Οδυσσέας - Τρύφων Κουκουβέτσιος Γενικό Λύκειο «Ο Απόστολος Παύλος» Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Ελένη Βουκλουτζή Φυσικός - Περιβαλλοντολόγος MSc,
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Θαλάσσια αύρα ονομάζουμε τον τοπικό άνεμο ο οποίος πνέει στις παραθαλάσσιες περιοχές και έχει διεύθυνση από τη θάλασσα προς την ξηρά. Η θαλάσσια αύρα δημιουργείται τις μεσημεριανές συνήθως ώρες του καλοκαιριού αλλά και τους ανοιξιάτικους μήνες. Ο άνεμος συνήθως είναι ασθενής και αν υπάρχει βαρομετρικό σύστημα που προκαλεί ισχυρότερο άνεμο τότε μπορεί και να εξαλειφθεί. Ωστόσο, σε περιπτώσεις έντονης θερμοκρασιακής διαφοράς μεταξύ θάλασσας και ξηράς η θαλάσσια αύρα μπορεί να φτάσει ακόμα και τα 4 με 5 μποφόρ.
2-3 ώρες μετά την ανατολή του ηλίου όταν ο καιρός είναι αίθριος και χωρίς ανέμους, η ξηρά θερμαίνεται πολύ γρηγορότερα από την θάλασσα. Ο ατμοσφαιρικός αέρας πάνω από την ξηρά θερμαίνεται γρηγορότερα από ότι πάνω από την θάλασσα γίνεται ελαφρύτερος και αρχίζει να ανεβαίνει.
με αποτέλεσμα στα ίδια ύψη η πίεση πάνω από την ξηρά να είναι μικρότερη από ότι πάνω από τη θάλασσα
και να δημιουργείται μια ροή ατμοσφαιρικού αέρα από την ξηρά προς τη θάλασσα.
ο αέρας ψηλά, πάνω από την θάλασσα, ψύχεται, γίνεται βαρύτερος και αρχίζει να κατέρχεται Τέλος να δημιουργείται μια ροή ατμοσφαιρικού αέρα από τη θάλασσα προς την ξηρά. Ο άνεμος αυτός ονομάζεται θαλάσσια αύρα ή πιο κοινά ''μπουκαδούρα'' ή ''μπάτης''.
Στόχος: Ο Στόχος της παρούσας εργασίας είναι να μελετήσει: το φαινόμενο της διαφορετικής θέρμανσης λόγω ακτινοβολίας του ατμοσφαιρικού αέρα πάνω από επιφάνειες διαφορετικών υλικών. τη σχέση ανάμεσα στην πυκνότητα του αέρα και τη θερμοκρασία. Αναμένουμε ότι: Tα διάφορα υλικά σώματα θερμαίνονται με διαφορετικό ρυθμό. Mε την αύξηση της θερμοκρασίας ο ατμοσφαιρικός αέρας διαστέλλεται και ανέρχεται, ενώ αντίθετα όταν η θερμοκρασία μειώνεται ο αέρας συστέλλεται και κατέρχεται.
Πείραμα 1ο : Θέρμανση του αέρα πάνω από επιφάνειες διαφορετικού είδους. Στόχος: Ο Στόχος του πειράματος είναι να διερευνήσει το φαινόμενο της διαφορετικής θέρμανσης του ατμοσφαιρικού αέρα πάνω από επιφάνειες διαφορετικών υλικών. Υλικά που χρησιμοποιήθηκαν Λαμπτήρας πυρακτώσεως 60W. (2) Λευκά κυπελάκια μιας χρήσεως (2 ) Εργαστηριακά θερμόμετρα υδραργύρου, κλίμακας έως 50 ο C και ακρίβειας 1ο C. (1) Χάρακας βαθμολογημένος σε εκατοστά (cm). Άμμος. Νερό ύδρευσης. Λευκό και μαύρο χαρτόνι.
Τοποθετούμε τα θερμόμετρα τοποθετημένα κατακόρυφα έτσι ώστε μόλις και να ακουμπούν την επιφάνεια λευκού και μαύρου χαρτονιού αντίστοιχα. Τοποθετούμε την λάμπα σε απόσταση 10 εκατοστών από τα θερμόμετρα. Εικόνα 1:Πειραματική διάταξη 1Α Καταγράφουμε την αρχική θερμοκρασία πάνω από κάθε επιφάνεια στον πίνακα τιμών. Τροφοδοτούμε με ηλεκτρικό ρεύμα το λαμπτήρα, και καταγράφουμε τις θερμοκρασίες πάνω από τις δύο επιφάνειες ανά 10 λεπτά για 1,5 ώρα.
Πίνακας 1. Θερμοκρασία σε συνάρτηση με το χρόνο πάνω από το λευκό (1), και μαύρο (2) χαρτόνι. Χρόνος Θερμοκρασία 1 (οc) Θερμοκρασία 2 (οc) (Λεπτά) 0 24 24 10 25,5 27 20 27 29 30 28,5 30,5 40 29 31 60 30 31,5 70 30,5 32 80 31 32,5 90 31 33 Οι μετρήσεις μας παρουσιάζονται στον πίνακα 1 και στο διάγραμμα 1 Διαπιστώνουμε ότι η θερμοκρασία του αέρα πάνω από το μαύρο χαρτόνι (θερμοκρασία 2) αυξάνει πιο γρήγορα από ότι πάνω από το λευκό γεγονός που δείχνει την διαφορετική θέρμανση του ατμοσφαιρικού αέρα πάνω από τις δύο επιφάνειες.
Διάγραμμα 1. Θερμοκρασία σε συνάρτηση με το χρόνο πάνω από το λευκό (1), και μαύρο (2) χαρτόνι.
Χρησιμοποιούμε δύο λευκά κυπελάκια που περιέχουν το πρώτο νερό και το δεύτερο στεγνή άμμο. Τοποθετούμε τα θερμόμετρα έτσι ώστε μόλις και να ακουμπούν την επιφάνεια της άμμου και του νερού αντίστοιχα. Τοποθετούμε τα ποτηράκια σε απόσταση 10 εκατοστών από την λάμπα. Καταγράφουμε την αρχική θερμοκρασία στο εσωτερικό κάθε κυπέλλου στον πίνακα τιμών Εικόνα 2:Πειραματική διάταξη 1Β Τροφοδοτούμε με ηλεκτρικό ρεύμα το λαμπτήρα, και καταγράφουμε τις θερμοκρασίες στα δύο κυπελάκια σε κάθε σχολικό διάλειμμα από τις 8:00 πμ έως και τις 16:00 μμ
Πίνακας 2. Θερμοκρασία σε συνάρτηση με το χρόνο πάνω από το γεμάτο με νερό κυπελάκι (1), και πάνω από το γεμάτο άμμο κυπελάκι (2). Χρόνος (Λεπτά) Θερμοκρασία 1 (οc) Θερμοκρασία 2 (οc) 0 16 16 120 18 18 180 20 21 230 20 21 345 21 22,5 405 21 22,5 465 21 22,5
Διάγραμμα 2. Θερμοκρασία σε συνάρτηση με το χρόνο πάνω από το γεμάτο με νερό κυπελάκι(1), και χρόνο πάνω από το γεμάτο με νερό κυπελάκι(2). Όπως προκύπτει από το διάγραμμα 2 ο ατμοσφαιρικός αέρας πάνω από την άμμο θερμαίνεται γρηγορότερα από ότι πάνω από το νερό.
Πείραμα 2: Σχέση μεταξύ της πυκνότητας αέρα και θερμοκρασίας Στόχος: Ο στόχος του πειράματος είναι να διερευνήσουμε τη σχέση ανάμεσα στην πυκνότητα του αέρα και τη θερμοκρασία. Αναμένουμε ότι με την αύξηση της θερμοκρασίας θα έχουμε διαστολή του ατμοσφαιρικού αέρα οπότε και ανέρχεται, ενώ αντίθετα όταν η θερμοκρασία μειώνεται ο αέρας υπόκειται συστολή και κατέρχεται. Υλικά που χρησιμοποιήθηκαν (1) Μπαλόνι (1) Άδειο μπουκάλι 1λίτρο (1) Λεκάνη με νερό και πάγο (1) Λεκάνη με ζεστό νερό
εικόνα 3 εικόνα 4 Η μείωση της θερμοκρασίας έχει σαν αποτέλεσμα ο αέρας να γίνεται περισσότερο πυκνός και να κατέρχεται. (εικόνα 3 και 4)
εικόνα 5 εικόνα 6 H αύξηση θερμοκρασίας (εικόνα 5 και 6) οδήγησε στην αύξηση του όγκου του ατμοσφαιρικού αέρα. Ο θερμός αέρας είναι λιγότερο πυκνός, άρα πιο ελαφρύς και ανέρχεται.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Διαπιστώσαμε πως ο ατμοσφαιρικός αέρας πάνω από διαφορετικές επιφάνειες υλικών θερμαίνεται με διαφορετικό ρυθμό όταν εκτίθενται σε ακτινοβολία. Δείξαμε ότι πάνω από την άμμο θερμαίνεται γρηγορότερα από ότι πάνω από το (θαλασσινό) νερό. Η πυκνότητα του ατμοσφαιρικού αέρα έχει άμεση σχέση με τη μεταβολή της θερμοκρασίας. Πάνω από την άμμο (ξηρά) θερμαίνεται περισσότερο από ότι πάνω από το νερό είναι με αποτέλεσμα να αρχίζει την ανοδική του κίνησή. Την θέση του καταλαμβάνει ψυχρότερος και υγρός αέρας από την θάλασσα, αυτό που ονομάζουμε θαλάσσια αύρα.
Ευχαριστώ πολύ! ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Νικόλαος Μαζαράκης Φυσικός - Μετεωρολόγος, ερευνητής στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών. Θαλάσσια Αύρα (Βραχώδη παραλία στη Σκαφιδιά Ηλείας) http://5dim-pyrgou.ilei.sch.gr/climate/html/mazarakis.htm(εικόνα Διαφάνειας Νο:1 ) Χ.Ι.Μπαλαφούτης - Π.Χ.Μαχαίρας, Μαθήματα γενικής κλιματολογίας με στοιχεία βιοκλιματολογίας, εκδόσεις Γιαχούδη, 1985 (Εικόνα Διαφάνειας Νο:1 ) http:// www.meteo.gr // pdf / 8alassia_aura.pdf