Op reis met een luchtbel (geofysica)

Onderwerp: Aarde & Klimaat (havo), Geofysica (vwo)

Het pad van een luchtbel is afhankelijk van hoe de temperatuur afneemt.

Deze opgave komt uit de lesmethode Pulsar (3e editie) Natuurkunde 6 vwo leerboek, uit het hoofdstuk Geofysica. Uitgeverij: Noordhoff Uitgevers bv.

Als een warme luchtbel opstijgt, daalt door de uitwendige arbeid de temperatuur van de bel met ongeveer 1 K per 100 m. Als de luchtbel verzadigd is met waterdamp zal de temperatuur langzamer dalen.

Vraag a. Leg uit waarom de temperatuur dan langzamer daalt.

De waterdamp in de bel condenseert als de bel opstijgt en afkoelt. Bij condensatie komt warmte vrij zodat de temperatuur minder snel daalt.

Hoe hoger je komt, des te lager is ook de temperatuur van de omringende lucht. Als de temperatuur van de verzadigde dampbel sneller daalt dan die van de omringende lucht spreken we van een stabiel systeem.

Vraag b. Leg uit dat er in dat geval geen neerslag ontstaat.

De temperatuur van de omgeving is hoger, waardoor de bel niet verder meer stijgt, niet verder afkoelt en de condensatie stopt. De wolken groeien niet verder en er komt geen regen.

Als de temperatuur van de omringende lucht sneller daalt dan die van de dampbel spreken we van een instabiel systeem.

Vraag c. Leg uit wat er dan met de dampbel achtereenvolgens gebeurt.

Nu blijft de bel ondanks de temperatuurdaling warmer dan de omgeving. De bel stijgt steeds verder, waardoor er steeds meer drukverlaging gevolgd door adiabatische afkoeling en condensatie plaatsvindt. Net zo lang tot de druppels of hagelkorrels groot genoeg zijn om naar beneden te vallen.