Oppgavesett nr. 7 - GEF2200
[email protected]
Sondediagrammet (skew T - ln p chart) som man trenger for å løse noen av oppgavene
kan lastes ned kursets hjemmeside.
WH06 3.29
1000- til 500-hPa tykkelsen er varslet å øke fra 5280 til 5460 m ved en gitt stasjon. Ved
å anta at laps-raten er konstant, hvilken endring i bakketemperatur vil man forvente?
A.17.T
Forklar at tørre luftpakker avkjøles kjappere enn luftpakker som er mettet på vanndamp.
A.19.T
Definer følgende:
a. Blandingsforhold (w) og mettet blandingsforhold (ws ).
b. Relativ fuktighet (RH).
c. Duggpunktstemperatur/ dew point temperature (Td ).
d. Wet-bulb-temperatur (Tw ).
e. Ekvivalent potensiell temperatur (θe ).
f. Wet-bulb potensiell temperatur (θw ).
g. Fuktigadiabat/ saturated adiabat.
h. Lifting condensation level (LCL).
i. Level of free convection (LFC).
j. Conditionally unstable atmosphere.
k. Convective unstable air.
WH06 3.40
20 liter luft ved 20◦ C, med en relativ fuktighet på 60%, er komprimert isotermt til
et volum på 4 liter. Regn ut massen av vann som har kondensert. Metningstrykket til
vanndamp ved 20◦ C er 23.37hPa.
WH06 3.41
Den spesifikke fuktigheten er definert som forholdet mellom massen av vanndamp i et
volum og total masse av luft i det samme volumet. Hvis den spesifikke fuktigheten av en
luftprøve er 0.0196 ved 30◦ C, finn dens virtuelle temperatur. Hvis det totale trykket av
fuktig luft er 1014hPa, hva er dens tetthet?
WH06 3.37
Trykket og temperaturen på de nivåene hvor jetfly normalt flyr er typisk 200 hPa og -60◦
C. Bruk et skew T - ln p diagram for å estimere temperaturen av denne luften hvis den
ble komprimert adiabatisk til 1000 hPa. Sammenlign ditt svar med en utregning.
WH06 3.46
En luftpakke ved 1000 hPa har en initiell temperatur på 15◦ C og duggpunktstemperatur
på 4◦ C. Ved å bruke et skew T - ln p chart,
a
Finn blandingsforholdet, relativ fuktighet, wet-bulb temperatur, potensiell temperatur
og wet-bulb potensiell temperatur av luften.
b
Bestem størrelsen av parameterene i a.) dersom luftpakken heves til 900 hPa.
c
Bestem størrelsen av parameterene i a.) dersom luftpakken heves til 800 hPa.
d
Hvor er lifting condensation level (LCL)?
WH06 3.18r
Hvilken av følgende størrelser er konservert når umettet luft heves?
1. Potensiell temperatur og blandingsforhold
2. Potensiell temperatur og mettet blandingsforhold
3. Ekvivalent potensiell temperatur og mettet blandingsforhold
2
WH06 3.18s
Hvilken av følgende størrelser er konservert når mettet luft heves?
1. Potensiell temperatur
2. Ekvivalent potensiell temperatur
3. Blandingsforhold
4. Mettet blandingsforhold
WH06 3.48
Luft ved en temperatur på 20◦ C og et blandingsforhold på 10 gkg−1 blir løftet fra 1000
til 700 hPa ved å bevege seg over et fjell. Hva er den initielle duggpunktstemperaturen
til luften? Bestem temperaturen til luften etter den har blitt senket til 900 hPa på den
andre siden av fjellet dersom 80 % av den kondenserte vanndampen er fjernet av regn i
løpet av oppstigningen. Hint: bruk sondediagrammet.
WH06 3.53
Plot følgende sounding:
A
B
C
D
E
F
G
P (hPa)
1000
970
900
850
800
700
500
T (◦ C)
30.0
25.0
18.5
16.5
20.0
11.0
-13.0
Td (◦ C)
21.5
21.0
18.5
16.5
5.0
-4.0
-20.0
a
Bestem om lagene AB, BC, CD, og så videre, er i stabilt, ustabilt eller nøytralt ekvilibrium.
b
Bestem hvilke lag som er konvektivt instabile.
WH06 3.61
Regn ut endring av entropi når 2 g av is, initiellt ved -10◦ C, blir konvertert til damp
ved 100◦ C på grunn av oppvarming. Hint: Anta at varmekapasitetene for luft og is ikke
varierer med temperaturen. Konstanter er gitt i Wallace and Hobbs på side 467-468.
3
WH06 3.64
Trykket ved toppen av Mt. Rainer er omtrent 600 hPa. Estimer temperaturen hvor vann
vil koke ved dette trykket. Ta de spesifikke volumene til vanndamp og flytende vann til
å være henholdsvis 1.66 og 1.00·10−3 m3 kg−1 .
Eksamensoppgave 2008
a
Gitt temperaturen T og duggpunktstemperaturen Td , hvilken sammenheng er det mellom
blandingsforholdet w og metningsblandingsforholdet ws ?
b
Fra definisjonen av metningsblandingsforhold, vis at
ws = ²
der ² =
Rd
Rv ,
es
p − es
p er det totale trykket og es er metningstrykket for vanndamp.
c
es er tilnærmet eksponentiell som funksjon av temperaturen. Er det samme tilfelle for
ws ? Hvorfor eller hvorfor ikke?
4