Geovidenskab A



Ny ordning

Onsdag den 26. maj 2021
kl. 09.00-14.00

Opgaver


Opgavesættet består af 5 opgaver med tilsammen 15 spørgsmål.
Svarene på de stillede spørgsmål indgår med samme vægt i vurderingen.

Der er 5 elektroniske bilag (bilag 1.1, bilag 2.1, bilag 4.1, bilag 4.2 og bilag 5.1).


Opgaverne

Opgave 1: Vulkanen Gamalama

Opgave 2: Vandrende lavtryk

Opgave 3: Solenergi fra Tunesien til Europa

Opgave 4: Havniveau i Storebælt

Opgave 5: Geotermisk energi i den danske undergrund



Opgave 1: Vulkanen Gamalama


Figur 1: Vulkanen Gamalama.

Gamalama er en vulkan på øen Ternate i Indonesien vist på figur 1.

  a) Klassificer vulkanen Gamalama. Begrund dit svar.


0 5 km
0 5 km
Figur 2: Den vulkanske ø Ternate set fra satellit. Venstre: Farvebillede. Højre: Falsk farvebillede som kan anvendes til at identificere områder uden vegetation. Fotos findes som bilag 1.1, der åbnes i QGIS.
Kun tekst på billedet, der er relevant for opgavebesvarelsen, er gjort tilgængelig for talesyntese


På figur 2 ses to satellitbilleder af øen Ternate. Disse findes som bilag 1.1. Bilaget downloades - pakkes ud og ”Bilag 1.1.qgs” åbnes i QGIS.

Vulkanøen er primært dækket af vegetation og bebyggelse. På figur 2 ses dog et større område uden vegetation. Området blev dækket af en mudderstrøm under et nyligt vulkanudbrud.

  b) Indtegn, på figur 2, området dækket af mudderstrømmen og opmål arealet.


Figur 3 viser et højdeprofil af vulkanen Gamalama. Under et vulkanudbrud blev der udspyet vulkanske bomber fra krateret med en fart på op til 70 m/s.

  c) Vurder vulkanbombernes maksimale højde over havets overflade. Gør rede for dine antagelser

Højdeprofil af Gamalama Højde / m 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Afstand / km 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Figur 3: Højdeprofil af vulkanen Gamalama.




Opgave 2: Vandrende lavtryk


På figur 1 ses et vejrkort fra den 20. august 2020. Figur 1 er vedlagt som bilag 2.1.

  a) Markér vindretningen ved punkt A på vejrkortet bilag 2.1. Begrund dit svar.

40°V 30°V 60°N 50°N 40°N 20°V 10°V 0° 10°Ø 20°Ø 30°Ø
Figur 1: Vejrkort for den 20. august 2020. T angiver et lavtryk, og H et højtryk. Der er markeret et punkt A.
Kun tekst på billedet, der er relevant for opgavebesvarelsen, er gjort tilgængelig for talesyntese


I tabel 1 er angivet vejrdata for den 20. august 2020 taget fra tre vejrstationer. Placeringen af vejrstationerne er (55°N, 40°V), (55°N, 0°) og (55°N, 30°Ø).

  Vejrstation 1 Vejrstation 2 Vejrstation 3
Temperatur i 2 m højde 14 °C 22 °C 10 °C
Dugpunktstemperatur i 2 m højde 14 °C 8 °C 6 °C
Vindhastighed i 10 m højde 7 m/s 2 m/s 4 m/s
Tabel 1: Vejrdata fra tre vejrstationer placeret langs breddegraden 55°N.


  b) Angiv hvilken af de tre vejrstationer, der findes ved de geografiske positioner (55°N, 40°V), (55°N, 0°) og (55°N, 30°Ø) på figur 1. Begrund dit svar.


I perioden d. 21. - 22. august 2020 bevægede lavtrykket sig hen over Danmark. Lufttrykket ved overfladen blev målt ved to lokaliteter (figur 2).

  c) Vurder på baggrund af figur 2 farten hvormed lavtrykket passerede hen over Danmark. Gør rede for dine antagelser.

Udvikling i lufttryk 21. - 22. august 2020 Nordby, Fanø Brønderslev Lufttryk i hPa 1011 1010 1009 1008 1007 1006 1005 1004 1003 00.00 02.00 04.00 06.00 08.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 00.00 02.00 04.00 Klokkeslet 21/8 2020 22/8 2020
Figur 2: Udvikling i lufttryk i perioden 21. - 22. august målt i Nordby på Fanø og Brønderslev i Nordjylland.




Opgave 3: Solenergi fra Tunesien til Europa


Der arbejdes på at opføre en solcellepark i Tunesien, som kan eksportere store mængder elektrisk energi til Europa (figur 1).

Strømmen kan transporteres igennem et kabel fra Tunesien til Malta med effekten 250 MW ved spændingsforskellen 220 kV.

  a) Beregn strømstyrken i kablet.
Tunesien - Malta 250 MW Tunesien - Italien 2000 MW Tunesien - Frankrig Over 2000 MW
Figur 1: Mulige linjeføringer for strømkabler fra den planlagte solcellepark i Tunesien til Europa.


Figur 2 viser den planlagte placering af solcelleparken i Tunesien (B) og en mulig placering af en solcellepark i Frankrig (A). Desuden ses hydrotermfigurer for de to lokaliteter.

N A B 1000 km A 25°C 125 mm 20°C 100 mm 15°C 75 mm 10°C 50 mm 5°C 25 mm 0°C 0 mm Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Temperatur (°C) Årsmiddel: 10.6 Nedbør (mm.) Årsnedbør: 647 B 30°C 150 mm 25°C 125 mm 20°C 100 mm 15°C 75mm 10°C 50mm 5°C 25 mm 0°C 0 mm Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Temperatur (°C) Årsmiddel: 18,8 Nedbør (mm.) Årsnedbør: 183
Figur 2: Kort med placering af to lokaliteter A og B. Til højre de tilhørende hydrotermfigurer.

  b) Angiv væsentlige klimatiske fordele eller ulemper ved at placere solanlægget ved B frem for A. Inddrag figur 2 i din besvarelse.

Ved den planlagte lokalitet i Tunesien er den årlige solindstråling på solcellepanelerne 8,1 GJ/m2. Solcelleparken forventes i gennemsnit at producere elektrisk energi med effekten 1,2 GW.

  c) Vurder, hvor stort et areal solcellerne vil dække. Gør rede for dine antagelser.




Opgave 4: Havniveau i Storebælt


Storebælt har været udsat for store havniveauændringer siden sidste istid. I den nordlige del af Storebælt ligger øen Romsø.
På figur 1 ses et skyggekort og et luftfoto af øen. Skyggekort og luftfoto findes som bilag 4.1.

200 m N
Figur 1: Skyggekort og luftfoto af øen Romsø.

  a) Indtegn på skyggekortet den del af Romsø, som tidligere har ligget under havniveau. Begrund dit valg.

Fra bunden af Storebælt, tæt på Romsø, er træstubbe fra en oversvømmet skov bragt til overfladen (figur 2).

En træstub er dateret ved hjælp af 14C- metoden.
Prøven indeholder 29,4 % af den oprindelige 14C.
Henfaldskonstanten for 14C er 3,833·10-12 s-1.

  b) Beregn træstubbens alder.
Figur 2: Træstubbe hentet op fra Storebælts havbund.

Træstubbe fra forskellige dybder er indsamlet og dateret. Data findes i bilag 4.2. Man kan antage, at alderen for en træstub repræsenterer det tidspunkt, hvor træet blev oversvømmet.

  c) Bestem ud fra data i bilag 4.2 den årlige ændring i havniveau i perioden 7000 - 5000 år før nu.
Forklar, hvorfor havniveauet efterfølgende ikke steg med samme hastighed.




Opgave 5: Geotermisk energi i den danske undergrund


Bjergarterne i Danmarks undergrund har forskellig porøsitet. På figur 1 ses tre bjergarter.

A 1 cm B 1 cm C 1 cm
Figur 1: Tre bjergarter fra den danske undergrund.

  a) Hvilken af bjergarterne på figur 1 har størst porøsitet? Begrund svaret.

Ved Aalborg planlægges et geotermisk anlæg (figur 2). Varmt vand fra et geotermisk reservoir oppumpes og afgiver varme via en varmeveksler, hvorved der kan produceres fjernvarme.

Ved passage af varmeveksleren falder temperaturen af det oppumpede vand fra 37 ℃ til 10 ℃. Når anlægget er i drift, passerer 100 L vand pr. sekund gennem varmeveksleren.

  b) Beregn den effekt, hvormed vandet overfører energi til varmeveksleren.


Injektionsboring Indvindingsboring Geotermisk reservoir i permeabel bjergart
Figur 2: Principskitse af et geotermisk anlæg


For at et geotermisk anlæg kan fungere, skal bjergarten i det geotermiske reservoir have en høj permeabilitet.

I bilag 5.1 findes data fra et eksperiment med gennemstrømning af vand i en bjergartsprøve (figur 3).
Ud fra eksperimentet kan porevandshastigheden v bestemmes ved formlen:

v =
Q/A · n
Hvor Q er vandføring, A er tværsnitsarealet og n er porøsiteten af bjergartsprøven.

Prøven har form som en cylinder med radius 1,93 cm og har porøsiteten 10,2 %.

  c) Beregn, ud fra data i bilag 5.1, vandføringen samt den gennemsnitlige porevandshastighed i prøven.
Figur 3: Prøve fra en boring i undergrunden, som bruges i eksperimentet med vandgennemstrømning.




Bilag


Bilag 1.1 (QGIS-projektfil. Bilaget skal gemmes og pakkes ud inden projektfilen ”Bilag 1.1.qgs” åbnes.)

Bilag 2.1 (Billede)

Bilag 4.1 (Billede)

Bilag 4.2 (Regneark)

Bilag 5.1 (Regneark)



Kildehenvisninger


Opgave 1:
Figur 1: https://egindo.b-cdn.net/wp-content/uploads/bb-plugin/cache/gamalama-Nasionalisme-panorama.jpg
Figur 2: https://www.sentinel-hub.com/
Figur 3: Data fra Google Earth.

Opgave 2:
Figur 1: https://www.dwd.de
Figur 2: Data fra dmi.dk

Opgave 3:
Figur 1: https://www.ingenieur.de/wp-content/uploads/2017/11/2017/19333_Stromkabel-zwischen-Tunesien-Malta-Italien-und-Frankreich.jpg
Figur 2: Google Earth samt http://www.geotema.dk/

Opgave 4:
Figur 1: http://kortforsyningen.dk
Figur 2: Søren Madsen, A/S Storebæltsforbindelsen.

Opgave 5:
Figur 1: Foto: Christian Skipper
Figur 2: https://www.altinget.dk/miljoe/sponsoreret/energiselskab-skaeve-afgifter-bremser-den-groenne-omstilling
Figur 3: Foto: Marie Habekost Nielsen