Springen naar inhoud

Wetenschapsquiz: boven op een berg kouder?


  • Log in om te kunnen reageren

#16

jhpol

    jhpol


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 januari 2006 - 19:37

@onez888888
Klopt. Het is inderdaad een combinatie van factoren. Ik schreef ook onderaan: "Hier komt dus inderdaad thermodynamica om de hoek kijken" Maar volgens mij ontkom je er niet aan dat in eerste instantie de zon het aardoppervlak verwarmt en vervolgens - door het thermodynamisch effect - deze warmte verdeelt wordt en met ongeveer 7 a 10 graden afneemt per kilometer hoogte.

@Jan
Als ik het zo terug lees ben ik het met je eens dat we aan het afdwalen waren. Volgens mij zie ik het beeld dat jij schets redelijk helder voor ogen. Maar ik vraag me af of het effect wat jij beschrijft wel zo groot is. Ik heb altijd begrepen dat zonnestralen de lucht nauwelijks direkt opwarmen. Het grootse deel van de energie bereikt het aardoppervlak waar het indirect de lucht verwarmt. De grond wordt door de zonnestraling opgewarmd en deze warmte wordt door de dunne luchtlaag vlak boven deze warme grond opgenomen waardoor de lucht gaat stromen en verdeeld wordt.

Maar hoe kan ik dit duidelijk maken? Wil dit toch weer met een voorbeeld doen. Stel we doen een experiment op de noordpool in de sneeuw in het voorjaar bij kraak helder weer waarbij al weer een groot gedeelte van de dag de zon schijnt. De zon straalt schuin door de luchtlaag, zodat het een lange weg heeft om de energie op de lucht over te brengen. Plaats daar dan een broeikas. Dus een kist van binnen zwart gemaakt en het deksel van dubbelglas die in de richting van de zon geplaats wordt. Je zal dan merken dat de lucht daar ondanks de zonnestralen nog steeds koud is maar dat het binnen in de kist behoorlijk heet aan het worden is. Dit betekent dat een groot gedeelte van de zonnenergie niet door luchtmoleculen is opgenomen maar gewoon het aardoppervlak bereikt.

Nu is de aarde niet overal zwart, dus het effect wordt dan minder. Maar ik heb altijd geleerd dat dit effect veel groter is dan direkte opwarming van lucht door de zon.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#17

Brennus

    Brennus


  • >100 berichten
  • 167 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 januari 2006 - 20:47

Tja.. Er wordt wat met "temperatuur" gestrooid, of dat alleen zaligmakend is.

Het gaat om de warmtecapaciteit, en die is in "dikke lucht" aanmerkelijk hoger dan in zuivere of ijle lucht.

Ik heb zelf op de noordelijke Atlantische Oceaan gevaren, en daar hadden we eens een stille dag met veel zon.
We lagen op het dek lekker te zonnebaden, totdat er iemand op het idee kwam om een thermometer in de schaduw te houden.
Allemachtig.. -30C!!!

Het is dus onzin om zo maar van koud of warm in de bergen te spreken.
Daar is de Wetenschapsquiz dus gewoon mee de mist in gegaan.
Oftewel:
Op een stomme vraag, kan je moeilijk een slim antwoord geven.

#18

wannes

    wannes


  • >250 berichten
  • 375 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 januari 2006 - 20:52

Tja.. Er wordt wat met "temperatuur" gestrooid, of dat alleen zaligmakend is.

Het gaat om de warmtecapaciteit, en die is in "dikke lucht" aanmerkelijk hoger dan in zuivere of ijle lucht.

Ik heb zelf op de noordelijke Atlantische Oceaan gevaren, en daar hadden we eens een stille dag met veel zon.
We lagen op het dek lekker te zonnebaden, totdat er iemand op het idee kwam om een thermometer in de schaduw te houden.
Allemachtig.. -30C!!!

Het is dus onzin om zo maar van koud of warm in de bergen te spreken.
Daar is de Wetenschapsquiz dus gewoon mee de mist in gegaan.
Oftewel:  
Op een stomme vraag, kan je moeilijk een slim antwoord geven.

daarom ook dat ze als enig goed antwoord hun antwoord aanvaarden, er is gewoon geen eenduidig antwoord

#19

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 48189 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 januari 2006 - 21:26

[quote]Maar ik vraag me af of het effect wat jij beschrijft wel zo groot is. Ik heb altijd begrepen dat zonnestralen de lucht nauwelijks direkt opwarmen. Het grootse deel van de energie bereikt het aardoppervlak waar het indirect de lucht verwarmt. De grond wordt door de zonnestraling opgewarmd en deze warmte wordt door de dunne luchtlaag vlak boven deze warme grond opgenomen waardoor de lucht gaat stromen en verdeeld wordt.[/quote]
Als we nou dat schuingedrukte stukje nog eventjes vergeten.

Kijk nou nog eens goed naar wat jij dan zegt, en naar wat mijn tennisballenmodel zegt. En dan zul je zien dat we het roerend eens zijn.
Sterker, als alleen het bovenstaande tennisbalmodel zou gelden, dan hadden we een temperatuursgradient van ergens in de buurt van de 15 graden per 1000 meter, in plaats van ruwweg 6,5 - 7!!!

http://www.aos.wisc....1/611Chapt0.pdf
[quote]This radiative equilibrium, however, still differs substantially from the observation in
several important aspects. First, the vertical change of air temperature is too large: 150 K
from surface to 10 Km as opposed to about 70K in the observation; (Fig.0.1). Second, the
latitudinal temperature gradient is also two large, about 100 K from pole to equator, as
opposed to about 50 K in the observation (Fig.0.2). Therefore, the pure radiative
equilibrium atmosphere has temperature gradients about twice that of the observation in
both the vertical and latitudinal directions. Dynamic processes transport heat (Fig.0.3) to
reduce the mean temperature gradients and therefore play important roles in maintaining
the mean climatology
.[/quote]

ik heb ook hier weer een regeltje over luchtstroming schuin gedrukt gemaakt, om niet te vergeten, maar het nog even niet over te hebben.

Ik zou liever eerst even die berg in het tennisballenmodel zetten. Want dan hebben we het bergprobleem van de NWQ opgelost en aan de kant namelijk. Ik maak vanavond nog een plaatje. Tot later.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#20

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 48189 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 januari 2006 - 00:03

Geplaatste afbeelding
Een beetje onbeholpen, maar we komen er wel. De rode pijlen geven aan vanwaar het ballenkanon aan het schieten is. Ik heb de verschillende 10-yardgebieden met verschillende kleuren aangegeven.

Het donkerbruine gebied van deze doorsnede geeft de aarde aan, met rechts de berg. Hier staan de ballenvangers dus hutje-mutje. In de overige lagen staan overal per laag steeds dezelfde dichtheid ballenvangers, in het model per laag steeds 10 minder boven dezelfde oppervlakte "aarde". Maar ik heb met de kleuren niet het aantal ballenvangers weergegeven, maar bij benadering hoeveel ballen zouden kunnen blijven hangen.

Want de ballenvangers in de berg vangen meer ballen als ik begin te schieten. Er zijn minder lagen vangers boven de berg, en bovendien in elke hogere laag steeds minders. Meer ballen dringen dus tot de berg door dan tot het dal.
De ballengooiers in de berg gooien naar alle kanten weg. Dat betekent dat de ballenvangers in de laag direct naast het bergoppervlak een grotere kans hebben om een bal te vangen, en dus gemiddeld een betere kans zullen hebben om een bal te vangen dan hun collega's verderop in de laag. Vlakbij de berg heeft elke vanger dus gemiddeld meer ballen in zijn zak.

Een laag lager, maar verder van de berg, lopen meer ballenvangers rond per vierkante meter veld, maar ze hebben gemiddeld minder ballen op zak. Resultaat: ongeveer evenveel ballen per vierkante meter veld. In dit tekeningetje daarom dezelfde kleur.

(die tekening had mooie curven moeten bevatten om de isolijnen voor gelijke aantallen ballen per vierkante meter weer te geven, maar de idee is duidelijk hoop ik.(3 vangers x 2 ballen = 6 ballen, of 2 vangers x 3 ballen = 6 ballen )

En nou wil ik het jochie op de berg zetten, laten we zeggen op 2500 meter hoogte. Dan staat hij dus op het driepunt bruin-groen-geel. En de NWQ-prof in het dal, in de zuurstokrode laag. Beiden staan even dicht bij de aarde, ze staan erop. Is het nou het antwoord dat de aarde wordt verwarmd? Dan zouden ze het beide even warm moeten hebben. Dat jongetje staat op de verwarmde aarde. . Die staat zelfs op een warmer stukje aarde dan de NWQ wetenschapper in het dal. Maar hij heeft warme voeten en een koude neus :roll: Want die neus hang in de ijle lucht.

Zou het jongetje gelijk hebben, dan zou het plaatje er zo uit moeten zien:
Geplaatste afbeelding

En nou doet het eerste plaatje de werkelijkheid geweld aan (net als alle modellen, en is het hier bovendien nog eens slecht getekend.) Maar het tweede plaatje doet de werkelijkheid veel meer geweld aan, terwijl het bovendien veel netter getekend is volgens de bewering van ons jochie: Overal is het op gelijke afstand van de aarde namelijk even warm in dit tweede plaatje.

En als we het nou over sterkte van effecten hebben: Die ijlere lucht is het STERKSTE effect dat er voor zorgt dat zich op grotere hoogte minder energie bevindt. Ga daarvoor maar terug naar het ballenmodel en zet in alle tien-yardgebieden 50 ballenvangers(totaal evenveel vangers als voorheen, maar nu gelijkelijk over het hele veld verdeeld in plaats van in aflopende hoeveelheden), en laat dan je model een tijdje draaien. Van het kanon binnenkomende ballen blijven relatief veel meer hangen in hogere lagen, minder ballen bereiken de aarde, en van de aarde terugkomende ballen blijven relatief veel minder hangen in de onderste lagen. (Weet je nog dat er in mijn eerste model in hogere lagen minder vangers rondliepen met bovendien minder ballen op zak?)

En dan pas begint de werkelijkheid op het tweede plaatje te lijken, zij het met veel minder sterke gradienten, dus minder isotherm-lijnen.
Geplaatste afbeelding

conclusie: Het jongetje heeft gelijk als hij zegt dat de lucht voornamelijk vanaf de aarde wordt opgewarmd. Maar de NWQ prof heeft gelijk als hij zegt dat het bovenop een berg kouder is omdat de lucht ijler is. Vergelijk plaatje 1 maar met 2 en 3. De NWQ prof spreekt het jochie ook niet tegen. De NWQ prof loopt zelfs niet te muggenziften. Hij geeft de allerbelangrijkste reden. Ik weet niet hoe groot de gradient nog zou zijn in een atmosfeer die overal even dicht was, (iemand heeft dat vast wel eens berekend, want dat moet te doen zijn) maar als ik een schatting zou mogen doen, misschien nog geen 20 % van wat ie nu zou zijn zonder wind.

En als we nou tenslotte naar onze convectiestromen (thermiek en zo) kijken, en naar diffusie (in de praktijk nauwelijks van belang), dan dienen die er alleen maar toe om de temperatuurgradient af te zwakken. Die verklaren dus waarom het op de berg minder koud is dan het zou kunnen zijn als het niet waaide. En die verklaren dus niks van de temperatuurgradient, maar zijn zuiver het gevolg ervan.

EDIT: >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>zaterdag 7 jan 11.50
De NWQ prof verklaart dus waarom het op een berg kouder is dan in het dal. In lagere lagen meer ballenvangers, die bovendien per vanger meer ballen op zak hebben. Het jongetje verklaart waarom het niet zo erg is als het zou kunnen zijn, omdat er convectie gaat optreden. Zet in plaats van de aarde een spiegel neer (die dus niet opwarmt, maar alle ballen terugkaatst) en je hebt nog steeds die gradient. Misschien zelfs sterker, omdat de aarde niet tijdelijk warmte opneemt (dempt) en langzaam weer afgeeft, maar alle straling gelijk terug naar boven kaatst. Maar dat vergt dieper nadenken.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#21

jhpol

    jhpol


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 januari 2006 - 14:41

Laten we de berg nog even buiten beschouwing nemen. Hoe komt het dat het vlak bij de aarde warmer is dan op een paar kilometer hoogte?

Ik denk nog steeds dat het feit dat lucht met een hogere atmosfeer meer zonnestralingsenergie opvangt, nauwelijks van invloed is op het feit dat het boven kouder is dan beneden.

Zonder zon zou de lucht erg koud zijn op aarde. Het omzetten van de energie van zonnestralen gebeurd voornamelijk in een vaste stof (aarde) en niet in de lucht zelf. Maar daar zijn we het geloof ik wel over eens. De warmte van de aarde wordt doorgegeven aan de lucht. Deze warmere en dus minder zware lucht gaat stijgen en komt in ijlere lucht, verliest daarbij energie en wordt kouder.

Kunnen we het tot zo ver nog met elkaar eens zijn?

#22

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 48189 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 09 januari 2006 - 10:28

Ik denk nog steeds dat het feit dat lucht met een hogere atmosfeer meer zonnestralingsenergie opvangt, nauwelijks van invloed is op het feit dat het boven kouder is dan beneden.


Dan ben ik bang dat de clou van het verhaal nog niet is doorgedrongen.

Straling van de zon gaat in principe tweemaal door de atmosfeer, eenmaal van de zon naar de aarde, en van de aarde meestal als IR straling terug de ruimte in. Dit effect veroorzaakt een temperatuursgradient van ca. 15 K per 1000 m hoogte. (negatieve gradient)

Aan de grond wordt de lucht ook door convectie opgewarmd. Dit zorgt voor luchtstromingen, die energie naar boven sleuren en daardoor die temperatuursgradient deels compenseren, en terugbrengen tot gemiddeld 6,5 graad per kilometer.

Die stroming zorgt dus niet voor een temperatuursverschil, ze is er een gevolg van, en compenseert het voor een groot deel. Dankzij convectie is het op de berg juist minder koud dan het zou moeten zijn.....
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#23

jhpol

    jhpol


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2006 - 21:27

Als door welke oorzaak dan ook, de lucht een negatieve gradient heeft van 10 Kelvin per kilometer of meer, zal de lucht gaan stromen omdat het instabiel wordt. Warmere lucht wordt minder zwaar, gaat daardoor naar boven drijven. Als de gradient maar groot genoeg is zal een pakketje lucht minder snel afkoelen doordat het bij het stijgen uitzet dan dat de lucht in zijn omgeving zakt door de gradient. Het blijft dus warmer ten opzichte van zijn omgeving en stijgt dus steeds verder.

Ons verschil van mening is op dit moment denk ik:
Vind opwarming nu voornamelijk plaats door
1) Convectie aan het aardoppervlak of
2) Lucht met een hogere atmosfeer meer zonnestralingsenergie opvangt.
Ik denk dat het voornamelijk om 1) gaat.

Ik dacht dat je het hier mee eens was want op Za 7 Jan 06, 0:03 schreef je:
"conclusie: Het jongetje heeft gelijk als hij zegt dat de lucht voornamelijk vanaf de aarde wordt opgewarmd"
Maar als ik je laatste antwoord lees denk ik weer van niet.

#24

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 48189 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 09 januari 2006 - 22:57

Het jongetje heeft gelijk als hij zegt dat de lucht voornamelijk vanaf de aarde wordt opgewarmd"


lucht wordt opgewarmd door: (volgorde alleen gegeven in tijdsvolgorde van optreden, niet in belang)
1- zonnestraling vanaf de zon
2- warmtestraling vanaf de aarde
3- convectie vanaf de aarde.

de som van 2 en 3 zal wel groter zijn als van 1 alleen, dus daarin heeft jongetje gelijk.

MAAR: Dat is de vraag niet:
De vraag is waarom het op grotere hoogte kouder is. En die vraag is niet te beantwoorden met de redenering van het jongetje. Integendeel:

Ga op een onbewolkte dag op zeeniveau staan met je thermometer. Factor 1 is aanwezig, dus factor 2 is aanwezig, en ook factor 3. Kortom, opwarming. Je thermometer hangt op ooghoogte boven de aarde.

Zelfde breedtegraad, een dag later (of eerder voor mijn part), even onbewolkte dag. Je staat op een grote hoogvlakte met je thermometer. MEER opwarming, want factor 1 is hoger, daardoor 2 ook, en factor 3 is de vraag. Er is minder lucht om warmte te transporteren door convectie. Ik schat de warmtestroom door convectie lager. Maar neem hem voor mijn part gelijk. Je thermometer hangt op ooghoogte boven de aarde.

De afstand tussen de aarde en de thermometer is in beide gevallen gelijk.
Toch is het op zeeniveau warmer. En dat kan dus niks met opwarming door de aarde te maken hebben, want die aarde is op zeeniveau zelfs minder warm...

Dat komt simpelweg omdat op grotere hoogte minder luchtmoleculen rondvliegen, en er zich in een kuub lucht dus minder energie bevindt(ondanks meer straling) . Warme voeten, maar een koude neus.

En zelfs als dat een kwestie van verminderde convectie zou zijn, dan komt dat alleen maar omdat er minder luchtmoleculen in een kuub rondzweven.

Kortom, omdat de lucht ijler is. [wortel]
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#25

jhpol

    jhpol


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 januari 2006 - 19:54

Je kan niet simpel stellen dat op grotere hoogte minder luchtmoleculen rondvliegen, en er zich in een kuub lucht dus minder energie bevindt. Kijk maar even naar je eerste plaatje. In de exosfeer zou een temperatuur heersen van ruim 2000 graden en de luchtdruk (of gasdruk) zal daar niet hoog zijn. Als er minder moleculen zijn, kunnen ze door hun groter snelheid toch evenveel of meer energie bevatten.

Ik ben het er ook mee eens dat ijlere lucht meespeelt in de verklaring waarom het boven kouder is. Maar het antwoord wat de wetenschapquiz gaf is verre van compleet. Daarin wordt gezegd: "Een pakketje lucht zal kouder worden als je het laat expanderen, of uitzetten. De lucht wordt dan ijler." Maar wie laat dat pakketje lucht dan expanderen? Dat is volgens mij het pakketje lucht dat aan het aardoppervlak door de zon werd verwarmd, vervolgens gaat stijgen en dus gaat expanderen. Daarom vond ik dat het jongeteje zijn antwoord beter begon, maar was ook verre van compleet.

In het antwoord van de wetenschapquiz wordt ook niet genoemd dat zonnestralen door een dichtere atmosfeer meer warmte oplevert. Volgens mij omdat de invloed hiervan maar klein is.

Dat het dan op een berg - ondanks dat er bijna evenveel zonnestraling is - toch kouder blijft, komt doordat de lucht in zijn omgeving kouder is. Het start 's ochtends met een veel lagere temperatuur.

#26

Hans Erren

    Hans Erren


  • >250 berichten
  • 415 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 januari 2006 - 09:42

Volgens mij zijn er twee efecten en moet je je afvragen waarom een hoogvlakte gemiddeld kouder is dan een laagvlakte.

Overdag kan een hoogvlakte flink opwarmen, zeker als de ondergrond goed donker van kleur is.

effect 1
's nachts koelt een hoogvlakte sterker af omdat de uitstraling efficienter is, er is minder waterdamp, dus het broeikaseffect is ook minder, en de warmtestraling kan gemakkelijker het heelal in.

effect 2
Daarnaast geldt natuurlijk de adiabatische afkoeling met hoogte, maar alleen als een pakketje lucht van de laagvlakte naar de hoogvlakte reist, of omgekeerd.

#27

jhpol

    jhpol


  • 0 - 25 berichten
  • 16 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2006 - 19:35

Maar het gaat er denk ik om welk effect het sterkst is.

Volgens de wetenschapsquiz (en ook volgens mij) is dat effect 2. Maar de wetenschapquiz gaf niet de oorzaak aan waardoor die adiabitische afkoeling en opwarming onstaat. En dat zet je al gauw op het verkeerde been bij andere verschijnselen. b.v. waarom het 's nachts vlak aan de grond veel kouder is dan op wat grotere hoogte.

#28


  • Gast

Geplaatst op 15 januari 2006 - 16:43

Beste mensen ik wil graag meepraten over jullie bergvraag. Hoop dat dit bericht op de juiste plaats komt. Ik ben bang dat jullie een zeer belangrijk punt uit het oog verliezen en dat is waar de temperatuurgradient in de lucht wordt veroorzaakt. Al jullie antwoorden daarop zijn onjuist. Het antwoord is namelijk de zwaartekracht van de aarde. He?

Het is namelijk zo dat de aarde alle lucht vasthoudt, omdat alle lucht gewicht heeft. Zonder dit zou elk pakketje lucht, opgewarmd of niet, de aarde in rap tempo verlaten. Echter door de zwaartekracht wordt een laag lucht vastgehouden van enkele honderden kilometers dikte. Dit is erg dun vergeleken met het aardoppervlak dat immers vele duizenden kilometers meet. Hierdoor zijn de drukverschillen, van een atmosfeer op het oppervlak, tot het vauum in de verdere ruimte, enorm groot t.o.v. die langs het aardoppervlak optreden. Elke luchtdrukvariatie, in de orde van enkele tientallen millibar (!) leidt tot wind, vaak heftige wind, maar altijd horizontale wind. De verticale drukverschillen, die wel 100 x zo sterk zijn, leiden tot wat zwakke thermiek.

Ik wil jullie de afleiding van de formule voor druk- en dichtheidsverloop in de atmosfeer niet onthouden. Hier komt ie
Een kolom lucht heeft een hoogte van dh, onderin is de druk p, T is de temperatuur en v het soortelijk volume. Bovenin is de druk p+dp, de temperatuur T+dT. Ik heb geen griekse tekens maar de inverse van V is het soortelijk gewicht rho. De kolom heeft een oppervlak A, en dus een gewicht van g.A.dh.rho. Der differentiaalkvergelijking voor de voorwaarde van stabiele lucht is nu dat het drukverschil boven en onder het gewicht opheft. Dus A .dp=-g.A.dh.rho. Het oppervlak valt weg en voor rho wordt uit de toestandsvergelijking pv=RT afgeleid rho=p/RT.
De differentiaal wordt dp=-g.p.dh/RT ofwel dp/p=-g/RT.dh

Ofwel de druk neemt af met de hoogte en is dus op de berg lager dan in het dal. Maar dat zegt niets over het temperatuurverloop, alleen maar dat onder invloed van de zwaarte een stabiel, zichzelf handhavend verloop van luchtdruk optreedt. Overigens is de wet van Archimedes op dezelfde wijze af te leiden, want als de vloeistof niet-samendrukbaar is, dus rho constant, en T eveneens, dan volgt direct dat de druk afneemt met de hoogte, dus toeneemt met de diepte. Beide wetten, voor lucht en voor water, leiden er tevens toe dat een medium met een lagere dichtheid, bij vrije stromingmogelijkheid, naar boven zal stromen.

Als plaatselijk lucht warmer wordt dan past bij zijn hoogte, zal de lucht uitzetten en dus een lagere dichtheid krijgen, opstijgen en dus terecht komen in een koudere omgeving. Hierdoor begint warmte-uitwisseling, vooral door stromingen. De luchtbel koelt dus af maar zal zeker uitstijgen boven zijn omgeving. Hierdoor ontstaat in de zeer dunne hoge luchtlagen een bel wamere lucht, die ook weer onder invloed van de zwaartekracht uit gaat vloeien over zijn omgeving. Dit is zeer simpel uitgedrukt maar het klopt wel ongeveer. Eventuele drukverschillen leiden direct tot wind, immers er is geen zwaartekracht zoals in het verticale vlak het geval was.

Tenslotte dan het temperatuurverloop in de atmosfeer. Dit is vrij ingewikkeld maar te vinden in het plaatje dat al op het forum staat. Daar is te zien dat de temperatuur ver van de aarde erg hoog is, en dat komt inderdaad door directe zonnestraling, die daar echter geen zuurstof of stikstof tegenkomt maar wel veel waterstof atomen.
De straling wordt nu deels tegengehouden door die deeltjes en in toenemende mate ook door andere, nl. kooldioxide en zuurstof (lucht dus). Maar zelfs die verzwakte straling wordt vrijwel in ene keer geabsorbeerd door de aarde, en daar opgeslagen (de aarde wordt warm). De lucht die langs de aarde loopt heeft niet te maken met straling maar met geleiding en stroming en daarmee wordt veel meer warmte getransporteerd dan met straling (misschien moet een theoreticus dit afleiden, ik niet). De lucht wordt dus door de aarde opgewarmd, en wel fors. Op grote hoogte is de lucht ongeveer 50-100 graden kouder dan bij het aardopervlak.

Deze temperatuur opbouw is over het algemeen stabiel vanwege het bovenstaande, en kan door plaatselijke verwarming of koeling van het aardoppervlak worden verstoord, maar wordt ook dan gestabiliseerd onder invloed van de zwaartekracht.

Mijn conclusie is dat iedereen een beetje gelijk heeft, het ballenverhaal klopt voor grote hoogte maar in de lagere atmosfeer gaat het volledig onder in stromingsproblemen. Ik hoop dat ik een nuttig steentje heb bijgedragen.

#29

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 48189 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 januari 2006 - 18:10

Hans Erren schreef:

Overdag kan een hoogvlakte flink opwarmen, zeker als de ondergrond goed donker van kleur is. 's nachts koelt een hoogvlakte sterker af omdat de uitstraling efficienter is, er is minder waterdamp, dus het broeikaseffect is ook minder, en de warmtestraling kan gemakkelijker het heelal in.

En toch is het op een hoogvlakte zowel overdag als 's nachts duidelijk koeler dan op een vergelijkbaar terrein op zeeniveau. :roll:

jhpol schreef:

En dat zet je al gauw op het verkeerde been bij andere verschijnselen. b.v. waarom het 's nachts vlak aan de grond veel kouder is dan op wat grotere hoogte.

's nachts, en vooral onder een open hemel, verliezen bomen, en de luchtmoleculen in de onderste luchtlagen, door straling heel snel warmte. Die warmte verdwijnt naar verder boven in de atmosfeer, en wordt onder een open hemel nauwelijks teruggekaatst naar beneden. Resultaat, de onderste luchtlagen koelen ver af, de onderste meters zelfs het meest. Dit is de befaamde nachtvorst of grondvorst, die in onze streken tijdens heldere nachten nog tot ver in mei kan optreden (en niet zelden de pas geplante afrikaantjes en petuniaatjes in de tuin de nek omdraait). Dit effect kun je alleen verminderen door een andere stralingsbron die plantendelen weer te laten opwarmen. "Zwarte" grond is een prima warmtestraler, en de warmte die aan de bodemoppervlakte verloren gaat wordt in een vochtige grond (water is een goede warmtegeleider) vlot van iets diepere grondlagen weer aangevuld. Is de grond bedekt met plantengroei (gras) dan fungeert dit als een hindernis voor die straling om uit de bodem te komen, en tevens als isolatie, waardoor de grond de onderste decimeters atmosfeer ook niet via convectie kan opwarmen. Ligt er een laagje droge grond bovenop (en vooral zandgronden drogen in de bovenste centimeters zeer snel op) dan is dit een hindernis voor warmtetransport in de bodem van de onderste lagen naar de oppervlakte. Zodra de bovenste millimeter zand is afgekoeld (uitgestraald) kan die verloren warmte niet of nauwelijks van dieper uit aangevuld worden, en ben je dus weer even ver als met gras op je grond. Het droge zand fungeert als isolator. Weet je dat het op veel plaatsen in de bloedhete Sahara 's nachts vriest aan de grond (of in ieder geval zeer sterk afkoelt?) Droog zand. Dus als je gaat Sahara-trekken: neem een goede trui en deken mee. ... serieus. Kleigronden blijven aan de oppervlakte beter vochtig, en kunnen dus veel makkelijker warmte naar boven transporteren.

Dit is ook de reden waarom zandgronden in het voorjaar altijd vroeger in productie zijn dan kleigronden: De warmte van de zon overdag wordt 's nachts beter vastgehouden in de ondergrond. :P

Bessie schreef:

Maar zelfs die verzwakte straling wordt vrijwel in ene keer geabsorbeerd door de aarde, en daar opgeslagen (de aarde wordt warm). De lucht die langs de aarde loopt heeft niet te maken met straling maar met geleiding en stroming en daarmee wordt veel meer warmte getransporteerd dan met straling (misschien moet een theoreticus dit afleiden, ik niet). De lucht wordt dus door de aarde opgewarmd, en wel fors.

En nu nog even verklaren waarom het dan op een hoogvlakte kouder is dan op zeeniveau, terwijl je thermometer daar even dicht bij die luchtopwarmende aarde staat, :P
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#30


  • Gast

Geplaatst op 15 januari 2006 - 18:56

Waarom is het op een hoogvlakte kouder? Omdat zoals gezegd de stromingen in de atmosfeer voornamelijk horizontaal verlopen. Dit is een gevolg van kleine drukverschillen, ontstaan door kleine verschillen in opwarming van de lucht (via welke vorm dan ook). De lucht van een hoogvlakte kan niet onbeperkt anders van opbouw zijn dan de overige lucht tenzij die vlakte een kom vormt in de aarde (dan kan koude lucht door zijn hogere dichtheid in de kom blijven hangen). Verschillen druk of temperatuur teveel dan komt er een luchtstroming op gang die ervoor zorgt dat de betreffende lucht weer past in de stabiele, normale atmosfeer, die nou eenmaal op grote hoogte koud en ijl is.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures