ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΔΠΜΣ: ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

ΜΑΘΗΜΑ: ΥΔΡΟΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑ

Εργασία 1: Θερμοδυναμική της ατμόσφαιρας

1. Από τα μηνιαία κλιματολογικά δελτία της ΕΜΥ επιλέξτε 2 ραδιοβολίσεις ενός έτους (διαφορετικό έτος για κάθε μεταπτυχιακό φοιτητή) και καταγράψτε τα δεδομένα τους. Συγκεκριμένα, διαλέξτε μια χειμερινή ραδιοβόλιση βροχερής ημέρας και μια θερινή ξηρής ημέρας. Διαβάστε επίσης από τα δελτία και κρατήστε σημειώσεις για τη γενική περιγραφή του καιρού κατά τις ημέρες των ραδιοβολίσεων.
2. Για τις δύο ραδιοβολίσεις υπολογίστε σε καθεμιά από τις στάθμες: έδαφος, 1000 hPa, 850 hPa, 700 hPa, 500 hPa, 400 hPa και 300 hPa (α) τη μερική πίεση υδρατμών, (β) την ειδική υγρασία, (γ) το λόγο ανάμιξης, (δ) τη σταθερά αερίου, (ε) την πυκνότητα, (στ) την ειδική θερμότητα για σταθερό όγκο και (ζ) την ειδική θερμότητα για σταθερή πίεση.
3. Για τις ίδιες ραδιοβολίσεις κατασκευάστε διαγράμματα μεταβολής της πίεσης και της πυκνότητας συναρτήσει του υψομέτρου. Συγκρίνετε με τις αντίστοιχες μεταβολές που προβλέπουν τα μοντέλα της ισόθερμης, της πρότυπης, της ουδέτερα ευσταθούς και της ομογενούς ατμόσφαιρας.
4. Το αρχείο Tephigram.xls (αρχείο Excel) περιέχει αφενός ένα πρόγραμμα σε Visual Basic (module 1) με τις κατάλληλες συναρτήσεις για την κατασκευή ενός τεφιγράμματος, και αφετέρου τρία λογιστικά φύλλα με εφαρμογή αυτού του προγράμματος στην κατασκευή τεφιγράμματος. Μελετήστε το πρόγραμμα σε συνδυασμό με τα λογιστικά φύλλα προκειμένου να κατανοήσετε τη λειτουργία όλων των συναρτήσεων.
5. Με τη βοήθεια του παραπάνω προγράμματος απεικονίστε τις ραδιοβολίσεις σε τεφίγραμμα, κατασκευασμένο σε μορφή διαγράμματος excel και σχολιάστε τις συνθήκες ευστάθειας/αστάθειας.
6. Για τις πιο πάνω ημέρες, εκτιμήστε το κατακρημνίσιμο νερό της ατμόσφαιρας και συγκρίνετέ το με το αντίστοιχο κατακρημνίσιμο νερό που αντιστοιχεί σε κορεσμένη ψευδοαδιαβατική ατμόσφαιρα.
7. Υποθέστε ότι αέρας σε επαφή με το έδαφος, με συνθήκες όπως στη χειμερινή ραδιοβόλιση του ερωτήματος 1, ανυψώνεται ορογραφικά στα 700 hPa. Κατά την ανύψωσή του το 70% της ποσότητας νερού που υγροποιείται, κατακρημνίζεται. Στη συνέχεια, ο αέρας κατέρχεται στην πίσω πλευρά του βουνού, φτάνοντας στα 950 hPa: (α) Χαράξτε σε τεφίγραμμα τη μεταβολή που υφίσταται ο αέρας. (β) Υπολογίστε τη θερμοκρασία, το σημείο δρόσου και το λόγο ανάμιξης του αέρα τόσο στο επίπεδο των 700 hPa, όσο και στο επίπεδο των 950 hPa (μετά την κάθοδο).

© Δ. Κουτσογιάννης