PPL vraag Meteo

[Mitchell]

Hallo allemaal,

Ben met PPL Meteo theorie bezig en ik kom steeds een oefenvraag tegen waarvan ik het antwoord niet snap. Wellicht dat iemand het mij nader toe kan lichten.

31. Divergentie in een hogedrukgebied nabij het aardoppervlak wordt veroorzaakt door:
a. De corioliskracht
b. De gradiëntkracht
c. De aardrotatie
d. Wrijving van de lucht met het aardoppervlak

(http://www.airwork.nl/index.php?option=com_content&task=view&id=290&Itemid=10091)

Schijnbaar is het antwoord op deze vraag dus D (ik kom deze vraag bij meerdere voorbeeldexamens tegen, telkens met het zelfde antwoord) maar ik snap niet wat de wrijvingslaag met het ontstaan van divergentie te maken heeft. Ik zou zeggen dat het juiste antwoord B is.

In mijn boek staat het volgende:
"In een hogedrukgebied heerst aan de grond een hogere druk dan in de directe omgeving. Onder invloed van de drukgradiënt ontstaat daarbij aan de grond een divergente luchtstroming."

Wie kan mij vertellen welk gedeelte ik niet goed begrijp, of is een verkeerde oefenvraag meerdere malen blind gekopieerd?

Alvast bedankt voor de reaktie!

 

[Devilish_Smile]

In principe zal de luchtlaag gewoon parallel aan de isobaren bewegen. Nabij de grond is dit anders. Door de wrijving neemt de snelheid van de 'wind' af, waardoor ook de Corioliskracht afneemt. Sinds de gradientkracht hetzelfde blijft, zal de wind richting de gradientkracht draaien. Bij een hogedrukgebied is deze kracht richting de lage druk en dus divergent. Bij een lagedrukgebied werkt dit precies andersom.

Edit:

Hier een plaatje met een voorbeeld.

Normaal zou de luchtlaag zich parallel aan de isobaren bewegen. Door wrijving neemt de wind af en dus ook de Coriolis Force in dit plaatje. De resultante zal zich dan richting de Pressure Gradient Force (ofwel de gradientkracht) verplaatsen.

 

[Yak52]

In principe zal de luchtlaag gewoon parallel aan de isobaren bewegen. Nabij de grond is dit anders. Door de wrijving neemt de snelheid van de 'wind' af, waardoor ook de Corioliskracht afneemt. Sinds de gradientkracht hetzelfde blijft, zal de wind richting de gradientkracht draaien. Bij een hogedrukgebied is deze kracht richting de lage druk en dus divergent. Bij een lagedrukgebied werkt dit precies andersom.

Edit:

Hier een plaatje met een voorbeeld.

Normaal zou de luchtlaag zich parallel aan de isobaren bewegen. Door wrijving neemt de wind af en dus ook de Coriolis Force in dit plaatje. De resultante zal zich dan richting de Pressure Gradient Force (ofwel de gradientkracht) verplaatsen.

Volgens mij is dat niet het antwoord.


De lucht in een Hoog stroomt bovenin in. Dan zakt de lucht, subsidentie...
Op het moment dat de luchtstroom de grond bereikt, kan het op grond van wrijving met het aardoppervlak maar één ding, uitwijken (divergeren)...Zie dit plaatje.

http://metoc.hydro.nl/uploads/artik...MIST_EN_WOLKEN/IMAGES/OPLMW_clip_image002.jpg

 

[Devilish_Smile]

Klopt ook. De lucht zal zich alleen nooit op die manier verplaatsen, aangezien er op het moment dat de lucht zich naar buiten verplaatst een samenwerking van krachten optreedt. Zie plaatje:

Hoe interpreteer je de vraag en het woord 'nabij' in deze vraag?
De theorie over de divergentie i.c.m. wrijving waar ik het zojuist over had, vindt zich voornamelijk in de boundary layer van ongeveer 0 - 2000ft plaats.
De subsidentie en de daarbij horende divergentie zal juist boven deze laag plaatsvinden, eerder 2000-5000ft.

Óf zoals jij het noemt, dat de lucht door middel van wrijving uit moet wijken. Dat klopt met het antwoord op de vraag. Alleen vind ik de term wrijving in deze context onduidelijk. De lucht 'botst' met de grond (eerder de luchtlaag boven de grond) en moet uitwijken.

Laatste theorie:
Altijd antwoord C, of het langste antwoord - dat klopt!

 

[Yak52]

Klopt ook. De lucht zal zich alleen nooit op die manier verplaatsen, aangezien er op het moment dat de lucht zich naar buiten verplaatst een samenwerking van krachten optreedt. Zie plaatje:

Hoe interpreteer je de vraag en het woord 'nabij' in deze vraag?
De theorie over de divergentie i.c.m. wrijving waar ik het zojuist over had, vindt zich voornamelijk in de boundary layer van ongeveer 0 - 2000ft plaats.
De subsidentie en de daarbij horende divergentie zal juist boven deze laag plaatsvinden, eerder 2000-5000ft.

Óf zoals jij het noemt, dat de lucht door middel van wrijving uit moet wijken. Dat klopt met het antwoord op de vraag. Alleen vind ik de term wrijving in deze context onduidelijk. De lucht 'botst' met de grond (eerder de luchtlaag boven de grond) en moet uitwijken.

Laatste theorie:
Altijd antwoord C, of het langste antwoord - dat klopt!

Haha ja, dat de vraag slecht is geef ik zonder meer toe! Maar was dit niet bij een groter deel van de vragen standard procedure?

 

[Radix]

Antwoord B is juist. Antwoord D is echter "meer juist".

Je boek gaat een beetje kort door de bocht door te verzuimen het proces te noemen waardoor de drukgradient een divergente luchtstroming veroorzaakt.

Devilish_smile's posts zouden je meer inzicht moeten geven.

 

[Mitchell]

Allereerst bedankt voor de antwoorden.

Divergentie is toch simpelweg het wegstromen van de lucht uit de richting van het hogedrukgebied? De oorzaak daarvan is dan toch -simpel gezegd- het 'overschot' aan lucht wat ergens heen moet stromen? Het feit dat die wind parallel aan de isobaren waait is een resultante van de gradiëntkracht en corioliskracht maar in eerste instantie is het toch de gradiëntkracht die zorgt dat er een wind op gang komt die 'weg' waait van het hogedrukgebied?

Ik denk dat ik ergens in mijn redenatie een klik mis...

 

[Radix]

Ja, maar die uitstroming vindt nooit plaats, want zodra de wind begint te bewegen, wordt het afgebogen door de Coriolis kracht.

Alleen nabij het aardoppervlak kan de lucht niet vrijelijk parallel aan de isobaren stromen, vanwege obstakels en wrijving. Daarom vindt de uitstroming aan het aardoppervlak plaats, en niet vanwege gradientkracht alleen.

 

[DiTo]

31. Divergentie in een hogedrukgebied nabij het aardoppervlak wordt veroorzaakt door:
a. De corioliskracht
b. De gradiëntkracht
c. De aardrotatie
d. Wrijving van de lucht met het aardoppervlak

Je redenatie is goed Mitchell. De vraag is gewoon erg verwarrend gesteld.
Het klopt dat de gradiëntkracht de stroom van hoog naar laag op gang brengt, maar in eerste instantie is het de wrijving van de lucht met het aardoppervlak.

De lucht komt van hoogte en beweegt zich omlaag (subsidentie). Deze subsidentie wordt pas verstoord nabij het aardoppervlak, de aarde zit de kolom lucht namelijk in de weg. Deze kolom lucht kan niets anders doen dan 'uitwijken', daarna pas wordt de lucht beïnvloedt door de gradiëntkracht. Dus de hoofdreden voor het divergeren is de wrijving met het aardoppervlak.

Wat ik eerder al las bij Radix; antwoord B is juist, alleen is antwoord D meer juist.

 

[Devilish_Smile]

"Wrijving is het natuurkundige begrip dat de weerstandskracht aanduidt, die ontstaat als twee oppervlakken langs elkaar schuiven, terwijl ze tegen elkaar aan gedrukt worden."

Door subsidentie botst de neergaande luchtlaag met de aarde (of de luchtlaag daarboven) en moet daardoor wel uitwijken, aangezien de aarde zelf dit niet zo snel zou doen. Dat is geen vorm van wrijving, maar een botsing en een daarop volgende reactie.

 

[Mitchell]

Wat gebeurt er dan bij een lagedrukgebied op hoogte? Is daar dan géén sprake van divergentie? Er is daar immers geen wrijving met de aarde...

 

[Nosig]

Wat gebeurt er dan bij een lagedrukgebied op hoogte? Is daar dan géén sprake van divergentie? Er is daar immers geen wrijving met de aarde...

Tsja, een lagedrukgebied op hoogte is op lage hoogte vaak weer een hogedrukgebied. Op die hoogte zelf is het meer convergentie dan divergentie, horizontaal gezien. Verticaal gezien wordt het uiteindelijk weer divergentie en als je niet naar lucht maar naar richtingen gaat kijken is het op verschillende hoogtes door de wrijving (in combinatie met Coriolis, want op een stilstaande aarde zou het anders zijn) vergeleken met elkaar divergerend. Dus het hangt er van af tot op welke hoogte je kijkt, of je kijkt naar verschillende richtingen op verschillende hoogtes, of naar lucht op één bepaalde hoogte, of je kijkt in het verticale of horizontale vlak.... etc. Ben blij dat ik geen theorie examen meer hoef te doen, veel te slechte vragen tegenwoordig.

 

[Mitchell]

Tsja, een lagedrukgebied op hoogte is op lage hoogte vaak weer een hogedrukgebied. Op die hoogte zelf is het meer convergentie dan divergentie, horizontaal gezien. Verticaal gezien wordt het uiteindelijk weer divergentie en als je niet naar lucht maar naar richtingen gaat kijken is het op verschillende hoogtes door de wrijving (in combinatie met Coriolis, want op een stilstaande aarde zou het anders zijn) vergeleken met elkaar divergerend. Dus het hangt er van af tot op welke hoogte je kijkt, of je kijkt naar verschillende richtingen op verschillende hoogtes, of naar lucht op één bepaalde hoogte, of je kijkt in het verticale of horizontale vlak.... etc. Ben blij dat ik geen theorie examen meer hoef te doen, veel te slechte vragen tegenwoordig.

Je begrijpt me verkeerd

Wat ik bedoel is een lagedrukgebied aan de grond. Maar dan de bovenkant ervan. De lucht convergeert naar het lagedrukgebied toe en stroomt dan op enige hoogte weer weg. Dat wegstromen, mag ik dat dan divergeren noemen? Er is immers geen sprake van wrijving met het aardoppervlak.

Maargoed, ik begin er naar te neigen het maar gewoon voor waar aan te nemen (dat sowieso natuurlijk) ookal begrijp ik de verklaring er voor niet 100%. Tenzij iemand me nog van dat eureka moment kan bedienen....

 

[DiTo]

Volgensmij, maar dat weet ik niet 100% zeker, wordt de divergentie op hoogte veroorzaakt door de tropopauze die als een soort deksel om de aarde heen zit.

In een lage drukgebied nabij het aardoppervlak vind veel convectie plaats, voornamelijk door de stijging van hete lucht. Deze lucht blijft stijgen zolang de omgeving kouder is... tot aan de tropopauze, daar wordt de omgeving namelijk langzaam warmer en kan de lucht dus niet verder stijgen. De lucht moet dus ook hier gedwongen divergeren.

 

[Nosig]

@Dito, dat klinkt toch wel als een overgesimplicifeerde verklaring die het denk ik niet lang uithoudt. Een lagedrukgebied heeft hete(re) lucht? Convectie bij een lagedruk gebied (meer dan er omheen)?

@Mitchell, je verklaringen zijn niet fout, maar de vragen zijn (helaas zoals wel meer gewoonlijk is tegenwoordig) veel te vaag gesteld. Zonder randvoorwaarden of uitleg welke processen ze als divergerend definieren, weet je enkel het antwoord door het antwoord van te voren al een keer gezien te hebben (oftewel je moet weten hoe de ontwerper denkt). Lucht is bij een hogedrukgebied sowieso divergerend en bij een lagedrukgebied convergerend. Echter de richtingen van de wind vergeleken op verschillende hoogtes, van bovenaf gezien zijn bij een hogedruk gebied weer divergerend (door zowel Coriolis alsmede wrijving). Bij een lagedrukgebied ook, eigenlijk altijd als ze een andere richting van elkaar afstaan. Het ligt niet aan jou, maar aan de vraagsteller..

 

[DiTo]

@Nosig
Wat ik bedoel is het ontstaan van stijgende lucht (convectie).
Als lucht warmer is dan de omgeving stijgt het, logisch. De 'leegte' die die lucht achter laat moet opgevuld worden door omringende lucht, er wordt dus nieuwe lucht aangezogen. Als dit proces zichzelf maar lang genoeg herhaalt ontstaat er vanzelf een lage drukgebied.
De stijgende lucht moet ergens stoppen, namelijk bij de tropopauze. Omdat de stijgende lucht daar niet verder kan stijgen (doordat dus de stijgende lucht kouder is dan de omgeving, een inversie) ontstaat er op hoogte een hoge druk gebied wat moet divergeren...

 

[Mitchell]

@Mitchell, je verklaringen zijn niet fout, maar de vragen zijn (helaas zoals wel meer gewoonlijk is tegenwoordig) veel te vaag gesteld. Zonder randvoorwaarden of uitleg welke processen ze als divergerend definieren, weet je enkel het antwoord door het antwoord van te voren al een keer gezien te hebben (oftewel je moet weten hoe de ontwerper denkt). Lucht is bij een hogedrukgebied sowieso divergerend en bij een lagedrukgebied convergerend. Echter de richtingen van de wind vergeleken op verschillende hoogtes, van bovenaf gezien zijn bij een hogedruk gebied weer divergerend (door zowel Coriolis alsmede wrijving). Bij een lagedrukgebied ook, eigenlijk altijd als ze een andere richting van elkaar afstaan. Het ligt niet aan jou, maar aan de vraagsteller..

Laat ik me daar maar bij neerleggen dan. Ik ben in ieder geval weer extra doordrongen van de werking van de corioliskracht en mocht per ongeluk die specifieke vraag gesteld worden weet ik welk antwoord ik ga kiezen.

Iedereen bedankt voor de reacties!

 

[Devilish_Smile]

@ Nosig. Volgens mij is het onjuist dat bij lage- en hogedrukgebieden de stroming divergerend op hoogte is.

Ik hoop dat dit plaatje hier meer inzicht op geeft.

en:

Moeilijk om hier goede plaatjes van te vinden. Maar in deze plaatjes zie je de verschillende stromingen van lucht en de daarbij horende convergentie en divergentie.

Om op jouw tweede vraag terug te komen Mitchell: Wat gebeurt er dan bij een lagedrukgebied op hoogte?

Een lagedrukgebied ontstaat door divergentie op hoogte. (Hier komen verschillende 'windsystemen' bij kijken en laat ik hierbuiten.) Dit zal een luchtkolom doen opzuigen/stijgen, waardoor er een lagedrukgebied op de grond zal ontstaan.

Daarnaast heb je de lagedrukgebieden waar DiTo het over heeft, de 'thermal lows'. Deze ontstaan wanneer een groot gebied verhit wordt en de luchtdruk zal dalen.

Zo zijn er meerdere manieren om een lagedrukgebied te vormen. Ga er niet van uit dat een lagedrukgebied warme lucht bevat. Je hebt namelijk warm en cold core 'lows', net als warm en cold core 'highs'.

Iets duidelijker?
En correct me if I'm wrong

 

[Nosig]

@Nosig
Wat ik bedoel is het ontstaan van stijgende lucht (convectie).
Als lucht warmer is dan de omgeving stijgt het, logisch. De 'leegte' die die lucht achter laat moet opgevuld worden door omringende lucht, er wordt dus nieuwe lucht aangezogen. Als dit proces zichzelf maar lang genoeg herhaalt ontstaat er vanzelf een lage drukgebied.
De stijgende lucht moet ergens stoppen, namelijk bij de tropopauze. Omdat de stijgende lucht daar niet verder kan stijgen (doordat dus de stijgende lucht kouder is dan de omgeving, een inversie) ontstaat er op hoogte een hoge druk gebied wat moet divergeren...

Ok, ik denk dat ik weet wat je bedoelt. Alleen convectie is door warmte, maar lucht bij een lagedruk gebied gaat daar omhoog door de lagere (en uiteindelijke hogere) druk. Hogere sferen zijn door andere gassen stabieler van opbouw, dus is er in bepaalde mate een stabiliserend plafond.

 

[Nosig]

@ Nosig. Volgens mij is het onjuist dat bij lage- en hogedrukgebieden de stroming divergerend op hoogte is.

Ik zei dat het af hing van waar je exact naar kijkt. Als je kijkt, van bovenaf, naar de winden op verschillende hoogtes zal je ze door wrijving altijd uit elkaar zien lopen (althans, één gaat wat opzij lopen).

De vraagsteller hier bedoelt het denk ik dan ook op deze manier. Hij gaat er vanuit dat de lucht bij een hogedrukgebied, zonder bestaan van de aarde, rondjes om zichzelf draait. De luchter dichter bij de grond heeft last van wrijving en gaat daardoor weg van het hogedruk gebied (divergerend). Althans, dat is zoals de vraagsteller het ziet (vermoed ik). Die vergelijkt dus van bovenaf gezien de vectors van lucht rondom het hogedruk gebied op grotere hoogte en vlak boven de grond. In feite klopt dat natuurlijk niet helemaal, aangezien er zonder draaiing van de aarde (en dus zonder Coriolis) er helemaal geen draaiing van het hogedrukgebied zou zijn geweest en alles overal rechtlijnig zou divergeren.

Maar goed, inderdaad volgens de denkwijze van de vraagopsteller zou de lucht laag bij de grond bij een lagedruk gebied ten opzichte van de lucht daarboven convergerend zijn. Als je twee enkele vectors van twee verschillende hoogtes neemt lijkt het altijd divergerend, toch?