Метэаралогія і кліматалогія
Практыкум
Выдавец: Вышэйшая школа
Памер: 223с.
Мінск 2011
Плёначны гігрограф. Гігрограф адрозніваецца ад валасянога адчувальным элементам. У якасці адчувальнага элемента ў гэтым гігрографе выкарыстоўваецца гіграскапічная арганічная плёнка ў выглядзе мембраны. Ваганні мембраны, абумоўленыя хістаннямі адноснай вільготнасці, перадаюцца на стрэлку з пяром, якое дакранаецца да стужкі самапісца, замацаванай на барабане з гадзіннікавым механізмам.
Апрацоўка запісу на ленце гігрографа. Апрацоўка праводзіцца графічным спосабам. Графік і табліцу складаюць такім жа чынам, што і для гігрометраў (гл. рыс. 6.4). Для гэтага бяруць даныя па адноснай вільготнасці, атрыманыя па псіхро-
метры ў тэрміны назіранняў, і яе значэнні, знятыя са стужак гігрографа. Потым для кожнага адліку, атрыманага па запісе гігрографа, знаходзяць папраўленыя значэнні адноснай вільготнасці. Адлікі па стужцы гігрографа, як і па гігрометры, бяруцца з дакладнасцю да 1%. Папраўленыя значэнні запісу гігрографа заносяцца ў метэаралагічную табліцу, якая мае такую ж форму, як і для апрацоўкі стужак тэрмографа і барографа.
Прыклады рашэння задач
Прыклад 1. Вызначыць абсалютную (q), адносную (/) вільготнасць і дэфіцыт вільготнасці d, калі тэмпература паветра t = 25 °C, а пругкасць е вадзяной пары роўная 12,0 гПа.
Рашэнне. Абсалютная вільготнасць q разлічваецца па формуле (6.1):
0,8-12
1 + 0,004-25
= 8,73г/м3.
Адносная вільготнасць / разлічваецца па формуле (6.2). Пры тэмпературы / = 25 °C пругкасць насычэння Е = 31,7 (дадатак 16). Тады
12 0
/ = -^•100 = 38%.
31,7
Дэфіцыт вільготнасці d разлічваецца па формуле (6.4):
с/= 31,712,0= 19,7 гПа.
Прыклад 2. Вызначыць пругкасць е вадзяной пары, калі адносная вільготнасць f = 40%, а дэфіцыт вільготнасці d = = 5,0 гПа.
f
Рашэнне. 3 формулы (6.2) е = а 3 формулы (6.4)
E = d+e,E = 5 + e.
Тады
е = -^-(5 + е); 5е = 10 + 2е; е = — гПа.
100 3
Прыклад 3. Вызначыць, колькі грамаў вадзяной пары ўтрымліваецца ў 1 кг вільготнага паветра, калі пругкасць вадзяной пары е = 16,2 гПа, а атмасферны ціск р складае 1010,0 гПа.
Рашэнне. Вызначэнне праводзіцца па формуле (6.3):
622-16,2 1010-0,378-16,2
= 10,0 г/кг.
Прыклад 4. Вызначыць асноўныя характарыстыкі вільготнасці паветра, калі паказанні «сухога» тэрмометра 20,0 °C, «намочанага» тэрмометра станцыйнага псіхрометра 15,0 °C, a атмасферны ціск р = 1000,0 гПа.
Рашэнне. Пры тэмпературы t = 15,0 °C пругкасць насычэння вадзяной пары Е = 17,06 гПа (дадатак 16).
Паводле формулы (6.11)
е = 17,06 0,0007947 ■ (20-15) • 1000 = 13,07 гПа.
Пры тэмпературы t = 20,0 °C пругкасць насычэння пары Е = = 23,39 гПа (дадатак 16), тады
13 07
/ = ———100 = 55%; <7= 23,39 13,07 = 10,32 гПа.
23,39
Прыклад 5. Маса ненасычанага паветра, якое мае тэмпературу tx = 15,0 °C, а адносную вільготнасць / = 80%, падымаецца па схіле гары і адыябатычна ахалоджваецца (вышыня гары Н = 3000 м). Вызначыць тэмпературу і адносную вільготнасць f каля падножжа супрацьлеглага схілу гары, калі велічыня вільгацеадыябатычнага градыента у' = 0,5 °С/100 м.
Рашэнне. Для дадзенай тэмпературы = 15,0 °C вызначаецца максімальная пругкасць вадзяной пары Е = 17,06 гПа (дадатак 16). Па формуле (6.2) разлічваецца фактычная пругкасць:
е = 17,06 = 13,65 гПа.
100
Для гэтай пругкасці вызначаецца пункт расы (дадатак 16) = 11,6 °C; вышыня h, на якой пачынаецца кандэнсацыя, вылічваецца па формуле h = (t ^ІОО, h = (15,0 11,6)100 = = 340 м, з улікам таго, што ніжэй гэтай вышыні адбываецца сухаадыябатычны працэс, тэмпературны градыент якога складае 1 °C/100 м.
Вышэй узроўню кандэнсацыі h будзе ісці вільгацеадыябатычны працэс, у гэтым выпадку тэмпература на вяршыні гары разлічваецца па формуле
(H-hW (3000-340)-0,5
Lit = = 11,0 = 1,/ С.
н 100 100
Для гэтай тэмпературы з дадатку 16 бярэцца пругкасць насычэння Е = 6,9 гПа, якая захоўваецца ў якасці пругкасці вадзяной пары е каля подножжа схілу. Пасля пераадолення вяршыні і апускання паветра па супрацьлеглым схіле адбываецца сухаадыябатычны працэс, які прыводзіць да павышэння тэмпературы, што разлічваецца па формуле
Н , ~ У — tu —
2 100
3000
100
• 1 -1,7 = 28,3 °C.
Для гэтай тэмпературы ў дадатку 16 знаходзім пругкасць насычэння Е = 38,5 гПа. Тады адносная вільготнасць
6,9
38,5
= 24%.
4 Зак. 681
Q Задачы
1. Тэмпература паветра 17,6 °C, пругкасць пары 12,4 гПа. Вызначыць адносную вільготнасць, дэфіцыт вільготнасці і пункт расы.
2. Тэмпература паветра 13,5 °C, дэфіцыт вільготнасці 5,8 гПа. Вызначыць пругкасць насычэння і пругкасць пары.
3. Знайсці тэмпературу паветра, калі пругкасць пары складае 3,6 гПа, а дэфіцыт вільготнасці 24 гПа.
4. Тэмпература паветра 15,7 °C, пругкасць пары складае 0,0; 5,8; 12,4 гПа. Вылічыць адносную вільготнасць і дэфіцыт вільготнасці. Прааналізаваць атрыманыя даныя.
5. Знайсці тэмпературу паветра, калі пругкасць насычэння складае 28,5; 11,6; 5,8; -4,2; -9,4 гПа.
6. Тэмпература паветра 10,6 °C, адносная вільготнасць 68%. Знайсці пругкасць насычэння, пругкасць пары і дэфіцыт вільготнасці.
7. Знайсці пункт расы, калі пругкасць пары складае 1,5; 5,9; 9,7; 15,8 гПа.
8. Пасля заходу Сонца адносная вільготнасць складае 80%, а тэмпература 17,4 °C. Да якой тэмпературы павінна ахалоджвацца падсцілачная паверхня, каб на ёй утварыліся прадукты кандэнсацыі? Што пры гэтым узнікне раса ці іней?
9. Тэмпература паветра 27,5 °C, пункт расы 10,4 °C. Вызначыць пругкасць насычэння, пругкасць пары, дэфіцыт вільготнасці і адносную вільготнасць.
10. У трапічных пустынях тэмпература паветра можа павышацца да 50 °C (і больш), а адносная вільготнасць у гэты час памяншаецца да 2%. У палярных жа раёнах магчыма тэмпература —45 °C (і ніжэй) пры адноснай вільготнасці 100%. У якім выпадку абсалютная вільготнасць большая і ў колькі разоў?
11. Пабудаваць і прааналізаваць графікі гадавога ходу сярэдняй месячнай тэмпературы паветра, парцыяльнага ціску вадзяной пары, адноснай вільготнасці і дэфіцыту вільготнасці па даных адной з метэастанцый (дадатак 18).
12. Маса ненасычанага паветра з тэмпературай t = 18,5 °C і адноснай вільготнасцю/ = 85% падымаецца па схіле гары і адыябатычна ахалоджваецца (вышыня гары Н = 2800 м). Вызначыць тэмпературу і адносную вільготнасць каля падножжа супрацьлеглага схілу гары, калі велічыня вільгацеадыябатычнага градыента у' = 0,6 °С/100 м. Растлумачыць з’яву фёна.
13. Атмасферны ціск 1000,0 гПа, пругкасць пары 11,0 гПа. Знайсці ўдзельную вільготнасць паветра.
14. Паказанні тэрмометраў станцыйнага псіхрометра: «сухога» 16,0 °C, «намочанага» 10,0 °C. Ціск 1000,0 гПа. Вылічыць пругкасць пары з дапамогай псіхраметрычнай формулы (6.11).
15. Паказанні «сухога» тэрмометра аспірацыйнага псіхрометра 20,0 °C, «намочанага» 12,0 °C. Ціск 1040,0 гПа. Вылічыць пругкасць пары па псіхраметрычнай формуле (6.11).
(?) Кантрольныя пытанні
1. Якія існуюць характарыстыкі вільготнасці паветра? Растлумачыць іх.
2. У якіх межах могуць змяняцца характарыстыкі вільготнасці паветра? Ці могуць гэтыя велічыні быць адмоўнымі?
3. Чаму роўная адносная вільготнасць, калі дэфіцыт вільготнасці адпавядае: 1) пругкасці насычэння; 2) нулю?
4. Чаму роўны парцыяльны ціск вадзяной пары, адносная вільготнасць і дэфіцыт вільготнасці пры тэмпературы пункта расы?
5. У якім выпадку вадзяная пара пры адной і той жа тэмпературы бліжэй знаходзіцца да стану насычэння: пры адноснай вільготнасці 10% ці 90%?
6. Як змяняюцца асноўныя характарыстыкі вільготнасці паветра ў залежнасці ад змяненняў тэмпературы паветра?
7. Якія існуюць метады вымярэння вільготнасці паветра?
8. Як фармулюецца закон выпарэння (закон Дальтона)?
9. Як выводзіцца асноўная псіхраметрычная формула?
10. Якая будова і прынцып работы станцыйнага і аспірацыйнага псіхрометраў?
11. Што ўяўляюць сабой «Псіхраметрычныя табліцы»?
12. Якія існуюць тыпы гігрометраў? Якая іх будова?
13. Як пабудаваны гігрограф? На чым заснаваны прынцып яго дзеяння?
14. Як апрацоўваецца запіс на стужцы гігрографа?
Глава QJ
ВОБЛАЧНАСЦЬ
7.1. Умовы ўтварэння воблакаў
Воблакі з’яўляюцца важнай састаўной часткай кругазвароту вады ў геасферы і кліматычнай сістэме. Яны ўяўляюць сабой вынік працэсаў кандэнсацыі ці сублімацыі вадзяной пары ў атмасферы. Гэтыя працэсы адбываюцца толькі ў тым выпадку, калі адносная вільготнасць павялічваецца і вадзяная пара дасягае стану насычэння. Гэта значыць, што фактычная пругкасць е вадзяной пары дасягае крайне магчымага для дадзенай тэмпературы свайго значэння Е. Стан насычэння наступае часцей за ўсё за кошт паніжэння тэмпературы паветра ніжэй пункта расы радзей за кошт паступлення вадзяной пары звонку. Акрамя таго, каб адбылася кандэнсацыя ў насычаным паветры, неабходна наяўнасць ядраў кандэнсацыі, якія актывізуюць воблакаўтварэнне.
Прычынай паніжэння тэмпературы паветра, што ў сваю чаргу выклікае кандэнсацыю, перш за ўсё з’яўляюцца адыябатычныя працэсы, якія звязаны з вертыкальнымі рухамі паветра. Адыябатычнае ахаладжэнне паветра звычайна абумоўлена наступнымі атмасфернымі з’явамі:
□ канвекцыйнымі струменямі ўнутры аднароднай паветранай масы;
□ узыходным слізганнем цёплага паветра па нахіленай франтальнай паверхні, якая падзяляе дзве паветраныя масы з рознымі фізічнымі ўласцівасцямі;
□ хвалевымі рухамі, якія ўзнікаюць на паверхні падзелу двух розных па фізічных уласцівасцях слаёў паветра;
□ турбулентным перамешваннем у атмасферы.
Воблакаўтварэнню спрыяюць таксама і неадыябатычныя працэсы. Да іх адносяцца галоўным чынам фазавыя пераходы вады, радыяцыйныя змяненні тэмпературы паветра, адвекцыя цёплага і вільготнага паветра, якое ахалоджваецца ад больш халоднай падсцілачнай паверхні.
Часцей за ўсё воблакі ўзнікаюць у выніку адначасовага ўзаемадзеяння некалькіх працэсаў і з’яў. Неабходна адзначыць, што воблакі бесперапынна эвалюцыяніруюць. У працэсе эва-
люцыі адбываюцца змяненні іх марфалагічных рыс, пераўтварэнне ў іншыя формы.
7.2. Формы воблакаў і іх класіфікацыя
Пры назіраннях за воблакамі вызначаюць іх колькасць (воблачнасць), формы і вышыню ніжняй мяжы воблакаў.
Пры вызначэнні формы воблакаў карыстаюцца міжнароднай класіфікацыяй воблакаў, у аснову якой пакладзены марфалагічныя прыкметы або іх вонкавы выгляд. У адпаведнасці з міжнароднай класіфікацыяй вылучаны 10 асноўных форм (родаў) воблакаў. Кожная форма мае некалькі відаў і разнавіднасцей.
КНІГІ ОНЛАЙН
