1: Ved forår- og efterårsjævndøgn

Det er ret nemt, at beregne solhøjden over et givet sted ved forårs- og efterårsjævndøgn.
Det skyldes, at vi her ved, at solen står i Zenit (90°) over Ækvator (=0° bredde)

METODE:

Hvis solen står i Zenit over Ækvator (0°) beregnes solhøjden på breddegraden X , som:

1) Afstanden fra Ækvator til X målt i grader.

2) Resultatet af (1) trækkes fra 90 ° , og

3) vi har solhøjden i X

ØVELSER (lette):

1. beregn solhøjden på 40° N ved Jævndøgn

2. beregn solhøjden på 60° N ved Jævndøgn

3. beregn solhøjden på 60° S ved Jævndøgn

4. beregn solhøjden på 90° S ved Jævndøgn

5. beregn solhøjden på 56° N (Damark) ved Jævndøgn
6. Beregn solhøjden over Ækvator ...?

7. Beregn solhøjden over den SYDLIGE vendekreds ...?

8. Beregn solhøjden over den nordlige Polarcirkel (66 1/2° N)...?

2: Ved sommersolhverv

OBS: Ved sommersolhverv står solen i zenit over den nordlige vendekreds på 23 1/2°N
Alle lokaliteer på den nordlige halvkugle vil her opleve den største solhøjde.

Øvelser - kun meget lidt sværere:

Metode:

• Solen står i Zenit over 23,5° N.
• Så du skal finde afstanden i ° mellem 23,5°N og breddegraden for den pågældende lokalitet.
• Resultat strækker du fra 90 så har dusolhøjden på lokaliteten! :-)

Beregn den STØRSTE solhøjde for følgende lokaliteter:
9. København på 56° N
10. Athen på 38° N.
11. Rom på 42° N.
12. Singapore på 1° N.
13. Rio De Janeiro på 23,5°S. (OBS: den sydlige halvkugle!!)

Eksempel ...

3: Ved Vintersolhverv

Nu skal du være opmærksom på at solen står i Zenit over den sydlige Vendekrds på 23,5° S.
Alle lokaliteter på den nordlige halvkugle vil her opleve den laveste solhøjde.

Beregn den MINDSTE solhøjde for de samme lokaliteter:
14. København på 56° N
15. Athen på 38° N.
16. Rom på 42° N.
17. Singapore på 1° N.
18. Rio De Janeiro på 23,5°S. (OBS: den sydlige halvkugle!!)

Eksempel ...

Atmosfæren

Jordens atmosfære er forudsætningen for liv på jorden.

Det er i atmosfærens - de nederste 10-10 km at alle vejrprocesserne udfolder sig

Jordens atmosfære er dannet ved :

• jordens geologiske aktiviteter (vulkanudbrud m.v.) og
• det organiske liv (fotosyntese)
• jordens tyngdekraft fastholder atmosfærens gasser ved jorden

Hvad er stråling..?

Alle legemer (genstande) udsender stråling (elektromagnetisk stråling heddder det).

Man skelner mellem kortbølget - og langbølget stråling.

Meget varme legemer , som f.eks vores sol eller en varm kogeplade, udsender kortbølget stråling.

Mindre varme legemer , sopm f.eks en radiator eller vores krop , udsender langbølget (varmestråling) .

Strålingsbalancen

Atmosfærens strålingsbalance er en simpel model, som illustrerer forholdet mellem strålingen fra solen ( kortbølget indstråling) og den ståling (langbølget varmestråling) som jorden udsender.

Model af strålingsbalancen

Den samlede solstråling som når atmosfæren er sat til 100 %.

Heraf reflekteres ca. 22 % fra skyernes hvide overflade (albedo-effekt) og fra støvpartikler i atmosfæren (aerosoler), mens ca. 7 % reflekteres fra lýse overflader på jorden - f.eks. sne og isdækkede områder.

Ca. 23 % af solstrålingen absorberes i atmosfæren - herunder solens skadelige UV stråling som absorberes af ozonlaget.

Ca. 48 % af indstråling absorberes i jordoverfladen og omdannes her til varme.

Bemærk at jorden afgiver mere varmestråling (ca. 118 %) end den modtager fra solen. Dette skyldes at jorden kun modtager solstråling i dagtimerne men afgiver varmestråling døgnet rundt og fra alle steder på jorden.

Men langt størstedelen af jorden udstråling ( 100 af de 118 %) sendes tilbage til jorden af den NATURLIGE DRIVHUSEFFEKT som forårsages af atmosfærens vanddamp (H2o) og kuldioxid (CO2). Det er denne drivhus effekt som giver jorden en gennemsnitstemperatur på ca + 15 ⚬ C.

Uden den naturlige drivhuseffekt ville jorden gennemsnitstemperatur være ca 33⚬ koldere - altså ca. MINUS 18⚬ C.

Bemærk at indstråling og udstråling såvel ved jordoverfladen som i den ydre atmosfære er i balance (=0).

Lokale temperaturer

• Mens solhøjden fastlægger de overordnede globale temperaturforskelle, vil det lokale klima , f.eks i Danmark, tillige være påvirket af andre forhold.
• Dette kan illustreres med denne figur, som viser de vigtigste forhold som påvirker det lokale klima.
• Hvilke af disse forhold tror du har størst betydning for temperaturene i Danmark?

Svar....

Havstrømme

Havstrømmene har stor betydning for klimavariationer rundt om i verden.

F.eks. Er golfstrømmen (The North Atlantic current) en varm havstrøm som sender varmt overflade vand langt op i Nordatlanten.

Det varme vand opvarmer luften i Nordvest Europa - og forklarer hvorfor vi f.eks i Danmark har milde vintre i modsætning til Moskva, selv om vi ligger på samme breddegrad, og solhøjden dermed er den samme.

Langs Sydamerikas vestkyst er den kolde Humbolt Strøm med til at afkøle luften, og det forklarer blandt andet de relative kølige somre f.eks. i Antofagasta i Chila.

Kyst- / fastlandsklima ?

Definitioner:

• Kystklima = når forskellen på koldeste og varmeste måned er under ca. 18°C.
  I et kystklima har man milde vintre og kølige somre
• Fastlandsklima = når forskellen er over 18°C.
  I et fastlandsklima har man kolde vintre og varme somre.

HVORFOR:

Vandet i havet opvarmes langsomt, men afkøles også kun langsomt.

Omvendt så opvarmes og afkøles jordoverfladen meget hurtigt.

Opgave:

Opgave - lokal klimaanalyse | PDF

Se vejledning til opgaven nedenfor -> ->

Her hjælp til de enkelte spørgsmål i opgaven:

1. Prøv om du kan finde lokaliteterne ved hjælp af bredde- og længdegraderne...?

   Altså hvilket verdenshjørneer vi i? NØ, NV , SØ, SV..? Men du bør også finde lokaliteten på vækkortet eller i Atlas da du helst SKAL vide om byen ligger ved vandet eller inde påå fastlandet.

2. Angiv max og min. temperaturer på de enkelte diagrammer Du markerer blot den højeste og den laveste temperatur på de enkelte kurver. Se eksempel på figuren t.h.
3. Angiv også temperaturforskellen mellem varmeste og koldeste mdr. og afgør på den baggrund
4. om der er tale om fastlandsklima eller kystklima ?

   Du angiver på de enkelte figurer temperaturforskellen mellem koldeste og varmeste måned, og hvis forskellen er > 16-17 ° C skriver du at det er FASTLANDSKLIMA og hvis forskellen er mindre er det KYSTKLIMA

5. Angiv for hver lokalitet om solen kan stå i zenit det pågældende sted? Hvis lokaliteten ligger mellem 23,5 ° N og 23,5 °S , så vil solen kunne stå i Zenit det pågældende sted . Skriv på de enkelte figurer Zenit JA eller Zenit NEJ.
6. Prøv om du kan forklare temperaturforskellen mellem
   • Nairobi og Mombasa ... Der er én oplysning i figuren for Nairobi som kan forklare hvorfor det er koldere her end i Mombasa! Hvilken?
   • Thyborøn og Moskva ... Bemærk at de ligger på stort set samme breddegrad, så det er ikke solhøjden der er forklaringen. Hvad tror du forklaringen er .... se din tekst hvis du ikke kan huske det!
7. Prøv om du kan forklare den relative høje temperaturvariation gennem året i Hongkong ….?

   Du skal nok finde svaret i forskellen på største og mindst solhøjde .... se også spørgsmål 9

8. Find én grund til at temperaturen ikke er højere i Antofagasta ...?

   Se havstrømme på vægkortet i geolokalet – eller på kortet her

9. Prøv at beregne største og mindste solhøjde for de enkelte lokaliteter :-)

   Eksempel med Nairobi:

   Største solhøjde er 90° da Nairobi ligger mellem Vendekredsene (23,5° N og 23,5° S). Solen vil stå i Zenit to gange om året i Nairobi

   Mindste solhøjde vil være når 'solen' er længst væk fra Nairobi. Da Nairobi ligger på 1° S, vil solen være længst væk når den står i Zenit over den norlige Vendekreds på 23,5° N.

   Beregn nu afstanden mellem Nairobi's breddegrad (1° S) og den nordlige vendekreds (23,5 ° N) .

   Afstanden er 1° + 23,5 ° = 24,5° Resultatet trækker du fra 90 , altså er mindste solhøjde i Nairobi = 90° minus 24,5° = 65,5°

   BRUG SAMME METODE FOR DE ØVRIGE LOKALITETER :-)

Termiske Lufttryk

• Lufttrykket defineres som trykket (massen) af en luftsøjle over et givent sted.
• Lufttrykket vil altid falde med højden over jorden.
• Lufttrykket udtrykkes altid relativt - dvs. at lufttrykket ét sted sammenlignes med lufttrykket et andet sted i samme højde over jorden.
• Dvs. at hvis lufttrykket er lavt et sted, så betyder det, at lufttrykket i den omkringliggende luft er højere.

Dette er svært at forstå - men kan illustreres med nedenstående model.

Video gennemgang (7 min)

Længere forklaring..

Modellen viser et par almene regler:

• Hvor luften opvarmes, udvides luften og bliver lettere -> luften stiger til vejrs og der opstår et termisk lavtryk ved jordoverfladen.
• Hvor luften er kold, trykkes luften sammen og bliver tungere -> luften synker ned og der dannes et termisk højtryk ved jordoverfladen
• Endelig kan du se at luftmasserne altid bevæger sig (horisontalt) fra højere lufttryk til områder med et lavere lufttryk.

Globale vindsystem

Du skal nu anvende det du har lært om termiske lufttryk til at kunne beskrive det globale vindsystem - se figuren t.h. / nedenfor.

1. På grund af de høje temperaturer ved ækvator, vil den varme luft stige op, og der dannes et termisk lavtryk ved jordoverfladen.
2. Omvendt ved polerne , her vil den kolde luft synke ned og danne et termisk højtryk.
3. Vi kalder disse lufttryk for termiske lufttryk, da de alene er dannet p.g.a. temperaturene - henholdsvis varme og kulde.

Som du kan se på figuren dannes der tillige nogle dynamiske lavtryk og højtryk imellem det termiske højtryk ved polerne og det termiske lavtryk ved ækvator.

Forklaringen herpå er lidt kompliceret, så her og nu kun dette:

Pga. jordens rotation og afbøjes vindene og det er denne kraft - kaldes Coriolus effekten - som er den 'dynamiske' kraft der danner de to 'dynamiske' lufttryk, i form af et dynamisk lavtryk (polarfronten) og et dynamisk højtryk.

Hvad du nu bør vide:

Dette kan illustreres i nedenstående model:

Video gennemgang (3,5 min)

Coriolus kraften

Som du kan se på overstående model af det globale vindsytem- så afbøjes vindene

• på den nordlige halvkugle mod HØJRE, og
• på den sydlige halvkugle mod VENSTRE

Dette skyldes JORDENS ROTATION.

Fordi jorden er en kugleform - vil jordens rotationshastighed falde på de højere breddegrader. Dette kan illustreres således:

Animation af coriolis kraften (eng.) 2.5 min.

Vindene afbøjes i forhold til bevægelsesretningen

Eksempler på den nordlige halvkugle:

• Polarvinden fra nordpolen vil ikke blæse direkte mod syd, men afbøjes mod højre (vest)
• Vestenvinden vil ikke blæse direkte mod nord / syd, men vil afbøjes mod højre
• Passatvindene, som blæser mod ækvator, vil ligeledes blive afbøjet mod højre

Luftfugtighed

Figur t.h. viser sammenhængen (korrelationen) mellem en luftmasses temperatur og hvor meget vanddamp den MAKSIMALT KAN indeholde ved en given temperatur.

Af figurens kurve ses: At jo varmere luften er, jo mere vanddamp kan luften den indeholde.

• Varm luft kan altså indeholde mere vanddamp end kold luft !
• Det betyder også, at hvis luftmassen bliver afkølet, vil den ikke kunne indeholde ligeså meget vand. Derfor regner det!
• Luftfugtigheden beregnes som luftens aktuelle vanddampindhold (g. pr. m3) som procent af luftens maksimale vanddampindhold ved den pågældende temperatur.

• Den RELATIVE luftfugtighed beregnes således:
• En relativ luftfugtighed på 50 % betyder, at luften indeholder halvdelen af det maksimale vanddamp indhold ved den pågældende temperatur.
• Luften dugpunkt eller dugpunktstemperaturen - er den temperatur hvor en luftmasse har en relativ luftfugtighed på 100%.

Regneeksempler ....

1. Hvis en luftmasse er 30° C, hvor meget vanddamp kan den så maksimalt indeholde?
2. Hvis den samme luftmasse har en ABSOLUT fugtighed på 15 g/m2 , hvad er så den relative luftfugtighed?
3. Hvad skal der ske med denne luftmasse hvis luftfugtigheden skal stige?
4. Ved hvilken temperatur (dugpunktet) vil luftmassens relative luftfugtighed være 100% ?
5. Hvad vil der ske hvis luftmassen afkøles yderligere?

Hvad kan vil lære af det?

For at få dannet nedbør skal en luftmasse afkøles til under dugpunktet

Konvektionsnedbør

Finder sted når der sker en lokal opvarmning af luften, som herved stiger til vejrs og afkøles -> nedbør.

Konvergensnedbør

Finder vi rundt om ækvator hvor passatvindene mødes og luften presses til vejrs -> afkøles -> nedbør

Stigningsregn

Når luften blæser mod en bjergkæde ( eller den jyske højderyg) vil luften blive preset op ad bjergsiden hvorved luften afkøles -> nedbør.

Frontregn

Varmefront: Når varm luft møder kold luft. Den varme luft er lettere end den kolde, og vil derfor glide op over den kolde luftmasse. Herved afkøles luften -> nedbør

Dette sker langs Polarfronten - og dermed ofte i Danmark. Varmfronten vil ofte give heldagsregn.

Koldfront: Her sker det modsatte . NU er det den kolde luftmasse der bevæger sig mod en varmere luftmasse. Den kolde luft er tungere end den varme, og vil derfor presse sig ind under varmluften. Herved presses den varme luft til vejrs, og afkøles og giver kortvarigt og heftig regn.

Lufttryk og nedbør

Der er en meget simpel sammenhæng mellem lufttryk og nedbør som vist i nedenstående figur.

Kan du se hvad sammenhængen er?

Tjek svaret ...

Globale vandbalance

Overvej nu selv følgende:

1. Hvorfor er det kun i lavtryksområderne at det regner?
   se figur t.v. /overfor

Tjek dit svar ...

2. Overvej nu hvilken af de fire former for nedbør ( se figurer ovenfor) som dannes, dels ved ækvator og dels ved de subpolare lavtryk?

Tjek dit svar ...

Når det ikke regner i højtryksområderne , er det fordi luften her synker ned - og derved opvarmes luften og luftfugtigheden falder. Det er derfor vi netop i højtryksområderne finder de store ørkener ( Sahara, Kalahari m.fl.)

Prøv om du kan genfinde mønstret i nedbørsfordelingen i modellen ovenfor på kortet herunder.

Vinterhalvåret

Den fremherskende vindretning i Danmark er Vestenvinden. Om vinteren vil vestenvinden føre mild og fugtig luft ind over Danmark og Vesteuropa, da luften over nordatlanten opvarmes en smule af den varme Golfstrøm.

Hvis vi derimod får vinden fra øst eller nordøst , er det iskold og tør polarluft der rammer Danmark.

Sommerhalvåret

Den dominerende vindretning er også her fra vest. Om sommeren bringer Vestenvinden lun og fugtig luft ind over Nordeuropa.

Kommer vinden derimod fra øst eller sydøst er det meget tør og varm kontinentalluft , som giver os meget varme somre.

Mine vejledninger:

Ottos PowerPoint til klimatologi (1)

Beregning af solhøjder

Lokale temperaturforhold + klimaopgave 1 (12.5 min)

Om dannelse af termiske høj- og lavtryk

Animation af det globale vindsystem m kommentarer

Det globale vindsystem

Hydrologi:

Hydrologi - 1.del

Hydrologi - 2. del

Eksamensopgaven:

Eksamensopgaven i klimatologi - 1. del (15 min)

Eksamensopgaven i klimatologi - 2. del (7 min)

1. NF projekt - geo vejledning

1. NF projekt

Eksterne ressourcer

Solhøjde og energioverførsel til jorden

Lufttryk, ITK og nedbør animeret (FLASH)

Animeret globe med aktuelle vindsystemer

DMI's vejrkort

Verdenskort - med længde- og breddegrader + zoom

Live vejrkort nordeuropa