Φυσική Ε΄ 5.4. ΄΄Εξάτμιση και συμπύκνωση΄΄

Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής

Φυσική Ε΄ Τάξης – Ενότητα 5 –Κεφάλαιο 4:

΄΄ Εξάτμιση και συμπύκνωση ΄΄

http://e-taksh.blogspot.gr/

Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.1

Δημοσθένους Μαρίνα

Ονοματεπώνυμο:_________________________________________________

ΤΑΞΗ Ε΄

Η εξαέρωση ,η μετατροπή δηλαδή ενός υγρού σε αέριο,

μπορεί να γίνει με δύο τρόπους : με βρασμό ή με εξάτμιση.

Και κάτι ακόμα…..

Ποιες είναι οι διαφορές βρασμού και εξάτμισης;

Οι βασικές διαφορές τους είναι δύο: 1.Η εξάτμιση

γίνεται σε οποιαδήποτε θερμοκρασία ενώ ο

βρασμός γίνεται μόνο σε συγκεκριμένη θερμοκρασία

(π.χ 100ο C). 2.Η εξάτμιση γίνεται μόνο από την

επιφάνεια του υγρού ενώ στο βρασμό έχουμε τη

δημιουργία φυσαλίδων αερίου σε όλο τον όγκο του

υγρού.

Η ταχύτητα με την οποία εξατμίζεται ένα υγρό σ' ένα ορισμένο χρόνο,

εξαρτάται από το εμβαδόν της ελεύθερης επιφάνειας του υγρού. Γι' αυτό πιο

εύκολα εξατμίζεται η ίδια ποσότητα υγρού σε μια πλατιά και χαμηλή λεκάνη,

παρά σε ένα βαθύ και στενό δοχείο. Επίσης πιο γρήγορα γίνεται η εξάτμιση

όταν διώχνουμε συνεχώς τους ατμούς που συσσωρεύονται πάνω από την

ελεύθερη επιφάνεια του υγρού. Τα υγρά, που στις συνηθισμένες συνθήκες

εξατμίζονται γρήγορα, λέγονται πτητικά υγρά (αιθέρας, οινόπνευμα κλπ.).

Χαρακτηριστικό είναι ότι κατά την εξάτμιση το υγρό ψύχεται. (Αυτό εύκολα

το καταλαβαίνουμε αν ρίξουμε λίγο οινόπνευμα στα χέρια μας οπότε αυτά

δροσίζονται ή πιο απλά από το ότι κρυώνουμε όταν είμαστε βρεγμένοι στο

μπάνιο).

Η εξάτμιση είναι μια διαδικασία ψύξης: καθώς φεύγουν από το υγρό μόρια με

μεγάλη κινητική ενέργεια, η μέση κινητική ενέργεια των υπολοίπων μορίων

του υγρού ελαττώνεται, οπότε ελαττώνεται και η θερμοκρασία του.


02/05/11

ΕΞΑΤΜΙΣΗ-ΒΡΑΣΜΟΣ-ΥΓΡΟΠΟΙΗΣΗ-ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ:

Η εξάτμιση:

Έχουμε ένα υγρό και το θερμαίνουμε πάνω από το καμινέτο. Το υγρό

απορροφά τη θερμότητα και αυξάνει τη θερμοκρασία του. Καθώς το υγρό

θερμαίνεται αλλάζει φυσική κατάσταση και από υγρό γίνεται αέριο. Η αλλαγή

της φυσικής κατάστασης από υγρό σε αέριο ονομάζεται εξάτμιση. Η εξάτμιση

γίνεται μόνο στην επιφάνεια του υγρού και όχι σε ολόκληρη τη μάζα του.

Η εξάτμιση και τα μόρια:

Έχουμε ένα υγρό και το θερμαίνουμε πάνω από το καμινέτο. Τα μόρια του

υγρού πριν τη θέρμανση κινούνται αργά. Όταν το υγρό θερμαίνεται, απορροφά

θερμότητα, αυξάνεται η θερμοκρασία του και τα μόρια αρχίζουν να κινούνται

πιο γρήγορα. Τότε κάποια μόρια από την επιφάνεια του υγρού

απομακρύνονται από τα υπόλοιπα μόρια και διασκορπίζονται στο περιβάλλον

σε αέρια μορφή. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται εξάτμιση.

Πότε η εξάτμιση γίνεται γρηγορότερα:

Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια από την οποία γίνεται η εξάτμιση, τόσο

πιο γρήγορα εξατμίζεται το υγρό.

Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία του υγρού, τόσο γρηγορότερα

εξατμίζεται.

Όταν φυσάει η εξάτμιση γίνεται γρηγορότερα από όταν έχει άπνοια.

Κάποια υγρά εξατμίζονται γρηγορότερα από κάποια άλλα στις συνθήκες

περιβάλλοντος. Τα υγρά αυτά ονομάζονται πτητικά.

Ο βρασμός:

Έχουμε ένα υγρό και το θερμαίνουμε πάνω από το καμινέτο. Το υγρό

απορροφά τη θερμότητα και αυξάνει τη θερμοκρασία του. Καθώς το υγρό

θερμαίνεται, σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, αλλάζει φυσική κατάσταση και


Σκάρπα Ηλέκτρα

από υγρό γίνεται αέριο. Η αλλαγή της φυσικής κατάστασης από υγρό σε αέριο

ονομάζεται βρασμός. Ο βρασμός γίνεται σε ολόκληρη τη μάζα του υγρού όχι

μόνο στην επιφάνειά του. Όσο διαρκεί ο βρασμός η θερμοκρασία του υγρού

παραμένει σταθερή.

Ο βρασμός και τα μόρια:

Έχουμε ένα υγρό και το θερμαίνουμε πάνω από το καμινέτο. Τα μόρια του

υγρού πριν τη θέρμανση κινούνται αργά. Όταν το υγρό θερμαίνεται, απορροφά

θερμότητα, αυξάνεται η θερμοκρασία του και τα μόρια αρχίζουν να κινούνται

πιο γρήγορα. Σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, τα μόρια από ολόκληρη τη

μάζα του υγρού απομακρύνονται μεταξύ τους και διασκορπίζονται στο

περιβάλλον σε αέρια μορφή. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται βρασμός.

Η υγροποίηση-συμπύκνωση:

Όταν ένα αέριο ψύχεται, αποβάλλει θερμότητα και μειώνεται η θερμοκρασία

του. Η φυσική του κατάσταση αλλάζει και από αέριο μετατρέπεται σε υγρό. Το

φαινόμενο αυτό ονομάζεται υγροποίηση ή συμπύκνωση.

Η υγροποίηση-συμπύκνωση και τα μόρια:

Όταν ένα αέριο ψύχεται, αποβάλλει θερμότητα, μειώνεται η θερμοκρασία του

και τα μόρια αρχίζουν να κινούνται πιο αργά. Τα μόρια πλησιάζουν μεταξύ

τους και σχηματίζουν σταγόνες. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται υγροποίηση ή

συμπύκνωση.


Εξάτμιση Βρασμός και Υγροποίηση (01/12)

Η εξάτμιση και η συμπύκνωση είναι αντίστροφες διαδικασίες.

Εξάτμιση είναι η διαδικασία κατά την οποία ένα υγρό

μετατρέπεται σε αέριο.

Συμπύκνωση είναι η διαδικασία κατά την οποία ένα αέριο

μετατρέπεται σε υγρό.

Τι σχέση έχει η θερμική ενέργεια των σωμάτων με την εξάτμιση

;

Όπως έχουμε μάθει, όσο ανεβαίνει η θερμοκρασία, αυξάνεται και η

ταχύτητα με την οποία κινούνται τα μόρια.

Όσο αυξάνεται η ταχύτητα των μορίων, τόσο αυξάνεται η προσπάθειά

τους να ξεφύγουν από τις ελκτικές δυνάμεις που τα συγκρατούν.

Όταν απομακρύνονται τα μόρια το ένα από το άλλο, αλλάζει η

φυσική κατάσταση των σωμάτων :

o Τα στερεά λιώνουν.o Τα υγρά μετατρέπονται σε αέρια.


http://www.sainia.gr/2012-09-10-12-05-21/ta-mathimata-mou/fysiki-e/898-eksatmisi-kai-sympyknosi

o Τα μόρια των αερίων απομακρύνονται μόνα τους προς κάθεκατεύθυνση.

Πώς γίνεται η εξάτμιση ;

Η εξάτμιση δε συμβαίνει από όλα τα μόρια ενός υγρού, αλλά μόνο

από εκείνα που εξαιτίας της θερμότητας έχουν φτάσει μέχρι την

ελεύθερη επιφάνειά του. Αυτά καθώς εξακολουθούν να θερμαίνονται,

προσπαθούν να απομακρυνθούν από τα γειτονικά τους μόρια με

αποτέλεσμα να εξατμίζονται.

Από τι εξαρτάται η εξάτμιση ;

Όσο πιο μεγάλη είναι η θερμοκρασία του υγρού τόσο πιο γρήγοραεξατμίζεται.

Η εξάτμιση αυξάνεται και από τον άνεμο, που διευκολύνει τηνκίνηση των μορίων της επιφάνειας του υγρού.

Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια του υγρού τόσο μεγαλύτερηείναι η εξάτμιση.

Από το είδος του υγρού. Π.χ. τα πτητικά υγρά όπως η βενζίνη, τοοινόπνευμα κ.λπ. εξατμίζονται πιο γρήγορα από το νερό.

Παρακάτω μπορούμε να δούμε τους πράγοντες που επηρεάζουν την εξάτμιση

(Temperature = Θερμοκρασία, Wind = Άνεμος, Evaporation = Εξάτμιση) :

Τι είναι ο βρασμός ;

Μάθαμε ότι από την ελεύθερη επιφάνεια ενός υγρού διαφεύγουν

μόρια. Αυτό συμβαίνει επειδή τα μόρια των υγρών έιναι χαλαρά και

κινούνται πιο εύκολα απ' ότι στα στερεά.

Όταν το υγρό θερμαίνεται συνεχώς, και φτάσει σε μια συγκεκριμένη

θερμοκρασία (ανάλογα με το είδος του υγρού), θα παρατηρήσουμε

ότι σιγά - σιγά εμφανίζονται όλο και περισσότερες φυσσαλίδες σ' όλη

τη μάζα του, οι οποίες κινούνται προς την ελεύθερη επιφάνεια του

υγρού και εξαερώνονται. Τότε λέμε ότι το υγρό έφτασε σε

θερμοκρασία βρασμού.


Βρασμός είναι η μετατροπή μιας μάζας υγρού σε αέριο μέσω

της θερμότητας.

Κάθε υγρό έχει τη δική του θερμοκρασία βρασμού.

Σε τι διαφέρει ο βρασμός από την εξάτμιση ;

Στον βρασμό έχουμε τη δημιουργία φυσσαλίδων σ' όλη τη

μάζα του υγρού, ενώ στην εξάτμιση έχουμε διαφυγή αερίων μόνο

από την ελεύθερη επιφάνειά του.

Στον βρασμό το υγρό πρέπει να θερμανθεί και να φτάσει σε

μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, ενώ η εξάτμιση

γίνεται ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία του υγρού.

Γιατί συμβαίνει η συμπύκνωση ;

Όταν τα μόρια που κινούνται αρχίζουν να χάνουν θερμική ενέργεια, τότε η κίνησή τους επιβραδύνεται (= γίνεται πιο αργή) και πλησιάζουν

το ένα το άλλο, μέχρι που να υγροποιηθούν.

Τι βοηθάει στη συμπύκνωση ;

Στη συμπύκνωση συντελούν :

o Η πτώση της θερμοκρασίας (δηλ. η απώλεια της θερμικής ενέργειας).

o Η ατμοσφαιρική πίεση. Όσο πιο μεγάλη είναι, τόσο πιο κοντά έρχονται τα μόρια.

o Η υγρασία της ατμόσφαιρας.

http://www.sainia.gr/


http://www.sainia.gr/

Δμάηκηζε – πκπύθλσζε – Βξαζκόο | 1

πγγξαθή: ηπιηαλαθάθεο Γηάλλεο – Γάζθαινο, ζπλεξγάηεο ηνπ ΔΚΦΔ Υαλίσλ γηα ηελ Π. Δ.

Φσηνγξάθηζε – Ηιεθηξνληθή επεμεξγαζία: Γηαλλελάθεο Κσλ/λνο – Γάζθαινο

ΔΚΦΔ ΥΑΝΙΩΝ

ΠΡΩΣΟΒΑΘΜΙΑ ΔΚΠΑΙΓΔΤΗ

ΟΙ ΦΤΙΚΔ ΔΠΙΣΗΜΔ ΣΗΝ ΠΡΟΥΟΛΙΚΗ ΑΓΩΓΗ

ΔΝΟΣΗΣΑ 2: ΘΔΡΜΟΣΗΣΑ

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3: ΔΞΑΣΜΙΗ – ΤΜΠΤΚΝΩΗ – ΒΡΑΜΟ

ΔΞΑΣΜΙΗ

Καηά ηελ εμάηκηζε ηα κόξηα ηνπ πγξνύ απνξξνθνύλ ελέξγεηα από ην

πεξηβάιινλ, είηε κε αθηηλνβνιία, είηε κε ηηο θξνύζεηο κε ηα κόξηα ηνπ

αέξα, έηζη απμάλεηαη ε θηλεηηθόηεηα ηνπο, ππεξληθνύλ ηηο δπλάκεηο

ζπλνρήο ηνπ πγξνύ θαη θηλνύληαη άηαθηα ζην γύξσ ρώξν.

Η ηαρύηεηα ηεο εμάηκηζεο ελόο πγξνύ εμαξηάηαη:

1. από ην εκβαδόλ ηεο ειεύζεξεο επηθάλεηαο ηνπ πγξνύ πνπ εμαηκίδεηαη.

2. από ηα ξεύκαηα αέξα πνπ δεκηνπξγνύληαη ζηελ ειεύζεξε επηθάλεηα ηνπ

πγξνύ πνπ εμαηκίδεηαη.

3. από ηελ ζεξκνθξαζία ηνπ πεξηβάιινληνο.

4. από ην είδνο ηνπ πγξνύ πνπ εμαηκίδεηαη.

5. από ηελ αηκνζθαηξηθή πίεζε.

ΔΞΑΔΡΩΗ

Έλα πγξό κεηαηξέπεηαη ζε αέξην, όηαλ απμεζεί ε θηλεηηθόηεηα ησλ

κνξίσλ ηνπ θαη εμαζζελήζνπλ νη δπλάκεηο ζπλνρήο ηνπο.

Απηό κπνξεί λα γίλεη κόλν από ηελ ειεύζεξε επηθάλεηα ηνπ πγξνύ,

επνκέλσο κηιάκε γηα ην θαηλόκελν ηεο εμάηκηζεο.

Μπνξεί όκσο λα γίλεη θαη από όιε ηε κάδα ηνπ πγξνύ, θαηά ην θαηλόκελν

ηνπ βξαζκνύ.

Π 1ν: Η εμάηκηζε

Ση έπαζε ην λεξό πνπ είρακε γξάςεη ηε θξάζε;

πκπέξαζκα:





Η κεηαηξνπή ελόο πγξνύ ζε αέξην (αιιαγή θπζηθήο θαηάζηαζεο) πνπ

πξαγκαηνπνηείηαη κόλν από ηελ ειεύζεξε επηθάλεηα ηνπ πγξνύ ιέγεηαη

εμάηκηζε.

Π 2ν: Η εμάηκηζε

Ρίμε κε ηελ ζύξηγγα 3 ml νηλνπλεύκαηνο ζηε κία ραξηνπεηζέηα.

Ο δπγόο δελ ηζνξξνπεί. Γέξλεη πξνο ην κέξνο ηεο ραξηνπεηζέηαο πνπ

ξίμακε ην νηλόπλεπκα.

Ση λνκίδεηε όηη ζα ζπκβεί κεηά από 6-7 ιεπηά;

Ο δπγόο ηζνξξνπεί, επεηδή ην νηλόπλεπκα έρεη εμαηκηζηεί.





Π 3ν: Η ηαρύηεηα ηεο εμάηκηζεο ελόο πγξνύ εμαξηάηαη από ην εκβαδόλ ηεο

επηθάλεηαο ηνπ πγξνύ πνπ εμαηκίδεηαη.

Γηαηί νη αιπθέο έρνπλ πνιύ κεγάιεο επηθάλεηεο;

Ρίμε κε ηελ ζύξηγγα από 5 ml νηλνπλεύκαηνο ζην πηάην θαη ζην δνρείν.

Όιε ε πνζόηεηα ηνπ νηλνπλεύκαηνο ζην πηάην έρεη εμαηκηζηεί. Έρεη

εμαηκηζηεί όκσο θαη έλα κέξνο ηεο πνζόηεηαο ηνπ νηλνπλεύκαηνο ζην

κηθξό δνρείν.

Με ην παξαπάλσ πείξακα δηαπηζηώλεηαη θαιύηεξα, όηη ε εμάηκηζε γίλεηαη κόλν

από ηελ ειεύζεξε επηθάλεηα ηνπ πγξνύ.

Π 4ν: Η ηαρύηεηα ηεο εμάηκηζεο ελόο πγξνύ εμαξηάηαη από ηα ξεύκαηα αέξα πνπ

δεκηνπξγνύληαη ζηελ ειεύζεξε επηθάλεηα ηνπ πγξνύ πνπ εμαηκίδεηαη.

Γηα λα ζηεγλώζεη πην γξήγνξα έλα ζθνπγγαξηζκέλν δάπεδν αλνίγνπκε ηα

απέλαληη παξάζπξα ή ηηο απέλαληη πόξηεο. Γηαηί;

Η βελδίλε, ζηελ νπνία δεκηνπξγήζακε ξεύκαηα αέξα ζηελ επηθάλεηά ηεο,

εμαηκίζηεθε πην γξήγνξα από ην άιιε.





Π 5ν: Καηά ηελ εμάηκηζε ην πγξό απνξξνθά ελέξγεηα (ζεξκόηεηα).

Ρίμε κεξηθέο ζηαγόλεο νηλόπλεπκα ζηελ παιάκε ζνπ θαη θύζεμέ ηελ «ειαθξά»,

γηα λα επηηαρύλεηο ηελ εμάηκηζε. Ση αηζζάλεζαη;

πκπέξαζκα:

Καηά ηελ εμάηκηζε ηα πγξά απνξξνθνύλ ελέξγεηα (ζεξκόηεηα).

Δμήγεζε :

Καηά ηελ εμάηκηζε ην πγξό απνξξνθά ελέξγεηα (ζεξκόηεηα), από ην πεξηβάιινλ.

πγθεθξηκέλα ην νηλόπλεπκα απνξξόθεζε ζεξκόηεηα από ηελ παιάκε καο θαη

έηζη εκείο ληώζακε ην ςύρνο.

Π 6ν: Η ηαρύηεηα ηεο εμάηκηζεο ελόο πγξνύ εμαξηάηαη από ηελ ζεξκνθξαζία ηνπ

πεξηβάιινληνο.

Πόηε ζηεγλώλεη πην γξήγνξα ε απισκέλε κπνπγάδα, ην ρεηκώλα ή ην θαινθαίξη;

Η ζηαγόλα πνπ ζεξκαίλεηαη από ην θσηηζηηθό εμαηκίδεηαη πην γξήγνξα

από ηελ άιιε.





Π 7ν:Η ηαρύηεηα ηεο εμάηκηζεο ελόο πγξνύ εμαξηάηαη από ην είδνο ηνπ πγξνύ

πνπ εμαηκίδεηαη.

Όια ηα πγξά εμαηκίδνληαη ην ίδην γξήγνξα;

Όιε ε πνζόηεηα ηνπ νηλνπλεύκαηνο εμαηκίζηεθε πνιύ πην γξήγνξα από

ην λεξό.

Πηεηηθά πγξά: εμαηκίδνληαη γξήγνξα ( αηζέξαο, ακκσλία, βελδίλε, νηλόπλεπκα,

αξώκαηα ).

Με πηεηηθά πγξά: εμαηκίδνληαη αξγά ( ιάδηα, νξπθηέιαηα )

Η εμάηκηζε όπσο θαη ν βξαζκόο εμαξηάηαη θαη από ηελ αηκνζθαηξηθή πίεζε.

Όζν κηθξόηεξε αηκνζθαηξηθή πίεζε επηθξαηεί ζε έλα ηόπν, ηόζν πην γξήγνξα

θαη εύθνια πξαγκαηνπνηείηαη ε εμάηκηζε.

Δξσηήζεηο – Αζθήζεηο εκπέδσζεο

Να αλαθέξεηο ηνπο παξάγνληεο ηεο εμάηκηζεο, πνπ εθαξκόδνληαη ζηηο

παξαθάησ πξνηάζεηο.

1. Σα βξεγκέλα ξνύρα απιώλνληαη ζηελ απιώζηξα γηα λα ζηεγλώζνπλ.

Θεξκνθξαζία πεξηβάιινληνο – κεγάιε επηθάλεηα απισκέλσλ ξνύρσλ.

2. Μεηά ην ινύζηκν ζηεγλώλνπκε ηα καιιηά καο κε ην πηζηνιάθη.

Θεξκά ξεύκαηα αέξα.

3. Σν θαινθαίξη όηαλ ηδξώλνπκε, δξνζηδόκαζηε.





Ο ηδξώηαο εμαηκίδεηαη απνξξνθώληαο ζεξκόηεηα από ην ζώκα καο.

4. Όηαλ ρηνλίζεη θαη κεηά από 2-3 κέξεο βγεη ν ήιηνο, θάλεη πνιύ θξύν,

αλαθέξνπκε ηόηε ηε γλσζηή έθθξαζε «ήιηνο κε δόληηα».

Απνξξόθεζε ζεξκόηεηαο από ην πεξηβάιινλ.

5. Σν θαινθαίξη ή ην ρεηκώλα γίλεηαη κεγαιύηεξε εμάηκηζε ζην λεξό ησλ

ζαιαζζώλ, ησλ πνηακώλ θαη ησλ ιηκλώλ;

Σν θαινθαίξη επεηδή ε ζεξκνθξαζία ηνπ πεξηβάιινληνο είλαη πςειόηεξε.

ΤΜΠΤΚΝΩΗ

Καηά ηε ζπκπύθλσζε ή ηελ πγξνπνίεζε ην αέξην απνβάιιεη ελέξγεηα

(ζεξκόηεηα).

ΤΜΠΤΚΝΩΗ – ΤΓΡΟΠΟΙΗΗ

Η κεηαηξνπή ελόο αεξίνπ ζε πγξό ή ζηεξεό κεηά από ςύμε ή ζπκπίεζε

νλνκάδεηαη ζπκπύθλσζε.

Η κεηαηξνπή ελόο αεξίνπ ζε πγξό κεηά από ςύμε ή ζπκπίεζε νλνκάδεηαη

πγξνπνίεζε. (Έηζη νλνκάδνπκε ζπρλά ζηε θαζεκεξηλή δσή ηε κεηαηξνπή ελόο

αεξίνπ ζε πγξό).





Π 1ν: Γηαηί ζακπώλνπλ ηα ηδάκηα ην ρεηκώλα, όηαλ έμσ θάλεη θξύν;

πκπέξαζκα:

ηνλ αέξα ππάξρνπλ πδξαηκνί, νη νπνίνη ζπλαληνύλ θαη αθνπκπνύλ ηελ

θξύα επηθάλεηα ηνπ πνηεξηνύ θαη παζαίλνπλ ζπκπύθλσζε ή πγξνπνίεζε.

Ο αέξαο όηαλ ήξζε ζε επαθή κε ηελ θξύα επηθάλεηα ηνπ πνηεξηνύ έδσζε

ζ` απηό ελέξγεηα (ζεξκόηεηα) θαη έηζη ζπκππθλώζεθε ή πγξνπνηήζεθε.

Σν απνηέιεζκα ηνπ πεηξάκαηνο είλαη θαιύηεξν, όηαλ επηθξαηεί πςειή

ζεξκνθξαζία.

Π 2ν: πκπύθλσζε





Παξαδείγκαηα από ηελ θαζεκεξηλόηεηα:

Όινη έρνπκε δεη αεξνπιάλα λα πεηάλε ζε κεγάιν ύςνο αθήλνληαο πίζσ ηνπο κηα

άζπξε γξακκή. Σα θαπζαέξηα βγαίλνληαο δεζηά, ζπλαληνύλ θξύα ζηξώκαηα

αέξα θαη παζαίλνπλ ζπκπύθλσζε.

Οη θηάιεο θαη νη αλαπηήξεο πεξηέρνπλ πγξό, ην νπνίν έρεη πξνέιζεη από αέξην,

πνπ έρεη πάζεη ζπκπύθλσζε ή πγξνπνίεζε κε ςύμε θαη ζπκπίεζε.

Σα ζύλλεθα ζρεκαηίδνληαη κε ηνλ ίδην ηξόπν, θαζώο θαη ε νκίριε, ε πγξαζία θαη

ε πάρλε.

Σα κπνπθάιηα ησλ θξύσλ αλαςπθηηθώλ θαη πνηώλ, όηαλ ηα βγάινπκε από ην

ςπγείν ην θαινθαίξη, «ηδξώλνπλ» από ηε δέζηε.

Η κεηαηξνπή ελόο ζηεξενύ ζε αέξην νλνκάδεηαη εμάρλσζε

π.ρ. ε λαθζαιίλε από ζηεξεή κνξθή πνπ αξρηθά βξίζθεηαη κεηαηξέπεηαη ζηγά –

ζηγά ζε αέξην.

Αλ ηνπνζεηήζνπκε 5-6 παγάθηα ζε έλα πνηήξη θαη ακέζσο ηα εθζέζνπκε ζηνλ

ήιην, ζα παξαηεξήζνπκε ηα παγάθηα λα αρλίδνπλ.


Ο υδρολογικός κύκλος Γεωλογική Υπηρεσία ΗΠΑ

Howard Perlman (United Stated Geological Survey, [email protected]), Χρήστος Μακρόπουλος (Imperial College, [email protected]) και ∆ηµήτρης Κουτσογιάννης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, [email protected])

Τι είναι ο υδρολογικός κύκλος;

Ο υδρολογικός κύκλος, ή αλλιώς ο κύκλος του νερού, περιγράφει την παρου-σία και την κυκλοφορία του νερού στην επιφάνεια της Γης, καθώς και κάτω και πάνω απ’ αυτή. Το νερό της Γης είναι πάντα σε κίνηση και πάντα σε αλλα-γή, από την υγρή µορφή στην αέρια ή σε πάγο ξανά και αντίστροφα. Ο κύκλος του νερού λειτουργεί εδώ και δισεκατοµµύρια χρόνια. Η ζωή στη Γη εξαρτάται

απ’ αυτόν. Η Γη θα ήταν πολύ αφιλόξενο µέρος για τη ζωή χωρίς τον υδρολογικό κύκλο.

Ο υδρολογικός κύκλος µε µια µατιά

Σαν κύκλος που είναι, ο υδρολογικός κύκλος δεν έχει αρχή, αλλά είναι βολικό να ξεκινήσει κανείς απ’ τη θάλασσα. Ο ήλιος, που κινεί τον κύκλο του νερού, θερµαίνει το νερό στη θάλασσα (στους ωκεανούς) το οποίο εν µέρει εξατµίζεται και ανυψώνεται µε τη µορφή ατµού


mailto:[email protected]


http://www.itia.ntua.gr/dk/

http://www.ntua.gr/

http://www.ntua.gr/


στον αέρα. Νερό εξατµίζεται ακόµα από τις λίµνες, τα ποτάµια και το έδαφος. Η διαπνοή των φυτών είναι µια ακόµη λειτουργία που αποδίδει υδρατµούς στην ατµόσφαιρα. Η εξάτµιση και διαπνοή από την ξηρά συχνά δεν διακρίνονται και έτσι µιλούµε για εξατµοδιαπνοή. Μια µι-κρή ποσότητα υδρατµών στην ατµόσφαιρα προέρχεται από την εξάχνωση, µέσω της οποίας µόρια από πάγους και χιόνια µετατρέπονται απευθείας σε υδρατµούς χωρίς να περάσουν από την υγρή µορφή.

Ανοδικά ρεύµατα αέρα ανεβάζουν τους υδρατµούς στα ανώτερα στρώµατα της ατµόσφαιρας, όπου οι µικρότερες πιέσεις που επικρατούν έχουν αποτέλεσµα τη µείωση της θερµοκρασίας. Επειδή όµως σε χαµηλή θερµοκρασία ο αέρας δεν µπορεί πια να συγκρατεί όλη τη µάζα των υδρατµών, ένα µέρος τους συµπυκνώνεται και σχηµατίζει τα σύννεφα. Τα ρεύµατα του αέρα κινούν τα σύννεφα γύρω απ’ την υδρόγειο. Παράλληλα τα σταγονίδια νερού που σχηµατίζουν τα σύννεφα συγκρούονται και µεγαλώνουν, και τελικά πέφτουν απ’ τον ουρανό ως κατακρηµνίσµατα, η συχνότερη µορφή των οποίων είναι η βροχή. Μια µορφή κατακρηµνί-σµατος είναι το χιόνι, το οποίο όταν συσσωρεύεται σχηµατίζει πάγους και παγετώνες. Σε σχε-τικά θερµότερα κλίµατα, όταν έρχεται η άνοιξη, το χιόνι λιώνει και το ξεπαγωµένο νερό ρέει, σχηµατίζοντας την απορροή από λιώσιµο του χιονιού. Η µεγαλύτερη ποσότητα κατακρηµνι-σµάτων πέφτει απευθείας στους ωκεανούς.

Από την ποσότητα που πέφτει στη στεριά, ένα σηµαντικό µέρος καταλήγει και πάλι στους ωκεανούς ρέοντας υπό την επίδραση της βαρύτητας, ως επιφανειακή απορροή. Η µεγαλύτερη ποσότητα της επιφανειακής απορροής µεταφέρεται στους ωκεανούς από τα ποτάµια, µε τη µορφή ροής σε υδατορεύµατα. Η επιφανειακή απορροή µπορεί ακόµη να καταλήξει στις λί-µνες, που αποτελούν, µαζί µε τους ποταµούς, τις κυριότερες αποθήκες γλυκού νερού.

Ωστόσο, το νερό των κατακρηµνισµάτων δεν ρέει αποκλειστικά µέσα στους ποταµούς. Κά-ποιες ποσότητες διαπερνούν το έδαφος µε τη λειτουργία της διήθησης και σχηµατίζουν το υπόγειο νερό. Μέρος του νερού αυτού µπορεί να ξαναβρεί το δρόµο του προς τα επιφανειακά υδάτινα σώµατα (και τους ωκεανούς) ως εκφόρτιση υπόγειου νερού. Όταν βρίσκει διόδους προς της επιφάνεια της γης εµφανίζεται µε τη µορφή πηγών. Ένα άλλο µέρος του υπόγειου νερού πηγαίνει βαθύτερα και εµπλουτίζει τους υπόγειους υδροφορείς, οι οποίοι µπορούν να αποθηκεύσουν τεράστιες ποσότητες νερού για µεγάλα χρονικά διαστήµατα. Ακόµα και το νε-ρό αυτό όµως συνεχίζει να κινείται και µε τη πάροδο του χρόνου µέρος του ξαναµπαίνει στους ωκεανούς όπου ο κύκλος του νερού "τελειώνει" ... και "ξεκινάει".

Μέρη του υδρολογικού κύκλου

Η Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ (USGS) έχει διακρίνει 16 µέρη του υδρολογικού κύκλου:

Αποθήκευση νερού στη θάλασσα Εξάτµιση Εξατµοδιαπνοή Εξάχνωση Νερό στην ατµόσφαιρα Συµπύκνωση Κατακρηµνίσµατα Αποθήκευση νερού σε πάγους και χιόνια Απορροή από λιώσιµο του χιονιού Επιφανειακή απορροή Ροή σε υδατορεύµατα


Αποθήκευση γλυκού νερού ∆ιήθηση Αποθήκευση υπόγειου νερού Εκφόρτιση υπόγειου νερού Πηγές

Αποθήκευση νερού στη θάλασσα

Οι ωκεανοί ως αποθήκες νερού

Πολύ περισσότερο νερό από αυτό που βρίσκεται σε κίνηση στον υδρο-λογικό κύκλο είναι αποθηκευµένο στη θάλασσα, κυρίως στους ωκεα-νούς. Από τα 1.386.000.000 κυβικά χιλιόµετρα του νερού στη Γη, περί-που 1.338.000.000 κυβικά χιλιόµετρα (το 96,5%) είναι αποθηκευµένα στους ωκεανούς. Οι ωκεανοί παρέ-χουν περίπου το 88% του εξατµιζό-µενου νερού που µπαίνει στον υδρο-λογικό κύκλο.

Η ποσότητα του νερού στους ωκεα-νούς αλλάζει κατά τη διάρκεια µεγάλων χρονικών περιόδων. Κατά τη διάρκεια πιο ψυχρών κλιµατικών περιόδων, σχηµατίζονται περισσότερα παγόβουνα και παγετώνες µε αποτέλεσµα να υπάρχει λιγότερο νερό στους ωκεα-νούς. Το αντίθετο συµβαίνει στις θερµές κλιµατικές περιόδους. Κατά τη διάρκεια της τελευταίας εποχής των παγετώνων, η στάθ-µη των ωκεανών ήταν περίπου 122 µέτρα χαµηλότερη της σηµε-ρινής. Πριν από περίπου τρία εκατοµµύρια χρόνια, όταν η Γη ή-ταν πιο θερµή, η στάθµη των ωκεανών µπορεί να ήταν µέχρι και 50 µέτρα πιο ψηλά από ό,τι σήµερα.

Ωκεανοί σε κίνηση

Στους ωκεανούς υπάρχουν ρεύµατα που µετακινούν τεράστιες ποσότητες νερού από το ένα µέρος της Γης στο άλλο. Αυτές οι µετακινήσεις επηρεάζουν σηµαντικά τον κύκλο του νερού και τον καιρό. Το Ρεύµα του Κόλπου είναι ένα γνωστό ρεύµα ζεστού νερού που διασχίζει τον Ατλαντικό µετακινώντας νερό από τον κόλπο του Μεξικού προς τη Μεγάλη Βρετανία. Με µια ταχύτητα 100 χιλιοµέτρων την ηµέρα, το Ρεύµα του Κόλπου µετακινεί 100 φορές περισ-σότερο νερό από όλα τα ποτάµια της Γης. Χάρη στο Ρεύµα του Κόλπου που µεταφέρει νερό από θερµότερα κλίµατα, ο καιρός της Μεγάλης Βρετανίας είναι πιο ήπιος από τον καιρό άλ-λων χωρών του ίδιου γεωγραφικού πλάτους.


Εξάτµιση: Το νερό µετατρέπεται από υγρό σε αέριο

Η εξάτµιση και γιατί συµβαίνει

Εξάτµιση είναι η διεργασία µέσω της οποίας το νερό γίνεται από υγρό αέριο, ή αλλιώς υδρα-τµός, και αποτελεί το βασικό τρόπο µε τον ο-ποίο το νερό από υγρό ξαναµπαίνει στην ατµό-σφαιρα και µαζί στον υδρολογικό κύκλο. Οι ωκεανοί, οι θάλασσες, οι λίµνες και τα ποτάµια παρέχουν περίπου το 90% της υγρασίας της ατµόσφαιρας, ενώ τα φυτά, µέσω της διαπνοής παρέχουν το υπόλοιπο 10%.

Η θερµότητα (ενέργεια), που παρέχει ο ήλιος είναι απαραίτητη για την εξάτµιση. Η ενέργεια

χρησιµοποιείται για να σπάσουν οι δεσµοί που κρατούν ενωµένα τα µόρια του νερού και γι’ αυτό το νερό εξατµίζεται εύκολα στο σηµείο βρασµού του (100°C), και εξατµίζεται πιο δύ-σκολα κοντά στο σηµείο πήξης. Όταν η σχετική υγρασία του αέρα είναι 100% (σε κατάσταση κορεσµού) δεν µπορεί να πραγµατοποιηθεί εξάτµιση. Η εξάτµιση αφαιρεί θερµότητα από το περιβάλλον, γεγονός που εξηγεί γιατί όταν εξατµίζεται νερό (ιδρώτας) από την επιδερµίδα µας δροσιζόµαστε.

Εξάτµιση και υδρολογικός κύκλος

Η εξάτµιση από τη θάλασσα είναι ο κύριος τρόπος µε τον οποίο το νερό περνά στην ατµό-σφαιρα. Η µεγάλη επιφάνεια των ωκεανών (πάνω από το 70% της επιφάνειας της Γης καλύ-πτεται από ωκεανούς) επιτρέπει µεγάλης κλίµακας εξάτµιση. Σε παγκόσµιο επίπεδο, η ποσό-τητα νερού που εξατµίζεται είναι ίση µε τη ποσότητα του νερού που επιστρέφει στην επιφά-νεια της Γης µε τη µορφή κατακρηµνισµάτων. Βέβαια, η κατανοµή των ποσοτήτων που εξα-τµίζονται και ξαναπέφτουν µεταβάλλεται γεωγραφικά. Έτσι, στη θάλασσα η εξάτµιση υπερ-τερεί της βροχής ενώ στη στεριά συµβαίνει το αντίθετο. Το περισσότερο νερό που εξατµίζε-ται από τη θάλασσα, ξαναπέφτει σε αυτή και µόνο περίπου το 10% του νερού αυτού µεταφέ-ρεται πάνω από τη στεριά και πέφτει µε τη µορφή κατακρηµνισµάτων. Από τη στιγµή που εξατµίζεται, ένα µόριο νερού µένει στην ατµόσφαιρα για 10 περίπου ηµέρες κατά µέσο όρο.

Εξατµοδιαπνοή: Η µεταφορά νερού στην ατµόσφαιρα ως αποτέλεσµα της εξάτµισης από το έδαφος και της διαπνοής από τα φύλλα των φυτών

Αν και σε πολλούς ορισµούς της εξατµοδιαπνοής υπάγεται σε αυτή και η εξάτµιση από λί-µνες ή ίσως και από τη θάλασσα, εδώ η εξατµοδιαπνοή ορίζεται ως το νερό που διαφεύγει στην ατµόσφαιρα ως εξάτµιση από την επιφάνεια του εδάφους και ως διαπνοή από τα φύλλα των φυτών. Το νερό αυτό µπορεί να είναι υπόγειο που φτάνει στην επιφάνεια του εδάφους µέσω τριχοειδών εδαφικών σωληνίσκων και στα φύλλα των φυτών µέσω του τριχοειδούς αγ-γειακού συστήµατος των φυτών.


Η διαπνοή και τα φύλλα

∆ιαπνοή είναι η διεργασία µέσω της οποίας η υγρασία µεταφέρεται από τις ρίζες των φυτών µέχρι τους µι-κρούς πόρους που βρίσκονται στο κάτω µέρος των φύλλων όπου και µετατρέπεται σε υδρατµό και απε-λευθερώνεται στην ατµόσφαιρα. Η διαπνοή είναι ουσι-αστικά η εξάτµιση του νερού από τα φύλλα των φυ-τών. Εκτιµάται ότι περίπου 10% της υγρασίας στην ατµόσφαιρα προέρχεται από τη διαπνοή των φυτών.

Η διαπνοή είναι συνήθως µια αθέατη διαδικασία – δεν είναι εύκολο να παρατηρήσουµε τα φύλλα να "ιδρώ-νουν" καθώς το νερό εξατµίζεται από την επιφάνεια τους. Κατά τη διάρκεια µιας εποχής ανάπτυξης ένα

φύλλο µπορεί να διακινήσει µέσω διαπνοής νερό πολλαπλάσιο του βάρους του, ενώ µια µε-γάλη βελανιδιά µπορεί να διαπνεύσει 150.000 λίτρα νερό το χρόνο.

Ατµοσφαιρικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη διαπνοή

Η ποσότητα νερού που τα φυτά διαπνέουν µεταβάλλεται γεωγραφικά και χρονικά. Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που καθορίζουν τους ρυθµούς διαπνοής:

• Θερµοκρασία: Οι ρυθµοί διαπνοής ανεβαίνουν όσο ανεβαίνει η θερµοκρασία ειδικά στις εποχές ανάπτυξης των φυτών, όταν ο αέρας είναι ζεστός.

• Σχετική υγρασία: Όσο αυξάνει η σχετική υγρασία του αέρα που περιβάλλει το φυτό ο ρυθµός διαπνοής πέφτει. Είναι πιο εύκολο να εξατµιστεί νερό σε ξηρό παρά σε υγρό αέρα.

• Άνεµος: Αύξηση της ταχύτητας του ανέµου κοντά στο φυτό αυξάνει τη διαπνοή. • Τύπος φυτού: ∆ιαφορετικά φυτά έχουν διαφορετικούς ρυθµούς διαπνοής. Φυτά που µε-

γαλώνουν σε ξηρά κλίµατα, όπως οι κάκτοι, διαπνέουν λιγότερο από τα άλλα φυτά.

Εξάχνωση: Η µετατροπή του χιονιού ή του πάγου σε υδρατµό χωρίς λιώσιµο

Η εξάχνωση είναι η µετατροπή του νερού από τη στερεά µορφή του χιονιού ή του πάγου σε υδρατµό χωρίς να µε-σολαβήσει η υγρή µορφή, χωρίς δηλαδή να λιώσει προη-γουµένως.

Η παρατήρηση της εξάχνωσης είναι δύσκολη. Ένα εύκολο πείραµα για να δούµε τα αποτελέσµατά της είναι να κρα-τήσουµε ένα βρεγµένο ύφασµα στο ύπαιθρο σε µια µέρα που η θερµοκρασία είναι κάτω από 0°C. Ο πάγος που θα σχηµατιστεί στο ύφασµα τελικώς θα εξαφανιστεί. Πιο εύ-κολα µπορεί να παρατηρηθεί το φαινόµενο της εξάχνωσης µε παγωµένο διοξείδιο του άνθρακα, ή αλλιώς ξηρό πάγο,


αντί νερού.

Η εξάχνωση πραγµατοποιείται πιο εύκολα όταν υπάρχουν συγκεκριµένες καιρικές συνθήκες, όπως ξηρή ατµόσφαιρα και άνεµος. Περισσότερο συµβαίνει σε µεγάλα υψόµετρα, όπου η α-τµοσφαιρική πίεση είναι σχετικά µικρή. Για να συµβεί εξάχνωση χρειάζεται να απορροφηθεί ενέργεια, όπως συµβαίνει και µε την εξάτµιση, και έτσι το φαινόµενο ευνοείται από την ηλι-ακή ακτινοβολία. Έτσι, θεωρείται ότι η νότια πλευρά του Έβερεστ, στην οποία κυριαρχούν η χαµηλή θερµοκρασία, οι ισχυροί άνεµοι και η χαµηλή πίεση είναι ιδανικό µέρος για την εκ-δήλωση του φαινοµένου σε µια ηλιόλουστη µέρα.

Αποθήκευση του νερού στην ατµόσφαιρα: ατµοί, σύννεφα και υγρασία

Η ατµόσφαιρα έχει πάντα νερό

Μπορεί η ατµόσφαιρα να µην είναι η µεγαλύτερη αποθήκη για το νερό, αλλά είναι η "υπερταχεία λεω-φόρος" µέσω της οποίας το νερό µετακινείται σε πα-γκόσµια κλίµακα. Υπάρχει πάντα νερό στην ατµό-σφαιρα. Τα σύννεφα είναι η πιο ορατή µορφή ατµο-σφαιρικού νερού αλλά ακόµα και ο καθαρός αέρας περιέχει νερό – µε τη µορφή υδρατµών που δεν είναι ορατοί. Αν όλο το νερό της ατµόσφαιρας ήταν σε υγρή µορφή τότε ο όγκος του στο σύνολο της ατµό-σφαιρας, ανά πάσα στιγµή, θα ήταν περίπου 12.900

κυβικά χιλιόµετρα. Αν όλο το νερό της ατµόσφαιρας έπεφτε την ίδια στιγµή θα κάλυπτε το έδαφος µε νερό σε ύψος 2,5 εκατοστών.

Συµπύκνωση: Νερό που µεταβάλλεται από αέρια σε υγρή µορφή

Η συµπύκνωση είναι η διεργασία της µετατροπής του νερού από την αέρια στην υγρή µορφή. Η συµπύκνωση είναι σηµαντική για τον κύκλο του νερού, διότι επι-τρέπει τον σχηµατισµό των σύν-νεφων. Τα σύννεφα, παράγουν κατακρηµνίσµατα (βροχή, χιόνι, χαλάζι) τα οποία είναι και ο βα-σικός τρόπος µε τον οποίο το νε-ρό ξαναγυρίζει στην επιφάνεια της Γης. Η συµπύκνωση είναι το αντίθετο της εξάτµισης.


Η συµπύκνωση, είναι επίσης υπεύθυνη για την οµίχλη, για το θάµπωµα των τζαµιών κατά τη διάρκεια µιας κρύας µέρας, για το νερό που στάζει από το εξωτερικό ενός ποτηριού µε κρύο νερό κ.ά.

Συµπύκνωση στον αέρα

Ακόµα και στον πιο καθαρό γαλανό ουρανό το νερό είναι πάντα εκεί µε τη µορφή υδρατµών. Η περιεκτικότητα της ατµόσφαιρας σε νερό σε αέρια µορφή έχει ένα ανώτατο όριο, το όριο κορεσµού, το οποίο αυξάνεται µε τη θερµοκρασία. Έτσι, αν προστεθούν υδρατµοί πάνω από το όριο κορεσµού, αλλά κυρίως αν ψυχθεί µια αέρια µάζα και µειωθεί το όριο κορεσµού (αυ-τό γίνεται συνήθως µε την ανύψωση και εκτόνωση της µάζας σε µεγαλύτερα υψόµετρα όπου επικρατούν µικρότερες πιέσεις), τότε οι πλεονάζοντες υδρατµοί υγροποιούνται σχηµατίζο-ντας σε µικροσκοπικό επίπεδο σταγονίδια ή παγοκρυστάλλους και σε µακροσκοπικό επίπεδο σύννεφα. Το σχηµατισµό των σταγονιδίων ευνοεί η παρουσία στην ατµόσφαιρα στερεών µι-κροσκοπικών σωµατιδίων σκόνης, αλάτων και καπνού, µε τα οποία συνδέονται τα µόρια του νερού. Καθώς τα σταγονίδια ενώνονται µεταξύ τους και µεγαλώνουν σε µάζα, µπορεί να βα-ρύνουν τόσο που τελικά να πέσουν.

Κατακρηµνίσµατα: Η απελευθέρωση του νερού από τα σύννεφα

Τα κατακρηµνίσµατα είναι η πτώση του νερού από τα σύννεφα, µε τη µορφή βροχής, χιονόνερου, χιονιού ή χαλαζιού. Αποτελεί τον κύριο τρόπο µε τον οποίο το νερό της ατµόσφαιρας επιστρέφει στην επιφάνεια της Γης. Η συχνό-

τερη µορφή κατακρηµνισµάτων είναι η βροχή.

Πως σχηµατίζονται οι σταγόνες της βροχής;

Τα σύννεφα περιέχουν υδρατµούς και σταγονίδια τα οποία είναι πολύ µικρά για να πέσουν ως κατακρη-µνίσµατα αλλά ταυτόχρονα είναι αρκετά µεγάλα ώστε να σχηµατί-ζουν ορατά σύννεφα. Το νερό συ-νεχώς εξατµίζεται και συµπυκνώνε-ται στον αέρα. Το περισσότερο νε-ρό που συµπυκνώνεται στα σύννε-φα δεν πέφτει διότι υποστηρίζεται από ανοδικά ρεύµατα αέρα. Για να προκληθούν κατακρηµνίσµατα, τα

µικροσκοπικά σταγονίδια πρέπει να συνενωθούν για να σχηµατίσουν σταγόνες αρκετά µεγά-λες και βαριές ώστε να πέσουν υπό την επίδραση βαρύτητας. Για να σχηµατιστεί µια σταγόνα βροχής πρέπει να συνενωθούν εκατοµµύρια σταγονίδια ενός σύννεφου.

Η κατανοµή των κατακρηµνισµάτων µεταβάλλεται γεωγραφικά και χρονικά

∆εν πέφτουν οι ίδιες ποσότητες κατακρηµνισµάτων παντού στο κόσµο, ούτε καν µέσα σε µια χώρα ή ακόµα και σε µια πόλη. Στην Αθήνα, για παράδειγµα, οι καλοκαιρινές καταιγίδες µπορεί να προκαλέσουν περισσότερο από 50 χιλιοστά βροχής σε κάποιες περιοχές και να α-


φήσουν τελείως ξηρές κάποιες άλλες, µερικά χιλιόµετρα πιο πέρα. Μερικές περιοχές στην Ήπειρο (Βορειοδυτική Ελλάδα) δέχονται περισσότερη βροχή κατά τη διάρκεια ενός µήνα από ότι η Αθήνα σε έναν ολόκληρο χρόνο. Το παγκόσµιο ρεκόρ της µέσης ετήσιας βροχόπτωσης ανήκει στο όρος Waialeale της Χαβάης, όπου πέφτουν 11.400 χιλιοστά (11,4 µέτρα) βροχής κατά µέσο όρο το χρόνο. Αντίθετα, στο Arica της Χιλής, µέχρι πρόσφατα, είχε να βρέξει για 14 χρόνια.

Ο παρακάτω χάρτης δείχνει το µέσο ετήσιο ύψος κατακρηµνισµάτων παγκοσµίως (σε χιλιο-στά [και ίντσες]). Το ανοιχτό πράσινο χρώµα µπορεί να θεωρηθεί "έρηµος". Βέβαια, όλοι ξέ-ρουµε ότι η Σαχάρα της Αφρικής είναι έρηµος, αλλά αντίστοιχα µικρά ύψη κατακρηµνισµά-των έχει και το µεγαλύτερο τµήµα της Γροιλανδίας και της Ανταρκτικής.

Αποθήκευση νερού σε πάγο, παγετώνες και χιόνι

Πάγοι ανά τον κόσµο

Το νερό που βρίσκεται αποθηκευµένο για µεγάλες χρονικές πε-ριόδους στον πάγο, το χιόνι και τους παγετώνες, αποτελεί και αυτό µέρος του υδρολογικού κύκλου. Το µεγαλύτερο µέρος της µάζας του πάγου στη Γη, περίπου το 90%, βρίσκεται στην Α-νταρκτική, ενώ οι πάγοι της Γροιλανδίας περιέχουν το υπόλοιπο 10% της παγκόσµιας µάζας πάγου. Στη Γροιλανδία το µέσο πά-χος πάγου είναι 1.500 µέτρα, αλλά µπορεί να µπορεί να φτάσει και τα 4.300 µέτρα.


Ο πάγος και παγετώνες έρχονται και παρέρχονται

Το κλίµα της Γης µεταβάλλεται συνέχεια αν και συνήθως η µεταβολή δεν είναι αρκετά γρή-γορη ώστε να γίνεται αντιληπτή. Κατά τη διάρκεια της ιστορίας της Γης έχουν περάσει πολ-λές θερµές περίοδοι, όπως η περίοδος των δεινοσαύρων πριν από 100 εκατοµµύρια χρόνια, αλλά και πολλές ψυχρές περίοδοι, όπως η τελευταία εποχή των παγετώνων πριν από περίπου 20.000 χρόνια. Κατά τη διάρκεια της τελευταίας εποχής των παγετώνων, µεγάλο τµήµα του βόρειου ηµισφαιρίου, ήταν σκεπασµένο µε παγετώνες.

Μερικά στοιχεία για τους παγετώνες και τα παγόβουνα

• Οι παγετώνες καλύπτουν σήµερα το 10-11% της στεριάς της Γης. • Αν όλοι οι παγετώνες έλιωναν σήµερα, η στάθµη της θάλασσας θα ανέβαινε κατά 70

µέτρα. Πηγή: Εθνικό Κέντρο ∆εδοµένων Χιονιού και Πάγου των ΗΠΑ • Κατά τη διάρκεια της τελευταίας εποχής των παγετώνων η στάθµη της θάλασσας ή-

ταν κατά 122 µέτρα χαµηλότερη της σηµερινής και οι παγετώνες κάλυπταν το ένα τρίτο περίπου της στεριάς.

• Κατά τη διάρκεια της τελευταίας θερµής εποχής, 125.000 χρόνια πρίν, οι θάλασσες ήταν 5,5 µέτρα ψηλότερες από σήµερα. Πριν από τρία εκατοµµύρια χρόνια, οι θάλασ-σες µπορεί να ήταν και µέχρι 50 µέτρα ψηλότερες από σήµερα.

Απορροή από λιώσιµο του χιονιού

Παγκοσµίως, η απορροή από το λιώσιµο του χιονιού προς τα υδατορεύµατα αποτελεί σηµα-ντική συνιστώσα της κίνησης του νερού. Σε κρύα κλίµατα µεγάλο µέρος της ανοιξιάτικης απορροής και της παροχής των ποταµών προέρχεται από το λιώσιµο χιονιού και πάγου. Το γρήγορο λιώσιµο του χιονιού προκαλεί πολ-λές φορές, εκτός από πληµµύρες, κατολισθή-σεις και πτώσεις κατακερµατισµένων βράχων.


Η απορροή από το λιώσιµο του χιονιού µεταβάλλεται από εποχή σε εποχή αλλά και από χρό-νο σε χρόνο. Η έλλειψη νερού αποθηκευµένου µε τη µορφή χιονιού το χειµώνα µπορεί να λι-γοστέψει το διαθέσιµο νερό για όλο τον υπόλοιπο χρόνο. Αυτό µπορεί να επηρεάσει τη ποσό-τητα διαθέσιµου νερού στους κατάντη ταµιευτήρες, πράγµα που µε τη σειρά του µπορεί να επηρεάσει το διαθέσιµο νερό για άρδευση και ύδρευση.

Επιφανειακή απορροή

Επιφανειακή απορροή είναι η απορροή κατακρηµνισµάτων πάνω από το εδαφικό ανάγλυφο

Μέρος των κατακρηµνισµάτων που πέφτουν πάνω στο έδαφος, κυλούν επιφανειακά προς τα ποτάµια, σχηµατίζοντας την επιφανειακή απορροή.. Στην πραγµατικότητα τα πράγµατα είναι

πιο περίπλοκα, καθώς τα ποτάµια κερδίζουν και χάνουν νερό µέσω του εδάφους.

Συνήθως, τµήµα της βροχής που πέφτει, ποτί-ζει το έδαφος, αλλά όταν το έδαφος είναι κο-ρεσµένο ή αδιαπέρατο, όπως πχ. ένας δρόµος ή ένα πάρκινγκ, το νερό αρχίζει να ρέει προς τα χαµηλά µε τη µορφή απορροής. Το νερό στην πορεία του προς τα ποτάµια, κυλά µέσω αυλακιών στο έδαφος. Η πιο πάνω φωτογρα-φία δείχνει πως η επιφανειακή απορροή (που εδώ κυλά από έναν δρόµο) µπαίνει σε ένα µι-κρό ρυάκι. Η απορροή στην περίπτωση αυτή κυλά πάνω από χώµα και συµπαρασύρει φερ-

τά µέσα στο ποτάµι. Το νερό που µπαίνει στο ρυάκι ξεκινά το ταξίδι του πίσω προς τη θά-λασσα.

Όπως συµβαίνει µε όλα τα µέρη του υδρολογικού κύκλου, η σχέση µεταξύ των κατακρηµνι-σµάτων και της επιφανειακής απορροής µεταβάλλεται στο χρόνο και το χώρο. Παρόµοιες κα-ταιγίδες σε µια ζούγκλα και σε µια έρηµο προκαλούν διαφορετικές µορφές επιφανειακής α-πορροής. Η απορροή εξαρτάται τόσο από µετεωρολογικούς παράγοντες, όσο και από τη γεω-λογία και το ανάγλυφο της περιοχής. Μόνο το ένα τρίτο περίπου του όγκου των κατακρηµνι-σµάτων που πέφτει πάνω στο έδαφος, απορρέει σε υδατορεύµατα και γυρίζει στη θάλασσα. Τα υπόλοιπα δύο τρίτα, εξατµίζονται, ή διηθούνται προς τα υπόγεια νερά. Τµήµα της επιφα-νειακής απορροής χρησιµοποιείται επίσης από τον άνθρωπο για δικές του χρήσεις.

Ροή σε υδατορεύµατα: Η κίνηση του νερού µέσα στα ποτάµια

Η Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ (USGS) χρησιµοποιεί τον όρο "ροή σε υδατορεύµατα" α-ναφερόµενη στο νερό που κυλά µέσα σε ποτάµια, ρέµατα ή ρυάκια.


Η σηµασία των ποταµιών

Τα ποτάµια δεν είναι σηµαντικά µόνο για τους ανθρώπους, αλλά και για τη ζωή παντού. ∆εν εί-ναι µόνο θαυµάσιοι τόποι ανα-ψυχής, αλλά µπορούν να χρησι-

µοποιηθούν επίσης ως πηγή πόσιµου νερού και νερού για άρδευση, για τη παραγωγή ηλε-κτρισµού, τη µετακίνηση εµπορευµάτων αλλά και ως πηγή τροφής. Χρησιµοποιούνται µερι-κές φορές αναγκαστικά και για την απόρριψη λυµάτων, τα οποία θα πρέπει να είναι επεξερ-γασµένα για την αποφυγή ρύπανσης και καταστροφής των πολλών ειδών οργανισµών, φυτών και ζώων, που ζουν στα ποτάµια. Τα ποτάµια βοηθούν στην τροφοδοσία των υπόγειων υδρο-φορέων µέσω της διήθησης νερού από τη κοίτη τους προς τα κατώτερα υπεδάφια στρώµατα. Και φυσικά επιστρέφουν στη θάλασσα το µεγαλύτερο τµήµα του νερό που εισέρχεται σε αυ-τά.

Λεκάνες απορροής και ποτάµια

Για την κατανόηση της λειτουργίας του υδρολογικού κύκλου είναι σηµαντική η έννοια των λεκανών απορροής των ποταµιών. Η λεκάνη απορροής είναι εδαφική έκταση που φιλοξενεί το ποτάµι και όλους τους παραποτάµους του, ακόµη και τα µικρά ρυάκια που καταλήγουν σε αυτό. Ακριβέστερα, λεκάνη απορροής σε µια δεδοµένη θέση ενός υδατορεύµατος είναι η γε-ωγραφική περιοχή που τα νερά της συνεισφέρουν στην απορροή που περνά από τη θέση αυτή του υδατορεύµατος. Οι λεκάνες απορροής µπορεί να είναι από τόσο µικρές όσο µια πατηµα-σιά στη λάσπη, µέχρι τόσο µεγάλες όσο όλη η έκταση που στραγγίζει στον ποταµό Αµαζόνιο στο σηµείο που εκβάλλει στον Ατλαντικό Ωκεανό. Η τελευταία, που είναι και η µεγαλύτερη από τις λεκάνες όλων των ποταµών της υφηλίου, φτάνει τα 7.180.000 τετραγωνικά χιλιόµε-τρα. Κάθε µεγάλη λεκάνη απορροής µπορεί να χωριστεί σε µικρότερες επιµέρους υπο-λεκάνες (π.χ. µια για κάθε παραπόταµο). Οι λεκάνες απορροής είναι πολύ σηµαντικές διότι η ποσότητα και η ποιότητα του νερού στα ποτάµια εξαρτώνται από ό,τι συµβαίνει µέσα στις λεκάνες, είτε το έχει προκαλέσει ο άνθρωπος είτε όχι.

Η ροή των υδατορευµάτων αλλάζει συνεχώς

Η ροή στα υδατορεύµατα αλλάζει συνε-χώς, από µέρα σε µέρα, ή ακόµα από λε-πτό σε λεπτό. Φυσικά, ο βασικός παρά-γοντας που επηρεάζει την παροχή του νερού είναι η απορροή των κατακρηµνι-σµάτων από τη λεκάνη. Η βροχή αυξάνει τη στάθµη του νερού των ποταµών, ακό-

µα και αν έχει βρέξει πολύ ψηλά στη λεκάνη απορροής, µακριά από τη θέση που παρατηρού-µε τη ροή. Το µέγεθος ενός ποταµού εξαρτάται από το µέγεθος της λεκάνης απορροής του. Μεγάλο ποτάµι είναι αυτό που έχει µεγάλη λεκάνη απορροής. Οµοίως, ποτάµια διαφορετι-κών µεγεθών, αντιδρούν διαφορετικά σε καταιγίδες και βροχές. Η στάθµη των µεγάλων πο-ταµών αλλάζει πιο αργά από τη στάθµη των µικρών. Σε µια µικρή λεκάνη, η στάθµη του πο-ταµού θα ανυψωθεί και θα πέσει µέσα σε µερικά λεπτά ή ώρες. Στα µεγάλα ποτάµια κάτι τέ-τοιο µπορεί να πάρει µέρες και οι πληµµύρες µπορεί να διαρκέσουν πολύ.


Αποθήκευση γλυκού νερού: Γλυκό νερό στην επιφάνεια της Γης

Ένα µέρος του υδρολογικού κύκλου, που είναι προφανώς ζωτικής σηµασίας για τη ζωή πάνω στη Γη, είναι το γλυκό νερό που βρίσκεται στην επιφάνεια του εδάφους. Το επιφανειακό νερό περιλαµβάνει υδατορεύµατα, λίµνες, ταµιευτήρες (τεχνητές λίµνες) και υγρότοπους γλυκού νερού.

Η ποσότητα του νερού στα ποτάµια και τις λίµνες αλλάζει συνεχώς λόγω της µεταβολής των εισροών (όπως των κατακρηµνισµάτων και των παροχών των πηγών) και των εκροών (όπως της εξάτµισης και της διήθησης προς τους υπόγειους υδροφορείς). Η ποσότητα και η θέση του επιφανειακού νερού, αλλάζει στο χρόνο και το χώρο, ως αποτέλεσµα είτε φυσικών είτε ανθρωπογενών διεργασιών.

Το επιφανειακό νερό επιτρέπει τη συνέχιση της ζωής

Όπως φαίνεται και από αυτή τη φωτογραφία του ∆έλτα του Νείλου η ζωή µπορεί να ανθίσει και µέσα στην έρηµο, αρκεί να υπάρχει παροχή επιφανειακού (ή υπόγειου) νερού. Το νερό στηρίζει ουσιαστικά τη ζωή στη Γη.

Το γλυκό νερό είναι σχετικά σπάνιο στην επιφάνεια της Γης. Μόνο το 3% του νερού του πλανήτη είναι γλυκό ενώ όλες οι λίµνες και τα έλη µαζί περιέχουν µόνο το 0,29% του γλυκού αυτού νερού. Το 20% του συνολικού γλυκού νερού των λιµνών και ελών βρίσκεται σε µία λίµνη, τη λίµνη Βαϊκάλη στην Α-σία. Άλλο ένα 20% βρίσκεται αποθηκευµένο στις

Μεγάλες Λίµνες (Huron, Michigan, και Superior) στις ΗΠΑ. Τα ποτάµια περιέχουν µόνο το 0.006% του συνολικού γλυκού νερού του πλανήτη.

∆ιήθηση: Η προς τα κάτω κίνηση του νερού από την επιφάνεια προς τα εδαφικά στρώµατα και τα πετρώµατα

Το υπόγειο νερό ξεκινά ως κατακρήµνισµα

Παντού στον κόσµο, τµήµα του νερού που πέ-φτει ως βροχή ή χιόνι, διηθείται µέσα στο έδα-φος. Η ποσότητα του νερού που διηθείται ε-ξαρτάται από έναν αριθµό παραγόντων. Η διή-θηση των κατακρηµνισµάτων που πέφτουν πά-νω στους πάγους της Γροιλανδίας µπορεί να είναι πολύ µικρή, ενώ αντίθετα, σ’ αυτή τη φωτογραφία του υδατορεύµατος που χάνεται µέσα σε µια σπηλιά, στη Georgia των ΗΠΑ,


http://www.mbarron.net/

όλο το νερό γίνεται κατευθείαν υπόγειο νερό!

Τµήµα του νερού που διηθείται µένει κοντά στην επιφάνεια του εδάφους και µπορεί να κατα-λήξει τελικά σε ένα υδατόρευµα. Ένα άλλο τµήµα του νερού, µπορεί να διηθηθεί πιο βαθιά και να τροφοδοτήσει υπόγειους υδροφορείς. Αν οι υδροφορείς είναι κοντά στην επιφάνεια και αρκετά πορώδεις, ώστε να επιτρέπουν τη γρήγορη κίνηση του νερού, µπορεί να φτιαχτούν πηγάδια και να αντληθεί νερό για διάφορες ανάγκες. Το νερό µπορεί να ταξιδέψει µεγάλες αποστάσεις ή να µείνει αποθηκευµένο υπόγεια για µεγάλα χρονικά διαστήµατα πριν επανέλ-θει στην επιφάνεια µπαίνοντας σε ποτάµια ή τη θάλασσα.

Υπόγειο νερό

Καθώς το νερό διηθείται προς το υπέδαφος, σχηµατίζει συνήθως µια ακόρεστη και µια κορεσµένη ζώνη. Στην ακόρεστη ζώνη υπάρχει νερό αλλά και αέρας στα κενά (πόρους) του εδαφικού σχηµατισµού, δηλα-δή τα κενά αυτά δεν είναι τελείως γεµάτα µε νερό. Το άνω µέρος της ακόρεστης ζώνης είναι η εδαφική ζώνη. Η εδαφική ζώνη έχει κενά που δηµιουργούνται από τις ρίζες των φυτών, τα οποία επιτρέπουν στο νερό να διηθηθεί. Το νερό στην ανώτερη αυτή ζώνη µπορεί να χρησιµοποιηθεί από τα φυτά.

Κάτω από την ακόρεστη ζώνη βρίσκεται η κορεσµένη, στην οποία το νερό γεµίζει όλους τους πόρους του εδάφους.

Αποθήκευση υπόγειου νερού: Νερό που βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της Γης για µεγάλα χρονικά διαστήµατα

Εκτός από τις καθηµερινά ορατές ποσότητες νερού, υπάρχουν και τεράστιες µη ορατές ποσό-τητες νερού – νερού που βρίσκεται και κινείται κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Οι άν-θρωποι χρησιµοποιούν το νερό αυτό εδώ και χιλιάδες χρόνια και συνεχίζουν και σήµερα να το χρησιµοποιούν κυρίως για ύδρευση και άρδευση. Η ζωή στη Γη βασίζεται στο υπόγειο νε-ρό όπως και στο επιφανειακό.

Το αποθηκευµένο υπόγειο νερό ως µέρος του υδρολογικού κύκλου

Μεγάλες ποσότητες νερού βρίσκονται αποθηκευµένες κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Το νερό αυτό συνεχίζει να κινείται, αν και συνήθως µε πολύ µικρή ταχύτητα, και συνεχίζει να αποτελεί µέρος του υδρολογικού κύκλου. Το περισσότερο υπόγειο νερό προέρχεται από διή-θηση κατακρηµνισµάτων. Τα ανώτερα στρώµατα αποτελούν την ακόρεστη ζώνη όπου η πο-σότητα του νερού αλλάζει µε το χρόνο αλλά δεν γεµίζει πλήρως τους πόρους του εδάφους. Κάτω από τη ζώνη αυτή υπάρχει η κορεσµένη ζώνη όπου όλοι οι πόροι και οι ρωγµές των πε-τρωµάτων είναι γεµάτα νερό. Ο όρος υπόγειο νερό χρησιµοποιείται για να περιγράψει αυτή


τη ζώνη. Ο χώρος αποθήκευσης του υπόγειου νερό αποδίδεται µε τον όρο "υδροφορέας". Οι υδροφορείς ή τα υδροφόρα στρώµατα, είναι τεράστιες αποθήκες νερού της Γης και η ζωή ε-κατοµµυρίων ανθρώπων σε όλο τον κόσµο εξαρτάται καθηµερινά από αυτούς.

Υπόγειο νερό και υδροφόρος ορίζοντας

Η παραπάνω φωτογραφία δείχνει ένα απλό πείραµα που µπορεί να κάνει κανείς σε µια παραλία εύκολα (αν και ίσως του πάρει µια ώρα κάτω απ’ τον καυτό ήλιο), σκάβοντας µια τρύπα στην άµµο. Είναι ένας παραστατικός τρόπος να παρουσιάσει κανείς το πως µετά από ένα συγκεκριµένο βάθος, το έδαφος, αν είναι αρκετά πορώδες ώστε να κρατά νερό, είναι κορεσµένο µε νερό. Η επιφάνεια της λι-µνούλας µε το νερό µέσα στη τρύπα είναι ο υδροφόρος ορίζοντας, που στη περίπτωση αυ-τή είναι η προέκταση της επιφάνειας της θά-

λασσας. Μια και εδώ η στάθµη της θάλασσας αλλάζει λόγω της παλίρροιας, η στάθµη του νερού στη τρύπα ανεβοκατεβαίνει µαζί της. Αν υποθέσουµε ότι µε ένα δοχείο προσπαθούσα-µε να αδειάσουµε νερό από την τρύπα, αυτή θα ξαναγέµιζε σχεδόν αµέσως γιατί η άµµος εί-ναι πολύ υδροπερατή, δηλαδή το νερό ρέει εύκολα µέσα στα κενά της.

Έτσι λοιπόν, η τρύπα µοιάζει µε πηγάδι που δίνει πρόσβαση στο υπόγειο γλυκό νερό. Τα πη-γάδια παλιότερα ήταν µικρού βάθους και για να βγάλουν νερό από αυτά χρησιµοποιούσαν κουβάδες. Σήµερα, η τεχνολογία επιτρέπει το άνοιγµα πηγαδιών, ακριβέστερα γεωτρήσεων, σε πολύ µεγαλύτερα βάθη, π.χ. εκατοντάδων µέτρων, που φτάνουν στα βαθύτερα υδροφόρα στρώµατα. Η βασική ιδέα είναι όµως η ίδια µε τη τρύπα στην άµµο – πρόσβαση σε νερό στην κορεσµένη ζώνη όπου οι πόροι των πετρωµάτων είναι γεµάτοι µε νερό.

Εκφόρτιση υπόγειου νερού: η έξοδος του νερού από το υπέδαφος

Το υπόγειο νερό ρέει υπόγεια

Όπως προαναφέρθηκε, τµήµα των κατακρηµνι-σµάτων διηθείται και µετα-τρέπεται σε υπόγειο νερό. Από το νερό που εισχωρεί στο έδαφος, ένα µέρος κι-νείται κοντά στην επιφά-νεια και ξαναβγαίνει γρή-γορα µε τη µορφή απορ-ροής προς τα υδατορεύµα-τα, υπό την επίδραση της βαρύτητας. Όµως ένα άλλο


µεγάλο µέρος συνεχίζει τη πορεία του προς βαθύτερα στρώµατα. Όπως δείχνει το διάγραµµα, η κατεύθυνση και η ταχύτητα του υπόγειου νερού καθορίζεται από τα χαρακτηριστικά των υδροφορέων και των στρωµάτων περιορισµού (υπεδάφια στρώµατα, τα οποία διαπερνά το νερό πολύ δύσκολα ή σχεδόν καθόλου). Η υπόγεια κίνηση του νερού εξαρτάται από τη δια-περατότητα (πόσο εύκολο ή δύσκολο είναι στο νερό να κινηθεί) και από το πορώδες (την πο-σότητα των κενών µέσα στο υλικό) των στρώσεων. Αν το υπεδάφιο στρώµα επιτρέπει στο νερό να κινείται σχετικά γρήγορα, αυτό µπορεί να διανύσει µεγάλες αποστάσεις στη διάρκεια µερικών ηµερών. Μπορεί όµως επίσης να βυθιστεί προς βαθιούς υδροφορείς και να κάνει χι-λιάδες χρόνια µέχρι να ξαναβγεί στην επιφάνεια.

Πηγές: Σηµεία όπου το υπόγειο νερό βγαίνει στην επιφάνεια

Τι είναι µια πηγή;

Όταν ένας υδροφορέας γεµίζει τόσο ώ-στε το νερό να υπερχειλίσει προς την επιφάνεια του εδάφους, δηµιουργούνται πηγές. Το µέγεθος τους κυµαίνεται από µικρές πηγές που ενεργοποιούνται µόνο µετά από δυνατές βροχές, µέχρι τερά-στιες πηγές που λειτουργούν σε µόνιµη βάση και βγάζουν χιλιάδες κυβικά µέτρα νερού ανά ηµέρα.

Πηγές µπορούν να δηµιουργηθούν σε κάθε τύπου πέτρωµα, αλλά είναι συνη-θέστερες σε ασβεστόλιθο και δολοµίτη οι οποίοι διαλύονται από το νερό, ιδιαί-τερα όταν έχουν ρωγµές. Αυτά τα πε-τρώµατα έχουν µεγάλη διαπερατότητα

και απορροφούν µεγάλες ποσότητες κατακρηµνισµάτων, οπότε αυξάνεται η πιθανότητα εµ-φάνισης πηγών, µέσω των οποίων εξέρχεται στην επιφάνεια το νερό που είχε εισχωρήσει στα πετρώµατα.

Το νερό των πηγών δεν είναι πάντα δ

Το νερό των πηγών είναι συνήθως διαυγές. Υ-

ιαυγές

πάρχουν όµως πηγές, των οποίων το νερό έχει το "χρώµα του τσαγιού", όπως αυτή η πηγή στο Colorado των ΗΠΑ. Το κόκκινο χρώµα προκα-λείται από το γεγονός ότι το υπόγειο νερό έρχε-ται σε επαφή µε ορυκτά, όπως ο σίδηρος. Η πα-ρουσία χρώµατος στο νερό των πηγών µπορεί να δείχνει ότι το νερό περνά γρήγορα µέσα από µεγάλες υπόγειες διόδους, χωρίς να φιλτράρεται αρκετά από τα πετρώµατα ώστε να φύγει το χρώµα.


Θερµές πηγές

κανονικές πηγές, το νερό των οποίων είναι όµως ζεστό, ή σε

χνα συνυπάρχουν µε παγόβουνα, όπως µπορούν να

Οι θερµές πηγές είναι

ορισµένες περιπτώσεις ακόµα και καυτό, όπως στις πηγές αναβράζουσας λάσπης του Εθνικού Πάρκου Yellowstone, στο Wyoming των ΗΠΑ. Πολλές θερµές πηγές βρίσκονται σε περιοχές µε πρόσφατη η-φαιστειακή δραστηριότητα, όπου το νερό ζεσταίνεται ερχόµενο σε επαφή µε θερµά πετρώµατα πολύ κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Τα πετρώµατα γίνονται θερ-µότερα όσο το βάθος µεγαλώνει και σε πε-ρίπτωση που το βαθύ υπόγειο νερό βρει κάποια δίοδο προς την επιφάνεια, µπορεί ουν σε πολλά µέρη και µπορούν κάλλιστα βεβαιώσουν και οι χαρούµενοι Γροιλανδοί

της φωτογραφίας.

να σχηµατιστεί θερµή πηγή. Θερµές πηγές υπάρ

Παγκόσµια κατανοµή νερού

µένων, παρουσιάζουν µια λεπτοµερή περιγραφή της κατανοµής του νερού της Γης σε µια δεδοµένη χρονική στιγµή.

όµετρα του νερού στη Γη περισσότερο από 96% είναι αλµυρό. Επίσης, το 68% του γλυκού νερού είναι δεσµευµένο σε

Το παρακάτω διάγραµµα και ο πίνακας δεδο

Παρατηρούµε πως από τα συνολικά 1.386 εκατοµµύρια κυβικά χιλι

πάγο και παγετώνες. Ακόµα ένα 30% του γλυκού νερού βρίσκεται σε υπόγειους υδροφορείς. Το επιφανειακό γλυκό νερό που βρίσκεται σε ποτάµια και λίµνες είναι συνολικά 93.100 κυ-βικά χιλιόµετρα και αντιπροσωπεύει περίπου το 1/700 του 1% του συνολικού νερού στη Γη. Παρά ταύτα, τα ποτάµια και οι λίµνες είναι οι βασικές πηγές νερού για την κάλυψη των αν-θρώπινων αναγκών.


Εκτίµηση της παγκόσµιας κατανοµής νερού

Μορφή Νερού Όγκος νερού σε κυβι-κά χιλιόµετρα

Ποσοστό γλυ-κού νερού

Ποσοστό συνο-λικού νερού

Ωκεανοί, Θάλασσες & Κόλποι 1.338.000.000 -- 96,5

Παγόβουνα, Παγετώνες & Μόνιµο χιόνι 24.064.000 68,7 1,74

Υπόγειο Νερό 23.400.000 -- 1,7

Γλυκό 10.530.000 30,1 0,76

Αλµυρό 12.870.000 -- 0,94

Εδαφική Υγρασία 16.500 0,05 0,001

Εδαφικός πάγος & Μόνι-µα παγωµένο έδαφος 300.000 0,86 0,022

Λίµνες 176.400 -- 0,013

Γλυκές 91.000 0,26 0,007

Αλµυρές 85.400 -- 0,006

Ατµόσφαιρα 12.900 0,04 0,001

Έλη 11.470 0,03 0,0008

Ποταµοί 2.120 0,006 0,0002

Βιολογικό Νερό 1.120 0,003 0,0001

Σύνολο 1.386.000.000 - 100 Πηγή: Gleick, P. H., 1996: Water resources. In Encyclopedia of Climate and Weather, ed. by S. H. Schnei-der, Oxford University Press, New York, vol. 2, pp.817-823.


Το γεγονός ότι οι λίµνες και τα ποτάµια, δηλαδή τα επιφανειακά νερά, είναι οι κύριες πηγές νερού, ή αλλιώς υδατικοί πόροι, φαίνεται να έρχεται σε αντίθεση µε την εικόνα που δίνει ο παραπάνω πίνακας, σύµφωνα µε την οποία τα υπόγεια νερά είναι κατά τάξεις µεγέθους πε-ρισσότερα από τα επιφανειακά. Αυτό µπορεί να εξηγηθεί αν σκεφτούµε ότι οι πόροι του νε-ρού δεν είναι αποθεµατικοί (όπως π.χ. είναι το πετρέλαιο) αλλά ανανεώσιµοι. Εποµένως αυτό που έχει σηµασία δεν είναι η ποσότητα νερού που είναι αποθηκευµένη αλλά αυτή που ανα-νεώνεται κάθε χρόνο. Έτσι, λοιπόν, τα επιφανειακά νερά διακινούνται – και άρα ανανεώνο-νται – µε πολύ πιο γρήγορους ρυθµούς από τα υπόγεια.

Με άλλα λόγια δεν έχει τόσο σηµασία η στατική εικόνα της αποθήκευσης του νερού, αλλά η δυναµική εικόνα της κυκλοφορίας του νερού στην υδρόγειο. Αυτή περιγράφεται από τις πο-σότητες των διακινήσεων του νερού ανάµεσα στις διάφορες µορφές, δηλαδή τις ποσότητες που µεταφέρονται µέσα στον υδρολογικό κύκλο. Σε µέση ετήσια βάση, οι ποσότητες αυτές δίνονται στον πιο κάτω πίνακα.

Εκτίµηση των µέσων ετήσιων φυσικών διακινήσεων του νερού της Γης (συνιστωσών του υδρολογικού κύκλου)

Επιφάνεια αναφοράς

Έκταση σε δισεκα-τοµµύρια τετραγω-νικά χιλιόµετρα

∆ιακίνηση Μέσος ετήσιος όγκος σε κυβι-κά χιλιόµετρα

Ποσοστό επί των κατα-κρηµνισµά-των, %

Σύνολο επιφάνειας Γης

510,0 Κατακρηµνίσµατα = Εξατµοδιαπνοή 577.000 100,0

Κατακρηµνίσµατα 458.000 100,0 Ωκεανοί 361,1

Εξάτµιση 505.000 110,3

Κατακρηµνίσµατα 119.000 100,0

Εξατµοδιαπνοή 72.000 60,5

Συνολική απορροή 47.000 39,5

Επιφανειακή συνι-στώσα απορροής 44.700 37,6

Ξηρά 148,9

Υπόγεια συνιστώσα απορροής 2.300 1,9

Πηγή: ∆. Κουτσογιάννης και Θ. Ξανθόπουλος, Τεχνική Υδρολογία, Έκδοση 3, Εθνικό Με-τσόβιο Πολυτεχνείο, Αθήνα, 1999. Η επιφανειακή και η υπόγεια συνιστώσα απορροής αναφέρονται στην έξοδο προς τη θάλασσα.

Τα πιο χαρακτηριστικά στοιχεία που παρατηρούµε µελετώντας τον πίνακα είναι ότι:

(1) Το χερσαίο τµήµα της Γης τροφοδοτείται από το θαλάσσιο, µέσω των µηχανισµών της εξάτµισης και της µεταφοράς από τους ανέµους, µε υδρατµούς (δηλαδή νερό σε καθαρή µορ-φή) που φτάνουν στο 39,5% των χερσαίων κατακρηµνισµάτων (το υπόλοιπο 60,5% των χερ-σαίων κατακρηµνισµάτων προέρχεται από τη χερσαία εξατµοδιαπνοή).


(2) Η ίδια ποσότητα (39,5%) οδηγείται µέσω της επιφανειακής και υπόγειας απορροής από την ξηρά στη θάλασσα, για να κλείσει έτσι ο υδρολογικός κύκλος και το υδατικό ισοζύγιο της υδρογείου.

(3) Από τη συνολική απορροή, η οποία αποτελεί και την οροφή του εκµεταλλεύσιµου υδατι-κού δυναµικού, τη µερίδα του λέοντος παίρνει η επιφανειακή απορροή (η επιφανειακή εκροή στη θάλασσα είναι περίπου 20 φορές µεγαλύτερη από την υπόγεια εκροή).


1. Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ

Το νερό είναι το ουσιαστικότερο συστατικό της γης για την ύπαρξητης ζωήςΗ ατµοσφαιρική υγρασία παρουσιάζει µεγάλες διακυµάνσεις µεταβαλλόµενη από 0.2% στα ξηρά και στα ψυχρά κλίµατα, µέχρι 5%στους υγρούς τροπικούςΚάθε πρώτο λεπτό της ώρας σχεδόν 109 τόνοι νερού διοχετεύονται στην ατµόσφαιρα µε τη διαδικασία της εξάτµισης από τους ωκεανούςΤο νερό διαδραµατίζει ουσιαστικό ρόλο για τη διαµόρφωση της µορφολογίας της γης, της κατανοµής βλάστησης και των ζώωνΈνα µόριο ύδατος ακολουθεί µια πορεία η οποία συνοψίζει την εξάτµιση, τη συµπύκνωση, τη βροχόπτωση, την απορροή και την κατείσδυση, πορεία που είναι γνωστή ως Υδρολογικός Κύκλος


2. Ο Υδρολογικός Κύκλος


4.Οι φάσεις του ύδατος

Το νερό αποτελεί ένα από τα πλέον δυναµικά συστατικά της ατµόσφαιρας γιατί υπάρχει ταυτόχρονα και στις τρεις φάσεις του µέσα στην ατµόσφαιρα στις συνήθεις θερµοκρασιακές συνθήκεςΤο νερό είναι η µόνη ουσία η οποία εκδηλώνεται και στις τρεις φάσεις την ίδια στιγµή και η φάση που εκδηλώνεται είναι συνάρτηση της ταχύτητας κίνησης των µορίων , δηλαδή της ενέργειας που περικλείουν τα µόρια του ύδατοςΗ αέρια φάση είναι αόρατηΗ υγρή φάση έχει τη µορφή βροχής ή οµίχλης, καιΗ στερεή φάση εµφανίζεται σαν πάγος, χιόνι χαλάζιΗ µετατροπή του ύδατος από τη µια φάση στην άλλη προϋποθέτει την µεσολάβηση κάποιων διεργασιών, οι οποίες συνδέονται µε ενεργειακές ανταλλαγές


5. Οι µηχανισµοί της εξάτµισης

Η βάση του µηχανισµού του υδρολογικού κύκλου βρίσκεται στη διαδικασία της εξάτµισηςΩς εξάτµιση ορίζεται η φυσική διεργασία της µετατροπής του νερού σε υδρατµούς που γίνεται από τις υδάτινες επιφάνειες, τη βλάστηση και υγρό έδαφοςΓια να προκληθεί εξάτµιση απαιτείται:Να υπάρχει διαθέσιµο νερόΝα υπάρχει διαθέσιµη ενέργεια Ο ατµοσφαιρικός αέρας να είναι ακόρεστος (ξηρός)Να υπάρχουν υψηλές θερµοκρασίεςΝα υπάρχει ισχυρός παράγοντας εξάτµισης (Es – Ea)Να πνέουν άνέµοι


6. Η εξατµοδιαπνοή

Εκτός από τις υδάτινες επιφάνειες και το υγρό έδαφος, µεγάλες ποσότητες νερού εξατµίζονται και από τα φυτά µε το µηχανισµό της διαπνοήςΟ ρυθµός της διαπνοής είναι συνάρτηση του διαθέσιµου νερού στο ριζικό σύστηµα του φυτού και είναι πολύ σηµαντική παράµετροςΦυτεία καλαµποκιού 1000 τ.µ. διαπνέει 4000 λίτρα ηµερησίωςΗ ταυτόχρονη µεταφορά υδρατµών στην ατµόσφαιρα, µε τις διαδικασίες της εξάτµισης από τις υδάτινες επιφάνειες και το έδαφος, καθώς και από το µηχανισµό της διαπνοής των φυτών, ονοµάζεται εξατµοδιαπνοή και αποτελεί µια πολύ σηµαντική παράµετρο στην εφαρµοσµένη Κλιµατολογία και την ταξινόµηση των κλιµάτων


7. Οι ενεργειακές ανταλλαγές

Η µετάβαση του νερού από τη µια φάση στην άλλη συνοδεύεται από δέσµευση ή απελευθέρωση ενέργειας, η οποία είναι γνωστή ως λανθάνουσα ενέργεια και παρουσιάζει τις παρακάτω µορφές:Λανθάνουσα θερµότητα συµπύκνωσης: Είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται στην ατµόσφαιρα όταν οι υδρατµοί µεταβαίνουν απότην αέρια στην υγρή φάση. Αυτή ανέρχεται στις +600 cal/gr (2500 j/gr)Λανθάνουσα θερµότητα εξαέρωσης: Είναι η ενέργεια που δαπανάται από τον αέρα για τη µετατροπή του ύδατος σε υδρατµούς και είναι ίση µε –600 cal/grΛανθάνουσα θερµότητα εξάχνωσης: Είναι η ενέργεια που δεσµεύεται ή ελευθερώνεται κατά τη µετατροπή του πάγου σε υδρατµούς ή το αντίθετο, χωρίς να µεσολαβεί η υγρή φάση ( ± 680 cal/gr, 2833 j/gr)Λανθάνουσα θερµότητα τήξης ή πήξης: ∆εσµεύεται ή ελευθερώνεται όταν ο πάγος µετατρέπεται σε νερό ίσης θερµοκρασίας ή το αντίθετο, ισούται µε ±80 cal/gr (333 joule/gr)


8. Φάσεις του νερού και ενεργειακές ανταλλαγές

+600 cal/gr+680

-80 cal/gr

-680 cal/gr -600

+ 80 cal/gr


9. Ο ρόλος των υδρατµών στο Κλίµα

Η διαδικασία της εξάτµισης και της διαπνοής µεταφέρει τεράστιες ποσότητες µαζών νερού και ενέργειας στην ατµόσφαιρα, µε αποτέλεσµα την ανακατανοµή της υγρασίας και της θερµότητας στην επιφάνεια του πλανήτη, µε τη µορφή βροχόπτωσης και θερµών ανέµωνΟι υδρατµοί και τα νέφη που δηµιουργούνται ελέγχουν άµεσα ή έµµεσα το ενεργειακό ισοζύγιο του πλανήτη µε τους µηχανισµούς της απορρόφησης, της επανεκποµπής και της ανάκλασης της ηλιακής ενέργειαςΟι υδρατµοί φαίνεται ότι αποτελούν σπουδαίο δυναµικό χαρακτηριστικό της ατµόσφαιρας, γιατί µε ευκολία µεταπηδούν από τη µια φάση στην άλλη δεσµεύοντας ή ελευθερώνοντας ενέργειαΤα µεγέθη που συµµετέχουν είναι τεράστια. Μια θερινή καταιγίδα ή µια τροπική θύελλα επιβεβαιώνουν τις ποσότητες αυτές.


10. Οι υγροµετρικές παράµετροι

Η περιεχόµενη στην ατµόσφαιρα υγρασία πρέπει να εκφραστεί ποσοτικάΟι ποσότητες των υδρατµών εκφράζονται σε απόλυτα και σε σχετικά µεγέθη ( απόλυτες ποσότητες και ποσότητες σχετιζόµενες µε τη θερµοκρασία)Ο υπολογισµός της ατµοσφαιρικής υγρασίας γίνεται µε τη βοήθεια υπολογιστικών τεχνικών, µε τη χρήση της θερµοκρασίας του αέρα και της θερµοκρασίας του υγρού θερµοµέτρου


11. Η πραγµατική τάση των ατµών

Η ατµοσφαιρική πίεση είναι προϊόν της µερικής πίεσης των αερίων που υπάρχουν στην ατµόσφαιρα, οι µερικές πιέσεις των αερίων είναι:Άζωτο = 750 hPaΤο Οξυγόνο = 230 hPaΟι υδρατµοί από 4 – 32 hPaΗ πραγµατική πίεση των υδρατµών ονοµάζεται πραγµατική τάση των ατµών, συµβολίζεται µε το e και µετρείται σε µονάδες πίεσης, hPa, mb, mmHg, InchesΗ πραγµατική τάση µεταβάλλεται µόνο αν µεταβληθεί η συγκέντρωση των υδρατµών στην ατµόσφαιραΣε περίπτωση αφθονίας υδρατµών, η ατµόσφαιρα µπορεί να συγκρατεί µόνο µια ορισµένη µέγιστη ποσότητα η οποία είναι συνάρτηση της θερµοκρασίας του αέρα. Το µέγεθος αυτό ονοµάζεται µέγιστη τάση των ατµών (Εs) και είναι σχετικό µέγεθος


12. Η απόλυτη υγρασία (ρ)

Εκφράζει την ποσότητα των υδρατµών που περιέχονται σε ορισµένο όγκο αέρα, συνήθως εκφράζεται σε gr/m3

Απόλυτη υγρασία και τάση των ατµών αριθµητικά εκφράζονται µε τον ίδιο αριθµό, όταν η τάση των ατµών µετρείται σε mmHgΤα δύο παραπάνω µεγέθη συνδέονται µε την ακόλουθη σχέση:ρ = (1.06 e)/ (1+0.0037 t) t=θερµοκρασία αέρα σε °C

Μέγιστη απόλυτη υγρασία (ρs) εκφράζει τη µέγιστη ποσότητα των υδρατµών που συγκρατεί όγκος αέρα σε ορισµένη θερµοκρασία


13. ∆ιάγραµµα θερµοκρασίας-υγρασίας


14. Η ειδική υγρασία του αέρα (q)

Η παράµετρος αυτή εκφράζει το λόγο της µάζας των υδρατµών που περιέχεται σε ένα δείγµα υγρού αέρα προς την ολική µάζα του δείγµατος (gr/Kgr)Η ειδική υγρασία και η τάση των ατµών συνδέονται µε τη σχέση

q = 0.622 e / (p-0.378 e)Όπου p η ατµοσφαιρική πίεση και e η τάση των ατµών σε mmHg


15. Η θερµοκρασία του σηµείου δρόσου (Td)

Το µέγεθος αυτό δίνει την καλύτερη εκτίµηση των υδρατµών που περιέχει ο ατµοσφαιρικός αέραςΗ θερµοκρασία του σηµείου δρόσου εκφράζει την τιµή της θερµοκρασίας στην οποία αρχίζει η συµπύκνωση των υδρατµών καθώς ψύχεται ο ατµοσφαιρικός αέραςΌσο πιο ξηρός είναι ο αέρας, τόσο χαµηλότερη θα είναι η τιµή τηςθερµοκρασίας του σηµείου δρόσου σε σχέση µε τη θερµοκρασία του αέραΑποτελεί µέτρο της περιεκτικότητας της ατµόσφαιρας σε υδρατµούς και κριτήριο για τη φύση µιας αέριας µάζας που κυριαρχεί επάνω από ένα τόπο, αφού δεν παρουσιάζει διακυµάνσεις στο 24ωρο


16. Η Σχετική Υγρασία του αέρα (RH)

Είναι η κοινότερη έκφραση της ατµοσφαιρικής υγρασίαςΕκφράζει το πηλίκο των υδρατµών που υπάρχουν σε µια δοσµένη στιγµή στην ατµόσφαιρα, ως προ το µέγιστο ποσό που θα µπορούσε να συγκρατήσει ο αέρας κάτω από τις ίδιες συνθήκεςΕίναι µέγεθος σχετικό και δίδεται σε εκατοστιαία αναλογία, υπολογίζεται δε αν διαιρεθούν οι σχετικές µε τις απόλυτες τιµές µιας υγροµετρικής παραµέτρου. Π.χ. RH = (e/ es )Χ 100Η ηµερήσια πορεία της σχετικής υγρασίας είναι αντίθετη αυτής της θερµοκρασίας του αέραΣε ετήσια βάση παρουσιάζει απλή κύµανση, µε τις µέγιστες τιµές επάνω από την ξηρά το χειµώνα και επάνω από τους ωκεανούς το θέρος


17. Η πορεία υγροµετρικών παραµέτρων &Θερµοκρασίας


18. Οι συµπυκνώσεις των υδρατµών

Από το συνολικό ποσό του πλανητικού ύδατος µόνο το 0.5% συµµετέχει δυναµικά στη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη ανακυκλούµενο συνεχώς µεταξύ ωκεανών – ατµόσφαιρας και ξηράςΜετά το µηχανισµό της εξάτµισης που εφοδιάζει την ατµόσφαιρα µε υδρατµούς ο επόµενος µηχανισµός είναι αυτός της συµπύκνωσης των υδρατµών, δηλαδή της µετατροπής της αέριας φάσης σε υγρή (αποδέσµευση 600 cal/gr)Η συµπύκνωση γίνεται µε τις ακόλουθες προϋποθέσεις:1. Να αρχίσει η ψύξη της ατµόσφαιρας2. Να υπάρχουν στην ατµόσφαιρα υγροσκοπικά σωµατίδια (πυρήνες συµπύκνωσης)3. Ο αέρας να βρίσκεται κοντά στο σηµείο κορεσµού


19. Οι µηχανισµοί ψύξης

Η ψύξη του αέρα προκαλείται:1. Με την επαφή: Όταν θερµός αέρας έρθει σε επαφή µε ψυχρή επιφάνεια2. Με τη διαστολή του αέρα. Προκαλείται από την ανύψωση του αέρα (αδιαβατική ψύξη), οι δε µηχανισµοί της αδιαβατικής ψύξης είναι οι εξής:i. Με την ορεογραφική ανύψωση: Εδώ ο αέρας αναγκάζεται να υπερπηδήσει τις οροσειρές που παρεµβάλλονται στην πορεία τουii. Με τη θερµική ανύψωση: Η επαφή του αέρα µε θερµή εδαφική επιφάνεια οδηγεί στη θέρµανση αυτού, στην αραίωση του και τελικά στην ανύψωση τουiii. Με τη µετωπική ανύψωση: Αυτή εµφανίζεται κατά µήκος των µετώπων κακοκαιρίας, όπου ο αναρριχόµενος θερµός αέρας διαστέλλεται και φυσικά ψύχεταιiv. Με τη σύγκλιση του αέρα σε κέντρα χαµηλής πίεσης και την ανύψωση τουΤο τελικό προϊόν είναι συµπυκνώσεις µικρής και µεγάλης κλίµακας


20. Συµπυκνώσεις µικρής κλίµακας

Εµφανίζονται µέσα στο επιφανειακό στρώµα του αέρα, κοντά ή επάνωστην επιφάνεια της γης και µερικές από αυτές είναι:1. Η ∆ρόσος: Εµφανίζεται τις ψυχρές νύχτες της Άνοιξης , του Φθινοπώρου ή και του χειµώνα, όταν επικρατούν ανέφελοι ουρανοί και άπνοιες ή πολύ ασθενείς άνεµοι2. Η Πάχνη: Εµφανίζεται την ψυχρότερη εποχή του χρόνου, .όπως και η δροσιά και σχηµατίζεται µε τις ίδιες συνθήκες που ευνοούν το σχηµατισµό της δροσιάς, µε τη διαφορά ότι η θερµοκρασία του σηµείου δρόσου θα πρέπει να είναι αρνητική για να αποκτήσει η συµπύκνωσηστερεή µορφή. Καλύπτει µε τη µορφή ενός λευκού-πυκνού πέπλου το έδαφος και τα χαµηλά φυτά3. Οι Οµίχλες: Σχηµατίζονται µέσα στην ατµόσφαιρα κοντά στο έδαφος και αποτελούνται από αιωρούµενα υδροσταγονίδια


21. Οµίχλες (συνέχεια)

Η εµφάνιση της οµίχλης συνδέεται µε καλό καιρό, αλλά η παρουσία της περιορίζει την ορατότητα και δρα αρνητικά στη λειτουργία αεροδροµίων ή και λιµένων.Στη γεωργία ασκεί θετική επίδραση γιατί η παρουσία της αποτρέπει το σχηµατισµό πάχνης και παγετού στα φυτάΟΙ οµίχλες σχηµατίζονται είτε µε µηχανισµούς ψύξης του παρεδάφιου ατµοσφαιρικού αέρα, είτε µε την εξάτµιση νερού στον υπερκείµενο αέραΟι οµίχλες διακρίνονται σε διάφορες κατηγορίες, ανάλογα µε τον τρόπο που σχηµατίζονται


22. Η Οµίχλη ακτινοβολίας

Είναι από τους κοινότερους τύπους οµίχλης∆ηµιουργείται τις νύχτες της ψυχρής περιόδου µε ανέφελους ουρανούς και ασθενείς ανέµους µε ταχύτητες πάνω από 10 km/h.Οι συνθήκες αυτές ευνοούν τη µεγάλη απώλεια ενέργειας από την επιφάνεια της γης και την ψύξη του αέρα που βρίσκεται κοντά στο έδαφος, που τελικά οδηγεί σε θερµοκρασίες ίσες µε το σηµείο δρόσου.Η φύση του υποκείµενου εδάφους καθορίζει την πυκνότητα και τη διάρκεια εµφάνισηςΣυνδέονται µε τις αναστροφές της θερµοκρασίαςΟι κλειστές πεδιάδες και οι κοιλάδες είναι οι τόποι συχνής εµφάνισης των οµιχλών αυτού του τύπου∆ιαλύονται κατά τη διάρκεια της ηµέρας µε τη θέρµανση του εδάφουςΣτις βιοµηχανικές πόλεις είναι πολύ συχνότερες


23. Οµίχλες οριζόντιας µεταφοράς

Σχηµατίζονται όταν θερµός και υγρός αέρας µεταφέρεται επάνω από ψυχρές επιφάνειες και ψύχεται από κάτω λόγω επαφήςΣχηµατίζονται τις νύχτες µε ασθενείς ανέµους, συνήθως διαλύονται την ηµέρα αλλά όχι πάντοτε αφού µπορεί να διαρκέσουν ακόµη και αρκετές ηµέρεςΕµφανίζονται το χειµώνα και νωρίς την άνοιξηΕίναι κοινές στις παράκτιες περιοχές που υπάρχουν ψυχρά θαλάσσια ρεύµαταΜε την παρουσία ασθενών ανέµων η οµίχλη γίνεται τόσο πυκνή, που καθιστά την ορατότητα σχεδόν µηδενικήΗ δράση τους σε µια περιοχή γίνεται εντονότερη αν έχουν προηγηθεί ψυχρές εισβολές που έχουν ταπεινώσει σηµαντικά τη θερµοκρασία του εδάφουςΧαρακτηριστικές οµίχλες αυτού του τύπου εµφανίζονται στο αεροδρόµιο Μακεδονία


24. Οµίχλες Βροχής

Εµφανίζεται στα βροχοφόρα συστήµατα καθώς η βροχή διασχίζει τον ξηρότερο ατµοσφαιρικό αέρα που βρίσκεται κάτω από το σύννεφοΟι βροχοσταγόνες ή οι παγοκρύσταλλοι εξατµίζονται και σχηµατίζουν υδρατµούς οι οποίοι προκαλούν κορεσµό του αέρα και το σχηµατισµόοµίχληςΗ ίδια διεργασία παρατηρείται και στα µετωπικά συστήµατα όπου η θερµή µάζα, όπου σχηµατίζονται τα σύννεφα υπέρκειται της ψυχρής (µετωπικές οµίχλες)


25. Οµίχλες αρκτικού καπνού

Σχηµατίζονται στα µεγάλα γεωγραφικά πλάτη όταν πολύ ψυχρός αέραςκινείται επάνω από θερµές θάλασσες.Στις συνθήκες αυτές προκαλείται έντονη εξάτµιση που οδηγεί στον κορεσµό επάνω από τη θάλασσα και στο σχηµατισµό οµίχληςΤο φθινόπωρο µια παρόµοια συνθήκη παρατηρείται επάνω από τα ποτάµια ή τις λίµνες όπου εκδηλώνεται µια διαδικασία δηµιουργίαςατµών οι οποίοι µοιάζουν µε καπνό


26. Οµίχλες πλαγιάς και κοιλάδας

Είναι κοινές στις ορεινές περιοχές.Η οµίχλη πλαγιάς σχηµατίζεται όταν ο υγρός αέρας ανεβαίνει στην πλαγιά του βουνούΗ ανύψωση προκαλεί ταπείνωση της θερµοκρασίας και µετατροπή των υδρατµών σε οµίχλη Ο τύπος αυτός διαρκεί όσο ο άνεµος που την προκάλεσε έχει σταθερή διεύθυνσηΗ οµίχλη κοιλάδας σχηµατίζεται το χειµώνα στις ορεινές κοιλάδεςΠαρουσιάζουν µεγάλο πάχος που υπερβαίνει τα 500 µ.∆ιαρκούν αρκετές ηµέρες και διαλύονται µετά από πνοή ισχυρών ανέµων


27. Συµπυκνώσεις µεγάλης κλίµακας

Είναι ουσιαστικότερες για τη διαµόρφωση του καιρού και του κλίµατος Συµβαίνουν µακριά από την επιφάνεια της γης και σχηµατίζουν νέφηΤα νέφη είναι ορατά αθροίσµατα υδροσταγονιδίων ή παγοκρυσταλλίωνή µείγµα και των δύο Η δοµή που παρουσιάζουν τα νέφη εξαρτάται από το ύψος σχηµατισµού και από τις θερµοκρασίες που επικρατούν στην περιοχήτουςΟ σχηµατισµός των νεφών προϋποθέτει την ύπαρξη µηχανισµών ανύψωσης των υδρατµώνΤα νέφη ανάλογα µε τις συνθήκες ευστάθειας ή αστάθειας της ατµόσφαιρας χωρίζονται σε τέσσερις οµάδες, ανάλογα το ύψος που εµφανίζονται και την κατακόρυφη διάσταση που εκτείνονται


28.Μορφές των νεφών

Τα νέφη βρίσκονται σε συνεχή εξελικτικό µηχανισµό και παρουσιάζουν πλήθος µορφών Καθορίστηκαν ουσιαστικά χαρακτηριστικά τα οποία επιτρέπουν την ταξινόµηση των νεφών σε δέκα βασικές οµάδες – τα γένη Τα γένη υποδιαιρούνται σε είδη και, τέλοςΤα είδη σε ποικιλίες Τα δέκα βασικά γένη δίνονται στον πίνακα που ακολουθεί


29. Η ταξινόµηση των νεφών

ΑΝΩΤΕΡΑ ( επάνω από 6000 µέτρα)Θύσανοι Cirrus (Ci)Θυσανοσωρείτες Cirrocumulus (Cc)Θυσανοστρώµατα Cirrostratus (Cs)ΜΕΣΑ ( εµφανίζονται µεταξύ 2000 και 7000 µέτρων)Υψισωρείτες Altocumulus (Ac)Υψιστρώµατα Altostratus (As)ΚΑΤΩΤΕΡΑ ( εµφανίζονται µεταξύ 0 και 2000 µέτρα)Στρωµατοµελανίες Nimbostratus (Ns)Στρωµατοσωρείτες Stratocumulus (Sc)Στρώµατα Stratus (st)ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣΣωρείτες Cumulus (Cu)Σωρειτοµελανίες Cumulonimbus (Cb)


30. Χαρακτηριστικά των βασικών τύπων

Τα στρωµατόµορφα νέφη: Τα νέφη αυτά παρουσιάζονται σαν ένα οµοιόµορφο νέφος που καλύπτει συνήθως όλο τον ουρανό.Σχηµατίζονται όταν ασθενή ανοδικά ρεύµατα µετατοπίζουν λεπτά στρώµατα αέρα µέχρι το επίπεδο συµπύκνωσης, ή όταν το στρώµα τουαέρα ψυχθεί και αποκτήσει θερµοκρασίες ίσες µε αυτές του σηµείουδρόσου και οι υδρατµοί µετατραπούν σε νεφοσταγονίδιαΣπάνια συνοδεύονται από βροχόπτωση, αφού η ανοδική κίνηση είναι ασθενήςΜπορούν να δώσουν πολύ µικρά αιωρούµενα σωµατίδια νερού που πέφτουν µε βραδείς ρυθµούς προς το έδαφος (βροχή ψεκάδων)Νέφη που συνδέονται µε τα στρωµατόµορφα είναι:


31. Νέφη συνδεδεµένα µε τα στρωµατόµορφα

Cirrostratus: Πολύ λεπτά νέφη σε ύψη πάνω από 6000 µ. Ο ήλιος είναι ορατός µέσα από το νέφοςΕίναι τόσο λεπτά που η παρουσία τους πολλές φορές γίνεται αισθητή από το χρωµατικό φαινόµενο της άλω.Αποτελούν προποµπούς βροχής ή χιονιούAltostratus: Εµφανίζονται ανάµεσα στα 2000-7000 µ. Καλύπτουν όλο τον ουρανό Ο ήλιος φαίνεται πίσω από τα σύννεφα σαν αµυδρός φωτεινός δίσκος∆εν παρουσιάζουν ανοίγµατα και τα αντικείµενα δεν σχηµατίζουν σκιά στη γηΕίναι προποµποί επερχόµενης εκτεταµένης και συνεχούς βροχόπτωσης


32. στρωµατόµορφα (συνέχεια)

Nimbostratus: Γκριζωπά χαµηλά νέφη µε ασθενή βροχόπτωσηΟ ήλιος δεν είναι ορατόςΣχηµατίζονται σε σταθερή ατµόσφαιρα όταν θερµός-υγρός αέρας κινηθεί επάνω από ψυχρότερο αέραΗ ορατότητα περιορίζεται κάτω από το νέφος καθώς σχηµατίζεται οµίχλη στον ψυχρό αέραStratocumulus: Χαµηλά νέφη µε µορφή σφαιρικών ή επιµηκών νεφικών µαζών µεταξύ των οποίων φαίνεται το µπλε του ουρανούΗ διάκριση αυτή είναι αποτέλεσµα ανοδικών και καθοδικών κινήσεωντου αέρα σε γειτονικά τµήµατα


Cirrostratus


Cirrostratus µε άλω


Nimbostratus


Stratocumulus


Altostratus


Altocumulus


39. Νέφη Cumulus (Σωρείτες)

Τα σωρειτόµορφα νέφη σχηµατίζονται µε τη συµπύκνωση υδρατµών µέσα σε ανοδικά ρεύµατα της ατµόσφαιρας‘Έχουν επίπεδες βάσεις και διογκωµένες κορυφέςΣχηµατίζονται το ένα µακριά από το άλλοΤα περισσότερα σχηµατίζονται σε ύψη µικρότερα των 2000 µ. και συνδέονται µε καλοκαιρίαΑν η αστάθεια στην ατµόσφαιρα είναι πολύ ισχυρή παρατηρούνται έντονα ανοδικά ρεύµατα και τα νέφη παρουσιάζουν πυργοειδή µορφή ή έντονη κατακόρυφη ανάπτυξη που φτάνουν µέχρι και τα 17000 µέτρα ύψουςΝέφη που σχετίζονται: AltocumulusCirrocumulusCumulonimbus Stratocumulus


Cirrocumulus


Cumulonimbus


Cirrocumulus


Cumulus (σωρείτης)


Altocumulus Lenticularis (φακοειδείς υψησωρείτες)


45. Τα νέφη Cirrus (Θύσανοι)

Είναι λεπτά νέφη σε ύψη πάνω από 6000 µ.Κινούνται γρήγορα από τη δράση των ισχυρών δυτικών ανέµων της ανώτερης ατµόσφαιρας µε µορφή ταινιοειδών σχηµατισµώνΚινούνται από δυτικά προς ανατολικά και προαναγγέλλουν καλό καιρόΕίναι λεπτά και σχηµατίζονται από παγοκρυστάλλιαΣυνδεδεµένα νέφη:CirrostratusCirrocumulus


cirrus


Cirrocumulus


Cirrus


50. Τα ατµοσφαιρικά κατακρηµνίσµατα

Το τρίτο στη συνέχεια συστατικό του υδρολογικού κύκλου αποτελεί η βροχόπτωση, δηλαδή το ποσό της βροχής που πέφτει στη γη σε υγρή ή στερεή µορφήΤο σύνολο των µορφών αυτών ονοµάζονται υδροµετέωρα, κατακρηµνίσµατα ή υετόςΟι διαδικασίες της ψύξης έχουν διαφορετική σηµασία στη δηµιουργία βροχήςΗ έντονη θέρµανση του εδάφους µεταφέρει τους υδρατµούς σε µεγαλύτερα ύψη, µε διαδικασίες θερµικών ή θερµοδυναµικών αιτίων που δίνουν βροχές κατακόρυφης µεταφοράς ή αστάθειαςΗ κίνηση ασταθούς ψυχρού και υγρού αέρα επάνω από θερµές επιφάνειες προκαλεί ανοδικές κινήσεις και δίνει χαρακτηριστικά ψυχρού µετώπουΗ δράση της ορεογραφίας (µέγεθος, διάταξη οροσειρών) ενισχύει τις βροχοπτώσεις στα προσήνεµα των βουνών Ο µηχανισµός σύγκλισης των αερίων µαζών δίδει ισχυρές βροχοπτώσεις στην ενδοτροπική ζώνη


51. Η βροχή

Είναι η κοινότερη µορφή υδροµετεώρων και αποτελείται από βροχοσταγόνεςΤο µέγεθος των σταγόνων εξαρτάται από την αρχική διάσταση τουςΗ διάµετρος τους υπερβαίνει τα 0,5 χιλιοστάΗ βροχή µέσα στο σύννεφο µπορεί να ξεκινά σαν χιόνιΜερικές φορές δεν φτάνει µέχρι το έδαφοςΗ βροχόπτωση ανάλογα µε την ένταση της βροχής ορίζεται σαν ΑσθενήςΜέτριαΙσχυρήΠολύ ισχυρή (πληµµυρική)


52. Χιόνι

Αποτελεί συσσωµατώµατα παγοκρυσταλλίων που συνθέτουν τις εξαγωνικές νιφάδεςΟι νιφάδες φτάνουν µέχρι το έδαφος αν η ισόθερµη των 0 ° C βρίσκεται κοντά στο έδαφος (<300 µ.)Όταν υπάρχει µερική τήξη των νιφάδων τότε στη γη φτάνει µε τη µορφή χιονόνερου ή χιονόλυτου


53. Ο οµιχλοκρύσταλλος

Σχηµατίζεται όταν οµίχλη ή έρποντα νέφη έλθουν σε επαφή µε ψυχρές επιφάνειες εδάφους, όπου επικρατούν αρνητικές θερµοκρασίεςΈχουν µορφή ινώδη


38. Χαρακτηριστικός οµιχλοκρύσταλλος


55. Το χαλάζι

∆ηµιουργείται από βίαια ανοδικά και καθοδικά ρεύµατα στα σύννεφαέντονης κατακόρυφης ανάπτυξηςΗ µεταφορά των βροχοσταγόνων επάνω και κάτω από το επίπεδο παγοποίησης δηµιουργεί στο χαλαζόκοκκο διαδοχικά οµόκεντρα στρώµατα πάγουΤο µέγεθος µπορεί να είναι µικρό ( 0.5 εκατοστά) µέχρι 10 εκατοστά και πλέον


57. Ο Υαλόπαγος

Είναι διαφανές και οµογενές στρώµα πάγου. Όταν η βροχή βρίσκεται σε κατάσταση υπέρτηξης και έρθει σε επαφή µε πολύ ψυχρές επιφάνειεςεδάφους


Φυσική Ε΄ 5.4. ΄΄Εξάτμιση και συμπύκνωση΄΄

Education

Transcript of Φυσική Ε΄ 5.4. ΄΄Εξάτμιση και συμπύκνωση΄΄