ТЕМА: Водяной пар в атмосфере

«Влажность воздуха – содержание водяного пара в атмосфере».

Водяной пар непрерывно поступает в атмосферу вследствие испарения с поверхности водоемов, почвы, снега, льда и растительного покрова.

1.Характеристики влажности воздуха

1. Парциальное давление водяного пара [ е ] – давление, которое имеет водяной пар, находящийся в воздухе.

Измеряется в [ г Па]. 1 г Па = 100 Па = 1 мб (миллибар)

2. Давление насыщенного водяного пара [ Е ] – это парциальное давление водяного пара, находящегося в состоянии насыщения.

(Насыщение пара – состояние, при котором в единице обьема воздуха содержится максимально возможное при данной температуре количество водяного пара).

Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяного пара может в нем содержаться. Поэтому Е тем больше, чем выше температура воздуха.

Измеряется в [ гПа ] (гектопаскалях).

3. Абсолютная влажность воздуха [ а ] – количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Измеряется в [г/м.куб].

4. Относительная влажность воздуха [ f ] – отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре, выраженное в %

(т.е. измеряется в %).

F=e/E×100%

f- показывает степень насыщения воздуха водяным паром. Полное насыщение происходит когда f=100%..

При неизменном содержании водяного пара в воздухе f тем больше, чем ниже температура воздуха. Поэтому f минимальная днем, максимальная на рассвете.

1. Дефицит насыщения воздуха водяным паром [ d ] – это разность между Е и е

d =E – e

Измеряется в [ г Па]

С увеличением f, d уменьшается и при f = 100%, d = 0

1. Точка росы. [ t d ] – это температура, при которой объём воздуха, охлаждающейся при постоянном давлении, становится насыщенный водяным паром.

f [ °C ] –единицы измерения.

При f = 100%, температура воздуха является точкой росы.

Чем меньше водяного пара содержится в воздухе, тем ниже температура точки росы и наоборот.

Испарение – переход вещества из жидкого состояния в газообразное. Количественно испарение характеризуется скоростью испарения – это масса воды, испаряющаяся с единицы поверхности, в единицу времени [ г/см. кв ]

мин

Скорость испарения можно вычислить по следующей формуле:

	W= A (E1 –e) Р

(закон Дальтона)

где (Е₁ – е) – дефицит насыщения, взятый по температуре испаряющей поверхности

Р – атмосферное давление

А – коэффициент, зависящий от скорости ветра [≈ 0, 0008]

Таким образом, скорость испарения зависит:

1. От температуры испаряющей поверхности (чем выше температура, тем больше скорость).

2. От дефицита насыщения (чем суше воздух, тем больше скорость).

3. От скорости ветра (ветер уносит влажный воздух, заменяя его на сухой и таким образом увеличивает скорость испарения).

4. От атмосферного давления (давление атмосферы затрудняет отрыв молекул воды от испаряющей поверхности, в результате скорость испарения уменьшается)

Испаряемость - теоретически возможное испарение с увлажненной поверхности при данных метеорологических условиях.

Испаряемость может быть равна испарению, но на большей части планеты она выше, чем реальное испарение.

Например: В пустыне испарение примерно в 25 раз меньше испаряемости, т. к. осадков выпадает менее 100 мм/год, а испаряемость более 2.500 мм.

Увлажнение территории можно охарактеризовать с помощью коэффициента увлажнения.

К_увл= R I

R – количество осадков за год (мм)

I – испаряемость за год (мм)

Если К больше 1, увлажнение территории избыточное (то есть осадков выпадает больше, чем может испариться в данных условиях.

Если К=1,увлажнение нормальное.

Если К меньше 1, но больше 0,3 –недостаточное.

Если ≤ 0,3 – скудное.

Чем меньше К_увл, тем засушливее климат.

Конденсация – переход вещества из газообразного состояния в жидкое. Для конденсации водяного пара в атмосфере необходимо 2 условия:

1. Охлаждение воздуха до температуры ниже точки росы –

Охлаждение воздуха до точки росы делает его насыщенным, а при дальнейшем понижении температуры воздуха, водяной пар, содержащийся в нем, становится перенасыщенным и излишки пара, превышающие предел насыщения, конденсируются.

2. Наличие ядер конденсации в атмосфере

Ядра конденсации – это аэрозольные частицы, находящиеся в атмосфере, на поверхности которых происходит адсорбция молекул водяного пара и в, результате образуются капли воды.

Без ядер конденсации капли воды образуются только при большом перенасыщении воздуха водяным паром (f более 400%), что в природе практически никогда не происходит.

Сублимация – переход водяного пара из газообразного состояния в твердое, минуя жидкую фазу. Она происходит при температуре ниже 0⁰С.

. Продукты конденсации и сублимации водяного пара на земной поверхности

Воздух соприкасается с земной поверхностью. И в зависимости от ее температуры, а также от температуры и влажности воздуха может происходить конденсация или сублимация водяного пара, и образуются следующие продукты:

1. Роса – мелкие капли воды, образующиеся на поверхности почвы, камнях, растениях при температуре выше 0⁰С. Ночью земная поверхность охлаждается вследствие теплового излучения земли, а от земной поверхности охлаждается и нижний слой воздуха. Если температура воздуха опустится ниже точки росы, произойдет конденсация водяного пара – в результате выпадет рос а. Утром роса быстро испаряется.

2. Иней – мелкие кристаллы льда, образующиеся на горизонтальных поверхностях (почве, наземных предметах) в результате тех же причин, что и роса, но при температуре ниже 0⁰С (то есть путем сублимации). Образование инея чаще всего происходит осенью и весной.

3. Изморозь: существует 2 вида → зернистая ( это рыхлый снеговидный осадок, нарастающий на ветвях деревьев, проводах, заборах и на других вертикальных и горизонтальных поверхностях, при наличии тумана и температуре –2; -7⁰С) и кристаллическая - пушистый слой кристаллов льда, образующийся на тех же поверхностях, но при температуре ниже -15⁰С. Изморозь образуется также путем сублимации, но только зимой.

Гололед – слой гладкого льда, образующийся на земной поверхности, стволах деревьев, проводах вследствие намерзания на них очень переохлажденных капель дождя или тумана (в атмосфере переохлажденные капли могут находится при температуре даже до –200С, но при соприкосновении с холодной поверхностью они тут же намерзают на нее). Не путать с гололедицей!

Продукты конденсации и сублимации водяного пара в свободной атмосфере

Туман – мельчайшие капли воды и кристаллики льда, взвешенные в атмосфере. Причина возникновения – конденсация или сублимация водяного пара в самом нижнем слое воздуха, в результате его охлаждения (капли тумана отличаются от росы малыми размерами).

Горизонтальная видимость при тумане менее 1 км, если больше 1 км, но меньше 10км – это дымка.

Облака – продукты конденсации и сублимации водяного пара, взвешенные в свободной атмосфере, на расстоянии 0,5 км и более от земной поверхности.

По составу облака бывают

Дата добавления: 2015-09-05