Midterm Exam

12000 km­ Earth’s diameter 33 C: Greenhouse Effect 0 23.5 : Tilt of the Earth 15 C: Average temperature of Earth 30% of solar radiation is reflected on average 29.5 days: Lunar cycle  st 0 June 21 : 23.5 N: Summer Solstice (right over Tropic of Cancer) December 21 : 23.5 S: Winter Solstice (right over Tropic of Capricorn) March 20  and September 22 : Equator: Equinoxes  Factors Influence Climate: Trade winds, land/sea breezes, westerlies  Positive feedback:  Adds to whatever effect is happening (response amplified) Negative feedback: Negates effect  (response reduced) Climate Broad, average conditions of region Weather Day­to­day specified region Earth in General 0­30 Celcius, average 15 Chaos Complex behavior of simple systems in math terms (wallet down ski slope) Why is the top of the mountain cold?  Atmospheric gases affected by gravity­ density and pressure of molecules greater  in lower atmosphere. Temperature decreases in height. Unstable atmosphere is good  because it creates diffusion via mixing. Convection Warm air parcels take energy and bring heat to upper elevations. Causes heavy  CFC molecules to rise to the top of atmosphere and destroy the ozone (create ozone hole)  Conduction Heating over top­ holding a flame over water. Poor form of heating (oceanic  heating) takes forever for heat to travel down. Only top 100 m of ocean is heated  significantly Radiation Like a pot­ solar radiation heats Earth’s surface which in turn heats atmosphere  (it’s a circle of radiation) Stability Unstable is good, stable is bad. Unstable is when the air parcel is warmer than its  surroundings and rises spontaneously. As it rises, it expands, and cools, then sinks back  down, mixing the air and diffusion pollutants. Heating of Atmosphere Earth is surrounded atmosphere which keeps it warm like a blanket­ temps  warmer in lower parts of atmosphere than upper parts Atmosphere and gases affected by gravity and as result density and pressure of  lower part of atmosphere is higher than upper part.  LAWS: Charles Law Volume expands uniformly with temperature provided pressure is constant. First Law of Thermodynamics Heat is form of energy and energy is conserved Boyle’s Law Increase pressure leads to decrease volume Gas Law Combination of Charles and Boyles laws, resulting in adiabatic lapse rate, or the  rate of decrease of temperature in the atmosphere Adiabatic Lapse Rate 10C/km (explains cycle of unstability)  Inversion When the surface is cooler than the atmosphere.  CLOUDS 3 Basic Forms of Clouds Stratus (thin sheets) Cirrus (wispy ice crystals) Cumulus (grow vertically, produce rain and lightning) Latent Heat of Melting 0 0 80 calories to melt 1 gram of ice at 0 C into water at 0 C  Latent Heat of Freezing Amount of heat required to freeze one unit of water at 0 C to ice at 0 C 0 Latent Heat of Vaporization 0 0 540 calories to convert one gram of water at 100 C to water vapor at 100 C Latent Heat of Condensation Amount of heat required to convert 1 unit of water vapor at 100 C to water at  100 C Hydrological Cycle Evaporation, Condensation, Precipitation (water either runs off into the ocean to  be evaporated again or its absorbed by the soil)  Uncertainty of Clouds Can both heat and cool Heating Increased temperatures increase evaporation which brings more water  vapor, a greenhouse gas, into the atmosphere and warms the atmosphere Cooling Clouds reflect solar radiation (photons of light) back into space so they are  no absorbed by the earth, decreasing heating Clouds emit radiation to space according to temperature Fronts When warm and cold fronts collide, they create storms High Clouds Emit radiation at a lower temperature­allows more radiation to pass through the  clouds, reflects less radiation into space, warming Low Clouds Emits radiation at a higher temperature­reflect more radiation and emit more  radiation into space, cooling Planetary Energy Balance Balance between the amount of incoming radiation and outgoing radiation Sea Breeze During the day, the land is warmer, creating a pressure gradient with the sea,  causing air to flow from the sea to the land. Land Breeze During the night, the land cools faster than the water, and the surface pressure  may be greater (in comparison to the sea) and the air flows from the land to the sea Hadley Circulation Heating results in warm air that rises near the equator and cold air sinks at the  poles. As a polar moving air parcel rises from the equator, it moves faster and faster  creating a Jetstream at mid latitudes. Intense heating in the low latitude causes air to rise,  after rising, limitation of tropospheric height causes divergence. Air subsides around the  30N and 30S replacing the air movement to the equator. (possible drawing) Hadley Cell Coriolis Effect Northern Hemisphere air masses curve to the right Southern Hemisphere air masses curve to the left.  Force associated with this deflection is the Coriolis Force.  More Circulation High pressure equals dry areas because sinking air represses convection, leading  to little precipitation Low pressure equals moist areas because rising air encourages convection leading  to precipitation  Some air that sinks around 30  latitude moves poleward along the ground and is  deflected. This forms the Westerly winds.  Weather Laminar Flow Smooth flow corresponding to regular wel