ΑΠΑΝΣΗΕΙ ΕΡΩΣΗΕΩΝ ΥΤΙΚΗ ΜΕΣΕΩΡΟΛΟΓΙΑ
ΕΡΩΣΗΗ 1α: Δϊςτε τθν κατακόρυφθ διαίρεςθ τθσ ατμόςφαιρασ με βάςθ τθν μεταβολι τθσ κερμοκραςίασ με το φψοσ; ΑΠΑΝΣΗΗ: Ο διαχωριςμόσ τθσ ατμόςφαιρασ ςε περιοχζσ με κοινά ι ςχεδόν κοινά χαρακτθριςτικά γίνεται με βάςθ διάφορεσ παραμζτρουσ. Θ ςθμαντικότερθ από αυτζσ είναι θ μεταβολι τθσ κερμοκραςίασ με βάςθ το φψοσ. Με βάςθ λοιπόν αυτι τθν παράμετρο θ ατμόςφαιρα διαιρείται ςτισ εξισ περιοχζσ: τροπόςφαιρα, τροπόπαυςθ, ςτρατόςφαιρα, ςτρατόπαυςθ, μεςόςφαιρα, μεςόπαυςθ, κερμόςφαιρα, εξϊςφαιρα και ιονόςφαιρα. ΕΡΩΣΗΗ 1β: Για ποιο λόγο ζχουμε τθν δθμιουργία – εμφάνιςθ τθσ κερμοβακμίδασ ςτθν τροπόςφαιρα και γιατί αυτι θ κερμοβακμίδα δεν ςυνεχίηεται και ςτθν ςτρατόςφαιρα; ΑΠΑΝΣΗΗ: Θ δθμιουργία τθσ κερμοβακμίδασ ςτθν τροπόςφαιρα οφείλεται ςτθν αςτάκεια τθσ περιοχισ αυτισ και πιο ςυγκεκριμζνα ςτθν ελάττωςθ τθσ κερμοκραςίασ με το υψόμετρο. Αντικζτωσ, θ ςτρατόςφαιρα που εκτείνεται μζχρι το φψοσ των 55Km χαρακτθρίηεται από μια ιςόκερμθ δομι ςτα κατϊτερα τμιματά τθσ. ΕΡΩΣΗΗ2: Δϊςτε τα ςτάδια δθμιουργίασ (προζλευςθ και εξζλιξθ) τθσ γιινθσ ατμόςφαιρασ; ΑΠΑΝΣΗΗ: Θ δθμιουργία τθσ γιινθσ ατμόςφαιρασ γίνεται ςχεδόν ταυτόχρονα με τθν δθμιουργία τθσ γθσ. Ζτςι λοιπόν τόςο θ δθμιουργία τθσ γθ, όςο και τθσ ατμόςφαιράσ τθσ γίνεται ςτα εξισ 3 ςτάδια: 1ο Στάδιο: Θ γθ είναι διάπυρθ και περιβάλλεται από πυκνι και μεγάλου πάχουσ μάηα κερμϊν αερίων που μεγάλο μζροσ τουσ λόγω υψθλϊν κερμοκραςιϊν και μεγάλθσ κινθτικότθτασ των μορίων τουσ διζφυγαν ςτο κοςμικό διάςτθμα. 2ο Στάδιο: Στο ςτάδιο αυτό παρατθρείται προοδευτικι ψφξθ τθσ γθσ με αποτζλεςμα τθν δθμιουργία υποτυπϊδουσ φλοιοφ. Μζςα ςτθν ατμόςφαιρα που περιβάλλει τθ γθ εξ αιτίασ τθσ ελάττωςθσ τθσ κερμοκραςίασ και οριςμζνων χθμικϊν διεργαςιϊν εμφανίηονται οι υδρατμοί, το άηωτο και το διοξείδιο του άνκρακα (CO2). 3ο Στάδιο: Θ ψφξθ που εμφανίςτθκε ςτο προθγοφμενο ςτάδιο αυξάνεται προοδευτικά με αποτζλεςμα, α) τθ δθμιουργία ςτερεοφ φλοιοφ τθσ γθσ και β) τθν ελάττωςθ τθσ κερμοκραςίασ τθσ ατμόςφαιρασ ςε τζτοιο βακμό ϊςτε να είναι δυνατι θ ςυνφπαρξθ υδρατμϊν και υδροςταγόνων. Αποτζλεςμα αυτοφ είναι θ δθμιουργία νεφϊν που ζδωςαν τισ πρϊτεσ βροχζσ που εξατμίςτθκαν πριν φτάςουν ςτθν επιφάνεια λόγω τθσ υψθλισ κερμοκραςία του εδάφουσ. Αργότερα όταν θ 8ερμοκραςία τθσ επιφάνειασ τθσ γθσ κατζβθκε ακόμα περιςςότερο άρχιςαν κατακλυςμιαίεσ βροχζσ που δθμιοφργθςαν ποταμοφσ λίμνεσ και κάλαςςεσ. Σ’ αυτι τθν περίοδο υπάρχει μεγάλθ απϊλεια ποςοτιτων διοξειδίου του άνκρακα (CO2) λόγω δζςμευςθσ και διάλυςθσ αυτοφ ςτουσ ωκεανοφσ και λόγω ζνωςισ του με τα οξείδια μετάλλων με ςυνζπεια τθν δθμιουργία αςβεςτολικικϊν πετρωμάτων. Ζχουμε φκάςει
λοιπόν ς’ ζνα ςτάδιο που είναι και το τελευταίο πριν τθν εμφάνιςθ τθσ ηωισ. Στθν ατμόςφαιρα ςυνυπάρχουν μεκάνιο (CH4), υδρογόνο (H) και υδρατμοί ςφνκεςθ που κα επζτρεπε τθν δθμιουργία ηωισ αν υπιρχε ενζργεια. Θ ενζργεια που ζλειπε ιρκε από τον ιλιο όταν τα ςκοτεινά και πυκνά νζφθ που κάλυπταν τθ γθ παρουςίαςαν ανοίγματα απ’ όπου πζραςε το θλιακό φϊσ και με τθ υπεριϊδθ ακτινοβολία του διαςπά τα μόρια των υδρατμϊν δίδοντασ οξυγόνο (O2). ΕΡΩΣΗΗ 4: Συςχετίςτε εκπομπζσ και τφπο αναςτροφισ για να βγάλετε ςυμπζραςμα για τα αναμενόμενα επίπεδα ςυγκεντρϊςεων ρφπων(μεγάλα ι μικρά) ςε μια περιοχι. ΑΠΑΝΣΗΗ: Ανάλογα με το φψοσ ( h) τθσ περιοχισ ζχουμε τισ εξισ κατθγορίεσ αναςτροφϊν: 1θ Περίπτωςθ h=0: Ζχουμε τισ αναςτροφέσ επιφάνειασ οι οποίεσ είναι οι: α) ακτινοβολίασ, β) κερμοφ αζρα, γ) χιονοςκεποφσ εδάφουσ και δ) ορογραφίασ. 2θ Περίπτωςθ h>0: Ζχουμε τισ αναςτροφέσ ελεύθερησ ατμόςφαιρασ που είναι οι: α) τριβισ, β) μετωπικζσ, γ) δυναμικζσ και δ) αντικυκλωνικζσ. Γενικά, οι αναςτροφζσ αποτελοφν ςτρϊματα ευςτακι κα ιςχυρϊσ αποςβετικά των ανοδικϊν κινιςεων. Ειδικότερα πάνω από αποτελοφν παγίδα για τθν ρφπανςθ είτε είναι αναςτροφζσ ακτινοβολίασ δθλαδι αναςτροφζσ επιφάνειασ ( οπότε οι κερμζσ και ρυπαςμζνεσ αζριεσ μάηεσ ανζρχονται μζχρι κάποιο φψοσ μζςα ςτο ςτρϊμα αναςτροφισ, χωρίσ να φτάςουν ςτθν κορυφι για να εξζλκουν, αν θ αναςτροφι είναι ιςχυρι) είτε τριβισ δθλαδι αναςτροφζσ ελεφκερθσ ατμόςφαιρασ. Συνεπϊσ τα αναμενόμενα επίπεδα ςυγκεντρϊςεων ρφπων είναι μεγάλα εκεί που υπάρχουν μεγάλθσ ζνταςθσ εκπομπζσ ρφπων και μικρά εκεί που θ ζνταςθ των εκπομπϊν είναι μικρότερθ. ΕΡΩΣΗΗ 5: Ποιεσ είναι οι διεργαςίεσ ιονιςμοφ και ποιεσ οι ιονοςφαιρικζσ διαταραχζσ; ΑΠΑΝΣΗΗ: Οι τρόποι με τουσ οποίουσ μπορεί να επιτυγχάνεται ιονιςμόσ ςτθν ατμόςφαιρα είναι πολφ, ο ςπουδαιότεροσ όμωσ απ’ όλουσ είναι ο φωτοϊονιςμόσ, δθλαδι θ απόςπαςθ ενόσ ι και περιςςότερων θλεκτρονίων από ζνα άτομο ι μόριο αερίου κάτω από τθν επίδραςθ τθσ υπεριϊδουσ θλιακισ ακτινοβολίασ μικροφ μικουσ κφματοσ. Επίςθσ ιονιςμόσ τθσ ανϊτερθσ ατμόςφαιρασ μπορεί να προκαλζςει και θ ςωματιδιακι ακτινοβολία που εκπζμπεται από τον ιλιο και ειςζρχεται ςτθν ατμόςφαιρα. Τα ςωματίδια αυτά μπορεί να είναι πρωτόνια, θλεκτρόνια ι ακόμθ και κοςμικόσ κονιορτόσ, χαρακτθρίηονται δε από υψθλά ποςά ενζργειασ και αποκαλοφνται ‘’ηλιακός άνεμος’’. Τζλοσ ιονιςμόσ είναι δυνατόν να ςυμβεί επίςθσ να ςυμβεί και ςε περιπτϊςεισ που άτομα οξυγόνου π0ροερχόμενα από διάςπαςθ μοριακοφ οξυγόνου ςυνυπάρχουν μαηί με αρνθτικά ιόντα οξυγόνου οπότε είναι δυνατόν να ζχουμε απελευκζρωςθ θλεκτρονίων. Τϊρα οι ιονοςφαιρικζσ διαταραχζσ χωρίηονται ςε 2 κατθγορίεσ, ςτισ ιονοςφαιρικζσ καταιγίδεσ και ςτισ αιφνίδιεσ ιονοςφαιρικζσ διαταραχζσ. Οι ιονοςφαιρικζσ καταιγίδεσ που ςυνικωσ ςυνοδεφονται από μαγνθτικζσ εκδθλϊνονται 18 περίπου ϊρεσ μετά τθν εμφάνιςθ των αιφνίδιων ιονοςφαιρικϊν διαταραχϊν. Γενικά αυτζσ εκδθλϊνονται λίγεσ μζρεσ μετά τθ δραςτθριοποίθςθ των θλιακϊν κθλίδων ςτο κζντρο του θλιακοφ δίςκου. Εκδθλϊνονται ςυνικωσ ςτισ πολικζσ περιοχζσ και είναι διάρκειασ λίγων λεπτϊν μζχρι μερικϊν ωρϊν, και οφείλονται ςε ιονιςμό από ζντονθ ςωματιδιακι ακτινοβολία του ιλιου και κατά τθ διάρκειά τουσ ζχουμε ςθμαντικι διαταραχι ςτισ ςυνκικεσ διάδοςθσ των ραδιοκυμάτων. Οι αιφνίδιεσ ιονοςφαιρικζσ διαταραχζσ εμφανίηονται όταν ςτθν επιφάνεια του ιλιου δθμιουργοφνται εκλάμψεισ από τισ οποίεσ προκφπτει αφξθςθ τθσ ζνταςθσ των
ακτίνων Χ. Θ διάρκεια των διαταραχϊν αυτϊν είναι 10-15 λεπτά με αποτζλεςμα τθσ αφξθςθ τθσ πυκνότθτασ των θλεκτρονίων ς’ ολόκλθρο το φωτιηόμενο από τον ιλιο τμιμα τθσ γθσ. ΕΡΩΣΗΗ 6: Δϊςτε τθν ερμθνεία τθσ δθμιουργίασ των Ηωνϊν Van Allen. ΑΠΑΝΣΗΗ: Οι ηϊνεσ Van Allen είναι δφο περιοχζσ που περιβάλουν τθ γθ και δθμιουργικθκαν λόγω του εγκλωβιςμοφ ςτισ περιοχζσ αυτζσ ςωματιδίων μεγάλθσ ενζργειασ από το γεωμαγνθτικό πεδίο. Θ παγίδευςθ αυτι είναι αποτζλεςμα τθσ κίνθςθσ των φορτιςμζνων αυτϊν ςωματιδίων μζςα ςτο μαγνθτικό πεδίο ενόσ διπόλου. Οι δφο ηϊνεσ Van Allen είναι ςαφϊσ διαχωριςμζνεσ μεταξφ τουσ και ζχουν και διαφορετικι προζλευςθ. ΕΡΩΣΗΗ 7: Ποιεσ είναι οι κατθγορίεσ αναςτροφϊν; ΑΠΑΝΤΘΣΘ: Οι αναςτροφζσ διαιροφνται ςε 2 κατθγορίεσ: α) αναςτροφζσ επιφάνειασ και β) αναςτροφζσ φψουσ. Οι αναςτροφζσ επιφάνειασ είναι οι: α)ακτινοβολίασ, β)ορογραφικζσ, γ)κερμοφ αζρα και δ) χιονοςκεποφσ εδάφουσ. Οι αναςτροφζσ φψουσ (ι αναςτροφζσ ελεφκερθσ επιφάνειασ ) είναι οι εξισ: α) δυναμικζσ, β) τριβισ, γ)μετωπικζσ και δ)αντικυκλωνικζσ. ΕΡΩΣΗΗ 8: Δϊςτε 2 κεωρίεσ βροχισ. ΑΠΑΝΣΗΗ: Οι ςπουδαιότερεσ κεωρίεσ για τον τρόπο που δθμιουργείται θ βροχι είναι δφο: α) θ κεωρία που αναφζρεται ςτθν διαδικαςία τθσ δθμιουργίασ βροχισ με τθν μζκοδο τθσ ςυνενϊςεωσ και β) θ κεωρίασ των Bergeron- Findeisen. Γεγονόσ είναι ότι ς’ οποιαδιποτε κεωρία και αν αναφερόμαςτε απαραίτθτθ προχπόκεςθ για τθν δθμιουργία βροχισ είναι θ παρουςία πυρινων ςυμπφκνωςθσ. ΕΡΩΣΗΗ 9:Περιγράψτε τουσ παράγοντεσ που ςυμβάλουν ςτθν αφξθςθ τθσ α) ευςτάκειασ και β) τθσ αςτάκειασ τθσ ατμόςφαιρασ. ΑΠΑΝΣΗΗ: Παράγοντεσ που ςυμβάλουν ςτθν αφξθςθ τθσ ευςτάκειασ τθσ ατμόςφαιρασ είναι οι: α) κζρμανςθ τθσ γιινθσ επιφάνειασ από μεγάλθσ ζνταςθσ θλιακισ ακτινοβολίασ, β) κζρμανςθ αζριασ μάηασ από κάτω όταν κινείται πάνω από κερμι ακτινοβολία, γ) εξαναγκαςμζνθ ανφψωςθ αζριασ μάηασ όπωσ πάνω από ζξαρςθ του εδάφουσ, δ) ανφψωςθ του αζρα λόγω ςφγκλιςθσ των αζριων μαηϊν και ε) ψφξθ λόγω ακτινοβολίασ των πάνω ςτρωμάτων των ςφννεφων. Παράγοντεσ που ςυμβάλουν ςτθν αφξθςθ τθσ αςτάκειασ τθσ ατμόςφαιρασ: α)ψφξθ λόγω ακτινοβολίασ τθσ επιφάνειασ τθσ γθσ μετά τθ δφςθ του ιλιου, β) ψφξθ αζριασ μάηασ από κάτω όταν κινείται πάνω από ψυχρι επιφάνεια και γ) κακίηθςθ ςτιλθσ αζρα.