Class Notes (835,108)
Canada (508,934)
ATOC 184 (67)

Leture 3.docx

10 Pages
Unlock Document

Atmospheric & Oceanic Sciences
ATOC 184
Eyad Atallah

Tuesday, January 14 Comparing elevation and pressure map - As you go up in the atmosphere the pressure decreases – what does it mean when  high pressure on a pressure map is like high elevation on an elevation map? - Think about taking a ball, we know that the ball is going to go from regions of  high elevation to regions of low elevation. The analogy is that on the pressure  map, regions of high pressure are regions where the air is more dense and there  are more molecules, and the wind is going to try to blow from these areas where  the pressure is high to areas where the pressure is low.  - The analogy to the terrain map (elevation map) are about the wind – wind will try  to blow from high pressure to low pressure, much like a ball will roll from areas  of high elevation to low elevation. This is not to say that the higher we go up, the  higher the pressure will be.  The Tropopause - The depth of the atmosphere is actually larger in regions where its warm then in  regions where its cold (physically takes up “less space”) - The tropopause slopes downward from the tropics (16 – 18 km) to the poles (8  km) - The middle latitudes (Montreal’s latitude is about 45 deg N) typically is 11­13 km - The tropopause height is lower in the winter than in the summer  - What is causing the sea levels to rise? o Because of thermal expansion o The warmer the oceans get, the more space they take up o Water doesn’t change its volume or density as much as air, but still an  increase in the temperature of the water causes it to expand o Eventually, melting ice, especially over land, will continue to contribute to  sea­level rise  Temperature vs. Pressure - The atmosphere just expands when it heats, since there is no boarder or boundary  to contain it - If we held the atmosphere in a box and heated it, the pressure would increase - Temperature is all about the motion of the molecules – as we increase the  temperature, the molecules are banging in to the walls of the box harder and more  frequently, and this is what causes the pressure to rise  - If we hold the volume constant the pressure increases as we increase the  temperature                 Module–   Topics in Dynamic Meteorology   - Box of air in space o Gas molecules uniformly distributed o Pressure will be constant o No pressure gradients in any direction - Box of air on earth o Gravity attracts air molecules o Dense molecules near bottom o Fewer molecules at top o Similar in the Earth’s atmosphere  Many molecules near the surface  Fewer molecules aloft - Air molecules constantly in motion o Colliding with each other - Density helps determine number and energy of collision  o Determines pressure o Density is proportional to pressure - As the number of molecules decreases with height, pressure decreases - Why don’t air molecules form a puddle on the Earth’s surface? - Air is a gas o Molecules spread out o Create a uniform density, or pressure  - When air pressure isn’t uniform o From higher pressure near the surface o Pressure gradient force  - Vertical pressure gradient force o From higher pressure near the surface to lower pressure aloft - Atmosphere exhibits a balance o Vertical pressure gradient force points upward o Gravity points downward o Balance of forces called a hydrostatic balance  Hydro is a fluid, and static is a lack of motion  Very little motion up and down in the atmosphere - Away from disturbances o Atmosphere is mostly hydrostatic o Not much vertical acceleration of air - Individual pressure levels at more or less the same height everywhere o Variations that do occur can be mapped  If we started rising up through the atmosphere and we wanted to  get to a pressure of X, the height of that pressure is mostly uniform  across the world.  • Where would pressure X be at a higher altitude? In a region  where it is warm because the atmosphere is taking up more  space.  - As air warms, molecules… o Become more energetic o Move faster o Collide more frequently - If the pressure remains the same but the temp increases, then volume must  increase - As molecules become more energetic they must spread out to keep the same  number of collisions (or pressure) - At colder temps, molecules will be slower moving  - To maintain the same number of collisions, molecules must be packed together  more closely  - Cold air is denser than warm air - Water vapor is less dense than dry air o “On a hot humid day, the air feels heavy” – wrong! On a hot humid day,  the most moisture there is, the lighter it is!  Easier to hit a home run on a hot, humid day – air is less dense, so  less resistance against the ball  Idea of heavy air comes from the effect of hot, humid temp on the  body and the body’s difficulty to stay cool  - Neglect moisture in our consideration of density - Meteorologists think of the atmosphere is layers o One height to another o One pressure to another - The vertical distance between two pressure levels is called that layer’s thickness o 1000 mb – 850 mb ~ 1320 meters (4330 ft) o 1000 mb – 500 mb ~ 5400 meters (17,700 ft) - Depth of a layer is related to the temperature  o For dry air, proportional to absolute temperature - Calculating the thickness of layer of air is easy o Take difference between two height values - Thickness is an easy way to diagnose warm and cold air masses - If the thickness of a layer between two specific constant pressure level changes,  the average temp of that layer also changes - Variations in thickness will cause pressure surfaces to slope - Horizontal variations in thickness (temp) will cause horizontal variations in  pressure - The two are inseparably tied together                   - The steeper the slope of the pressure surface, the faster the wind blows. The larger  the difference in temp between one location to another, the faster the wind speed  we can expect - Constant height surface: is the pressure in the tropical location at 1.5 km going to  be higher or lower than the pressure in the polar location at 1.5 km? The pressure  is going to be higher in the tropical area, because pressure decreases as we go  higher. Look at the photo ^ the slope line signifies a pressure of 850 mb – beneath  the slope line, the pressure must be higher than 850 mb (millibar or hectapascal)  (since decreasing) - Meteorologists often just plot layer thickness on maps, and wherever it is a large  thickness it is warm, and wherever it is thin, it is cold  - How pressure changes with height in warm and cold arm o Suppose 2 balloons launch from sea level. The surface pressure at both  locations is identical, but one location is warm and the other is cold. After  the balloons rise 1,500 meters, where will the pressure at balloon height be  higher? At the warm location!  - Where is the wind stronger? Near the surface, or about 5­10 km up?  o Higher up! o Why? As I continue to stack layers, the difference between the elevation  between the cold side and the warm side is going to continue to increase  The higher up we get in the atmosphere, the stronger the pressure  gradient! So the wind increases in strength, assuming the pressure  is always warmer on one side of the atmosphere, and the cold is on 
More Less

Related notes for ATOC 184

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.