Круговорот водяного пара 1

Физические свойства льда, воды, вп. Определение и связь между характеристиками влажности воздуха. 2

Фазовые переходы воды. Условия фазового равновесия. График равновесия фаз. Переохлажденное состояние воды. 3

Упругость насыщенного пара в зависимости от температуры ( уравнение Клаузиуса-Клайперона). Факторы, влияющие на упругость насыщения. 3

Процесс испарения с молекулярно - кинетической точки зрения. Уравнение Кнудсена. 3

Эмпирические формулы для расчета испарения. Ф-ла Дальтона. 4

Испарение и испаряемость. 4

Испарение 4

Испаряемость 4

Процесс диффузии водяного пара, адвекция водяного пара. Уравнение переноса водяного пара. 5

Особенности испарения в естественных условиях. 5

Распределение водяного пара по вертикали в приземном слое атмосферы. Влагосодержание атмосферы. 5

Суточный, годовой ход параметров влажности воздуха, многолетняя изменчивость 6

Географическое распределение испаряемости и влажности воздуха. 7

Конденсация и сублимация водяного пара. Ядра конденсации. Продукты конденсации. 7

Процессы, приводящие к образованию туманов. Классификация туманов. 8

Физические процессы образования облаков. Классификация облаков. 8

Конденсация. Общие свойства коагуляции. 9

Активное воздействие на облака. 10

Характеристика и классификация осадков, выпадающих из облаков. Наземные осадки. Определение количества осадков. 10

Снежный покров. 12

Аномалии баланса влаги – засухи. Условия возникновения засух и их последствия (на примере Европейской территории России летом 2011 г). 13

Круговорот водяного пара

Водяной пар возобновляется в атмосфере каждые 8-10 суток. Тропические широты Земли получают за год примерно в 2 раза больше тепла, чем остальная часть земной поверхности. В тропической части атмосферы содержится основная масса водяного пара атмосферы. Поэтому тропическая зона является более энергонасыщенной, чем внетропические зоны. Так как атмосферная циркуляция обеспечивает перенос водяного пара и в меридиональном направлении, между тропической и внетропической зонами существует взаимная связь. Солнечная активность и космические лучи, вызывая ионизацию воздушных масс на высотах 12 - 20 км, способствуют образованию ядер конденсации, а затем и облачности. Облачность, в свою очередь, изменяет альбедо, условия поглощения инфракрасного излучения атмосферы и земной поверхности. Гигантские космические ливни могут активизировать этот конденсационный механизм даже в средней и нижней тропосфере. Солнечная активность имеет характерные периоды, близкие к таким атмосферным процессам, как волны Кельвина и Россби, поэтому в системе солнечное излучение ( плюс космические лучи) - атмосфера возможно возникновение солнечно-атмосферного резонанса, усиленного конденсационным механизмом. Совместные российско-индийские ракетные эксперименты в экваториальной части Индийского океана подтверждают гипотезу солнечно-атмосферного резонанса. Таким образом, предложен еще один механизм ( правда требующий дальнейших исследований), объясняющий изменчивость температуры Земли естественными процессами.

Физические свойства льда, воды, вп. Определение и связь между характеристиками влажности воздуха.

Вода имеет наибольшую плотность 1г/куб.см при t=4гр.

При замерзании плотность воды понижается. При 0гр. Плотность = 0.91 г/куб.см.

Теплоемкость льда наполовину меньше теплоемксоти воды.

Критическая температура (та темп. Выше которой вещ-во всегда газ) равна 647К или 374гр.

Удельная теплота парообразования и плавления очень высока (Lпл=324кДж/кг и Lпар=2500кДж/кг).

Влажность воздуха характеризуется следующими величинами: абсолютной влажностью, парциальным давлением водяного пара, давлением насыщенного пара, относительной влажнос­тью, дефицитом насыщения водяного пара, температурой точки росы и удельной влажностью.

Абсолютная влажность а (г/м3) — количество водяного пара, выраженное в граммах, содержащееся в 1 м3 воздуха.

Парциальное давление (упругость) водяного пара е — фактичес­кое давление водяного пара, находящегося в воздухе, измеряют в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.), миллибарах (мб) и гектопаскалях (гПа). Упругость водяного пара часто называют абсолютной влажностью. Однако смешивать эти разные понятия нельзя, так как они отражают разные физические величины ат­мосферного воздуха.

Давление насыщенного водяного пара, или упругость насыщения, Е— максимально возможное значение парциального давления при данной температуре; измеряют в тех же единицах, что и е. Упру­гость насыщения возрастает с увеличением температуры. Это зна­чит, что при более высокой температуре воздух способен содер­жать больше водяного пара, чем при более низкой температуре.

Относительная влажность f — это отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе, к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре. Выража­ют ее обычно в процентах с точностью до целых:

f=(e/E)- 100%.

Относительная влажность выражает степень насыщения воз­духа водяными парами.

Дефицит насыщения водяного пара (недостаток насыщения) d — разность между упругостью насыщения и фактической упругос­тью водяного пара:

= E—e.

Дефицит насыщения выражают в тех же единицах и с той же точностью, что и величины е и Е. При увеличении относитель­ной влажности дефицит насыщения уменьшается и при/= 100 % становится равным нулю.

Так как Е зависит от температуры воздуха, а е — от содержа­ния в нем водяного пара, то дефицит насыщения является комп­лексной величиной, отражающей тепло- и влагосодержание воз­духа. Это позволяет шире, чем другие характеристики влажнос­ти, использовать дефицит насыщения для оценки условий про­израстания сельскохозяйственных растений.

Точка росы td (°С) — температура, при которой водяной пар, со­держащийся в воздухе при данном давлении, достигает состояния насыщения относительно химически чистой плоской поверхности воды. При/= 100 % фактическая температура воздуха совпадает с точкой росы. При температуре ниже точки росы начинается кон­денсация водяных паров с образованием туманов, облаков, а на поверхности земли и предметов образуются роса, иней, изморозь.

Удельная влажность q (г/кг) — количество водяного пара в граммах, содержащееся в 1 кг влажного воздуха:

q = 622 е/Р,

где е — упругость водяного пара, гПа; Р— атмосферное давление, гПа.