Geography

Geography

Instructions:    Problem    sets    are    by    the    time    and    date    given.    Please    submit    all    answers    digitally    via    Canvas.    Make    sure

you    write    clearly    and    show    all    your    work.    Please    list    anyone    else    you    worked    with    on    each    assignment
1. (30    pts    total)    Suppose    we    move    a    parcel    of    air    at    a    temperature    of    25°C,    and    with    a    dew    point

temperature    of    15°C    up    and    back    down    a    mountain    4    km    in    height.    Assume    the    normal    wet    and    dry

adiabatic    lapse    rates    apply.    On    the    diagram    below    show    the    following.    Assume    a    SALR    =    5    C/km,    and    an

ELR=7    C/km.    Estimate    the    specific    humidity    (SH)    using    the    plot    from    PS    2.
a) the    elevation    at    which    clouds    will    occur    (the    lifting    condensation    level);    b) the    temperature    of    the    parcel    at    the

top    of    the    mountain;    c) the    temperature    the    parcel    will    have    when    it    descends    to    the    bottom    on    the

far    side    of    the    mountain;    d) the    portions    of    its    journey    where    it    follows    the    wet    and    dry    rates    e)

explain    why    the    parcel    is    warmer/cooler/same    temperature    on    the    back    side    of    the    mountain    as    compared

to    when    it    started.
Problem    Set    3    Handed    Out:    26    Feb    (Sunday)    Due:    9    Mar    by    noon    (Thursday)
GEOG    301    Advanced    Environmental    Systems    Spring    2017    (R.    Dubayah    &    G.    Hurtt)
f) Fill    out    the    table    above.    Assume    the    SH    falls    as    the    temperature    falls    once    saturation    is    reached    (don’t

worry    about    changes    in    pressure)    (table    counts    for    10/30    pts)
g) Draw    the    temperature    of    the    parcel    and    the    temperature    of    the    environment    on    the    plot    below    (i.e.    draw

the    segments    where    the    parcel    follows    the    DALR    and    SALR    on    its    journey    up    and    down.    Does    the    parcel    ever

reach    a    level    of    free    convection    (where    it    would    rise    by    itself    because    its    warmer    than    the    surrounding    air)?

(10/30    pts)

ELEV    [km]    T    [C]    TDEW    [C]    SH    [g/kg]    RH    [%]    TENV    [C]    0    25    15            25    1

2                        3                        4

0
2. Find    the    maximum    angle    of    the    Sun    above    the    horizon    on    your    birthday.    a) List    your    birthday    b) What    is    the

declination    of    the    Sun    on    that    day    at    noon?    c) What    is    the    zenith    angle    of    the    Sun,    and    the    angle

above    the    horizon?
3. Use    a    diagram    to    describe    Hadley    cells.    Why    does    the    Hadley    circulation    change    seasonally?
4. Explain    how    the    geostrophic    wind    forms    using    a    diagram.    What    forces    are    in    play?    Why    is    there    no

geostrophic    wind    at    the    surface?
5. Calculate    the    velocity    of    the    geostrophic    wind    that    would    occur    between    points    (A)    and    (B)    on    the    map

below.    Assume:    The    pressure    at    (A)    =    540    mb    and    at    (B)    =    532    mb,    the    distance    between    (A)

and    (B)    is    400    km,    the    latitude    is    35°,    and    the    density    of    air    is    r    =    0.70    kg/m3.    Make

sure    all    units    are    expressed    in    the    SI    units    of    kg-m-s    (i.e.    remember    to    convert    km    to    m,    and

mb    to    Pa).    Draw    the    direction    the    wind    would    be    moving    on    the    map    as    well.
6.     (20    pts)    Draw    a    diagram    and    explain    the    atmospheric    and    oceanic    circulations    that    occur    in    the    tropical

Pacific    during    an    ENSO    event.
7. What    is    the    Ekmann    Spiral?    Why    does    it    occur?

find the cost of your paper