Κεφάλαιο 1. Η Ατμόσφαιρα της Γης

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Κεφάλαιο 1. Η Ατμόσφαιρα της Γης"

Transcript

1 Κεφάλαιο 1. Η Ατμόσφαιρα της Γης Η ατμόσφαιρα της γης είναι ο αέρας που την περιβάλλει και συμπεριστρέφεται με αυτή χάρις στο πεδίο βαρύτητάς της. Η ατμόσφαιρα θεωρείται ως το «αεριώδες κέλυφος» της γης, καθόσον το 99% της ατμοσφαιρικής μάζας βρίσκεται σε ένα στρώμα που εκτείνεται μέχρι τα 35 km, με το ύψος αυτό να αντιπροσωπεύει περίπου 5 χιλιοστά της μέσης γήινης ακτίνας (6370 km). Ενώ το κατώτερο όριο της ατμόσφαιρας ορίζεται από την επιφάνεια του πλανήτη, το ανώτερό της δεν καθορίζεται επακριβώς. Παρά την ταχεία μείωση της ατμοσφαιρικής μάζας με το ύψος, ώστε το 99,9% αυτής να βρίσκεται κάτω των 100 km, αέρια συστατικά, σε ουδέτερη και ιονισμένη μορφή, απαντώνται σε πολύ μεγαλύτερα ύψη, π.χ., αρκετών εκατοντάδων χιλιομέτρων. Για ένα ερευνητή της ατμόσφαιρας, συνήθως η έκτασή της καθορίζεται από τα ύψη στα οποία εντοπίζονται τα φαινόμενα που διερευνά, π.χ., για ένα μετεωρολόγο η ατμόσφαιρα εκτείνεται μέχρι τα 1015 km, για ένα ιονοσφαιρικό φυσικό από τα 50 μέχρι περί τα 800 km, ενώ για ένα μαγνητοσφαιρικό φυσικό μπορεί να φτάσει σε ύψη πολλών δεκάδων χιλιάδων χιλιομέτρων. Αυτό βέβαια δεν σημαίνει ότι αγνοούνται φαινόμενα αλληλεπίδρασης μεταξύ των διάφορων ατμοσφαιρικών «σφαιρών», που όλες μαζί συνθέτουν ένα πολύπλοκο δυναμικό σύστημα: Την Ατμόσφαιρα της Γης. Η ύλη του παρόντος κεφαλαίου αποτελεί μια γενική εισαγωγή στην ατμοσφαιρική φυσική. Επίσης εδώ δίνονται βασικές γνώσεις που είναι απαραίτητες για τη μελέτη των κεφαλαίων που ακολουθούν.για περισσότερα στοιχεία επί της ύλης του κεφαλαίου βλέπε μεταξύ άλλων, π.χ., τα βιβλία των Fleagle and Businger (1963),Wallace and Hobbs (2006), Iribarne and Cho (1980). Εικόνα 1.1. Το ατμοσφαιρικό κέλυφος της γης όπως φωτογραφήθηκε από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό λίγο πριν μια ανατολή του ηλίου. ( Προαπαιτούμενη γνώση: Γενική Φυσική. Γενικά Μαθηματικά. Στοιχεία Κινητικής Θεωρίας Αερίων Ατμοσφαιρική Χημική Σύσταση Η ατμόσφαιρα είναι χημικά ομογενής μέχρι τα 100 km λόγω μίξης των αερίων μαζών της, συνεπώς έχει μέχρι το ύψος αυτό σταθερή σύνθεση και σταθερό μέσο μοριακό βάρος. Τα κύρια ατμοσφαιρικά αέρια είναι το μοριακό άζωτο (Ν 2 ), το μοριακό οξυγόνο (Ο 2 ) και το αργό (Α), σε σωματιδιακό ποσοστό ~78%, 21% και 0,9%, αντίστοιχα. Το υπόλοιπο 0,1% αφορά δευτερεύοντα αέρια, κυρίως διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ), τα ευγενή και αδρανή αέρια, ήλιο (He), νέο (Νe) και κρυπτό (Kr), ατομικό υδρογόνο (Η), όζον (Ο 3 ) και υδρατμούς (Η 2 Ο). Αριθμητικά μεγέθη για την ατμοσφαιρική χημική σύσταση κάτω των 100 km δίνονται στον 1

2 Πίνακα 1.1. Πέραν των συστατικών αυτών, υπάρχουν ίχνη και άλλων αερίων, με ορισμένα από αυτά να οφείλονται σε ανθρωπογενείς δράσεις, π.χ., οξείδια αζώτου (ΝΟ x ). Άνω των 100 km ο βαρυτικός διαχωρισμός των αερίων συστατικών επικρατεί της μίξης (ενότητες 1.5 και 2.3) ώστε η αναλογία των ελαφρών συστατικών να αυξάνεται με το ύψος σε βάρος των βαρύτερων, με αποτέλεσμα το μέσο μοριακό βάρος να μειώνεται με το ύψος. Επιπλέον τα ανώτερα ύψη χαρακτηρίζονται από δραματικές μεταβολές στην ατμοσφαιρική σύσταση του Πίνακα 1.1 λόγω απορρόφησης της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας μέσω φωτοδιάσπασης και φωτοϊονισμού, όπως και μιας ακολουθίας δευτερογενών χημικών αντιδράσεων. Έτσι, άνω των 120 km το περισσότερο οξυγόνο είναι σε ατομική μορφή λόγω φωτοδιάσπασης του μοριακού οξυγόνου και μοριακής διάχυσης. Γύρω στα 500 km η ατμόσφαιρα περιέχει κυρίως ατομικό οξυγόνο και ίχνη ατομικού αζώτου, ενώ άνω των 1000 km επικρατούν τα ελαφρά άτομα ηλίου (He) και υδρογόνου (Η). Διά του φωτοϊονισμού άνω των 60 km, συνυπάρχει παράλληλα με την ουδέτερη ατμόσφαιρα και η ιονόσφαιρα. Αυτή αντιπροσωπεύει ένα ασθενώς ιονισμένο πλάσμα, όπου, εκτός των ουδέτερων συστατικών που υπερισχύουν, υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια και ιόντα σε ίσες συγκεντρώσεις ώστε το πλάσμα να παραμένει ηλεκτρικά ουδέτερο (ενότητες 1.8, και 7.6). Συστατικό Μορ. Βάρος Αναλογία 1 Άζωτο (Ν 2 ) 28,02 78,08 % 2 Οξυγόνο (Ο 2 ) 32,00 20,95 % 3 Αργό (Α) 39,94 0,93 % 4 Υδρατμοί (H 2 O) 18,02 0,01 5 % 5 Διοξ. Άνθρακα (CO 2 ) 44, ppm 6 Νέο (Νe) 20,18 18 ppm 7 Ήλιο (He) 4,00 5 ppm 8 Κρυπτό (Kr) 83,70 1 ppm 9 Υδρογόνο (Η 2 ) 2,02 0,5 ppm 10 Όζον (Ο 3 ) 48, ppm Πίνακας 1.1. Κύρια χημική σύσταση της ατμόσφαιρας μέχρι τα 100 km. Μεταβλητά συστατικά (Η 2 Ο, Ο 3 ). Όπως δείχνει ο Πίνακας 1.1, και σε αντίθεση με τα άλλα στοιχεία, οι συγκεντρώσεις των υδρατμών και του όζοντος μεταβάλλονται εντός κάποιου εύρους τιμών. Τα τριατομικά αυτά αέρια, παρά το γεγονός ότι αντιπροσωπεύουν ένα ελαχιστότατο ποσοστό της ατμοσφαιρικής μάζας, παίζουν θεμελιώδη ρόλο στην απορρόφηση της ηλιακής και γήινης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, συμμετέχοντας ενεργά στο ατμοσφαιρικό ισοζύγιο ενέργειας, όπως και σε διάφορες μετεωρολογικές διεργασίες και φαινόμενα (Κεφ. 7). Οι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα προέρχονται από την εξάτμιση των υδάτων στη γήινη επιφάνεια και τις ηφαιστειακές εκλύσεις. Στην ατμόσφαιρα οι υδρατμοί υπόκεινται σε συνεχείς αλλαγές φάσης που οδηγούν στη δημιουργία των νεφών, ενώ αποβάλλονται από αυτήν διαμέσου βροχοπτώσεων και χιονοπτώσεων (Κεφ. 3 και Κεφ. 4). Ο μέσος χρόνος ζωής ενός μορίου υδρατμών στην ατμόσφαιρα είναι της τάξης μιας εβδομάδας. Η συγκέντρωση των υδρατμών είναι πολύ μεγαλύτερη στα κατώτερα ατμοσφαιρικά στρώματα, ενώ μόνο ίχνη υπάρχουν άνω των 10 km και μέχρι τα 80 ως 90 km. Το όζον παράγεται μέσω φωτοχημικών αντιδράσεων στο ατμοσφαιρικό στρώμα μεταξύ περίπου 15 και 65 km, και είναι το μόνο ατμοσφαιρικό συστατικό που απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία στο κοντινό υπεριώδες (μεταξύ ~0,29 και 0,36 μm). Το Ο 3 έχει μέσο χρόνο ζωής μερικών μηνών μεταξύ 10 κα 40 km, ενώ η συγκέντρωσή του παίρνει τη μέγιστη τιμή της γύρω στα 25 km. Στην επιφάνεια της γης το όζον διασπάται ταχύτατα ερχόμενο σε επαφή με τα φυτά και διαλυόμενο στο νερό. Περισσότερα στοιχεία για το όζον δίνονται στην ενότητα 7.4. Διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ). Πέραν των μεταβλητών στοιχείων Ο 3 και Η 2 Ο, οι συγκεντρώσεις των αερίων συστατικών στον Πίνακα 1.1 παραμένουν αμετάβλητες για εκατομμύρια χρόνια, εκτός του, επίσης τριατομικού, CO 2 το οποίο μετά την βιομηχανική επανάσταση στα τέλη του 19 ου αιώνα ακολουθεί αυξητική τάση η οποία οφείλεται στην συνεχώς αυξανόμενη καύση υδρογονανθράκων παγκοσμίως. Η τιμή των 400 ppm (parts per million) στον Πίνακα 1.1 αντιστοιχεί στο έτος 2015, ενώ η διαχρονικά σταθερή προ βιομηχανική τιμή του εκτιμάται στα 280 ppm, με βάση μετρήσεις και αναλύσεις που έγιναν σε φυσαλίδια αρχαϊκού αέρα παγιδευμένου σε διαδοχικά στρώματα πάγου, στην Ανταρκτική και αλλού. Το Σχήμα 1.1 2

3 δείχνει την συγκέντρωση του CO 2 στην ατμόσφαιρα, όπως μετρείται από το 1958 στη Χαβάη. Μια πρώτη εκτίμηση δείχνει ότι υπάρχει μια αυξητική τάση της τάξης του 1 ppm ανά έτος, ενώ τα τελευταία χρόνια η τάση αυτή είναι αυξημένη, και πλησιάζει τα 2 ppm/έτος. Η συστηματική αύξηση του CO 2 είναι θεμελιώδους σημασίας στην έρευνα της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής, καθόσον θεωρείται η κύριος παράγοντας υπερθέρμανσης του πλανήτη μέσου του μηχανισμού του φαινομένου θερμοκηπίου (ενότητα 7.5). Σχήμα 1.1. Συστηματικές μετρήσεις της συγκέντρωσης ατμοσφαιρικού CO 2 στη Mauna Loa, Χαβάη, που βρίσκεται πολύ μακριά από βιομηχανικές περιοχές ώστε η συγκέντρωση του CO 2 να αντιπροσωπεύει την μέση τιμή του στην ατμόσφαιρα παγκοσμίως. Οι μετρήσεις άρχισαν το 1958 και συνεχίζονται αδιαλείπτως μέχρι σήμερα. Δείχνουν καθαρά μια ανοδική τάση η οποία τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί, με την συγκέντρωση CO 2 να πλησιάζει το 2015 σήμερα τα 400 ppm. Εκτός της τάσης αυτής υπάρχει και μια ετήσια, σχεδόν ημιτονοειδής, μεταβολή με ελάχιστο το καλοκαίρι και μέγιστο το χειμώνα, που οφείλεται στο τοπικό ετήσιο κύκλο των φυλλοβόλων φυτών και του ρόλου που παίζουν στην δέσμευση CO 2 μέσω της φωτοσύνθεσης. (Το διάγραμμα είναι διαθέσιμο για εκπαιδευτική χρήση στο διαδίκτυο από τους ερευνητικούς οργανισμούς που αναφέρονται στο Σχήμα Προέλευση της Ατμόσφαιρας Σε αντίθεση με τον ήλιο, η ατμόσφαιρα της γης είναι πολύ φτωχή σε ευγενή αέρια (ήλιο, νέο, αργό, ξένο και κρυπτό), όπως και υδρογόνο, τα οποία αποτελούν τα πολυπληθέστερα στοιχεία στο ηλιακό σύστημα. Αυτό υποδεικνύει ότι η γη δεν είχε αρχικά ατμόσφαιρα, ή ότι η αρχική της ατμόσφαιρα, κατά κάποιο τρόπο, εξαφανίστηκε, π.χ., λόγω σάρωσής της από ισχυρούς ηλιακούς ανέμους μετά το σχηματισμό του πλανήτη πριν περίπου 4,010 9 χρόνια. Αξίζει να σημειωθεί ότι, οι αρχέγονες χρονολογίες που αναφέρονται εδώ, προκύπτουν από τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας ραδιενεργών στοιχείων και του χρόνου ζωής των σε μετεωρίτες, σεληνιακή σκόνη, αλλά και γήινων πετρωμάτων. Το βασικό ζητούμενο λοιπόν είναι να εξηγηθεί πως δημιουργήθηκε η ατμόσφαιρα ώστε να έχει την χημική σύσταση του Πίνακα 1.1. Η πλέον αποδεκτή θεωρία υποστηρίζει (π.χ., Wallace and Hobbs, 2006) ότι 3

4 αυτή προήλθε από την απελευθέρωση αερίων στο εσωτερικό της γης κατά τις ηφαιστειακές εκρήξεις. Τα ηφαιστειογενή αέρια περιλαμβάνουν κυρίως 85% υδρατμούς και 10% διοξείδιο του άνθρακα, ενώ το υπόλοιπο 5% συνίσταται από άζωτο και αέριες ενώσεις του θείου. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι τα ηφαιστειογενή αέρια δεν εμπεριέχουν οξυγόνο, που αποτελεί το κατεξοχήν απαραίτητο στοιχείο για τη δημιουργία και διατήρηση της ζωής. Για να κατανοηθεί πως η σημερινή ατμόσφαιρα έχει προέλθει από τα παραπάνω ηφαιστειογενή αέρια είναι αναγκαίο να θεωρηθεί ως μέρος ενός αλληλοεπιδρώντος συστήματος που περιλαμβάνει επίσης: την υδρόσφαιρα (το νερό της γης), τη βιόσφαιρα (τα φυτά και ζώα) και τη λιθόσφαιρα (το στερεό φλοιό της γης). Η σημασία της θεώρησης αυτής είναι θεμελιώδης και θα εξηγηθεί εν συντομία παρακάτω. Αξίζει να σημειωθεί ότι η μάζα της ατμόσφαιρας (Κεφ. 2) είναι της τάξεως του ενός εκατομμυριοστού της μάζας της γης, ενώ παραμένει πολύ μικρότερη σε σχέση με τη μάζα των παραπάνω γεωσφαιρών. Όπως θα εξηγηθεί στα Κεφ. 3 και 4, η ατμόσφαιρα συγκρατεί στις συνήθεις θερμοκρασίες της μικρό μέρος μίας ποσότητας υδρατμών που εισέρχεται σε αυτή, με το υπόλοιπο να μεταπίπτει κυρίως στην υγρή και στερεά φάση στα νέφη και εν συνεχεία να αποσύρεται μέσω βροχοπτώσεων και χιονοπτώσεων. Έτσι, τα πρώτα ηφαίστεια και η μεγάλη ποσότητα υδρατμών που απελευθέρωναν, δημιουργούσαν πυκνά σύννεφα και στη συνέχεια κατακλυσμιαίες βροχοπτώσεις, με τις μεγάλες ποσότητες νερού στην επιφάνεια της γης να δημιουργούν την υδρόσφαιρα. Σύμφωνα με εκτιμήσεις, αν θεωρηθεί ότι ο μέσος ρυθμός ηφαιστειακής απελευθέρωσης υδρατμών που μετρείται σήμερα είναι αντιπροσωπευτικός αυτού κατά τη διάρκεια της ζωής της γης, τότε η παρούσα μάζα της υδρόσφαιρας είναι μικρότερη κατά δύο τάξεις μεγέθους, σε σχέση με τη ποσότητα του νερού που εκλύθηκε στην ατμόσφαιρα σε μορφή υδρατμών από τα ηφαίστεια. Μια πιθανή εξήγηση της διαφοράς αυτής είναι ότι μεγάλα ποσά νερού έχουν υποστεί φωτοδιάσπαση από την προσπίπτουσα υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία, η οποία, απουσία αερίων συστατικών και κυρίως του όζοντος, έφτανε χωρίς εξασθένηση στην επιφάνεια του πλανήτη και στην υδρόσφαιρα. Στη συνέχεια θα εξεταστεί εν συντομία, με βάση τους Wallace and Hobbs (2006), πώς η ατμόσφαιρα απέκτησε την παρούσα χημική σύστασή της. Όσον αφορά το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, έχουν προταθεί δύο μηχανισμοί παραγωγής του: 1) η διάσπαση του νερού διά της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας, 2H 2O + hν 2H2 O2 (1.1) και 2) η φωτοσύνθεση μέσω της δράσης της ορατής ηλιακής ακτινοβολίας επί των κυττάρων των φυτών, nh 2O + nco2 hν {CH2O} n no2 (1.2) Η αποτελεσματικότητα του μηχανισμού (1.1) αμφισβητείται, αφ ενός επειδή εξαρτάται από άλλες ανταγωνιστικές φωτοχημικές αντιδράσεις που μπορούν να προκληθούν από την ίδια υπεριώδη ακτινοβολία, και αφ ετέρου επειδή η αντίδραση (1.1) είναι αμφίδρομη έτσι ώστε η παραγωγή οξυγόνου να εξαρτάται από το ρυθμό μείωσης του Η 2 μέσω ενός μηχανισμού διαφυγής από την ατμόσφαιρα που θα συζητηθεί στην ενότητα 1.6. Αν ο ρυθμός διαφυγής του υδρογόνου είναι πολύ βραδύτερος του ρυθμού παραγωγής οξυγόνου, πράγμα πολύ πιθανόν, τότε το Ο 2 που παράγεται, επαναντιδρά με το υπάρχον Η 2 και σχηματίζει πάλι νερό. Σε αντίθεση με την αναποτελεσματικότητα του μηχανισμού (1.1), εκτιμάται ότι η διεργασία της φωτοσύνθεσης (1.2) είναι ο κύριος μηχανισμός δημιουργίας του Ο 2 της ατμόσφαιρας. Η παραγωγή Ο 2 μέσω φωτοσύνθεσης είναι στενά συνδεδεμένη με βασικές φυσιοβιολογικές διεργασίες που λαβαίνουν χώρα στη βιόσφαιρα, με τις παραγόμενες υδατανθρακικές ενώσεις {CH 2 O} n να αποτελούν βασικά συστατικά των μορίων που σχηματίζουν τα κύτταρα των φυτών. Βέβαια, η εν λόγω θεωρία της ατμοσφαιρικής εξέλιξης οφείλει να εξηγήσει την ύπαρξη της βιοσφαιρικής ύλης η οποία προϋποθέτει την ύπαρξη οξυγόνου. Σχετικά με τη παραδοξότητα αυτή, η θεωρία δέχεται ότι στα πρώτα κρίσιμα στάδια σχηματισμού μονοκύτταρων οργανικών ουσιών (απλές πρωτεΐνες και ένζυμα) πριν 3, χρόνια, αυτές άρχισαν να αναπτύσσονται απουσία οξυγόνου στα βάθη των ωκεανών σε απόσταση τέτοια ώστε να δέχονται οπτική ηλιακή ακτινοβολία, αλλά να αποφεύγουν τη καταστρεπτική δράση της υπεριώδους ακτινοβολίας λόγω εξασθένισής της μέσω της διάσπασης του νερού στα μικρότερα βάθη. Υπάρχουν γεωλογικές ενδείξεις ότι οι πρωτόγονοι τύποι ζωής είχαν εξελιχθεί σε σημείο ώστε να αρχίζουν να απελευθερώνουν πολύ μικρά ποσά Ο 2 στην ατμόσφαιρα μέσω της φωτοσυνθετικής διεργασίας (1.2) πριν από ~310 9 χρόνια. Μέσω χημικών αντιδράσεων που θα συζητηθούν στην ενότητα 7.4, η σταδιακή συσσώρευση του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα οδήγησε στη δημιουργία όζοντος, το οποίο, όπως αναφέρθηκε 4

5 ήδη, έχει την ικανότητα να απορροφά την κοντινή υπεριώδη ακτινοβολία. Με τη σταδιακή δημιουργία του στρώματος Ο 3, όλο και λιγότερη υπεριώδης ακτινοβολία έφθανε στο εσωτερικό των ωκεανών, έτσι ώστε η φυτική ζωή εξελισσόμενη και αυξανόμενη μπορούσε όλο και περισσότερο να πλησιάζει την επιφάνεια της θάλασσας, με αποτέλεσμα να αυξάνει η φωτοσυνθετική έκλυση Ο 2 και η συσσώρευσή του στην ατμόσφαιρα. Εκτιμάται ότι μέσω της διαδικασίας αυτής το ατμοσφαιρικό Ο 2 έφτασε στο 1% της παρούσας περιεκτικότητάς του στην αρχή της παλαιοζωικής εποχής (Paleozoic period) πριν από 600 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό επέτρεψε την ανάπτυξη πιο σύνθετης ζωής σε μικρότερα θαλάσσια βάθη. Έτσι, μέσω του κύκλου: «περισσότερο Ο 2 => περισσότερο Ο 3 => λιγότερη υπεριώδης ακτινοβολία στη γη => μεγαλύτερη δυνατότητα έκθεσης της φυτικής ζωής στην οπτική ακτινοβολία => περισσότερες και συνθετότερες μορφές ζωής, => περισσότερο Ο 2», κ.ο.κ., εκτιμάται ότι η ζωή αργά και σταθερά έφτασε στην επιφάνεια των ωκεανών πριν 400 εκατομμύρια χρόνια από σήμερα, στην αρχή της Σιλούριου εποχής (Silurian period). Κατόπιν αυτού, ακολούθησε εκρηκτική αύξηση της βιοσφαιρικής ύλης η οποία εν συνεχεία, και μέσω του παραπάνω κύκλου, οδήγησε σε ταχύτατη αύξηση του Ο 2 που σταδιακά έφτασε, στο εξελικτικά μικρό χρονικό διάστημα των 2030 εκατομμυρίων ετών, στα επίπεδα της σημερινής του συγκέντρωσης στην ατμόσφαιρα. Η ιστορία της παραγωγής του Ο 2 δεν τελειώνει εδώ. Η αντίδραση (1.2) είναι, όπως και η (1.1), αμφίδρομη, έτσι οι υδατάνθρακες που παράγονται κατά τη φωτοσύνθεση οξειδώνονται και μετατρέπονται σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα: {CH2O} n no2 nh2o + nco2. (1.3) Πιστεύεται ότι μικρό ποσοστό των υδατανθράκων {CH 2 O} n που διέφυγε την οξείδωση θάφτηκε στο έδαφος και δημιούργησε τα σημερινά κοιτάσματα υδρογονανθράκων (λιθάνθρακες, πετρέλαιο, και φυσικό αέριο). Χάρη στη μερική πρόσχωση των {CH 2 O} n, η οποία αν δεν λάμβανε χώρα θα οδηγούσε στην κατανάλωση μέσω της (1.3) του παραγόμενου διά της φωτοσύνθεσης O 2, έγινε δυνατή η τελική συγκέντρωση του υπάρχοντος οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Εκτιμάται όμως ότι, από το ποσό του οξυγόνου που προήλθε από τους φυτικούς οργανισμούς στη διάρκεια της ζωής της γης, δηλαδή το παραγόμενο κατά τη φωτοσύνθεση πλην το απαιτούμενο για καύση των υδατανθράκων, μόνο περί το 10% αυτού βρίσκεται σήμερα στην ατμόσφαιρα. Το υπόλοιπο Ο 2 πιστεύεται ότι αναλώθηκε σε χημικές αντιδράσεις παραγωγής οξειδίων μετάλλων, π.χ., τριοξειδίου του σιδήρου: 4Fe 3O 2 2Fe2O3, (1.4) όπως και ανθρακικών αλάτων, π.χ., CaCO 3 (ασβεστόλιθος) και MgCO 3 (δολομίτης), συστατικά που βρίσκονται σε μεγάλες ποσότητες στο στερεό φλοιό της γης. Ο σχηματισμός ανθρακικών αλάτων έχει ιδιαίτερη σημασία επειδή αποτελεί τον κύριο μηχανισμό δέσμευσης του CΟ 2 που απελευθερώνεται από τα ηφαίστεια. Τα ανθρακικά άλατα σχηματίζονται μέσω αντιδράσεων που λαβαίνουν χώρα σε θαλάσσιους μικροοργανισμούς και δημιουργούν το ασβεστολιθικό κέλυφός των. Καταρχήν, το CO 2, διαλύεται εύκολα στο νερό σχηματίζοντας ασθενές διάλυμα ανθρακικού οξέος (H 2 CO 3 ): H O CO H CO. (1.5) Στη συνέχεια το ανθρακικό οξύ αντιδρά με ιόντα μετάλλων εντός θαλάσσιων οργανισμών, ώστε να δημιουργήσει ανθρακικά άλατα, π.χ., μέσω της αντίδρασης με ιόντα ασβεστίου, H 2CO3 Ca CaCO 3 2H. (1.6) Τα ασβεστολιθικά άλατα, όπως το CaCO 3, εισέρχονται στα κύτταρα των οργανισμών και δημιουργούν τα κελύφη των, τα οποία τελικά εναποτίθενται στο στερεό φλοιό της γης (ο δολομίτης, MgCO 3, παράγεται με παρόμοιο τρόπο). Τα παραγόμενα ιόντα υδρογόνου στην (1.6) αντιδρούν με μεταλλικά οξείδια απ όπου παίρνουν ένα άτομο οξυγόνου για να σχηματίσουν ένα μόριο νερού. Το άτομο αυτό του οξυγόνου αντικαθίσταται σταδιακά από την ατμόσφαιρα. Εκτιμάται ότι θαλάσσιοι μικροοργανισμοί, λόγω του ρόλου που παίζουν στην διεργασία σχηματισμού ανθρακικών αλάτων, γίνονται οι ρυθμιστές της συγκέντρωσης CO 2 5

6 στην ατμόσφαιρα, η οποία παρέμεινε σταθερή για εκατομμύρια χρόνια, μέχρι πριν από ~120 χρόνια όταν άρχισε να αυξάνεται λόγω των βιομηχανικών δράσεων και καταναλωτικών χρήσεων στη γη. Πιστεύεται ότι μέσω του ίδιου μηχανισμού που ισχύει για την απόσυρση του CO 2, μέρος του Ν 2 που εκλύεται από τα ηφαίστεια εναποτίθεται στο στερεό φλοιό της γης με τη μορφή αζωτούχων αλάτων. Λαμβάνοντας όμως υπόψη ότι το άζωτο είναι αδρανές αέριο και δυσκολοδιάλυτο στο νερό, εξάγεται ότι μεγάλο μέρος του Ν 2 που προήλθε από τα ηφαίστεια, συσσωρεύτηκε στην ατμόσφαιρα ώστε τελικά το άζωτο να γίνει το επικρατέστερο ατμοσφαιρικό στοιχείο. Στα πλαίσια της εν λόγω εξελικτικής θεωρίας της ατμόσφαιρας, όπως περιγράφεται από τους Wallace and Hobbs (2006), τα αέρια του θείου (S) και των ενώσεών του, π.χ., υδρόθειο (H 2 S) και διοξείδιο του θείου (SO 2 ), που εκλύονται από τα ηφαίστεια σε μεγάλες ποσότητες, οξειδώνονται γρήγορα και μετατρέπονται σε τριοξείδιο του θείου (SO 3 ), το οποίο διαλύεται εύκολα σε σταγονίδια νεφών όπου σχηματίζει αραιά διαλύματα θειικού οξέος (H 2 SO 4 ). Αυτά είναι υπεύθυνα για την τοξική όξινη βροχή, η οποία παρατηρείται σε βιομηχανικές περιοχές (ή και μακριά από αυτές στη κατεύθυνση πνοής των ανέμων), λόγω της καύσης θειούχων ενώσεων που περιέχονται σε λιθάνθρακες και πετρελαιοειδή. Αφού απομακρυνθούν οι θειούχες ενώσεις από την ατμόσφαιρα μέσω βροχοπτώσεων (υπολογίζεται ότι ο χρόνος ζωής των είναι περί τη μία εβδομάδα), αντιδρούν με μέταλλα και σχηματίζουν θειούχα άλατα που επίσης εναποτίθενται στο φλοιό της γης. Τέλος, όσον αφορά το αργό (Α), που αντιπροσωπεύει περίπου το 1,3% της ατμοσφαιρικής μάζας, αυτό εκτιμάται ότι είναι προϊόν της ραδιενεργού διάσπασης του καλίου (Κ), το οποίο είναι το έβδομο σε ποσότητα στοιχείο της λιθόσφαιρας. Το ήλιο, νέο και κρυπτό της ατμόσφαιρας πιστεύεται ότι είναι επίσης προϊόντα διάσπασης ραδιενεργών πετρωμάτων Μεταβολή της Θερμοκρασίας με το Ύψος Ατμοσφαιρικές Περιοχές Η ατμόσφαιρα χωρίζεται σε περιοχές, ή στρώματα, ανάλογα με την μεταβολή κάποιας χαρακτηριστικής φυσικής ποσότητάς της με το ύψος. Παραδοσιακά, για κάθε ατμοσφαιρικό στρώμα, χρησιμοποιείται η καταληκτική λέξη σφαίρα ενώ για το ανώτατο ύψος μέχρι το οποίο εκτείνεται χρησιμοποιείται η λέξη παύση, έτσι π.χ., η στρατόπαυση είναι το άνω όριο της στρατόσφαιρας. Λόγω της ατμοσφαιρικής μεταβλητότητας, είναι προφανές ότι το υψομετρικό επίπεδο που αντιστοιχεί στην παύση, συνήθως δεν αφορά ένα ακριβές ύψος, αλλά μάλλον ένα εύρος υψών που μπορεί, στην περίπτωση κάποιων σφαιρών, όπως π.χ., της θερμόσφαιρας, να αντιπροσωπεύει ακόμα και αρκετές δεκάδες χιλιόμετρα. Η θερμοκρασία είναι μια βασική ατμοσφαιρική παράμετρος, της οποίας η μεταβολή με το ύψος χρησιμοποιείται παραδοσιακά στον καθορισμό της ατμοσφαιρικής στρωματικής δομής. Ένα τυπικό προφίλ (λέξη που χαρακτηρίζει τη μεταβολή με το ύψος μίας ατμοσφαιρικής φυσικής ποσότητας σε ένα διάγραμμα x,y όπου ο κατακόρυφος άξονας y αντιπροσωπεύει το ύψος) της μέσης θερμοκρασίας ως τα 100 km στα μέσα γεωγραφικά πλάτη παρουσιάζεται στο Σχήμα 1.2, όπου επίσης οριοθετούνται οι διάφορες σφαίρες και παύσεις. Η τροπόσφαιρα είναι η κατώτατη ατμοσφαιρική περιοχή στην οποία η θερμοκρασία ελαττώνεται σχεδόν γραμμικά με το ύψος μέχρι ένα επίπεδο που ονομάζεται τροπόπαυση. Το ύψος της τροπόπαυσης μεταβάλλεται από ~8 km, στους γεωγραφικούς πόλους μέχρι ~18 km, στον ισημερινό. Υπάρχουν δυναμικές μεταβολές λίγων χιλιομέτρων στο ύψος της τροπόπαυσης που οφείλονται στις μεταβολές με το ύψος των χαμηλών και υψηλών βαρομετρικών συστημάτων που αναπτύσσονται στην τροπόσφαιρα (Κεφ. 5). Η μεσημβρινή, δηλαδή ως προς το γεωγραφικό μήκος, μεταβολή της θερμοκρασίας της τροπόπαυσης είναι τέτοια ώστε η ελάχιστη τιμή της να είναι στον ισημερινό και η μέγιστη στις πολικές περιοχές. Στην τροπόσφαιρα, η βαθμίδα θερμοκρασίας με το ύψος, dt/dz, παίρνει τιμές μεταξύ 6 και 10 βαθμούς ανά km, και οδηγεί σε μέσες θερμοκρασίες τροπόπαυσης μεταξύ 190 Κ (στον ισημερινό) και 220 Κ (στους πόλους). Η χημική σύσταση του αέρα στην τροπόσφαιρα καθορίζεται από διεργασίες μίξης, παραμένει δε σταθερή για όλα τα αέρια εκτός των υδρατμών των οποίων η σχετική αναλογία μειώνεται με το ύψος λόγω υδροσυμπύκνωσης και δημιουργίας των νεφών (Κεφ. 3 και 4). Η επιφάνεια της γης, μέσω της θέρμανσής της από την απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας ενεργεί ως πηγή θερμότητας του τροποσφαιρικού αέρα. Η θερμική ισορροπία στη τροπόσφαιρα επιτυγχάνεται μέσω αγωγής και μεταφοράς θερμότητας από την θερμότερη γη, της παγίδευσης θερμότητας διά του φαινομένου του θερμοκηπίου και του σημαντικού ρόλου των υδρατμών σε αυτό (Κεφ. 7), όπως και της λανθάνουσας θερμότητας που εκλύεται κατά την συμπύκνωση 6

7 των υδρατμών στην τροπόσφαιρα και τη δημιουργία των νεφών (Κεφ. 3). Η τροπόσφαιρα περιέχει περίπου το 75% της ατμοσφαιρικής μάζας και το 99% των υδρατμών. Σχήμα 1.2. Τυπικό προφίλ θερμοκρασίας μέχρι τα 100 km, στα μέσα γεωγραφικά πλάτη. Η στρατόσφαιρα εκτείνεται υπεράνω της τροπόπαυσης. Είναι μια περιοχή αυξανόμενης θερμοκρασίας μέχρι ένα μέγιστο ~270 Κ γύρω στα 50 km, όπου βρίσκεται η στρατόπαυση. Αρχικά πιστεύονταν ότι η στρατόσφαιρα, όπως υποδεικνύει και το όνομά της, ήταν μια κινητικά ήσυχη, διαστρωματωμένη περιοχή της οποίας η σχετική χημική σύσταση καθοριζόταν από το βαρυτικό διαχωρισμό μέσω της μοριακής διάχυσης των αερίων συστατικών. Σήμερα είναι γνωστό ότι οι στρατοσφαιρική μάζα υπόκειται σε συνεχή μίξη λόγω των ανέμων έτσι ώστε τα κύρια αέρια συστατικά, εκτός του όζοντος, να βρίσκονται στην ίδια αναλογία όπως και στην τροπόσφαιρα. Η χωροχρονική κυκλοφορία των ανέμων, όπως και η γένεση, αλληλεπίδραση, και διάδοση κυματικών διαταραχών στην στρατόσφαιρα, δεν είναι πλήρως γνωστή και αποτελεί αντικείμενο έρευνας. Το ύψος της στρατόπαυσης (505 km) και η αντίστοιχη θερμοκρασία (27020 Κ) μεταβάλλονται εποχικά. Η μετάβαση από την τροπόπαυση στην στρατόσφαιρα χαρακτηρίζεται από απότομες μεταβολές στις συγκεντρώσεις δευτερευόντων συστατικών όπως των υδρατμών, που ελαττώνονται απότομα λόγω και της περιορισμένης μίξης με την τροπόσφαιρα. Σε αντίθεση, η συγκέντρωση του Ο 3 αυξάνει κατά μία τάξη μεγέθους στα πρώτα λίγα χιλιόμετρα άνω της τροπόπαυσης, λόγω συνδυαστικής δράσης στα ύψη αυτά χημικών και φωτοχημικών αντιδράσεων παραγωγής και απώλειάς του (ενότητα 7.4). Σε αντίθεση με την τροπόσφαιρα, στην στρατόσφαιρα επικρατεί μια θετική βαθμίδα της θερμοκρασίας με το ύψος, dt/dz>0. Αυτή οφείλεται στην οζονόσφαιρα που εδράζεται κατά βάση στην στρατόσφαιρα. Η συγκέντρωση του Ο 3 τοποθετείται μεταξύ 15 και 65 km, έχοντας το μέγιστό της περί τα 25 km. Η παρουσία του Ο 3 είναι θεμελιώδης στο ισοζύγιο ενέργειας επειδή απορροφά ισχυρά την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία μεταξύ 0,29 και 0,36 μm, εκεί όπου κανένα άλλο ατμοσφαιρικό αέριο δεν απορροφά, ενεργώντας έτσι σαν μια αόρατη ασπίδα που προστατεύει τη βιόσφαιρα από τις καταστροφικές συνέπειες της υπεριώδους ακτινοβολίας. Η φωτοδιάσπαση του στρατοσφαιρικού Ο 3, 7

8 O3 2 + hν O O (0,290 μm < λ < 0,360 μm) (1.7) είναι εξώθερμη αντίδραση, ώστε η ενέργεια, hν, της υπεριώδους ακτινοβολίας που απορροφάται να χρησιμοποιείται μόνο μερικώς για την διάσπαση του όζοντος, με το υπόλοιπο ποσό να μεταφέρεται ως κινητική ενέργεια στα αέρια προϊόντα, τα οποία στη συνεχεία θερμαίνουν τον αέρα μέσω κρούσεων. Σαν συνέπεια αυτού, και του συγκεκριμένου προφίλ της οζονόσφαιρας, η θερμοκρασία στην στρατόσφαιρα αυξάνεται με το ύψος. Η μεσόσφαιρα είναι η περιοχή μεταξύ της στρατόπαυσης και της μεσόπαυσης, όπου η θερμοκρασία ελαττώνεται με το ύψος, dt/dz<0, μέχρι ένα ελάχιστο, στα 85±5 km. Η θερμοκρασία της μεσόπαυσης, περί τους 180±20 βαθμούς Κ, αποτελεί τη χαμηλότερη θερμοκρασία στο σύστημα γης-ατμόσφαιρας. Λόγω των διεργασιών οξείδωσης και της απορρόφησης υπεριώδους ακτινοβολίας η οποία οδηγεί στη διάσπαση πολυατομικών μορίων, η μεσόσφαιρα είναι φωτοχημικά πολύ ποιο σύνθετη σε σχέση με τις δύο άλλες κατώτερες περιοχές. Το πλήθος των χημικών αντιδράσεων στη μεσόσφαιρα έχουν σαν συνέπεια το σχηματισμό δευτερευόντων αερίων, που παίζουν βασικό ρόλο στη θερμική ισορροπία και τον ιονισμό της περιοχής αυτής. Η μείωση της θερμοκρασίας με το ύψος στην μεσόσφαιρα αποδίδεται σε σύνθετους μηχανισμούς απώλειας θερμικής ενέργειας, π.χ., λόγω ακτινοβολίας στο υπέρυθρο ιχνοστοιχείων, όπως π.χ., το CO 2. Το μεσοσφαιρικό ελάχιστο οφείλεται στην έλλειψη μηχανισμών θέρμανσης στα ύψη αυτά, κυρίως επειδή το όζον, που δρα στα κατώτερα μεσοσφαιρικά ύψη εξωθερμικά, παύει σχεδόν να υφίσταται άνω των 70 με 80 km. Σχήμα 1.3. Κατακόρυφη μεταβολή της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας μέχρι τα 600 km, για: (a) μικρή, (b) μέση, και (c) ισχυρή ηλιακή δραστηριότητα. Μεγάλες μεταβολές παρατηρούνται επίσης μεταξύ ημέρας και νύκτας. H θερμόσφαιρα είναι η περιοχή που εκτείνεται άνω της μεσόπαυσης. Εδώ η συμπεριφορά της ατμόσφαιρας αλλάζει δραματικά, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.3. Η θερμόσφαιρα εκτείνεται προς τα πάνω αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα, όπου οι μέγιστες θερμοκρασίες κυμαίνονται μεταξύ 500 Κ και 2000 Κ, ανάλογα με την ηλιακή δραστηριότητα, εποχικά, αλλά και μεταξύ ημέρας και νύκτας. Η θερμόπαυση ορίζεται ως το επίπεδο εκείνο πέραν του οποίου η θερμοκρασία παραμένει σχεδόν σταθερή με το ύψος, τοποθετείται δε περίπου στα 400±100 km. Από τη μεσόπαυση μέχρι τη θερμόπαυση επικρατεί μια θετική βαθμίδα 8

9 θερμοκρασίας, dt/dz>0. Αυτό οφείλεται σε εξώθερμες χημικές αντιδράσεις φωτοδιάσπασης και φωτοϊονισμού μέσω της απορρόφησης της πλέον ενεργητικής υπεριώδους ακτινοβολίας (Κεφ. 7), ενώ απουσιάζουν σημαντικοί μηχανισμοί απώλειας ενέργειας λόγω μειωμένης θερμικής εκπομπής. Οι διεργασίες θερμικής ισορροπίας στην θερμόσφαιρα επηρεάζονται από τις μεταβολές στην προσπίπτουσα υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία, συνεπώς η θερμόσφαιρα χαρακτηρίζεται από μεγάλη μεταβλητότητα: α) κανονική, π.χ., χαρακτηριστικές ημερήσιες, εποχικές και γεωγραφικές μεταβολές, και β) μη κανονική, π.χ., λόγω συμβάντων ηλιακών διαταραχών όπως οι ηλιακές εκλάμψεις (solar flares). Η χημική σύσταση στην θερμόσφαιρα καθορίζεται από το βαρυτικό διαχωρισμό και τη μοριακή διάχυση σε συνδυασμό με τις αντιδράσεις φωτοδιάσπασης και φωτοϊονισμού. Στην τροπόσφαιρα και στρατόσφαιρα περιλαμβάνεται το 99% της ατμοσφαιρικής μάζας. Από το υπόλοιπο 1%, τα 9/10 περιέχονται στη μεσόσφαιρα και το μικρό υπόλοιπο στην θερμόσφαιρα. Η γη είναι η μόνη από τους εσωτερικούς πλανήτες που έχει ένα ενδιάμεσο μέγιστο στο προφίλ της θερμοκρασίας, στη στρατόπαυση. Αντίθετα ο Άρης και η Αφροδίτη έχουν τροπόσφαιρα και μεσόσφαιρα που διαχωρίζονται από ένα ευρύ ισόθερμο στρώμα. Η διαφορά αυτή πιστεύεται ότι οφείλεται στην απουσία Ο 2 και Ο 3 στους πλανήτες αυτούς Μεταβολή της Μάζας με το Ύψος Η ατμοσφαιρική μάζα εκφράζεται συχνά από την πυκνότητα ρ, η οποία εξ ορισμού είναι η μάζα ανά μονάδα όγκου. Με βάση το νόμο των ιδανικών αερίων (ενότητα 3.1), στον οποίο υπόκειται ο αέρας, η πυκνότητα ρ είναι ανάλογη της ατμοσφαιρικής πίεσης p, του μοριακού βάρους μ, και αντιστρόφως ανάλογη της θερμοκρασίας Τ, δηλαδή ρpμ/τ. Δεδομένης μίας μέσης μοριακής μάζας m, η πυκνότητα μπορεί να εκφραστεί από την αριθμητική πυκνότητα n, που ορίζεται ως ο αριθμός των μορίων ενός αερίου ανά μονάδα όγκου, και έχει μονάδες m -3. Μία άλλη φυσική ποσότητα που παρουσιάζει ενδιαφέρον είναι η μέση ελεύθερη διαδρομή λ, δηλαδή η μέση απόσταση μεταξύ διαδοχικών κρούσεων των μορίων, η οποία προκύπτει ότι είναι αντιστρόφως ανάλογη της αριθμητικής πυκνότητας, λ1/n. z (km) Τ (K) ρ (kg/m 3 ) p (Pa) n (m -3 ) μ ( g/mol) λ, (m) ,23 x10 0 1, , ,9 6,6 x , , , ,9 8, , , , ,9 9, , , , ,9 1, , , , ,9 1, , , , ,9 1, , , , ,9 9, , , , ,9 4, , , , ,9 1, , , , ,9 4, , , , ,9 2, , , , ,9 6, , , , ,9 4, , , , ,9 6, , , , ,8 1, , , , ,2 2, , , , ,2 1, , , , ,9 3, , , , ,8 8, , , , ,6 1, , , , ,9 8, , , , ,9 3, Πίνακας 1.2. Τυπικές τιμές διάφορων ατμοσφαιρικών παραμέτρων μέχρι τα 500 km (U. S. Standard Atmosphere, 1976) 9

10 Όλες οι φυσικές ποσότητες που αναφέρθηκαν παραπάνω, και οι οποίες σχετίζονται με την ατμοσφαιρική μάζα, υπόκεινται σε σημαντικές μεταβολές, κυρίως συναρτήσει του ύψους. Ο φυσικός λόγος για τη μείωση της μάζας, ή της πυκνότητας, με το ύψος οφείλεται στη συνδυαστική δράση των δυνάμεων της βαρύτητας και της αντίθετης σε αυτή δύναμης βαροβαθμίδας (δύναμη βαθμίδας πίεσης), όπως εκφράζονται μέσω της συνθήκης υδροστατικής ισορροπίας, η οποία θα μελετηθεί αναλυτικά στο επόμενο Κεφάλαιο 2. Ο Πίνακας 1.2 δίνει χαρακτηριστικές ημερήσιες μέσες τιμές των ποσοτήτων Τ, ρ, p, n, λ και μ για τα μέσα γεωγραφικά πλάτη, για ύψη από μηδέν μέχρι τα 500 km. Οι τιμές αυτές χαρακτηρίζουν την λεγόμενη Τυπική (standard) Ατμόσφαιρα. Το Σχήμα 1.4 παρουσιάζει σε γραφική μορφή τις μεταβολές με το ύψος, ή τα προφίλ, των παραμέτρων ρ, p, n, και λ, του Πίνακα 1.2, οι οποίες εμφανίζονται ανά ζεύγη σε δύο διαγράμματα, με τον άξονα των τετμημένων (άξονα x) να είναι λογαριθμικός. Το αριστερό διάγραμμα περιλαμβάνει την πυκνότητα και την πίεση ενώ το δεξιό την αριθμητική πυκνότητα και την μέση ελεύθερη διαδρομή. Όπως αναμένεται, οι καμπύλες των log[(ρ(z)], log[(p(z)], και log[(n(z)] παρουσιάζουν μεγάλη ομοιότητα, ενώ η υψομετρική μεταβολή της log[(λ(z)] είναι σχεδόν αντίστροφη, ή κατοπτρική, των υπολοίπων. Σχήμα 1.4. Χαρακτηριστικά προφίλ μέχρι τα 500 km των δεκαδικών λογαριθμικών τιμών της πυκνότητας (ρ), της πίεσης (p), της αριθμητικής πυκνότητας (n), και της μέσης ελεύθερης διαδρομής (λ) για τη τυπική (standard) ατμόσφαιρα Από το αριστερό διάγραμμα στο Σχήμα 1.4, βλέπουμε ότι μέχρι τα 100 με 120 km, ο λογάριθμος της πίεσης (όπως και της πυκνότητας) ελαττώνεται σχεδόν γραμμικά με το ύψος, δηλαδή ισχύει η εξίσωση log p( z) log p0 az, (1.8) όπου p(z) είναι η πίεση σε ένα ύψος z, p 0 η πίεση στην επιφάνεια της γης (z=0), και a μια σταθερά που αντιπροσωπεύει τη μέση κλίση Δ(log p(z))/δz. Μία εκτίμηση του p 0 μπορεί να γίνει αν λάβουμε υπόψη ότι η μέση ατμοσφαιρική πίεση μπορεί να εκτιμηθεί από το βάρος της ατμοσφαιρικής μάζας επί της γης διά της επιφάνειάς της, δηλαδή p 0 M A g 0 /4πR E 2, όπου Μ Α είναι η ολική μάζα της ατμόσφαιρας (5, kg), g 0 η μέση επιτάχυνση της βαρύτητας (9,80 ms -2 ) και R Ε η μέση ακτίνα της γης (6, m). Αντικαθιστώντας τις τιμές αυτές, προκύπτει ότι η μέση ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια της γης είναι ~10 5 Ρa (1000 mb). Χρησιμοποιώντας τη σχέση lnx= 2,3logx, και παίρνοντας αντιλογάριθμους η εξίσωση (1.8) γράφεται z / H p( z) p e, (1.9) όπου, Η=1/(2,3a). Η (1.9) υποδεικνύει ότι η πίεση μειώνεται εκθετικά με το ύψος, με τη τιμή της στο ύψος z=η να γίνεται ίση με το 1/e (e=2,718) της τιμής στην επιφάνεια της γης. Η σταθερά Η, που ονομάζεται κλίμακα ύψους (scale height) της ατμόσφαιρας, προκύπτει ότι είναι ανάλογη της θερμοκρασίας και 0 10

11 αντιστρόφως ανάλογη του μοριακού βάρους (ενότητα ). Μια προσεγγιστική τιμή της Η, όπως μπορεί να υπολογιστεί από το Σχήμα 1.4 και τον Πίνακα 1.2, είναι περίπου 7,0 km. Ομοίως, επειδή η καμπύλη της πυκνότητας στο αριστερό διάγραμμα του Σχήματος 1.4 είναι σχεδόν ευθεία μέχρι τα 120 km και έχει την ίδια περίπου κλίση με την καμπύλη της πίεσης, η πυκνότητα ρ(z), και συνεπώς η μάζα ανά μονάδα όγκου, μπορεί να υπολογιστεί προσεγγιστικά από μία αντίστοιχη, με την (1.9), εξίσωση: z / H ( z) e, (1.10) όπου σύμφωνα με τον Πίνακα 2.1 η πυκνότητα στην επιφάνεια της θάλασσας είναι ρ 0 =1,23 kg/m 3. Μια ανάλογη σχέση ισχύει και για την αριθμητική πυκνότητα: 0 z / H n( z) n e, (1.11) όπου σύμφωνα με τον Πίνακα 1.2, n 0 =2, m -3. Τέλος, λόγω της συμμετρίας των καμπύλων στο δεξιό διάγραμμα του Σχήματος 1.4, η θετική κλίση για την μέση ελεύθερη διαδρομή μέχρι περίπου τα 120 km, συνεπάγεται μια εκθετική αύξηση του τύπου 0 ( z / H ) ( z) e, (1.12) όπου λ 0 είναι η μέση ελεύθερη διαδρομή στο έδαφος, η οποία σύμφωνα με το Πίνακα 1.2 είναι λ 0 =6,610-8 m. Με βάση το Σχήμα 1.4 και τις παραπάνω εκθετικές μεταβολές, μπορεί να εκτιμηθεί το γεγονός ότι η ατμοσφαιρική μάζα εμπεριέχεται σχεδόν όλη σε ένα λεπτό ατμοσφαιρικό φλοιό περί τη γη, σε σχέση με τις διαστάσεις της γης, όπως αναφέρθηκε στην αρχή του κεφαλαίου. Έτσι υπολογίζεται ότι η μισή μάζα της ατμόσφαιρας βρίσκεται σε ένα σφαιρικό φλοιό περί τη γη πάχους 5,5 km (~0,001R Ε ), ενώ το 99% της όλης ατμοσφαιρικής μάζας εμπεριέχεται περίπου μέχρι τα 35 km ύψος (~0,0055R Ε ) Ομόσφαιρα και Ετερόσφαιρα Αν η ατμόσφαιρα θεωρηθεί ότι είναι σε κατάσταση ηρεμίας, τα ατμοσφαιρικά συστατικά υπόκεινται σε διαχωρισμό με το ύψος, έτσι ώστε στα κατώτερα στρώματα η σχετική αναλογία των βαρύτερων αερίων συστατικών να υπερισχύουν αυτής των ελαφρότερων, π.χ., των μορίων Ο 2 σε σχέση με αυτά του Ν 2. Η διεργασία του διαχωρισμού είναι βραδεία επειδή η μέση ελεύθερη διαδρομή είναι μικρή ώστε η βαρυτική έλξη και κίνηση των αερίων συστατικών προς τη γη να εμποδίζεται λόγω των συχνών κρούσεων με τα υποκείμενα μόρια του αέρα και αναπηδήσεων προς τα επάνω, με τα ελαφρότερα να ωθούνται προς τα πάνω περισσότερο από τα βαρύτερα. Στη διαδικασία αυτή, τα αέρια συστατικά υφίστανται μοριακή διάχυση που οφείλεται στη κατακόρυφη βαθμίδα πυκνότητας ή πίεσης που υπάρχει με φορά προς τα κάτω, δηλαδή από μικρές σε μεγάλες πυκνότητες η πιέσεις. Η μοριακή διάχυση τείνει να δημιουργήσει ένα μίγμα αέρα στο οποίο το μέσο μοριακό βάρος ελαττώνεται με το ύψος. Αναλυτικά αυτό εξηγείται με βάση την υδροστατική εξίσωση (Κεφ. 2), αφού η πυκνότητα (ή η πίεση) κάθε αερίου συστατικού μειώνεται εκθετικά με το ύψος, σύμφωνα με την Εξίσωση (1.10), αλλά με διαφορετική κλίμακα ύψους Η για κάθε αέριο. Επειδή Η είναι αντιστρόφως ανάλογο του μοριακού βάρους, η πυκνότητα των ελαφρότερων αερίων μειώνεται με το ύψος πιο αργά σε σχέση με τα βαρύτερα συστατικά της ατμόσφαιρας, το οποίο οδηγεί σε σχετικό διαχωρισμό τους με το ύψος. Το πρόβλημα του διαχωρισμού των αερίων συστατικών μέσω μοριακής διάχυσης εξετάζεται ποιο αναλυτικά στο επόμενο κεφάλαιο. Ο χρόνος διάχυσης τ D, δηλαδή ο χαρακτηριστικός χρόνος που απαιτείται ώστε να λάβει χώρα ο διαχωρισμός των αερίων συστατικών, μπορεί να εκτιμηθεί σε κάποιο ύψος, σύμφωνα με την ενότητα 2.3.1, από την σχέση τ D =10-13 n (s), όπου n είναι η αριθμητική πυκνότητα. Κοντά στο έδαφος, όπου n=2,6x10 25 m -3, ο χρόνος μοριακής διάχυσης είναι εξαιρετικά μεγάλος, τ D ~2, s, πλησιάζοντας τα 8, έτη. Σε αντιδιαστολή, στα 100 km, όπου η αριθμητική πυκνότητα n είναι περισσότερο από επτά τάξεις μεγέθους 11

12 μικρότερη αυτής στο έδαφος (βλέπε Εξ και Πίνακα 1.2), ο χρόνος διαχωρισμού τ D είναι ~ s, δηλαδή περίπου μία εβδομάδα. Παράλληλα, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη όμως ότι η ατμόσφαιρα δεν βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας αλλά σε συνεχή (αέναη) κίνηση λόγω των ανέμων, αερίων ρευμάτων, ανοδικών και καθοδικών κινήσεων και τύρβης, που προκαλούν μεταφορά μάζας, ορμής και ενέργειας. Ως αποτέλεσμα, επικρατεί μία συνεχής ανάμιξη των αερίων μαζών η οποία οδηγεί σε χημική ομογενοποίηση του αέρα. Η διαδικασία αυτή, που ονομάζεται αέρια μίξη, χαρακτηρίζεται από ένα χαρακτηριστικό χρόνο μίξης, τ Μ, ο οποίος εξαρτάται από τον ρυθμό μεταβολής της θερμοκρασίας με το ύψος και την κατάσταση ατμοσφαιρικής ευστάθειας, μίας φυσικής διεργασίας που ορίζεται και μελετάται στην ενότητα 3.8. Προκύπτει ότι ο χρόνος μίξης τ Μ είναι σχετικά μικρός, της τάξης της μιας εβδομάδας σε ύψη κάτω της μεσόπαυσης, ενώ αυξάνεται σημαντικά στην θερμόσφαιρα, δηλαδή πάνω από τα 90 με 100 km, όπου λόγω της θετικής βαθμίδας της θερμοκρασίας με το ύψος (dt/dz>0) επικρατούν συνθήκες ατμοσφαιρικής ευστάθειας και συνεπώς βραδύτερης αέριας μίξης. Η μοριακή διάχυση και η μίξη είναι ανταγωνιστικές διεργασίες έτσι ώστε να επικρατεί διαχωρισμός των συστατικών με το ύψος όταν τ D <τ M, ενώ στην αντίθετη περίπτωση, όταν τ D >τ M, η μίξη κυριαρχεί, αναιρώντας έτσι το αποτέλεσμα της μοριακής διάχυσης. Επειδή η συνθήκη τ D >τ M υπερισχύει συντριπτικά στα κατώτερα ύψη, η μίξη ομογενοποιεί γρήγορα την ατμοσφαιρική χημική σύνθεση μέχρι το ύψος των 100 km, όπου οι χρόνοι τ D και τ Μ γίνονται συγκρίσιμοι. Συνεπώς, το μέσο μοριακό βάρος παραμένει σταθερό (μ=28,9 g/mol) μέχρι τα 100 km. Άνω του ύψους αυτού, η μοριακή διάχυση επιβάλλεται της μίξης αφού ισχύει τ D <τ M, συνεπώς γίνεται δυνατός ο διαχωρισμός των βαρύτερων από τα ελαφρότερα συστατικά με αποτέλεσμα τη συνεχή μείωση του μέσου μοριακού βάρους με το ύψος. Η περιοχή από το έδαφος μέχρι ~100 km, στην οποία το μοριακό βάρος παραμένει σταθερό, ονομάζεται ομόσφαιρα, ενώ άνω του ορίου των 100 km, που χαρακτηρίζει την ομόπαυση (ή τυρβόπαυση), εκτείνεται η ετερόσφαιρα, στην οποία το μέσο μοριακό βάρος του αέρα είναι φθίνουσα συνάρτηση του ύψους (Σχήμα 1.5). Σχήμα 1.5. Μεταβολή του μέσου μοριακού βάρους με το ύψος, μέχρι τα 500 km. Το μέσο μοριακό βάρος παραμένει σταθερό στην ομόσφαιρα, η οποία εκτείνεται μέχρι τα 100 km. Η χημική σύσταση της κατώτερης ετερόσφαιρας επηρεάζεται από την φωτοδιάσπαση του μοριακού οξυγόνου σε ατομικό (Κεφ. 7), έτσι ώστε άνω των km το ατομικό οξυγόνο αρχίζει να υπερτερεί του μοριακού ως ελαφρότερο λόγω επίσης και του διαχωρισμού του διά της μοριακής διάχυσης. Σε μεγαλύτερα θερμοσφαιρικά ύψη, η επί τοις εκατό περιεκτικότητα σε ελαφρά στοιχεία αυξάνει σε βάρος των βαρύτερων στοιχείων. Γύρω στα 500 km η ατμόσφαιρα περιέχει κυρίως ατομικό οξυγόνο, ώστε, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 1.5, το μέσο μοριακό βάρος τείνει να γίνει ίσο με αυτό του ατομικού οξυγόνου (μ Ο =16 g/mol). Πάνω από τα 1000 km, τα συστατικά που επικρατούν είναι τα ελαφρά άτομα ηλίου (He) και υδρογόνου (Η). 12

13 1.6. Διαφυγή των Ελαφρών Συστατικών Εξώσφαιρα Η περιοχή άνω των km, όπου αρχίζει η μετάβαση από την κυρίως ατμόσφαιρα στην εξώτερη ατμόσφαιρα, ονομάζεται εξώσφαιρα. Στη περιοχή αυτή οι κρούσεις σπανίζουν καθόσον η μέση ελεύθερη διαδρομή είναι μεγάλη (λ>50 km) ώστε τα αέρια σωμάτια ακολουθούν μετά από κάποια κρούση βαλλιστικές (παραβολικές) τροχιές υπό την επίδραση του πεδίου βαρύτητας. Αν στα ύψη αυτά συμβεί η ταχύτητα ενός σωματίου να είναι μεγαλύτερη της ταχύτητας διαφυγής, τότε αυτό μπορεί να διαφύγει της βαρύτητας και συνεπώς να βρεθεί εκτός της ατμόσφαιρας. Διαμέσου του μηχανισμού αυτού, πιστεύεται ότι η ατμόσφαιρα έχει χάσει το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου της, ενώ με το ίδιο μηχανισμό πιστεύεται ότι η σελήνη, της οποίας η ένταση του βαρυτικού της πεδίου είναι περίπου το 1/5 της γης, έχει χάσει όλη την ατμόσφαιρά της. Για σώμα σε απόσταση r=r E +z από το κέντρο της γης η ταχύτητα διαφυγής του από το πεδίο βαρύτητας, απουσία τριβών στην ατμόσφαιρα, είναι (ενότητα ): 2 GM E 2, / r m/s. (1.13) r Η (1.13) δείχνει ότι η υ δ είναι ανεξάρτητη της μάζας του σώματος. Προκύπτει ότι για σώμα στην επιφάνεια της γης, όπου r=r E (6, m), υ δ =11,2 km/s, ενώ για σώμα στα 500 km υ δ =10,75 km/s. Για να εξεταστεί η πιθανότητα διαφυγής ενός συστατικού του αέρα θερμοκρασίας Τ, υιοθετείται ότι, με βάση τη κινητική θεωρία των αερίων, η κατανομή ταχυτήτων των μορίων (ή ατόμων) κάθε αερίου μοριακής μάζας m και θερμοκρασίας T, που βρίσκεται σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας, υπακούει στην κατανομή MaxwellBoltzmann: 3 / m m ( ) 4 exp, n n (1.14) kt kt όπου k είναι η σταθερά Boltzmann (1, JK -1 ). Η κατανομή δίνει το αριθμό των μορίων dn που έχουν ταχύτητες μεταξύ υ και υ+dυ, ενώ n 0 n ) 0 ( d είναι ο συνολικός αριθμός των μορίων του αερίου. Προς αποφυγή σύγχυσης, να σημειωθεί ότι το σύμβολο n αντιπροσωπεύει εδώ το καθαρό αριθμό μορίων και όχι την ατμοσφαιρική αριθμητική πυκνότητα, η οποία αποδόθηκε στα προηγούμενα με το ίδιο σύμβολο. Η (1.14) μπορεί να δώσει τον αριθμό των αερίων σωματίων που έχουν ταχύτητες υ μεγαλύτερες της ταχύτητας διαφυγής υ δ διά του ολοκληρώματος n n( ) d, ώστε το μοριακό κλάσμα r δ =n δ /n 0, το οποίο αντιπροσωπεύει τη πιθανότητα των μορίων που μπορεί να διαφύγουν, είναι: r m 4 2 kt 3 / m exp d. 2kT (1.15) Η μορφή της κατανομής MaxwellBoltzmann δύο αερίων (1 και 2) εμφανίζεται στο Σχήμα 1.6 για τις περιπτώσεις: (α) m 1 =m 2, Τ 1 <Τ 2, και (β) m 1 >m 2, Τ 1 =T 2. Η εκτεταμένη ουρά της κατανομής υποδεικνύει ότι ένας 13

14 μικρός αριθμός μορίων μπορεί να έχει ταχύτητες μεγαλύτερες των ταχυτήτων διαφυγής, και ότι αυτό είναι πιθανότερο να συμβεί για: (α) μεγαλύτερες θερμοκρασίες Τ, και (β) μικρότερες μοριακές μάζες m. Σχήμα 1.6. Γραφικές απεικονίσεις της κατανομής MaxwellBoltzmann Η πλέον πιθανή ταχύτητα των μορίων (ή ατόμων) της κατανομής (1.14) αντιστοιχεί στο μέγιστό της, συνεπώς αυτή βρίσκεται θέτοντας την πρώτη παράγωγο dn(υ)/dυ=0 (και δείχνοντας ότι η δεύτερη παράγωγος d 2 n(υ)/dυ 2 <0). Με τον τρόπο αυτό προκύπτει ότι η πλέον πιθανή ταχύτητα υ p είναι: p 2kT 2kT T 129 m/s, (1.16) m m H όπου μ είναι το μοριακό βάρος του αερίου, ενώ μ Η =1,67x10-27 kg. H παραπάνω θεώρηση προϋποθέτει ισοκατανομή της θερμικής ενέργειας μεταξύ των διαφόρων συστατικών, δηλαδή ότι βρίσκονται όλα στην ίδια (κινητική) θερμοκρασία, έτσι ώστε η μέση ταχύτητα των ελαφρότερων στοιχείων να είναι μεγαλύτερη αυτής των βαρύτερων. Με βάση τα παραπάνω, οι τιμές που παίρνει η πλέον πιθανή ταχύτητα των διαφόρων συστατικών στη βάση της εξώσφαιρας κοντά στα km, για μια συνήθη θερμοκρασία Τ=600 Κ, κυμαίνονται από ~3,20 km/s για το ελαφρότερο συστατικό που είναι το Η, μέχρι 0,56 km/s για ένα από τα βαρύτερα συστατικά όπως το Ο 2. Οι τιμές αυτές είναι αρκετά μικρότερες της ταχύτητας διαφυγής υ δ =10,75 km/s στα 500 km, επομένως ο συντριπτικά μεγάλος πληθυσμός των αερίων συστατικών αδυνατεί να διαφύγει. Τι γίνεται όμως με τα αέρια σωμάτια των οποίων η ταχύτητα υ βρίσκεται στην ουρά της κατανομής και είναι αρκετά μεγάλη έτσι ώστε υ>>υ p ; Όπως προκύπτει από το παραπάνω μοντέλο, τα ελαφρότερα από τα σωμάτια αυτά έχουν όντως κάποια μικρή πιθανότητα διαφυγής, η οποία επιτρέπει να βρεθεί το κλάσμα των μορίων που έχουν ταχύτητες μεγαλύτερες του iυ p, όπου i=1,2,3, κ.ο.κ. Κατόπιν υπολογισμών προκύπτει ότι ταχύτητες μεγαλύτερες του 2υ p έχουν περίπου 2% των μορίων, και ότι μόνο ένα μόριο στα (0,01%) έχει ταχύτητα μεγαλύτερη του 3υ p, ενώ για επιπλέον περιπτώσεις τα αποτελέσματα που προκύπτουν δίνονται στον Πίνακα 1.3. i=υ/υ p Κλάσμα μορίων 1 0,6 2 0, Πίνακας 1.3. Κλάσμα μορίων αερίου με ταχύτητες υ>iυ p i=1, 2, 3,... Για μια δεδομένη θερμοκρασία, και με τα αέρια συστατικά σε θερμική ισορροπία, τα ελαφρότερα σωμάτια (μόρια ή άτομα) θα έχουν τις πλέον μεγαλύτερες ταχύτητες και συνεπώς την μεγαλύτερη πιθανότητα να διαφύγουν του πεδίου βαρύτητας. Έτσι, για το ελαφρότερο στοιχείο του ατομικού υδρογόνου (Η), το οποίο στη βάση της εξώσφαιρας στα 500 km για Τ=600 Κ έχει υ p =3,2 km/s, ο λόγος υ/υ p για υ=υ δ =10,75 km/s είναι 10,75/3,2=3,5. Αναφορά του λόγου αυτού στον Πίνακα 1.3 υποδεικνύει ότι περίπου 1 άτομο Η στα θα 14

15 διαφεύγει της βαρύτητας της γης (πιθανότητα 10-5 ) και θα χαθεί από την ατμόσφαιρα. Παρότι η πιθανότητα αυτή είναι μικρή, υπολογισμοί δείχνουν ότι ο χρόνος που χρειάζεται για τη διαφυγή του υδρογόνου από την ατμόσφαιρα είναι μικρότερος της ζωής της ατμόσφαιρας, συνεπώς το σύνολο σχεδόν του Η της ατμόσφαιρας έχει όντως διαφύγει στο διάστημα. Αν επαναλάβουμε τους ίδιους υπολογισμούς για το ατομικό Ο, το οποίο για Τ=600 K έχει ως πλέον πιθανή ταχύτητα τη τιμή υ p =0,8 km/s και λόγο υ/υ p για υ=υ δ ίσο με 10,75/0,8=13,4. Στη περίπτωση αυτή, σύμφωνα με τον Πίνακα 1.3, η πιθανότητα διαφυγής είναι ~10-84, δηλαδή μηδαμινή, συνεπώς, ο ρυθμός διαφυγής του ατομικού οξυγόνου είναι τόσο βραδύς ώστε η ολική απώλεια του στη διάρκεια ζωής της γης να είναι αμελητέα. Το Σχήμα 1.7 συνοψίζει παραστατικά τη κατάσταση, παρουσιάζοντας τις περιοχές της ομόσφαιρας, ετερόσφαιρας και εξώσφαιρας που προέκυψαν με βάση τις διεργασίες μίξης, μοριακής διάχυσης και διαφυγής των ατμοσφαιρικών αερίων. Σχήμα 1.7. Κατανομή της ατμοσφαιρικής μάζας με το ύψος και διαφυγή ελαφρών συστατικών 1.7. Ατμοσφαιρικός Ηλεκτρισμός - Κεραυνοί Στην ατμόσφαιρα εκτός από τα ουδέτερα συστατικά υπάρχουν επίσης αρνητικά και θετικά φορτία. Παρότι η συγκέντρωση των φορτίων αυτών είναι πολύ μικρότερη αυτής των ουδέτερων, αυτά συντελούν στη γένεση ηλεκτροστατικών, ηλεκτρομαγνητικών και οπτικών φαινομένων, όπως π.χ., οι κεραυνοί στην κατώτερη ατμόσφαιρα, τα μεταβατικά οπτικά συμβάντα στην ανώτερη ατμόσφαιρα, το σέλας στην πολική ιονόσφαιρα, και οι ζώνες ακτινοβολίας Van Allen στην εσωτερική μαγνητόσφαιρα. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι στην κατώτερη ατμόσφαιρα τα ηλεκτρόνια έχουν πολύ μικρό χρόνο ζωής, έτσι τα ηλεκτρικά φορτία είναι σε μορφή μεγαλομορίων και φορτισμένων σωματιδίων αιωρημάτων που χαρακτηρίζονται ως μικρά ή μεγάλα, αρνητικά και θετικά ιόντα (Κεφ. 6). Σε αντίθεση με την κατώτερη ατμόσφαιρα, στην ιονόσφαιρα και μαγνητόσφαιρα τα φορτία αποτελούνται από ίσο αριθμό ελεύθερων ηλεκτρονίων και κοινών μοριακών ή ατομικών θετικών ιόντων (εκτός από το κατώτατο ιονοσφαιρικό στρώμα μεταξύ των 60 και 80 km, όπου απαντώνται και αρνητικά μοριακά ιόντα λόγω προσάρτησης ηλεκτρονίων σε ουδέτερα μόρια, βλέπε Κεφ. 7). Μετρήσεις στον αέρα κοντά στο έδαφος δείχνουν ότι σε συνθήκες καλοκαιρίας (fair weather) υπάρχει μια κατακόρυφη βαθμίδα δυναμικού (dv/dz) της τάξης κατά μέσο όρο των 120 V/m που ορίζει ένα 15

16 ηλεκτροστατικό πεδίο με κατεύθυνση προς τη γη. Το πεδίο αυτό, γνωστό σαν ηλεκτρικό πεδίο καλοκαιρίας Ε z, μειώνεται γρήγορα με το ύψος φτάνοντας στα λίγα V/m περί τα 10 km, ενώ πλησιάζει το μηδέν στην στρατόσφαιρα. Η γη είναι φορτισμένη αρνητικά, έχοντας ένα συνολικό φορτίο περί τα C, ενώ η κατώτατη ατμόσφαιρα είναι φορτισμένη θετικά με περίπου το ίδιο ποσό φορτίου, ώστε το σύστημα γης κατώτερης ατμόσφαιρας να είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Η αριθμητική πυκνότητα των ατμοσφαιρικών φορτίων κοντά στο έδαφος είναι ~1, φορτία ανά κυβικό μέτρο (m -3 ). Τα φορτία δημιουργούνται μέσω ιονισμού των ουδετέρων συστατικών από την πρόσπτωση κοσμικών ακτίνων, οι οποίες είναι υπερενεργητικά φορτισμένα πρωτόνια (Η + ) εξωηλιακής (γαλαξιακής) προέλευσης, καθώς και από την διάσπαση ραδιενεργών στοιχείων στο έδαφος και στην ατμόσφαιρα. Η ύπαρξη ελεύθερων φορτίων στην ατμόσφαιρα συνεπάγεται μια ηλεκτρική αγωγιμότητα, η οποία κοντά στο έδαφος είναι λ 0 ~2, Ω -1 m -1. Η τιμή αυτή αντιπροσωπεύει μία πολύ μικρή αγωγιμότητα, π.χ., είναι 22 τάξεις μεγέθους μικρότερη συγκρινόμενη με την αγωγιμότητα ενός καλού αγωγού όπως ο χαλκός (λ Cu =810 8 Ω -1 m -1 ), ώστε ο αέρας να είναι κατά βάση πολύ καλός μονωτής. Επίσης η λ z0 είναι πολύ μικρότερη των τιμών της αγωγιμότητας του εδάφους και της ανώτερης ατμόσφαιρας (ιονόσφαιρας) που, σε σχέση με την κατώτερη ατμόσφαιρα, συμπεριφέρονται ως αγωγοί. Παρά τη πολύ μικρή αγωγιμότητα της κατώτερης ατμόσφαιρας, αυτή αρκεί ώστε να δημιουργήσει παρουσία του ηλεκτρικού πεδίου καλοκαιρίας, Ε z, ένα ρεύμα αγωγιμότητας που σύμφωνα με το γενικευμένο νόμο του Ohm έχει πυκνότητα J z =λ z E z και παίρνει κοντά στο έδαφος τιμές μεταξύ 2 με 4 pa/m 2. Το ρεύμα αυτό ρέει από την ατμόσφαιρα στη γη, με αποτέλεσμα την ουδετεροποίηση, δηλαδή τη μείωση και μηδενισμό, του φορτίου τη γης σε χρόνο περίπου 30 min (ενότητα 6.4). Στην πράξη όμως, η εκφόρτιση αυτή δεν επαληθεύεται, έτσι ώστε το μέτρο του πεδίου καλοκαιρίας κοντά στη γη, Ε z0, παρότι μεταβάλλεται ευρύτατα, δεν μηδενίζεται, διατηρώντας μια μέση τιμή περί τα 120 V/m. Η παρατήρηση αυτή υποδεικνύει την λειτουργία ενός μηχανισμού φόρτισης της γης με αρνητικό φορτίο ώστε αυτό, όπως και το ηλεκτρικό πεδίο στην ατμόσφαιρα, να παραμένουν σταθερά με το χρόνο. Σχήμα 1.8. Παγκόσμιο ηλεκτρικό κύκλωμα φόρτισης της γης. Η παραδοξότητα αυτή, η οποία για πολλά χρόνια παρέμεινε ανεξήγητη, είναι γνωστό σήμερα ότι οφείλεται στην ύπαρξη μιας παγκόσμιας κεραυνικής ηλεκτρογεννήτριας (global thunderstorm generator), η οποία μεταφέρει στη γη αρνητικά φορτία μέσω των κεραυνών σε περιοχές πάνω από τις οποίες λαβαίνουν χώρα κεραυνοκαταιγίδες (thunderstorms). Το αποτέλεσμα είναι να φορτίζεται η γη με αρνητικό φορτίο σε τόπους που επικρατούν κεραυνοί και έτσι να εξισορροπείται η εκφόρτωση της λόγω του ρεύματος διαρροής J z σε τόπους που υπάρχει καλοκαιρία, αφού η γη ενεργεί σαν αγωγός, ώστε το φορτίο που μεταφέρεται σε αυτή να ισοκατανέμεται στην επιφάνειά της. Σε αυτό το σενάριο, δημιουργείται διαχωρισμός των θετικών και αρνητικών φορτίων μέσα στα κεραυνοφόρα νέφη, μέσω μηχανισμών που θα συζητηθούν στο Κεφάλαιο 6, ώστε αυτά να ενεργούν σαν να έχουν μια γιγάντια μπαταρία ρεύματος, οι πόλοι της οποίας συνδέονται προς 16

17 τα κάτω με την αγώγιμη γη και προς τα πάνω με την αγώγιμη ανώτερη ατμόσφαιραιονόσφαιρα. Η παραπάνω απλή περιγραφή συνοψίζει τη λειτουργία ενός πολύπλοκου μηχανισμού φόρτισης της γης, γνωστού ως παγκόσμιο ηλεκτρικό κύκλωμα (global electric circuit), το οποίο απεικονίζεται στην απλούστερη μορφή του, στο Σχήμα 1.8. Η αξιοπιστία του μοντέλου του παγκόσμιου ηλεκτρικού κυκλώματος ενισχύεται από την καλή συσχέτιση που έχει βρεθεί μεταξύ της μέσης ημερήσιας μεταβολής του ηλεκτρικού πεδίου καλοκαιρίας, που είναι ανεξάρτητη του τόπου μέτρησης, και της ημερήσιας μεταβολής της παγκόσμιας κεραυνικής δραστηριότητας. Αυτό συμβαίνει παρά το γεγονός ότι, όπως φαίνεται στην Εικόνα 1.2, η παγκόσμια κατανομή των κεραυνών στη γη είναι ιδιαίτερα ανομοιογενής, με την μεγάλη πλειοψηφία αυτών να λαμβάνει χώρα στις τροπικές ηπειρωτικές περιοχές, με το μέγιστό της να βρίσκεται στους ορεινούς όγκους της κεντρικής Αφρικής, αφού η γεωμορφολογία και τα μεγάλα νέφη που αναπτύσσονται εκεί ευνοούν τους κεραυνούς περισσότερο από κάθε άλλη περιοχή στον πλανήτη. Όπως φαίνεται στην εικόνα 1.2, το ελάχιστο εμφάνισης των κεραυνών εντοπίζεται στις πολικές περιοχές, στους ωκεανούς και τις ερήμους. Ο πιο συχνός τύπος κεραυνών είναι οι ενδονεφικοί κεραυνοί (intracloud lightning), ενώ οι κεραυνοί νέφουςεδάφους (cloudtoground, CG) διακρίνονται σε αρνητικούς (CG) και θετικούς (+CG), εάν η πολικότητα του ρεύματος που προκαλούν είναι από ή προς τη γη, αντίστοιχα. Ο μέσος ρυθμός εμφάνισης κεραυνών παγκοσμίως είναι περί τους 50 ανά δευτερόλεπτο. Εικόνα 1.2. Παγκόσμια κατανομή του αριθμού των κεραυνών ανά έτος και km 2, όπως μετρείται με ειδικές κάμερες από δορυφόρους που περιστρέφονται περί τη γη. Πηγή: National Space Science and Technology Center (NSSTC), Alabama, Huntsville,USA ( Ιονόσφαιρα Η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία, UV, και οι ακτίνες X απορροφώνται εξ ολοκλήρου στην ανώτερη ατμόσφαιρα και αποτελούν τις κύριες πηγές ιονισμού των αερίων συστατικών εκεί. Άλλη πηγή ιονισμού είναι η προσπίπτουσα σωματιδιακή ακτινοβολία, δηλαδή ενεργητικές κοσμικές ακτίνες (πρωτόνια) ηλιακής και εξωηλιακής προέλευσης, όπως και πολύ ενεργητικά ηλεκτρόνια κυρίως στα μεγάλα, σελαϊκά, γεωμαγνητικά πλάτη. Λόγω της ταχείας αύξησης της μέσης ελεύθερης διαδρομής με το ύψος (Πίνακας 1.2 και Σχήμα 1.4), τα ελεύθερα ηλεκτρόνια στην ανώτερη ατμόσφαιρα ζουν περισσότερο, γιατί οι κρούσεις με θετικά ιόντα είναι λιγότερο συχνές και οι ρυθμοί επανασύνδεσης μικρότεροι. Σαν συνέπεια, τα περισσότερα από τα ελεύθερα ηλεκτρόνια της ατμόσφαιρας βρίσκονται σε ύψη πάνω από 60 km όπου υπάρχουν σε σημαντικούς αριθμούς ώστε να επηρεάζουν τη διάδοση των ραδιοκυμάτων. Τα ατμοσφαιρικά στρώματα όπου, σε συνθήκες σταθερής κατάστασης (steady state), υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια συνιστούν την ιονόσφαιρα (ionosphere). Αρχικά η 17

18 ιονόσφαιρα ονομάσθηκε στρώμα Heaviside, από τον Βρετανό φυσικό που υιοθέτησε την ύπαρξή της το 1902 μετά τα πειράματα του Ιταλού μηχανικού Marconi, ο οποίος πέτυχε για πρώτη φορά το 1901 την ραδιοφωνική σύζευξη μεταξύ Ευρώπης και Καναδά, δηλαδή, ηλεκτρομαγνητική (ΗΜ) σύζευξη μεταξύ δύο σημείων που βρίσκονταν σε μεγάλη απόσταση πέραν του ορίζοντα. Αυτό υπέδειξε ότι το εκπεμπόμενο ΗΜ κύμα υπέστη ανάκλαση σε ένα ηλεκτρικά αγώγιμο στρώμα στην ανώτερη ατμόσφαιρα σε ύψη μεγαλύτερα των 100 km, που κατόπιν έγινε γνωστό ως ιονόσφαιρα. Η Ιονοσφαιρική Φυσική εδραιώθηκε περί το 1925, μαθηματικά με την ανάπτυξη της μαγνητοϊοντικής θεωρίας ιονοσφαιρικής διάδοσης ραδιοκυμάτων, αρχικά στο Πανεπιστήμιο του Cambridge από τον Edward Appleton (βραβείο Nobel 1947), και πειραματικά με την ανάπτυξη την ίδια εποχή του ionosonde (ionospheric sounder ionosonde), που επέτρεψε την επαλήθευση της θεωρίας. Το ionosonde, το οποίο είναι ένα ιονοσφαιρικό radar σάρωσης συχνοτήτων μεταξύ 1 και 20 MHz, αποτελεί το κατεξοχήν παραδοσιακό πειραματικό σύστημα μελέτης της δομής της ιονόσφαιρας από τα 100 μέχρι τα km, και χρησιμοποιείται ευρύτατα μέχρι σήμερα, σε εξελιγμένη ψηφιακή μορφή, σε ένα παγκόσμιο δίκτυο ιονοσφαιρικών σταθμών. Λόγω της σημασίας του ιονοσφαιρικού πλάσματος στις τηλεπικοινωνίες, η ιονοσφαιρική επιστήμη υπηρετήθηκε πριν και μετά τον πόλεμο από μια σειρά επιφανών φυσικών με επικεφαλής τους Edward Appleton και Sydney Chapman, η έρευνα των οποίων οδήγησε σε ικανοποιητική κατανόηση της μέσης συμπεριφοράς της ιονόσφαιρας αλλά και στον εντοπισμό νέων φυσικών φαινομένων που αποτελούν αντικείμενο συστηματικής έρευνας, θεωρητικής και πειραματικής, τα τελευταία 50 χρόνια Εικόνα 1.3. Το μεγάλο ιονοσφαιρικό radar ασύμφωνου σκέδασης στη Jicamarca, κοντά στη Λίμα του Περού απ όπου διέρχεται ο γεωμαγνητικός ισημερινός. ( ). Πριν την δεκαετία του 1970, η ιονοσφαιρική έρευνα ήταν επικεντρωμένη επί θεμάτων ιονοσφαιρικής δομής, των μηχανισμών φωτοϊονισμού και φωτοχημείας, φαινομένων μεταφοράς και μεταβλητότητας, θεμάτων μορφολογίας, όπως και σε προβλήματα διάδοσης ραδιοκυμάτων από VLF (very low frequencies) μέχρι VHF (very high frequencies). Τα τελευταία χρόνια όμως, με την εκρηκτική ανάπτυξη της διαστημικής και των επί τόπου (in situ) παρατηρήσεων με δορυφόρους και πυραύλους, και ιδιαίτερα μετά την ανάπτυξη ως διαγνωστικής τεχνικής της μεθόδου ασύμφωνου σκέδασης με την εγκατάσταση μεγάλων τηλεσκοπικών ραδιοσυστημάτων (incoherent scatter radars, π.χ., στο Arecibo, Puerto Rico και στη Jicamarca, Περού), όπως και των Doppler radars συμφώνου σκέδασης από κυματικές ανομοιογένειες στο ιονοσφαιρικό πλάσμα (με δυνατότητες ραδιοσυμβολομετρίας και imaging), η έμφαση της ιονοσφαιρικής έρευνας μετατοπίσθηκε σε φαινόμενα ηλεκτροδυναμικής (πεδία και ρεύματα) και φυσικής πλάσματος (αστάθειες πλάσματος και μη γραμμικές αλληλεπιδράσεις). Επίσης ένα μεγάλο μέρος της ιονοσφαιρικής έρευνας σήμερα αφορά την μελέτη των μηχανισμών αλληλεπίδρασης της ιονόσφαιρας με την ουδέτερη ατμόσφαιρα, κυρίως των κυματικών διαταραχών που διέπουν το ατμοσφαιρικό μέσο (κύματα βαρύτητας, παλιρροιακά, και πλανητικά), όπως και την αλληλεπίδραση της ιονόσφαιρας με την περιβάλλουσα μαγνητόσφαιρα αφού τα δύο μέσα βρίσκονται σε σύζευξη διαμέσου του γεωμαγνητικού πεδίου που επιτρέπει την συνεχή ανταλλαγή ενέργειας και ορμής. Η βασική φυσική ποσότητα που χαρακτηρίζει την ιονόσφαιρα είναι η ηλεκτρονική πυκνότητα Ν e, δηλαδή o αριθμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων ανά μονάδα όγκου (m -3 ). Αυτή αναφέρεται και ως πυκνότητα 18

19 πλάσματος (plasma density), είναι δε περίπου ίση με την ιοντική πυκνότητα (πυκνότητα ιόντων) Ν i, καθόσον η ύπαρξη του ιονοσφαιρικού πλάσματος, όπως και κάθε πλάσματος, απαιτεί να επικρατεί ουδετερότητα, ή τουλάχιστον ημιουδετερότητα, φορτίου (Ν e ~Ν i ). Ένα τυπικό προφίλ της ηλεκτρονικής πυκνότητας για τις μεσημβρινές ώρες στα μέσα γεωγραφικά πλάτη δίνεται στο Σχήμα 1.9. Η δομή του περιλαμβάνει τρεις κυρίες ιονοσφαιρικές περιοχές (regions) η στρώματα (layers), που συμβολίζονται με τα κεφαλαία γράμματα D, E και F. Τα μέγιστα των περιοχών D, E και F αντιστοιχούν σε ημερήσιες τιμές ηλεκτρονικής πυκνότητας, περίπου m -3, m -3, και m -3. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι η ιονόσφαιρα σε όλο της το ύψος αποτελεί ένα μερικώς ιονισμένο πλάσμα (partly ionized plasma), αφού η ηλεκτρονική πυκνότητα παραμένει πολλές (στα κατώτερα ύψη) έως αρκετές (στα μεγαλύτερα ύψη), τάξεις μεγέθους μικρότερη της αριθμητικής πυκνότητας των ουδετέρων συστατικών, ώστε να ισχύει ότι Ν e <<n, όπως δείχνει μια γρήγορη σύγκριση των τιμών Ν e στο Σχήμα 1.9 με τις τιμές του n στο Πίνακα 1.2. Σχήμα 1.9. Τυπικό προφίλ της ιονόσφαιρας και οι κύριες ιονοσφαιρικές περιοχές ή στρώματα. Η περιοχή D εκτείνεται από ~60 μέχρι 90 km, η περιοχή E από τα 90 μέχρι τα 150 km, ενώ το μέγιστο της περιοχής F τοποθετείται μεταξύ ~250 και 350 km. Άνω των 500 με 600 km γίνεται αναφορά στη κορυφική (topside) ιονόσφαιρα. Η περιοχή D, η οποία δεν εμφανίζει διακριτό μέγιστο στην ηλεκτρονική πυκνότητα, είναι η πλέον σύνθετη ιοντοχημικά περιοχή της ιονόσφαιρας, ενώ εκεί απαντάται και σημαντική συγκέντρωση αρνητικών ιόντων. Το μέγιστο της περιοχής Ε παρατηρείται γύρω στα km, με τα ΝΟ + και Ο 2 + να είναι τα πολυπληθέστερα ιόντα. Το επικρατέστερο ιόν στην περιοχή F είναι το Ο +, ενώ στη κορυφική ιονόσφαιρα πάνω από τα 800 km επικρατούν τα ελαφρότερα ιόντα He +, και Η +. Επειδή η κύρια πηγή παραγωγής της ιονόσφαιρας είναι ο ήλιος, μέσω της πλέον ενεργητικής του ΗΜ ακτινοβολίας, η ιονόσφαιρα υπόκειται σε ισχυρή μεταβλητότητα: ημερήσια (μεταξύ μέρας στη νύχτας, π.χ., οι περιοχές D και Ε σχεδόν εκλείπουν τη νύχτα), εποχική (μεταξύ θέρους και χειμώνα), και γεωγραφική (μεταξύ ισημερινού και πόλων). Η παραγωγή των ιόντων, και φυσικά των ελευθέρων ηλεκτρονίων, ξεκινά από τον φωτοϊονισμό των ουδέτερων συστατικών Ν 2, Ο 2 και Ο, όπου το ατομικό οξυγόνο προκύπτει από φωτοδιάσπαση (Κεφ. 7). Η δημιουργία μέγιστων στην ιονόσφαιρα, βλέπε Σχήμα 1.9, μπορεί να κατανοηθεί σε πρώτη προσέγγιση (για περισσότερες λεπτομέρειες βλέπε ενότητα 7.6), αν λάβουμε υπόψη ότι ο ρυθμός παραγωγής ζευγών ηλεκτρονίωνιόντων ανά μονάδα όγκου, Q, είναι ανάλογος της έντασης Ι, της φωτοϊονίζουσας ηλιακής ακτινοβολίας, και ανάλογος της αριθμητικής πυκνότητας, n, των ουδετέρων σωματιδίων που απορροφούν την ακτινοβολία, δηλαδή QIn, με τα προφίλ των ποσοτήτων Q, I και n με να ακολουθούν λογικά τις καμπύλες που δίνονται στο Σχήμα Όπως διαπιστώνεται, η ένταση Ι είναι μέγιστη στα ανώτατα ύψη όπου ο ρυθμός απορρόφησης, και συνεπώς ο ρυθμός παραγωγής, Q, είναι ελάχιστος επειδή η πυκνότητα των απορροφούντων αερίων συστατικών, n, είναι ελάχιστη. Καθώς εισχωρεί σε βάθος η 19

20 φωτοϊονίζουσα ακτινοβολία, η πυκνότητα n αυξάνει με αποτέλεσμα η ένταση Ι να μειώνεται λόγω μεγαλύτερης απορρόφησης ενέργειας μέσω φωτοϊονισμού ώστε το Q να αυξάνει. Συνδυασμός αυτών των μεταβολών οδηγεί σε κάποιο ύψος (βάθος) z m, στο οποίο η παραγωγή ιονισμού Q μεγιστοποιείται, όπως και ο αριθμός των προϊόντων του, δηλαδή η πυκνότητα ηλεκτρονίων και ιόντων, Ν e και Ν i. Κάτω από το ύψος του μέγιστου Q m, η πυκνότητα n των απορροφούντων συστατικών συνεχίζει να αυξάνεται σχεδόν εκθετικά συνεπώς η ιονίζουσα ακτινοβολία Ι μειώνεται γρηγορότερα μέχρι που σε κάποιο κατώτερο ύψος z m μηδενίζεται. Το μαθηματικό μοντέλο της παραπάνω διαδικασίας θα αναλυθεί στην ενότητα 7.6. Σχήμα Απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα και δημιουργία της ιονόσφαιρας. Η τελική δομή του ιονοσφαιρικού προφίλ, εκτός από τους μηχανισμούς παραγωγής ιονισμού, Q, καθορίζεται και από τους μηχανισμούς ιοντοχημικής απώλειας φορτίου, L, όπως και από τη μεταφορά πλάσματος στο χώρο, όπου υπεισέρχεται η ταχύτητα ολίσθησης των ηλεκτρονίων που εξαρτάται, μεταξύ άλλων, και από τις κρούσεις των ηλεκτρονίων και ιόντων με τα ουδέτερα σωμάτια. Η αποτελεσματικότητα των διάφορων μηχανισμών (παραγωγής, απώλειας και μεταφοράς) εξαρτάται από το ύψος, π.χ., κάτω των 200 km, η μεταφορά πλάσματος είναι μικρή συγκριτικά με τις διεργασίες παραγωγής και απώλειας φορτίων, έτσι η ιονόσφαιρα εκεί βρίσκεται προσεγγιστικά σε φωτοχημική ισορροπία κατά την ημέρα, ώστε Q L. Το ιονοσφαιρικό πλάσμα παίζει σημαντικό ρόλο στις ραδιοεπικοινωνίες επειδή επηρεάζει την διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών (ΗΜ) κυμάτων, με συχνότητες κυρίως μέχρι ~30 MHz (ραδιοκύματα). Η θεωρία της ιονοσφαιρικής διάδοσης των ραδιοκυμάτων ονομάζεται μαγνητοϊοντική θεωρία (magnetoionic theory). Στη θεωρία αυτή υπεισέρχεται κατά βάση μόνο η δυναμική των ηλεκτρονίων, καθόσον τα διάφορα ιόντα έχουν πολύ μεγαλύτερες μάζες, συνεπώς λόγω της μεγάλης αδράνειάς των θεωρούνται ότι δεν αποκρίνονται στα ΗΜ πεδία του διαδιδόμενου ραδιοκύματος. Μια σημαντική παράμετρος που υπεισέρχεται είναι η συχνότητα πλάσματος, ω p =2πf p, η οποία αντιπροσωπεύει την χαρακτηριστική συχνότητα ταλάντωσης των ηλεκτρονίων του πλάσματος περί μια θέση ισορροπίας όταν το πλάσμα δεχτεί μια ηλεκτροστατική διαταραχή, εξαρτάται δε μόνο από την ηλεκτρονική πυκνότητα N e : 2 Nee p, (1.17) m όπου e και m e είναι το στοιχειώδες φορτίο (1, C) και η μάζα του ηλεκτρονίου (9, kg), αντίστοιχα, ενώ ε 0 είναι η ηλεκτρική διαπερατότητα του κενού (8, Fm -1 ). Στην απλούστερη περίπτωση ραδιοκυματικής διάδοσης, εάν αγνοηθούν η απώλεια ενέργειας λόγω των κρούσεων των ηλεκτρονίων με τα ουδέτερα σωμάτια όπως και η δράση του μαγνητικού πεδίου της γης, τότε η θεωρία προβλέπει ότι, για κάθετη πρόσπτωση του κύματος στην ιονόσφαιρα, ένα ραδιοκύμα συχνότητας f c θα ανακλαστεί στο ύψος εκείνο στο οποίο f c =f p, δηλαδή 0 e 20

Ισορροπία στη σύσταση αέριων συστατικών

Ισορροπία στη σύσταση αέριων συστατικών Ισορροπία στη σύσταση αέριων συστατικών Για κάθε αέριο υπάρχουν μηχανισμοί παραγωγής και καταστροφής Ρυθμός μεταβολής ενός αερίου = ρυθμός παραγωγής ρυθμός καταστροφής Όταν: ρυθμός παραγωγής = ρυθμός καταστροφής

Διαβάστε περισσότερα

Η ατμόσφαιρα και η δομή της

Η ατμόσφαιρα και η δομή της 1 Η ατμόσφαιρα και η δομή της Ατμόσφαιρα λέγεται το αεριώδες στρώμα που περιβάλλει τη γη και το οποίο την ακολουθεί στο σύνολο των κινήσεών της. 1.1 Έκταση της ατμόσφαιρας της γης Το ύψος στο οποίο φθάνει

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Ατμοσφαιρική Φυσική

Εισαγωγή στην Ατμοσφαιρική Φυσική 1 ΧΡΗΣΤΟΣ ΧΑΛΔΟΥΠΗΣ Πανεπιστήμιο Κρήτης Εισαγωγή στην Ατμοσφαιρική Φυσική 3 Εισαγωγή στην Ατμοσφαιρική Φυσική Συγγραφή Χρήστος Χαλδούπης Κριτικός αναγνώστης Νικόλαος Χρηστάκης Συντελεστές έκδοσης Τεχνική

Διαβάστε περισσότερα

Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ):

Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ): Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ): Μιχάλης Βραχνάκης Αναπληρωτής Καθηγητής ΤΕΙ Θεσσαλίας ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 2 ΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Η ΓΗ ΚΑΙ Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ 1.1. Γενικά 1.2. Στρώματα ή περιοχές της ατμόσφαιρας

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΝΙΚΟΤΕΡΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΤΗΣ ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ (πραγματική ατμόσφαιρα)

ΓΕΝΙΚΟΤΕΡΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΤΗΣ ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ (πραγματική ατμόσφαιρα) ΓΕΝΙΚΟΤΕΡΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΤΗΣ ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ (πραγματική ατμόσφαιρα) Υδροστατική εξίσωση: ( ρ = Nm) dp( ) = ρ( ) g( ) d N( ) m( ) g( ) d () Εξίσωση τελείων αερίων: p( ) = kn( ) T( ) (2) dp () + (2) ( )

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 1. ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ Ατμόσφαιρα είναι το αεριώδες περίβλημα

Διαβάστε περισσότερα

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ. Aτµόσφαιρα της Γης - Η σύνθεση της ατµόσφαιρας Προέλευση του Οξυγόνου - Προέλευση του Οξυγόνου

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ. Aτµόσφαιρα της Γης - Η σύνθεση της ατµόσφαιρας Προέλευση του Οξυγόνου - Προέλευση του Οξυγόνου ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ Aτµόσφαιρα της Γης - Η σύνθεση της ατµόσφαιρας Προέλευση του Οξυγόνου - Προέλευση του Οξυγόνου ρ. Ε. Λυκούδη Αθήνα 2005 Aτµόσφαιρα της Γης Ατµόσφαιρα είναι η αεριώδης µάζα η οποία περιβάλλει

Διαβάστε περισσότερα

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ. Γενικά περί ατµόσφαιρας

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ. Γενικά περί ατµόσφαιρας ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ Γενικά περί ατµόσφαιρας Τι είναι η ατµόσφαιρα; Ένα λεπτό στρώµα αέρα που περιβάλει τη γη Η ατµόσφαιρα είναι το αποτέλεσµα των διαχρονικών φυσικών, χηµικών και βιολογικών αλληλεπιδράσεων του

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ 1.1 Η Ατµοσφαιρική Επιστήµη ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ Η ατµοσφαιρική επιστήµη περιλαµβάνει ένα αριθµό συγγενών κλάδων που ασχολούνται µε την κατανόηση των φαινοµένων που λαβαίνουν χώρα στην ατµόσφαιρα

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη και κατανόηση των διαφόρων φάσεων του υδρολογικού κύκλου.

Μελέτη και κατανόηση των διαφόρων φάσεων του υδρολογικού κύκλου. Ζαΐμης Γεώργιος Κλάδος της Υδρολογίας. Μελέτη και κατανόηση των διαφόρων φάσεων του υδρολογικού κύκλου. Η απόκτηση βασικών γνώσεων της ατμόσφαιρας και των μετεωρολογικών παραμέτρων που διαμορφώνουν το

Διαβάστε περισσότερα

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΣΥΣΤΑΣΗ. Εισαγωγή στη Φυσική της Ατμόσφαιρας: Ασκήσεις Α. Μπάης

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΣΥΣΤΑΣΗ. Εισαγωγή στη Φυσική της Ατμόσφαιρας: Ασκήσεις Α. Μπάης ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΣΥΣΤΑΣΗ 1. Να υπολογιστούν η ειδική σταθερά R d για τον ξηρό αέρα και R v για τους υδρατμούς. 2. Να υπολογιστεί η μάζα του ξηρού αέρα που καταλαμβάνει ένα δωμάτιο διαστάσεων 3x5x4 m αν η πίεση

Διαβάστε περισσότερα

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 2. ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 2. ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών Ιωάννα Δ. Αναστασοπούλου Βασιλική Δρίτσα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ 2. ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ

Διαβάστε περισσότερα

Όξινη βροχή. Όξινη ονομάζεται η βροχή η οποία έχει ph μικρότερο από 5.6.

Όξινη βροχή. Όξινη ονομάζεται η βροχή η οποία έχει ph μικρότερο από 5.6. Όξινη βροχή Οξύτητα είναι η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου σε μια ουσία όπως αυτή ορίζεται από τον αρνητικό λογάριθμο της συγκέντρωσης των ιόντων του υδρογόνου (ph). Το καθαρό νερό έχει ουδέτερο ph ίσο με

Διαβάστε περισσότερα

Τροπόσφαιρα. Στρατόσφαιρα

Τροπόσφαιρα. Στρατόσφαιρα ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ Το διαφανές στρώµα αέρος που περιβάλλει τη Γη σαν µια τεράστια προστατευτική ασπίδα, δίχως την οποία η ζωή στον πλανήτη µας θα ήταν αδιανόητη, ονοµάζεται ατµόσφαιρα. Η ατµόσφαιρα λοιπόν είναι

Διαβάστε περισσότερα

ηλιακού μας συστήματος και ο πέμπτος σε μέγεθος. Ηρακλή, καθώς και στην κίνηση του γαλαξία

ηλιακού μας συστήματος και ο πέμπτος σε μέγεθος. Ηρακλή, καθώς και στην κίνηση του γαλαξία Sfaelos Ioannis 1. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ Η Γη είναι ο τρίτος στη σειρά πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος και ο πέμπτος σε μέγεθος. έ θ Η μέση απόστασή της από τον Ήλιο είναι 149.600.000 km.

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 1. Lasers και Εφαρμογές τους στο Περιβάλλον. Αλέξανδρος Δ. Παπαγιάννης

Κεφάλαιο 1. Lasers και Εφαρμογές τους στο Περιβάλλον. Αλέξανδρος Δ. Παπαγιάννης Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Lasers και Εφαρμογές τους στο Περιβάλλον Κεφάλαιο 1 Αλέξανδρος Δ. Παπαγιάννης Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειτα

Διαβάστε περισσότερα

Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ):

Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ): Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ): Μιχάλης Βραχνάκης Αναπληρωτής Καθηγητής ΤΕΙ Θεσσαλίας ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 6 ΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Η ΓΗ ΚΑΙ Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΕΡΙΑ ΡΥΠΑΝΣΗ. Βλυσίδης Απόστολος Καθηγητής ΕΜΠ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΕΡΙΑ ΡΥΠΑΝΣΗ. Βλυσίδης Απόστολος Καθηγητής ΕΜΠ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΕΡΙΑ ΡΥΠΑΝΣΗ Βλυσίδης Απόστολος Καθηγητής ΕΜΠ Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες,

Διαβάστε περισσότερα

Πληροφορίες σχετικές με το μάθημα

Πληροφορίες σχετικές με το μάθημα Πληροφορίες σχετικές με το μάθημα Διδάσκοντες: Αλκιβιάδης Μπάης, Καθηγητής Δημήτρης Μπαλής, Επίκ. Καθηγητής Γραφείο: 2 ος όρ. ανατολική πτέρυγα Γραφείο: Δώμα ΣΘΕ. Είσοδος από τον 4 ο όροφο δυτική πτέρυγα

Διαβάστε περισσότερα

Νέφη. Κατηγοροποίηση και Ονοματολογία

Νέφη. Κατηγοροποίηση και Ονοματολογία Κεφ. 4 Νέφη. Κατηγοροποίηση και Ονοματολογία 3 κύριες κατηγορίες 1) Cirrus. Νέφη κρυσταλλων πάγου, λεπτής υφής, μεγάλου ύψους 2) Stratus. Νέφη σταγόνων ύδατος στρωματικής δομής κατ ύψος 3) Cumulus. Λευκά

Διαβάστε περισσότερα

Lasers και Εφαρµογές τους στη Βιοϊατρική και το Περιβάλλον» ο ΜΕΡΟΣ. Lasers και Εφαρµογές τους στο Περιβάλλον» 9 ο Εξάµηνο

Lasers και Εφαρµογές τους στη Βιοϊατρική και το Περιβάλλον» ο ΜΕΡΟΣ. Lasers και Εφαρµογές τους στο Περιβάλλον» 9 ο Εξάµηνο ΣΕΜΦΕ Ε.Μ.Πολυτεχνείο Lasers και Εφαρµογές τους στη Βιοϊατρική και το Περιβάλλον» 2003-2004 2 ο ΜΕΡΟΣ Lasers και Εφαρµογές τους στο Περιβάλλον» 9 ο Εξάµηνο ιδάσκων: Α. Παπαγιάννης ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1. οµή και

Διαβάστε περισσότερα

Ατμοσφαιρική Ρύπανση

Ατμοσφαιρική Ρύπανση ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ενότητα 7: Ισοζύγιο ενέργειας στο έδαφος Μουσιόπουλος Νικόλαος Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 2. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Με τον όρο ακτινοβολία

Διαβάστε περισσότερα

Σύνοψη και Ερωτήσεις 5ου Μαθήματος

Σύνοψη και Ερωτήσεις 5ου Μαθήματος Σύνοψη και Ερωτήσεις 5ου Μαθήματος - ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΝΕΡΟΥ Ιδιότητα Θερμοχωρητικότητα Θερμική Αγωγιμότητα Λανθάνουσα Θερμότητα εξάτμισης Λανθάνουσα Θερμότητα Τήξης Διαλυτική Ικανότητα Επιφανειακή Τάση Φυσική

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Ενότητα: Φυσική Ατμοσφαιρικού Περιβάλλοντος -2 Δημήτρης Μελάς Καθηγητής ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠAΝΣΗ Ορισμός της ατμοσφαιρικής ρύπανσης Ατμοσφαιρική ρύπανση ονομάζεται

Διαβάστε περισσότερα

4.1 Εισαγωγή. Μετεωρολογικός κλωβός

4.1 Εισαγωγή. Μετεωρολογικός κλωβός 4 Θερμοκρασία 4.1 Εισαγωγή Η θερμοκρασία αποτελεί ένα μέτρο της θερμικής κατάστασης ενός σώματος, δηλ. η θερμοκρασία εκφράζει το πόσο ψυχρό ή θερμό είναι το σώμα. Η θερμοκρασία του αέρα μετράται διεθνώς

Διαβάστε περισσότερα

ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΟΞΙΝΗΣ ΒΡΟΧΗΣ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΟΞΙΝΗΣ ΒΡΟΧΗΣ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ !Unexpected End of Formula l ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΟΞΙΝΗΣ ΒΡΟΧΗΣ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Παραδεισανός Αδάμ ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η εργασία αυτή εκπονήθηκε το ακαδημαϊκό έτος 2003 2004 στο μάθημα «Το πείραμα στη

Διαβάστε περισσότερα

Πληροφορίες σχετικές με το μάθημα

Πληροφορίες σχετικές με το μάθημα Πληροφορίες σχετικές με το μάθημα Διδάσκοντες: Αλκιβιάδης Μπάης, Καθηγητής Δημήτρης Μπαλής, Επίκ. Καθηγητής Γραφείο: 2 ος όρ. ανατολική πτέρυγα Γραφείο: Δώμα ΣΘΕ. Είσοδος από τον 4 ο όροφο δυτική πτέρυγα

Διαβάστε περισσότερα

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Κοσμάς Γαζέας

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Κοσμάς Γαζέας Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών Κοσμάς Γαζέας Το Ηλιακό Σύστημα Το Ηλιακό Σύστημα αποτελείται κυρίως από τον Ήλιο και τους πλανήτες που περιφέρονται γύρω από αυτόν. Πολλά και διάφορα ουράνια

Διαβάστε περισσότερα

2. Στο ηλιακό στέµµα η ϑερµότητα διαδίδεται µε αγωγιµότητα και η ϱοή ϑερµικής ενέργειας (heat flux)είναι

2. Στο ηλιακό στέµµα η ϑερµότητα διαδίδεται µε αγωγιµότητα και η ϱοή ϑερµικής ενέργειας (heat flux)είναι 4.6 Ασκήσεις 51 4.6 Ασκήσεις 1. Μελετήστε τον στάσιµο ( t = 0) ισόθερµο άνεµο σε επίπεδο, χρησιµοποιώντας πολικές συντεταγµένες και (α) Βρείτε τη χαρακτηριστική απόσταση από τον αστέρα r στην οποία γίνεται

Διαβάστε περισσότερα

Οι κλιματικές ζώνες διακρίνονται:

Οι κλιματικές ζώνες διακρίνονται: Οι κλιματικές ζώνες διακρίνονται: την τροπική ζώνη, που περιλαμβάνει τις περιοχές γύρω από τον Ισημερινό. Το κλίμα σε αυτές τις περιοχές είναι θερμό και υγρό, η θερμοκρασία είναι συνήθως πάνω από 20 βαθμούς

Διαβάστε περισσότερα

διατήρησης της μάζας.

διατήρησης της μάζας. 6. Ατομική φύση της ύλης Ο πρώτος που ισχυρίστηκε ότι η ύλη αποτελείται από δομικά στοιχεία ήταν ο αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος Δημόκριτος. Το πείραμα μετά από 2400 χρόνια ήρθε και επιβεβαίωσε την άποψη αυτή,

Διαβάστε περισσότερα

Μείγμα διαφόρων σωματιδίων σε αιώρηση

Μείγμα διαφόρων σωματιδίων σε αιώρηση ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ Μείγμα διαφόρων σωματιδίων σε αιώρηση Τα σωματίδια στην ατμόσφαιρα διαφέρουν από τα αέρια. 1. Ένα αέριο αποτελείται από ξεχωριστά άτομα ή μόρια τα οποία είναι διαχωρισμένα ενώ ένα

Διαβάστε περισσότερα

ΧΗΜΕΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥΤΡΥΠΑ ΤΟΥ ΟΖΟΝΤΟΣ

ΧΗΜΕΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥΤΡΥΠΑ ΤΟΥ ΟΖΟΝΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥΤΡΥΠΑ ΤΟΥ ΟΖΟΝΤΟΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ Οποιαδήποτε αλλοίωση της φυσιολογικής σύστασης του αέρα που μπορεί να έχει βλαβερές επιπτώσεις

Διαβάστε περισσότερα

Ατμόσφαιρα. Αυτό τo αεριώδες περίβλημα, αποτέλεσε την πρώτη ατμόσφαιρα της γης.

Ατμόσφαιρα. Αυτό τo αεριώδες περίβλημα, αποτέλεσε την πρώτη ατμόσφαιρα της γης. Ατμόσφαιρα Η γη, όπως και ολόκληρο το ηλιακό μας σύστημα, αναπτύχθηκε μέσα από ένα τεράστιο σύννεφο σκόνης και αερίων, πριν από 4,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Τότε η γη, περικλειόταν από ένα αεριώδες περίβλημα

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΕΡΓΑΣΙΑ A' ΤΕΤΡΑΜΗΝΟΥ

ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΕΡΓΑΣΙΑ A' ΤΕΤΡΑΜΗΝΟΥ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΕΡΓΑΣΙΑ A' ΤΕΤΡΑΜΗΝΟΥ Εργάστηκαν οι μαθητές:διαβάτη Ελπίδα(Δ'1) Νεχωρίτης Κωσταντίνος (Δ'2) Στις μέρες μας, ακούμε διαρκώς και από παντού(μμε, ενήλικες, σχολείο) για την κλιμάκωση

Διαβάστε περισσότερα

Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ):

Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ): Μετεωρολογία Κλιματολογία (ΘΕΩΡΙΑ): Μιχάλης Βραχνάκης Αναπληρωτής Καθηγητής ΤΕΙ Θεσσαλίας ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 4 ΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Η ΓΗ ΚΑΙ Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ 2.1 Γενικά 2.2

Διαβάστε περισσότερα

Το φαινόμενου του θερμοκηπίου. 3/12/2009 Δρ. Ελένη Γουμενάκη

Το φαινόμενου του θερμοκηπίου. 3/12/2009 Δρ. Ελένη Γουμενάκη Το φαινόμενου του θερμοκηπίου Μέση θερμοκρασία σε παγκόσμια κλίμακα Ατμόσφαιρα ονομάζεται το αέριο τμήμα του πλανήτη, το οποίο τον περιβάλλει και τον ακολουθεί στο σύνολο των κινήσεών του Τα αέρια της

Διαβάστε περισσότερα

Kεφάλαιο 9ο (σελ ) Η ατµόσφαιρα

Kεφάλαιο 9ο (σελ ) Η ατµόσφαιρα 1 Kεφάλαιο 9ο (σελ. 35 38) Η ατµόσφαιρα Στόχοι: - να γνωρίζουµε τι είναι η ατµόσφαιρα - να γνωρίζουµε τη σύσταση της ατµόσφαιρας - να περιγράφουµε τη δοµή της ατµόσφαιρας - να αξιολογούµε το ρόλο της ατµόσφαιρας

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΣΗΣΗ 2

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΣΗΣΗ 2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΣΗΣΗ 2 Μελετη της κατακόρυφης κατανοµής του όζοντος µε τη µέθοδο της οζοντοβόλισης.

Διαβάστε περισσότερα

ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΡΥΘΜΙΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ. Δρ. Λυκοσκούφης Ιωάννης

ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΡΥΘΜΙΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ. Δρ. Λυκοσκούφης Ιωάννης ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΡΥΘΜΙΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ Δρ. Λυκοσκούφης Ιωάννης 1 Ισόθερμες καμπύλες τον Ιανουάριο 1 Κλιματικές ζώνες Τα διάφορα μήκη κύματος της θερμικής ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Μερικές συμπληρωματικές σημειώσεις στη ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Ενεργειακό ισοζύγιο της Γης Εισερχόμενη και εξερχόμενη Ακτινοβολία Εισερχόμενη Ηλιακή Ακτινοβολία Εξερχόμενη Γήινη ακτινοβολία Ορατή ακτινοβολία

Διαβάστε περισσότερα

Β. ΘΕΜΑΤΑ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ

Β. ΘΕΜΑΤΑ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ Α. Μια σύντοµη περιγραφή της εργασίας που εκπονήσατε στο πλαίσιο του µαθήµατος της Αστρονοµίας. Β. ΘΕΜΑΤΑ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ Για να απαντήσεις στις ερωτήσεις που ακολουθούν αρκεί να επιλέξεις την ή τις σωστές

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 2. Η Ατμόσφαιρα σε Υδροστατική Ισορροπία

Κεφάλαιο 2. Η Ατμόσφαιρα σε Υδροστατική Ισορροπία Κεφάλαιο. Η Ατμόσφαιρα σε Υδροστατική Ισορροπία Η αρχή της υδροστατικής ισορροπίας διέπει ένα ρευστό σε κατάσταση ηρεμίας, όταν μια εξωτερική δύναμη, όπως η δύναμη βαρύτητας, ισορροπείται από δυνάμεις

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ-ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ-ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ-ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ Όλη η ύλη αποτελείται από άτομα και μόρια που κινούνται συνεχώς. Με το συνδυασμό τους προκύπτουν στερεά, υγρά, αέρια ή πλάσμα, ανάλογα με κίνηση των μορίων. Το πλάσμα είναι η πλέον

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΕΔΑΦΟΥΣ ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 3. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΕΔΑΦΟΥΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα: Μετεωρολογία-Κλιματολογία. Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα: Μετεωρολογία-Κλιματολογία. Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 7. ΤΟ ΝΕΡΟ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα: Μετεωρολογία-Κλιματολογία. Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 1 7. ΤΟ ΝΕΡΟ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΚΛΙΜΑΤΙΚH ΑΛΛΑΓH Μέρος Α : Αίτια

ΚΛΙΜΑΤΙΚH ΑΛΛΑΓH Μέρος Α : Αίτια ΚΛΙΜΑΤΙΚH ΑΛΛΑΓH Μέρος Α : Αίτια Με τον όρο κλιματική αλλαγή αναφερόμαστε στις μεταβολές των μετεωρολογικών συνθηκών σε παγκόσμια κλίμακα που οφείλονται σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Η κλιματική αλλαγή

Διαβάστε περισσότερα

1. Τα αέρια θερµοκηπίου στην ατµόσφαιρα είναι 2. Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας στο εξωτερικό όριο της ατµόσφαιρας Ra σε ένα τόπο εξαρτάται:

1. Τα αέρια θερµοκηπίου στην ατµόσφαιρα είναι 2. Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας στο εξωτερικό όριο της ατµόσφαιρας Ra σε ένα τόπο εξαρτάται: 1. Τα αέρια θερµοκηπίου στην ατµόσφαιρα είναι 1. επικίνδυνα για την υγεία. 2. υπεύθυνα για τη διατήρηση της µέσης θερµοκρασίας του πλανήτη σε επίπεδο αρκετά µεγαλύτερο των 0 ο C. 3. υπεύθυνα για την τρύπα

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 16. ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ \ ΜΕ ΤΟΝ ΑΕΡΑ Η ατμοσφαιρική ρύπανση, το φαινόμενο του θερμοκηπίου, και η τρύπα του όζοντος. Η ρύπανση του αέρα

Μάθημα 16. ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ \ ΜΕ ΤΟΝ ΑΕΡΑ Η ατμοσφαιρική ρύπανση, το φαινόμενο του θερμοκηπίου, και η τρύπα του όζοντος. Η ρύπανση του αέρα Μάθημα 16 ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ \ ΜΕ ΤΟΝ ΑΕΡΑ Η ατμοσφαιρική ρύπανση, το φαινόμενο του θερμοκηπίου, και η τρύπα του όζοντος Στο μάθημα αυτό θα αναφερθούμε στην ατμοσφαιρική ρύπανση και στις συνέπειές της. Επιπλέον,

Διαβάστε περισσότερα

Στέμμα. 2200 km Μεταβατική περιοχή 2100 km. Χρωμόσφαιρα. 500 km. Φωτόσφαιρα. τ500=1. -100 km. Δομή της ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ

Στέμμα. 2200 km Μεταβατική περιοχή 2100 km. Χρωμόσφαιρα. 500 km. Φωτόσφαιρα. τ500=1. -100 km. Δομή της ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Στέμμα 2200 km Μεταβατική περιοχή 2100 km Χρωμόσφαιρα 500 km -100 km Φωτόσφαιρα τ500=1 Δομή της ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Η ΗΛΙΑΚΗ ΧΡΩΜΟΣΦΑΙΡΑ Περιοχή της ηλιακής ατμόσφαιρας πάνω από τη φωτόσφαιρα ( Πάχος της

Διαβάστε περισσότερα

Φύλλο Εργασίας 1: Μετρήσεις μήκους Η μέση τιμή

Φύλλο Εργασίας 1: Μετρήσεις μήκους Η μέση τιμή Φύλλο Εργασίας 1: Μετρήσεις μήκους Η μέση τιμή Φυσικά μεγέθη: Ονομάζονται τα μετρήσιμα μεγέθη που χρησιμοποιούμε για την περιγραφή ενός φυσικού φαινομένου. Τέτοια μεγέθη είναι το μήκος, το εμβαδόν, ο όγκος,

Διαβάστε περισσότερα

Εργασία Γεωλογίας και Διαχείρισης Φυσικών Πόρων

Εργασία Γεωλογίας και Διαχείρισης Φυσικών Πόρων Εργασία Γεωλογίας και Διαχείρισης Φυσικών Πόρων Αλμπάνη Βάλια Καραμήτρου Ασημίνα Π.Π.Σ.Π.Α. Υπεύθυνος Καθηγητής: Δημήτριος Μανωλάς Αθήνα 2013 1 Πίνακας περιεχομένων ΦΥΣΙΚΟΙ ΠΟΡΟΙ...2 Εξαντλούμενοι φυσικοί

Διαβάστε περισσότερα

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΦΥΣΙΚΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΦΥΣΙΚΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ 1. ΦΥΣΙΚΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ Ιωάννα Δ. Αναστασοπούλου Βασιλική

Διαβάστε περισσότερα

Στέμμα. 2200 km Μεταβατική περιοχή 2100 km. Χρωμόσφαιρα. 500 km. Φωτόσφαιρα. τ500=1. -100 km. Δομή της ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ

Στέμμα. 2200 km Μεταβατική περιοχή 2100 km. Χρωμόσφαιρα. 500 km. Φωτόσφαιρα. τ500=1. -100 km. Δομή της ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Στέμμα 2200 km Μεταβατική περιοχή 2100 km Χρωμόσφαιρα 500 km -100 km Φωτόσφαιρα τ500=1 Δομή της ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Η ΗΛΙΑΚΗ ΧΡΩΜΟΣΦΑΙΡΑ Περιοχή της ηλιακής ατμόσφαιρας πάνω από τη φωτόσφαιρα ( Πάχος της

Διαβάστε περισσότερα

Μεταφορά Ενέργειας με Ακτινοβολία

Μεταφορά Ενέργειας με Ακτινοβολία ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Εργαστηριακή Άσκηση: Μεταφορά Ενέργειας με Ακτινοβολία Σκοπός της Εργαστηριακής Άσκησης: Να προσδιοριστεί ο τρόπος με τον οποίο μεταλλικά κουτιά με επιφάνειες διαφορετικού

Διαβάστε περισσότερα

ΡΥΠΑΝΣΗ. Ρύπανση : η επιβάρυνση του περιβάλλοντος με κάθε παράγοντα ( ρύπο ) που έχει βλαπτικές επιδράσεις στους οργανισμούς ΡΥΠΟΙ

ΡΥΠΑΝΣΗ. Ρύπανση : η επιβάρυνση του περιβάλλοντος με κάθε παράγοντα ( ρύπο ) που έχει βλαπτικές επιδράσεις στους οργανισμούς ΡΥΠΟΙ ΡΥΠΑΝΣΗ Ρύπανση : η επιβάρυνση του περιβάλλοντος με κάθε παράγοντα ( ρύπο ) που έχει βλαπτικές επιδράσεις στους οργανισμούς ΡΥΠΟΙ χημικές ουσίες μορφές ενέργειας ακτινοβολίες ήχοι θερμότητα ΕΠΙΚΥΝΔΥΝΟΤΗΤΑ

Διαβάστε περισσότερα

Από πού προέρχεται η θερμότητα που μεταφέρεται από τον αντιστάτη στο περιβάλλον;

Από πού προέρχεται η θερμότητα που μεταφέρεται από τον αντιστάτη στο περιβάλλον; 3. ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ένα ανοικτό ηλεκτρικό κύκλωμα μετατρέπεται σε κλειστό, οπότε διέρχεται από αυτό ηλεκτρικό ρεύμα που μεταφέρει ενέργεια. Τα σπουδαιότερα χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής ενέργειας είναι

Διαβάστε περισσότερα

Η θερμική υπέρυθρη εκπομπή της Γης

Η θερμική υπέρυθρη εκπομπή της Γης Η θερμική υπέρυθρη εκπομπή της Γης Δορυφορικές μετρήσεις στο IR. Θεωρητική θεώρηση της τηλεπισκόπισης της εκπομπήςτηςγήινηςακτινοβολίαςαπό δορυφορικές πλατφόρμες. Μοντέλα διάδοσης της υπέρυθρης ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Ηλεκτρομαγνητισμός. Μαγνητικό πεδίο. Νίκος Ν. Αρπατζάνης Ηλεκτρομαγνητισμός Μαγνητικό πεδίο Νίκος Ν. Αρπατζάνης Μαγνητικοί πόλοι Κάθε μαγνήτης, ανεξάρτητα από το σχήμα του, έχει δύο πόλους. Τον βόρειο πόλο (Β) και τον νότιο πόλο (Ν). Μεταξύ των πόλων αναπτύσσονται

Διαβάστε περισσότερα

panagiotisathanasopoulos.gr

panagiotisathanasopoulos.gr Χημική Ισορροπία 61 Παναγιώτης Αθανασόπουλος Χημικός, Διδάκτωρ Πανεπιστημίου Πατρών Χημικός Διδάκτωρ Παν. Πατρών 62 Τι ονομάζεται κλειστό χημικό σύστημα; Παναγιώτης Αθανασόπουλος Κλειστό ονομάζεται το

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ (S.I.)

ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ (S.I.) ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΔΙΕΘΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΟΝΑΔΩΝ (S.I.) Το 1960 καθορίστηκε μετά από διεθνή συμφωνία το Διεθνές Σύστημα Μονάδων S.I. (από τα αρχικά των γαλλικών λέξεων Système International d Unités). Το σύστημα

Διαβάστε περισσότερα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα Η κίνηση των ατόμων σε κρυσταλλικό στερεό Θερμοκρασία 0 Θερμοκρασία 0 Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ - ΤΡΟΠΟΣΦΑΙΡΑ

ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ - ΤΡΟΠΟΣΦΑΙΡΑ ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ - ΤΡΟΠΟΣΦΑΙΡΑ υψηλή ατμόσφαιρα Μεσόπαυση Θερμόσφαιρα Θερμοβαθμίδα: Γ=dT/dz (lapse rate) ΟΜΟΙΟΣΦΑΙΡΑ μεσαία ατμόσφαιρα χαμηλή ατμόσφαιρα Υ ψ όμ ετρ ο (K m ) Στρώμα Όζοντος Στρατόπαυση

Διαβάστε περισσότερα

4.2 Παρα γοντες που επηρεα ζουν τη θε ση χημικη ς ισορροπι ας - Αρχη Le Chatelier

4.2 Παρα γοντες που επηρεα ζουν τη θε ση χημικη ς ισορροπι ας - Αρχη Le Chatelier Χημικός Διδάκτωρ Παν. Πατρών 4.2 Παρα γοντες που επηρεα ζουν τη θε ση χημικη ς ισορροπι ας - Αρχη Le Chatelier Τι ονομάζεται θέση χημικής ισορροπίας; Από ποιους παράγοντες επηρεάζεται η θέση της χημικής

Διαβάστε περισσότερα

Μέλη Ομάδας: Κοντόπουλος Φάνης Λούβης Γιάννης Λυμπεροπούλου Ηλιάννα Παπαζώτος Βασίλης Φωστιέρης Νικόλας

Μέλη Ομάδας: Κοντόπουλος Φάνης Λούβης Γιάννης Λυμπεροπούλου Ηλιάννα Παπαζώτος Βασίλης Φωστιέρης Νικόλας Α Αρσάκειο Γενικό Λύκειο Ψυχικού Ερευνητική εργασία Β τετραμήνου Θέμα: Το νερό στη φύση-εξοικονόμηση νερού-προστασία υδάτινων πόρων Μέλη Ομάδας: Κοντόπουλος Φάνης Λούβης Γιάννης Λυμπεροπούλου Ηλιάννα Παπαζώτος

Διαβάστε περισσότερα

Ένωση Ελλήνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2011 Πανεπιστήμιο Αθηνών Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών, Τεχνολογίας, Περιβάλλοντος.

Ένωση Ελλήνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2011 Πανεπιστήμιο Αθηνών Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών, Τεχνολογίας, Περιβάλλοντος. Θεωρητικό Μέρος Θέμα 1 ο B Λυκείου 12 Μαρτίου 2011 A. Στα δύο όμοια δοχεία του σχήματος υπάρχουν ίσες ποσότητες νερού με την ίδια αρχική θερμοκρασία θ 0 =40 ο C. Αν στο αριστερό δοχείο η θερμοκρασία του

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ 26 Η ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑ Α ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ Κυριακή, 13 Μαΐου, 2012 Παρακαλώ διαβάστε πρώτα τα πιο κάτω, πριν απαντήσετε οποιαδήποτε ερώτηση Γενικές Οδηγίες: 1) Είναι πολύ σημαντικό

Διαβάστε περισσότερα

Η ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ

Η ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ Η ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ Μία απεικόνιση του Ήλιου: 1. Πυρήνας 2. Ζώνη ακτινοβολίας 3. Ζώνη μεταφοράς 4. Φωτόσφαιρα 5. Χρωμόσφαιρα 6. Σέ Στέμμα 7. Ηλιακή κηλίδα 8. Κοκκίδωση 9. Έκλαμψη Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΟΥ

Διαβάστε περισσότερα

είναι η επιβάρυνση του περιβάλλοντος (αέρα, νερού, εδάφους) με κάθε παράγοντα (ρύπο) που έχει βλαπτικές επιδράσεις στους οργανισμούς.

είναι η επιβάρυνση του περιβάλλοντος (αέρα, νερού, εδάφους) με κάθε παράγοντα (ρύπο) που έχει βλαπτικές επιδράσεις στους οργανισμούς. ΡΥΠΑΝΣΗ είναι η επιβάρυνση του περιβάλλοντος ρβ ς (αέρα, νερού, εδάφους) με κάθε παράγοντα (ρύπο) που έχει βλαπτικές επιδράσεις στους οργανισμούς. ΡΥΠΑΝΣΗ Κατηγορίες ρύπων: χημικές ουσίες μορφές ενέργειας

Διαβάστε περισσότερα

Μοντέλα ακτινοβολίας Εργαλείο κατανόησης κλιματικής αλλαγής

Μοντέλα ακτινοβολίας Εργαλείο κατανόησης κλιματικής αλλαγής Κύκλος διαλέξεων στις επιστήμες του περιβάλλοντος Μοντέλα ακτινοβολίας Εργαλείο κατανόησης κλιματικής αλλαγής Χρήστος Ματσούκας Τμήμα Περιβάλλοντος Τι σχέση έχει η ακτινοβολία με το κλίμα; Ο Ήλιος μας

Διαβάστε περισσότερα

4. γεωγραφικό/γεωλογικό πλαίσιο

4. γεωγραφικό/γεωλογικό πλαίσιο 4. ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΟ γεωγραφικό/γεωλογικό πλαίσιο 4. ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΟ γεωγραφικό/γεωλογικό πλαίσιο 4. ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΟ γεωγραφικό/γεωλογικό πλαίσιο /Ελληνικός χώρος Τα ελληνικά βουνά (και γενικότερα οι ορεινοί όγκοι της

Διαβάστε περισσότερα

Όπως έγινε κατανοητό, το φαινόμενο του θερμοκηπίου, στις φυσικές του διαστάσεις, δεν είναι επιβλαβές, αντίθετα είναι ζωτικής σημασίας για τη

Όπως έγινε κατανοητό, το φαινόμενο του θερμοκηπίου, στις φυσικές του διαστάσεις, δεν είναι επιβλαβές, αντίθετα είναι ζωτικής σημασίας για τη 2.12 Το φαινόμενο του θερμοκηπίου Δεχόμενοι σχεδόν καθημερινά ένα καταιγισμό συγκεχυμένων πληροφοριών, πολλοί από μας έχουν ταυτίσει το φαινόμενο του θερμοκηπίου με την κλιματική αλλαγή. Όπως θα εξηγήσουμε

Διαβάστε περισσότερα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα Η κίνηση των ατόμων σε κρυσταλλικό στερεό Θερμοκρασία 0 Θερμοκρασία 0 Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ. Αυτότροφοι και ετερότροφοι οργανισμοί. Καρβουντζή Ηλιάνα Βιολόγος

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ. Αυτότροφοι και ετερότροφοι οργανισμοί. Καρβουντζή Ηλιάνα Βιολόγος ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ Αυτότροφοι και ετερότροφοι οργανισμοί Η ζωή στον πλανήτη μας στηρίζεται στην ενέργεια του ήλιου. Η ενέργεια αυτή εκπέμπεται με τη μορφή ακτινοβολίας. Ένα πολύ μικρό μέρος αυτής της ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 o ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. ΘΕΜΑ 1 ο

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ. ΘΕΜΑ 1 ο ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑ 1 ο 1.1. Φορτισμένο σωματίδιο αφήνεται ελεύθερο μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο χωρίς την επίδραση της βαρύτητας. Το σωματίδιο: α. παραμένει ακίνητο. β. εκτελεί ομαλή κυκλική κίνηση.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ 1. Εισαγωγή. Η ενέργεια, όπως είναι γνωστό από τη φυσική, διαδίδεται με τρεις τρόπους: Α) δι' αγωγής Β) δια μεταφοράς Γ) δι'ακτινοβολίας Ο τελευταίος τρόπος διάδοσης

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΘΡΑΚΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ. Συνολική ποσότητα άνθρακα στην ατμόσφαιρα: 700 x 10 9 tn

ΑΝΘΡΑΚΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ. Συνολική ποσότητα άνθρακα στην ατμόσφαιρα: 700 x 10 9 tn ΑΝΘΡΑΚΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ CO 2, CO, CH 4, NMHC Συνολική ποσότητα άνθρακα στην ατμόσφαιρα: 700 x 10 9 tn Διοξείδιο του άνθρακα CO 2 : Άχρωμο και άοσμο αέριο Πηγές: Καύσεις Παραγωγή τσιμέντου Βιολογικές διαδικασίες

Διαβάστε περισσότερα

ΧΗΜΕΙΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΕΝΟΤΗΤΑ: 1.2

ΧΗΜΕΙΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΕΝΟΤΗΤΑ: 1.2 ΕΝΟΤΗΤΑ: 1.2 Η ύλη συναντάται σε τρεις φυσικές καταστάσεις: Στερεή: έχει καθορισμένη μάζα, σχήμα και όγκο. Υγρή: έχει καθορισμένη μάζα και όγκο, ενώ σχήμα κάθε φορά παίρνει το σχήμα του δοχείου που το

Διαβάστε περισσότερα

Σ Τ Ο Ι Χ Ε Ι Ο Μ Ε Τ Ρ Ι Α

Σ Τ Ο Ι Χ Ε Ι Ο Μ Ε Τ Ρ Ι Α 71 Σ Τ Ο Ι Χ Ε Ι Ο Μ Ε Τ Ρ Ι Α Οι μάζες των ατόμων και των μορίων είναι πολύ μικρές και δεν ενδείκνυται για τον υπολογισμό τους η χρήση των συνηθισμένων μονάδων μάζας ( Kg ή g ) γιατί προκύπτουν αριθμοί

Διαβάστε περισσότερα

ΧΗΜΕΙΑ Γ' ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. + SO 4 Βάσεις είναι οι ενώσεις που όταν διαλύονται σε νερό δίνουν ανιόντα υδροξειδίου (ΟΗ - ). NaOH Na

ΧΗΜΕΙΑ Γ' ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. + SO 4 Βάσεις είναι οι ενώσεις που όταν διαλύονται σε νερό δίνουν ανιόντα υδροξειδίου (ΟΗ - ). NaOH Na ΧΗΜΕΙΑ Γ' ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΟΞΕΩΝ Αλλάζουν το χρώμα των δεικτών. Αντιδρούν με μέταλλα και παράγουν αέριο υδρογόνο (δες απλή αντικατάσταση) Αντιδρούν με ανθρακικά άλατα και παράγουν αέριο CO2. Έχουν όξινη

Διαβάστε περισσότερα

Εργασία στο μάθημα «Οικολογία για μηχανικούς» Θέμα: «Το φαινόμενο του θερμοκηπίου»

Εργασία στο μάθημα «Οικολογία για μηχανικούς» Θέμα: «Το φαινόμενο του θερμοκηπίου» Εργασία στο μάθημα «Οικολογία για μηχανικούς» Θέμα: «Το φαινόμενο του θερμοκηπίου» Επιβλέπουσα καθηγήτρια: κ.τρισεύγενη Γιαννακοπούλου Ονοματεπώνυμο: Πάσχος Απόστολος Α.Μ.: 7515 Εξάμηνο: 1 ο Το φαινόμενο

Διαβάστε περισσότερα

ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ

ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ (1/9) Το φαινόμενο του θερμοκηπίου, είναι ένα φυσικό φαινόμενο που είναι σημαντικό για να διατηρεί θερμή την επιφάνεια της γης. Τα αέρια των θερμοκηπίων

Διαβάστε περισσότερα

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΡΙΣΜΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΡΙΣΜΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΡΙΣΜΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ Τα σημαντικότερα στοιχεία της επιστημονικής μεθόδου είναι η παρατήρηση, η υπόθεση, το πείραμα, η γενίκευση και η πρόβλεψη νέων φαινομένων. Για να μελετήσουμε πλήρως

Διαβάστε περισσότερα

Χημικές αντιδράσεις καταλυμένες από στερεούς καταλύτες

Χημικές αντιδράσεις καταλυμένες από στερεούς καταλύτες Χημικές αντιδράσεις καταλυμένες από στερεούς καταλύτες Σε πολλές χημικές αντιδράσεις, οι ταχύτητές τους επηρεάζονται από κάποια συστατικά τα οποία δεν είναι ούτε αντιδρώντα ούτε προϊόντα. Αυτά τα υλικά

Διαβάστε περισσότερα

Ασκήσεις Ακ. Έτους 2014 15 (επιλύθηκαν συζητήθηκαν κατά τη διδασκαλία) Όπου χρειάζεται ο Αριθμός Avogadro λαμβάνεται 0.6023 1024

Ασκήσεις Ακ. Έτους 2014 15 (επιλύθηκαν συζητήθηκαν κατά τη διδασκαλία) Όπου χρειάζεται ο Αριθμός Avogadro λαμβάνεται 0.6023 1024 Ασκήσεις Ακ. Έτους 014 15 (επιλύθηκαν συζητήθηκαν κατά τη διδασκαλία) Όπου χρειάζεται ο Αριθμός Avoadro λαμβάνεται 0.603 10 4 και τα ατομικά βάρη θεωρείται ότι ταυτίζονται με τον μαζικό αριθμό σε 1. Το

Διαβάστε περισσότερα

ΡΑΔΙΟΛΥΣΗ: Χημικά και Βιοχημικά φαινόμενα παρατηρούμενα σε υλικό μετά την έκθεσή του σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες υψηλής ενέργειας

ΡΑΔΙΟΛΥΣΗ: Χημικά και Βιοχημικά φαινόμενα παρατηρούμενα σε υλικό μετά την έκθεσή του σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες υψηλής ενέργειας ΡΑΔΙΟΛΥΣΗ: Χημικά και Βιοχημικά φαινόμενα παρατηρούμενα σε υλικό μετά την έκθεσή του σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες υψηλής ενέργειας Η επίδραση οποιασδήποτε ιοντίζουσας ακτινοβολίας πάνω στην ύλη μπορεί να

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΤΟΝΑ ΗΛΙΑΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

ΕΝΤΟΝΑ ΗΛΙΑΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΝΤΟΝΑ ΗΛΙΑΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ Διαστημικός καιρός. Αποτελεί το σύνολο της ηλιακής δραστηριότητας (ηλιακός άνεμος, κηλίδες, καταιγίδες, εκλάμψεις, προεξοχές, στεμματικές εκτινάξεις ηλιακής μάζας) που επηρεάζει

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ Α : α. 3000 V/m β. 1500 V/m γ. 2000 V/m δ. 1000 V/m

ΘΕΜΑ Α : α. 3000 V/m β. 1500 V/m γ. 2000 V/m δ. 1000 V/m ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΠΡΑΞΗ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑ Α : Για να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής αρκεί να γράψετε

Διαβάστε περισσότερα

Θέμα Α. Στις παρακάτω ερωτήσεις να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Θέμα Α. Στις παρακάτω ερωτήσεις να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. Ονοματεπώνυμο: Μάθημα: Φυσική Β Λυκείου - Θετικού Προσανατολισμού Υλη: Κεφάλαια 1, 2, 3, 4, 5 Επιμέλεια διαγωνίσματος: Ελευθέριος Τζανής M.Sc Υποψήφιος Διδάκτωρ Ιατρικής Φυσικής Π.Κ. Αξιολόγηση : Θέμα

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΚΑΙ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 30 ΜΑΪΟΥ 2014 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ:

Διαβάστε περισσότερα

Υπεύθυνη για τη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας. Εξατμίζει μεγάλες μάζες νερού. Σχηματίζει και διαμορφώνει το κλίμα της γης.

Υπεύθυνη για τη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας. Εξατμίζει μεγάλες μάζες νερού. Σχηματίζει και διαμορφώνει το κλίμα της γης. 3 Ηλιακή και γήινη ακτινοβολία Εισαγωγή Η κύρια πηγή ενέργειας του πλανήτη μας. Δημιουργεί οπτικά φαινόμενα (γαλάζιο ουρανού, άλως κ.α) Υπεύθυνη για τη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας. Εξατμίζει μεγάλες

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Επιστήμη του Μηχανικού Περιβάλλοντος Δ Ι Δ Α Σ Κ Ο Υ Σ Α Κ Ρ Ε Σ Τ Ο Υ Α Θ Η Ν Α Δ Ρ. Χ Η Μ Ι Κ Ο Σ Μ Η Χ Α Ν Ι Κ Ο Σ

Εισαγωγή στην Επιστήμη του Μηχανικού Περιβάλλοντος Δ Ι Δ Α Σ Κ Ο Υ Σ Α Κ Ρ Ε Σ Τ Ο Υ Α Θ Η Ν Α Δ Ρ. Χ Η Μ Ι Κ Ο Σ Μ Η Χ Α Ν Ι Κ Ο Σ Εισαγωγή στην Επιστήμη του Μηχανικού Περιβάλλοντος Δ Ι Δ Α Σ Κ Ο Υ Σ Α Κ Ρ Ε Σ Τ Ο Υ Α Θ Η Ν Α Δ Ρ. Χ Η Μ Ι Κ Ο Σ Μ Η Χ Α Ν Ι Κ Ο Σ Εισαγωγή στην Επιστήμη του Μηχανικού Περιβάλλοντος 1 ΜΑΘΗΜΑ 2 Ο & 3 O

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ. Οι φυσικές καταστάσεις της ύλης είναι η στερεή, η υγρή και η αέρια.

ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ. Οι φυσικές καταστάσεις της ύλης είναι η στερεή, η υγρή και η αέρια. ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Οι φυσικές καταστάσεις της ύλης είναι η στερεή, η υγρή και η αέρια. Οι μεταξύ τους μεταβολές εξαρτώνται από τη θερμοκρασία και την πίεση και είναι οι παρακάτω: ΣΗΜΕΙΟ ΤΗΞΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΕΙΟ

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 20. Θερμότητα

Κεφάλαιο 20. Θερμότητα Κεφάλαιο 20 Θερμότητα Εισαγωγή Για να περιγράψουμε τα θερμικά φαινόμενα, πρέπει να ορίσουμε με προσοχή τις εξής έννοιες: Θερμοκρασία Θερμότητα Θερμοκρασία Συχνά συνδέουμε την έννοια της θερμοκρασίας με

Διαβάστε περισσότερα

«Κλιματική ή Αλλαγή: Δείκτες και Γεγονότα»

«Κλιματική ή Αλλαγή: Δείκτες και Γεγονότα» «Κλιματική ή Αλλαγή: Δείκτες και Γεγονότα» του Δημήτρη Κοσμά, icsd07055@icsd.aegean.gr d και της Γεωργίας Πολυζώη, icsd07105@icsd.aegean.gr 1 Δείκτης: Επιφανειακή Θερμοκρασία Ως μέση επιφανειακή θερμοκρασία,

Διαβάστε περισσότερα

Μέτρηση της Ηλιακής Ακτινοβολίας

Μέτρηση της Ηλιακής Ακτινοβολίας Μέτρηση της Ηλιακής Ακτινοβολίας Ο ήλιος θεωρείται ως ιδανικό µέλαν σώµα Με την παραδοχή αυτή υπολογίζεται η θερµοκρασία αυτού αν υπολογιστεί η ροή ακτινοβολίας έξω από την ατµόσφαιρα Με τον όρο ροή ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

39th International Physics Olympiad - Hanoi - Vietnam Theoretical Problem No. 3

39th International Physics Olympiad - Hanoi - Vietnam Theoretical Problem No. 3 ΑΛΛΑΓΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΑΕΡΑ ΜΕ ΤΟ ΥΨΟΣ, ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ KAI ΡΥΠΑΝΣΗ ΤΟΥ ΑΕΡΑ Στην κατακόρυφη κίνηση του αέρα οφείλονται πολλές ατμοσφαιρικές διαδικασίες, όπως ο σχηματισμός των νεφών και

Διαβάστε περισσότερα