§2.1
De vier sferen
In de fysische geografie maken onderzoekers bij de bestudering van de aarde gebruik van vier sferen:
· De lithosfeer: de harde en vaste buitenlaag van de aarde. Onder de oceanen is de lithosfeer dunner dan bij de continenten. De dikte loopt uiteen van 60 tot 150 km.
· De biosfeer: alle levende organismen op aarde. De meeste levende organismen bevinden zich op het land en in de bovenste 100 m van de oceanen.
· De hydrosfeer: het vloeibare gedeelte van de aardse sferen bijvoorbeeld oceanen, meren, rivieren, het grondwater en bodemwater, maar ook gletsjers en het vaste ijs in de bergen en op de polen. 97% is zout, 2% zit in ijskappen, 1% is zoet.
· De atmosfeer (dampkring): is van groot belang voor het leven op aarde en voor de vorming van landschappen. De atmosfeer bestaat uit vier lagen: de troposfeer (8-18 km) is van belang voor leven, kringlopen van water, koolstof en klimaat. Bevat 80% van de gassen die de dampkring vormen, stikstof en zuurstof zijn verantwoordelijk voor 99% van het volume, Argon, CO2, methaangas (CH4), ozon (O3) en waterdamp (H2O) vormen het laatste procent. De stratosfeer (tot 50 km) is van belang voor de beschermende laag ozon. De mesosfeer (tot 70km) en de thermosfeer.
Kringlopen spelen een belangrijke rol bij het begrijpen van exogene en endogene krachten die de aarde vormgeven. Je ziet bij de kringloop de relaties tussen de elementen van de sferen.
· De waterkringloop: water komt in drie vormen voor: vast, vloeibaar en gasvormig. In deze afbeelding is te zien dat water verdampt dit heet evaporatie. Ook planten verdampen via huidmondjes water dit heet transpiratie. Via neerslag, de infiltratie in de bodem en de afstroming over het aardoppervlak komt het water weer terug in de oceaan.
· De koolstofkringloop: alle levensvormen bestaan uit koolstofcomponenten. De koolstofcyclus wordt sterk door de mens beïnvloed, dit kan gevolgen hebben voor het systeem aarde. Koolstof komt ook in drie vormen voor: als gas, in vaste vorm en in vloeibare vorm. De hoeveelheid CO2 in de atmosfeer is minder dan 2% van de hoeveelheid koolstof op aarde, maar van groot belang voor de kringloop en het leven op aarde. Er vinden voortdurend veranderingen plaats. Vulkanen, industrieën, chemische verwering en ademhaling van planten en dieren zorgen voor de aanvulling van koolstof in de atmosfeer. Met die ademhaling, de transpiratie, zetten planten en dieren de koolstof uit de levensvormen met zuurstof om in CO2 en water (zie plaatje op blz. 69).
· Fotosynthese is het omgekeerde proces van ademhaling. CO2 wordt aan de lucht en water aan de grond onttrokken en met behulp van energie omgezet in organisch materiaal (vaste koolstof). Bij fotosynthese in de oceaan worden plankton skeletjes als sedimenten op de bodem van de oceaan afgezet. Zo ontstaan kalksteenlagen, waarin koolstof voor lange tijd is opgeslagen. Ook worden op de bodem van de oceaan organische deeltjes omgevormd tot olie en gas. Plantenresten kunnen omgezet worden tot veen, hier wordt vervolgens koolstof voor lange tijd vastgezet.
Energiebalans
De aarde ontvangt via de zon energie. Een deel van die energie wordt omgezet in warmte en een deel wordt omgezet en een deel wordt kaatst terug de atmosfeer in en wordt uitgestraald. De gemiddelde temperatuur op aarde is 15oC. Er moet een balans komen tussen de inkomende en uitgaande energie (zie plaatje op blz. 70). Een deel van het zonlicht wordt weerkaatst door de wolken en het aardoppervlak een ander deel wordt door de wolken opgenomen en omgezet in warmte. Minder dan de helft komt bij het aardoppervlak terecht, hier wordt de energie opgenomen en ook omgezet in warmte, geobserveerd, en uitgestraald via infrarode straling.
Stralingsbalans
Op langere termijn blijft de energiebalans vrij constant, op kortere termijn en lokaal zijn er wel grote verschillen. Bekijk je energiebalans over 24 uur dan zijn er verschillen tussen dag en nacht. Ook zijn verschilt het per seizoen. Per breedtegraad verschilt het energiebalans ook. In het oerwoud bij de evenaar is het warm, ook al schijnt de zon maar zo’m 12 uur per dag. In het noorden van de poolcirkel is het veel kouder daar schijnt de zon vaak 24 uur per dag. Dit komt door de invalshoek van de zonnestralen. De energie moet zich over een groter oppervlakte verspreiden en moet een langere weg afleggen dan dicht bij de evenaar. IJs of sneeuw dat wit is reflecteert. De donkere tropen absorbeert de energie. De mate van weerkaatsing of reflectie heet albedo.
§2.2
Luchtcirculatie
Als lucht opwarmt in de tropen stijgt deze lucht. Hierdoor ontstaat rond de evenaar een tekort aan luchtdeeltjes, een lagedrukgebied. Door koude lucht zakt dit lagedrukgebied naar het aardoppervlakte. Er ontstaat een hogedrukgebied. De opgestegen lucht moet worden aangevuld. Er komt een luchtstroming, wind, op gang vanuit de subtropen richting de tropen. Rond de polen is de situatie omgekeerd. De lucht is koud en zakt. Hier vormt zich een hogedrukgebied in de polaire zone. Het teveel aan lucht verplaatst naar gebieden met een lage luchtdruk in de gematigde zone. Nu botst deze wind op de warme wind uit de subtropen. De warme lucht schuift over de koude lucht en er ontstaan daar lagedrukgebieden. Nederland staat vaak onder invloed van deze lagedrukzone.
De wet van Buys Ballot
Door het ronddraaien van de aarde is de luchtcirculatie complexer. Hoge luchtdruk stroomt naar gebieden met lage luchtdruk, maar de lucht stroomt niet in een rechte lijn van hoge- naar lagedrukgebieden. Buys Ballot stelde vast dat de stroming op het noordelijk halfrond een afwijking naar rechts heeft en op het zuidelijk halfrond een afwijking naar links. Dit heet het corioliseffect, dat treedt op doordat de aarde ronddraait.
Moessons en passaten
Door de schuine stand van de aardas beweegt de zon zich tussen de keerkringen. De loodrechte instraling verplaatst zich tussen de twee keerkringen. De intertropische convergentie zone (ITC), ligt in juli noordelijker dan de evenaar. De lagedrukgebieden zuigen vanuit het zuiden, waar hogedrukgebieden liggen, vanaf de zee lucht aan. Met de afwijking naar rechts brengen deze aanlandige winden veel neerslag mee, moessons. In de winter ontstaat door de kou in Azië een hogedrukgebied. Er ontstaat een aflandige luchtstroom, een droge noordoost moesson. De ze heeft een afwijking naar rechts met de wind in de rug, vanuit de hogedrukgebieden in Azië naar de ITC. Op oceanen ontstaan er niet zulke grote drukverschillen tussen zomer en winter. Daar waaien op het noordelijk halfrond het hele jaar door de noordoost winden van het hogedruk gebied naar de ITC. Dit zijn de noordoostpassaten.
Warmtetransport via de zeestromen
Warmte en koude kunnen zich via zeestromen verplaatsen. De bovenste laag wordt door de zon verwarmd. De wind kan het warme water tot 100 m onder het oceaanoppervlak mengen met het koude water. De ze warmte oppervlakten verplaatsen zich door de wind. De circulatie patronen van de wind zijn dus ook herkenbaar in de zeestromen. Een zeestroom van warm naar koud heet een warme zeestroom en andersom.
Thermohaline zeestroom
De thermohaline zeestroom is een wereldomspannend circulatie patroon. Zeer zoute en koude zeewater zakt bij Groenland naar de bodem, stroomt als een diepzeestroom naar Antarctica en naar de Indische en Pacifische oceaan. Daar gaat het water omhoog en wordt via oppervlaktestromen weer naar het westen geblazen. Bij de warme Golf van Mexico verdampt het water, wordt zouter en wordt aangezogen naar het noorden omdat daar koud water de diepte in zinkt. Hierdoor bevriezen havens in koude steden gebieden niet meer door het relatief warme water. Wanneer er niet genoeg water afzinkt, zal het noordelijke deel van de golfstroom tot stilstand komen. Het klimaat kan daardoor veranderen. In vroegere tijden is dit wel eens gebeurd en het kan dus een verklaring zijn voor de afwisselend koude en warme perioden (ijstijden en interglacialen) in het Pleistoceen.
Het Kerstkind (El Niño)
Onder normale omstandigheden waaien op de Grote Oceaan in de buurt van de evenaar de noord- en zuidoostelijke winden: de passaten. Deze aflandige winden waaien het oppervlakte water bij de west kust van Zuid-Amerika weg. Het wordt aangevuld door koel water, dit water staat niet zoveel waterdamp af. Er is dus weinig kans op neerslag. Dit water bevat allerlei voedingstoffen. Hierdoor trekt het gebied veel vissen aan. Het is een belangrijk bestaansmiddel in Zuid-Amerika. Het water het warme water dat is meegevoerd naar Indonesië en Australië, veroorzaakt veel neerslag. Elke twee tot zeven jaar wordt dit circulatiepatroon onderbroeken. Het hogedrukgebied boven Zuid-Amerika is dan niet zo sterk. De zuidoostpassaat is zwak geworden en het koude water kan niet weg en wordt warm. De voedingstoffen worden minder dus de vissen verdwijnen. De vissers noemen dit El Niño, het kerstkind, omdat de eerste tekens van dit verschijnsel zich voordoen rond kerst. Er komen veel overstromingen door het warme water.
Klimaatfactoren
Stralingsbalans, de luchtcirculatie, luchtdrukgebieden, scheve stand van de aardas, verdeling land en zee, hoogteligging, ligging van gebergte en zeestromen bepalen het klimaat (een gemiddelde weerstoestand op een bepaalde plek gedurende 30 jaar).
Köppen
Zie stencil en blz 79 voor het overzicht.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten