorgt dit voor een afname van de
temperatuur met de hoogte van 1 K per 100 m.
, Troposfeer, tropopauze en stratosfeer
De onderste zone van de atmosfeer met afnemende temperatuur heet troposfeer. In de zone
daarboven is de temperatuur constant of stjgt weer en heet de stratosfeer. De overgang tussen deze
zones heet de tropopauze. In de stratosfeer neemt de temperatuur niet meer af met de hoogte door
absorpte van UV-zonlicht of door ozon O3 en zuurstof O2.
Verdampen en condenseren van water in de atmosfeer
De hoeveelheid waterdamp die een m 3 lucht kan bevaten zonder dat er condensate optreedt is
afankelijk van de temperatuur van die lucht. Hoe kouder de lucht, des te minder waterdamp. Koelt
een m3 af tot beneden een bepaalde temperatuur, het dauwpunt, dan kan condensate optreden.
Condensate treedt alleen op als condensatiekernen aanwezig zijn, zoals minuscule waterdruppels,
stofdeeltjes, zoutkristalletjes of elektrisch geladen deeltjes. Waterdampmoleculen plakken niet aan
elkaar zonder de aanwezigheid van een deeltje of wateroppervlak waar ze aan kunnen plakken. Bij
een wateroppervlak kan de lucht niet meer waterdamp bevaten dan de hoeveelheid die hoort bij de
dauwpuntemperatuur van het wateroppervlak. De lucht is dan verzadigd met waterdamp. BLZ 11!
Relatieve vochtigheid
De relatieve vochtigheid geef de verhouding aan tussen de hoeveelheid waterdamp die er in een
volume lucht bij een bepaalde temperatuur is en de hoeveelheid waterdamp die er zou zijn bij
verzadiging bij die temperatuur. Bij een relateve vochtgheid van 100% is de lucht verzadigd. BLZ 11!
De relateve vochtgheid wordt met een hygrometer gemeten. Een metalen veer trekt de wijzer naar
rechts en een mensen haar naar links. Bij een grotere relateve vochtgheid wordt de haar langer en
gaat de wijzer naar rechts. De hygrometer is gelijk met de dauwpuntmethode.
Afkoeling door verdamping en opwarming door condensatie
Bij verdamping aan een wateroppervlak ontsnappen alleen de snelste moleculen aan de
aantrekkingskracht van andere watermoleculen. De gemiddelde bewegingsenergie neemt af het
water koelt af en de waterdamp neemt die energie mee. Bij condensate van waterdamp aan een
wateroppervlak worden de dampmoleculen gevangen door het wateroppervlak en geven een groot
deel van hun bewegingsenergie af. Bij condensate komt warmte vrij, die ten goede komt aan het
water. Zijn de druppeltjes warmer dan de lucht dan kan koude lucht opwarmen.
Luchtdruk, dichtheid en hoogte
Op zeeniveau is de luchtdruk ongeveer 1,0 · 105 Pa. Dat is dezelfde druk die een laag water van 10 m
veroorzaakt. Op elke m2 aardoppervlak rust het gewicht van ongeveer 10 ton lucht. Bij een druk van
1,0 · 105 Pa en een temperatuur van 0 °C is de dichtheid van lucht 1,3 kg/m 3. A ls je 100 m stjgt dan
rust er 130 kg/m2 minder op je en is de luchtdruk afgenomen met 13 hPa.. Dit geldt alleen onderin de
atmosfeer omdat de luchtdichtheid afneemt met de hoogte en de daling van de druk ook per km
stjging.
Paragraaf 1.3, wind
Isobaren op de weerkaart
Wind is bewegende lucht, voornamelijk horizontaal Het wordt veroorzaakt door de horizontale
luchtdrukverschillen.
Zeebries
Gedurende de dag warmt land meer op dan water, de lucht boven land wordt hierdoor warmer, zet
uit en stjgt op door convecte. De dichtheid van de lucht boven land is hierdoor kleiner geworden, de
isobaren liggen daar verder uit elkaar. Boven land is de luchtdruk groter geworden dan op dezelfde
Paragraaf 1.1, Introductie
De druk in een gas wordt veroorzaakt door botsingen van gasmoleculen. De druk van een gas is de
kracht die het per m2 op een oppervlak uitoefent. p= F , hierin is p de druk in Pa = N/m2, F de
A
2
netokracht in N en A het oppervlak in m . De dichtheid van een gas is de totale massa van alle
moleculen per m3 van een gegeven volume. ρ= m , hierin is ρ de dichtheid in kg/m3, m de massa in
V
3
kg en V het volume in m . De kracht omhoog heet de opwaartse kracht en deze wordt veroorzaakt
doordat druk toeneemt met diepte (water). Ook in de atmosfeer gebeurt dit.
1 mol gas bevat 6,02 · 1023 gasmoleculen. Het volume, de druk en temperatuur van een afgesloten
gas vallen samen volgens de algemene gaswet: p ∙ V =n ∙ R . Hierin is p de druk in Pa, V het volume
T
in m3, T de temperatuur in K, n het aantal mol gas en R de gasconstante (8,31 J/(mol·K)). Het
aardoppervlak absorbeert grotendeels UV en gedeeltelijk IR-straling. Het aardoppervlak straalt alleen
2
IR uit. Voor een eenparige cirkelbeweging is een middelpuntzoekende kracht nodig: F = m ∙ v ,
mpz
r
hierin is Fmpz de middelpuntzoekende kracht in N, m de massa in kg, v de snelheid in m/s en r de
baanstraal in m.
Paragraaf 1.2, Atmosfeer
Luchtdruk en luchtdichtheid
De atmosfeer is het gasvormige schilletje om de aarde die door zwaartekracht wordt gebonden aan
de aarde. De druk van lucht in een vrije ruimte heet de atmosferische druk ook wel luchtdruk. Deze
is te meten met een barometer. Meestal wordt de atmosferische druk gegeven in hectopascal 1 hPa
= 100 Pa. Isobaren op een weerkaart is de luchtdruk op zeeniveau. In alle punten van een isobaar is
de luchtdruk gelijk. A ls je in de atmosfeer omhoog gaat neemt de druk af omdat er minder lucht
boven je is. De dichtheid neemt daarom ook af, hierdoor neemt de luchtdruk wel steeds minder snel
af.
Convectie, expansie en temperatuurverloop met hoogte
De atmosfeer wordt vooral van onderen verwarmd door het aardoppervlak en van boven verliest het
voornamelijk warmte door uitstraling. Het is dus kouder hoe hoger je in de atmosfeer komt. De
atmosfeer is doorzichtg voor zonlicht en krijgt alleen rechtstreeks zonne-energie door absorpte van
infrarode zonnestraling. Warmte wordt vanaf het aardoppervlak naar de atmosfeer getransporteerd
door IR-straling, geleiding en stroming en door condensate van waterdamp in de atmosfeer.
Convectie
Een vertcale beweging in de lucht of vloeistof aangedreven door temperatuurverschillen heet
convectie. Lucht die bij het aardoppervlak verwarmd wordt zet een beetje uit waardoor de dichtheid
een beetje kleiner wordt. Koelere en daardoor dichtere omgevingslucht komt onder de warmere
lucht en tlt deze op. Het is de opwaartse kracht door de omgeving die de convecte aandrijf. A ls het
temperatuurverschil verdwijnt, doet de convecte dat ook. Bij het uitzeten (eepanderen) van de
opstjgende lucht koelt het af. A ls convecte de enige manier is waarop warmte van het
aardoppervlak naar de atmosfeer getransporteerd wordt zorgt dit voor een afname van de
temperatuur met de hoogte van 1 K per 100 m.
, Troposfeer, tropopauze en stratosfeer
De onderste zone van de atmosfeer met afnemende temperatuur heet troposfeer. In de zone
daarboven is de temperatuur constant of stjgt weer en heet de stratosfeer. De overgang tussen deze
zones heet de tropopauze. In de stratosfeer neemt de temperatuur niet meer af met de hoogte door
absorpte van UV-zonlicht of door ozon O3 en zuurstof O2.
Verdampen en condenseren van water in de atmosfeer
De hoeveelheid waterdamp die een m 3 lucht kan bevaten zonder dat er condensate optreedt is
afankelijk van de temperatuur van die lucht. Hoe kouder de lucht, des te minder waterdamp. Koelt
een m3 af tot beneden een bepaalde temperatuur, het dauwpunt, dan kan condensate optreden.
Condensate treedt alleen op als condensatiekernen aanwezig zijn, zoals minuscule waterdruppels,
stofdeeltjes, zoutkristalletjes of elektrisch geladen deeltjes. Waterdampmoleculen plakken niet aan
elkaar zonder de aanwezigheid van een deeltje of wateroppervlak waar ze aan kunnen plakken. Bij
een wateroppervlak kan de lucht niet meer waterdamp bevaten dan de hoeveelheid die hoort bij de
dauwpuntemperatuur van het wateroppervlak. De lucht is dan verzadigd met waterdamp. BLZ 11!
Relatieve vochtigheid
De relatieve vochtigheid geef de verhouding aan tussen de hoeveelheid waterdamp die er in een
volume lucht bij een bepaalde temperatuur is en de hoeveelheid waterdamp die er zou zijn bij
verzadiging bij die temperatuur. Bij een relateve vochtgheid van 100% is de lucht verzadigd. BLZ 11!
De relateve vochtgheid wordt met een hygrometer gemeten. Een metalen veer trekt de wijzer naar
rechts en een mensen haar naar links. Bij een grotere relateve vochtgheid wordt de haar langer en
gaat de wijzer naar rechts. De hygrometer is gelijk met de dauwpuntmethode.
Afkoeling door verdamping en opwarming door condensatie
Bij verdamping aan een wateroppervlak ontsnappen alleen de snelste moleculen aan de
aantrekkingskracht van andere watermoleculen. De gemiddelde bewegingsenergie neemt af het
water koelt af en de waterdamp neemt die energie mee. Bij condensate van waterdamp aan een
wateroppervlak worden de dampmoleculen gevangen door het wateroppervlak en geven een groot
deel van hun bewegingsenergie af. Bij condensate komt warmte vrij, die ten goede komt aan het
water. Zijn de druppeltjes warmer dan de lucht dan kan koude lucht opwarmen.
Luchtdruk, dichtheid en hoogte
Op zeeniveau is de luchtdruk ongeveer 1,0 · 105 Pa. Dat is dezelfde druk die een laag water van 10 m
veroorzaakt. Op elke m2 aardoppervlak rust het gewicht van ongeveer 10 ton lucht. Bij een druk van
1,0 · 105 Pa en een temperatuur van 0 °C is de dichtheid van lucht 1,3 kg/m 3. A ls je 100 m stjgt dan
rust er 130 kg/m2 minder op je en is de luchtdruk afgenomen met 13 hPa.. Dit geldt alleen onderin de
atmosfeer omdat de luchtdichtheid afneemt met de hoogte en de daling van de druk ook per km
stjging.
Paragraaf 1.3, wind
Isobaren op de weerkaart
Wind is bewegende lucht, voornamelijk horizontaal Het wordt veroorzaakt door de horizontale
luchtdrukverschillen.
Zeebries
Gedurende de dag warmt land meer op dan water, de lucht boven land wordt hierdoor warmer, zet
uit en stjgt op door convecte. De dichtheid van de lucht boven land is hierdoor kleiner geworden, de
isobaren liggen daar verder uit elkaar. Boven land is de luchtdruk groter geworden dan op dezelfde
