
- •Круговорот водяного пара
- •Физические свойства льда, воды, вп. Определение и связь между характеристиками влажности воздуха.
- •Фазовые переходы воды. Условия фазового равновесия. График равновесия фаз. Переохлажденное состояние воды.
- •Упругость насыщенного пара в зависимости от температуры ( уравнение Клаузиуса-Клайперона). Факторы, влияющие на упругость насыщения.
- •Процесс испарения с молекулярно - кинетической точки зрения. Уравнение Кнудсена. Эмпирические формулы для расчета испарения. Ф-ла Дальтона.
- •Испарение и испаряемость. Испарение
- •Испаряемость
- •Процесс диффузии водяного пара, адвекция водяного пара. Уравнение переноса водяного пара.
- •Особенности испарения в естественных условиях. Распределение водяного пара по вертикали в приземном слое атмосферы. Влагосодержание атмосферы.
- •Суточный, годовой ход параметров влажности воздуха, многолетняя изменчивость
- •Географическое распределение испаряемости и влажности воздуха.
- •Конденсация и сублимация водяного пара. Ядра конденсации. Продукты конденсации.
- •Процессы, приводящие к образованию туманов. Классификация туманов.
- •Физические процессы образования облаков. Классификация облаков.
- •Конденсация. Общие свойства коагуляции.
- •Активное воздействие на облака. Характеристика и классификация осадков, выпадающих из облаков. Наземные осадки. Определение количества осадков.
- •Снежный покров.
- •Аномалии баланса влаги – засухи. Условия возникновения засух и их последствия (на примере Европейской территории России летом 2011 г).
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.