Weerkunde - Hoofdstuk 6: De algemene circulatie

• natuurkunde
• HBO
• Studiejaar 3

Weerkunde - Hoofdstuk 6

Bijeenkomst 4 | 2020-2021
Vakdidactiek | Voltijd & deeltijd
Robert-Jan Kooman | Anne Hazenberg

Leerdoelen

Kennisdoelen:

Je kent de volgende vakinhoudelijke concepten en bent in staat eenvoudige opgaven te maken over:

•    De algemene circulatie.
•    De straalstroom: subtropische en polaire straalstroom

 

1. Wat verstaan we onder de algemene circulatie?

Hiernaast zie je de gemiddelde luchtdrukverdeling in de maand januari.
Wat valt je op?

Hiernaast zie je de gemiddelde luchtdrukverdeling in de maand juni.
Welke verschillen neem je waar t.o.v. de maand januari?

2. Beschrijf het figuur hiernaast in eigen woorden.

Circulatiecellen

Als gevolg van de relatief lage druk aan de evenaar ontstaat aan de grond een wind in de richting van de tropen en in de bovenlucht een wind vanuit de tropen naar hogere
breedten, zowel op het noordelijk als het zuidelijk halfrond. Het is echter niet het geval dat er nu twee circulatiecellen ontstaan; ten gevolge van het behoud van
impulsmoment en het feit dat de aarde het snelst draait aan de evenaar, waait de lucht die van de evenaar komt met een hoge snelheid in oostelijke richting. Het gevolg is dat

er per halfrond niet één cel, maar drie cellen ontstaan.

In het filmpje op de volgende slide worden het ontstaan van deze drie cellen uitgelegd. Beschrijf het ontstaan van deze drie cellen in eigen woorden.

3. Beschrijf het ontstaan van deze drie cellen in eigen woorden.

Hadleycellen

De (twee) cellen tussen de tropen en een breedte van ca. 30 graden heten de Hadleycellen. Ten gevolge van de draaiing
van de aarde worden deze winden afgebogen: op het noordelijk halfrond ontstaat zo aan het aardoppervlak een noordoostenwind en op het zuidelijk halfrond een
zuidoostenwind. Deze winden heten passaatwinden.

ITCZ

De zone van lage druk in de tropen waar beide winden samenkomen, heet de intertropische convergentiezone (ITCZ).

4. De ITCZ verplaatst zich gedurende het jaar. Leg dit aan de hand van de stand van de zon uit.

5. ITCZ
Het samenstromen van lucht (convergentie) zorgt hier voor opstijging. Wat is het gevolg van de opstijgende lucht?

6. Aan de andere zijde van de Hadleycel, rond een breedte van 30 graden, is er juist een zone van hoge druk met dalende lucht. Wat is het gevolg van de dalende lucht?

Ferrelcel

Op beide halfronden zijn er nog twee cellen; tussen ca. 30 graden en 60 graden is er de Ferrelcel waar de circulatie omgekeerd is aan die in de Hadleycel: hier stroomt de lucht aan de bodem juist van lagere naar hogere breedten; ten gevolge van de Corioliskracht geeft dit aanleiding tot westenwinden (met name boven zee-oppervlakken; in het zuidelijk halfrond waar op hogere breedten weinig land is, zijn de westenwinden overheersend).

Polaire cel

Een derde cel is de polaire cel, waar de circulatie weer de richting heeft als bij de Hadleycel, echter wel veel minder uitgesproken en onregelmatiger.

Huiswerk

Opgave 10: Gemiddelde drukverdeling op aarde

Isohypsen

• Op hoogtekaarten wordt meestal een drukvlak genomen, zoals 850, 700, 500, 300, … hPa
• In plaats van lijnen van gelijke luchtdruk (isobaren) hebben we dan lijnen van gelijke hoogte (isohypsen)
• De geostrofische wind waait evenwijdig aan de isohypsen met lage hoogten aan de linkerkant.

500 hPa kaartje.
Wat valt je op?

500 hPa kaartje
Wat valt je op?

Huiswerk

Opgave 11: Hoogtekaart

300 mb kaart.

 De kleur geeft de windsnelheid aan. 1 knoop = 1,85 km/h. Bij de rode kleur zit de ​kern van straalstroom

Trog in de bovenlucht dikwijls boven koude lucht aan de grond met advectie van koude lucht ten W. en warme lucht ten O.

7. Wat verstaan we onder een straalstroom?

De polaire straalstroom

Subtropische straalstroom

De ... bevindt zich boven het poolfront: de scheiding tussen koude polaire lucht en warme subtropische lucht

Wind vanaf de evenaar neemt zijn snelheid en impulsmoment mee naar hogere breedte (30 graden)
• De hoge snelheid komt doordat • (1) de aarde op hogere breedte langzamer draait • (2) de afstand tot de aardas op hogere breedte kleiner is.

De ... is een thermische wind. Boven het poolfront is er op grote hoogte een groot drukverschil.
Het maximum wordt bereikt net onder de tropopause.

Straalstroom

Door de hoge windschering (lagen naast elkaar met verschillende snelheden, wrijven langs elkaar) langs de as van de straalstroom treedt turbulentie op.

Subtropische straalstroom

Wind vanaf de evenaar neemt zijn snelheid en impulsmoment mee naar hogere breedte (30o)

De hoge snelheid komt doordat

(1) de aarde op hogere breedte langzamer draait

(2) de afstand tot de aardas op hogere breedte kleiner is.

Polaire straalstroom

De polaire straalstroom bevindt zich boven het poolfront: de scheiding tussen koude polaire lucht en warme subtropische lucht

Polaire straalstroom

De polaire straalstroom is een thermische wind. Boven het poolfront is er op grote hoogte een groot drukverschil.

Het maximum wordt bereikt net onder de tropopause.

De straalstroom

De straalstroom voert hogedrukgebieden en (frontale) depressies mee.

Meanderend patroon zorgt voor transport van warme lucht naar het noorden, koude lucht naar ​het zuiden. Zo beïnvloedt de ligging van de straalstroom (en Rossbygolven) het weer

 

Huiswerk

Opgave 12: Subtropische straalstroom

Huiswerk Hfdst 6.

Opgave 10 t/m 12

Leerdoelen hfdst. 6

Kennisdoelen:

Je kent de volgende vakinhoudelijke concepten en bent in staat eenvoudige opgaven te maken over:

•    De algemene circulatie.
•    De straalstroom: subtropische en polaire straalstroom
 

Planetaire of Rossby-golven

Rossbygolven zijn golven in de (hogere) atmosfeer die zijn verbonden met de straalstroom.

Rossbygolven hebben een golflengte van duizenden kilometers en bewegen zich met met lage snelheid voort (de snelheid hangt af van de golflengte)

Rossbygolven hebben een grote invloed op het weer vanwege de geassocieerde ligging van de straalstroom

8. Waardoor ontstaan Planetarie of Rossby-golven?

De achterliggende oorzaak van Rossbygolven is

(1) behoud van impulsmoment en(2) variatie van de Coriolisparameter (𝑓=2Ωsin(𝜙)) 

De straalstroom voert hogedrukgebieden en (frontale) depressies mee.

Meanderend patroon zorgt voor transport van warme lucht naar het noorden, koude lucht naar ​het zuiden. Zo beïnvloedt de ligging van de straalstroom (en Rossbygolven) het weer

De straalstroom is verbonden met hoge- en lagedrukgebieden