Ook afgelopen Augustus verdere afkoeling in tropische zone

Onderstaande is een vervolg op dit artikel.
In dit artikel wordt o.a. stilgestaan bij de rol van La Nina op het temperatuurverloop van de afgelopen maanden in de tropische zone en verder enkele verwachtingen ten aanzien van de temperatuur in de gematigde en arctische zones voor de komende maanden.

Terwijl de tropische zone al enige maanden aan het afkoelen is, ziet men in de ‘niet tropische’ zones de temperatuur anomalie t.o.v. de referentieperiode (de normaal) nog wat toenemen. Verwachting is dat ook in de niet tropische zones de ‘temperatuur afwijking’ ten opzichte van de normaal de komende maanden beduidend minder zal worden.

De afkoeling in de tropische zone (afgelopen Augustus t.o.v. afgelopen Juli) is gemiddeld over de gehele tropische zone, dus over land + oceanen!
Volgens o.a. het UAH, welke zich op satelliet gegevens baseert, is de gemiddelde temperatuur over de gehele tropische zone (zone gelegen tussen 23,5 graad Noorderbreedte en 23,5 graad Zuiderbreedte) sinds afgelopen juni al noemenswaardig gedaald. Dat is enige maanden nadat het oppervlakte water in de Stille Oceaan begon af te koelen (vanwege komst van nieuwe La Nina).
Ook voor de afgelopen maand Augustus is in de tropische zone de gemiddelde temperatuur_anomalie t.o.v. de 30 jarige referentieperiode in vergelijking met de temperatuur_anomalie van de afgelopen maand Juli weer verder verminderd (afgenomen). Een kleiner wordende temperatuur_anomalie t.o.v. de 30-jarige referentieperiode betekend dat in de tropische zone de afkoeling de afgelopen maand nog verder verscherpt is.

Terzijde: In het zogenaamde NINO 3.4 gebied is de afgelopen week het oppervlakte water weer wat verder afgekoeld, namelijk tot 1,6 graden onder de normaal! Als deze relatief lage wateroppervlakte temperaturen nog een kleine 2,5 maand voortduren, is er formeel sprake van een krachtige La Nina.

UAH: Temperatuur afwijking Tropische zone:
2010 1: 0.681
2010 2: 0.791
2010 3: 0.726
2010 4: 0.633
2010 5: 0.708
2010 6: 0.476
2010 7: 0.420
2010 8: 0.362 (voorlopig cijfer)

Tegelijkertijd zag men afgelopen Augustus de gemiddelde mondiale temperatuur nog wat stijgen t.o.v. de maand ervoor (Juli).
Terwijl de tropische zone al enige maanden aan het afkoelen is, ziet men in de ‘niet tropische’ zones de temperatuur nog wat toenemen. Verwachting is dat ook in de niet tropische zones de ‘temperatuur afwijking’ ten opzichte van de normaal de komende maanden beduidend minder zal worden.

UAH: Temperatuur afwijking gehele wereld (tropisch en Niet tropisch):
2010 1: 0.648
2010 2: 0.603
2010 3: 0.653
2010 4: 0.501
2010 5: 0.534
2010 6: 0.436
2010 7: 0.489
2010 8: 0.511 (voorlopig cijfer)

Verwachting is dat Ten eerste door het afnemende temperatuurverschil tussen de Niet-tropische en de Tropische zone en Ten tweede het wegebbende effect van vrijkomende latente warmte in de tropen, ook in de gematigde (en arctische) zones de komende maanden de positieve temperatuur afwijking (anomalie) beduidend zal gaan verminderen.
Als gevolg daarvan zal ook de (positieve) mondiale temperatuur afwijking (anomalie) de komende maanden noemenswaardig minder worden, dus dat de gemiddelde wereld temperatuur weer wat minder gaat afwijken van het 30 jarige gemiddelde (van de referentieperiode).
Voor meer uitleg over het waarom zie de rest van het artikel hieronder.

Warmtecapaciteit
Het koudere oppervlaktewater in een groot deel van de tropische zone van de Stille oceaan (nieuwe La Nina) zorgt ervoor dat de bovenliggende luchtkolom geleidelijk aan begint af te koelen.
Lucht heeft namelijk een beduidend lagere warmtecapaciteit dan water.

Rekenvoorbeeld warmtecapaciteit:
Soortelijke warmte (vloeibaar) water: 4186 Joule per Kg
Soortelijke warmte droge lucht: 710 Joule per Kg
Soortelijke massa (vloeibaar) water: ongeveer 1 kg per dm3
Soortelijke massa lucht: 1,29 kg per m3 of te wel 0,00129 kg per dm3
1 kubieke meter (droge) lucht 1 graad laten stijgen: grofweg 1,29 x 710 = 916 Joule aan warmte benodigd (hierbij wordt uitgegaan dat de absolute hoeveelheid aan waterdamp niet toeneemt)
1 kubieke meter water 1 graad laten stijgen: grofweg 4186000 Joule aan warmte benodigd.
Dus om 1 kubieke meter water 1 graad te laten stijgen kost grofweg 4500 keer meer energie dan om 1 kubieke meter droge lucht (met dezelfde temperatuur) 1 graad te laten stijgen.
Als ik me niet vergis is de warmtecapaciteit van de bovenste 2 meter van alle oceanen en zeeen grofweg gelijk aan die van de gehele aardse atmosfeer!

Vrijkomende latente warmte
Verder bevat warme met vocht verzadigde lucht relatief veel latente warmte.
Wanneer men 1 kubieke meter (m3) volledig met vocht verzadigde warme lucht 1 graad afkoelt komt er verhoudingsgewijs veel meer (latente) warmte vrij dan wanneer men 1 m3 volledig met vocht verzadigde koele lucht 1 graad afkoelt.
Tijdens het afkoelen van warme met vocht verzadigde lucht komt (via condensatie) dus beduidend meer latente warmte vrij dan tijdens het afkoelen van koudere met vocht verzadigde lucht.

Een voorbeeld over vrijkomende (latente) warmte:
Wanneer men 1 m3 volledig met vocht verzadigde lucht van 27 graden Celsius 1 graad laat afkoelen wordt er 1,39 gram waterdamp gecondenseerd.
Wanneer men 1m3 volledig met vocht verzadigde lucht van 5 graden Celsius 1 graad laat afkoelen wordt er 0,45 gram waterdamp gecondenseerd.
Bij afkoeling van volledig verzadigde lucht van 27 graden Celsius naar 26 graden wordt er dus ongeveer drie maal zoveel waterdamp gecondenseerd dan bij afkoeling van volledig verzadigde lucht van 5 graden naar 4 graden. Drie maal zoveel waterdamp die gecondenseerd wordt betekend dat er ook drie maal zoveel condensatie warmte vrijkomt. En die condensatiewarmte wordt afgestaan aan de directe omgeving.

Wanneer 1 m3 droge lucht 1 graad Celsius afkoelt is er slechts 710 Joule aan warmte ‘verloren’ gegaan.
Vrijkomende condensatie warmte: 2256 kJ/kg = 2256 J/gram
Bij het 1 graad afkoelen van met vocht verzadigde lucht van 27 graden Celsius komt er via condensatie per kubieke meter lucht 1,39 x 2256 J aan (latente) warmte vrij.
Bij het 1 graad afkoelen van met vocht verzadigde lucht van 5 graden Celsius komt er via condensatie daarentegen per kubieke meter lucht slechts 0,45 x 2256 J aan (latente) warmte vrij.

Kleiner wordende temperatuurverschillen en afnemende hoeveelheid vrijkomende (latente) warmte
Boven het gebied waarin de La Nina plaatsvindt, wordt de bovenliggende lucht geleidelijk aan afgekoeld. Dat ziet men indirect ook terug in de gemiddelde temperatuur van de tropische zone.

Wanneer een La Nina de kop op steekt, zal er in eerste instantie flink wat latente warmte vrijkomen. Die latente warmte wordt afgestaan aan de directe omgeving, onder andere ook aan de meer zuidelijk en Noordelijk gelegen gebieden (atmosfeer). Daardoor kan het in de meer naar het Noorden en Zuiden gebieden het tijdelijk gemiddeld wat warmer worden.
Echter, aangezien de gemiddelde temperatuur boven de tropen koeler en koeler wordt, zal het temperatuurverschil met de niet tropische gebieden relatief kleiner worden. Laatstgenoemde zal het effect van de vrijkomende latente warmte (via condensatie) meer en meer compenseren. Op bepaald moment bereikt La Nina haar hoogtepunt en enige tijd later zal ook de bovenliggende lucht haar laagste gemiddelde temperatuur bereiken. Aangezien de lucht niet meer verder afkoelt, zal er ook geen latente warmte meer vrijkomen. Op het eind van een La Nina is door de relatief koele tropische lucht het temperatuur verschil met de gematigde zones relatief minder dan gedurende een warme El Nino. Bovendien komt er veel minder latente warmte meer vrij, omdat het afkoelingsproces in de tropen is gestopt. Wanneer het oppervlakte water weer begint te stijgen, zal ook de bovenliggende luchtkolom warmer worden en meer vocht kunnen gaan bevatten. Via verdampingswarmte wordt er dan warmte aan de omgeving onttrokken.

Samengevat
Door een combinatie van enerzijds “voor de tijd van het jaar kleiner wordende temperatuurverschillen tussen de tropen en de overige zones” en anderzijds “een afnemende hoeveelheid aan latente warmte door condensatie”, is er de komende maanden boven de tropen steeds minder warmte aanwezig om uit te wisselen met de niet tropische zones.

Of iets anders geformuleerd: Minder beschikbare warmte boven de tropen (vooral veroorzaakt door een La Nina) zorgt ervoor dat er met enige vertraging (in de tijd) ook minder warmte beschikbaar is voor transport naar meer Noordelijke en zuidelijke gebieden.

Sommige modellen voorspellen vanwege bovengenoemde en o.a. vanwege een zich manifesterende koude PDO voor de Westkust van Noord-Amerika, een koude arctische winter.
Volgens deze modellen zal door verminderende aanvoer van tropische warmte, verhoudingsgewijs de gebieden in de hogere breedtegraden de komende maanden sterker gaan afkoelen dan de gebieden in de minder hoge breedtegraden.
Wat de winter boven Europa betreft speelt ook de NAO en AMO een erg belangrijke rol.

Bovengenoemde is natuurlijk enigszins speculatief van aard.
De werkelijkheid is natuurlijk veel complexer en dynamischer dan hierboven beschreven wordt.
Denk bijvoorbeeld aan het plaatselijk in korte tijd sterk veranderde albedo van het aardoppervlak door sneeuwval. Als koude vochtige lucht uitstroomt over land zal tot een sneeuwdek kunnen leiden. Koude lucht die uitstroomt boven (ijsvrije) water, zal niet leiden tot een sneeuwdek. In dit artikel wordt niet verder ingegaan op de genoemde afkortingen (PDO, AMO, NAO).

Advertenties

Over paradoxnl

Man, 53 jaar, Nederland.
Dit bericht werd geplaatst in Uncategorized en getagged met , . Maak dit favoriet permalink.

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s