Λύσεις — Κεφάλαιο 6 · Ατμοσφαιρικές Διαταραχές (σελ. 92) – ΝΑΥΤΙΚΗ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑ Β ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 6 · Ατμοσφαιρικές Διαταραχές (σελ. 92)

Απαντήσεις στις Ερωτήσεις Επανάληψης & στις Ασκήσεις-Εργασίες του βιβλίου.

Αέριες μάζες

Ερώτηση: (Ερ. 1) Τι χαρακτηρίζει μία αέρια μάζα; (Ερ. 2) Τι είναι η πηγή, η διαδρομή και η ηλικία μιας αέριας μάζας; Σε τι ενδιαφέρει τη μετεωρολογία καθεμιά από αυτές τις πληροφορίες; Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τον βαθμό τροποίησης αέριας μάζας κατά τη διαδρομή της; (Ερ. 3) Φτιάξτε ένα πίνακα 2x3 και καταχωρήστε, σε καθένα από τα τέσσερα τετράγωνά του, τις ιδιότητες των αερίων μαζών, ανάλογα με την πηγή. Στον ένα άξονα θα έχετε τις (Τροπικές, Πολικές, Αρκτικές) πηγές και στον άλλο τις (Ηπειρωτικές, Θαλάσσιες). Αγνοήστε προς το παρόν την υποδιαίρεση σε θερμότερες ή ψυχρότερες από την επιφάνεια. (Ερ. 4) Μία αέρια μάζα σχηματίζεται το καλοκαίρι πάνω από την έρημο Σαχάρα. Σε τι κατηγορία θα την κατατάξετε; Εξηγείστε.

Απάντηση:

• Αέρια μάζα: τεράστιο σώμα αέρα (διάμετρος περίπου 1000 μίλια) με οριζόντια (γεωγραφική) ομοιογένεια χαρακτηριστικών —θερμοκρασίας, υγρασίας, κατακόρυφης θερμοβαθμίδας— και απότομες αλλαγές κατά μήκος των ορίων του.
• Πηγή: η περιοχή όπου αρχικά δημιουργείται και από την οποία παίρνει τα βασικά χαρακτηριστικά της. Διαδρομή και ηλικία: μας δείχνουν σε ποιο βαθμό έχουν μεταβληθεί τα χαρακτηριστικά της αφότου άρχισε να κινείται. Ο βαθμός τροποίησης εξαρτάται από την ταχύτητα της αέριας μάζας, τη φύση (μορφολογία) της περιοχής από όπου περνά και τη διαφορά θερμοκρασίας αέριας μάζας-εδάφους.
• Πίνακας: Τροπικές Θαλάσσιες: θερμές-υγρές · Τροπικές Ηπειρωτικές: θερμές-ξηρές · Πολικές και Αρκτικές Θαλάσσιες: ψυχρές-υγρές · Πολικές και Αρκτικές Ηπειρωτικές: ψυχρές-ξηρές.
• Σαχάρα (καλοκαίρι): Τροπική Ηπειρωτική, δηλαδή θερμή και ξηρή: σχηματίζεται σε θερμή περιοχή (τροπική) πάνω από ξηρά χωρίς επιφάνειες νερού (ηπειρωτική).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ομοιογένεια θερμοκρασίας-υγρασίας-θερμοβαθμίδας σε μεγάλη έκταση· πηγή = χαρακτηριστικά, διαδρομή/ηλικία = βαθμός τροποίησης (ταχύτητα, έδαφος, διαφορά θερμοκρασίας)· τροπικές θερμές, πολικές/αρκτικές ψυχρές, θαλάσσιες υγρές, ηπειρωτικές ξηρές· Σαχάρα = τροπική ηπειρωτική.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: ορισμός, παράγοντες τροποίησης, πλήρης πίνακας με τις τρεις πηγές και σωστή κατάταξη της Σαχάρας.

Ευστάθεια ΚΑΙ αστάθεια

Ερώτηση: (Ερ. 5) Πότε μία αέρια μάζα είναι ασταθής και πότε ευσταθής; Τι σχέση έχει η ευστάθεια-αστάθεια με τη θερμοβαθμίδα;

Απάντηση:

• Ασταθής είναι η αέρια μάζα που έχει την τάση να κινηθεί ανοδικά· ευσταθής όταν έχει την τάση να κινηθεί καθοδικά, οριζόντια ή καθόλου.
• Μία αέρια μάζα είναι ασταθής όταν η κατακόρυφη αδιαβατική θερμοβαθμίδα είναι μικρότερη από την κατακόρυφη θερμοβαθμίδα του περιβάλλοντος: ανερχόμενη ψύχεται λιγότερο από τον γύρω αέρα, μένει θερμότερη και συνεχίζει να ανεβαίνει. Στην αντίθετη περίπτωση είναι ευσταθής.
• Μια υγρή αέρια μάζα γίνεται ευκολότερα ασταθής, επειδή η υγρή αδιαβατική θερμοβαθμίδα είναι μικρότερη από την ξηρή· η αστάθεια συνδέεται με σωρειτόμορφα νέφη και καταιγίδες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ασταθής: τάση ανόδου, όταν η αδιαβατική θερμοβαθμίδα είναι μικρότερη από τη θερμοβαθμίδα του περιβάλλοντος· ευσταθής: τάση καθόδου/οριζόντιας κίνησης, στην αντίθετη περίπτωση· οι υγρές μάζες γίνονται ευκολότερα ασταθείς.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: ορισμός με την τάση κίνησης και σωστή σύγκριση αδιαβατικής θερμοβαθμίδας - θερμοβαθμίδας περιβάλλοντος.

Μέτωπα

Ερώτηση: (Ερ. 6) Τι λέγεται μετωπική επιφάνεια; Ποια σχέση έχει με το μέτωπο; (Ερ. 7) Ποια είδη μετώπων γνωρίζετε; Δώστε μια σύντομη περιγραφή για το καθένα. (Ερ. 8) Πόσα είδη σύσφιξης μετώπων έχουμε; Περιγράψτε με συντομία το καθένα (Χαράξτε και σχήμα).

Απάντηση:

• Μετωπική επιφάνεια: η διαχωριστική επιφάνεια ανάμεσα σε δύο διαφορετικές αέριες μάζες. Μέτωπο: η γραμμή κατά μήκος της οποίας η μετωπική επιφάνεια συναντά το οριζόντιο επίπεδο.
• Θερμό μέτωπο: ο θερμός αέρας ακολουθεί και προλαβαίνει τον ψυχρότερο· με ευσταθή θερμό αέρα δίνει στρωματόμορφη νέφωση και ασθενείς βροχές μεγάλης διάρκειας. Ψυχρό μέτωπο: ο ψυχρός αέρας ακολουθεί και προλαβαίνει τον θερμότερο· σωρειτόμορφη νέφωση και καταιγίδες όταν κινείται γρήγορα ή ο θερμός αέρας είναι ασταθής. Στάσιμο: μέτωπο που κινείται πολύ αργά. Συνεσφιγμένο (σύσφιξη): όταν ένα ψυχρό μέτωπο συναντήσει ένα θερμό.
• Δύο είδη σύσφιξης: θερμή σύσφιξη, όταν ο ψυχρός αέρας του ψυχρού μετώπου είναι θερμότερος από τον ψυχρό αέρα μπροστά από το θερμό μέτωπο· ψυχρή σύσφιξη, όταν είναι ψυχρότερος. Στο σχήμα, στη θερμή σύσφιξη ο αέρας του ψυχρού μετώπου ανεβαίνει πάνω από τον ψυχρότερο αέρα μπροστά, ενώ στην ψυχρή σύσφιξη σφηνώνεται κάτω από αυτόν· και στις δύο ο θερμός αέρας ανυψώνεται από την επιφάνεια.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Μετωπική επιφάνεια = διαχωριστική επιφάνεια αερίων μαζών, μέτωπο = η τομή της με το οριζόντιο επίπεδο· θερμό, ψυχρό, στάσιμο, συνεσφιγμένο· δύο είδη σύσφιξης: θερμή και ψυχρή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: ορισμοί, τέσσερα είδη μετώπων και διάκριση θερμής-ψυχρής σύσφιξης με βάση τη θερμοκρασία των δύο ψυχρών μαζών.

Υφέσεις, αντικυκλώνες, σίφωνες, πρόγνωση

Ερώτηση: (Ερ. 9) Πώς σχηματίζονται οι υφέσεις; Γιατί συνοδεύονται με κακοκαιρία; (Ερ. 10) Εξηγείστε με συντομία γιατί οι αντικυκλώνες συνοδεύονται με καλοκαιρία. (Ερ. 11) Τι είναι οι σίφωνες και πώς δημιουργούνται; (Ερ. 12) Στην πρόγνωση του καιρού, σε μέσα γεωγραφικά πλάτη, περιμένετε να σας επηρεάσει ο καιρός των περιοχών που είναι δυτικά από τη θέση σας ή ανατολικά; Εξηγείστε.

Απάντηση:

• Υφέσεις: σχηματίζονται όταν τμήμα ψυχρής αέριας μάζας θερμανθεί και εξαναγκασθεί σε ανοδική κίνηση· στην περιοχή της θερμής μάζας πέφτει η πίεση. Συνοδεύονται πάντοτε από θερμό και ψυχρό μέτωπο (ανάμεσά τους ο θερμός τομέας). Στο κέντρο ο άνεμος συγκλίνει και αναγκάζει τον αέρα σε άνοδο· η εκτόνωση προκαλεί ψύξη, υγροποίηση και κακοκαιρία (νέφωση, βροχή, καταιγίδες).
• Αντικυκλώνες: ο αέρας κινείται από το κέντρο προς την περιφέρεια, οπότε η κατακόρυφη κίνηση είναι καθοδική· ο αέρας συμπιέζεται και θερμαίνεται, συγκρατεί περισσότερη υγρασία, τα σύννεφα διαλύονται και επικρατεί καλοκαιρία.
• Σίφωνες: ανεμοστρόβιλοι μεγάλης έντασης (άνεμοι έως 200 κόμβους), μικρής έκτασης (περίπου 250 μ.) και διάρκειας (λιγότερο από μία ώρα). Δημιουργούνται όταν μικρή και υπερβολικά ασταθής αέρια μάζα υψώνεται ταχύτατα και ο γύρω αέρας που καλύπτει το κενό στροβιλίζεται έντονα υπό την επίδραση της Coriolis· συνοδεύονται συνήθως από καταιγίδες.
• Πρόγνωση: μας επηρεάζει ο καιρός των περιοχών δυτικά μας, γιατί στα μέσα γεωγραφικά πλάτη τα βαρομετρικά συστήματα ακολουθούν τη γενική κυκλοφορία και κινούνται με κατεύθυνση Ανατολική-Βορειοανατολική (Βόρειο Ημισφαίριο).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Υφέσεις από θέρμανση και άνοδο αέρα, σύγκλιση και εκτόνωση → κακοκαιρία· αντικυκλώνες: καθοδική κίνηση, συμπίεση, θέρμανση → καλοκαιρία· σίφωνες: έντονοι μικροί ανεμοστρόβιλοι από ταχύτατη άνοδο ασταθούς αέρα· καιρός από τα δυτικά (συστήματα κινούνται προς Α-ΒΑ).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: μηχανισμοί υφέσεων-αντικυκλώνων, στοιχεία σιφώνων και αιτιολόγηση της δυτικής προέλευσης του καιρού.

Νέφωση μετώπων ΚΑΙ κινήσεις αέρα σε αντικυκλώνα

Ερώτηση: Να επαναλάβετε την παράγραφο που αφορά το μηχανισμό δημιουργίας στρωματομόρφων νεφών στο Κεφάλαιο «Το Νερό στην Ατμόσφαιρα της Γης» και στη συνέχεια να γράψετε μία σύντομη παράγραφο που να εξηγεί το είδος νέφωσης που συναντάται στο θερμό μέτωπο. · Να επαναλάβετε την παράγραφο που αφορά το μηχανισμό δημιουργίας σωρειτομόρφων νεφών και νεφών ανοδικών ρευμάτων στο Κεφάλαιο «Το νερό στην Ατμόσφαιρα της Γης» και στη συνέχεια να γράψετε μία σύντομη παράγραφο που να εξηγεί το είδος νέφωσης που συναντάται στο ψυχρό μέτωπο. · Η Εικόνα 68 δείχνει τις κατακόρυφες κινήσεις του αέρα σε μία ύφεση. Φτιάξτε την αντίστοιχη εικόνα για τις κατακόρυφες κινήσεις του αέρα σε αντικυκλώνα. Εξηγείστε σε ποια από τις δύο περιπτώσεις έχουμε δημιουργία και σε ποια διάλυση νεφών.

Απάντηση:

• Θερμό μέτωπο: τα στρωματόμορφα νέφη σχηματίζονται όταν ο αέρας ψύχεται ήπια, με ακτινοβολία ή με ανάμιξη με ψυχρότερο αέρα. Στο θερμό μέτωπο ο θερμός αέρας ανεβαίνει αργά πάνω στην ψυχρή μάζα και αναμιγνύεται με αυτήν· όταν είναι ευσταθής, η ψύξη είναι ήπια και δίνει στρωματόμορφη νέφωση (θύσανοι και θυσανοστρώματα στην αρχή, ύστερα υψοστρώματα) με ασθενή βροχή μεγάλης διάρκειας.
• Ψυχρό μέτωπο: τα σωρειτόμορφα νέφη σχηματίζονται όταν υπάρχει ανοδικό ρεύμα και ψύξη με αδιαβατική εκτόνωση. Στο ψυχρό μέτωπο η ψυχρή μάζα σφηνώνεται κάτω από τη θερμή και την ανυψώνει απότομα· γι' αυτό συναντάμε σωρειτόμορφη νέφωση (σωρείτες, σωρειτομελανίες), έντονη βροχή και καταιγίδες, ιδίως όταν ο ψυχρός αέρας κινείται γρήγορα ή ο θερμός αέρας είναι ασταθής.
• Αντικυκλώνας: στο σχήμα ο αέρας κατεβαίνει στο κέντρο και απλώνεται στην επιφάνεια από το κέντρο προς την περιφέρεια (αντίθετα από την Εικόνα 68). Στην ύφεση, όπου ο αέρας ανεβαίνει και εκτονώνεται, έχουμε δημιουργία νεφών· στον αντικυκλώνα, όπου ο αέρας κατεβαίνει, συμπιέζεται και θερμαίνεται, έχουμε διάλυση νεφών.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Θερμό μέτωπο: ήπια άνοδος και ανάμιξη → στρωματόμορφη νέφωση· ψυχρό μέτωπο: απότομη ανύψωση και αδιαβατική εκτόνωση → σωρειτόμορφη νέφωση και καταιγίδες· ύφεση → δημιουργία νεφών, αντικυκλώνας (καθοδική κίνηση) → διάλυση νεφών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: σύνδεση του μηχανισμού ψύξης με το είδος νέφωσης κάθε μετώπου και σωστή φορά των κατακόρυφων κινήσεων στον αντικυκλώνα.