de atmosfeer

Atmosfeer en Weer

*Naar startpagina*	*Atmosfeer*	*Temperatuur*	*Luchtdruk en wind*
*Naar startpagina*	Vochtigheid en Neerslag	*Het weer*	*De klimaten*

Opbouw en ontstaan van de atmosfeer

De atmosfeer of dampkring is ontstaan door het vrijkomen van gassen tijdens stollingsprocessen (vulkaanuitbarstingen) en door het vasthouden van gassen door de zwaartekracht. De atmosfeer bestond aanvankelijk enkel uit koolstofdioxide. Het CO2-gehalte is verminderd door fotosynthese (O2 vrij, C-opname) en door vastlegging van C in gesteenten (kalksteen, steenkool, aardolie, …).

De atmosfeer is opgebouwd uit verschillende lagen die in elkaar overgaan en specifieke eigenschappen hebben :

DE TROPOSFEER is de onderste laag van de atmosfeer ("tropo"= "groeien"). Ze is aan de polen ongeveer 8 km dik en aan de evenaar ongeveer 17 km dik. De luchtdruk bedraagt er gemiddeld op zeeniveau 1013 hPa of mb (= 1atm). De lucht is gemiddeld samengesteld uit 21% O2 (zuurstofgas), 78% N2 (stikstofgas), 1% CO2( koolstodioxidegas), Ar, Ne, …+ x % H2O(opgeloste waterdamp). Deze laag is gekenmerkt door een afname van de temperatuur met 6,5° per 1000 m stijging. Het is ook de laag waar zich het "weer" in afspeelt.
DE TROPOPAUZE is een overgangszone
DE STRATOSFEER is een laag die zich op ongeveer 15 km hoogte tot ongeveer 50 km hoogte uitstrekt. Deze laag heeft ongeveer dezelfde luchtsamenstelling als de troposfeer maar de lucht is er ijler. Tevens komt hierin de zogenaamde ozonlaag (O3) voor. Deze laag is zeer belangrijk voor de UV-absorptie (bescherming tegen UV). Met als gevolg dat door de fotochemische reacties er een temperatuusstijging optreedt in deze laag tot 10°C. Op de grens van de troposfeer met de stratosfeer komen de zgn."jets" of straalstromen voor (tot 450 km/u).
DE STRATOPAUZE is een overgangszone
DE MESOSFEER is een laag die zich uitstrekt van ongeveer 60 km hoogte tot 80 km hoogte en waarin de temperatuur weer daalt.
DE MESOPAUZE is een overganszone
DE THERMOSFEER of ook wel DE IONOSFEER genoemd is de buitenste laag van onze aard atmosfeer en staat onder invloed van de zonnewind. Door ionisatie treedt hierin het zgn. poollicht (noorder- of zuiderlicht) op. In deze laag bevinden zich ook lagen die de langgolvige radiostralen terugkaatsen de zgn. D, E en F-lagen

Het OZONGAT
Sinds 1971 is er een daling van ozon in de lage stratosfeer met 0,12% per jaar boven onze streken waargenomen. Het "ozongat" bevindt zich vooral boven de polen. Met het gevolg dat er een verhoogd risico op (huid-) kanker is.

De oorzaken hiervan zijn hoofdzakelijk :

Klimatologische veranderingen of factoren
Het gebruik van CFK's (Chloor-Fluor-Koolwaterstoffen) : Cl zet O3 om tot O2 (spuitbussen, koelmiddel, piepschuim)

De maatregelen hier tegen zijn vastgelegd in het Protocol van Kopenhagen (86 landen), waarin hoofdzakelijk verbanning van ozon bedreigende chemicaliën sinds 1996 (ontwikkelingslanden tegen 2005) is vastgelegd.

Het BROEIKASEFFECT
De temperatuur van de troposfeer wordt bepaald door de omzetting van zichtbaar licht naar infrarood in de aardkorst. Een deel van deze IR-straling wordt geabsorbeerd door H2O en CO2-moleculen in de atmosfeer en teruggestraald. Een gevolg daarvan is de opwarming van de troposfeer, anders zou het nu aan het aardoppervlak 33°C kouder zijn (gemiddeld -18°C ipv. +15°C). Andere broeikasgassen zijn CH4, N2O, O3 (deze drie zijn van nature aanwezig) en CFK's.
Door menselijke activiteiten neemt het broeikaseffect echter toe (de verbranding van steenkool, aardolie en aardgas, als ook het terugdringen van de plantengroei) Men schat dat de volgende eeuw de temperatuur 1,5 à 4,5°C zal toenemen. Dit heeft uiteraard gevolgen voor :

de watervoorziening op aarde
landbouw en voedselproductie
regionale economie
wereldpolitiek

Tevens wordt tegen het einde van volgende eeuw een zeespiegelstijging van +65 cm verwacht (deze eeuw is dit 10 -15 cm).
De aanpak van dit probleem vraagt natuurlijk internationale solidariteit (Kyoto akkoorden )!

HET WEER

De elementen van het weer zoals het aantal uren zonneschijn (bewolking), de temperatuur, de luchtvochtigheid, de neerslag, de luchtdruk, windrichting en windsnelheid en hun wisselwerking bepalen de toestand van de troposfeer. Het weer noemt men de werkelijke toestand van de troposfeer voor een bepaald gebied en voor een korte duur. Het klimaat daarentegen is de gemiddelde weerstoestand over een langere tijd (normaalwaarden over 30 jaar).

Het meten en verwerken van de weerelementen
In elk land bevinden zich waarnemingsstations of weerparken.
De coördinatie hiervan gebeurt door de WMO (World Meteorological Organization, Genève) : deze zorgt voor één-vormige waarnemingen, metingen en verwerkingen.

Weerelement	Instrument	Eenheid	Verwerking
Zonneschijnduur	Zonneschijnautograaf (heliograaf)	uur	isohelenkaart
Temperatuur	Thermometer	°C	isothermenkaart (temperatuurscurve)
Luchtvochtigheid	Hygrometer	%	Grafiek
Bewolking	menselijk oog , schatting	achtsten	Weerkaart
Wolkensoort	menselijk oog, determinatie	"naam"	Weerkaart
Neerslag	Pluviometer	l/m² of mm	Isohelenkaart (neerslagdiagram)
Luchtdruk	Barometer	hPa of mbar	Isobarenkaart
Windsnelheid	Anemometer	km/u	Weerkaart
Windrichting	Windvaan of -roos	windstreek	Windroos

Satellietwaarnemingen spelen in samenwerking met de klassieke waarnemingen een belangrijke rol in de weeranalyse.
Radiosondes aan weerballons worden gebruikt voor de studie hogere troposfeer.

ZONLICHT EN WARMTE, de verdeling over de aarde

De zon is de primaire energiebron voor de aarde.
Zonne-energie zit verpakt in de elektromagnetische straling, vnl. lichtstralen. De lichtstralen worden geabsorbeerd, gereflecteerd of verstrooid in atmosferische gassen, waterdamp (wolken), stof. Niet eens de helft hier van bereikt het aardoppervlak.
De straling die de aarde wel bereikt, wordt omgezet, voor een deel, in warmtestralen of aardstralen met een grotere golflengte. Dit verwarmt de fotosfeer (de onderste luchtlagen).De aarde is dus een secundaire energiebron voor de opwarming van de troposfeer.
De warmte komt van de aarde niet van de zon.
Principe :
Hoe intenser de lichtintensiteit op het aardoppervlak, des te intenser de warmte omzetting. De intensiteit varieert met de oppervlakte die beschenen wordt door één zelfde hoeveelheid licht (de intensiteit neemt toe als de oppervlakte kleiner wordt).
Een ander deel van de inkomende straling wordt gebruikt voor het verdampen van water en voor de fotosynthese van planten.

De spreiding van de energie over het aardoppervlak is niet homogeen. Er is een afname van de evenaar naar de polen toe. De jaar isothermenkaarten vertonen diezelfde afname naar de polen toe.
MAAR de afname naar de polen toe verloopt niet gelijkmatig en met storingen.

- tussen 38°NB en 38°ZB = netto winst van straling
- ten noorden en ten zuiden daarvan = netto verlies van straling

De aarde in z'n geheel verandert niet van temperatuur dus moet het verlies gecompenseerd worden door de winst en is er een warmtestroom van de tropen naar de polen toe. Dit gebeurt door luchtcirculatie, verdampen en condenseren van water (watercyclus) en door zeestromingen