Meteorologia i Klimatologia Ćwiczenie IV. Poznań,

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Meteorologia i Klimatologia Ćwiczenie IV. Poznań,"

Mieczysław Zych
7 lat temu
Przeglądów:

1 Meteorologia i Klimatologia Ćwiczenie IV Poznań,

3 Woda w atmosferze i jej przemiany fazowe Zapotrzebowanie energetyczne przemian fazowych wody jest istotnym czynnikiem kształtującym warunki pogodowe. Hydrosfera stanowi ok 1,4mld km3. *Kaloria (łac. calor-ciepło) jednostka ciepła. 1 cal to ilośc ciepła potrzebna do ogrzania 1g wody o 1 C w przedziale 14,5-15,5 ; 1 cal = 4,186 J.

4 Tempo parowania (fizyka): Temperatura cieczy Temperatura gazów nad powierzchnią wody Ciśnienie atmosferyczne i ruch powietrza Ciepło utajone parowania dla 1g wody przy 0 C wynosi : 597 cal/1g

5 Podczas skraplania oddawana jest taka sama ilość ciepła. Skraplanie 80 cal/1g Sublimacja przemiana fazowa bezpośredniego przejścia ze stanu stałego w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego. Zjawisko odwrotne to resublimacja. Sublimacja/Resublimacja 677cal/1g

6 Zjawiska parowania i kondensacji zachodzą równocześnie. Zawartość pary wodnej w atmosferze ziemskiej to ok 2,5% sumy rocznych opadów. Średni czas życia cząsteczek pary wodnej wynosi 9 dni. Ze względu na pojemność cieplną para wodna jest najważniejszym gazem cieplarnianym (bez niej temp. byłaby dużo niższa) pochłania energię promienistą, zwłaszcza długofalową Zawartośc pary wodnej w atmosferze waha się od 0 do 3,5-4,0% jej objętości

7 Wartość graniczna maksymalna ilość pary wodnej w jednostce powietrza (wartośc zmienna) im wyższa temperatura, tym wyższe wartości osiąga maksymalna pojemność powietrza względem pary wodnej Prężność maksymalna pary wodnej jako funkcja temperatury

8 Inne miary charakteryzujące zawartość pary wodnej w atmosferze: (1) Prężność pary wodnej ciśnienie jakie wywiera para wodna [kpa, mmhg] - aktualna e - maksymalna E maksymalna zawartość pary wodnej w powietrzu zanim nastąpi kondensacja

9 (2) Wilgotność względna - stosunek ilości pary wodnej w danej chwili w powietrzu, do ilości, która w panującej temperaturze stanowi wartość pełnego wysycenia. f = (e : E) * 100% (3) Niedosyt wilgotności powietrza ilość pary wodnej, której brakuje do nasycenia powietrza Δ = E - e

10 (4) Wilgotność bezwzględna - oznacza ilość pary wodnej w 1 m3 powietrza - jednostka kg/m3 (5) Wilgotność właściwa ilość g pary wodnej w 1kg powietrza [g/kg] *(6) Temperatura punktu rosy (Dew Point) temparatura, w której następuje nasycenie powietrza parą wodną (wilgotność względna osiąga 100%) i rozpoczyna się proces kondensacji pary wodnej. Bardzo ważna w lotnictwie.

11 Przyrządy do pomiaru wilgotności: (1) Ewaporometr Piche'a, Wilda (2) Lizymetr do pomiaru wielkości zapasu wody w glebie. W przypadku gdy równolegle prowadzi się pomiar opadu, pozwala na uzyskanie informacji o parowaniu wody oraz ewapotranspiracji. (3) Higrometry wykorzystanie metody absorbcyjnej (4) Psychrometr aspiracyjny Assmanna (5) Psychrometr Augusta

12 Kondensacja pary wodnej: następuje poprzez procesy: - adiabatyczne (związane z rozprężaniem się powietrza wraz ze wzrostem wysokości) ochładzanie się powietrza podlegającego konwekcji swobodnej (termicznej) - ochładzanie się powietrza związane z wymuszoną konwekcją na stokach wzniesień - ochładzanie się powietrza związane z wymuszoną konwekcją na powierzchniach frontów atmosferycznych - napływ ciepłego powietrza nad wychłodzone podłoże - mieszanie się mas powietrza o różnych właściwościach fizycznych - radiacji (wypromieniowania) ciepła z powierzchni Ziemi w wyższe warstwy atmosfery. Odbywa się to najczęściej w pogodne noce. (prom. długofalowe)

13 Warunkiem koniecznym rozpoczęcia kondensacji pary wodnej jest obecność jąder kondensacji, czyli mikroskopijnych cząstek stałych i ciekłych unoszących się w powietrzu (np.: pyły wulkaniczne, pyłki roślinne, cząstki soli morskiej, pyły przemysłowe). Na jądrach kondensacji następuje osadzanie się produktów kondensacji (kropelek wody lub kryształków lodu). W powietrzu zupełnie pozbawionym jąder kondensacji proces skraplania się pary wodnej rozpczyna się przy wilgotności względnej około 400%.

14 Pozostałe warunki konieczne do kondensacji pary wodnej: - nasycenie powietrza parą wodną - temp. powietrza równa lub niższa od temp. punktu rosy *** Skutkiem kondensacji pary wodnej jest powstawanie chmur, mgieł oraz opadów i osadów atmosferycznych.

15 Mgła - zawiesina drobnych (poniżej 0,05 mm) kropelek wody (przy bardzo niskiej temperaturze również kryształków lodu) w przyziemnej warstwie troposfery ograniczająca widoczność do poniżej 1 km. Typy mgieł ze względu na przyczyny ich powstawania: * mgła radiacyjna - tworzy się przy powierzchni ziemi w wyniku wypromieniowania ciepła z podłoża. Tworzą się zazwyczaj wiosną i jesienią w zagłebieniach terenu podczas pogody bezchmurnej i bezwietrznej * mgła adwekcyjna - powstaje w wyniku napływu ciepłego i wilgotnego powietrza nad chłodne podłoże - często powstają nad brzegiem morza

16 * mgła frontowa - powstaje podczas przemieszczania się frontu ciepłego w wyniku zetknięcia się dwóch mas powietrza o różnych właściwościach termicznych w efekcie nasycenia powietrza opadem * mgła orograficzna (stokowa) - powstaje w skutek ochłodzenia się powietrza unoszącego się po stokach górskich * mgła z parowania - tworzy się podczas napływu chłodnego powietrza nad cieplejszy zbiornik wodny. Unosząca się para wodna ulega kondensacji w chłodnym powietrzu

17 Podział mgieł ze względu na widoczność: * mgła słaba m * mgła umiarkowana m * mgła gęsta m * mgła bardzo gęsta poniżej 50m Jeśli widoczność jest ograniczona do mniej niż 1000m wówczas mówi się o zamgleniach.

Powstaje podczas ochłodzenia się powietrza poniżej punktu rosy, najczęściej wieczorem i rano - szron tak samo jak rosa, ale

18 Osady atmosferyczne: - rosa- osad w postaci kropel wody powstających na powierzchni skał, roślin i innych przedmiotów w wyniku skraplania się pary wodnej zawartej w powietrzu. Powstaje podczas ochłodzenia się powietrza poniżej punktu rosy, najczęściej wieczorem i rano - szron tak samo jak rosa, ale przy ujemnych temp. - szadź (sadź) na cienkich przedmiotach; powstaje, gdy przechłodzone, wilgotne powietrze zawierające drobne kropelki wody (mgła) napływa na obszar o często jeszcze niższej temperaturze.

19 Osady atmosferyczne c.d: - nalot ciekły- osad na pionowej powierzchni, która została pokryta kropelkami wody - nalot stały (zamróz) oblodzenie powierzchni pionowej - gołoledź gładka, równa, przezroczysta warstwa lodu pokrywająca podłoże.

Podobne dokumenty

Wstęp do Geofizyki. Hanna Pawłowska Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski

Wstęp do Geofizyki. Hanna Pawłowska Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski Wstęp do Geofizyki Hanna Pawłowska Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski Wykład 3 Wstęp do Geofizyki - Fizyka atmosfery 2 /43 Powietrze opisuje się równaniem stanu gazu doskonałego,