Luvut 6 - 10

Luku 6.

P2.
a) Mistä on peräisin energia, joka nostaa veden vuoristoihin ja ylängöille, mistä joet saavat alkunsa? Auringosta.
b) Miten vesi nousee vuoristoihin? Energia on peräisin auringosta. Joet saavat alkunsa sataneesta vedestä. Vesi nousee vesihöyrynä vuoristojen päälle ja sataa alas vetenä.

P3.
a) absoluuttinen kosteus https://fi.wikipedia.org/wiki/Kosteus#Absoluuttinen_kosteus
b) pohjavesi https://fi.wikipedia.org/wiki/Pohjavesi
c) maavesi https://fi.wikipedia.org/wiki/Maavesi
d) tekopohjavesi https://fi.wikipedia.org/wiki/Tekopohjavesi

P4. Miksi meriin sataa vähemmän vettä kuin sieltä haihtuu? Merien pinta-ala ja siten haihtumisala on suuri. Meriin ei sada vettä paljoa sillä siellä ei synny orografisia sateita lainkaan. Myös konvektiosateet ovat harvinaisia merien päällä.

S1.
a) Määrittele käsite pohjavesi. Miten pohjavesi syntyy? (2 p.) https://fi.wikipedia.org/wiki/Pohjavesi
b) Piirrä kaavakuva veden kiertokulusta ja merkitse siihen olennaiset käsitteet. (3 p.)
c) Mainitse kaksi erilaista tekijää, jotka voivat pilata pohjavettä. (1 p.)

S2. Mitä asioita pitää suunnittelussa ottaa huomioon, jotta vedenottamon toiminta ei haittaisi paikallista luontoa? Pohjaveden korkeus, pintaveden riittävyys.

S3. Tee lyhyt selvitys jonkin kaukokulkeuman reitistä. Esimerkiksi kuinka Saharan pölyä Algerian maaperästä päätyy koulun pihalle.

S4.
a) Kerro veden kierto järvestä ilman kautta mereen. Haihtuminen → ilman nousu ja jäähtyminen → kosteuden tiivistyminen → sade.
b) Miten kauan kestää vesimolekyylin kierto ilmakehässä? Keskimäärin yhdeksän vuorokautta.
c) Kauanko vesi viipyy keskimäärin maassa ennen haihduntaa? Maavesi vaihtuu noin kuukaudessa.
d) Miksi vesi vaihtuu suomalaisissa järvissä huomattavasti nopeammin kuin Baikalissa? Vesimäärä on pienempi.
e) Yläjärvi ja Erie kuuluvat USA:n ja Kanadan rajalla sijaitseviin suuriin järviin. Miksi veden viipymässä on näiden kahden järven kohdalla suuri ero? Yläjärven veden viipymä on jopa 190 vuotta, Eriellä vain pari vuotta. Eriejärvi on hyvin matala järvi.

S5. Etsi internetistä mitä tarkoitetaan salpavedellä, orsivedellä ja arteesisella pohjavedellä.
Salpavesi: Rajoitettu akviferi eli salpavesi: yläpinta rajoittuu huonosti vettä läpäisevään kerrokseen (akvikludi). Tällaisen varaston vesi on peräisin muualta kuin itse varaston päälle sataneesta vedestä.
Orsivesi: varsinaisen pohjaveden yläpuolelle on vettä läpäisemättömän kerroksen päälle muodostunut uusi pohjavesivarasto.
Arteesinen akviferi on pohjavesi, jossa oleva vesi on paineellista.


S6. Mikä on suhteellinen kosteus lämpötiloissa 10°C, 20°C, 30°C, jos absoluuttinen kosteus ei muutu eli on 5 grammaa? 10 asteessa noin 63%, 20 asteessa noin 32%, 30 asteessa noin 18% (esim. Wileyn diat).
=================================================

Luku 7

P1. a) Mitkä prosessit tapahtuvat kaikissa sateen syntytavoissa, mutta eri syistä? Kosteuden tiivistyminen lämpötilan laskun seurauksena.

P2.
a) Mikä tekijä erottaa sadetyypit toisistaan? Syy mikä nostaa ilmaa ylös.
b) Kerro lyhyesti kaikista kolmesta sadetyypistä. Kaikissa tyypeissä samoja prosesseja ei tarvitse toistaa.
konvektiosade: maanpinnan lämpeneminen
orografinen sade: vuoristo
rintamasade: rintama

P3. Selitä, miten ja miksi sadepilvet syntyivät ja mitä pilvessä tapahtui ennen kuin sade alkoi?
Sateen perustyyppi on konvektiosade, joka saa alkunsa, kun aurinko lämmittää voimakkaasti kosteaa maan pintaa. Lämmennyt maa haihduttaa vettä ja lämmittää yläpuolellaan olevaa kosteaa ilmaa.
Lämmennyt harvempi ilma alkaa kevyempänä kohota maanpinnalta lämpötilaerosta johtuvana konvektiovirtauksena. Kohotessaan lämmin ilma jäähtyy, saavuttaa kastepisteen ja vettä tiivistyy pisaroiksi. Sade syntyy pisaroiden kasvettua riittävän suureksi.


P4.
a) Mitä tarkoitetaan suhteellisen kosteuden käsitteellä?
b) Miten se liittyy sateen syntyyn?
Wikipedia: Suhteellinen kosteus ilmoitetaan mitatun absoluuttisen vesisisällön ja sellaisen absoluuttisen vesisisällön, jossa ilma sisältäisi samassa lämpötilassa suurimman mahdollisen määrän vettä, suhteena. Kyllästystila on dynaaminen tasapainotila: veden haihtumista ja tiivistymistä tapahtuu yhtä paljon, jolloin vesihöyryn osuus ilmassa pysyy vakiona. Suhteellisen kosteuden yksikkö on prosentti (%). Suuri suhteellinen kosteus kertoo siis siitä että ollaan lähellä kastepistettä.
Ilmatieteen laitos: Suhteellinen kosteus on todellisen vesihöyrynpaineen ja kyllästyshöyrynpaineen välinen suhde tietyssä lämpötilassa. Se siis kertoo, montako prosenttia absoluuttinen kosteus on vallitsevan lämpötilan kyllästyskosteudesta. Kastepistelämpötila, lyhyemmin kastepiste, on lämpötila, johon ilman pitäisi jäähtyä, jotta kyllästystila saavutettaisiin.
Kun suhteellinen kosteus on lähellä kastepistettä, kosteus alkaa tiivistyä pisaroiksi.


P5.
a) Jäähtyessään ilma pystyy sisältämään enemmän kaasumaista vettä kuin lämpimämpänä. (väärin)
b) Rintamasade on yleensä rankkaa sadetta. (väärin)
d) Orografisia eli rintamasateita esiintyy hepoasteilla. (väärin)
e) Suomessa esiintyy vuoristosateita. (väärin)

P6.
a) Miten tuuli syntyy? Ilmanpaine-eroista.
b) Miten sade syntyy? Kolme tapaa: https://fi.wikipedia.org/wiki/Sade

P7. Tarkastele sadetyyppejä maapallolla ja havainnollista sadetyyppien syntyä kaavioiden avulla.
Mainitse esimerkki kunkin sadetyypin esiintymisalueesta.
Konvektiosateita mm. tropiikissa.
Orografisia eli rintamasateita esiintyy mm. polaaririntamassa.
Vuoristosateita mm. Norjassa.

S1.Tarkastele NOAA:n verkkosivujen karttojen avulla maapallon eri alueiden sateisuutta (engl. precipitation). Karttojen värien selite on niiden alla.
Kerro päätelmiäsi (missä on satanut paljon, mitä sadetyyppejä päättelet syntyneen, missä on ollut poikkeuksellisen kuivaa).

S2. Hae internetistä A) Irlannin ja B) Uuden-Seelannin sademäärät sekä länsirannikolta että itärannikolta.
a) Miten sademäärät vaihtelevat? Hae "precipitation world map". Länsiosissa sataa enemmän.
b) Miten selität sademäärien eron länsi- ja itärannikoiden välillä? Sateet tulevat länsituulten mukana länsirannikolle
c) Mitä sadetyyppejä esiintyy Irlannissa ja Uudessa-Seelannissa? Rintama- ja orografisia sateita.

S3.
a) Millä leveyspiirillä Havaijin saaret sijaitsevat?
b) Kuinka korkeita ovat pääsaaren korkeimmat huiput Mauna Kea ja Mauna Loa? Entä Suomen korkein kohta Haltilla? Yli 4 km korkeita, Halti vain vähän yli 1 km.
c) Miten selität rehevän kasvillisuuden koillisrinteillä ja vähäisen kasvillisuuden lounaisrinteillä? Sateet tulevat tuulten mukana koillisrinteille.
d) Mitä sadetyyppejä Havaijin sateet edustavat? Erityisesti orografisia sateita.

S4.
a) Selvitä mistä johtuu vähäinen sademäärä oheisen kartan alueilla 1-4.
1 = vuoriston takana, 2 = kylmä merivirta, 3 = sisämaa-alue, 4 = korkeapaineenkeskus.
b) Selvitä mistä johtuu korkea sademäärä alueilla 5-7. 5 = pysyvä matalapaine, 6 = orografiset sateet, 7 = monsuunisateet.

S5. Avaa vuoristosadeluvun Wileyn linkki. Voit katsoa ensin osio 2 selityksen vuoristosateista. Osiossa 3 on esimerkkejä todellisista tilanteista. Avaa ainakin kaksi mallia (vasemmalla scenario). Kirjaa vuoren korkeus sekä lämpötila ja suhteellinen kosteus rinteen molemmin puolin merenpinnan tasalla.

=================================================

Luku 8

P2.
a) Selitä, miksi valtamerissä esiintyy nousu- ja laskuvesi?
b) Selitä, miksi nousuvesi tulee valtamerten rannikoilla kaksi kertaa vuorokaudessa?
c) Mikä tekijä aiheuttaa sen, että välillä nousuvesi on korkeampi kuin keskimäärin?
- Nousuveteen vaikuttaa Kuun ja Auringon asema.
- Wikipedia: Maapallon Kuun puoleiselle puolelle syntyy vuorovesipullistuma, koska tässä pisteessä Kuun vetovoima on hieman keskimääräistä suurempi ja vesi siirtyy siksi hieman keskimääräistä enemmän Kuuta kohti. Vastaavasti vastakkaisella puolella maapalloa Kuun aiheuttama painovoima on hieman keskimääräistä pienempi, ja siksi vesi asettuu hieman keskimääräistä kauemmaksi Kuusta. Näin syntyy toinen vuorovesipullistuma.


P3. Katso luvun merivirtakarttaa ja määrittele sen ja tekstin perusteella lämmin ja kylmä merivirta.
Lämmin merivirta on merivirta, jonka lämpötila on korkeampi kuin ympärillä olevan veden. Lämpimät merivirrat tuovat päiväntasaajalta lämmintä merivettä kohti napoja. Tunnetuin lienee Karibianmereltä alkava Pohjois-Atlantin Golfvirta. Sen lisäksi esimerkiksi Japaninvirta on lämmin merivirta. Lämpimien merivirtojen alueilla haihtuminen on voimakasta, ja sen vuoksi lämpimät merivirrat usein lisäävät sademääriä.
Kylmä merivirta taas kuljettaa ympäristöään viileämpää vettä. Se aiheuttaa kuivuutta, koska kosteus tiivistyy jo merellä ja sataa alas. Useat Välimeren ilmaston alueet ja aavikot ovat kylmien merivirtojen vaikutusalueilla. Kylmät merivirrat saavat alkunsa napojen läheltä ja voivat kulkea osittain lämpimien merivirtojen alitse.

P4.
a. Miten korkeus vaihtelee maaliskuun torstai-päivinä? Vuoroveden aiheuttama vaihtelua.
b. Milloin ja miksi juuri silloin merivesi on korkeimmillaan? Kun Kuu on paikkakunnan päällä.
c. Miksi eräille irlantilaisille tällainen kalenteri on tärkeä? Veneilyn ja kalastuksen kannalta merenpinnan korkeuden vaihtelun tietäminen on välttämätöntä.

P5.
a) Mikä on Golf-virran merkitys Pohjois-Euroopan ilmastolle? Lämmittää ja tuo kosteutta.
b) Miten on selitettävissä, että Golf-virta ei kasaa lämmintä vettä Jäämerelle? Lämmennyttä vettä tulee pois toisten virtojen toimesta.

S1. Miten merivirrat vaikuttavat niiden läheisen rannikon sateisuuteen?
Vertaa merivirtakarttaa ja sademääräkarttaa. Nimeä myös merivirtoja ja niitä vastaavia rannikkoalueita.
Lämpimän merivirran lähellä sataa paljon, kylmän vähän.

S2. Merivirrat ja niiden synty. Laadi vastaukseesi myös kartta pintavirtauksena kulkevista merivirroista.
Nimeä karttaan neljä merivirtaa.
- valtamerissä tapahtuvia säännöllisiä ja pysyviä virtauksia. - leveitä (sadoista tuhanteen kilometriä leveitä), - melko hitaita- jaetaan lämpimiin ja kylmiin merivirtoihin (sen mukaan, onko niiden kuljettama vesi lämpimämpää vai kylmempää kuin samalla leveyspiirillä muuten vallitseva meriveden lämpötila).- Pysyvät planetaariset tuulet (pasaati- ja länsituulet) vaikuttavat merivirtojen syntyyn.- Coriolis-ilmiö kääntää merivirrat pohjoisella pallonpuoliskolla myötäpäivään kiertäviksi (oikealle) ja eteläisellä pallonpuoliskolla vastapäivään (vasemmalle) kiertäviksi. - Rannikoiden sekä merenpohjan muodot vaikuttavat merivirtojen suuntaan.. - Pystyvirtauksia veden lämpötila- ja suolaisuuserojen sekä syvänmeren pohjavirtaukset seurauksena.

S3.
a) Missä vuoroveden vaihtelu on Australiassa suurinta? Koillis-Australiassa.
b) Kuinka pitkä aika kuluu nousuvedestä seuraavaan nousuveteen? Noin 12 tuntia.
c) Miksi nousuvesi ei aina tule samaan kellonaikaan? Siihen vaikuttavat sekä Kuun että Auringon liikkeet.

S4.
Valtameren pinnankorkeudet voivat vaihdella millimetreistä kymmeniin metreihin. Tarkastele ilmiöitä, jotka aiheuttavat pinnankorkeuden vaihteluja.
- vuorovesi
- lahdet
- tsunamit
- myrskyt


S5. Norjan rannikolta löytyi pelastusrengas, jossa oli laivan nimi. Laivarekisteristä selvisi, että alus oli uponnut Namibian rannikolla jo vuosia aiemmin. Selvitä pelastusrenkaan reitti ja nimeä pelastusrengasta kuljettaneet merivirrat. Benguelanvirta, Päiväntasaajanvirta, Golfvirta.

S6. Itämerellä on useita aallonkorkeutta mittaavia poijuja. Avaa Itämeren aaltopoijut ja katso mikä on tämän hetkinen suurin aallonkorkeus Itämerellä. Miksi juuri kyseisellä poijulla aallot ovat suurimmillaan? Yleensä eteläisellä Itämerellä.

=================================================

Luku 9

P2. Miten kylmän ja lämpimän rintaman sateet eroavat toisistaan ja miksi? Lämpimän rintaman kieleke kohoaa loivasti kylmän ilmamassan päälle, ovat sateet silloin laaja-alaisia. Kun kylmä ilmamassa kohtaa lämpimän ilmamassan, kohtauspaikassa esiintyy usein puuskaista tuulta ja ukkosta kesäisin. Kylmällä rintamalla kylmä ilma pyrkii menemään lämpimän ilman alle muodostaen jyrkkärinteisen rajan ja nostaen lämmintä ilmaa jyrkästi. Tällöin syntyy rankempia ja lyhytkestoisempia sateita kuin lämpimän rintaman kohdalla tai sadekuuroja.

P3. Viiden vuorokauden elokuinen sääennuste lupasi Suomeen hyvin vaihtelevaa säätä:
Sateiset ja poutaiset jaksot vuorottelevat, lämpötilat vaihtelevat useita asteita eri päivien välillä ja tuulen suuntakin muuttuu useita kertoja jakson aikana.

Miten voit selittää tällaisen sään vaihtelevuuden Suomessa? Syynä on syklonin saapuminen Suomeen, jossa tuulen suunnan ja pilvisyyden sekä sateisuuden vaihtelut ovat tyypillisiä.

P4. Millaisia erilaisia säärintamia polaaririntamaan syntyy? Miten ne eroavat toisistaan?
Polaaririntamassa on selvä lämpötilaero pohjoisen ja eteläisen ilmamassan välillä. Lämmin ilmamassa muodostaa laajoja, pohjoiseen työntyviä kielekkeitä. Lämpimän ilmamassan kielekkeen kärkeen muodostuu liikkuvan matalapaineen eli syklonin keskus. Siellä lämmintä ilmaa kohoaa viistosti kylmän ilmamassan päälle muodostaen nousevan ilmavirtauksen ja jättäen maan pinnan lähelle matalamman paineen. Matalapaineiden liikesuunta on suihkuvirtauksen mukainen eli yleensä on lännestä itään

P5. Mitä tarkoitetaan suihkuvirtauksella? Troposfäärin yläosassa, polaaririntaman kohdalla, puhaltaa hyvin voimakas ja melko kapea-alainen tuuli eli polaaririntaman suihkuvirtaus. Tämän suihkuvirtauksen pituus on tuhansia kilometrejä, leveys satoja kilometrejä ja korkeus 1–3 km. Tuulen nopeus on keskellä virtausta noin 200–300 km/h. Suihkuvirtaus kulkee suunnilleen lännestä itään ja sen paikka vaihtelee Euroopan yllä.

S1.
Kartassa näkyy vain polaaririntaman rintamarajat. Millainen säätila on pisteissä 1-6?
Tee lähiajan sääennuste pisteisiin 1-6.
1 = selkeä sää jatkuu, 2 = selkeä sää, tulossa sade, 3 = selkeä sää, sade tulossa, 4 = selkeä sää, tulossa sade, 5 = selkeä sää, tulossa sade, 6 = selkeä sää jatkuu.

S2. Kuvaile säätilan muutokset lämpimän kielekkeen lähestymisestä sen ohimenoon asti. Kun matalapaine rintamineen liikkuu lännestä itään, tulee tietyn paikkakunnan kohdalle ensin lämpimän ilmamassan etureuna eli lämmin rintama. Sen kohdalla lämmin ilma nousee loivasti kylmän ilman päälle. Ylös kohoava ilma yhtyy troposfäärin yläosassa suihkuvirtaukseen. Lämpimän ilman kohotessa se jäähtyy, suhteellinen kosteus kasvaa ja muodostuu pilviä. Lämpimän rintaman sateet ovat yleensä pitkäkestoisia heikkoja sateita, usein vain tihkusateita.

S3. Kuvaile säätilan muutokset okluusiorintaman lähestymisestä se ohimenoon asti. Okluusiorintamassa syntyy pitkäkestoisia sateita. Okluusion edetessä lämmin kieleke kutistuu lopulta pois ja polaaririntaman mutka katoaa. Samalla matalapaineen keskus täyttyy eli ilmapaine-erot katoavat.

S4. Avaa linkki tämän hetkisiin suihkuvirtauksiin
Hae samanaikainen sääkartta internetistä.
a) Kuvaile suihkuvirtausten esiintymistä Euroopassa.
b) Onko ko. aikana ollut polaaririntaman sykloneita?
c) Mitä voit päätellä suihkuvirtausten ja syklonien sijainnista?

S5. Tehtävänäsi on etsiä erilaisia sään ennustamisen palveluita.
a) Valitse kaksi paikkakuntaa ja monia eri lähteitä, joiden sääennusteita vertaat.
b) Kerro paikkakunnittain sääennuste seuraaviksi päiviksi ja käyttämäsi lähteet.
c) Palaa tehtävään parin päästä selvittämään miten ennusteet pitivät paikkaansa.
d) Jos ennusteet eivät pitäneet paikkaansa, mikä sääilmiö on ollut mahdollisen ennustamisen epäonnistumisen syynä?

=================================================

Luku 10

P1.
a) Miten käsite ilmasto eroaa käsitteestä sää? Sää on hetkellinen sääilmiö, ilmasto on keskiarvosäähavainnoista tehty, melko pysyvä, tilastollinen käsite alueen lämpötilasta ja sademäärästä, haihtumisesta, kasvukaudesta ja lumipeitteestä.
b) Mitkä kaksi säätekijää vaikuttavat eniten tietyn paikan ilmastoon? Lämpötila ja sateisuus.

P3. Miten ilmasto-, lämpö- ja kasvillisuusvyöhykkeet liittyvät toisiinsa? Lämpövyöhyke on maapallon alue, jolla vallitsee tietynlainen lämpötila. Lämpövyöhykkeiden rajat kulkevat suurelta osin leveyspiirien suuntaisesti. Ilmastovyöhykkeet tai –alueet ovat usein lämpövyöhykkeiden sisällä olevia tietynlaisen ilmaston omaavia alueita, ks. http://fi.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6ppenin_ilmastoluokitus
Kasvillisuusvyöhykkeet eli kasvillisuusalueet ovat kasvillisuudeltaan toisistaan eroavia alueita. Pääasiassa alueen kasvillisuus määrittyy ilmaston ja maannoksen perusteella.

P4. Tee luettelo, millaiset tekijät ovat vaikuttaneet lämpötilaan maapallolla. Maan asema suhteessa Aurinkoon, Auringon aktiivisuus, maankuoren laattojen liikkeet, tulivuoritoiminta, ihmistoiminta.

S1. Aiot perustaa rantalomiin erikoistuneen matkatoimiston.
Miltä ilmastovyöhykkeiltä kannattaisi etsiä sopivia matkakohteita, jotta asiakkaat olisivat todennäköisimmin tyytyväisiä sään ollessa lämmin ja aurinkoinen? Kuuma tai lämmin vyöhyke.

S4. Lue lisätiedoista tai tekstin linkistä miten muinaista ilmakehää on selvitetty.
a) Miten jäätiköstä selvitetään ikä sekä tällöin vallinnut ilmakehän kaasukoostumus ja lämpötila?
Iänmääritysmenetelmiä on lukuisia. Monet niistä perustuvat radioaktiivisen aineen ja sen hajoamistuotteiden mittaamiseen. Koska puoliintumisaika on vakio, aineen ikä on laskettavissa. Mittaustarkkuudet ovat merkittävästi parantuneet aiemmasta. Ilmakehän lämpötila voidaan määrittää hapen pysyvien isotooppien 16O/18O-suhteesta. Suhde voidaan mitata rakenteista, joissa on happea. Muinaista happea on esimerkiksi jäässä ja kalkkikuoristen eläinten fossiileissa. Myös muita kemiallisia menetelmiä entisaikojen lämpötilan selvittämiseen on olemassa. Hiilen isotooppien 13 C / 12 C -suhteesta voidaan laskea muinaisen ilmakehän hiilidioksidipitoisuus. Vielä tarkempi tulos saadaan mittaamalla pitoisuudet muinaisista ilmakuplista mannerjään tai esimerkiksi meripihkan sisältä.

b) Miten kalkkikivikerroksesta selvitetään ikä ja vallinnut lämpötila? Kalkkikuoristen eliöiden fossiileista.

S5.
a) Piirrä koordinaatisto, jossa x-akselilla on vuoden keskilämpötila ja y-akselilla vuoden sademäärä.
b) Sijoita koordinaatistoon seuraavat:
tundra, havumetsä, lauhkean vyöhykkeen lehtimetsä, aro, aavikko, savanni, sademetsä.