Fysik og Geografi Noter PDF

# Fysik og Geografi Noter ## 1. Solens stråler * Solen er en drivkraft til det fleste processer. * Inde i dens centrum bliver stoffet hydrogen omdannet til helium - det sker ved kerneprocesser. * Kerneprocesser frigiver store mængder af energi. * Energien udsendes så i rummet i form af stråling. *...

# Fysik og Geografi Noter ## 1. Solens stråler * Solen er en drivkraft til det fleste processer. * Inde i dens centrum bliver stoffet hydrogen omdannet til helium - det sker ved kerneprocesser. * Kerneprocesser frigiver store mængder af energi. * Energien udsendes så i rummet i form af stråling. * Igennem den udsendte stråling modtager jorden energi fra solen. * Solens stråling = bestemt type af bølger. * De bølger kaldes elektromagnetiske bølger. * En elektromagnetiske bølge er en bølger der er svingninger i elektriske og magnetiske felter. * Både Solen og Jorden er omgivet af magnetfelter. * Det elektriske felt omgiver partikler med en elektrisk ladning, protoner og elektroner. * En elektromagnetisk bølge beskrives ved dens bølgelængde, - altså længden af bølgen viser os hvilken type det er. ## Elektromagnetiske spektrum: ### Bølgelængde | Bølgelængde | | |---|---| | 10-15 m | 1 picometer | | 10-9 m | 1 nanometer | | 10-6 m | 1 mikrometer | | 10-3 m | 1 millimeter | | 10° m | 1 meter | | 103 m | 1 kilometer | | Type | | |---|---| | Gammastråling | | | Røntgenstråling | | | Ultraviolet (UV) | | | Infrarød (IR) | | | Mikrobølger | | | Radar | | | TV, FM | | | AM | | | Radiobølger | | * Solen udsender primært stråling i det synlige område, det infrarøde område og det ultraviolette område. * Solens udsendte stråling, skyldes Solens høje temperatur, på ca. 5700 grader på overfladen. ## Termisk stråling: * Termisk stråling eller Planck stråling = lys der udsendes fra et legeme fordi det er varmt * Fx jern, der gløder når det varmes op. * Infrarød stråling = er varmestråling * Fx hvis man holder hånden over en kogeplade, man kan mærke varmestrålingen, men man kan ikke se den. * Karakteren af den termiske stråling afhænger altså af legemets temperatur: * Jo højere temperatur af legemet, desto større er intensiteten af den udsendte stråling. * Jo højere temperatur af legemet, desto mindre er bølgelængden af strålingen, der udsendes mest af. * **Den relative intensitet = det er et mål for mængden af udsendt stråling: Højere værdier betyder større mængde stråling** **Eksempel 1:** Når noget har en temperatur på 3000 °C, udsender det ikke så meget stråling sammenlignet med noget, der er varmere. Det kan vi se på grafen, hvor kurven for 3000 °C ligger lavt. Kurven ligger også langt til højre, hvilket betyder, at den stråling, der udsendes mest, har en lang bølgelængde. Toppen af kurven viser, at den mest udsendte stråling ligger ved omkring 1000 nanometer, hvilket er infrarød stråling. Det betyder, at et objekt ved 3000 °C primært udsender varme i form af infrarød stråling, som vi ikke kan se. Kun en lille del af strålingen er synligt lys, og det lys, der er synligt, har farver som rød, orange og gul, der er kendt som "varme" farver. **Eksempel 2:** Når vi ser på kurven for 6000 °C, ligger den meget højere og længere mod venstre på grafen. Det betyder, at et objekt ved denne temperatur udsender meget mere stråling. Toppen af kurven er også længere mod venstre, hvilket viser, at den mest udsendte stråling har en kortere bølgelængde. I dette tilfælde falder toppunktet midt i det synlige lysområde. Det svarer ret godt til den stråling, vi får fra Solen. ## 2. Atmosfærens strålingsbalance * Jordens klima = bestemmes overordnet set af strålingsenergien, der modtages fra Solen. * Jorden er omgivet en ca. 100 km tyk atmosfære - den består af gasser som dinitrogen (N2), dioxygen (O2), vanddamp (H2O), carbondioxid (CO2) og argon (Ar). * Synligt lys trænger stort set uhindret igennem atmosfærens gasser. * Det meste af den ultraviolette stråling bliver derimod absorberet af ozon (O3), i den øvre atmosfære. * Carbondioxid og vanddamp absorberer en stor del af den infrarøde stråling, især i det område, der kaldes fjern-infrarødt, som har bølgelængder over 15 mikrometer. * Jordens gennemsnitstemperatur er ca. 15 grader * Det er for koldt til at udsende stråling i det synlige lysområde. * I stedet udsender jorden stråling primært i det fjern-infrarøde område. * Den type stråling kan kun delvist passere igennem atmosfæren * Det skyldes at drivhusgasserne vanddamp og carbondioxid absorberer det meste. * De kaldes drivhusgasser, fordi de holder på energien, som jorden udsender. * De hjælper med at opretholde en højere temperatur på planeten. ## 3. DK's lokale klima * Jordens klima er ikke det samme overalt - der er store forskelle fra sted til sted. * En af grundene til dette er solens stråling. * Der kommer altså meget solenergi per kvadratmeter, hvilket gør det varmt * I tropiske områder tæt på ækvator, står solen højt på himlen næsten hele året. * I polare område tæt på polerne, står solen lavt på himlen, eller den står slet ikke op i perioder. * Der kommer altså mindre solenergi per kvadratmeter, hvilket gør det koldt. * Vind- og havstrømme har også stor betydning for vores klima. * Fx i DK er klimaet varmere, end man vil forvente for et land der er så langt nordpå. * Det varmere klima, skyldes Den Nordatlantiske Strøm. * Den bringer varmt vand fra Den Mexicanske Golf op til det nordlige Europa og afgiver varme til luften. ## 4. Grønlandspumpen * En proces, der driver Den Nordatlantisk Strøm, der bringer varmt vand fra Den Mexicanske Golf op til Nordeuropa. * Den fungerer ved, at vand synker fra overfladen ned til havbunden ved Grønland. * Vandet synker ned pga. ændringer i vandets densitet (tæthed). * Grønlandspumpen opstår, når det varme vand, der strømmer nordpå, gradvist køles af og afgiver varme til luften (gør temperaturen varmere selvom vi er nordpå). ## Densitet: * Densitet eller massefylde er en fysisk størrelse der angiver hvor meget noget vejer, i forhold til hvor meget det fylder. * Hvis noget har en høj densitet, vejer det meget for sin størrelse, som fx en jernklump. * Hvis noget har en lav densitet, vejer det lidt for sin størrelse, som fx en flamingoplade. * Densitet betegnes med symbolet ρ, der er et græsk bogstav kaldt "rho”. * Densitet er en stof konstant - er en fysisk størrelse, der altid har en bestemt værdi for et givent stof under bestemte forhold (temperatur og tryk). ### Beregning af densitet Densiteten ρ af et legeme med masse m og volumen V er: ρ = m/V ### Grafisk bestemmelse af densitet * For at finde densitet af en væske skal man både måle væskens volumen (hvor meget plads den fylder) og masse (hvor meget den vejer). * Det er altid bedst at tage flere målinger, for at få et mere præcist resultat. * Start med at nulstille vægten (så måleglassets vægt/masse ikke regnes med), og start med at fylde væsken langsomt i glasset og notere både volumen (fx ml) og masse (som man får fra vægten) * Når man har noteret alle resultater, kan man opstille en graf (x-aksen: Volumen, y-aksen: Masse) * Hver måling er dermed et punkt i koordinatsystemet. "Hvis temperaturen stiger, vil smeltende is og gletsjere tilføre mere ferskvand til de arktiske have. Dette ferskvand har lavere densitet, hvilket kan forhindre det salte vand i at synke. Hvis dette sker, kan Grønlandspumpen stoppe, hvilket kan gøre klimaet i Nordeuropa koldere, selvom resten af verden bliver varmere." ### Grønlandspumpen - Vandets densitet: * Vandets densitet afhænger af både temperatur og saltindhold. * Hvis saltindholdet stiger, stiger densiteten * Vandet har maksimal densitet ved en temperatur omkring 4 grader. * Men når temperaturen er over 4 grader, bliver densiteten mindre, jo varmere det bliver (vandet fordamper) * Når vandet når de kolde områder ved Arktis, kan noget af vandet fryse til is. * Saltet bliver dermed tilbage i det resterende vand, og så er der mere salt. * Lave temperaturer og højt saltindhold øger vandets densitet. Derfor synker det til havbunden. * Når varmt overfladevand fra tropiske områder bevæger sig mod nord, bliver det koldere og tungere, hvilket får det til at synke ned i havet. * Samtidig skubber det kolde bundvand mod syd, hvilket skaber en cirkulation i havet. * Varmt vand bevæger sig nordpå, mens koldt bundvand bevæger sig sydpå. ## Densiteten falder når: * Temperaturen stiger: Varmen får partiklerne til at bevæge sig mere og fylde mere plads. * Saltindholdet falder: Mindre salt betyder mindre masse i samme volumen. # Geo noter ## 1. Klimazoner: * Klimazoner karakteriseres af temperatur og nedbør * De forskellige klimazoner er: Polar, tempereret, subtropisk, tropisk * **Polar:** Den polare klimazone kendetegnes ved meget lave temperaturer (typisk under 10 grader, selv om sommeren). Der er lidt nedbør, og vegetationen består primært af tundra og isdække områder. * **Tempereret:** Den tempereret klimazone kendetegnes ved skiftende temperaturer (varme somre, kolde vinter). Vegetationen består af fx skove som løv- og nåleskov samt græsstepper. * **Subtropiske:** Den subtropiske klimazone kendetegnes ved varme somre og milde vintre. Der findes områder med ørkener og tørre stepper, men også skove og savanner. * **Tropiske:** Den tropiske klimazone kendetegnes ved høje temperaturer og kraftig solindstråling året rundt. Der findes regnskove, savanner og nogle ørkener. ## 2. Strålingsbalancen: * Strålingsbalancen beskriver hvordan energi fra solen fordeles og cirkulerer på jorden. * **Indkommende kortbølget stråling:** * Solen udsender kortbølget stråling * Kortbølget stråling: UV, synligt lys og lidt infrarødt lys * UV-strålingen når stort ikke ned til jorden, da den bliver blokeret af ozonlaget * Det synlige ville nå direkte ned til jordoverfladen og bliver enten reflekteret eller absorberet af jordoverfladen. * **Albedo:** beskriver, den del af solens kortbølget indstråling, der bliver reflekteret fra en overflade. * Høj albedo findes der på lyse overflade som is og sne, der reflekterer det meste af strålingen. * Lav albedo finder der på mørke overflader som hav og skove. * Der bliver det meste af solens stråling absorberet. Den absorberet stråling skaber dermed varme og jorden udsender langbølget stråling (infrarød eller varmestråling). ## Absorberet stråling: * når jorden modtager stråling fra solen, bliver den tilførte energi brugt på tre måder: * **Fordampning af vand:** solen få vandet på overfladen til at fordampe. Derved opstår der vanddamp der bevæger sig op til luften, og varmen fra vandet overføres til luften. * **Varmeledning og varmelagring:** når jorden absorberer solens energi, stiger temperaturen og varmen overføres til luften. Jorden kan også opbevare varmen og frigive den senere. (Våd jord leder varme bedre end tør jord.) * **Langbølget tilbage stråling:** En stor del af en langbølget stråling som jorden udsender, bliver absorberet af drivhusgasser, som kuldioxid, vanddamp og metan i atmosfæren. Dog er der også noget af den stråling der slipper ud i rummet. ## 3. Klimamodeller * **Klimamodeller:** * Den bruges til at forstå hvordan forskellige faktorer påvirker klimaet. * Den bruger matematiske ligninger til at beskrive fysiske processer: atmosfærisk opvarmning, havstrømme, isdannelse og fordampning af vand. * Disse ligninger tager højde for, hvordan energien fra solen, drivhusgasser og andre elementer interagerer. * Modellerne kan simulere, hvad der vil ske, hvis vi fx udleder mere eller mindre CO2, eller hvis havstrømmene ændrer sig. * de kan også vejlede om hvordan vi skal ændre vores adfærd på jorden, så klimaet ikke tager skade. * **De fem sfærer i klimamodeller:** * **Atmosfæren:** indeholder luften og alle vejr- og klimaprocesser. * Modellen beregner, hvordan luftens temperatur, vind og fugtighed ændrer sig. * **Hydrosfæren:** omfatter alt flydende vand på jorden, havene, floder og søer. Modellen undersøger, hvordan temperaturændringer påvirker havstrømme og fordampning. * **Biosfæren:** Dækker alt liv, både planer og dyr, der kan påvirke klimaet ved fx at optage CO2. * **Kryosfæren:** Omfatter al is og sne, som reflekterer solens lys og påvirker jordens albedo. * Smeltende is ændrer også i havniveauet (vandstanden stiger). * **Lithosfæren:** Er jordens overflade, herunder bjerge og andre geologiske formationer, som kan påvirke vejret og ned børsforholdene. * **Klimascenarier:** * man bruger de forskellige scenarier til at lave forudsigelser om fremtidens klima * de viser mulige udviklinger * de kaldes RCP'er eller SSP'er * de beskriver forskellige niveauer af fremtidige drivhusgasudledninger * **For eksempel:** * **RCP2.6:** Dette scenarie forudsiger en lav stigning i drivhusgasudledninger, hvilket kunne resultere i en temperaturstigning på omkring 0,8°C i år 2100. * **RCP8.5:** Dette scenarie viser en situation med meget høj drivhusgasudledning, hvor temperaturen kan stige med omkring 4,5°C. ## 4. Usikkerheder i klimamodeller * Selvom de er meget præcise, er stadig usikkerheder, fordi de mange små faktorer kan hver især have en stor indflydelse på klimaet. * fx kan skydække ændre, hvor meget sollys der når jordens overflade og variationer i havstrømme kan påvirke, hvordan varme fordeles på planeten. * Der er også usikkerheder omkring, hvordan menneskelig adfærd og teknologisk udvikling vil ændre fremtidige CO2 udledninger. ## 4. Dybvandsdannelse: * Det sker, når havvand bliver meget koldt og saltet, hvilket gør at det har en høj densitet. * pga. den høje densitet synker vandet ned til havets bund. * Den proces foregår især i de kolde polarområder, hvor vandet afkøles * Koldt saltvand er tungere end varmt ferskvand, og det kolde saltvand har også en højere densitet. * Når havvand fryser til is, kan saltet ikke fryse med * Derfor bliver det presset ud af isen og bliver i det flydende vand. * Vandet omkring bliver derfor mere saltholdigt og dermed tungere. * Det tunge vand vil så synke ned til bunden, og derved skabes der en bevægelse i havet * Den bevægelse kaldes dybvandsdannelse, som er meget vigtig for at holde varmen fordelt rundt på jorden. ## Dilemma: * Hvis temperaturen stiger globalt, vil der smelte mere is i de kolde områder. * Derved kommer der mere ferskvand til havet og ferskvand ikke indeholder noget salt, vil der være mindre salt i vandet jo mere ferskvand der kommer. * Derved bliver vandet lettere * Når vandet så bliver lettere kan det ikke synke så nemt. * Derved svækkes dybvanddannelsen og det kan påvirke havstrømmene og gøre klimaet på den nordlige halvkugle koldere. # Bio noter: ## 1. Cellebiologi: * Alle levende organismer er opbygget af celler. * Der findes to typer af celler: Prokaryote og Eukaryote * **Prokaryote (før kerne):** * Har ikke en cellekerne (deres DNA udgøres kun af ét kromosom -- det flyder frit rundt) * De er Haploide (de har kun én kopi af deres arvemateriale) * Bakterieceller * Har en cellevæg * Har en cellemembran * Har cytoplasma (vandig væske i cellen hvori cellens bestanddele befinder sig) * Ribosomer (danner protein) * Plasmider (minikromosomer - et lille stykke arvemateriale som cellerne udveksler med hinanden. De indeholder ofte gener der giver bakterierne forbedret livsbetingelser under særlige miljøforhold. ## Gram positiv og gramnegativ: Beskriver to typer bakterier, som adskilles via Gramfarvning: * **Grampositiv:** * har en tyk cellevæg lavet af peptidoglycan. De mangler en ydre membran * **Gramnegativ:** * har en tyndere peptidoglycan mellem en indre og en ydre membran Forskellen påvirker deres modstandsdygtighed over for antibiotika. * Alle bakterier er encellede og prokaryoter, dvs de har ikke en cellekerne * Men ikke alle encellede organismer er prokaryote fx gærceller, protozoer (encellede). ## Eukaryote (ægte kerne): * Har en cellekerne (DNA opbevares) * De er Diploide (indeholder to kopier af hvert kromosom) * Menneskeceller, dyreceller, plantecelle, gærcelle (svampecelle) * Cellevæg har kun planteceller og svampeceller * Har en Cellemembran * Har cytoplasma * Har ribosomer * Har mitokondrier (deri foregår respirationen - der forbrændes glukose under iltforbrug til vand og kuldioxid) * Plantecellen har grønkorn (hvori fotosyntesen sker) * ER (endoplasmatisk retikulum) - er en cellemembranskompleks * Ru ERs funktion: Er at producere proteiner, der enten skal bruges i cellemembranen eller uden for cellen * Glat ERs funktion: Medvirker i forskellige stofskifte processer * Cytoskelet (giver cellen sin form (indre skelet), og er med til at regulere transporten af forskellige stoffer rundt i cellen.) ## 2. Energi i økosystemet * Energi bevæger sig gennem økosystemer. * Energien kommer ind som solenergi og forlader systemet som varme. * **Planter:** bruger solenergien til fotosyntese - de omdanner uorganiske til organisk materiale. Ved denne proces opbygger planterne organisk stof dvs. energirigtstof. * da de dermed danner energirigtstof bliver de det første led i økosystemets fødekæder. * **Autotrofe:** organismer der kan opbygge organisk stof ud fra uorganisk stof * **Heterotrofe:** organismer der skal tilført organisk stof som energikilde (alle dyr, svampe, og de fleste bakterier) ## Økosystemer * **BPP = BruttoPrimær Produktion:** den samlede fotosyntese / den samlede mængde C6H12O6 * **NPP = NettoPrimær Produktion:** den mængde C6H12O6 der går til plantens vækst * **R = Respiration:** den mængde C6H12O6 der er gået til respiration (og dermed forbrændt) **NPP = BPP - R** ## Trofiske niveauer: * Planter udgør det første trofiske niveau som autotrofe organismer (selvforsynende med energi gennem fotosyntese). * Planteædere er på det andet trofiske niveau, og rovdyr, der spiser planteæderne, udgør højere trofiske niveauer. * Kun en del af energien fra et niveau går videre til det næste, da resten tabes som varme via respiration. ## Fødekæder: * Fødekæder består af en sekvens af organismer, hvor energi overføres fra en organisme til den næste gennem føde. * Energien bruges til vækst og vedligeholdelse af livsprocesser. * F.eks.: I fotosyntesen bruger planter sollys til at omdanne kuldioxid og vand til glukose og ilt. Energien frigives igen ved respiration, hvor glukose nedbrydes for at opfylde organismens energibehov. ## Fødepyramiden: * den illustrerer, hvordan mængden af energi og biomasse bliver mindre for hvert niveau i fødekæden. * pga. respirationstab (der forekommer i hvert led), er der mindre energi tilgængelig for de højere trofiskeniveauer. ## Økologiske fodaftryk: * Det måler den mængde jord og ressourcer, som kræves for at opfylde en persons behov. (Ikke kun mad, men også andre energikilder: opvarmning, transport og forbrugsgoder) * Nogle lande har et større fodaftryk end andre pga. højere levestandard og forbrug. * Måler menneskers indvirkning på økosystemet ved at beregne det areal, der er nødvendigt for at opfylde deres behov, inklusiv mad, bolig, transport osv. * Hvad er en celle tjek * Energi i økosystemet tjek * Mikroorganismers vækst * Naturvidenskabelig metode * Melbillelarvers respirationstab * Mælkesyrebakteriers vækst * Gæring ==End of OCR==