Samenvatting Visualizing Physical
Geography [Foresman & Strahler] H5
t/m H7
Hoofdstuk 5 Wereldwijde
atmosferische en oceanische circulatie
Atmosferische druk
Je zou kunnen zeggen dat we op de bodem van een oceaan van lucht leven: de atmosfeer.
En zoals oceaanwater op de bodem drukt, drukt de lucht ook op ons. Dit komt doordat
zwaartekracht trekt aan de gasmoleculen in de lucht, die hierdoor naar het oppervlak toe
worden getrokken. Deze druk drukken we uit in Atmosferische druk: het gewicht van de
stabel lucht boven een bepaald oppervlak. Op zeeniveau drukt er bijvoorbeeld 1 kg lucht per
cm² op het aardoppervlak.
Atmosferische druk meten
Over het algemeen drukken we druk echter niet uit in kg/cm², maar in pascal [Pa]. De
luchtdruk op zeeniveau is in dat geval gemiddeld 101320 Pa. Vaak wordt er voor luchtdruk
echter ook gebruik gemaakt van Bars of Millibars [mb], niet te verwarren met minibars.
1 bar = 1000 mb = 10000 Pa.
Als we het hebben over de luchtdruk op zeeniveau dan is deze dus gemiddeld 1013,2 mb.
We meten de luchtdruk met behulp van een barometer, die eigenlijk
net als een rietje werkt. Als je aan een rietje zuigt daalt de luchtdruk
in je mond waardoor de vloeistof vanuit je glas via het rietje omhoog
stroomt. Bij een barometer werkt het precies hetzelfde: de
mercuriumspiegel (de vloeistof in de barometer) daalt of stijgt al
naar gelang de luchtdruk.
Hg (het chemische symbool voor mercurium is een andere eenheid
van atmosferische druk. Het niveau van de mercuriumspiegel in de
barometer, uitgedrukt in cm, wordt in dat geval gebruikt om de druk
te definiëren. Bij een spiegel van 76 cm spreken we bijvoorbeeld
van 76.0 cm Hg, wat correspondeert met 1013,2 mb, de gemiddelde
luchtdruk op zeeniveau.
1
,De luchtdruk kan op zeeniveau variëren van ca. 980 mb in het hart van een tropische storm
tot ca. 1030 mb op een heldere, koude winterse dag.
Atmosferische druk en hoogte
Er bestaat dus een direct verband tussen luchtdruk en hoogte: hoe hoger, hoe lager de
luchtdruk. Hoe hoger je komt, hoe minder lucht er namelijk nog van bovenaf op je drukt.
Aangezien de luchtdruk afneemt, neemt ook de dichtheid af: de luchtdeeltjes worden niet
meer gecomprimeerd maar kunnen vrijelijk bewegen. Dus:
Hoe hoger in de atmosfeer, hoe lager de luchtdruk en hoe lager de dichtheid.
Windsnelheid en richting
Met wind bedoelen we de horizontale verplaatsing van lucht boven het aardoppervlak. Lucht
kan zich ook verticaal verplaatsen, maar in dat geval spreken we van opwaartse en
neerwaardse luchtstromen.
Winden identificeren we op basis van de richting van waaruit de wind waait. Bijvoorbeeld:
een westenwind waait dus van het westen naar het oosten.
Zoals alle beweging kunnen we bewegende lucht
(=wind) definiëren o.b.v. de snelheid waarmee de
wind waait en de richting waarin deze zich verplaatst.
Dit doen we d.m.v een windvaan (die de richting
aangeeft) en een anemometer die vertelt hoe snel dat
dan wel niet gaat.
Rechts een voorbeeld met beide meetinstrumenten
op een stokkie. Die ijsbolletjesschep meet dus de
snelheid en dat andere ding geeft de richting aan
door met alle winden mee te waaien.
Luchtdrukverschillen
Wind wordt veroorzaakt door verschillen in
atmosferische druk tussen twee gebieden. Deze
verschillen in luchtdruk ontstaan op hun beurt door
ongelijke verwarming van de oppervlakten onder
deze gebieden. Boven de oceaan zal de lucht
bijvoorbeeld minder snel opwarmen dan boven het
land, waardoor de luchtdruk boven de oceaan ook
lager zal zijn dan boven het land. Lucht stroomt net
als water van hoog naar laag, dus de lucht zal zich
vervolgens vanuit het gebied met hoge druk gaan
verplaatsen naar het gebied met lage druk.
2
,Dit verschil in druk wat er dus voor zorgt dat de lucht gaat stromen noemen we de pressure
gradient oftewel in goed nederlands de drukgradiënt; je zou ook kunnen spreken van het
drukverloop. Het drukverloop meten we altijd loodrecht t.o.v. de isobaren.
let op: bij gelijke luchtdruk neemt warme lucht meer ruimte (en dus meer
hoogte) in dan koude lucht; hierdoor neemt bij toenemende hoogte de
luchtdruk in koude lucht sneller af dan in warme lucht. Zelfs bij gelijke
luchtdruk op zeeniveau zal er hoog in de troposfeer dus een luchtdrukverschil
[drukverloop] zijn waardoor er een luchtstroom ontstaat van warm naar koud.
Uh, isobaren? Dat hebben we toch
helemaal nog niet gehad? Geeft niks,
ik leg het uit. Een isobaar is een soort
isolijn: een lijn die gebieden met
gelijke kenmerken met elkaar
verbindt. We kennen isothermen (die
gebieden met gelijke temperatuur
verbinden) maar dus ook isobaren,
die gebieden met gelijke druk
verbinden (bar is een eenheid van
druk). Deze zijn vet handig, want ze
geven in een oogopslag een beeld
van de windsnelheid: liggen de
isobaren dicht bij elkaar dan is er
sprake van een steil drukverloop, dus
veel wind. Liggen de isobaren juist ver uit elkaar dan is er nauwelijks drukverloop, dus
weinig wind. Check het plaatje. Waar waait het ‘t hardst?
3
, Het coriolis effect
Oké, we weten nu dat lucht van
hoge druk naar lage druk stroomt.
Echter, lucht verplaatst zich
meestal niet in een rechte lijn. Dit
heeft te maken met het
corioliseffect, genaamt naar de
franse knakker die het als eerste
ontdekt heeft.
Kort gezegd beïnvloed de draaiing
de aarde de richting van de wind.
Hoe dat werkt? Nou, let maar eens
goed op en kijk ook vooral even
mee op het hiernaast getoonde
plaatje.
Stel, je vuurt een raket af vanaf de
noordpool richting de evenaar. Je
wil niemand pijn doen dus je stelt
de koers van de raket in op 0
graden oosterlengte, midden in de
golf van Guinee. De raket vliegt
met 10.000 km/u door de
atmosfeer en komt precies een uurtje later aan op de evenaar. Echter, paniek! De aarde is in
een uur tijd namelijk 360/24=15 graden gedraaid! Dit betekend dat de raket niet op 0 OL
land maar op 15 WL: de raket is afgebogen (althans dat lijkt zo) naar rechts. En zou je
hetzelfde proefje vanaf de zuidpool doen, dan zou de raket afbuigen naar links en op 15 OL
landen.
Het corioliseffect is niet overal even sterk: het bereikt een maximum op de polen en een
minimum (0%) op de evenaar. Ook worden objecten (maar ook bijv. luchtmassa’s) die zich
snel verplaatsen meer beïnvloed dan degene die zich langzaam verplaatsen.
In de hogere niveaus van de
atmosfeer is (soms?) sprake van
geostrophische wind: in dat geval
is de kracht van het corioliseffect
precies gelijk, maar tegengesteld,
aan de drukgradiënt. De lucht
stroomt in dat geval precies
evenwijdig/parallel aan de isobaren.
Let op: in het plaatje hiernaast wordt
een geostrophische oceaanstroom
afgebeeld maar het principe is
precies hetzelfde!
4
Geography [Foresman & Strahler] H5
t/m H7
Hoofdstuk 5 Wereldwijde
atmosferische en oceanische circulatie
Atmosferische druk
Je zou kunnen zeggen dat we op de bodem van een oceaan van lucht leven: de atmosfeer.
En zoals oceaanwater op de bodem drukt, drukt de lucht ook op ons. Dit komt doordat
zwaartekracht trekt aan de gasmoleculen in de lucht, die hierdoor naar het oppervlak toe
worden getrokken. Deze druk drukken we uit in Atmosferische druk: het gewicht van de
stabel lucht boven een bepaald oppervlak. Op zeeniveau drukt er bijvoorbeeld 1 kg lucht per
cm² op het aardoppervlak.
Atmosferische druk meten
Over het algemeen drukken we druk echter niet uit in kg/cm², maar in pascal [Pa]. De
luchtdruk op zeeniveau is in dat geval gemiddeld 101320 Pa. Vaak wordt er voor luchtdruk
echter ook gebruik gemaakt van Bars of Millibars [mb], niet te verwarren met minibars.
1 bar = 1000 mb = 10000 Pa.
Als we het hebben over de luchtdruk op zeeniveau dan is deze dus gemiddeld 1013,2 mb.
We meten de luchtdruk met behulp van een barometer, die eigenlijk
net als een rietje werkt. Als je aan een rietje zuigt daalt de luchtdruk
in je mond waardoor de vloeistof vanuit je glas via het rietje omhoog
stroomt. Bij een barometer werkt het precies hetzelfde: de
mercuriumspiegel (de vloeistof in de barometer) daalt of stijgt al
naar gelang de luchtdruk.
Hg (het chemische symbool voor mercurium is een andere eenheid
van atmosferische druk. Het niveau van de mercuriumspiegel in de
barometer, uitgedrukt in cm, wordt in dat geval gebruikt om de druk
te definiëren. Bij een spiegel van 76 cm spreken we bijvoorbeeld
van 76.0 cm Hg, wat correspondeert met 1013,2 mb, de gemiddelde
luchtdruk op zeeniveau.
1
,De luchtdruk kan op zeeniveau variëren van ca. 980 mb in het hart van een tropische storm
tot ca. 1030 mb op een heldere, koude winterse dag.
Atmosferische druk en hoogte
Er bestaat dus een direct verband tussen luchtdruk en hoogte: hoe hoger, hoe lager de
luchtdruk. Hoe hoger je komt, hoe minder lucht er namelijk nog van bovenaf op je drukt.
Aangezien de luchtdruk afneemt, neemt ook de dichtheid af: de luchtdeeltjes worden niet
meer gecomprimeerd maar kunnen vrijelijk bewegen. Dus:
Hoe hoger in de atmosfeer, hoe lager de luchtdruk en hoe lager de dichtheid.
Windsnelheid en richting
Met wind bedoelen we de horizontale verplaatsing van lucht boven het aardoppervlak. Lucht
kan zich ook verticaal verplaatsen, maar in dat geval spreken we van opwaartse en
neerwaardse luchtstromen.
Winden identificeren we op basis van de richting van waaruit de wind waait. Bijvoorbeeld:
een westenwind waait dus van het westen naar het oosten.
Zoals alle beweging kunnen we bewegende lucht
(=wind) definiëren o.b.v. de snelheid waarmee de
wind waait en de richting waarin deze zich verplaatst.
Dit doen we d.m.v een windvaan (die de richting
aangeeft) en een anemometer die vertelt hoe snel dat
dan wel niet gaat.
Rechts een voorbeeld met beide meetinstrumenten
op een stokkie. Die ijsbolletjesschep meet dus de
snelheid en dat andere ding geeft de richting aan
door met alle winden mee te waaien.
Luchtdrukverschillen
Wind wordt veroorzaakt door verschillen in
atmosferische druk tussen twee gebieden. Deze
verschillen in luchtdruk ontstaan op hun beurt door
ongelijke verwarming van de oppervlakten onder
deze gebieden. Boven de oceaan zal de lucht
bijvoorbeeld minder snel opwarmen dan boven het
land, waardoor de luchtdruk boven de oceaan ook
lager zal zijn dan boven het land. Lucht stroomt net
als water van hoog naar laag, dus de lucht zal zich
vervolgens vanuit het gebied met hoge druk gaan
verplaatsen naar het gebied met lage druk.
2
,Dit verschil in druk wat er dus voor zorgt dat de lucht gaat stromen noemen we de pressure
gradient oftewel in goed nederlands de drukgradiënt; je zou ook kunnen spreken van het
drukverloop. Het drukverloop meten we altijd loodrecht t.o.v. de isobaren.
let op: bij gelijke luchtdruk neemt warme lucht meer ruimte (en dus meer
hoogte) in dan koude lucht; hierdoor neemt bij toenemende hoogte de
luchtdruk in koude lucht sneller af dan in warme lucht. Zelfs bij gelijke
luchtdruk op zeeniveau zal er hoog in de troposfeer dus een luchtdrukverschil
[drukverloop] zijn waardoor er een luchtstroom ontstaat van warm naar koud.
Uh, isobaren? Dat hebben we toch
helemaal nog niet gehad? Geeft niks,
ik leg het uit. Een isobaar is een soort
isolijn: een lijn die gebieden met
gelijke kenmerken met elkaar
verbindt. We kennen isothermen (die
gebieden met gelijke temperatuur
verbinden) maar dus ook isobaren,
die gebieden met gelijke druk
verbinden (bar is een eenheid van
druk). Deze zijn vet handig, want ze
geven in een oogopslag een beeld
van de windsnelheid: liggen de
isobaren dicht bij elkaar dan is er
sprake van een steil drukverloop, dus
veel wind. Liggen de isobaren juist ver uit elkaar dan is er nauwelijks drukverloop, dus
weinig wind. Check het plaatje. Waar waait het ‘t hardst?
3
, Het coriolis effect
Oké, we weten nu dat lucht van
hoge druk naar lage druk stroomt.
Echter, lucht verplaatst zich
meestal niet in een rechte lijn. Dit
heeft te maken met het
corioliseffect, genaamt naar de
franse knakker die het als eerste
ontdekt heeft.
Kort gezegd beïnvloed de draaiing
de aarde de richting van de wind.
Hoe dat werkt? Nou, let maar eens
goed op en kijk ook vooral even
mee op het hiernaast getoonde
plaatje.
Stel, je vuurt een raket af vanaf de
noordpool richting de evenaar. Je
wil niemand pijn doen dus je stelt
de koers van de raket in op 0
graden oosterlengte, midden in de
golf van Guinee. De raket vliegt
met 10.000 km/u door de
atmosfeer en komt precies een uurtje later aan op de evenaar. Echter, paniek! De aarde is in
een uur tijd namelijk 360/24=15 graden gedraaid! Dit betekend dat de raket niet op 0 OL
land maar op 15 WL: de raket is afgebogen (althans dat lijkt zo) naar rechts. En zou je
hetzelfde proefje vanaf de zuidpool doen, dan zou de raket afbuigen naar links en op 15 OL
landen.
Het corioliseffect is niet overal even sterk: het bereikt een maximum op de polen en een
minimum (0%) op de evenaar. Ook worden objecten (maar ook bijv. luchtmassa’s) die zich
snel verplaatsen meer beïnvloed dan degene die zich langzaam verplaatsen.
In de hogere niveaus van de
atmosfeer is (soms?) sprake van
geostrophische wind: in dat geval
is de kracht van het corioliseffect
precies gelijk, maar tegengesteld,
aan de drukgradiënt. De lucht
stroomt in dat geval precies
evenwijdig/parallel aan de isobaren.
Let op: in het plaatje hiernaast wordt
een geostrophische oceaanstroom
afgebeeld maar het principe is
precies hetzelfde!
4
