5.46.Какие задачи можно решить с помощью барометрической формулы
БАРОМЕТРИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА, определяет зависимость (уменьшение) атмосферного давления от высоты над уровнем моря. Барометрическая формула используется для определения высоты в атмосфере, градуировки барометров и т.д
Барометрическая формула широко используется для оценки атмосферного давления при различных условиях, хотя она дает слегка завышенные значения.
5.47.Что такое адиабатическое изменение температуры воздуха
Адиабатическим называется изменение температуры, происходящее без изменения количества тепла, содержащегося в данной массе воздуха(процессы, при которых отсутствует теплообмен с окружающей средой, называют, адиабатическими). Адиабатическое изменение температуры зависит от содержания водяного пара в поднимающемся воздухе. Если поднимается воздух, содержащий ненасыщенный водяной пар, он охлаждается примерно на 1°С/100 м. Если этот самый объем воздуха опускается в направлении к земной поверхности, он на столько же нагревается. При подъеме воздуха с ненасыщенным водяным паром изменение его температуры на единицу высоты (обычно на 100 м) называется сухоадиабатический вертикальным градиентом температуры. Такой градиент имеет место только в воздухе, не содержащем сконденсированной влаги в виде капель воды.
При адиабатическом расширении газ охлаждается, так как при этом совершается работа против сил внешнего давления, в результате чего внутренняя энергия газа уменьшается. Воздух в восходящем потоке расширяется, так как, поднимаясь, он попадает в области все меньшего давления. Этот процесс происходит практически без
теплообмена с окружающими слоями воздуха, тоже поднимающимися и тоже охлаждающимися. Поэтому расширение воздуха в восходящем потоке можно считать адиабатическим. Итак, подъем воздуха в атмосфере сопровождается его охлаждением.
Тепловые лучи, испускаемые нагретой землей, не проходят через стеклянную раму парника
5.48.Какими законами характеризуются адиабатические процессы в атмосфере
Адиабатические процессы характеризуются законами:
1.Первый закон термодинамики для адиабатического процесса принимает вид
A = – U,
70
где U – изменение внутренней энергии. В адиабатическом процессе газ совершает работу за счет изменения внутренней энергии. Внутренняя энергия идеального газа изменяется пропорционально его температуре. Для 1 моля одноатомного газа
5.49.Как можно охарактеризовать конвенцию в атмосфере
Конвекция(Конвекция - это процесс теплопередачи, осуществляемый путем переноса энергии потоками жидкости или газа), в атмосфере, вертикальные перемещения объёмов воздуха с одних высот на другие, обусловленные архимедовой силой: воздух более тёплый и, следовательно, менее плотный, чем окружающая среда, перемещается вверх, а воздух более холодный и более плотный — вниз. При слабом развитии К. имеет беспорядочный, турбулентный характер. При развитой К. над отдельными участками земной поверхности возникают восходящие и нисходящие токи воздуха, пронизывающие атмосферу иногда до высот стратосферы (проникающая К.). Вертикальная скорость восходящих токов (термиков) при этом обычно порядка нескольких м/сек, по иногда может превышать 20—30 м/сек. С проникающей К. обычно связано образование облаков К. — кучевых и кучево-дождевых (грозовых)
5.50.Что такое конвергенция
Конвергенция - это атмосферное условие, которое имеет место, когда со всех сторон в некоторую область втекают горизонтальные потоки воздуха. Когда воздух сходится вдоль земной поверхности, он вынужден подниматься вверх, так как нет возможности опускаться вниз.
Многоуровневая конвергенция может поднимать пласты воздуха толщиной в сотни километров
71
5.51.Каким образом достигается уровень конденсации в атмосфере
Уровень, до которого нужно подняться воздуху, чтобы содержащийся в нем водяной пар при адиабатическом подъеме достиг состояния насыщения (относительная влажность воздуха равна 100%). У. К. определяется с помощью аэрологической диаграммы или по формуле
Zκ=122(t0- τ0)
где t0 и τ0 — температура воздуха и точка росы у земной поверхности, zκ — в метрах.
5.52.В чем заключаются сухоадиабатические изменения температуры в воздухе
Изменение температуры воздуха на 1 °С на каждые 100 м вертикального слоя воздуха соответствует сухоадиабатическому градиенту. Сухоадиаба-тический вертикальный температурный градиент (минусовый температурный градиент) является индикатором устойчивости атмосферы (способности атмосферы препятствовать вертикальным движениям и сдерживать турбулентность). Исходя из представления о сухоадиабатическом температурном градиенте и фактических изменениях температуры по вертикали, определяют три типичных состояния атмосферы: безразличное (рис. 1), неусточивое (рис. 2) и устойчивое (рис. 3).
Рис. 1. Безразличное состояние атмосферы
72
Рис. 2. Неустойчивое состояние атмосферы: 1 — сверхадиабатический градиент; 2 — сухоадиабатический градиент
Рис. 3. Устойчивое состояние атмосферы: ниже адиабатического градиента; 2 — сухоадиабатический градиент
5.53.Чему равен сухоадиабатический коэффициент
Температура изменяется на 1° при подъеме массы воздуха на каждые 100 м. Эта величина называется сухоадиабатическим градиентом температуры
Адиабатическое изменение температуры —dT/dz в вертикально движущейся индивидуальной частице сухого воздуха на единицу изменения высоты
где Τi — абсолютная температура данной частицы воздуха и Та — абсолютная температура окружающей атмосферы. Принимая отношение
i/Τa равным единице при температуре 0° и стандартном значении g, получим Гd=0,98°/100 м, т. е. почти 17100 м. Для влажного насыщенного воздуха величина —dT/dz отличается от величины —dT/dz для сухого воздуха на несущественный множитель
где s — удельная влажность.
Адиабатическое изменение состояния сухого или ненасыщенного влажного воздуха. Температура и давление связаны при этом уравнением Пуассона, изменение температуры с изменением высоты перемещающегося воздуха при С. П. характеризуется сухоадиабатическим градиентом температуры.
5.54. Как можно охарактеризовать влажноадиабатические изменения температуры воздуха
При подъеме насыщенного водяным паром воздуха скорость его охлаждения несколько уменьшается, так как при этом происходит конденсация водяного пара, при
73