Κεφάλαιο 4. Φυσική Νεφών

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Κεφάλαιο 4. Φυσική Νεφών"

Transcript

1 Κεφάλαιο 4. Φυσική Νεφών Η φυσική των νεφών, που αποτελούν ένα δυναμικό και συχνά φαντασμαγορικό φαινόμενο, αποτελεί θεμελιώδη κλάδο της ατμοσφαιρικής επιστήμης. Η έρευνα επί της φυσικοχημείας των νεφών παραμένει ενεργός για πολλές δεκαετίες, για τον επιπλέον λόγο ότι τα νέφη συμμετέχουν καίρια στον υδρολογικό κύκλο και στο ενεργειακό ισοζύγιο του συστήματος γης ατμόσφαιρας. Τα νέφη είναι το ορατό αποτέλεσμα της συμπύκνωσης των υδρατμών στην ατμόσφαιρα. Με βάση το προηγούμενο κεφάλαιο, η υδροσυμπύκνωση σε μια υγρή αέρια μάζα αναμένεται να συμβεί όταν ελαττωθεί επαρκώς η θερμοκρασία της ώστε να καταστεί κορεσμένη υδρατμών. Η διεργασία αυτή, η οποία μπορεί να λάβει χώρα και σε συνθήκες ισοβαρούς ψύξης, οφείλεται κυρίως στην αδιαβατική άνοδο υγρών αερίων μαζών οι οποίες, υπό συνθήκες συνεχώς μειούμενης πίεσης, υφίστανται εκτόνωση και ψύξη με αποτέλεσμα σε κάποιο ύψος να γίνουν κορεσμένες υδρατμών. Τότε πάνω από το ύψος αυτό λαμβάνει χώρα υδροσυμπύκνωση η οποία οδηγεί στην εμφάνιση των νεφών. Ένα νέφος, το οποίο συνίσταται από μεγάλο αριθμό σταγονιδίων νερού ή πάγου, αποτελεί το μακροσκοπικό αποτέλεσμα διεργασιών μεταβολής φάσεων του νερού η οποία λαβαίνει χώρα στο μοριακό και μικροσκοπικό επίπεδο. Σε αυτό οφείλεται και ο όρος μικροφυσική νεφών (cloud microphysics), που αποτελεί το αντικείμενο του παρόντος κεφαλαίου. Η θεώρηση της μικροφυσικής νεφών, η οποία αποβλέπει στη κατανόηση του σχηματισμού και αύξησης των σταγονιδίων στα νέφη, συνδυάζει γνώσεις θερμοδυναμικής, φυσικοχημείας, θεωρίας διάχυσης, δυναμικής μετεωρολογίας, αλλά και φυσικής αιωρημάτων (aerosol physics). Στο παρόν κεφάλαιο, αφού δοθεί μια σύντομη σκιαγράφηση των κύριων τύπων νεφών στην ατμόσφαιρα, θα γίνει μία επίσης σύντομη αναφορά στα χαρακτηριστικά των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (aerosols) και της σημασίας των στη δημιουργία των νεφών. Στη συνέχεια, το κύριο μέρος του κεφαλαίου αφορά τη μικροφυσική θεώρηση και κατανόηση μέσω βασικών νόμων και αναλυτικών σχέσεων του σχηματισμού των νεφών, δηλαδή των μηχανισμών γένεσης και αύξησης στα νέφη των σταγονιδίων υγρού ύδατος και πάγου. Τέλος, θα παρασχεθούν γενικά στοιχεία επί των κύριων μηχανισμών δημιουργίας βροχοπτώσεων και χιονοπτώσεων. Για περισσότερα στοιχεία επί της ύλης του παρόντος κεφαλαίου βλέπε τα βιβλία των: Rogers (1979), Fleagle and Businger (1963), Wallace and Hobbs (2006), Iribarne and Cho (1980). Εικόνα 4.1. Τα νέφη αποτελούν το ορατό αποτέλεσμα της συμπύκνωσης των υδρατμών στην ατμόσφαιρα. Προαπαιτούμενη γνώση: Γενική Φυσική. Γενικά Μαθηματικά. Στοιχεία φυσικοχημείας, μοριακής διάχυσης, και θερμοδυναμικής. 1

2 4.1. Τα Νέφη Οι παρατηρήσεις, ο χαρακτηρισμός και η κατηγοριοποίηση των νεφών, σε συνδυασμό και με άλλα μετεωρολογικά δεδομένα, παρέχει μια πρώτη εμπειρική εκτίμηση της συνοπτικής καιρικής κατάστασης, δηλαδή της γενικής μετεωρολογικής κατάστασης στο χώρο μια χρονική στιγμή, και της πιθανής εξέλιξής της στο εγγύς μέλλον. Στη Μετεωρολογία, οι παρατηρήσεις των νεφών γίνονται σε συστηματική βάση και εξυπηρετούν μια πρώτη καιρική ανάγνωση, π.χ., η ανάπτυξη εκτεταμένων στρωματωδών νεφών δείχνει ότι υπάρχει βραδεία άνοδος αερίων μαζών, ενώ η ύπαρξη πυκνών νεφών μεγάλης κατακόρυφου έκτασης υποδεικνύει συνθήκες ατμοσφαιρικής αστάθειας. Επίσης η προσέγγιση ενός ψυχρού μετώπου συνοδεύεται με τη σταδιακή διαδοχή διαφόρων τύπων νεφών, έτσι, παρατηρήσεις του τύπου αυτού οδηγούν σε κάποια στοιχειώδη καιρική πρόβλεψη Τύποι νεφών Στα επόμενα χρησιμοποιείται η Λατινική ονοματολογία των νεφών, η οποία είναι καθιερωμένη διεθνώς. Υπάρχουν τρεις κύριες κατηγορίες νεφών: α) cirrus: νέφη κρυστάλλων πάγου με λευκές ραβδώσεις και αραιές γραμμώσεις, β) stratuς: νέφη σταγονιδίων ύδατος στα οποία κυριαρχεί μια εικόνα στρωμάτωσης με το ύψος, και γ) cumulus: λευκά νέφη που μοιάζουν με σωρούς βαμβακιού στοιβαγμένους ακανόνιστα σε ένα οριζόντιο επίπεδο (ο ελληνικός όρος είναι σωρείτες). Ο Διεθνής Άτλας Νεφών περιλαμβάνει 10 κύριους τύπους, τα ονόματα των οποίων προκύπτουν από τις παραπάνω 3 κατηγορίες και συνδυασμούς αυτών. Επίσης χρησιμοποιείται και ο όρος nimbus που αναφέρεται σε μελανά νέφη βροχής, όπως και ο όρος alto που αφορά νέφη μέσου ύψους, μεταξύ ~2 7 km. Τα νέφη μεγάλων υψών εντοπίζονται σε ύψη από ~7 km μέχρι την τροπόπαυση (~12 km στα μέσα πλάτη). Με τον όρο χαμηλά νέφη χαρακτηρίζονται νέφη που βρίσκονται μεταξύ του εδάφους και ύψους ~2 km. Ακολουθεί η απαρίθμηση των νεφικών τύπων που συνοδεύονται από αντιπροσωπευτικές εικόνες, οι οποίες έχουν επιλεγεί από τις πολλές που υπάρχουν στο διαδίκτυο (creative commons). 1) Cirrus: Λεπτά διάφανα νέφη ινώδους μορφής, μεγάλου ύψους (>7 km), με το υδατικό τους περιεχόμενο να βρίσκεται σε μορφή παγοκρυστάλλων. 2) Cumulus: Σχηματισμοί νεφικών σωρών που εκτείνονται ανομοιογενώς σε αρκετά μεγάλο ύψος. Εντοπίζονται σε χαμηλά και μέσα ύψη, π.χ., από 1 μέχρι 5 6 km. 3) Stratus: Γκριζόλευκα νέφη με επίπεδη βάση και στρωματώδη δομή που βρίσκονται συνήθως σε χαμηλά ύψη, μέχρι τα 3 km. 2

3 4) Cirrostratus: Λευκά νέφη με στρωματώδη δομή που εμπεριέχουν κρυστάλλους πάγου. Βρίσκονται σε μεγάλα ύψη, ενώ συνήθως εκτείνονται σε μεγάλο μέρος του ουρανού. 5) Cirrocumulus: Λευκά νέφη μεγάλου ύψους, ανομοιoγενών διατάξεων νεφικών σωρών. 6) Altostratus: Γκρίζα στρωματώδη νέφη μεγάλης κάλυψης, με το υδατικό τους περιεχόμενο στην υγρή φάση. 7) Altocumulus: Λευκόγκριζα νέφη μέσου ύψους με δομή πυκνών σειρών σωρειτών. 8) Stratocumulus: Λευκόγκριζα νέφη νεροσταγόνων, μέσο χαμηλού ύψους, σε μορφή στρώματος δομημένου με σωρείτες με μεγάλη κατακόρυφη έκταση. 3

4 9) Nimbostratus: Γκριζόμαυρα στρωματώδη νέφη που εκτείνονται από χαμηλά μέχρι μεγάλα ύψη. Περιέχουν υψηλό περιεχόμενο νερού και σχετίζονται με βροχοπτώσεις. 10) Cumulonimbus: Πυκνά νέφη μεγάλης κατακόρυφου έκτασης, από χαμηλά ύψη μέχρι τη τροπόπαυση. Η βάση τους είναι οριζόντια ενώ το πάνω μέρος τους παίρνει συχνά τη μορφή αμονιού. Σχετίζονται με συνθήκες ατμοσφαιρικής αστάθειας, κεραυνική δραστηριότητα, και καταιγίδες. Οι παραπάνω εικόνες προέρχονται από το διαδίκτυο: και Τρόποι σχηματισμού νεφών Οι τύποι νεφών που συζητήθηκαν σχηματίζονται όταν μια υγρή αέρια μάζα ανέλθει αδιαβατικά στην ατμόσφαιρα, μέχρις ότου, λόγω εκτόνωσης και ψύξης, γίνει σε κάποιο βαρομετρικό επίπεδο και πάνω από αυτό κορεσμένη ως ελαφρά υπερκορεσμένη υδρατμών. Η αδιαβατική άνοδος μιας αέριας μάζας μπορεί να γίνει με τους παρακάτω τρεις τρόπους, ο καθένας των οποίων δημιουργεί διαφορετικά είδη νεφών. (a) Η βραδεία και σταθερή άνοδος μίας εκτεταμένης αέριας μάζας, κάτω από συνθήκες ασθενούς ατμοσφαιρικής αστάθειας, δημιουργεί στρωματώδη νέφη. Αυτά, είναι χαρακτηριστικά της επικράτησης καιρικών συνθηκών που συνδυάζονται με την ύπαρξη βαρομετρικών χαμηλών. Τα νέφη αυτά μπορούν να σχηματιστούν σε διάφορα ύψη, από την επιφάνεια της γης μέχρι την τροπόπαυση, εκτεινόμενα συνήθως πάνω από μεγάλες περιοχές (εκατοντάδων ως χιλιάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων). Τα στρωματώδη αυτά νέφη διαρκούν μερικές δεκάδες ώρες. Οι ταχύτητες ανόδου κυμαίνονται από λίγα cm/s ως 10 cm/s. Το περιεχόμενο τους σε νερό είναι αρκετά δέκατα του γραμμαρίου ανά κυβικό μέτρο (g/m 3 ). (b) Η εξαναγκασμένη άνοδος αερίων μαζών πάνω από ορεινούς όγκους (βουνά ή λόφους), οδηγεί στο σχηματισμό ορογραφικών νεφών. Τα νέφη αυτά διαρκούν λίγες ώρες εκτός και αν οι άνεμοι παραμένουν 4

5 συνεχείς για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Οι ταχύτητες εξαναγκασμένης ανόδου, που εξαρτώνται από την ταχύτητα και κατεύθυνση των ανέμων σε σχέση με το φυσικό εμπόδιο, κυμαίνονται από λίγες δεκάδες cm/s μέχρι λίγα m/s. Το περιεχόμενο σε νερό των ορογραφικών νεφών είναι της τάξης των λίγων δέκατων του γραμμαρίου ανά κυβικό μέτρο (g/m 3 ). (c) H σχετικά γρήγορη άνοδος θερμού και υγρού αέρα υπό συνθήκες ισχυρής ατμοσφαιρικής αστάθειας (βλέπε 3.10), δημιουργεί πυκνά σύννεφα μεταφοράς (convective clouds). Πρόκειται για τοπικά νέφη μεγάλης υψομετρικής έκτασης, με μέσες οριζόντιες διαστάσεις μεταξύ 10 και 150 km. Ο αέρας σε αυτά ανυψώνεται σχετικά γρήγορα, με ταχύτητες της τάξης των μερικών μέτρων ανά δευτερόλεπτο. Ο χρόνος ζωής των νεφών μεταφοράς είναι μερικές ως αρκετές ώρες. Παρατηρούνται συνήθως το καλοκαίρι και μπορεί να συνοδεύονται από κεραυνική δραστηριότητα. Ο κύριος τύπος νεφών της κατηγορίας αυτής είναι τα cumulonimbus και τα nimbostratus. Πέραν της αδιαβατικής ανόδου υγρών αερίων μαζών και της συμπύκνωσής τους λόγω εκτόνωσης και ψύξης, νέφη μπορούν να σχηματιστούν σε συνθήκες ισοβαρούς ψύξης, όπως αναφέρθηκε ήδη στο προηγούμενο κεφάλαιο, βλέπε ενότητες 3.7.2, και Γίνεται αναφορά σε δύο κατηγορίες: (α) Ισοβαρής ψύξη υγρού αέρα κάτω του σημείου δρόσου λόγω απώλειας θερμότητας δια αγωγής προς στο ψυχρότερο έδαφος. Παραδείγματα νεφών αυτού του τύπου είναι: (1) Η ομίχλη ακτινοβολίας, που δημιουργείται σε συνθήκες άπνοιας τις πρωινές ώρες, όταν στη διάρκεια μιας αίθριας νύχτας το έδαφος υφίσταται ψύξη λόγω ακτινοβολίας. (2) Η ομίχλη μεταφοράς, όταν υγρός και θερμός αέρας κινείται υπεράνω μιας ψυχρής επιφανειακής έκτασης. Καθώς η ψύξη προχωρεί προς μεγαλύτερα ύψη, οι ομίχλες μπορεί να εκταθούν σε ύψος και να σχηματίσουν χαμηλές νεφώσεις. (β) Ισοβαρής μίξη αερίων μαζών διαφορετικής θερμοκρασίας και υγρασίας. Π.χ., ομίχλες και χαμηλά νέφη που δημιουργούνται όταν υγρές και θερμές αέριες μάζες κινούνται προς μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη όπου συναντούν ψυχρές και ξηρές αέριες μάζες με τις οποίες αναμιγνύονται, ή και το αντίθετο Ατμοσφαιρικά Αιωρήματα (Aerosols) Στη συνέχεια θα γίνει μια σύντομη αναφορά στα ατμοσφαιρικά αιωρήματα καθόσον η παρουσία τους στην ατμόσφαιρα παίζει θεμελιώδη ρόλο στη συμπύκνωση των υδρατμών και τη δημιουργία των νεφών. Για περισσότερα εισαγωγικά στοιχεία βλέπε, π.χ.,wallace and Hobbs (2006). Ο αέρας περιέχει σε ικανές συγκεντρώσεις διάφορα στερεά, αλλά και υγρά, μικροσωματίδια που βρίσκονται σε κατάσταση αιώρησης και αέναης κίνησης. Ονομάζονται ατμοσφαιρικά αιωρήματα (aerosols). Αν θεωρηθούν κατά προσέγγιση σφαιρικά, η διάμετρός τους κυμαίνεται μεταξύ ~ μm και 20 μm, ενώ η συγκέντρωσή τους, δηλαδή ο αριθμός τους ανά μονάδα όγκου, μεταβάλλεται ευρύτατα, χωρικά και χρονικά. Οι πηγές προέλευσής τους είναι φυσικές και ανθρωπογενείς. Ο ρόλος τους είναι καθοριστικός στη συμπύκνωση των υδρατμών (ενότητα ), αφού αποτελούν τους πυρήνες επί των οποίων συμπυκνώνονται οι υδρατμοί ώστε να σχηματιστούν νεφοσταγονίδια νερού ή πάγου. Η μελέτη της φυσικής και χημείας των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων αποτελεί ένα σχετικά νέο, αλλά εξαιρετικά δυναμικό, κλάδο της ατμοσφαιρικής επιστήμης. Για τη μέτρηση της συγκέντρωσης των αιωρημάτων χρησιμοποιούνται διάφοροι μέθοδοι και συσκευές. Μία, από τις παλιότερες και πλέον διαδεδομένες, είναι ο μετρητής πυρήνων Aitken. Η συσκευή αυτή συλλέγει δείγμα αέρα σε ένα θάλαμο ο οποίος στη συνέχεια εκτονώνεται αδιαβατικά με αποτέλεσμα ο αέρας εντός του θαλάμου να ψύχεται και να γίνεται υπερκορεσμένος υδρατμών. Αυτό οδηγεί στη συμπύκνωση των υδρατμών επί των αιωρημάτων και το σχηματισμό νέφους, με κάθε σωμάτιο να ενεργεί ως πυρήνας συμπύκνωσης επί του οποίου δημιουργείται ένα νεφοσταγονίδιο. Η συγκέντρωση των αιωρημάτων υπολογίζεται μέσω μικροσκοπικών μεθόδων μέτρησης του αριθμού των σταγονιδίων. Το Σχήμα 4.1 αποτελεί παράδειγμα τυπικής μεταβολής της συγκέντρωσης των αιωρημάτων με το ύψος (προφίλ), που προκύπτει προσεγγιστικά με βάση υπάρχουσες μετρήσεις. Οι συγκεντρώσεις των αιωρημάτων κοντά στο έδαφος διαφέρουν σημαντικά, αναλόγως τόπου και χρόνου. Έχει βρεθεί ότι η μέση συγκέντρωση μεταβάλλεται από 10 3 cm -3 πάνω από ωκεανούς, σε 10 4 cm -3 πάνω από υπαίθριες περιοχές, και σε 10 5 cm -3 στον αέρα πάνω από πόλεις και βιομηχανικές περιοχές. Οι μετρήσεις αυτές, μαζί με την παρατήρηση ότι η συγκέντρωση των αιωρημάτων ελαττώνεται με το ύψος, δείχνουν ότι οι σημαντικότερες πηγές αιωρημάτων είναι στο έδαφος, κυρίως σε βιομηχανικές ή/και αστικές 5

6 περιοχές λόγω αυξημένων πληθυσμιακών δραστηριοτήτων. Πρέπει να σημειωθεί ότι η κλίμακα ύψους, Η a, των αιωρημάτων είναι ~7 km για ύψη πάνω από τα 5 8 km, δηλαδή ίδια περίπου με αυτή της ατμόσφαιρας, ενώ κάτω από τα 5 km είναι ~3 4 km. Σχήμα 4.1. Τυπική μεταβολή της συγκέντρωσης αιωρημάτων με το ύψος υπεράνω ηπειρωτικών περιοχών, όπως εξάγεται από μετρήσεις. Μέγεθος και πηγές των αιωρημάτων. Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα χωρίζονται σε τρεις ομάδες σύμφωνα με το μέγεθός τους, τις ιδιότητες των, και τη δράση τους. Οι ομάδες αυτές είναι: (α) Τα αιωρήματα που συνήθως παρατηρούνται με τον μετρητή πυρήνων Aitken, και τα οποία αποτελούν τους πυρήνες συμπύκνωσης στην ατμόσφαιρα. Πρόκειται για αιωρήματα μικρής διαμέτρου, D<0,2 μm, που ονομάζονται πυρήνες Aitken. (β) τα αιωρήματα με διάμετρο 0,2< D <2,0 μm αποτελούν τους μεγάλους πυρήνες (γ) Τα αιωρήματα με διάμετρο D>2,0 μm ονομάζονται γίγαντo πυρήνες. Το ελάχιστο μέγεθος των αιωρημάτων είναι D min ~5, μm, και καθορίζεται από τη συσσωμάτωση λίγων μικροσωματιδίων μέσω κρούσεων. Το μέγιστο μέγεθος των αιωρημάτων πλησιάζει διαμέτρους της τάξης των D max μm. Πέραν του μεγέθους αυτού, τα αιωρήματα γίνονται αρκετά βαριά ώστε σχετικά γρήγορα να αποσύρονται από την ατμόσφαιρα και να καταλήγουν στο έδαφος δια της βαρυτικής έλξης. Οι πυρήνες Aitken, που είναι οι πλέον ενεργοί στην διεργασία της υδροσυμπύκνωσης, αντιπροσωπεύουν τη πολυπληθέστερη ομάδα αλλά συνεισφέρουν μόνο ~10% ως 20% στην ολική μάζα των αιωρημάτων. Οι σχετικές συγκεντρώσεις των παραπάνω τριών ομάδων αιωρημάτων διαφέρουν σημαντικά ανάλογα με τη θέση, π.χ., υπεράνω θαλασσών, υπαίθριων περιοχών, βιομηχανικών περιοχών, και αστικού περιβάλλοντος. Οι πηγές παραγωγής των αιωρημάτων είναι φυσικές και ανθρωπογενείς. Μια σημαντική φυσική πηγή πυρήνων Aitken και μεγάλων πυρήνων είναι η επιφάνεια της θάλασσας. Σταγονίδια αποκολλώνται από την επιφάνεια των ωκεανών ή θαλασσών με τους ανέμους, και διασκορπιζόμενα στον αέρα εξατμίζονται, αφήνοντας στην ατμόσφαιρα στερεά αιωρήματα (μικροσκοπικούς κόκκους) NaCl. Ο μέσος ρυθμός παραγωγής αιωρημάτων με το τρόπο αυτό από την επιφάνεια της θάλασσας, εκτιμάται ότι είναι ~100 σωμάτια NaCl (cm -2 s -1 ). Οι ηφαιστειακές εκρήξεις αποτελούν επίσης σημαντική φυσική πηγή αιωρημάτων στην ατμόσφαιρα, τα οποία μπορεί να επιβάλλουν μακρόχρονες μεταβολές που επηρεάζουν το τοπικό και, σε 6

7 εξαιρετικές περιπτώσεις, το παγκόσμιο κλίμα. Παράδειγμα αποτελεί η μεγάλη έκρηξη τον Ιούνιο του 1991 του ηφαιστείου του Pinatubo στις Φιλιππίνες. Μια άλλη φυσική πηγή παραγωγής αιωρημάτων, κυρίως πυρήνων Aitken, είναι η μετατροπή μέσω χημικών αντιδράσεων αερίων ουσιών σε στερεά αιωρήματα, γνωστή και ως διαδικασία μετατροπής αερίου σε σωμάτιο (gas to particle conversion). Έτσι δημιουργούνται αιωρήματα θειικών αλάτων στην ατμόσφαιρα, π.χ., ως εξής: Το SO 2, που εκλύεται στην ατμόσφαιρα από τα ενεργά ηφαίστεια αλλά και ανθρωπογενείς δράσεις (κυρίως καύσεις πετρελαιοειδών πλούσιων σε θειούχες ενώσεις), απορροφά εύκολα υδρατμούς και σχηματίζει αραιό διάλυμα θειικού οξέος, Η 2 SO 4. Το τελευταίο μπορεί να απορροφήσει αμμώνιο ΝΗ 3, που επίσης υπάρχει σε ίχνη στην ατμόσφαιρα, και να σχηματίσει ένα στερεό σωμάτιο θειικού αμμωνίου (ΝΗ 4 ) 2 SO 4. Επίσης, εάν το Η 2 SO 4 είναι διαλυμένο σε σταγονίδια νεφών που έχουν σχηματιστεί επί πυρήνων NaCl, τότε μπορεί να λάβει χώρα η ακόλουθη αντίδραση: H2SO4 + 2NaCl Na 2SO4 + 2HCl, μετά την οποία το ΗCl εξατμίζεται, ενώ το θειικό νάτριο παραμένει σαν στερεό αιώρημα στον αέρα. Παρόμοιες αντιδράσεις διέπουν το σχηματισμό και άλλων αιωρημάτων αλάτων. Άλλες πηγές αιωρημάτων, κυρίως πυρήνων Aitken και μεγάλων πυρήνων, αποτελούν διεργασίες όπως οι πυρκαγιές δασών, και οι ηφαιστειακές εκλύσεις σταχτών. Αιωρήματα της κατηγορίας γίγαντο πυρήνων προέρχονται από σκόνες, και τη γύρη φυτών, που διασκορπίζονται στον αέρα με τους ανέμους. Τα αιωρήματα αποσύρονται από την ατμόσφαιρα, με τον ίδιο περίπου ρυθμό με τον οποίο εισέρχονται ή παράγονται. Τα μικρότερα σωμάτια, όπως οι πυρήνες Aitken, μετατρέπονται σε μεγαλύτερα σωματίδια λόγω κρούσεων μεταξύ τους και συσσωμάτωσης. Η διεργασία αυτή αλλάζει την κατανομή μεγέθους των αιωρημάτων, δηλαδή τη συγκέντρωση των μεγαλύτερων σωματιδίων σε βάρος των μικρότερων, με τα πιο μεγάλα αιωρήματα στη συνέχεια να απομακρύνονται μέσω βαρυτικής καθίζησης. Η πλέον σημαντική διεργασία απομάκρυνσης των αιωρημάτων γίνεται άμεσα και έμμεσα διά των βροχοπτώσεων. Η βελτιωμένη ατμοσφαιρική ορατότητα που παρατηρείται μετά από βροχοπτώσεις, οφείλεται στην άμεση απομάκρυνση των αιωρημάτων μέσω κρούσεων και συσσωμάτωσης στις βροχοσταγόνες. Υπολογίζεται ότι σε παγκόσμια κλίμακα γύρω στα 80 90% της μάζας των αιωρημάτων απομακρύνονται από την ατμόσφαιρα διαμέσου βροχοπτώσεων, για τον επιπλέον λόγο ότι τα αιωρήματα αποτελούν και τους πυρήνες γένεσης των βροχοσταγόνων, συνεπώς εμπεριέχοται σε αυτές. Πέραν της σημασίας των στο σχηματισμό των νεφών, τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα επηρεάζουν τις ηλεκτρικές ιδιότητες της ατμόσφαιρας μέσω της δημιουργίας μεγάλων ατμοσφαιρικών ιόντων, με αποτέλεσμα τη μείωση τες ηλεκτρικής αγωγιμότηατς του αέρα (Κεφ. 6). Επίσης, τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο σε διάφορες χημικές αντιδράσεις και φυσικοχημικές διεργασίες στην ατμόσφαιρα. Στερεά αιωρήματα ενεργούν σαν καταλυτικές επιφάνειες στις οποίες μπορούν να εναποτεθούν ίχνη αερίων ενώσεων και να αντιδράσουν χημικά. Ο ρόλος των αιωρημάτων στην ατμοσφαιρική χημεία γίνεται σχεδόν δραματικός στη διάρκεια επεισοδίων ατμοσφαιρικής ρύπανσης, π.χ., όταν αιωρήματα και χημικές ενώσεις ανθρωπογενούς προέλευσης, π.χ., SO 2, οξείδια αζώτου και άλλες ενώσεις, μαζευτούν σε ένα στρώμα θερμοκρασιακής αναστροφής, οπότε γίνεται αναφορά σε συμβάντα χημικής ρύπανσης κάτω από συνθήκες ισχυρής ατμοσφαιρικής ευστάθειας (ενότητα 3.10). Υπό τις συνθήκες αυτές λαμβάνουν χώρα στο στρώμα αυτό φωτοχημικές αντιδράσεις, π.χ., το SO 2 δημιουργεί θειικό οξύ και θειούχα άλατα, ενώ τα οξείδια του αζώτου οδηγούν στη παραγωγή τροποσφαιρικού όζοντος (ενότητα 7.4.2), με τη κατάσταση αυτή να οδηγεί σε επεισόδια ατμοσφαιρικής ρύπανσης, π.χ., το νέφος Αθηνών. Τέλος, πέραν του ρόλου τους στην υδροσυμπύκνωση, στη δημιουργία ατμοσφαιρικών ιόντων, και στην ατμοσφαιρική ρύπανση, τα αιωρήματα επηρεάζουν και τη διάδοση της ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα μέσω διεργασιών απορρόφησης, ανάκλασης και σκέδασης. Π.χ., όταν η υγρασία είναι υψηλή δημιουργείται μία θολή ομίχλη λόγω υδροσυμπύκνωσης επί των αιωρημάτων στα κατώτερα ύψη, η οποία οδηγεί σε σκέδαση και διάχυση του φωτός με αποτέλεσμα τη μείωση της ορατότητας. Η σκέδαση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας από τα αιωρήματα, κυρίως τους μεγάλους πυρήνες (0,2 μm<d<2,0 μm), οδηγεί στη μείωση της εισερχόμενης ηλιακής (οπτικής) ακτινοβολίας που αλλιώς θα έφτανε στο έδαφος όπου απορροφάται πλήρως (ενότητα 7.5). Η δράση αυτή πιστεύεται ότι ενεργεί ευεργετικά στο παγκόσμιο κλίμα γιατί οδηγεί έμμεσα στη μείωση της υπερθέρμανσης του πλανήτη μέσω του περιορισμού των αποτελεσμάτων του φαινομένου του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. 7

8 4.3. Υδροσυμπύκνωση στην Ατμόσφαιρα Όπως αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 3, τα νέφη σχηματίζονται όταν υγρός αέρας ψύχεται ώστε να γίνει κορεσμένος υδρατμών. Όπως θα εξηγηθεί στη παρούσα ενότητα, η χρήση του όρου «κορεσμένος υδρατμών» είναι προσεγγιστικά ορθή, καθόσον η υδροσυμπύκνωση στην ατμόσφαιρα απαιτεί ο αέρας να βρίσκεται σε κατάσταση υπερκορεσμού. Στην ιδεατή περίπτωση απουσίας αιωρημάτων στον αέρα, η υδροσυμπύκνωση απαιτεί πολύ υψηλά επίπεδα υπερκορεσμού, τα οποία όμως ποτέ δεν παρατηρούνται στην ατμόσφαιρα. Στην πράξη, η υδροσυμπύκνωση λαβαίνει χώρα επί υδρόφιλων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων τα οποία ενεργούν σαν πυρήνες νεφοσταγονιδίων σε συνθήκες πολύ μικρού υπερκορεσμού, λίγο πάνω από τη κατάσταση κόρου. Στη παρούσα ενότητα θα εξεταστεί το πρόβλημα της συμπύκνωσης ή πυρήνωσης των υδρατμών και η δημιουργία νεφοσταγόνων και βροχοσταγόνων στα νέφη, με οδηγό το ειδικευμένο στη φυσική των νεφών βιβλίο του Rogers (1979). Πριν μελετηθεί η μικροφυσική των αιωρημάτων στην συμπύκνωση, θα εξεταστεί πρώτα η ομογενής συμπύκνωση, ή πυρήνωση, δηλαδή η δυνατότητα συμπύκνωσης των υδρατμών απουσία αιωρημάτων Ομογενής συμπύκνωση Στην περίπτωση αέρα ελεύθερου αιωρημάτων, είναι δυνατόν μέσω τυχαίων κρούσεων μορίων υδρατμών να υπάρξει συσσωμάτωσή τους με αποτέλεσμα την αυθόρμητη γένεση πολύ μικρών σταγονίδιων νερού, που ονομάζονται έμβρυα. Η διεργασία δημιουργίας σταγονιδίων με αυτό το τρόπο ονομάζεται αυθόρμητη ή ομογενής πυρήνωση (nucleation), και είναι δυνατή στην ατμόσφαιρα μόνο όταν υπάρχει μεγάλος βαθμός υπερκορεσμού, και συνεπώς πολύ μεγάλη συγκέντρωση υδρατμών. Τα σταγονίδια επιζούν μόνο όταν το μέγεθος τους υπερβαίνει μία ορισμένη κρίσιμη τιμή. Κατά κανόνα, σταγονίδια μεγαλύτερα του κρίσιμου μεγέθους αυξάνονται, ενώ τα μικρότερα φθίνουν μέσω εξάτμισης. Το κρίσιμο μέγεθος καθορίζεται από την ισορροπία μεταξύ των δύο αντίθετων διεργασιών: της αύξησης μέσω συμπύκνωσης και φθίσης μέσω εξάτμισης. Στην ομογενή πυρήνωση, η αύξηση ενός σταγονιδίου εξαρτάται από τη μερική πίεση (τάση) των υδρατμών στο περιβάλλον του σταγονιδίου, καθόσον αυτή καθορίζει τη συχνότητα πρόσκρουσης και συσσωμάτωσης των μορίων, και έτσι της συμπύκνωσης, των υδρατμών. Η διεργασία φθίσης, εξαρτάται από τη θερμοκρασία της σταγόνας και την επιφανειακή της τάση. Δηλαδή, για να εξατμισθούν τα μόρια στην επιφάνεια της σταγόνας πρέπει να έχουν αρκετή κινητική ενέργεια για να υπερνικήσουν τις δυνάμεις συνοχής των μορίων της μικροσταγόνας, στις οποίες οφείλεται η επιφανειακή τάση. Ισορροπία μεταξύ της υγρής και της αέριας φάσης επιτυγχάνεται όταν ο ρυθμός αύξησης (συμπύκνωσης) και ο ρυθμός φθίσης (εξάτμισης) της σταγόνας είναι ίσοι, οπότε η μερική τάση των υδρατμών στο περιβάλλοντα αέρα ισούται με την τάση κόρου υπεράνω της επιφάνειας της σταγόνας. Η τάση κόρου e s (r) υπεράνω μιας σταγόνας ακτίνας r, δίνεται από την εξίσωση Kelvin: 2 a e ( ) ( )exp s r es es ( )exp, rr T r (4.1) όπου σ είναι η επιφανειακή τάση της σταγόνας, πυκνότητας ρ ν και θερμοκρασίας Τ. Η ποσότητα R υ είναι η σταθερά αερίου των υδρατμών, ενώ e s ( ) αντιπροσωπεύει τη τάση κόρου υπεράνω επιπέδου επιφάνειας ύδατος ή υπεράνω μιας μεγάλης σταγόνας για την οποία η ακτίνα r γίνεται αρκετά μεγάλη ώστε 1/r να τείνει στο μηδέν. Όταν η τάση των υδρατμών στον αέρα είναι e=e s ( ), τότε επικρατεί κορεσμός υδρατμών, ενώ όταν e>e s ( ) υπερκορεσμός. Η τάση κόρου e s ( ) ορίζεται μέσω της εξίσωσης Clausius-Clapeyron (ενότητα 3.5). Η (4.1) συνεπάγεται ότι η τάση υδρατμών υπεράνω σταγόνας, e s (r), αυξάνεται όταν η ακτίνα της r μειώνεται. Η επιφανειακή τάση, σ, είναι η ενέργεια ανά μονάδα επιφάνειας ενός υγρού, και καθορίζεται από το έργο ανά μονάδα επιφάνειας που χρειάζεται για την επέκταση (αύξηση) της επιφάνειας του υγρού υπό σταθερή θερμοκρασία. Επειδή το έργο είναι το γινόμενο δύναμης επί μετατόπιση, η επιφανειακή τάση, σ, έχει μονάδες δύναμης ανά μονάδα μήκους, και εξαρτάται από τη φύση του υγρού και την θερμοκρασία. Για την κλίμακα θερμοκρασιών που ενδιαφέρουν στην ατμόσφαιρα, προκύπτει ότι σ μεταβάλλεται περί τη τιμή σ =0,075 Νm -1, που αντιστοιχεί σε σταγόνες νερού θερμοκρασίας T=273 K. Επειδή σ r >σ, η τάση κόρου πάνω 8

9 από μια επιφάνεια σταγόνας e s (r), υπερβαίνει την τάση κόρου υπεράνω μιας οριζόντιας επιφάνειας, ή της επιφάνειας μίας μεγαλύτερης σταγόνας. H εκτίμηση της σταθεράς a=2σ/(r υ ρ ν T) στην εξίσωση Kelvin (4.1) είναι της τάξης του m -1 (π.χ., για σ=0,075 Νm -1, R ν =461,8 Jkg -1 K -1, ρ ν =10 3 kgm -3, και T=273 K), και ο λόγος a/r << 1, για τυπικά μεγέθη μικροσταγονιδίων, συνεπώς η (4.1) μπορεί να απλοποιηθεί και να πάρει, μετά από ανάπτυξη του εκθετικού όρου e a/r σε σειρά Taylor, τη μορφή: es ( r) a 1 e ( ) r s. (4.2) O ρυθμός αύξησης ενός σταγονιδίου ακτίνας r είναι ανάλογος της διαφοράς e e s (r), όπου e είναι η τάση υδρατμών στον περιβάλλοντα αέρα. Κατά συνέπεια, σταγόνες με ακτίνες τέτοιες ώστε e e s (r)<0 φθίνουν λόγω εξάτμισης, ενώ εκείνες για τις οποίες e-e s (r)>0 αυξάνουν λόγω συμπύκνωσης. Η κρίσιμη ακτίνα r c αντιστοιχεί στην περίπτωση που e e s (r)=0, οπότε μετά από αντικατάσταση του e s (r)=e στην (4.1) προκύπτει ότι r c 2, (4.3) R lns όπου S=e/e s ( ) ονομάζεται αναλογία κόρου, δηλαδή S είναι ο λόγος της τάσης των υδρατμών στον αέρα e διά της τάσης κόρου e s ( ) υπεράνω επίπεδης επιφάνειας ύδατος. Έτσι, αν S=1, ή S>1, τότε επικρατεί κορεσμός, ή υπερκορεσμός, υδρατμών αντίστοιχα. Για να επιβιώσει μια σταγόνα που σχηματίστηκε διαμέσου ομογενούς πυρήνωσης πρέπει να έχει ακτίνα r>r c. Ο Πίνακας 4.1 δίνει εκτιμήσεις της κρίσιμης ακτίνας r c και του αριθμού των μορίων n που αντιστοιχούν στη κρίσιμη σταγόνα, για διάφορες αναλογίες κόρου S στη θερμοκρασία Τ=273 Κ. Όπως φαίνεται, η αυθόρμητη συμπύκνωση για να λάβει χώρα απαιτεί πολύ μεγάλες τιμές υπερκορεσμού, που ορίζεται ως 100(S 1)%. Δεδομένου ότι οι τιμές υπερκορεσμού που παρατηρούνται στην ατμόσφαιρα δεν είναι μεγαλύτερες της τάξης του 1%, δηλαδή S 1<0,01, ο Πίνακας 4.1 υποδεικνύει ότι σταγονίδια σχηματίζονται αυθόρμητα όταν φτάσουν να έχουν ακτίνα r c >0,12 μm, το οποίο απαιτεί τη τυχαία συσσωμάτωση (σύμπηξη) ενός απίθανα μεγάλου αριθμού μορίων (~2,510 8 ). Δεδομένου ότι για να συμβεί αυτό η πιθανότητα είναι μηδενική, συνάγεται ότι η διεργασία της ομογενούς, ή αυθόρμητης, συμπύκνωσης στην ατμόσφαιρα είναι αδύνατη. Αναλογία κόρου, S Κρίσιμη ακτίνα, r c (μm) Αριθμός μορίων, n 1 1,01 1, , ,10 1, , ,5 1, , , , , , , Πίνακας 4.1. Κρίσιμες ακτίνες σταγονιδίων, ο αριθμός μορίων υδρατμών σε αυτές, και οι αναλογίες κόρου που απαιτούνται, στη θερμοκρασία των 273 Κ, για να λάβει χώρα ομογενής πυρήνωση (Rogers, 1979). Παρά το γεγονός ότι η συζήτηση της τελευταίας παραγράφου κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η ομογενής πυρήνωση αδυνατεί να οδηγήσει σε υδροσυμπύκνωση στην ατμόσφαιρα, το θέμα θα συζητηθεί, από φυσικής σκοπιάς λίγο περισσότερο, με βάση τη βιβλιογραφία. 9

10 Όπως αναφέρθηκε, στην ομογενή πυρήνωση οι σταγόνες κρίσιμου μεγέθους σχηματίζονται μέσω τυχαίων κρούσεων μορίων υδρατμών. Αν ένα κρίσιμο σταγονίδιο συλλάβει κι άλλα μόρια, γίνεται υπερκρίσιμο, που σημαίνει ότι η τάση e s (r) ελαττώνεται και ο ρυθμός αύξησης, που είναι ανάλογος της απόκλισης e e s (r), μεγαλώνει. Η στατιστική θερμοδυναμική αποδεικνύει ότι ο ρυθμός πυρήνωσης, J, ανά μονάδα όγκου, που αντιπροσωπεύει το ρυθμό σχηματισμού υπερκρίσιμων σταγόνων, διέπεται από τη σχέση J 2 2 e 4 r 4 exp, 2 c r n Z 3 c (4.4) mkt kt όπου m είναι η μάζα του μορίου ύδατος, k η σταθερά Boltzmann, n η αριθμητική πυκνότητα των υδρατμών, Z μία αδιάστατη παράμετρος που παίρνει τιμές της τάξης του εκατοστού (10-2 ), και e, όπως ορίστηκε προηγούμενα, είναι η μερική τάση υδρατμών στον αέρα. Αν αντικαταστήσουμε την κρίσιμη ακτίνα r c από την (4.3) στην (4.4), προκύπτει J Ses ( ) 2 m( ln S) ( R T ) 3 16 nz exp 2 3m( ln S) ( RT ) 3/ 2 3 (4.5) Η (4.5) δίνει τον ρυθμό ομογενούς πυρήνωσης σαν συνάρτηση της αναλογίας κόρου S σε μία ορισμένη θερμοκρασία Τ. Από τη διερεύνηση της (4.5) προκύπτει ότι ο ρυθμός πυρήνωσης, ή συμπύκνωσης, μεταβάλλεται από πολύ μικρές σε πολύ μεγάλες τιμές για ένα στενό εύρος τιμών του S. Η τιμή του S για την οποία συμβαίνει αυτό ονομάζεται κρίσιμη αναλογία κόρου, S c. Η πειραματική τιμή της S c είναι ~4,2 στους 275 Κ, και ~5,0 στους 260 Κ, που σημαίνει ότι απαιτείται υπερκορεσμός, (S 1)100~320% και ~400%, αντίστοιχα. Τέτοια (τεράστια) επίπεδα υπερκορεσμού δεν παρατηρούνται ποτέ στην τροπόσφαιρα, όπου ο υπερκορεσμός συνήθως δεν υπερβαίνει ~1 %. Το συμπέρασμα λοιπόν είναι ότι η ομογενής πυρήνωση δεν παίζει κανένα ρόλο στη δημιουργία νεφοσταγονιδίων, συνεπώς η διεργασία αυτή αδυνατεί να οδηγήσει σε υδροσυμπύκνωση στην ατμόσφαιρα και στη δημιουργία νεφών Ετερογενής συμπύκνωση Η υδροσυμπύκνωση στην ατμόσφαιρα επιτυγχάνεται επί υγροσκοπικών ατμοσφαιρικών αιωρημάτων που ενεργούν ως πυρήνες συμπύκνωσης σε συνθήκες ήπιου υπερκορεσμού υρδρατμών. Η διεργασία ονομάζονται ετερογενής συμπύκνωση, ή ετερογενής πυρήνωση. Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα ταξινομούνται, ανάλογα με τη συνάφειά τους προς το νερό, ως ουδέτερα, υδρόφοβα, και υγροσκοπικά. Η πυρήνωση επί των ουδετέρων αιωρημάτων απαιτεί περίπου τον ίδιο βαθμό υπερκορεσμού όπως και στην ομογενή πυρήνωση. Για τα υδρόφοβα σωμάτια, που «ανθίστανται» την επαφή με νερό, η πυρήνωση απαιτεί ακόμα μεγαλύτερο υπερκορεσμό, σε σχέση με την ομογενή πυρήνωση που εξετάστηκε προηγουμένως. Για τα υγροσκοπικά όμως σωματίδια, τα οποία είναι υδρόφιλα και διαλύονται εύκολα στο νερό, ο υπερκορεσμός που χρειάζεται για σχηματισμό νεφοσταγονιδίων είναι πολύ μικρότερος αυτoύ της ομογενούς πυρήνωσης, όπως θα εξηγηθεί αμέσως παρακάτω. Είναι γνωστό από τη φυσικοχημεία διαλυμάτων ότι μια διαλυμένη ουσία σε ένα διαλύτη τείνει να ελαττώσει την τάση κόρου υδρατμών του διαλύτη. Αυτό συμβαίνει επειδή κάποια από τα μόρια στην επιφάνεια του διαλύτη αντικαθίστανται από μόρια της διαλυμένης ουσίας. Εάν συμβεί, και συμβαίνει συνήθως σε πολλά διαλύματα, η τάση κόρου της διαλυμένης ουσίας (σε υγρή μορφή) να είναι μικρότερη της τάσης κόρου του διαλύτη, τότε η τάση κόρου του διαλύματος μειώνεται σε αναλογία με την περιεκτικότητα της διαλυμένης ουσίας. Η ιδιότητα αυτή είναι καθοριστικής σημασίας στην διεργασία υδροσυμπύκνωσης στην ατμόσφαιρα. Για μια επίπεδη επιφάνεια διαλύματος, π.χ. NaCl σε νερό, η ελάττωση της τάσης κόρου υδρατμών υπεράνω αυτής, λόγω της διαλυμένης ουσίας, εκφράζεται από τη σχέση es ( ) e' s ( ) n e ( ) n s n 0, (4.6) 10

11 όπου n είναι ο αριθμός των μορίων της διαλυμένης ουσίας και n 0 ο αριθμός μορίων του διαλύτη (νερού). Επίσης, e s ( ) είναι η τάση κόρου υδρατμών υπεράνω επιπέδου επιφάνειας του διαλύτη (νερού) και e s( ) η (μειωμένη σε σχέση με τον υγρό διαλύτη) τάση κόρου υπεράνω της επιφάνειας του διαλύματος. Η σχέση αυτή είναι γνωστή σαν νόμος του Rault. Στην περίπτωση αραιών διαλυμάτων όπου n 0 >>n ώστε n+n 0 ~n 0, η (4.6) απλοποιείται και παίρνει τη μορφή: e' s ( ) 1 e ( ) s n. n 0 (4.7) Για διαλύματα νερού στα οποία τα μόρια των διαλυμένων ουσιών διασπώνται σε ιόντα των συστατικών τους, η (4.7) τροποποιείται πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό n με το βαθμό ιοντικής διάσπασης, i, (π.χ., για αραιά διαλύματα του υδρόφιλου NaCl, το i = 2,). Συνεπώς, ο αριθμός ενεργών μορίων μιας διαλυμένης ουσίας μάζας Μ s σε ένα διάλυμα, δίνεται από τη σχέση n in /, (4.8) 0M s s όπου Ν 0 είναι ο αριθμός του Avogadro (αριθμός μορίων ανά γραμμομόριο), και μ s είναι το μοριακό βάρος της διαλυμένης ουσίας. Ο αριθμός των μορίων ύδατος στη μάζα M ν γράφεται κατά τον ίδιο τρόπο ώς n N M /. (4.9) 0 0 v Στη συνέχεια, έστω ότι έχει δημιουργηθεί στην ατμόσφαιρα ένα μικροσταγονίδιο υδατικού διαλύματος, π.χ., επί του υδρόφιλου σωματιδίου αιωρήματος NaCl λόγου τυχαίας υγροσκοπικής συγκέντρωσης μορίων υδρατμών περί αυτό. Αν ο Νόμος του Rault εφαρμοστεί σε διάλυμα σταγονιδίου ύδατος ακτίνας r, τότε αντικατάσταση των n και n 0 από τις (4.8) και (4.9) στην (4.7) δίνει: ' es ( r) 3iM s 1 e ( r) 4 r s s 3 b 1, 3 r (4.10) όπου b=3im s μ ν /4πρ ν μ s, αφού προηγουμένως έγινε αντικατάσταση του M ν =4πr 3 ρ ν /3 στην (4.9). Η (4.10) δείχνει ότι η ύπαρξη ενός σταγονιδίου διαλύματος ακτίνας r δρα ώστε να μειωθεί η τάση κόρου πάνω από αυτό κατά b/r 3, σε αντίθεση με τη καμπυλότητα της σταγόνας (ενότητα ) η οποία δρα ώστε να αυξηθεί η τάση κόρου κατά α/r. Λύνοντας στην τελευταία σχέση ως προς e s(r) και διαιρώντας με e s ( ) και τα δύο μέλη, προκύπτει, κατόπιν αντικατάστασης του λόγου e s (r)/e s ( ) μέσω της (4.2), για το σταγονίδιο διαλύματος: ' es ( r) b a (1 )(1 ). 3 e ( ) r r s (4.11) Απαλοιφή του όρου ab/r 4 στην (4.11), επειδή είναι αρκετά ικρότερος των υπολοίπων (δεδομένου επίσης ότι Μ s <<M ν ), οδηγεί στην εξίσωση: ' es ( r) 1 e ( ) s a r b, 3 r (4.12) η οποία διέπει την ετερογενή πυρήνωση υδρατμών στην ατμόσφαιρα. Ο όρος α/r στην (4.12), όπου α=2σ/(ρ ν R υ Τ), ονομάζεται όρος καμπυλότητας, και εκφράζει την αύξηση της τάσης κόρου υδρατμών υπεράνω μιας σταγόνας ακτίνας r σε σχέση με την τάση κόρου υπεράνω επιπέδου επιφάνειας ύδατος. Ο όρος b/r 3 ονομάζεται όρος διαλύματος, έχει αντίθετο αποτέλεσμα από το όρο α/r, και αντιπροσωπεύει τη δράση της διαλυμένης ουσίας στην μείωση της τάσης κόρου του διαλύτη σταγόνας ακτίνας r. Για τυπικές τιμές των Τ, 11

12 Μ s και μ s η (4.12) περιγράφει την μεταβολή της αναλογίας κόρου S=e/e s ( ) e' s (r)/e s ( ) συναρτήσει της ακτίνας του σταγονιδίου r. Η καμπύλη a b S 1, (4.13) 3 r r ονομάζεται εξίσωση Kohler. Ένα παράδειγμα της καμπύλης Kohler απεικονίζεται στο Σχήμα 4.2. με τη συνεχή καμπύλη. Εκεί φαίνεται ότι για πολύ μικρές ακτίνες r, η ανεξάρτητη δράση του όρου διαλύματος, b/r 3 (βλέπε Εξίσωση 4.10), υπερτερεί, σε απόλυτη τιμή, της αντίστοιχης δράσης του όρου καμπυλότητας, 1+α/r. Ως αποτέλεσμα, μια πολύ μικρή σταγόνα (έμβρυο) διαλύματος, π.χ., ακτίνας ~0,001 μm, δημιουργείται ακόμα και όταν S<1, δηλαδή όταν η διαθέσιμη τάση υδρατμών e<e s ( ). Αν ο υγρός αέρας βρίσκεται σε υπερκορεσμό ώστε S>1, το σταγονίδιο θα αυξηθεί σταδιακά, μέσω διαρκούς συμπύκνωσης, μέχρις ότου η ακτίνα του γίνει κρίσιμη, r c, οπότε και ενεργοποιείται, δηλαδή επιζεί και γίνεται νεφοσταγονίδιο. Η αναλογία κόρου στο σημείο αυτό ονομάζεται κρίσιμη αναλογία κόρου, S c. Αν ο υπερκορεσμός του αέρα είναι τέτοιος ώστε S είναι μικρότερος του S c που απαιτεί η καμπύλη Kohler, τότε αυτός δεν αρκεί για την ενεργοποίηση του σταγονιδίου. Σχήμα 4.2. Καμπύλη Kohler και μηχανισμός ετερογενούς συμπύκνωσης (βλέπε κείμενο για επεξηγήσεις) Το σημείο (r c,s c ) αντιστοιχεί στο μέγιστο της καμπύλης Kohler, με τις τιμές των r c και S c να υπολογίζονται βρίσκοντας το μέγιστο της (4.13), βλέπε Άσκηση 4.1. Πέραν του σημείου αυτού, η τάση κόρου στην επιφάνεια ενός ενεργοποιημένου σταγονιδίου ελαττώνεται σταδιακά, λόγω της ελάττωσης της δράσης του όρου καμπυλότητας a/r, αφού η ακτίνα μεγαλώνει. Το αποτέλεσμα είναι ότι πέραν του σημείου (r c,s c ), η σταγόνα αυξάνεται αυθόρμητα, με την τάση κόρου υπεράνω αυτής να πλησιάζει τη τάση κόρου e s ( ) υπεράνω οριζόντιας επιφάνειας ύδατος. Συνεπώς, το ενεργοποιημένο σταγονίδιο αυξανόμενο μετατρέπεται σε νεφοσταγονίδιο. Είναι ενδιαφέρον ότι, λόγω της δράσης του όρου καμπυλότητας, μετά το μέγιστο της καμπύλης η σταγόνα απαιτεί για την αύξησή της υπερκορεσμό μικρότερο του S c. Αυτό αποδίδεται στον όρο καμπυλότητας (a/r) αφού η τάση κόρου υδρατμών στην επιφάνειά της συνεχώς ελαττώνεται λόγω της αύξησης της ακτίνας (βλέπε Εξίσωση 4.2). Τα σταγονίδια που ενεργοποιούνται, μπορούν, θεωρητικά τουλάχιστον, να αυξηθούν μέχρι το μέγεθος των μεγάλων σταγόνων νέφους, ακτίνων R~50 60 μm, αλλά στη πράξη, όπως θα δειχτεί παρακάτω, δεν ξεπερνούν τα 15 με 20 μm. Τα σταγονίδια με ακτίνες r<r c δεν ενεργοποιούνται και δεν μπορούν κατά συνέπεια να αυξηθούν και να εξελιχθούν σε σταγονίδια νέφους. 12

13 Η μάζα του υγροσκοπικού αιωρήματος παίζει ρόλο στην υδροσυμπύκνωση γιατί ορίζει το μέγεθος ή την ακτίνα του εμβρύου, έτσι ώστε μεγαλύτερες ακτίνες εμβρύων να απαιτούν για ενεργοποίηση μικρότερα επίπεδα υπερκορεσμού, σε σχέση με τις μικρότερες ακτίνες εμβρύων. Ο πίνακας 4.2 δίνει τυπικά παραδείγματα κρίσιμων ακτίνων r c και του αντίστοιχου υπερκορεσμού 100(S c 1)% που απαιτείται για σταγόνες που σχηματίζονται επί διαφόρων μαζών M s, ή ακτίνων r s, ενεργών πυρήνων NaCl σε Τ=273 Κ. M s (g) r s (μm) r c (μm ) (S c 1)% ,022 0,19 0, ,048 0,61 0, ,103 1,9 0, ,223 6,1 0, , ,0042 Πίνακας 4.2. Τιμές κρίσιμης ακτίνας r c και υπερκορεσμού (S 1)%, συναρτήσει της μάζας της διαλυμένης ουσίας, Μ s και της ακτίνας r s των πυρήνων συμπύκνωσης ( Rogers, 1979) Το Σχήμα 4.3., το οποίο βασίζεται σε τιμές που δίνονται από τους Iribarne and Cho (1980), παρουσιάζει, μία σειρά καμπυλών Kohler που αντιστοιχούν σε διαδοχικά αυξανόμενες μάζες (και ακτίνες) πυρήνων συμπύκνωσης. Σε σχέση με το Σχήμα 4.2, εδώ χρησιμοποιείται στον άξονα των τεταγμένων ο εκατοστιαίος υπερκορεσμός (S 1)% αντί της αναλογίας κόρου S. Όπως αναμένεται, ο κρίσιμος υπερκορεσμός S c, που αντιστοιχεί στο μέγιστο της καμπύλης Kohler, μειώνεται με την αύξηση της μάζας του πυρήνα συμπύκνωσης, αφού η αρχική ακτίνα του εμβρύου είναι μεγαλύτερη για μεγαλύτερες μάζες διαλυμένης ουσίας. Σχήμα 4.3. Ενεργοποίηση πυρήνων συμπύκνωσης με την αύξηση της μάζας των, στη θερμοκρασία 273 Κ. Η διαδικασία της ετερογενούς συμπύκνωσης συνοψίζεται ως εξής: Όταν μία υγρή αέρια μάζα ανυψώνεται στην ατμόσφαιρα πρώτα θα φτάσει στο επίπεδο κόρου, όπου η σχετική υγρασία είναι 100% ή ο υπερκορεσμός S 1=0%. Καθώς συνεχίζει να ψύχεται, λαβαίνει τιμές μικρού υπερκορεσμού της τάξης, π.χ., 0,5%. Στη κατάσταση αυτή, όλα τα μικροσταγονίδια που σχηματίζονται γύρω από υγροσκοπικούς πυρήνες, των οποίων οι αντίστοιχες καμπύλες που προβλέπονται από την (4.12) έχουν μέγιστα κάτω του επίπεδου υπερκορεσμού της αέριας μάζας, ενεργοποιούνται και αυξάνονται ώστε να λάβουν διαστάσεις νεφοσταγόνων. Οι σταγόνες επί μικρότερων πυρήνων, των οποίων οι αντίστοιχες καμπύλες δεν ξεπερνούν το μέγιστο Kohler για τον υπάρχοντα υπερκορεσμό, αδυνατούν να ενεργοποιηθούν και να γίνουν νεφοσταγόνες, έτσι 13

14 παραμένουν υγρά σωματίδια αιωρημάτων. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η συμπύκνωση οδηγεί σε μεταφορά υδρατμών από την αέρια μάζα στα ενεργοποιημένα σταγονίδια, με αποτέλεσμα ο υπερκορεσμός του αέρα να ελαττώνεται, γεγονός το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε επιβράδυνση, και ενδεχόμενο τερματισμό, της διαδικασίας ετερογενούς πυρήνωσης. O μηχανισμός ετερογενούς συμπύκνωσης ισχύει και στα φαινόμενα σχηματισμού δρόσου, πάχνης, και ομίχλης, που δημιουργούνται κατά την ισοβαρή ψύξη υγρής αέριας μάζας κοντά σε ψυχρό έδαφος (βλέπε ) Αύξηση Σταγονιδίων στα Νέφη Στα προηγούμενα εξηγήθηκε πως επιτυγχάνεται η συμπύκνωση στην ατμόσφαιρα, η διεργασία της οποίας διέπεται από την εξίσωση Kohler (4.13). Ο μηχανισμός αυτός απαιτεί την ύπαρξη υγροσκοπικών (υδρόφιλων) αιωρημάτων (aerosols) που ενεργούν ως έμβρυα συσσωμάτωσης υδρατμών στον περιβάλλοντα αέρα, με αποτέλεσμα τη σταδιακή εξέλιξή τους σε ενεργά νεφοσταγονίδια, ακτίνων λίγων μm, τα οποία ονομάζονται και σταγονίδια Kohler. Στη διαδικασία της ετερογενούς πυρήνωσης απαιτούνται συνθήκες ήπιου υπερκορεσμού, της τάξης του 0,5% 1,0%, τιμές οι οποίες παρατηρούνται στην ατμόσφαιρα. Για την κατανόηση του ζωτικού ρόλου των αιωρημάτων στην συμπύκνωση, οι παραπάνω τιμές υπερκορεσμού θα πρέπει να συγκριθούν με τις αντίστοιχες των 300% και 400% που απαιτούνται στη περίπτωση της ομογενούς συμπύκνωσης, απουσία υδρόφιλων αιωρημάτων, οι οποίες φυσικά και δεν υφίστανται στην ατμόσφαιρα. Σχήμα 4.4. Συγκριτικά μεγέθη, όχι αναγκαία σε κλίμακα, τυπικών ακτίνων r, σταγονιδίων στα νέφη. Από ένα πυρήνα έμβρυο συμπύκνωσης τυπικής ακτίνας 0,01 μm μέχρι μια βροχοσταγόνα ακτίνας 1000 μm, η αύξηση είναι 5 τάξεις μεγέθους Τυπικά μεγέθη σταγονιδίων στα νέφη δίνονται παραστατικά στο Σχήμα 4.4. Εκτείνονται από ένα έμβρυο λίγων υδρατμών περί πυρήνα συμπύκνωσης ακτίνας ~0,01 μm, σε μία μικρή νεφοσταγόνα ακτίνας ~ 10 με 15 μm, στη συνέχεια σε μια μέση τυπική νεφοσταγόνα της τάξης των 50 με 60 μm, και τέλος σε μια τυπική βροχοσταγόνα ακτίνας 1000 μm. Στα επόμενα, θα εξεταστούν οι φυσικοί μηχανισμοί που διέπουν την αύξηση των μικρών νεφοσταγονιδίων Kohler (ακτίνες λίγων μm) μέχρι το μέγεθος νεφοσταγόνων της τάξης των 15 μm, και στη συνέχεια πως αυτές φτάνουν το μέγεθος των μεγάλων νεφοσταγόνων (~ μm), των μικρών βροχοσταγόνων (~100 μm), και μετά των μεγάλων βροχοσταγόνων της τάξης των 1 3 mm. 14

15 Αύξηση νεφοσταγονιδίων μέσω συμπύκνωσης Η ύπαρξη πολύ μικρού υπερκορεσμού υδρατμών σε νέφος μικρών νεφοσταγονιδίων Kohler, οδηγεί σε συνθήκες περαιτέρω αύξησης της ακτίνας των. Αυτό επιτυγχάνεται διά της συμπύκνωσης των υδρατμών στο περιβάλλον ενός μικρού νεφοσταγονιδίου Kohler και συσσωμάτωσης σε αυτό, μέσω της συνδυασμένης δράσης δύο κατά βάση αντίρροπων μηχανισμών, (α) της διάχυσης υδρατμών προς το σταγονίδιο και (β) της θέρμανσής του λόγω απελευθέρωσης λανθάνουσας θερμότητας που επίσης διαχέεται στο περιβάλλον του. Στη συνέχεια περιγράφεται, με μία απλή θεώρηση, το φυσικό πρόβλημα της περαιτέρω αύξησης μιας νεφοσταγόνας Kohler. Αρχικά υποτίθεται ότι το μικροσταγονίδιο παραμένει σε σχετική ηρεμία μέσα σε περιβάλλον ελαφρά υπερκορεσμένου αέρα, όπου η τάση υδρατμών σε αυτόν είναι μεγαλύτερη της τάσης κόρου κοντά στην επιφάνεια του σταγονιδίου. Το τελευταίο ισχύει επειδή πλησίον της σταγόνας υπάρχει συνεχής απώλεια υδρατμών λόγω συμπύκνωσης η οποία και μειώνεται ακτινικά με την αύξηση της απόστασης από την επιφάνειά της. Σαν συνέπεια, δημιουργείται μια ακτινική βαθμίδα στην συγκέντρωση των υδρατμών, dn υ /dr, περί τη σταγόνα με φορά μακριά από τη σταγόνα (η φορά της βαθμίδας μίας βαθμωτής ποσότητας ορίζεται από τις μικρότερες προς τις μεγαλύτερες τιμές της ποσότητας). Η ύπαρξη της βαθμίδας στην συγκέντρωση των υδρατμών περί τη σταγόνα, επιβάλλει την διάχυσή τους από το περιβάλλον προς τη σταγόνα, με αποτέλεσμα την αύξησή της δια της συνεχούς συμπύκνωσης. Παράλληλα με τη συμπύκνωση, και σαν αποτέλεσμα αυτής, δημιουργείται μια ακτινική βαθμίδα θερμοκρασίας με φορά προς την επιφάνεια της σταγόνας, δηλαδή είναι αντίθετη της παραπάνω βαθμίδας συγκέντρωσης των υδρατμών. Η βαθμίδα θερμοκρασίας ( dt/dr), η οποία οφείλεται στη απελευθέρωση λανθάνουσας θερμότητας κατά τη συμπύκνωση, επιβάλλει διάχυση θερμότητας από τη σταγόνα προς το περιβάλλον της. Σε συνθήκες σταθερής κατάστασης (steady state), υδρατμοί διαχέονται προς τη σταγόνα και συμπυκνώνονται σε αυτή αυξάνοντας την ακτίνα της, ενώ θερμότητα διαχέεται από τη σταγόνα προς το περιβάλλον της, η οποία οδηγεί στην μείωση του υπερκορεσμού του αέρα (όπως προκύπτει από την εξίσωση Clausius-Clapeyron). Στο σχήμα αυτό, η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας από τη σταγόνα στο περιβάλλον ενεργεί ανταγωνιστικά της διεργασίας αύξησης της σταγόνας λόγω τηε διάχυσης υδρατμών από το περιβάλλον και συμπύκνωσης σε αυτή. Με βάση την παραπάνω εννοιολογική θεμελίωση, το πρόβλημα αύξησης μια μικρής νεφοσταγόνας Kohler σε περιβάλλον μικρού υπερκορεσμού έχει σφαιρική συμμετρία και μελετάται αναλυτικά μέσω των νόμων της διάχυσης μάζας και θερμότητας σε συνδυασμό με τους νόμους της θερμοδυναμικής. Η μαθηματική συνθετότητα του προβλήματος υπερβαίνει το επίπεδο της παρούσας ύλης, συνεπώς εδώ εξετάζεται μια απλοποιημένη θεώρηση, που ακολουθείται σε εισαγωγικά βιβλία φυσικής των νεφών (π.χ., Rogers, 1979, βλέπε επίσης Iribarne and Cho (1980). Στη θεώρηση αυτή αγνοείται η ροή θερμότητας από τη σταγόνα προς το περιβάλλον, κάνοντας την υπόθεση ότι η θερμοκρασία της σταγόνας είναι η ίδια με αυτή του περιβάλλοντος. Παρότι, σαν αποτέλεσμα της απλοποίησης αυτής, η αύξηση της νεφοσταγόνας λόγω συμπύκνωσης σε περιβάλλον υπερκορεσμού οδηγεί σε υπερεκτιμήσεις, η διαδικασία αξίζει να παρουσιαστεί αναλυτικά γιατί έχει εκπαιδευτική αξία. Έστω μια νεφοσταγόνα Kohler ακτίνας r που βρίσκεται σε περιβάλλον ήπιου υπερκορεσμού, στο οποίο η πυκνότητα υδρατμών μακριά από τη σταγόνα είναι ρ υ ( ). Όταν το σύστημα «σταγόνας περιβάλλοντος αέρα» βρεθεί σε σταθερή κατάσταση, ο ρυθμός αύξησης της μάζας της σταγόνας θα ισούται με το ρυθμό ροής υδρατμών μέσα από μια επιφάνεια σφαίρας που περικλείει τη σταγόνα, ακτίνας x>r. Έτσι, με βάση το νόμο μοριακής διάχυσης του Fick, Γ= D(dn/dx) όπου D είναι ο συντελεστής διάχυσης, ισχύει για το ρυθμό αύξησης ης μάζας του σταγονιδίου: dm 2 d 4 x D, (4.14) dt dx όπου ρ υ είναι η πυκνότητα υδρατμών στην απόσταση x. Επειδή dm/dt είναι ανεξάρτητο της ακτίνας x, η (4.14) μπορεί να ολοκληρωθεί dm dt r ( ) dx 4 D 2 d x ( r), 15

16 ώστε να δώσει dm 4 rd( ( ) ( r)). (4.15) dt Αν αντικατασταθεί το m=4πr 3 ρ ν /3 όπου ρ ν είναι η πυκνότητα νερού της σταγόνας, η (4.15) γράφεται συναρτήσει του ρυθμού αύξησης της ακτίνας: dr D ( ( ) ( r)). (4.16) dt r Κάνοντας χρήση της εξίσωσης ιδανικών αερίων (p=ρrt) για τη τάση των υδρατμών στην επιφάνεια της σταγόνας, e(r), και στο περιβάλλον της, e( ), η (4.16) γράφεται: dr dt 1 D ( r) ( e( ) e( r)). r e( r) (4.17) Για περισσότερη ακρίβεια, ο όρος e(r) στην (4.17) θα έπρεπε να αντικατασταθεί από τον όρο e s '(r) που υπεισέρχεται στη (4.10), όπου στη τάση των υδρατμών στην επιφάνεια της σταγόνας λαμβάνεται υπόψη εκτός του αποτελέσματος της ακτίνας καμπυλότητας και αυτό του διαλύματος (βλέπε ενότητα 4.3.2). Επειδή όμως πρόκειται για μικρά ενεργοποιημένα σταγονίδια με ακτίνες μέχρι λίγα μm, η τάση υδρατμών, όπως συμπεραίνεται και από το Σχήμα (4.2), είναι πολύ κοντά στην τάση κόρου υπεράνω επιπέδου επιφάνειας ύδατος. Στην περίπτωση αυτή ισχύει κατά προσέγγιση ότι: e( ) e( r) e( ) es ( ) S 1, e( r) e ( ) s (4.18) όπου S είναι η αναλογία κόρου και S 1 ο υπερκορεσμός. Κατά συνέπεια η (4.17) γράφεται όπου ο παράγοντας G είναι dr r G( S 1), (4.19) dt D ( r) G. (4.20) Η παραπάνω ανάλυση είναι ικανοποιητική μόνο σε πρώτη προσέγγιση. Αν επιπλέον ληφθεί υπόψη και η διάχυση θερμότητας από την σταγόνα προς το περιβάλλον, τότε προκύπτει ότι η (4.19) παίρνει την ακριβέστερη μορφή (Rogers, 1979): dr r dt S 1, (4.21) f ( T, p) όπου f (T,p) είναι μια σχετικά πολύπλοκη συνάρτηση της θερμοκρασίας και πίεσης που δίνεται από τη σχέση f ( T, p) R T L L ( ) D es K at RT 1. (4.22) 16

17 Στην τελευταία εξίσωση, μ ν είναι το μοριακό βάρος του νερού, L ν η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης, και Κ a η θερμική αγωγιμότητα του αέρα. Η τιμή της f (T,p) μεταβάλλεται σχετικά λίγο στα κατώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας, π.χ., είναι 1,010 6 s/cm 2 στους 10 C και πίεση 700 mb, και 1,910 6 s/cm 2 στους 12 C και πίεση 450 mb. Αν για μια ορισμένη πίεση και θερμοκρασία θεωρηθεί ότι f(t,p) const και (S 1) const, τότε το δεύτερο μέλος της (4.21) είναι σταθερό, (S 1)/f(T,p)=c 1, οπότε ολοκλήρωση της (4.21) δίνει για την αύξηση της ακτίνας ενός μικρού σταγονιδίου με το χρόνο: r 2 2 r c t, (4.23) όπου r 0 είναι η αρχική του ακτίνα τη χρονική στιγμή t = 0. Τυπικές μεταβολές της αύξησης της ακτίνας μέσω της (4.23) παρέχονται στο Σχήμα 4.5, όπου οι τρεις καμπύλες αντιστοιχούν σε διαφορετικές αρχικές ακτίνες r 0 (0,1 μm, 0,5 μm και 1,0 μm). Όπως φαίνεται, η αύξηση είναι ταχύτατη στα μικρότερα σταγονίδια, ενώ ο ρυθμός αύξησης της ακτίνας πέφτει καθώς αυτή αυξάνεται και τείνει να σταθεροποιηθεί παίρνοντας την ίδια τιμή για όλες τις σταγόνες. Σχήμα 4.5. Αύξηση νεφοσταγονιδίων διαφορετικής αρχικής ακτίνας, σε συνθήκες σταθερής θερμοκρασίας και πίεσης, και με σταθερό υπερκορεσμό υδρατμών στο περιβάλλον του σταγονιδίου Υπολογισμοί αύξησης της ακτίνας μικρής νεφοσταγόνας με το χρόνο παρέχονται στο Πίνακα 4.3, για δύο διαφορετικές περιπτώσεις συνθηκών υπερκορεσμού, πίεσης και θερμοκρασίας, οι οποίες παρατηρούνται στα νέφη (βλέπε Rogers, 1979). Οι ακτίνες, σταγονιδίου αρχικής ακτίνας r 0 =1,0 μm, συναρτήσει του χρόνου (σε min) υπολογίστηκαν από την (4.23), για δύο περιπτώσεις: (α) S 1=0,1%, f(t,p)=1,010 6 s/cm 2 και (β) S 1=0,05%, f(t,p)=1,910 6 s/cm 2, που αντιστοιχούν σε βέλτιστο, και μη, περιβάλλον αύξησης της σταγόνας, αντίστοιχα. r (μm) t 1 ( min) t 2 (min) 1 0,0 0,0 2 0,2 1,0 5 2,0 8, ,5 70, ,0 125, ,0 280,0 Πίνακας 4.3. Αύξηση σταγονιδίου αρχικής ακτίνας 1 μm για 2 περιπτώσεις, που αντιστοιχούν σε βέλτιστες (1η στήλη) και μη (2η στήλη) συνθήκες αύξησης του σταγονιδίου λόγω συμπύκνωσης 17

18 Με βάση τις εκτιμήσεις του Πίνακα 4.3 και τη παρατήρηση ότι ο μέσος χρόνος ζωής ενός νέφους είναι της τάξης των 30 ως 60 min, όπως και ότι είναι εξωπραγματική η παραδοχή ότι το αυξανόμενο σταγονίδιο παραμένει ακίνητο, μελέτες δείχνουν ότι ο μηχανισμός αύξησης ενός ενεργοποιημένου νεφοσταγονιδίου Kohler μέσω συμπύκνωσης αδυνατεί να οδηγήσει σε ακτίνες r μεγαλύτερες των 15 με 20 μm. Για την αύξηση των νεφοσταγόνων πέραν των μεγεθών αυτών ενεργεί άλλος μηχανισμός που θα εξεταστεί αμέσως παρακάτω Αύξηση νεφοσταγόνων μέσω κρούσης και συλλογής Στην μέχρι τώρα συζήτηση για την δημιουργία και αύξηση των νεφοσταγόνων αγνοήθηκε η κίνησή τους μέσα στο νέφος όπως και οι ενδεχόμενες κρούσεις και συνενώσεις των με άλλα σταγονίδια. Η διαδικασία αυτή αποτελεί υπεραπλούστευση αφού τα νεφοσταγονίδια υπόκεινται σε αέναη κίνηση και ανομοιογενείς συνθήκες υδροσυμπύκνωσης. Οι αέριες μάζες των νεφών χαρακτηρίζονται από ανοδικές κινήσεις μεγάλου εύρους ταχυτήτων ανάλογα με το είδος του νέφους, π.χ., από 10 cm/s μέχρι 1000 cm/s. Αυτές συγκρατούν και μεταφέρουν τα σταγονίδια κατακορύφως στο νέφος υπό την επίδραση της βαρύτητας, ενώ παράλληλα μπορούν να κινηθούν οριζόντια μέσω της δράσης των ανέμων, χωρίς να αποκλείεται βέβαια ότι υπόκεινται σε τυρβώδεις, και συνεπώς πολύπλοκες, κινήσεις του αέρα στον οποίο βρίσκονται. Οι κινήσεις αυτές μπορούν να μεταφέρουν τα σταγονίδια σε περιοχές όπου επικρατούν διαφορετικές θερμοκρασίες, υγρασίες και εν γένει συνθήκες συμπύκνωσης, ώστε το μέγεθος των νεφοσταγονιδίων να διαφοροποιείται σημαντικά ανάλογα με την κίνησή τους στο χώρο, και τις συνθήκες που επικρατούν από νέφος σε νέφος. Επιπλέον, το μέγεθος των νεφοσταγονιδίων εξαρτάται από τη μάζα, τη συγκέντρωση και τη χημική φύση των πυρήνων (αιωρημάτων) συμπύκνωσης. Ως αποτέλεσμα όλων των παραπάνω, αρκετά αστάθμητων και ασυσχέτιστων παραγόντων, η κατανομή του μεγέθους (ακτίνας) των νεφοσταγόνων αποκτά ικανό εύρος, ενώ διαφοροποιείται σημαντικά από νέφος σε νέφος, ανάλογα και με το τύπο τους. Οι ανομοιογένειες του μεγέθους των σταγονιδίων σε ένα νέφος παίζουν σημαντικό ρόλο στη δυναμική αύξησης των ακτίνων των σταγονιδίων, όπως θα εξηγηθεί παρακάτω. Αυτή η κατάσταση καθορίζει ένα νέο μηχανισμό που επιτρέπει την αύξηση των νεφοσταγόνων από το μέγεθος που φτάνουν διαμέσου συμπύκνωσης, δηλαδή των 10 με 15 μm, στο μέγεθος των μεγάλων νεφοσταγόνων και βροχοσταγόνων, δηλαδή μέχρι περίπου 1000 μm (1 mm). Στην πράξη, ένα νέφος εμπεριέχει νεφοσταγόνες διάφορων ακτίνων και μαζών, ώστε να χαρακτηρίζεται από μια ευρεία κατανομή μεγέθους. Με οδηγό τους Iribarne and Cho (1980), στα επόμενα θα εξεταστούν σε πρώτη φάση οι ταχύτητες πτώσης των σταγονιδίων λόγω βαρύτητας, υπό την υπόθεση ότι αυτά δεν υπόκεινται σε ανοδικές ή άλλες κινήσεις. Έστω σταγόνα μάζας m και ακτίνας r που πέφτει υπό την επίδραση της βαρύτητας στη κατακόρυφο κατεύθυνση z, οπότε η κίνηση της υπακούει στον 2 ο νόμο του Newton: 2 d z m 2 dt 4 dz r 3 ( a ) g k f, (4.24) 3 dt όπου ρ ν είναι η πυκνότητα της σταγόνας, ρ α η πυκνότητα του αέρα και g η επιτάχυνση της βαρύτητας. Στην (4.24), εκτός της βαρύτητας ενεργεί σε αντίθετη κατεύθυνση η δύναμη της άνωσης και μια ανασχετική δύναμη τριβής, λόγω της κρούσεών της με τα μόρια του αέρα. Η δύναμη τριβής λαμβάνεται σε πρώτη προσέγγιση ανάλογη της ταχύτητας της σταγόνας dz/dt και μίας θετικής παραμέτρου k f που αντιπροσωπεύει το συντελεστή τριβής. Για την περίπτωση που η σταγόνα θεωρηθεί σφαίρα μικρής ακτίνας r, η δύναμη τριβής υπακούει στο νόμο του Stokes, για τον οποίο k f =6πηr, όπου η είναι ο συντελεστής ιξώδους του αέρα. Η σταγόνα σύμφωναμε την (4.24) εκτελεί μη ομαλά επιβραδυνόμενη κίνηση, με αποτέλεσμα η επιτάχυνσή της να μηδενιστεί τη στιγμή που η σταγόνα αποκτά μια σταθερή τερματική ταχύτητα V t. Αν στην (4.24) παραληφθεί η δύναμη της άνωσης ως αμελητέα, σε σχέση με τις άλλες δύο δυνάμεις, η τερματική ταχύτητα της σταγόνας, V t, προκύπτει από την εξίσωση της δύναμης τριβής με την δύναμη βαρύτητας, οπότε για τη περίπτωση του νόμου του Stokes είναι ανάλογος του τετραγώνου της ακτίνας της: 18

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

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

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΝΕΦΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΝΕΦΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΝΕΦΩΝ Στο προηγούµενο κεφάλαιο εξετάσαµε την συµπύκνωση των υδρατµών λόγω αδιαβατικής ανόδου µιας αέριας µάζας και πως αυτό σχετίζεται µε την ατµοσφαιρική ευστάθεια. Ο σχηµατισµός

Διαβάστε περισσότερα

Ν έφη ονοµάζονται οι αιωρούµενοι ατµοσφαιρικοί σχηµατισµοί οι οποίοι αποτελούνται από υδροσταγόνες, παγοκρυστάλλους ή και από συνδυασµό υδροσταγόνων και παγοκρυστάλλων. Ουσιαστικά πρόκειται για το αποτέλεσµα

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

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

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

Υδρομετεωρολογία. Κατακρημνίσεις. Νίκος Μαμάσης και Δημήτρης Κουτσογιάννης. Τομέας Υδατικών Πόρων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Αθήνα 2002

Υδρομετεωρολογία. Κατακρημνίσεις. Νίκος Μαμάσης και Δημήτρης Κουτσογιάννης. Τομέας Υδατικών Πόρων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Αθήνα 2002 Υδρομετεωρολογία Κατακρημνίσεις Νίκος Μαμάσης και Δημήτρης Κουτσογιάννης Τομέας Υδατικών Πόρων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Αθήνα 2002 ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Κατακρημνίσεις ΦΥΣΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟ

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

ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑΣ Ν. ΧΑΤΖΗΑΝΑΣΤΑΣΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑΣ Ν. ΧΑΤΖΗΑΝΑΣΤΑΣΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Ν. ΧΑΤΖΗΑΝΑΣΤΑΣΙΟΥ Φυσική της Ατμόσφαιρας (Β. Δ. Κατσούλης Ν. Χατζηαναστασίου) Ηλεκτρονικές Σημειώσεις

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

Παρακαλώ διαβάστε πρώτα τις πιο κάτω οδηγίες:

Παρακαλώ διαβάστε πρώτα τις πιο κάτω οδηγίες: Παρακαλώ διαβάστε πρώτα τις πιο κάτω οδηγίες: 1. Η εξέταση διαρκεί 5 h (πέντε ώρες). Υπάρχουν τρεις ερωτήσεις και κάθε μια από αυτές βαθμολογείται με 10 βαθμούς. 2. Χρησιμοποιήστε μόνο το στυλό που υπάρχει

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Η Επιστήμη της Θερμοδυναμικής ασχολείται με την ποσότητα της θερμότητας που μεταφέρεται σε ένα κλειστό και απομονωμένο σύστημα από μια κατάσταση ισορροπίας σε μια άλλη

Διαβάστε περισσότερα

Διαλύματα - Περιεκτικότητες διαλυμάτων Γενικά για διαλύματα

Διαλύματα - Περιεκτικότητες διαλυμάτων Γενικά για διαλύματα Διαλύματα - Περιεκτικότητες διαλυμάτων Γενικά για διαλύματα Μάθημα 6 6.1. SOS: Τι ονομάζεται διάλυμα, Διάλυμα είναι ένα ομογενές μίγμα δύο ή περισσοτέρων καθαρών ουσιών. Παράδειγμα: Ο ατμοσφαιρικός αέρας

Διαβάστε περισσότερα

Υπολογισµοί του Χρόνου Ξήρανσης

Υπολογισµοί του Χρόνου Ξήρανσης Η πραγµατική επιφάνεια ξήρανσης είναι διασπαρµένη και ασυνεχής και ο µηχανισµός από τον οποίο ελέγχεται ο ρυθµός ξήρανσης συνίσταται στην διάχυση της θερµότητας και της µάζας µέσα από το πορώδες στερεό.

Διαβάστε περισσότερα

Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις. Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι

Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις. Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι Τι είναι αέριο; Λέμε ότι μία ουσία βρίσκεται στην αέρια κατάσταση όταν αυθόρμητα

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

Ευστάθεια αστάθεια στην ατμόσφαιρα Αναστροφή θερμοκρασίας - μελέτη των αναστροφών, τα είδη τους και η ταξινόμηση τους

Ευστάθεια αστάθεια στην ατμόσφαιρα Αναστροφή θερμοκρασίας - μελέτη των αναστροφών, τα είδη τους και η ταξινόμηση τους Ευστάθεια αστάθεια στην ατμόσφαιρα Αναστροφή θερμοκρασίας - μελέτη των αναστροφών, τα είδη τους και η ταξινόμηση τους 1 Η αδιαβατική θερμοβαθμίδα dt dz. g c p d ξηρή ατμόσφαιρα Γ d ξηρή αδιαβατική θερμοβαθμίδα

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΣΗΣΗ 5

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΣΗΣΗ 5 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΣΗΣΗ 5 Προσδιορισµός του ύψους του οραικού στρώµατος µε τη διάταξη lidar. Μπαλής

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑ ΑΝΕΜΟΣ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑ ΑΝΕΜΟΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑ ΑΝΕΜΟΣ 1. Τι ξέρετε για την θαλάσσια και την απόγειος αύρα; Η θαλάσσια αύρα ή κοινώς μπάτης ή μπουκαδούρα, είναι άνεμος που πνέει με κατεύθυνση από την θάλασσα προς την στεριά. Κατά

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

1. Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ

1. Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ 1. Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ Το νερό είναι το ουσιαστικότερο συστατικό της γης για την ύπαρξη της ζωής Η ατµοσφαιρική υγρασία παρουσιάζει µεγάλες διακυµάνσεις µεταβαλλόµενη από 0.2% στα ξηρά και στα ψυχρά

Διαβάστε περισσότερα

Θερμοδυναμική του ατμοσφαιρικού αέρα

Θερμοδυναμική του ατμοσφαιρικού αέρα 6 Θερμοδυναμική του ατμοσφαιρικού αέρα 6. Θερμοδυναμικό σύστημα Κάθε ποσότητα ύλης που περιορίζεται από μια κλειστή (πραγματική ή φανταστική) επιφάνεια. Ανοικτό σύστημα: Αν από την οριακή αυτή επιφάνεια

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογία Περιβαλλοντικών Μετρήσεων

Τεχνολογία Περιβαλλοντικών Μετρήσεων ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Τεχνολογία Περιβαλλοντικών Μετρήσεων Ενότητα #8: Η Ατμόσφαιρα της Γης-Το Ατμοσφαιρικό Οριακό Στρώμα Δρ Κ.Π. Μουστρής Τμήμα Μηχανολόγων

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

Ατομική μονάδα μάζας (amu) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα 12 6 C.

Ατομική μονάδα μάζας (amu) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα 12 6 C. 4.1 Βασικές έννοιες Ατομική μονάδα μάζας (amu) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα 12 6 C. Σχετική ατομική μάζα ή ατομικό βάρος λέγεται ο αριθμός που δείχνει πόσες φορές είναι μεγαλύτερη

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΑΘΑΡΩΝ ΟΥΣΙΩΝ.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΑΘΑΡΩΝ ΟΥΣΙΩΝ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΑΘΑΡΩΝ ΟΥΣΙΩΝ. 2.1 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΚΑΘΑΡΗΣ ΟΥΣΙΑΣ. Μια ουσία της οποίας η χημική σύσταση παραμένει σταθερή σε όλη της την έκταση ονομάζεται καθαρή ουσία. Δεν είναι υποχρεωτικό να

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

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

4η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΥΓΡΑΣΙΑ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΑΕΡΑ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΧΕΣΗΣ ΜΕΤΑΞΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΥΓΡΑΣΙΑΣ

4η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΥΓΡΑΣΙΑ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΑΕΡΑ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΧΕΣΗΣ ΜΕΤΑΞΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΥΓΡΑΣΙΑΣ 4η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΥΓΡΑΣΙΑ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΑΕΡΑ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΧΕΣΗΣ ΜΕΤΑΞΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΤΙ EIΝΑΙ ΥΓΡΑΣΙΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟΥΠΟΒΑΘΡΟ Είναι το μέτρο της ποσότητας των υδρατμών

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

Κινητική θεωρία ιδανικών αερίων

Κινητική θεωρία ιδανικών αερίων Κινητική θεωρία ιδανικών αερίων (γέφυρα μακροσκοπικών και μικροσκοπικών ποσοτήτων) Εμπειρικές σχέσεις Boyle, Gay-Lussac, Charles, υπόθεση Avogadro «όταν δυο ή περισσότερα αέρια έχουν τα ίδια V, P και Τ

Διαβάστε περισσότερα

6.2. ΤΗΞΗ ΚΑΙ ΠΗΞΗ, ΛΑΝΘΑΝΟΥΣΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΕΣ

6.2. ΤΗΞΗ ΚΑΙ ΠΗΞΗ, ΛΑΝΘΑΝΟΥΣΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΕΣ 45 6.1. ΓΕΝΙΚΑ ΠΕΡΙ ΦΑΣΕΩΝ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΣ ΦΑΣΕΩΝ Όλα τα σώµατα,στερεά -ά-αέρια, που υπάρχουν στη φύση βρίσκονται σε µια από τις τρεις φάσεις ή σε δύο ή και τις τρεις. Όλα τα σώµατα µπορεί να αλλάξουν φάση

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

Ενεργό Ύψος Εκποµπής. Επίδραση. Ανύψωση. του θυσάνου Θερµική. Ανύψωση. ανύψωση θυσάνου σε συνθήκες αστάθειας ή ουδέτερης στρωµάτωσης.

Ενεργό Ύψος Εκποµπής. Επίδραση. Ανύψωση. του θυσάνου Θερµική. Ανύψωση. ανύψωση θυσάνου σε συνθήκες αστάθειας ή ουδέτερης στρωµάτωσης. Ενεργό Ύψος Εκποµπής Επίδραση κτιρίου και κατώρευµα καµινάδας Ανύψωση του θυσάνου Θερµική ανύψωση θυσάνου σε συνθήκες αστάθειας ή ουδέτερης στρωµάτωσης Θερµική ανύψωση θυσάνου σε συνθήκες ευστάθειας Ανύψωση

Διαβάστε περισσότερα

Εξισώσεις Κίνησης (Equations of Motion)

Εξισώσεις Κίνησης (Equations of Motion) Εξισώσεις Κίνησης (Equations of Motion) Αναλύουμε την απόκριση ενός ρευστού υπό την επίδραση εσωτερικών και εξωτερικών δυνάμεων. Η εφαρμογή της ρευστομηχανικής στην ωκεανογραφία βασίζεται στη Νευτώνεια

Διαβάστε περισσότερα

2. Τι ονομάζομε μετεωρολογικά φαινόμενα, μετεωρολογικά στοιχεία, κλιματολογικά στοιχεία αναφέρατε παραδείγματα.

2. Τι ονομάζομε μετεωρολογικά φαινόμενα, μετεωρολογικά στοιχεία, κλιματολογικά στοιχεία αναφέρατε παραδείγματα. ΘΕΜΑΤΑ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑΣ-ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ 1. Διευκρινίστε τις έννοιες «καιρός» και «κλίμα» 2. Τι ονομάζομε μετεωρολογικά φαινόμενα, μετεωρολογικά στοιχεία, κλιματολογικά στοιχεία αναφέρατε παραδείγματα. 3. Ποιοι

Διαβάστε περισσότερα

6 Εξαναγκασμένη ροή αέρα

6 Εξαναγκασμένη ροή αέρα 6 Εξαναγκασμένη ροή αέρα 6.1 Εισαγωγή Όταν θέτουμε σε κίνηση κάποια μόρια ενός ρευστού μέσω μιας αντλίας ή ενός φυσητήρα, η κίνηση μεταδίδεται και στα υπόλοιπα μόρια του ρευστού μέσω των αλληλεπιδράσεων

Διαβάστε περισσότερα

Σχηματισμός Πλανητών. Μάθημα 9ο 10ο

Σχηματισμός Πλανητών. Μάθημα 9ο 10ο Σχηματισμός Πλανητών Μάθημα 9ο 10ο Οδικός Χάρτης O πρωτοπλανητικός δίσκος αερίου / σκόνης Σχηματισμός πλανητοειδών συσσωματώσεις σκόνης στερεά σώματα ~10 km Σχηματισμός στερεών πλανητών και πυρήνων γιγάντιων

Διαβάστε περισσότερα

1 Η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΤΜΗΜΑ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΙΤΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΡΔΙΤΣΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ

1 Η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΤΜΗΜΑ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΙΤΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΡΔΙΤΣΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ 1 Η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΤΜΗΜΑ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΙΤΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΡΔΙΤΣΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΗΛΙΑΣ ΝΟΛΗΣ-ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΙΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ 2012 Διαλύματα Διάλυμα ονομάζεται κάθε ομογενές μείγμα δύο ή περισσοτέρων συστατικών. Κάθε

Διαβάστε περισσότερα

Εξάτμιση και Διαπνοή

Εξάτμιση και Διαπνοή Εξάτμιση και Διαπνοή Εξάτμιση, Διαπνοή Πραγματική και δυνητική εξατμισοδιαπνοή Μέθοδοι εκτίμησης της εξάτμισης από υδάτινες επιφάνειες Μέθοδοι εκτίμησης της δυνητικής και πραγματικής εξατμισοδιαπνοής (ΕΤ)

Διαβάστε περισσότερα

Πρόβλεψη Θερμικών με το Τεφίγραμμα

Πρόβλεψη Θερμικών με το Τεφίγραμμα Πρόβλεψη Θερμικών με το Τεφίγραμμα Βαγγέλης Τσούκας Γενικά - Πρόβλεψη Θερμικών Οι ανεμοπόροι συνήθως αφιερώνουν πολύ χρόνο στα δελτία καιρού και στα σχετικά site στο internet προκειμένου να έχουν μια ιδέα

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

10 Ατμοσφαιρικές διαταράξεις

10 Ατμοσφαιρικές διαταράξεις 10 Ατμοσφαιρικές διαταράξεις 10.1 Αέριες μάζες (air masses) είναι τεράστιες μάζες ατμοσφαιρικού αέρα της τάξης 1000 1000 km, οι οποίες είναι ομοιογενείς, από την άποψη οριζόντιας, κατά κύριο λόγο, κατανομής

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΧΗΜΕΙΑΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 2015-16

ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΧΗΜΕΙΑΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 2015-16 ΔΙΔΑΚΤΕΑ ΥΛΗ ΧΗΜΕΙΑΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 205-6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΕΠΙΤΥΧΙΑΣ Οι μαθητές και οι μαθήτριες θα πρέπει να είναι σε θέση: ΔΕΙΚΤΕΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ Διδ. περ. Σύνολο διδ.περ.. Η συμβολή της Χημείας στην εξέλιξη του πολιτισμού

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 5 ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ

ΑΣΚΗΣΗ 5 ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ ΑΣΚΗΣΗ 5 ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ Με τον όρο ατμοσφαιρική υγρασία περιγράφουμε την ποσότητα των υδρατμών που περιέχονται σε ορισμένο όγκο ατμοσφαιρικού αέρα. Η περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε υδρατμούς μπορεί

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ 1 ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Προβλήματα μεταφοράς θερμότητας παρουσιάζονται σε κάθε βήμα του μηχανικού της χημικής βιομηχανίας. Ο υπολογισμός των θερμικών απωλειών, η εξοικονόμηση ενέργειας και ο σχεδιασμός

Διαβάστε περισσότερα

ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ

ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ Το νερό των κατακρημνισμάτων ακολουθεί διάφορες διαδρομές στη πορεία του προς την επιφάνεια της γης. Αρχικά συναντά επιφάνειες που αναχαιτίζουν την πορεία του όπως είναι

Διαβάστε περισσότερα

5 Μετρητές παροχής. 5.1Εισαγωγή

5 Μετρητές παροχής. 5.1Εισαγωγή 5 Μετρητές παροχής 5.Εισαγωγή Τρεις βασικές συσκευές, με τις οποίες μπορεί να γίνει η μέτρηση της ογκομετρικής παροχής των ρευστών, είναι ο μετρητής Venturi (ή βεντουρίμετρο), ο μετρητής διαφράγματος (ή

Διαβάστε περισσότερα

ΦΑΣΕΙΣ ΒΡΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΦΑΣΕΙΣ ΒΡΑΣΜΟΥ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Ο εναλλάκτης ψύξης ονομάζεται και εξατμιστής. Τούτο διότι στο εσωτερικό του λαμβάνει χώρα μετατροπή του ψυκτικού ρευστού, από υγρό σε αέριο (εξάτμιση) σε μια κατάλληλη πίεση, ώστε η αντίστοιχη θερμοκρασία

Διαβάστε περισσότερα

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

Ασκήσεις Ακ. Έτους (επιλύθηκαν συζητήθηκαν κατά τη διδασκαλία) Όπου χρειάζεται ο Αριθμός Avogadro λαμβάνεται Ασκήσεις Ακ. Έτους 2014 15 (επιλύθηκαν συζητήθηκαν κατά τη διδασκαλία) Όπου χρειάζεται ο Αριθμός Avogadro λαμβάνεται 0.6023 10 24 και τα ατομικά βάρη θεωρείται ότι ταυτίζονται με τον μαζικό αριθμό σε g

Διαβάστε περισσότερα

Τηλεπισκόπηση Περιβαλλοντικές Εφαρμογές. Αθανάσιος Α. Αργυρίου

Τηλεπισκόπηση Περιβαλλοντικές Εφαρμογές. Αθανάσιος Α. Αργυρίου Τηλεπισκόπηση Περιβαλλοντικές Εφαρμογές Αθανάσιος Α. Αργυρίου Ορισμοί Άμεση Μέτρηση Έμμεση Μέτρηση Τηλεπισκόπηση: 3. Οι μετρήσεις γίνονται από απόσταση (από 0 36 000 km) 4. Μετράται η Η/Μ ακτινοβολία Με

Διαβάστε περισσότερα

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός 1 Φυσική (ελεύθερη) συναγωγή Κεφάλαιο 8 2 Ορισµός του προβλήµατος Μηχανισµός µετάδοσης θερµότητας ανάµεσα σε ένα στερεό και σε ένα ρευστό, το οποίο βρίσκεται

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

Εισαγωγή στην Μεταφορά Θερμότητας

Εισαγωγή στην Μεταφορά Θερμότητας Εισαγωγή στην Μεταφορά Θερμότητας ΜΜΚ 312 Μεταφορά Θερμότητας Τμήμα Μηχανικών Μηχανολογίας και Κατασκευαστικής Διάλεξη 1 MMK 312 Μεταφορά Θερμότητας Κεφάλαιο 1 1 Μεταφορά Θερμότητας - Εισαγωγή Η θερμότητα

Διαβάστε περισσότερα

Π ρόγνωση καιρού λέγεται η διαδικασία πρόβλεψης των ατµοσφαιρικών συνθηκών που πρόκειται να επικρατήσουν σε µια συγκεκριµένη περιοχή, για κάποια ορισµένη µελλοντική χρονική στιγµή ή περίοδο. Στην ουσία

Διαβάστε περισσότερα

Μεταφορά Θερμότητας. Βρασμός και συμπύκνωση (boiling and condensation)

Μεταφορά Θερμότητας. Βρασμός και συμπύκνωση (boiling and condensation) ΜΜK 312 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Παραγωγής γής MMK 312 1 Βρασμός και συμπύκνωση (boiing and condenion Όταν η θερμοκρασία ενός υγρού (σε συγκεκριμένη πίεση αυξάνεται μέχρι τη θερμοκρασία

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 6 ΒΡΟΧΗ. 1. Βροχομετρικές παράμετροι. 2. Ημερήσια πορεία της βροχής

ΑΣΚΗΣΗ 6 ΒΡΟΧΗ. 1. Βροχομετρικές παράμετροι. 2. Ημερήσια πορεία της βροχής ΑΣΚΗΣΗ 6 ΒΡΟΧΗ Η βροχή αποτελεί μία από τις σπουδαιότερες μετεωρολογικές παραμέτρους. Είναι η πιο κοινή μορφή υετού και αποτελείται από σταγόνες που βρίσκονται σε υγρή κατάσταση. 1. Βροχομετρικές παράμετροι

Διαβάστε περισσότερα

4η εργασία Ημερομηνία αποστολής: 1 Απριλίου 2007 (Τα θέματα κάθε άσκησης θεωρούνται ισοδύναμα)

4η εργασία Ημερομηνία αποστολής: 1 Απριλίου 2007 (Τα θέματα κάθε άσκησης θεωρούνται ισοδύναμα) 4η εργασία Ημερομηνία αποστολής: 1 Απριλίου 007 (Τα θέματα κάθε άσκησης θεωρούνται ισοδύναμα) Άσκηση 1 (10 μονάδες) A) Ένα βλήμα μάζας m που κινείται με ταχύτητα v διαπερνά τη σφαίρα ενός εκκρεμούς μάζας

Διαβάστε περισσότερα

Πείραμα 2 Αν αντίθετα, στο δοχείο εισαχθούν 20 mol ΗΙ στους 440 ºC, τότε το ΗΙ διασπάται σύμφωνα με τη χημική εξίσωση: 2ΗΙ(g) H 2 (g) + I 2 (g)

Πείραμα 2 Αν αντίθετα, στο δοχείο εισαχθούν 20 mol ΗΙ στους 440 ºC, τότε το ΗΙ διασπάται σύμφωνα με τη χημική εξίσωση: 2ΗΙ(g) H 2 (g) + I 2 (g) Α. Θεωρητικό μέρος Άσκηση 5 η Μελέτη Χημικής Ισορροπίας Αρχή Le Chatelier Μονόδρομες αμφίδρομες αντιδράσεις Πολλές χημικές αντιδράσεις οδηγούνται, κάτω από κατάλληλες συνθήκες, σε κατάσταση ισορροπίας

Διαβάστε περισσότερα

Χημικές Διεργασίες: Εισαγωγή

Χημικές Διεργασίες: Εισαγωγή : Εισαγωγή Ορολογία Μοναδιαίες Διεργασίες ( Unit Processes ) - Οξείδωση - Υδρογόνωση - Αφυδρογόνωση - Πυρόλυση - Ενυδάτωση κλπ Ορολογία Μοναδιαίες Διεργασίες ( Unit Processes ) - Οξείδωση - Υδρογόνωση

Διαβάστε περισσότερα

ΤΑΞΙΝOΜΗΣΗ ΦΛΟΓΩΝ ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΥΣΗΣ. Μ. Φούντη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών, 2004

ΤΑΞΙΝOΜΗΣΗ ΦΛΟΓΩΝ ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΥΣΗΣ. Μ. Φούντη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών, 2004 ΤΑΞΙΝOΜΗΣΗ ΦΛΟΓΩΝ ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΥΣΗΣ Μ. Φούντη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών, 2004 Oρισµός φλόγας Ογεωµετρικός τόπος στον οποίο λαµβάνει χώρα το µεγαλύτερο ενεργειακό µέρος της χηµικής µετατροπής

Διαβάστε περισσότερα

Η κίνηση του νερού εντός των φυτών (Soil-Plant-Atmosphere Continuum) Δημήτρης Κύρκας

Η κίνηση του νερού εντός των φυτών (Soil-Plant-Atmosphere Continuum) Δημήτρης Κύρκας Η κίνηση του νερού εντός των φυτών (Soil-Plant-Atmosphere Continuum) Δημήτρης Κύρκας Η Σεκόγια (Sequoia) «Redwood» είναι το ψηλότερο δέντρο στο κόσμο και βρίσκεται στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ 130 μέτρα ύψος

Διαβάστε περισσότερα

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων Ενότητα 8: Εκχύλιση, 1ΔΩ Τμήμα: Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής Του Ανθρώπου Σταύρος Π. Γιαννιώτης, Καθηγητής Μηχανικής Τροφίμων Μαθησιακοί Στόχοι Τύποι εκχύλισης

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ. Είδη ενέργειας ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ. Είδη ενέργειας ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ Όλες οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν έκλυση ή απορρόφηση ενέργειας υπό μορφή θερμότητας. Η γνώση του ποσού θερμότητας που συνδέεται με μια χημική αντίδραση έχει και πρακτική και θεωρητική

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο. 11 Μαΐου 2006

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο. 11 Μαΐου 2006 ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο 11 Μαΐου 2006 Κλάδοι της Θερμοδυναμικής Χημική Θερμοδυναμική: Μελετά τις μετατροπές ενέργειας που συνοδεύουν φυσικά ή χημικά φαινόμενα Θερμοχημεία: Κλάδος της Χημικής

Διαβάστε περισσότερα

5. ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΘΑΛΑΣΣΙΝΟΥ ΝΕΡΟΥ- ΘΑΛΑΣΣΙΕΣ ΜΑΖΕΣ

5. ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΘΑΛΑΣΣΙΝΟΥ ΝΕΡΟΥ- ΘΑΛΑΣΣΙΕΣ ΜΑΖΕΣ 5. ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΘΑΛΑΣΣΙΝΟΥ ΝΕΡΟΥ- ΘΑΛΑΣΣΙΕΣ ΜΑΖΕΣ 5.1 Καταστατική Εξίσωση, συντελεστές σ t, και σ θ Η πυκνότητα του νερού αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την κίνηση των θαλασσίων µαζών και την κατακόρυφη

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΡΩΤΟΥ ΟΡΙΑΚΟΥ ΣΤΡΩΜΑΤΟΣ ΠΑΝΩ ΑΠΟ ΑΚΙΝΗΤΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΕΠΙΠΕΔΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ Σκοπός της άσκησης Στην παρούσα εργαστηριακή άσκηση γίνεται μελέτη του Στρωτού

Διαβάστε περισσότερα

Υπολογισμός & Πρόρρηση. Θερμοδυναμικών Ιδιοτήτων

Υπολογισμός & Πρόρρηση. Θερμοδυναμικών Ιδιοτήτων Υπολογισμός & Πρόρρηση Θερμοδυναμικών Ιδιοτήτων d du d Θερμοδυναμικές Ιδιότητες d dh d d d du d d dh U A H G d d da d d dg d du dq dq d / d du dq Θεμελιώδεις Συναρτήσεις περιέχουν όλες τις πληροφορίες

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ. Θεωρητικη αναλυση

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ. Θεωρητικη αναλυση ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ Θεωρητικη αναλυση μεταλλα Έχουν κοινές φυσικές ιδιότητες που αποδεικνύεται πως είναι αλληλένδετες μεταξύ τους: Υψηλή φυσική αντοχή Υψηλή πυκνότητα Υψηλή ηλεκτρική και θερμική

Διαβάστε περισσότερα

Ε ΑΦΟΣ. Έδαφος: ανόργανα οργανικά συστατικά

Ε ΑΦΟΣ. Έδαφος: ανόργανα οργανικά συστατικά Ε ΑΦΟΣ Έδαφος: ανόργανα οργανικά συστατικά ρ. Ε. Λυκούδη Αθήνα 2005 Έδαφος Το έδαφος σχηµατίζεται από τα προϊόντα της αποσάθρωσης των πετρωµάτων του υποβάθρου (µητρικό πέτρωµα) ή των πετρωµάτων τω γειτονικών

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΙΙΙ. Διάχυση Συναγωγή. Δημήτριος Τσιπλακίδης e mail: dtsiplak@chem.auth.gr url: users.auth.gr/~dtsiplak

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΙΙΙ. Διάχυση Συναγωγή. Δημήτριος Τσιπλακίδης e mail: dtsiplak@chem.auth.gr url: users.auth.gr/~dtsiplak 1 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΙΙΙ Διάχυση Συναγωγή Δημήτριος Τσιπλακίδης e mail: dtsiplak@chem.auth.gr url: users.auth.gr/~dtsiplak Μεταφορά μάζας Κινητήρια δύναμη: Διαφορά συγκέντρωσης, ΔC Μηχανισμός: Διάχυση (diffusion)

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

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

ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ Ενότητα 5: Πλυντρίδες

ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ Ενότητα 5: Πλυντρίδες ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ Ενότητα 5: Πλυντρίδες Αν. Καθ. Δρ Μαρία Α. Γούλα Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος & Μηχανικών Αντιρρύπανσης Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

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

(α) 1 000 Kg m 2 sec -1 (γ) 50 000 Kg m 2 sec -1. (δ) 100 000 Kg m 2 sec -1

(α) 1 000 Kg m 2 sec -1 (γ) 50 000 Kg m 2 sec -1. (δ) 100 000 Kg m 2 sec -1 1 Ένα κυβικό µέτρο νερού έχει µάζα 1000 Kg. Σ ένα πληµµυρικό φαινόµενο, που η ροή του νερού φτάνει τα 10 m/sec, ποια θα είναι η κινητική ενέργεια ενός κυβικού µέτρου νερού; 1 000 Kg m 2 sec -1 5 000 Kg

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΤΡΟΠΙΑ-2ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ-ΚΥΚΛΟΣ CARNOT

ΕΝΤΡΟΠΙΑ-2ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ-ΚΥΚΛΟΣ CARNOT ΕΝΤΡΟΠΙΑ-ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ-ΚΥΚΛΟΣ CARNO Η εντροπία είναι το φυσικό µέγεθος το οποίο εκφράζει ποσοτικά το βαθµό αταξίας µιας κατάστασης ενός θερµοδυναµικού συστήµατος. ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΟΣ ΟΡΙΣΜΟΣ Η εντροπία

Διαβάστε περισσότερα

2. Χρόνοι παραμονής χημικών στοιχείων σε «ταμιευτήρες»

2. Χρόνοι παραμονής χημικών στοιχείων σε «ταμιευτήρες» ΑΡΙΑ ΝΗ ΑΡΓΥΡΑΚΗ 1 1. Μοντέλα εισροής εκροής 2. Χρόνοι παραμονής χημικών στοιχείων σε «ταμιευτήρες» 3. Κινητική χημικών αντιδράσεων 4. Παράγοντες ταχύτητας αντιδράσεων 2 ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ Βροχόπτωση Εξάτμιση

Διαβάστε περισσότερα

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ Διάχυση Η διάχυση είναι το κύριο φαινόμενο με το οποίο γίνεται η παθητική μεταφορά διαμέσου ενός διαχωριστικού φράγματος Γενικά στη διάχυση ένα αέριο ή

Διαβάστε περισσότερα

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων Εργαστήριο Διευθέτησης Ορεινών Υδάτων και Διαχείρισης Κινδύνου Προπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ Κεφάλαιο 3 ο : Εξίσωση

Διαβάστε περισσότερα

ΕΞΑΤΜΙΣΗ Θοδωρής Καραπάντσιος

ΕΞΑΤΜΙΣΗ Θοδωρής Καραπάντσιος ΕΞ ΕΞΑΤΜΙΣΗ Θοδωρής Καραπάντσιος ΕΞ.1 Εισαγωγή Αντικείµενο της συµπύκνωσης είναι κατά κύριο λόγο η αποµάκρυνση νερού, µε εξάτµιση, από ένα υδατικό διάλυµα που περιέχει µια ή περισσότερες διαλυµένες ουσίες,

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α. και d B οι πυκνότητα του αερίου στις καταστάσεις Α και Β αντίστοιχα, τότε

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α. και d B οι πυκνότητα του αερίου στις καταστάσεις Α και Β αντίστοιχα, τότε ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α Θέµα ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση Σύµφωνα µε την κινητική θεωρία των ιδανικών αερίων, η πίεση

Διαβάστε περισσότερα

Εξετάσεις Φυσικής για τα τμήματα Βιοτεχνολ. / Ε.Τ.Δ.Α Ιούνιος 2014 (α) Ονοματεπώνυμο...Τμήμα...Α.Μ...

Εξετάσεις Φυσικής για τα τμήματα Βιοτεχνολ. / Ε.Τ.Δ.Α Ιούνιος 2014 (α) Ονοματεπώνυμο...Τμήμα...Α.Μ... Εξετάσεις Φυσικής για τα τμήματα Βιοτεχνολ. / Ε.Τ.Δ.Α Ιούνιος 2014 (α) Ονοματεπώνυμο...Τμήμα...Α.Μ... Σημείωση: Διάφοροι τύποι και φυσικές σταθερές βρίσκονται στην τελευταία σελίδα. Θέμα 1ο (20 μονάδες)

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνητά νέφη αεροσκαφών, ίχνη συμπυκνώσεων ή contrails. (παράδειγμα φαινομένου πάνω από την Ελλάδα)

Τεχνητά νέφη αεροσκαφών, ίχνη συμπυκνώσεων ή contrails. (παράδειγμα φαινομένου πάνω από την Ελλάδα) Τεχνητά νέφη αεροσκαφών, ίχνη συμπυκνώσεων ή contrails (παράδειγμα φαινομένου πάνω από την Ελλάδα) Ιωάννινα 2013 1 Εισαγωγή Αρχικά θα μιλήσουμε για τα νέφη. Για να σχηματιστούν νέφη στην ατμόσφαιρα, απαιτείται

Διαβάστε περισσότερα

Διάδοση Θερμότητας. (Αγωγή / Μεταφορά με τη βοήθεια ρευμάτων / Ακτινοβολία)

Διάδοση Θερμότητας. (Αγωγή / Μεταφορά με τη βοήθεια ρευμάτων / Ακτινοβολία) Διάδοση Θερμότητας (Αγωγή / Μεταφορά με τη βοήθεια ρευμάτων / Ακτινοβολία) Τρόποι διάδοσης θερμότητας Με αγωγή Με μεταφορά (με τη βοήθεια ρευμάτων) Με ακτινοβολία άλλα ΠΑΝΤΑ από το θερμότερο προς το ψυχρότερο

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 15: Διαλύματα

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 15: Διαλύματα Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Χημεία Ενότητα 15: Διαλύματα Αν. Καθηγητής Γεώργιος Μαρνέλλος e-mail: gmarnellos@uowm.gr Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Διαβάστε περισσότερα

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΙΧΜΙΟ Επαναληπτικό στη Φυσική 1. Θέµα 1 ο

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΙΧΜΙΟ Επαναληπτικό στη Φυσική 1. Θέµα 1 ο ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΙΧΜΙΟ Επαναληπτικό στη Φυσική 1 Θέµα 1 ο 1. Το διάγραµµα του διπλανού σχήµατος παριστάνει τη χρονική µεταβολή της αποµάκρυνσης ενός σώµατος που εκτελεί απλή αρµονική ταλάντωση. Ποια από

Διαβάστε περισσότερα

B' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÅÐÉËÏÃÇ

B' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÅÐÉËÏÃÇ 1 B' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό κάθε µιας από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη

Διαβάστε περισσότερα

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΑ ΑΠΟΒΛΗΜΑΤΑ

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΑ ΑΠΟΒΛΗΜΑΤΑ 8.ΥΔΑΤΩΔΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΑ ΑΠΟΒΛΗΜΑΤΑ ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα: Μετεωρολογία-Κλιματολογία. Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 1 ΥΔΑΤΩΔΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΑ

Διαβάστε περισσότερα

1. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

1. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ως γνωστόν, οι χηµικές ενώσεις προκύπτουν από την ένωση δύο ή περισσοτέρων στοιχείων, οπότε και έχουµε σηµαντική µεταβολή του ενεργειακού περιεχοµένου του συστήµατος.

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΝΕΟΥ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ Τρίτη 19/5/2015 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΜΑΪΟΥ -ΙΟΥΝΙΟΥ 2015 ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΝΕΟΥ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ Τρίτη 19/5/2015 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΜΑΪΟΥ -ΙΟΥΝΙΟΥ 2015 ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΝΕΟΥ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ Τρίτη 19/5/015 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΜΑΪΟΥ -ΙΟΥΝΙΟΥ 015 ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ Α 1 Για τις επόμενες τέσσερες ερωτήσεις από την Α1 έως

Διαβάστε περισσότερα

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 B ΦΑΣΗ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 B ΦΑΣΗ ΤΑΞΗ: Β ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ: ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΘΕΜΑ Α ΦΥΣΙΚΗ Ηµεροµηνία: Κυριακή 4 Απριλίου 016 ιάρκεια Εξέτασης: ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Στις ηµιτελείς προτάσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιό

Διαβάστε περισσότερα

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων Ενότητα 7: Φυγοκέντριση, 1ΔΩ Τμήμα: Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής Του Ανθρώπου Σταύρος Π. Γιαννιώτης, Καθηγητής Μηχανικής Τροφίμων Μαθησιακοί Στόχοι Αρχή λειτουργίας

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3. Ατμοσφαιρική Θερμοδυναμική

Κεφάλαιο 3. Ατμοσφαιρική Θερμοδυναμική Κεφάλαιο 3. Ατμοσφαιρική Θερμοδυναμική Οι νόμοι της θερμοδυναμικής παίζουν κεντρικό ρόλο στην κατανόηση διάφορων ατμοσφαιρικών φαινομένων, π.χ., από τη δημιουργία της ομίχλης και των νεφών μέχρι τη γενική

Διαβάστε περισσότερα

Χειμερινό εξάμηνο

Χειμερινό εξάμηνο Μεταβατική Αγωγή Θερμότητας: Ανάλυση Ολοκληρωτικού Συστήματος Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Παραγωγής 1 Μεταβατική Αγωγή (ranen conducon Πολλά προβλήματα μεταφοράς θερμότητας εξαρτώνται από

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 9. Προσδιορισμός του συντελεστή εσωτερικής

Άσκηση 9. Προσδιορισμός του συντελεστή εσωτερικής 1.Σκοπός Άσκηση 9 Προσδιορισμός του συντελεστή εσωτερικής τριβής υγρών Σκοπός της άσκησης είναι ο πειραματικός προσδιορισμός του συντελεστή εσωτερικής τριβής (ιξώδες) ενός υγρού. Βασικές θεωρητικές γνώσεις.1

Διαβάστε περισσότερα

ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ

ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Αν. Καθ. Δρ Μαρία Α. Γούλα ΤΜΗΜΑ: Μηχανικών Περιβάλλοντος & Μηχανικών Αντιρρύπανσης 1 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative

Διαβάστε περισσότερα

Ο «TRANSCRITICAL» ΨΥΚΤΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ CO2

Ο «TRANSCRITICAL» ΨΥΚΤΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ CO2 6--5 Ο «TRANSCRITICAL» ΨΥΚΤΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ CO2 Στα συνηθισμένα ψυκτικά ρευστά, η απόρριψη θερμότητας γίνεται υπό σταθερά θερμοκρασία, που είναι η θερμοκρασία συμπύκνωσης του ψυκτικού ρευστού. Όπως φαίνεται

Διαβάστε περισσότερα